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JP3540503B2 - Pattern formation method - Google Patents
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JP3540503B2
JP3540503B2 JP9700596A JP9700596A JP3540503B2 JP 3540503 B2 JP3540503 B2 JP 3540503B2 JP 9700596 A JP9700596 A JP 9700596A JP 9700596 A JP9700596 A JP 9700596A JP 3540503 B2 JP3540503 B2 JP 3540503B2
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はパターン形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体装置などの製造中、例えば電極を形成する工程において、ウェットエッチング処理を用いる場合、電極金属の不所望なオーバエッチングにより、電極サイズや形状が変化する恐れがあるため、通常、電極を形成する工程などでは、リフトオフ技術が用いられる。
【0003】
図3は、従来のリフトオフ技術に用いられるパターン形成方法の一例を示す図である。
【0004】
まず、図3(a)に示すように、半導体結晶体51の上面上にフォトレジストやポリイミド等の高分子材料膜52を形成した後、AlやAu等の金属膜53を真空蒸着技術を用いて形成し、この金属膜53にフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて開口53a形成する。
【0005】
次に、図3(b)に示すように、前記開口53aを有する金属膜53をマスクとして酸素プラズマエッチング技術等により前記高分子材料膜52をサイドエッチングするようにエッチング除去し、オーバーハング部54aを有するパターン54を形成する。
【0006】
その後、図示しないが、上記パータン54を介して前記半導体結晶体51上にAuなどの電極等の材料としての金属膜を真空蒸着技術を用いて形成した後、前記パターン54を除去して所定形状の電極等を作製する。
【0007】
次に、図4は、従来のリフトオフ技術に用いられるパターン形成方法の他の一例を示す図である。
【0008】
まず、図4(a)に示すように、半導体結晶体61の上面上にキノンジアジド系ポジ型フォトレジスト膜62を用いて形成した後、フォトマスク63を介して紫外線を露光する。
【0009】
次に、図4(b)に示すように、熱処理やモノクロロベンゼン処理を行って未露光部分の表面近傍を現像液に対して耐性が向上した耐性向上部分64に変質させる。
【0010】
その後、図4(c)に示すように、前記フォトレジスト膜62を現像処理して、オーバーハング部65aを有するパターン65を形成する。
【0011】
しかる後、図3に示す従来例と同様に、パターン64を用いて所定形状の電極等を作製する。
【0012】
更に、図5に従来のリフトオフ技術に用いられるパターン形成方法の他の一例を示す。
【0013】
まず、図5(a)に示すように、半導体結晶体71の上面上に紫外線に感度を有する第1のポジ型フォトレジスト膜72、遠紫外線に感度を有する第2のポジ型フォトレジスト膜73をこの順序に形成する。
【0014】
次に、図5(b)に示すように、例えば波長250nmmの遠紫外線光を用いたフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術により、第2のポジ型フォトレジスト膜73に開口73aを形成する。
【0015】
その後、図5(c)に示すように、前記開口73aを有する第2のポジ型フォトレジスト膜73をマスクとして第1のポジ型フォトレジスト膜72に例えば波長480nmの紫外線光を露光し、この第1のポジ型フォトレジスト膜72をサイドエッチングするように現像除去してオーバーハング部74aを有するパターン74を形成する。
【0016】
しかる後、図3に示す従来例と同様に、パターン74を用いて所定形状の電極等を作製する。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図3に示す従来例の場合には、オーバハング部54aを構成する金属膜53の膜厚やこの金属膜53の開口53aを精度よく形成することが困難であり、よって、電極等の金属膜を所定形状にすることが困難であるといった問題の他、製造工程が繁雑であるといった問題があった。
【0018】
