半導体装置の製造方法
【課題】蒸着装置を改造することなく、金属膜形成工程における側壁付着部の形成を防ぐことができる半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体基板１１上に４層のレジスト層を形成するレジスト形成工程において、第１の難溶化層１５及び第２の難溶化層１９が、第１のレジスト層１３及び第２のレジスト層１７に対してアルカリ難溶性の材料よりなり、露光後に複数のレジスト層を現像する現像工程において、第１の難溶化層１５及び第２の難溶化層１９が、第１のレジスト層１３及び第２のレジスト層１７に対して庇形状に現像される。このような構成によれば、金属膜形成工程において、第１の難溶化層１５及び第２の難溶化層１９の突出部１５ａ，１９ａが、蒸着金属粒子の進路を遮り、第１のレジスト層１３の側壁部１３ｓへの金属膜の付着を防ぐことができる。
【解決手段】半導体基板１１上に４層のレジスト層を形成するレジスト形成工程において、第１の難溶化層１５及び第２の難溶化層１９が、第１のレジスト層１３及び第２のレジスト層１７に対してアルカリ難溶性の材料よりなり、露光後に複数のレジスト層を現像する現像工程において、第１の難溶化層１５及び第２の難溶化層１９が、第１のレジスト層１３及び第２のレジスト層１７に対して庇形状に現像される。このような構成によれば、金属膜形成工程において、第１の難溶化層１５及び第２の難溶化層１９の突出部１５ａ，１９ａが、蒸着金属粒子の進路を遮り、第１のレジスト層１３の側壁部１３ｓへの金属膜の付着を防ぐことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフトオフ法により電極、配線となる金属膜のパターニングを行う金属膜形成工程を含む半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置における電極や配線のパターン形成方法として、例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すようなリフトオフ法によるパターン形成方法が多く用いられている。
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、従来のパターン形成方法は、まず、半導体ウエハ（半導体基板）１１の上面１１ｔ上にパターン形成されたレジスト層１３をマスクにして、真空蒸着処理により、レジスト層１３上に金属膜２５を形成する。その後、レジスト層１３及び金属膜２５が積層された半導体ウエハ１１を、アセトン等の有機溶剤中に浸漬してレジスト層１３、及びレジスト層１３の上面１３ｔ上に形成された金属膜２５を除去する。
【０００３】
このリフトオフ法によるパターン形成方法にあっては、金属膜２５の真空蒸着処理の際に、蒸着金属粒子の散乱に起因して、図４（ａ）に示すように、レジスト層１３の側壁１３ｓに金属膜２５の側壁付着部２５ｓが形成される。この側壁付着部２５ｓの形成により、レジスト層１３への有機溶剤の浸透が妨げられるため、リフトオフを困難にし、結果として処理時間が長くなるという問題が引き起こされる。また、側壁付着部２５ｓは、図４（ｂ）に示すように、半導体ウエハ１１の上面１１ｔにおいて電極として機能する金属膜２５に連結された突起物（バリ２７ａ）として残留する。バリ２７ａは、物理的外力により倒れこんだバリ２７ｂとして近隣の金属膜２５に接触したときに短絡の原因となる。
そこで、レジスト層１３の側壁部１３ｓに側壁付着部２５ｓが形成されることを抑制する技術として、特許文献１に開示された技術がある。
【０００４】
図５は、特許文献１に記載されたリフトオフ法によるパターン形成工程を示す断面図である。
特許文献１に開示されたパターン形成方法は、まず、図５（ａ）に示すように、半導体ウエハ１１上にノボラック系のポジ型レジスト塗布液を所定の膜厚で塗布し、レジスト層１３を形成する。
次に、図５（ｂ）に示すように、レジスト層１３が上面１１ｔに形成された半導体ウエハ１１を、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを含む水溶液（東京応化工業製、ＮＭＤ−３（２．３８％）を６０％に希釈した水溶液）に浸漬し、水洗する。これにより、レジスト層１３の上面１３ｔが改質され、後述する現像液に難溶な難溶化層１５が形成される（難溶化処理）。
【０００５】
次に、図５（ｃ）に示すように、半導体ウエハ１１の上面１１ｔにレジスト層１３及び難溶化層１５がこの順に積層された積層体５０の最上層となる難溶化層１５側から、フォトマスクなどを使用して、目的とするパターンを露光する。
次に、図５（ｄ）に示すように、積層体５０を、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを含む現像液（東京応化工業製、ＮＭＤ−３（２．３８％））に浸漬することにより露光された部分の現像処理を行う。
【０００６】
このとき、難溶化処理によって形成された難溶化層１５は、露光された幅に対して、狭い部分しか現像液に溶出しないため、現像処理後のレジストパターンは、レジスト層１３よりも難溶化層１５が突出した庇形状となる。
このように、難溶化層１５がレジスト層１３に対して突出している構造は、金属蒸着時にレジスト上の金属と、半導体上の金属との段切れを起こさせるため、リフトオフを容易にし、リフトオフレジスト構造として使われることがある。
【特許文献１】特開昭６３−１１４１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された半導体装置の製造方法は、蒸着時の蒸着源と半導体ウエハとの位置関係によっては、側壁付着部２５ｓの形成を抑制することはできない。すなわち、側壁付着部２５ｓの形成を防ぐためには、真空蒸着の条件、特に、蒸着源と半導体ウエハとの位置関係が制限されることになる。
この制限を緩和する方法としては、現像された領域に対する蒸着金属粒子の進入角度を深くする方法や、半導体ウエハに対して蒸着金属粒子を垂直に進入させる方法が挙げられる。蒸着金属粒子の進入角度を深くする方法として、蒸着機のチャンバーを大きくし、半導体ウエハと蒸着源の距離を大きくする方法が挙げられる。また、半導体ウエハに対して蒸着金属粒子を垂直に進入させる方法として、ウエハホルダをプラネタリ型に改造してどの半導体ウエハに対しても蒸着金属粒子が垂直に進入する方法が挙げられる。
【０００８】
しかし、これらの方法は蒸着装置の改造が必要であり、大きなコストと手間が必要である点で、側壁付着部の形成を抑制するという目的を容易に達成することができない。
