JPS6040184B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法の改良に関するもので、
特に工程を減少でき、又位置合せ精度を改善することの
できる方法に関する。

半導体装置の製造工程中、絶縁膜をエッチングしてリフ
トオフにより導体を形成することが行なわれる。

この場合、従来は絶縁膜をエッチングするためのレジス
トのパターンニングとＩＪフトオフを行なうためのレジ
ストのパターンニングを別々に行なつている。

このため、絶縁膜に形成した窓と一致する様にレジスト
にリフトオフ用の窓を形成する必要があるが、窓の正確
な位置合せは困難であり、又レジストの塗布、露光、現
像を何回も行なわなければならないため、製作に時間が
かかる欠点がある。

本発明は、この点に着目したもので、工程数を減少でき
、しかも位置合せ精度を向上できる半導体装置の製造方
法を提供することを目的としている。ウェハー上の絶縁
層上に電子ビーム用レジストを塗布し、該レジストの所
定領域の中心部を周辺部より露光量が多くなるように露
光し、はじめに該中心部を現像して該中心部の形状に応
じて該絶縁層をエッチングし、次いで該周辺部を現像し
た後全面に電極材料を被着し、議しジストを除去して電
極をパターニングすることを特徴とする半導体装置の製
造方法によって達成される。

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

本発明では、レジストに対する露光量を変えることによ
り、複数回の工程を１つのレジスト層で行なえるように
した。

一例を第１図に示す。

第１図はＭＯＳトランジスタの一般的な構成の平面図、
第２図ａ〜ｊ、第３図ａ〜ｃは第１図に示すＭＯＳトラ
ンジスタの製造工程を示し、第２図は第１図の線Ａ−Ａ
に沿った断面図、第３図は第１図の線Ｂ−Ｂに沿った断
面図で示している。

第１図において、Ｓはソース、Ｇはゲート、Ｄはドレィ
ン、Ｗ，，Ｗ２，Ｗ３は電極窓、Ｅ，，Ｅ２，Ｅ３は電
極である。この様な構成のＭＯＳトランジスタを本発明
の方法を用いて形成する工程を第２図、第３図により説
明する。

まず、第２図ａ図の如く、ゥェハー１上にフィ−ルド酸
化膜２を形成し、ソース、ドレィン、ゲートを形成する
部分のフィールド酸化膜２を除去し、ｂ図の如く、ゲー
ト酸化膜３を形成する。

次に、ｃ図の如く、ポリシリコン層４を形成し、エッチ
ングしてｄ図の如く、ゲートＧの部分だけ残してポリシ
リコン層４を除去し、残こつたポリシリコン層４をマス
クとしてｅ図の如く、ソース、ドレィンとなる部分のゲ
ート酸化膜３を除去する。この時、フィールド酸化膜２
も多少エッチングされて薄くなる。

次に、ｆ図の様に拡散用のＰＳＧ（ポリ・シリケート・
グラス）層５を形成し、熱拡散を行なってソースＳ、ド
レィンＤを形成する。

次に電極形成工程にはいる。

重要であるため拡大して示す。まず、ｇ図の如く、ソー
スＳ及びドレィン○とゲートＧの絶縁のためにＰＳＧ層
６を形成し、その上にレジスト層７を形成する。

レジスト層７の露光は、Ｘの部分の露光量をＹの部分の
露光量の２〜ＩＮ音とする。レジスト層７を現像すると
、１回目の現像ではｈ図の如くＸの部分は全て現像され
、Ｙの部分は一部現像されるために、段部７ａが形成さ
れる。

これは、電子線に感ずるレジストのみが有する性質で、
露光量の大小によって現像速度が異なることを利用して
いる。従って、本発明では電子線で露光することになる
。Ｘの部分は第１図の窓Ｗ，，Ｗ２，Ｗ３の部分に対応
し、Ｙの部分は電極Ｅ，，Ｅ２，Ｅ３の窓以外の部分に
対応する。

これを第３図に示す。第３図ａの如く、窓Ｗ２に対応す
る部分のレジスト層７は全て除去され、電極Ｅ２が形成
されるべき部分は一部除去され段７ａとなっている。

この様なしジスト膜７をマスクとしてＰＳＧ層６をエッ
チングして、ＰＳＧ層に窓Ｗ，，Ｗ２，Ｗ３を形成する
。次に、第２図ｉ、第３図ｂの如く２回目のレジストを
除去し、電極Ｅ，，Ｅ２，Ｅ３となる金属層８をスパッ
タリング又は蒸着等の技術を用いて形成する。

レジスト層７を除去すれば、第２図ｊ、第３図ｃの如く
電極を形成することがきる。

ここで従釆の窓の形成から電極の形成までを説明する。
まず、第２図ｇの如くレジスト層７の露光を行なうが、
この時は×の部分のみ露光する。次に現像して、第２図
ｈ、第３図ａの如くレジスト層をマスクにして、ＰＳＧ
層６をエッチングし、窓Ｗ，，Ｗ２，Ｗ３を形成する。