また、図4に示す従来例の場合には、熱処理やモノクロロベンゼン処理による耐性向上部分作製の再現性が低い他、耐性向上部分からなるオーバハング部65aは薄く、熱容量が極めて小さいため、この部分は熱変形しやすく、従って、電極等の金属膜を所定形状にすることが困難であるといった問題があった。
【0019】
そして、図5に示す従来例の場合には、紫外線と遠紫外線の2種類の露光光が必要であるため、製造工程が繁雑であるといった問題がある他、遠紫外線に感度を有する第2のレジスト膜73は紫外線の遮蔽効果が低いため、第2のレジスト膜73をマスクとして第1のレジスト膜72に紫外線を露光し、現像して形成されるオーバハング部74aを所定形状に制御することが困難であるといった問題があった。
【0020】
本発明は上述の問題点を鑑み成されたものであり、簡単で精度の高いフォトレジストパターンの形成方法を提供することが目的である。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明のパターン形成方法は、材料体上にポジ型フォトレジスト膜及び合成ゴム系材料からなるネガ型フォトレジスト膜をこの順序で形成する工程と、前記ネガ型フォトレジスト膜の所定部分に該ネガ型フォトレジスト膜感光用光としての紫外線光を照射する工程と、前記ネガ型フォトレジスト膜を選択的に現像除去して所定形状にパターン化する工程と、前記パターン化したネガ型フォトレジスト膜をマスクとし、前記ポジ型フォトレジスト膜に該ポジ型フォトレジスト膜感光用光として、前記ネガ型フォトレジスト膜感光用光と同じ波長であり、且つ前記ネガ型フォトレジスト膜が遮蔽する効果のある紫外線光を照射する工程と、前記ポジ型フォトレジスト膜を選択的に現像除去することによりオーバーハング部を有するレジストパターンを形成する工程と、を有することを特徴とする。なお、材料体としては、半導体基板や半導体層が積層された半導体基板等に限らず、ガラス板など種々のものに適用できる。
【0022】
本発明は、オーバーハング部を有するパターンがレジストにより形成されるので、一般的なフォトリソグラフィ技術等により簡単に作製できると共に、レジストは金属に比べて選択的にエッチングできるので、不所望なサイドエッチングを抑制可能である。
【0023】
しかも、ポジ型フォトレジスト膜上のポジ型とは逆タイプのネガ型フォトレジスト膜は、ポジ型フォトレジスト膜感光用光を遮蔽する効果があるので、ポジ型フォトレジスト膜の所定部分に精度よく露光でき、よって、この露光部分を精度よく現像除去できる。
【0024】
また、ネガ型フォトレジスト膜は、変質させて耐性向上部分を作製する従来例に比べて、オーバーハング部の厚みを大きくできるので、レジストパターンを介して電極等の金属膜を形成する際に、このレジストパターンのオーバーハング部に供与される不所望な熱によるオーバーハング部の変形を抑制できる。
【0025】
従って、本発明は、簡単で精度の高いフォトレジストパターンの形成方法を提供できる。
【0026】
加えて、本発明は、ポジ型、ネガ型フォトレジスト膜感光用光に同一波長を有する光を用いることも可能であり、更に製造工程を簡単化することもできる。
【0027】
特に、前記パターン化したネガ型フォトレジスト膜は、前記ポジ型フォトレジスト膜感光用光を30%以上遮蔽することを特徴とする。
【0028】
この場合、ポジ型フォトレジスト膜を露光する際、前記30%以上遮蔽するパターン化したネガ型フォトレジスト膜は良好なマスクとして機能するので、好ましい。
【0029】
更に、前記ネガ型フォトレジスト膜感光用光と、前記ポジ型フォトレジスト膜感光用光は、同一光源からの同一波長域の光であることを特徴とする。
【0030】
この場合、ネガ型、ポジ型フォトレジスト膜に対して同一光源からの同一波長域の光を用いることができるので、簡単な装置で且つ簡単な製造工程でパターンが形成できる。
【0031】
特に、前記ネガ型フォトレジスト膜は合成ゴム系材料からなることを特徴とする。
【0032】
この合成ゴム系材料からなるネガ型フォトレジスト膜は、熱的に安定であると共に、感光用光としての例えば紫外線光を50%以上カット可能である。従って、不所望な熱によるオーバーハング部の変形を良好に抑制できると共に、ポジ型フォトレジスト膜感光用光に対するマスクとして良好に機能するので、この合成ゴム系材料からなるネガ型フォトレジスト膜が好ましい。
【0033】
特に、紫外線光に対して、合成ゴム系材料からなるネガ型フォトレジスト膜の遮蔽率はその膜厚に略比例して大きくなり、この膜厚設定によって容易に十分なカットができるので、感光用光としては紫外線光が好ましい。
【0034】
更に、前記ポジ型フォトレジスト膜はキノンジアジド系材料からなることを特徴とする。
【0035】