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、蒸着装置を改造することなく、金属膜形成工程における側壁付着部の形成を防ぐことができる半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、レジスト層の構成を特定の構造としてパターニングすることにより、上記目的を達成できることを知見し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
本発明の請求項１による半導体装置の製造方法は、半導体基板上にレジスト層を形成するレジスト形成工程と、
前記レジスト層に露光する露光工程と、
露光後のレジスト層を現像する現像工程と、
現像工程によってパターン形成されたレジスト層上及び半導体基板上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
金属膜形成工程によって前記レジスト層上に形成された金属膜を除去する除去工程とを含む半導体装置の製造方法において、
前記レジスト形成工程は、第１のレジスト層及び第２のレジスト層の上面を、前記現像液を１倍以上に希釈した難溶化処理液により難溶化することによって、前記第１のレジスト層上に第１の難溶化層を形成すると共に、前記第２のレジスト層上に第２の難溶化層を形成する工程であり、前記現像工程は、第１のレジスト層及び第２のレジスト層が掘削されることによって、第１の難溶化層及び第２の難溶化層が、第１のレジスト層及び第２のレジスト層に対して庇形状をなすことを特徴とする。このような構成によれば、第１のレジスト層及び第２のレジスト層に対して庇形状をなす第２の難溶化層及び第１の難溶化層の突出部が、蒸着金属粒子の進路を遮り、第１のレジスト層の側壁部への金属付着を防ぐことで、蒸着装置の改造をすることなしに、側壁付着部の形成を抑制することができる。
【００１０】
本発明の請求項２による半導体装置の製造方法は、請求項１において、前記第１のレジスト層の膜厚は、前記第２のレジスト層の膜厚よりも薄いことを特徴とする。このような構成によれば、側壁付着部が形成されない蒸着源の設置範囲が広まるので、蒸着効率の向上が可能となる。
本発明の請求項３による半導体装置の製造方法は、請求項１又は２において、前記現像工程において前記第１のレジスト層が掘削されることによって該第１のレジスト層に対して突出してなる第１の難溶化層の突出部の突出量は、該第１の難溶化層上に形成された第２のレジスト層に対して該第２のレジスト層の上面に形成された第２の難溶化層の突出部の突出量よりも大きいことを特徴とする。このような構成によれば、側壁付着部が形成されない蒸着源の設置範囲が広まるので、蒸着効率の向上が可能となる。
【００１１】
本発明の請求項４による半導体装置の製造方法は、請求項１から３のいずれか１項において、前記第１のレジスト層及び前記第１の難溶化層の厚みａと、前記第１の難溶化層の突出部の突出量ｎと、前記半導体基板と蒸着源との距離ｘとにより下記式（１）に規定される蒸着源の設置範囲Ｚ１が、前記第２のレジスト層及び前記第２の難溶化層の厚みｂと、前記第１の難溶化層の突出部の突出量ｎと、前記第２の難溶化層の突出部の突出量ｍと、前記半導体基板と蒸着源との距離ｘと、前記半導体基板上に形成される前記金属膜のパターン幅Ｌとにより下記式（２）に規定される蒸着源の設置範囲Ｚ２に対して等しい、もしくは、大であることを特徴とする。このような構成によれば、側壁付着部が形成されない蒸着が可能となる。
Ｚ１＝ｎ・ｘ／ａ ・・・・・式（１）
Ｚ２＝ｘ・（Ｌ−（ｎ＋ｍ））／ｂ ・・・式（２）
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、蒸着装置を改造することなく、金属膜形成工程における側壁付着部の形成を防ぐことができる半導体装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示されている。
（半導体装置の製造方法）
＜第１のレジスト層の形成＞
図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態における各工程を示す断面図である。
まず、図１（ａ）に示すように、半導体ウエハ１１の上面１１ｔに、ノボラック系のポジ系レジスト塗布液を０．８μｍ〜１．２μｍの膜厚で塗布し、第１のレジスト層１３を形成する。
【００１４】
＜第１の難溶化層の形成＞
次に、第１のレジスト層１３が上面１１ｔに形成された半導体ウエハ１１を、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを含む水溶液（東京応化工業製、ＮＭＤ−３（２．３８％）を６０％に希釈した水溶液、以下、難溶化処理液と呼ぶ。）に６分間浸漬し、水洗する。これにより、第１のレジスト層１３の上面１３ｔが改質され、図１（ｂ）に示すように、後述する現像液に難溶な第１の難溶化層１５が形成される（第１の難溶化処理）。なお、この浸漬時間が長いほど、第１の難溶化層１５の厚みを増加させることができ、後述する現像工程において第１の難溶化層１５を溶出しにくくすることができる。
【００１５】
＜第２のレジスト層の形成＞
次に、図１（ｃ）に示すように、第１の難溶化層１５の上面１５ｔに、ノボラック系のポジ型レジスト塗布液を０．８μｍ〜１．２μｍの膜厚で塗布し、第２のレジスト層１７を形成する。
＜第２の難溶化層の形成＞
次に、第１のレジスト層１３、第１の難溶化層１５、及び第２のレジスト層１７がこの順で上面１１ｔに形成された半導体ウエハ１１を、難溶化処理液に６分間浸漬し、水洗する。これにより、第２のレジスト層１７の上面１７ｔが改質され、図１（ｄ）に示すように、後述する現像液に難溶な第２の難溶化層１９が形成される（第２の難溶化処理）。なお、この浸漬時間が長いほど、第２の難溶化層１９の厚みを増加させることができ、後述する現像工程において第２の難溶化層１９が溶出しにくくすることができる。
次に、図示はしないが、半導体ウエハ１１の上面１１ｔに第１のレジスト層１３、第１の難溶化層１５、第２のレジスト層１７、及び第２の難溶化層１９がこの順で積層された積層体１０を、９０℃の温度で２分間加熱してソフトベーク工程を行う。このソフトベーク工程は、各レジスト層１３，１５，１７，１９に含まれる溶媒を蒸発させるために行われる。
【００１６】
＜露光工程＞
次に、図１（ｅ）に示すように、積層体１０の最上層となる第２の難溶化層１９側から、適当なフォトマスクなどを使用して、目的とするパターンを露光する。
＜現像工程＞
次に、図１（ｆ）に示すように、積層体１０に対して、１２０℃で１分間、熱処理を行い、積層体１０を、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを含む水溶液（東京応化工業製、ＮＭＤ−３（２．３８％）を６０％に希釈した水溶液、以下、現像液と呼ぶ。）に２分間浸漬することにより露光された領域を現像する。この現像処理としては、例えば、等方性エッチング処理が挙げられる。