窓形成後レジスト層を一たんはくりして、新しいレジス
トを塗布する。

この新しいレジストの第１図の電極Ｅ，，Ｅ２，Ｅ３に
対応する部分（Ｙの部分）を露光、現像し、金属層をス
パッタ等により形成して、第２図ｉ、第３図ｂの如き構
成を得る。

次に第２図ｇ、第３図ｃの様にレジストをはくりして電
極を形成する。

この様にレジストを一たんはくりして、新しいレジスト
を塗布し、銭光する方法を取ると窓に対応する部分と電
極に対応する部分が正しく重なる様に位置合せして露光
しなければならないが、パターンが小さくなると正確な
位置合せを行なうことができない。

又、近年パターンの微細化を行なうために、電子ビーム
で露光することが行なわれてきている。

篤子ビームで露光する場合、真空中で露光を行なうこと
になるが、リフトオフを行なう際に従来の方法を用いる
と電極窓に対応する部分を露光して、露光装贋から取り
出し、現像、エッチングを行なって新しいレジストを塗
布して、露光装置内に収容して装置内を真空にして、次
いで位置合せして電極に対応する部分を露光すると言う
工程を行なわなければならない。ところが本発明によれ
ば、電極窓に対応する部分と電極に対応する部分を一度
で露光しているために、露光回数を減させることができ
る。電子ビーム露光法においては、露光装置内を真空に
するまでの時間が非常に長いので、１回でも露光回数が
少なければそれだけ露光時間を大幅に短縮できる。

又、位置合せを行なう必要がないため、従来に比較して
非常に正確なパターンを形成できる。次に具体的な実施
例を示す。

シリコンウェハー上に分子量５０万のＰＭＭＡ（ポリ・
メチル・アクリレート）を１↓の厚さで塗布し、中心部
を６×１０‐５クーロン／仇の電荷量で幅２ぷにわたっ
て露光し、その周囲を３×１０‐５クーロン／地の電荷
量で幅４叫こわたって露光した。

加速電圧は２０ｋＶである。次に液温１５００のメチル
ィソブチルケトン（ＭＩＢＫ）溶液により現像したとこ
ろ、中心部が２分間で現像が完了した。

この時、周囲の部分は約０．５仏レジストが残っていた
周囲は更に４分間肌ＩＢＫの溶液にひたしたところ現象
が完了した。

露光量が大きい部分と小さい部分を別々に現像するため
には、現像液を変える方法も採用できる。

たとえば、現像液として純粋のＭＩＢＫ（メチル・ィソ
・ブチル・ケトン）の溶液とＭＩＢＫ＋ＩＰＡ（イソ・
プロピル・アルコール）を２：３の割合で混合した溶液
を用いて同じ露光量のレジストを現象した場合、現像レ
ートが異なり純粋のＭＩＢＫの方が速い。そこで、露光
量が大きい部分をＭＩＢＫ＋ＩＰＡの溶液を用いて現像
し、露光量の小さい部分をＭＩＢＫの溶液を用いて現像
する。この様にすれば、現像時間の制御は必要でなく露
光量の大きい部分と小さい部分の現像時間をほぼ同じに
することができる。これは、現像レートが露光量と現像
液の種類によって定まるためである。以上の如く、本発
明によれば工程数を減少でき、又位置合せ精度が非常に
良くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＭＯＳトランジスタの平面図、第２図ａ〜ｊ、
第３図ａ〜ｂは本発明を用いたＭＯＳトランジスタの製
造工程を示す図である。 図において、１はウヱハ−、２はフィールド酸化膜、３
はゲート酸化膜、４はポリシリコン層、５，６はＰＳＧ
層、７はしジスト層、８は金属層、Ｓはソース、Ｇはゲ
ート、Ｄはドレイン、Ｅ，，Ｅ２，Ｅ３は電極、Ｗ，，
Ｗ２，Ｗ３は電極窓である。努′図 舞う図 繁そ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ウエハー上の絶縁層上に電子ビーム用レジストを塗
   布し、該レジストの所定領域の中心部を周辺部より露光
   量が多くなるように露光し、はじめに該中心部を現像し
   て該中心部の形状に応じて該絶縁層をエツチングし、次
   いで該周辺部を現像した後全面に電極材料を被着し、該
   レジストを除去して電極をパターニングすることを特徴
   とする半導体装置の製造方法。 ２ 該レジストの所定領域の中心部と周辺部の現像時間
   を異ならせることにより、別々に現像することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製造方法
   。 ３ 該レジストの所定領域の中心部を第１の現像液で現
   像し、周辺部は該第１の現像液よりも現像速度の速い第
   ２の現像液で現像することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の半導体装置の製造方法。