このキノンジアジド系材料からなるポジ型フォトレジスト膜は、特殊な除去液を使用せずとも、メチルアルコールなどのアルコールやアセトンなどの有機溶剤により容易に除去できるので、リフトオフ工程が簡単に行え、好ましい。
【0036】
なお、本発明に係るパターン形成方法を用いたリフトオフ技術は、電界効果型トランジスタなどのソース、ドレイン電極形成など半導体素子の電極形成工程の他、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの絶縁膜の選択形成工程、半導体基板上の配線形成工程などの種々の工程に利用できる。
【0037】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態であるパターン形成方法を用いたリフトオフ工程を図1用いて詳細に説明する。
【0038】
まず、図1(a)に示すように、GaAs半導体基板等の半導体結晶体(材料体)1の主面上に、ポジ型フォトレジストとしてのキノンジアジド系フォトレジスト、本形態では商品名OFPR8600(東京応化株式会社製)をスピンコート法により塗布した後、110℃で40分間ベーキングして膜厚1.5μmの第1のフォトレジスト膜2を作製する。
【0039】
次に、図1(b)に示すように、上記第1のフォトレジスト膜2上に、ネガ型フォトレジストとしての合成ゴム系フォトレジスト、本形態では商品名Waycoat[ウエイコート](COG Microelectronic Materials Inc.製)をスピンコート法により塗布した後、80℃で20分間ベーキングして膜厚0.8μmの第2のフォトレジスト膜3を作製する。
【0040】
続いて、図1(c)に示すように、図示しないフォトマスクを介して第2のフォトレジスト膜感光用光としての波長480nmの紫外線光を光量10mW、時間15秒の条件で第2のフォトレジスト膜3上に照射した後(フォトリソグラフ工程後)、第2のレジスト膜用専用現像液で現像処理して前記非照射部分を除去することにより第2のフォトレジスト膜3を上面矩形状にパターン化する。
【0041】
その後、図1(d)に示すように、前記パターン化した第2のフォトレジスト膜3をマスクとして、前記第1のフォトレジスト膜2に第1のフォトレジスト膜感光用光として先と同じ波長480nmの紫外線光を第2のレジスト膜3下の第1のレジスト膜2に回折作用により所定量回り込むように光量10mW、時間100秒照射した後、第1のレジスト膜用専用現像液で液温度25℃で60秒間現像処理して照射部分を除去することにより、材料体1の表面を露出させると共に、第1のフォトレジスト膜2を第2のフォトレジスト膜3より上面積が小さくなるように形成する。この結果、第1、第2のフォトレジスト膜2、3からなるレジストパターン4は、オーバハング部4aとなる第1のフォトレジスト膜2からの第2のフォトレジスト膜3の突出部を有することとなる。
【0042】
続いて、図1(e)に示すように、前記レジストパターン4を介した状態で、前記基板1上に該基板に対して略垂直方向から電極金属膜5を被着形成する。尚、本形態では、電極金属膜5として、膜厚0.1μmのAuGe合金膜、膜厚0.01μmのNi膜、及び膜厚1μmのAu膜をこの順序で真空蒸着法により形成した。
【0043】
その後、図1(f)に示すように、第1のレジスト膜除去液、例えば本形態ではアセトンにより、第1のレジスト膜2を除去して、所定形状の電極6を形成する。
【0044】
この方法では、高精度な所定形状の電極6が形成できる。
【0045】
次に、本発明の他の実施の形態であるパターン形成方法を用いたリフトオフ技術方法を図2を用いて詳細に説明する。
【0046】
まず、図2(a)に示すように、GaAs半導体基板等の半導体結晶体(材料体)11の主面上に、ポジ型フォトレジストとしてのキノンジアジド系フォトレジスト、本形態では商品名AZ1350J(SHIPLEY社製)をスピンコート法により塗布した後、110℃で40分間ベーキングして膜厚1.5μmの第1のフォトレジスト膜12を作製する。
【0047】
次に、図2(b)に示すように、上記第1のフォトレジスト膜12上に、ネガ型フォトレジストとしての合成ゴム系フォトレジスト、本形態ではOMR85(東京応化株式会社製)をスピンコート法により塗布した後、95℃で30分間ベーキングして膜厚0.8μmの第2のフォトレジスト膜13を作製する。
【0048】
続いて、図2(c)に示すように、図示しないフォトマスクを介して第2のフォトレジスト膜感光用光としての波長480nmの紫外線光を光量10mW、時間5秒の条件で第2のフォトレジスト膜13上に照射した後(フォトリソグラフィ工程後)、現像処理して前記非照射部分を除去することにより第2のフォトレジスト膜13を開口13aを有するパターン形状にパターン化する。
【0049】