【００１７】
このとき、難溶化処理によって形成された第１の難溶化層１５及び第２の難溶化層１９は、露光された幅に対して、狭い部分しか現像液に溶出しないため、現像工程後のレジストパターンは、第１のレジスト層１３よりも第１の難溶化層１５が突出し、第２のレジスト層１７よりも第２の難溶化層１９が突出した庇形状となる。
【００１８】
ここで、前述したように、第１のレジスト層１３に対する第１の難溶化層１５の突出部１５ａの突出量及び第２のレジスト層１７に対する第２の難溶化層１９の突出部１９ａの突出量は、前記難溶化処理における浸漬時間を制御することによって、第１の難溶化層１５の厚み及び第２の難溶化層１９の厚みに伴って制御することができる。なお、第１の難溶化層１５の突出部１５ａの突出量ｎは、半導体ウエハ１１の上面１１ｔ上に形成予定の金属膜のパターン幅Ｌの端部に対して、現像工程によって開口された側に第１の難溶化層１５が突出した寸法と定義される。また、第２の難溶化層１９の突出部１９ａの突出量ｍは、半導体ウエハ１１の上面１１ｔ上に形成予定の金属膜のパターン幅Ｌの端部に対して、現像工程によって開口された側に第２の難溶化層１９が突出した寸法と定義される（図３参照）。
【００１９】
また、第１のレジスト層１３の膜厚は、第２のレジスト層１７の膜厚よりも薄いことが好ましい。このような構成によれば、側壁付着部が形成されない蒸着源の設置範囲が広まるので、蒸着効率の向上が可能となる。
また、第１の難溶化層１５の突出部１５ａの突出量は、第２の難溶化層１９の突出部１９ａの突出量よりも大きいことが好ましい。このような構成によれば、側壁付着部が形成されない蒸着源の設置範囲が広まるので、蒸着効率の向上が可能となる。
【００２０】
また、本発明では、難溶化処理液及び現像液のそれぞれにテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドが含まれることとしたので、使用する薬品の数が抑えられ、コストを削減することができる。例えば、現像液をそのまま難溶化処理液として用いることで、製造工程において使用される薬品の数を抑え、作業効率を向上させることができる。また、これにより、コーター／デベロッパーでの難溶化処理も可能になり、プロセスの手間、工程、廃液処理等の簡略化が可能になる。
【００２１】
＜金属膜形成工程＞
現像工程後、パターン形成されたレジスト層１３，１５，１７，１９及び半導体ウエハ１１上に、蒸着により金属膜２５を形成する金属膜形成工程が行われる。
図２は、本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態における金属膜形成工程後の積層体の断面図である。
図２に示すように、金属膜形成工程においては、第２の難溶化層１９、特に第２の難溶化層１９の突出部１９ａの形成条件により、蒸着金属粒子の進路を妨害し、第１のレジスト層１３の側壁部１３ｓに側壁付着部が形成されない。
【００２２】
＜除去工程＞
その後、パターン形成されたレジスト層１３，１５，１７，１９を溶剤で溶解させるとともに第２の難溶化層１９上の金属膜２５を除去する除去工程が行われる。この除去工程により半導体ウエハ１１上に所望のパターンの金属膜２５が形成される。
なお、図２に示すように、金属膜形成工程において、第２のレジスト部１５の上面１５ｔ及び第２のレジスト層１７の側壁部１７ｓに蒸着金属粒子が蒸着して金属膜２５が形成されることがある。しかし、第２のレジスト部１５の上面１５ｔ及び第２のレジスト層１７の側壁部１７ｓに形成された金属膜２５は除去工程において除去される。本実施形態では、第１のレジスト層１３の側壁部１３ｓに側壁付着部が形成されないため、半導体ウエハ１１上に形成された金属膜１５にバリなどが形成されず、リフトオフが容易となる。
【００２３】
＜蒸着条件＞
次に、第２の難溶化層１９の突出部１９ａの形成条件について説明する。
図３は、本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態における金属膜形成工程の蒸着条件を示す断面図、及び従来の金属膜形成工程の蒸着条件を示す断面図であり、図３（ａ）は、半導体ウエハ１１の上面１１ｔに第１のレジスト層１３及び第１の難溶化層１５が形成された特許文献１の積層体５０についての断面図であり、図３（ｂ）は、半導体ウエハ１１の上面１１ｔに第１のレジスト層１３、第１の難溶化層１５、第２のレジスト層１７、及び第２の難溶化層１９が形成された本発明の積層体１０についての断面図である。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、特許文献１の積層体５０に対する金属膜形成工程の蒸着条件では、側壁付着部が形成されない蒸着源の設置範囲位置（以下、蒸着源範囲Ｚ１と呼ぶ。）は、半導体ウエハ１１と蒸着源との距離ｘと、第１のレジスト層１３及び第１の難溶化層１５（以下、下段レジスト層１４と呼ぶ。）の厚さａと、第１の難溶化層１５の突出部１５ａの突出量ｎとによって決まる。つまり、蒸着源が蒸着源範囲Ｚ１より外側に存在するときは、側壁付着部が形成されることになる。
【００２５】
一方、図３（ｂ）に示すように、本発明の積層体１０に対する金属膜形成工程の蒸着条件では、蒸着源範囲Ｚ１より外側に蒸着源が外側に存在するときは、側壁付着部が形成されるが、半導体ウエハと蒸着源との距離ｘと、第２のレジスト層１７及び第２の難溶化層１９（以下、上段レジスト層１８と呼ぶ。）の厚さｂと、第１の難溶化層１５の突出部１５ａの突出量ｎと、第２の難溶化層１９の突出部１９ａの突出量ｍと、パターニング幅Ｌとによって決まる蒸着可能範囲Ｚ２より外側に蒸着源が存在すると、側壁付着部は形成されない。これは、庇形状を有するレジストパターンを１層おきに積層した多層構造とすることで側壁付着部が形成される蒸着源の位置が限定され、側壁付着部が形成しにくくなるためである。
【００２６】
以上のことより、蒸着源範囲Ｚ１と蒸着源範囲Ｚ２との値が近ければ近いほど、側壁付着部が形成されにくくなる。
さらに、Ｚ１≧Ｚ２となるときには、側壁付着部が形成しない蒸着が可能となり、この様な条件に近づけるためには、蒸着源範囲Ｚ１をより大きく、蒸着源範囲Ｚ２をより小さい値にすることが重要である。
特に、蒸着源範囲Ｚ１は、その値が大きい程、所望の配線部に金属を蒸着する効率が上がり、プロセスとしてはより良いものとなるので、蒸着源範囲Ｚ１を大きくする条件を優先的に達成することが望ましい。
【００２７】
そこで、まず蒸着源範囲Ｚ１をより大きくするための条件を考える。蒸着源範囲Ｚ１の値は、下段レジスト層１４の厚さａ、及び第１の難溶化層１５の突出量ｎを斜辺以外の二辺とした直角三角形と、半導体ウエハ１１と蒸着源との距離ｘ、並びに、蒸着源の設置範囲Ｚ１及び金属膜のパターン幅Ｌの半分（Ｌ／２）を斜辺以外の二辺とした直角三角形との相似関係から求めることができ、下記式（１）によって表される。なお、下記式（１）において、金属膜のパターン幅Ｌは、蒸着源の設置範囲Ｚ１に対して無視できる程度に小さい値なので、Ｚ１+Ｌ/２≒Ｚ１とした。