その後、図2(d)に示すように、前記パターン化した第2のフォトレジスト膜13をマスクとして、前記第1のフォトレジスト膜12に第1のフォトレジスト膜感光用光として先と同じ波長480nmの紫外線光を第2のレジスト膜13下の第1のレジスト膜12に回折作用により所定量回り込むように光量10mW、時間50秒照射した後、第1のレジスト膜用専用現像液で液温度25℃で40秒間、現像処理して照射部分を除去することにより、材料体11の上面を露出させると共に、第2のフォトレジスト膜13が第1のフォトレジスト膜12より突き出るように形成する。この結果、第1、第2のフォトレジスト膜12、13からなるレジストパターン14は、オーバハング部14aとなる第1のフォトレジスト膜12からの第2のフォトレジスト膜13の突出部を有することとなる。
【0050】
続いて、図2(e)に示すように、前記レジストパターン14を介した状態で、前記基板11上に該基板に対して略垂直方向から電極金属膜15を被着形成する。尚、本形態では、電極金属膜15として、膜厚0.1μmのAuZn合金膜及び膜厚1μmのAu膜をこの順序で真空蒸着法により形成した。
【0051】
その後、図2(f)に示すように、第1のレジスト膜除去液、例えば本形態ではアセトンを用いて、第1のレジスト膜12を除去することにより、所定形状の電極16を形成する。
【0052】
この方法では、高精度な所定形状の電極16が形成できる。
【0053】
尚、上記各実施形態に限らず、上記OFPR8600と上記MR85を組み合わせてもよく、また上記AZ1350Jと上記Waycaotを組み合わせてもよく、更には、上記OFPR8600、上記AZ1350Jの現像液としては、専用現像液でなくともよく、例えばイソプロピルアルコールでもよい。勿論、本発明は上述のフォトレジストや除去液等に限らず、適宜種々のものが適用できる。
【0054】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単で精度の高いフォトレジストパターンの形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態であるパターン形成方法を用いたリフトオフ工程図である。
【図2】本発明の他の実施の形態であるパターン形成方法を用いたリフトオフ工程図である。
【図3】従来のパターン形成工程図である。
【図4】他の従来のパターン形成工程図である。
【図5】他の従来のパターン形成工程図である。
【符号の説明】
1、11 材料体
2、12 第1のレジスト膜(ポジ型フォトレジスト膜)
3、13 第2のレジスト膜(ネガ型フォトレジスト膜)
4a、14a オーバハング部
4、14 パターン
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pattern forming method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, during the manufacture of a semiconductor device or the like, for example, in the step of forming an electrode, if wet etching is used, the electrode size and shape may change due to undesired over-etching of the electrode metal. The lift-off technique is used in the forming step and the like.
[0003]
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a pattern forming method used in a conventional lift-off technique.
[0004]
First, as shown in FIG. 3A, after a polymer material film 52 such as a photoresist or polyimide is formed on the upper surface of a semiconductor crystal body 51, a metal film 53 such as Al or Au is formed using a vacuum deposition technique. An opening 53a is formed in the metal film 53 using a photolithography technique and an etching technique.