Ｚ１＝ｎ・ｘ／ａ ・・・・・式（１）
【００２８】
上記式（１）からわかるように、蒸着源範囲Ｚ１の値を大きくするためには、下段レジスト層１４の厚さａをより薄くすることが好ましい。また、第１の難溶化層１５の突出部１５ａの突出量ｎをより大きくすることが好ましい。例えば、下段レジスト層１４の厚さａを一定としたときには、第１の難溶化層１５の突出部１５ａの突出量ｎをより大きくすることでＺ１の値を大きくすることができる。同様に、第１の難溶化層１５の突出部１５ａの突出量ｎを一定としたときには、下段レジスト層１４の厚さａをより薄くすることでＺ１の値を大きくすることができる。
以上のように、上記式（１）の右辺の値が大となるように、各項を制御することで、本発明の効果は高くなる。
【００２９】
次に、蒸着源範囲Ｚ２をより小さくするための条件を考える。
蒸着源範囲Ｚ２の値も、蒸着源範囲Ｚ１と同様に相似を用いることで求められ、下記式（２）の関係が得られる。
Ｚ２＝ｘ・（Ｌ−（ｎ＋ｍ））／ｂ ・・・式（２）
上記式（２）からわかるように、蒸着源範囲Ｚ２の値を小さくするためには、上段レジスト層１８の厚さｂをより厚くすることが好ましい。また、半導体ウエハと蒸着源との距離ｘ及びパターン幅Ｌをより狭くすることが好ましい。また、突出量ｍ及び突出量ｎを大きくするにすることが好ましい。例えば、上段レジスト層１８の厚さｂを一定としたときには、突出量ｍ及び突出量ｎをより大きくすることでＺ２の値を小さくすることができる。
【００３０】
以上のように、上記式（２）の右辺の値が小となるように、各項を制御することで、本発明の効果は高くなる。
これらを踏まえ、側壁付着部が生成しない条件を考える。この条件は下記式（３）で表される。
Ｚ２−Ｚ１＝０ ・・・式（３）
したがって、上記式（１）、式（２）、及び式（３）より、下記式（４）が導出される。
ｂ・ｎ＝ａ・（Ｌ−（ｎ＋ｍ）） ・・・式（４）
すなわち、上記式（４）を満たす条件で積層体１０を形成することにより、バリ及び側壁付着部を生成することなく、所望の配線を半導体ウエハにパターニングすることが可能である。
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、半導体装置の製造プロセスにおける金属蒸着に際し、側壁付着部（バリ）形成を抑制することが可能となる。さらに、半導体装置製造工程に要する時間が短縮され、歩留まりが向上し、半導体装置の生産性が向上する。
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、レジスト形成工程において、下段レジスト層１４及び上段レジスト層１８からなる二段のレジスト層を形成したが、三段以上のレジスト層を形成してもよい。この場合、半導体ウエハ１１上に積層形成される順序として、奇数番目にレジスト層が形成され、偶数番目に難溶化層が形成され、最表面層は難溶化層である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態における多層のレジストパターンの製造方法を示す断面図である。
【図２】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態における金属膜形成工程後の積層体の断面図である。
【図３】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態における金属膜形成工程の蒸着条件を示す断面図、及び従来の金属膜形成工程の蒸着条件を示す断面図である。
【図４】従来における金属膜形成工程により形成された金属膜のパターン形状を示す断面図であり、（ａ）はポジ型のレジスト膜をマスクにして金属膜を形成した状態を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の半導体ウエハにリフトオフ処理を施した状態を示す断面図である。
【図５】従来の半導体装置の製造方法における２層のレジストパターンの製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１ 半導体装置
１０ 積層体
１１ 半導体ウエハ
１３ 第１のレジスト層
１５ 第１の難溶化層
１５ａ 突出部
１７ 第２のレジスト層
１９ 第２の難溶化層
１９ａ 突出部
２５ 金属膜
２７ 側壁付着部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフトオフ法により電極、配線となる金属膜のパターニングを行う金属膜形成工程を含む半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置における電極や配線のパターン形成方法として、例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すようなリフトオフ法によるパターン形成方法が多く用いられている。
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、従来のパターン形成方法は、まず、半導体ウエハ（半導体基板）１１の上面１１ｔ上にパターン形成されたレジスト層１３をマスクにして、真空蒸着処理により、レジスト層１３上に金属膜２５を形成する。その後、レジスト層１３及び金属膜２５が積層された半導体ウエハ１１を、アセトン等の有機溶剤中に浸漬してレジスト層１３、及びレジスト層１３の上面１３ｔ上に形成された金属膜２５を除去する。
【０００３】
このリフトオフ法によるパターン形成方法にあっては、金属膜２５の真空蒸着処理の際に、蒸着金属粒子の散乱に起因して、図４（ａ）に示すように、レジスト層１３の側壁１３ｓに金属膜２５の側壁付着部２５ｓが形成される。この側壁付着部２５ｓの形成により、レジスト層１３への有機溶剤の浸透が妨げられるため、リフトオフを困難にし、結果として処理時間が長くなるという問題が引き起こされる。また、側壁付着部２５ｓは、図４（ｂ）に示すように、半導体ウエハ１１の上面１１ｔにおいて電極として機能する金属膜２５に連結された突起物（バリ２７ａ）として残留する。バリ２７ａは、物理的外力により倒れこんだバリ２７ｂとして近隣の金属膜２５に接触したときに短絡の原因となる。
そこで、レジスト層１３の側壁部１３ｓに側壁付着部２５ｓが形成されることを抑制する技術として、特許文献１に開示された技術がある。
【０００４】
図５は、特許文献１に記載されたリフトオフ法によるパターン形成工程を示す断面図である。