[0005]
Next, as shown in FIG. 3B, using the metal film 53 having the opening 53a as a mask, the polymer material film 52 is etched away by side etching using an oxygen plasma etching technique or the like, and the overhang portion 54a is formed. Is formed.
[0006]
Thereafter, although not shown, a metal film as a material for an electrode such as Au is formed on the semiconductor crystal body 51 through the pattern 54 by using a vacuum deposition technique, and then the pattern 54 is removed to obtain a predetermined shape. And the like.
[0007]
Next, FIG. 4 is a diagram showing another example of a pattern forming method used in a conventional lift-off technique.
[0008]
First, as shown in FIG. 4A, after a quinonediazide-based positive photoresist film 62 is formed on the upper surface of a semiconductor crystal 61, ultraviolet light is exposed through a photomask 63.
[0009]
Next, as shown in FIG. 4B, heat treatment or monochlorobenzene treatment is performed to transform the vicinity of the surface of the unexposed portion into a resistance-improved portion 64 having improved resistance to a developing solution.
[0010]
Thereafter, as shown in FIG. 4C, the photoresist film 62 is developed to form a pattern 65 having an overhang portion 65a.
[0011]
Thereafter, similarly to the conventional example shown in FIG. 3, an electrode or the like having a predetermined shape is manufactured using the pattern 64.
[0012]
FIG. 5 shows another example of a pattern forming method used in the conventional lift-off technique.
[0013]
First, as shown in FIG. 5A, a first positive photoresist film 72 having sensitivity to ultraviolet rays and a second positive photoresist film 73 having sensitivity to far ultraviolet rays are formed on the upper surface of a semiconductor crystal 71. Are formed in this order.
[0014]
Next, as shown in FIG. 5B, an opening 73a is formed in the second positive photoresist film 73 by a photolithography technique and an etching technique using far ultraviolet light having a wavelength of 250 nm, for example.
[0015]
Thereafter, as shown in FIG. 5C, the first positive photoresist film 72 is exposed to ultraviolet light having a wavelength of, for example, 480 nm using the second positive photoresist film 73 having the opening 73a as a mask. The first positive photoresist film 72 is developed and removed so as to be side-etched to form a pattern 74 having an overhang portion 74a.
[0016]
Thereafter, similarly to the conventional example shown in FIG. 3, an electrode or the like having a predetermined shape is manufactured using the pattern 74.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the conventional example shown in FIG. 3, it is difficult to accurately form the thickness of the metal film 53 constituting the overhang portion 54a and the opening 53a of the metal film 53. In addition to the problem that it is difficult to form the film into a predetermined shape, there is a problem that the manufacturing process is complicated.
[0018]
In addition, in the case of the conventional example shown in FIG. 4, the reproducibility of the production of the resistance-improved portion by heat treatment or monochlorobenzene treatment is low, and the overhang portion 65a formed of the resistance-improved portion is thin and has a very small heat capacity. There is a problem in that it is easily deformed by heat and it is therefore difficult to form a metal film such as an electrode into a predetermined shape.
[0019]
In the case of the conventional example shown in FIG. 5, since two types of exposure light, ultraviolet light and far ultraviolet light, are necessary, there is a problem that the manufacturing process is complicated, and a second light sensitive to far ultraviolet light. Since the resist film 73 has a low effect of blocking ultraviolet rays, the first resist film 72 is exposed to ultraviolet rays using the second resist film 73 as a mask, and the overhang portion 74a formed by development is controlled to a predetermined shape. There was a problem that it was difficult.
[0020]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a method for forming a photoresist pattern that is simple and highly accurate.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
The pattern forming method of the present invention comprises the steps of forming a positive photoresist film and a negative photoresist film made of a synthetic rubber-based material in this order on a material body, and forming the negative photoresist film on a predetermined portion of the negative photoresist film. Irradiating an ultraviolet light as a photosensitive photoresist film exposure light, selectively developing and removing the negative photoresist film to pattern it into a predetermined shape, and removing the patterned negative photoresist film. a mask, the a positive photoresist film with a said positive photoresist film photosensitive optical, the same wavelength as the negative photoresist film photosensitive optical, and said negative photoresist film is an effect of shielding A step of irradiating with ultraviolet light, and a resist pattern having an overhang portion by selectively developing and removing the positive photoresist film. And having a step of forming a. Note that the material body is not limited to a semiconductor substrate or a semiconductor substrate on which semiconductor layers are stacked, and can be applied to various materials such as a glass plate.
[0022]
According to the present invention, since a pattern having an overhang portion is formed by a resist, the resist can be easily manufactured by a general photolithography technique or the like, and the resist can be selectively etched compared to a metal, so that undesired side etching is performed. Can be suppressed.
[0023]
Moreover, since the negative type photoresist film on the positive type photoresist film, which is of the opposite type to the positive type, has an effect of blocking the light for exposure of the positive type photoresist film, the negative type photoresist film can be accurately applied to a predetermined portion of the positive type photoresist film. Exposure can be performed, so that the exposed portion can be developed and removed with high accuracy.
[0024]
In addition, the negative photoresist film can be made thicker in the overhang portion as compared with the conventional example in which a resistance-improved portion is produced by changing the quality, so that when forming a metal film such as an electrode through a resist pattern, Deformation of the overhang portion due to undesired heat applied to the overhang portion of the resist pattern can be suppressed.
[0025]
Therefore, the present invention can provide a simple and accurate method for forming a photoresist pattern.
[0026]
In addition, in the present invention, it is possible to use light having the same wavelength as the light for exposure of the positive type and negative type photoresist film, and it is possible to further simplify the manufacturing process.
[0027]
In particular, the patterned negative photoresist film blocks the light for exposure of the positive photoresist film by 30% or more.
[0028]
In this case, when exposing the positive-type photoresist film, the patterned negative-type photoresist film that shields by 30% or more functions as a good mask, and thus is preferable.
[0029]
Further, the light for negative photoresist film exposure and the light for positive photoresist film exposure are light of the same wavelength range from the same light source.
[0030]
In this case, since light of the same wavelength range from the same light source can be used for the negative and positive photoresist films, a pattern can be formed with a simple apparatus and a simple manufacturing process.
[0031]
Particularly, the negative photoresist film is made of a synthetic rubber material.
[0032]
The negative photoresist film made of the synthetic rubber material is thermally stable and can cut, for example, ultraviolet light as photosensitive light by 50% or more. Therefore, since the deformation of the overhang portion due to undesired heat can be satisfactorily suppressed, and it functions well as a mask for the positive type photoresist film photosensitive light, the negative type photoresist film made of this synthetic rubber material is preferable. .
[0033]
In particular, the blocking rate of a negative photoresist film made of a synthetic rubber material against ultraviolet light increases substantially in proportion to the film thickness, and sufficient thickness can be easily cut by setting the film thickness. The light is preferably ultraviolet light.
[0034]
Further, the positive photoresist film is made of a quinonediazide-based material.
[0035]
The positive-type photoresist film made of this quinonediazide-based material can be easily removed by an alcohol such as methyl alcohol or an organic solvent such as acetone without using a special removing solution, so that a lift-off process can be easily performed, which is preferable.
[0036]
The lift-off technique using the pattern forming method according to the present invention is not limited to a step of forming an electrode of a semiconductor element such as formation of source and drain electrodes of a field effect transistor and the like, and a step of selecting an insulating film such as a silicon oxide film and a silicon nitride film. It can be used in various processes such as a forming process and a process of forming wiring on a semiconductor substrate.
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A lift-off process using a pattern forming method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
[0038]
First, as shown in FIG. 1A, on a main surface of a semiconductor crystal (material) 1 such as a GaAs semiconductor substrate, a quinonediazide-based photoresist as a positive photoresist, in this embodiment, a product name OFPR8600 (Tokyo) Is applied by spin coating, and baked at 110 ° C. for 40 minutes to form a first photoresist film 2 having a thickness of 1.5 μm.
[0039]
Next, as shown in FIG. 1B, on the first photoresist film 2, a synthetic rubber-based photoresist as a negative photoresist, in this embodiment, Waycoat [way coat] (COG Microelectronic Materials Inc.) is baked at 80 ° C. for 20 minutes to form a second photoresist film 3 having a thickness of 0.8 μm.