特許文献１に開示されたパターン形成方法は、まず、図５（ａ）に示すように、半導体ウエハ１１上にノボラック系のポジ型レジスト塗布液を所定の膜厚で塗布し、レジスト層１３を形成する。
次に、図５（ｂ）に示すように、レジスト層１３が上面１１ｔに形成された半導体ウエハ１１を、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを含む水溶液（東京応化工業製、ＮＭＤ−３（２．３８％）を６０％に希釈した水溶液）に浸漬し、水洗する。これにより、レジスト層１３の上面１３ｔが改質され、後述する現像液に難溶な難溶化層１５が形成される（難溶化処理）。
【０００５】
次に、図５（ｃ）に示すように、半導体ウエハ１１の上面１１ｔにレジスト層１３及び難溶化層１５がこの順に積層された積層体５０の最上層となる難溶化層１５側から、フォトマスクなどを使用して、目的とするパターンを露光する。
次に、図５（ｄ）に示すように、積層体５０を、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを含む現像液（東京応化工業製、ＮＭＤ−３（２．３８％））に浸漬することにより露光された部分の現像処理を行う。
【０００６】
このとき、難溶化処理によって形成された難溶化層１５は、露光された幅に対して、狭い部分しか現像液に溶出しないため、現像処理後のレジストパターンは、レジスト層１３よりも難溶化層１５が突出した庇形状となる。
このように、難溶化層１５がレジスト層１３に対して突出している構造は、金属蒸着時にレジスト上の金属と、半導体上の金属との段切れを起こさせるため、リフトオフを容易にし、リフトオフレジスト構造として使われることがある。
【特許文献１】特開昭６３−１１４１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された半導体装置の製造方法は、蒸着時の蒸着源と半導体ウエハとの位置関係によっては、側壁付着部２５ｓの形成を抑制することはできない。すなわち、側壁付着部２５ｓの形成を防ぐためには、真空蒸着の条件、特に、蒸着源と半導体ウエハとの位置関係が制限されることになる。
この制限を緩和する方法としては、現像された領域に対する蒸着金属粒子の進入角度を深くする方法や、半導体ウエハに対して蒸着金属粒子を垂直に進入させる方法が挙げられる。蒸着金属粒子の進入角度を深くする方法として、蒸着機のチャンバーを大きくし、半導体ウエハと蒸着源の距離を大きくする方法が挙げられる。また、半導体ウエハに対して蒸着金属粒子を垂直に進入させる方法として、ウエハホルダをプラネタリ型に改造してどの半導体ウエハに対しても蒸着金属粒子が垂直に進入する方法が挙げられる。
【０００８】
しかし、これらの方法は蒸着装置の改造が必要であり、大きなコストと手間が必要である点で、側壁付着部の形成を抑制するという目的を容易に達成することができない。
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、蒸着装置を改造することなく、金属膜形成工程における側壁付着部の形成を防ぐことができる半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、レジスト層の構成を特定の構造としてパターニングすることにより、上記目的を達成できることを知見し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
本発明の請求項１による半導体装置の製造方法は、半導体基板上にレジスト層を形成するレジスト形成工程と、
前記レジスト層に露光する露光工程と、
露光後のレジスト層を現像する現像工程と、
現像工程によってパターン形成されたレジスト層上及び半導体基板上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
金属膜形成工程によって前記レジスト層上に形成された金属膜を除去する除去工程とを含む半導体装置の製造方法において、
前記レジスト形成工程は、第１のレジスト層及び第２のレジスト層の上面を、前記現像液を１倍以上に希釈した難溶化処理液により難溶化することによって、前記第１のレジスト層上に第１の難溶化層を形成すると共に、前記第２のレジスト層上に第２の難溶化層を形成する工程であり、前記現像工程は、第１のレジスト層及び第２のレジスト層が掘削されることによって、第１の難溶化層及び第２の難溶化層が、第１のレジスト層及び第２のレジスト層に対して庇形状をなすことを特徴とする。このような構成によれば、第１のレジスト層及び第２のレジスト層に対して庇形状をなす第２の難溶化層及び第１の難溶化層の突出部が、蒸着金属粒子の進路を遮り、第１のレジスト層の側壁部への金属付着を防ぐことで、蒸着装置の改造をすることなしに、側壁付着部の形成を抑制することができる。
【００１０】
本発明の請求項２による半導体装置の製造方法は、請求項１において、前記第１のレジスト層の膜厚は、前記第２のレジスト層の膜厚よりも薄いことを特徴とする。このような構成によれば、側壁付着部が形成されない蒸着源の設置範囲が広まるので、蒸着効率の向上が可能となる。
本発明の請求項３による半導体装置の製造方法は、請求項１又は２において、前記現像工程において前記第１のレジスト層が掘削されることによって該第１のレジスト層に対して突出してなる第１の難溶化層の突出部の突出量は、該第１の難溶化層上に形成された第２のレジスト層に対して該第２のレジスト層の上面に形成された第２の難溶化層の突出部の突出量よりも大きいことを特徴とする。このような構成によれば、側壁付着部が形成されない蒸着源の設置範囲が広まるので、蒸着効率の向上が可能となる。
【００１１】
本発明の請求項４による半導体装置の製造方法は、請求項１から３のいずれか１項において、前記第１のレジスト層及び前記第１の難溶化層の厚みａと、前記第１の難溶化層の突出部の突出量ｎと、前記半導体基板と蒸着源との距離ｘとにより下記式（１）に規定される蒸着源の設置範囲Ｚ１が、前記第２のレジスト層及び前記第２の難溶化層の厚みｂと、前記第１の難溶化層の突出部の突出量ｎと、前記第２の難溶化層の突出部の突出量ｍと、前記半導体基板と蒸着源との距離ｘと、前記半導体基板上に形成される前記金属膜のパターン幅Ｌとにより下記式（２）に規定される蒸着源の設置範囲Ｚ２に対して等しい、もしくは、大であることを特徴とする。このような構成によれば、側壁付着部が形成されない蒸着が可能となる。
Ｚ１＝ｎ・ｘ／ａ ・・・・・式（１）
Ｚ２＝ｘ・（Ｌ−（ｎ＋ｍ））／ｂ ・・・式（２）
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、蒸着装置を改造することなく、金属膜形成工程における側壁付着部の形成を防ぐことができる半導体装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示されている。
（半導体装置の製造方法）
＜第１のレジスト層の形成＞
図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態における各工程を示す断面図である。
まず、図１（ａ）に示すように、半導体ウエハ１１の上面１１ｔに、ノボラック系のポジ系レジスト塗布液を０．８μｍ〜１．２μｍの膜厚で塗布し、第１のレジスト層１３を形成する。
【００１４】
＜第１の難溶化層の形成＞
次に、第１のレジスト層１３が上面１１ｔに形成された半導体ウエハ１１を、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを含む水溶液（東京応化工業製、ＮＭＤ−３（２．３８％）を６０％に希釈した水溶液、以下、難溶化処理液と呼ぶ。）に６分間浸漬し、水洗する。これにより、第１のレジスト層１３の上面１３ｔが改質され、図１（ｂ）に示すように、後述する現像液に難溶な第１の難溶化層１５が形成される（第１の難溶化処理）。なお、この浸漬時間が長いほど、第１の難溶化層１５の厚みを増加させることができ、後述する現像工程において第１の難溶化層１５を溶出しにくくすることができる。
【００１５】
＜第２のレジスト層の形成＞
次に、図１（ｃ）に示すように、第１の難溶化層１５の上面１５ｔに、ノボラック系のポジ型レジスト塗布液を０．８μｍ〜１．２μｍの膜厚で塗布し、第２のレジスト層１７を形成する。
＜第２の難溶化層の形成＞
次に、第１のレジスト層１３、第１の難溶化層１５、及び第２のレジスト層１７がこの順で上面１１ｔに形成された半導体ウエハ１１を、難溶化処理液に６分間浸漬し、水洗する。これにより、第２のレジスト層１７の上面１７ｔが改質され、図１（ｄ）に示すように、後述する現像液に難溶な第２の難溶化層１９が形成される（第２の難溶化処理）。なお、この浸漬時間が長いほど、第２の難溶化層１９の厚みを増加させることができ、後述する現像工程において第２の難溶化層１９が溶出しにくくすることができる。
次に、図示はしないが、半導体ウエハ１１の上面１１ｔに第１のレジスト層１３、第１の難溶化層１５、第２のレジスト層１７、及び第２の難溶化層１９がこの順で積層された積層体１０を、９０℃の温度で２分間加熱してソフトベーク工程を行う。このソフトベーク工程は、各レジスト層１３，１５，１７，１９に含まれる溶媒を蒸発させるために行われる。
【００１６】
＜露光工程＞
次に、図１（ｅ）に示すように、積層体１０の最上層となる第２の難溶化層１９側から、適当なフォトマスクなどを使用して、目的とするパターンを露光する。
＜現像工程＞
次に、図１（ｆ）に示すように、積層体１０に対して、１２０℃で１分間、熱処理を行い、積層体１０を、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを含む水溶液（東京応化工業製、ＮＭＤ−３（２．３８％）を６０％に希釈した水溶液、以下、現像液と呼ぶ。）に２分間浸漬することにより露光された領域を現像する。この現像処理としては、例えば、等方性エッチング処理が挙げられる。
【００１７】
このとき、難溶化処理によって形成された第１の難溶化層１５及び第２の難溶化層１９は、露光された幅に対して、狭い部分しか現像液に溶出しないため、現像工程後のレジストパターンは、第１のレジスト層１３よりも第１の難溶化層１５が突出し、第２のレジスト層１７よりも第２の難溶化層１９が突出した庇形状となる。
【００１８】
ここで、前述したように、第１のレジスト層１３に対する第１の難溶化層１５の突出部１５ａの突出量及び第２のレジスト層１７に対する第２の難溶化層１９の突出部１９ａの突出量は、前記難溶化処理における浸漬時間を制御することによって、第１の難溶化層１５の厚み及び第２の難溶化層１９の厚みに伴って制御することができる。なお、第１の難溶化層１５の突出部１５ａの突出量ｎは、半導体ウエハ１１の上面１１ｔ上に形成予定の金属膜のパターン幅Ｌの端部に対して、現像工程によって開口された側に第１の難溶化層１５が突出した寸法と定義される。また、第２の難溶化層１９の突出部１９ａの突出量ｍは、半導体ウエハ１１の上面１１ｔ上に形成予定の金属膜のパターン幅Ｌの端部に対して、現像工程によって開口された側に第２の難溶化層１９が突出した寸法と定義される（図３参照）。
【００１９】
また、第１のレジスト層１３の膜厚は、第２のレジスト層１７の膜厚よりも薄いことが好ましい。このような構成によれば、側壁付着部が形成されない蒸着源の設置範囲が広まるので、蒸着効率の向上が可能となる。
また、第１の難溶化層１５の突出部１５ａの突出量は、第２の難溶化層１９の突出部１９ａの突出量よりも大きいことが好ましい。このような構成によれば、側壁付着部が形成されない蒸着源の設置範囲が広まるので、蒸着効率の向上が可能となる。
【００２０】
また、本発明では、難溶化処理液及び現像液のそれぞれにテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドが含まれることとしたので、使用する薬品の数が抑えられ、コストを削減することができる。例えば、現像液をそのまま難溶化処理液として用いることで、製造工程において使用される薬品の数を抑え、作業効率を向上させることができる。また、これにより、コーター／デベロッパーでの難溶化処理も可能になり、プロセスの手間、工程、廃液処理等の簡略化が可能になる。
【００２１】
＜金属膜形成工程＞
現像工程後、パターン形成されたレジスト層１３，１５，１７，１９及び半導体ウエハ１１上に、蒸着により金属膜２５を形成する金属膜形成工程が行われる。
図２は、本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態における金属膜形成工程後の積層体の断面図である。
図２に示すように、金属膜形成工程においては、第２の難溶化層１９、特に第２の難溶化層１９の突出部１９ａの形成条件により、蒸着金属粒子の進路を妨害し、第１のレジスト層１３の側壁部１３ｓに側壁付着部が形成されない。
【００２２】
＜除去工程＞
その後、パターン形成されたレジスト層１３，１５，１７，１９を溶剤で溶解させるとともに第２の難溶化層１９上の金属膜２５を除去する除去工程が行われる。この除去工程により半導体ウエハ１１上に所望のパターンの金属膜２５が形成される。
なお、図２に示すように、金属膜形成工程において、第２のレジスト部１５の上面１５ｔ及び第２のレジスト層１７の側壁部１７ｓに蒸着金属粒子が蒸着して金属膜２５が形成されることがある。しかし、第２のレジスト部１５の上面１５ｔ及び第２のレジスト層１７の側壁部１７ｓに形成された金属膜２５は除去工程において除去される。本実施形態では、第１のレジスト層１３の側壁部１３ｓに側壁付着部が形成されないため、半導体ウエハ１１上に形成された金属膜１５にバリなどが形成されず、リフトオフが容易となる。