[0040]
Subsequently, as shown in FIG. 1 (c), an ultraviolet light having a wavelength of 480 nm as a second photoresist film exposure light is irradiated with a second photo resist under the conditions of a light amount of 10 mW and a time of 15 seconds through a photo mask (not shown). After irradiating the resist film 3 (after the photolithography step), the second photoresist film 3 is formed into a rectangular shape on the upper surface by developing with a dedicated developer for the second resist film and removing the non-irradiated portion. Pattern.
[0041]
Thereafter, as shown in FIG. 1 (d), using the patterned second photoresist film 3 as a mask, the first photoresist film 2 is exposed to the same wavelength as the first photoresist film photosensitive light using the second photoresist film 3 as a mask. After irradiating 480 nm ultraviolet light to the first resist film 2 under the second resist film 3 for a predetermined amount by diffraction action with a light amount of 10 mW and a time of 100 seconds, the liquid temperature is changed with a dedicated developer for the first resist film. By developing at 25 ° C. for 60 seconds to remove the irradiated portion, the surface of the material body 1 is exposed, and the area of the first photoresist film 2 is smaller than that of the second photoresist film 3. Form. As a result, the resist pattern 4 including the first and second photoresist films 2 and 3 has a protrusion of the second photoresist film 3 from the first photoresist film 2 to be an overhang portion 4a. Become.
[0042]
Subsequently, as shown in FIG. 1E, an electrode metal film 5 is formed on the substrate 1 in a state substantially perpendicular to the substrate with the resist pattern 4 interposed therebetween. In this embodiment, as the electrode metal film 5, an AuGe alloy film having a thickness of 0.1 μm, a Ni film having a thickness of 0.01 μm, and an Au film having a thickness of 1 μm are formed in this order by a vacuum evaporation method.
[0043]
Thereafter, as shown in FIG. 1F, the first resist film 2 is removed with a first resist film removing liquid, for example, acetone in this embodiment, to form an electrode 6 having a predetermined shape.
[0044]
In this method, a highly accurate electrode 6 having a predetermined shape can be formed.
[0045]
Next, a lift-off technique using a pattern forming method according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
[0046]
First, as shown in FIG. 2A, a quinonediazide-based photoresist as a positive photoresist, which is a trade name AZ1350J (SHIPLEY), is formed on a main surface of a semiconductor crystal (material) 11 such as a GaAs semiconductor substrate. Co., Ltd.) is applied by spin coating, and baked at 110 ° C. for 40 minutes to form a first photoresist film 12 having a thickness of 1.5 μm.
[0047]
Next, as shown in FIG. 2B, a synthetic rubber-based photoresist as a negative photoresist, in this embodiment, OMR85 (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is spin-coated on the first photoresist film 12. After coating by a method, baking is performed at 95 ° C. for 30 minutes to form a second photoresist film 13 having a thickness of 0.8 μm.
[0048]
Subsequently, as shown in FIG. 2C, an ultraviolet light having a wavelength of 480 nm as a second photoresist film exposure light is irradiated with a second photo-resist under a condition of a light amount of 10 mW and a time of 5 seconds through a photomask (not shown). After irradiating the resist film 13 (after the photolithography step), the second photoresist film 13 is patterned into a pattern having an opening 13a by developing and removing the non-irradiated portion.
[0049]
Thereafter, as shown in FIG. 2D, the first photoresist film 12 is used as a first photoresist film exposure light at the same wavelength as the first photoresist film 12 using the patterned second photoresist film 13 as a mask. After irradiating ultraviolet light of 480 nm to the first resist film 12 under the second resist film 13 for a predetermined amount by diffraction to emit a predetermined amount of light of 10 mW for a time of 50 seconds, the first resist film is subjected to a liquid temperature by a dedicated developer for the first resist film. By developing at 25 ° C. for 40 seconds to remove the irradiated portion, the upper surface of the material body 11 is exposed, and the second photoresist film 13 is formed so as to protrude from the first photoresist film 12. As a result, the resist pattern 14 including the first and second photoresist films 12 and 13 has a protrusion of the second photoresist film 13 from the first photoresist film 12 to be the overhang portion 14a. Become.