【００２３】
＜蒸着条件＞
次に、第２の難溶化層１９の突出部１９ａの形成条件について説明する。
図３は、本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態における金属膜形成工程の蒸着条件を示す断面図、及び従来の金属膜形成工程の蒸着条件を示す断面図であり、図３（ａ）は、半導体ウエハ１１の上面１１ｔに第１のレジスト層１３及び第１の難溶化層１５が形成された特許文献１の積層体５０についての断面図であり、図３（ｂ）は、半導体ウエハ１１の上面１１ｔに第１のレジスト層１３、第１の難溶化層１５、第２のレジスト層１７、及び第２の難溶化層１９が形成された本発明の積層体１０についての断面図である。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、特許文献１の積層体５０に対する金属膜形成工程の蒸着条件では、側壁付着部が形成されない蒸着源の設置範囲位置（以下、蒸着源範囲Ｚ１と呼ぶ。）は、半導体ウエハ１１と蒸着源との距離ｘと、第１のレジスト層１３及び第１の難溶化層１５（以下、下段レジスト層１４と呼ぶ。）の厚さａと、第１の難溶化層１５の突出部１５ａの突出量ｎとによって決まる。つまり、蒸着源が蒸着源範囲Ｚ１より外側に存在するときは、側壁付着部が形成されることになる。
【００２５】
一方、図３（ｂ）に示すように、本発明の積層体１０に対する金属膜形成工程の蒸着条件では、蒸着源範囲Ｚ１より外側に蒸着源が外側に存在するときは、側壁付着部が形成されるが、半導体ウエハと蒸着源との距離ｘと、第２のレジスト層１７及び第２の難溶化層１９（以下、上段レジスト層１８と呼ぶ。）の厚さｂと、第１の難溶化層１５の突出部１５ａの突出量ｎと、第２の難溶化層１９の突出部１９ａの突出量ｍと、パターニング幅Ｌとによって決まる蒸着可能範囲Ｚ２より外側に蒸着源が存在すると、側壁付着部は形成されない。これは、庇形状を有するレジストパターンを１層おきに積層した多層構造とすることで側壁付着部が形成される蒸着源の位置が限定され、側壁付着部が形成しにくくなるためである。
【００２６】
以上のことより、蒸着源範囲Ｚ１と蒸着源範囲Ｚ２との値が近ければ近いほど、側壁付着部が形成されにくくなる。
さらに、Ｚ１≧Ｚ２となるときには、側壁付着部が形成しない蒸着が可能となり、この様な条件に近づけるためには、蒸着源範囲Ｚ１をより大きく、蒸着源範囲Ｚ２をより小さい値にすることが重要である。
特に、蒸着源範囲Ｚ１は、その値が大きい程、所望の配線部に金属を蒸着する効率が上がり、プロセスとしてはより良いものとなるので、蒸着源範囲Ｚ１を大きくする条件を優先的に達成することが望ましい。
【００２７】
そこで、まず蒸着源範囲Ｚ１をより大きくするための条件を考える。蒸着源範囲Ｚ１の値は、下段レジスト層１４の厚さａ、及び第１の難溶化層１５の突出量ｎを斜辺以外の二辺とした直角三角形と、半導体ウエハ１１と蒸着源との距離ｘ、並びに、蒸着源の設置範囲Ｚ１及び金属膜のパターン幅Ｌの半分（Ｌ／２）を斜辺以外の二辺とした直角三角形との相似関係から求めることができ、下記式（１）によって表される。なお、下記式（１）において、金属膜のパターン幅Ｌは、蒸着源の設置範囲Ｚ１に対して無視できる程度に小さい値なので、Ｚ１+Ｌ/２≒Ｚ１とした。
Ｚ１＝ｎ・ｘ／ａ ・・・・・式（１）
【００２８】
上記式（１）からわかるように、蒸着源範囲Ｚ１の値を大きくするためには、下段レジスト層１４の厚さａをより薄くすることが好ましい。また、第１の難溶化層１５の突出部１５ａの突出量ｎをより大きくすることが好ましい。例えば、下段レジスト層１４の厚さａを一定としたときには、第１の難溶化層１５の突出部１５ａの突出量ｎをより大きくすることでＺ１の値を大きくすることができる。同様に、第１の難溶化層１５の突出部１５ａの突出量ｎを一定としたときには、下段レジスト層１４の厚さａをより薄くすることでＺ１の値を大きくすることができる。
以上のように、上記式（１）の右辺の値が大となるように、各項を制御することで、本発明の効果は高くなる。
【００２９】
次に、蒸着源範囲Ｚ２をより小さくするための条件を考える。
蒸着源範囲Ｚ２の値も、蒸着源範囲Ｚ１と同様に相似を用いることで求められ、下記式（２）の関係が得られる。
Ｚ２＝ｘ・（Ｌ−（ｎ＋ｍ））／ｂ ・・・式（２）
上記式（２）からわかるように、蒸着源範囲Ｚ２の値を小さくするためには、上段レジスト層１８の厚さｂをより厚くすることが好ましい。また、半導体ウエハと蒸着源との距離ｘ及びパターン幅Ｌをより狭くすることが好ましい。また、突出量ｍ及び突出量ｎを大きくするにすることが好ましい。例えば、上段レジスト層１８の厚さｂを一定としたときには、突出量ｍ及び突出量ｎをより大きくすることでＺ２の値を小さくすることができる。
【００３０】
以上のように、上記式（２）の右辺の値が小となるように、各項を制御することで、本発明の効果は高くなる。
これらを踏まえ、側壁付着部が生成しない条件を考える。この条件は下記式（３）で表される。
Ｚ２−Ｚ１＝０ ・・・式（３）
したがって、上記式（１）、式（２）、及び式（３）より、下記式（４）が導出される。
ｂ・ｎ＝ａ・（Ｌ−（ｎ＋ｍ）） ・・・式（４）
すなわち、上記式（４）を満たす条件で積層体１０を形成することにより、バリ及び側壁付着部を生成することなく、所望の配線を半導体ウエハにパターニングすることが可能である。
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、半導体装置の製造プロセスにおける金属蒸着に際し、側壁付着部（バリ）形成を抑制することが可能となる。さらに、半導体装置製造工程に要する時間が短縮され、歩留まりが向上し、半導体装置の生産性が向上する。
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、レジスト形成工程において、下段レジスト層１４及び上段レジスト層１８からなる二段のレジスト層を形成したが、三段以上のレジスト層を形成してもよい。この場合、半導体ウエハ１１上に積層形成される順序として、奇数番目にレジスト層が形成され、偶数番目に難溶化層が形成され、最表面層は難溶化層である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態における多層のレジストパターンの製造方法を示す断面図である。
【図２】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態における金属膜形成工程後の積層体の断面図である。
【図３】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態における金属膜形成工程の蒸着条件を示す断面図、及び従来の金属膜形成工程の蒸着条件を示す断面図である。