[0050]
Subsequently, as shown in FIG. 2E, an electrode metal film 15 is formed on the substrate 11 in a state substantially perpendicular to the substrate with the resist pattern 14 interposed therebetween. In this embodiment, as the electrode metal film 15, an AuZn alloy film having a thickness of 0.1 μm and an Au film having a thickness of 1 μm are formed in this order by a vacuum evaporation method.
[0051]
Thereafter, as shown in FIG. 2F, the first resist film 12 is removed using a first resist film removing liquid, for example, acetone in this embodiment, to form the electrode 16 having a predetermined shape.
[0052]
In this method, a highly accurate electrode 16 having a predetermined shape can be formed.
[0053]
In addition, not limited to the above embodiments, the OFPR8600 and the MR85 may be combined, or the AZ1350J and the Waycaot may be combined. Further, as the developing solution of the OFPR8600 and the AZ1350J, a dedicated developing solution is used. However, for example, isopropyl alcohol may be used. Of course, the present invention is not limited to the above-described photoresist and removing liquid, and various other appropriate ones can be applied.
[0054]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a simple and accurate method for forming a photoresist pattern.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a lift-off process diagram using a pattern forming method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a lift-off process diagram using a pattern forming method according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a conventional pattern forming process.
FIG. 4 is a view showing another conventional pattern forming process.
FIG. 5 is a view showing another conventional pattern forming process.
[Explanation of symbols]
1, 11 Material body 2, 12 First resist film (positive photoresist film)
3, 13 Second resist film (negative photoresist film)
4a, 14a Overhang part 4, 14 pattern

Claims (4)

材料体上にポジ型フォトレジスト膜及び合成ゴム系材料からなるネガ型フォトレジスト膜をこの順序で形成する工程と、前記ネガ型フォトレジスト膜の所定部分に該ネガ型フォトレジスト膜感光用光としての紫外線光を照射する工程と、前記ネガ型フォトレジスト膜を選択的に現像除去して所定形状にパターン化する工程と、前記パターン化したネガ型フォトレジスト膜をマスクとし、前記ポジ型フォトレジスト膜に該ポジ型フォトレジスト膜感光用光として、前記ネガ型フォトレジスト膜感光用光と同じ波長であり、且つ前記ネガ型フォトレジスト膜が遮蔽する効果のある紫外線光を照射する工程と、前記ポジ型フォトレジスト膜を選択的に現像除去することによりオーバーハング部を有するレジストパターンを形成する工程と、を有することを特徴とするパターン形成方法。Forming a positive-type photoresist film and a negative-type photoresist film made of a synthetic rubber-based material in this order on the material body; Irradiating ultraviolet light, selectively developing and removing the negative photoresist film and patterning it into a predetermined shape, and using the patterned negative photoresist film as a mask , the positive photoresist and with the positive photoresist film sensitive optical membrane is the same wavelength as the negative photoresist film photosensitive optical, irradiating ultraviolet light and an effect of the negative photoresist film shields, Forming a resist pattern having an overhang by selectively developing and removing the positive photoresist film. Pattern forming method comprising and. 前記パターン化したネガ型フォトレジスト膜は、前記ポジ型フォトレジスト膜感光用光を30%以上遮蔽することを特徴とする請求項1記載のパターン形成方法。2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the patterned negative type photoresist film shields the positive type photoresist film exposure light by 30% or more. 前記ネガ型フォトレジスト膜感光用光と、前記ポジ型フォトレジスト膜感光用光は、同一光源からの光であることを特徴とする請求項1、又は2記載のパターン形成方法。3. The pattern forming method according to claim 1, wherein the light for exposing the negative photoresist film and the light for exposing the positive photoresist film are light from the same light source. 前記ポジ型フォトレジスト膜はキノンジアジド系材料からなることを特徴とする請求項1、2、又は3記載のパターン形成方法。4. The pattern forming method according to claim 1, wherein the positive photoresist film is made of a quinonediazide-based material.
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