【図４】従来における金属膜形成工程により形成された金属膜のパターン形状を示す断面図であり、（ａ）はポジ型のレジスト膜をマスクにして金属膜を形成した状態を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の半導体ウエハにリフトオフ処理を施した状態を示す断面図である。
【図５】従来の半導体装置の製造方法における２層のレジストパターンの製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１ 半導体装置
１０ 積層体
１１ 半導体ウエハ
１３ 第１のレジスト層
１５ 第１の難溶化層
１５ａ 突出部
１７ 第２のレジスト層
１９ 第２の難溶化層
１９ａ 突出部
２５ 金属膜
２７ 側壁付着部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上にレジスト層を形成するレジスト形成工程と、
前記レジスト層に露光する露光工程と、
露光後のレジスト層を現像する現像工程と、
現像工程によってパターン形成されたレジスト層上及び半導体基板上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
金属膜形成工程によって前記レジスト層上に形成された金属膜を除去する除去工程とを含む半導体装置の製造方法において、
前記レジスト形成工程は、第１のレジスト層及び第２のレジスト層の上面を、前記現像液を１倍以上に希釈した難溶化処理液により難溶化することによって、前記第１のレジスト層上に第１の難溶化層を形成すると共に、前記第２のレジスト層上に第２の難溶化層を形成する工程であり、
前記現像工程は、第１のレジスト層及び第２のレジスト層が掘削されることによって、第１の難溶化層及び第２の難溶化層が、第１のレジスト層及び第２のレジスト層に対して庇形状をなすことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１のレジスト層の膜厚は、前記第２のレジスト層の膜厚よりも薄いことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記現像工程において前記第１のレジスト層が掘削されることによって該第１のレジスト層に対して突出してなる第１の難溶化層の突出部の突出量は、該第１の難溶化層上に形成された第２のレジスト層に対して該第２のレジスト層の上面に形成された第２の難溶化層の突出部の突出量よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１のレジスト層及び前記第１の難溶化層の厚みａと、前記第１の難溶化層の突出部の突出量ｎと、前記半導体基板と蒸着源との距離ｘとにより下記式（１）に規定される蒸着源の設置範囲Ｚ１が、前記第２のレジスト層及び前記第２の難溶化層の厚みｂと、前記第１の難溶化層の突出部の突出量ｎと、前記第２の難溶化層の突出部の突出量ｍと、前記半導体基板と蒸着源との距離ｘと、前記半導体基板上に形成される前記金属膜のパターン幅Ｌとにより下記式（２）に規定される蒸着源の設置範囲Ｚ２に対して等しい、もしくは、大であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
Ｚ１＝ｎ・ｘ／ａ ・・・・・式（１）
Ｚ２＝ｘ・（Ｌ−（ｎ＋ｍ））／ｂ ・・・式（２）
【請求項１】
半導体基板上にレジスト層を形成するレジスト形成工程と、
前記レジスト層に露光する露光工程と、
露光後のレジスト層を現像する現像工程と、
現像工程によってパターン形成されたレジスト層上及び半導体基板上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
金属膜形成工程によって前記レジスト層上に形成された金属膜を除去する除去工程とを含む半導体装置の製造方法において、
前記レジスト形成工程は、第１のレジスト層及び第２のレジスト層の上面を、前記現像液を１倍以上に希釈した難溶化処理液により難溶化することによって、前記第１のレジスト層上に第１の難溶化層を形成すると共に、前記第２のレジスト層上に第２の難溶化層を形成する工程であり、
前記現像工程は、第１のレジスト層及び第２のレジスト層が掘削されることによって、第１の難溶化層及び第２の難溶化層が、第１のレジスト層及び第２のレジスト層に対して庇形状をなすことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１のレジスト層の膜厚は、前記第２のレジスト層の膜厚よりも薄いことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記現像工程において前記第１のレジスト層が掘削されることによって該第１のレジスト層に対して突出してなる第１の難溶化層の突出部の突出量は、該第１の難溶化層上に形成された第２のレジスト層に対して該第２のレジスト層の上面に形成された第２の難溶化層の突出部の突出量よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１のレジスト層及び前記第１の難溶化層の厚みａと、前記第１の難溶化層の突出部の突出量ｎと、前記半導体基板と蒸着源との距離ｘとにより下記式（１）に規定される蒸着源の設置範囲Ｚ１が、前記第２のレジスト層及び前記第２の難溶化層の厚みｂと、前記第１の難溶化層の突出部の突出量ｎと、前記第２の難溶化層の突出部の突出量ｍと、前記半導体基板と蒸着源との距離ｘと、前記半導体基板上に形成される前記金属膜のパターン幅Ｌとにより下記式（２）に規定される蒸着源の設置範囲Ｚ２に対して等しい、もしくは、大であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
Ｚ１＝ｎ・ｘ／ａ ・・・・・式（１）
Ｚ２＝ｘ・（Ｌ−（ｎ＋ｍ））／ｂ ・・・式（２）
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２４５９８３（Ｐ２００９−２４５９８３Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８７６２５（Ｐ２００８−８７６２５）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（３０３０４６２７７）旭化成エレクトロニクス株式会社 (840)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（３０３０４６２７７）旭化成エレクトロニクス株式会社 (840)
【Ｆターム（参考）】
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