JP2000174127A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP2000174127A JP2000174127A JP10350853A JP35085398A JP2000174127A JP 2000174127 A JP2000174127 A JP 2000174127A JP 10350853 A JP10350853 A JP 10350853A JP 35085398 A JP35085398 A JP 35085398A JP 2000174127 A JP2000174127 A JP 2000174127A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】多層配線構造を有する半導体装置において、配
線金属膜とポリイミド層との密着性の向上を図る。 【解決手段】シリコン基板１上にゲート酸化膜２、ゲー
トポリシリコン３、酸化膜４、第１配線金属膜５ａおよ
び層間絶縁膜であるポリイミド層６をそれぞれ成膜し、
パターン形成した後、表面に第２配線金属膜７ａを形成
し（工程Ａ−１）、第２配線金属膜７ａ上にバンプ電極
のパターン形成のため、フォトレジスト８を基に、第２
配線金属膜７ａのエッチングを行ない、第２配線金属膜
７を形成し（工程Ａ−２）、第２配線金属膜７を形成
後、有機アミン系の剥離液９に浸漬し、フォトレジスト
８を除去し（工程Ａ−３）、シリコン基板１００をベー
ク炉に入れて、２００℃、１時間熱処理する（工程Ａ−
４）。この熱処理で、ポリイミド層６の膨潤作用を抑
え、第２配線金属膜７とポリイミド層６の円内１０の密
着性の向上を図る。
線金属膜とポリイミド層との密着性の向上を図る。 【解決手段】シリコン基板１上にゲート酸化膜２、ゲー
トポリシリコン３、酸化膜４、第１配線金属膜５ａおよ
び層間絶縁膜であるポリイミド層６をそれぞれ成膜し、
パターン形成した後、表面に第２配線金属膜７ａを形成
し（工程Ａ−１）、第２配線金属膜７ａ上にバンプ電極
のパターン形成のため、フォトレジスト８を基に、第２
配線金属膜７ａのエッチングを行ない、第２配線金属膜
７を形成し（工程Ａ−２）、第２配線金属膜７を形成
後、有機アミン系の剥離液９に浸漬し、フォトレジスト
８を除去し（工程Ａ−３）、シリコン基板１００をベー
ク炉に入れて、２００℃、１時間熱処理する（工程Ａ−
４）。この熱処理で、ポリイミド層６の膨潤作用を抑
え、第２配線金属膜７とポリイミド層６の円内１０の密
着性の向上を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、多層配線構造を
有する半導体装置の製造方法に関する。
有する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、加圧接触方式のパッケージやバン
プ電極構造を有する多層配線構造の半導体装置では、膜
厚が厚い層間絶縁膜が多層配線間の絶縁性の確保から好
ましい。従来、層間絶縁膜としては、ＣＶＤ法による酸
化膜が用いられてきたが、積層膜厚の限界から、３μｍ
を超える場合には、ポリイミドのような塗布方式による
成膜が有効である。そのため、加圧接触方式の多層配線
構造を有する半導体装置や耐圧の高い多層配線構造を有
する半導体装置の層間絶縁膜などに、ポリイミド膜が広
く用いられている。
プ電極構造を有する多層配線構造の半導体装置では、膜
厚が厚い層間絶縁膜が多層配線間の絶縁性の確保から好
ましい。従来、層間絶縁膜としては、ＣＶＤ法による酸
化膜が用いられてきたが、積層膜厚の限界から、３μｍ
を超える場合には、ポリイミドのような塗布方式による
成膜が有効である。そのため、加圧接触方式の多層配線
構造を有する半導体装置や耐圧の高い多層配線構造を有
する半導体装置の層間絶縁膜などに、ポリイミド膜が広
く用いられている。
【０００３】図４は、従来のポリイミドを用いた多層配
線構造の製造方法で、工程Ｃ−１ないし工程Ｃ−３は工
程順に示した製造工程断面図である。工程Ｃ−１におい
て、シリコン基板５１上にゲート酸化膜５２、ゲートポ
リシリコン５３、ＣＶＤ法による酸化膜５４、Ａｌ−Ｓ
ｉの第１配線金属膜５５ａおよび層間絶縁膜であるポリ
イミド層５６をそれぞれ成膜し、パターン形成した後、
表面にＡｌスパッタにより膜厚５μｍの第２配線金属膜
５７ａを形成する。
線構造の製造方法で、工程Ｃ−１ないし工程Ｃ−３は工
程順に示した製造工程断面図である。工程Ｃ−１におい
て、シリコン基板５１上にゲート酸化膜５２、ゲートポ
リシリコン５３、ＣＶＤ法による酸化膜５４、Ａｌ−Ｓ
ｉの第１配線金属膜５５ａおよび層間絶縁膜であるポリ
イミド層５６をそれぞれ成膜し、パターン形成した後、
表面にＡｌスパッタにより膜厚５μｍの第２配線金属膜
５７ａを形成する。
【０００４】工程Ｃ−２において、工程Ｃ−１の第２配
線金属膜５７ａ上にバンプ電極（突起電極のこと）のパ
ターン形成のため、フォトレジストの塗布、露光、現像
を行い、フォトレジスト５８を基に、燐酸と硝酸と酢酸
の混合エッチングにより、第２配線金属膜５７ａのエッ
チングを行ない、バンプ電極としてのパターニングされ
た第２配線金属膜５７を形成する。
線金属膜５７ａ上にバンプ電極（突起電極のこと）のパ
ターン形成のため、フォトレジストの塗布、露光、現像
を行い、フォトレジスト５８を基に、燐酸と硝酸と酢酸
の混合エッチングにより、第２配線金属膜５７ａのエッ
チングを行ない、バンプ電極としてのパターニングされ
た第２配線金属膜５７を形成する。
【０００５】工程Ｃ−３において、第２配線金属膜５７
を形成後、有機アミン系の剥離液５９に浸漬し、工程Ｃ
−２のフォトレジスト５８を除去する。図５および図６
は、従来の２層のポリイミドを用いた多層配線構造の製
造方法で、工程Ｄ−１ないし工程Ｄ−６は工程順に示し
た製造工程断面図である。
を形成後、有機アミン系の剥離液５９に浸漬し、工程Ｃ
−２のフォトレジスト５８を除去する。図５および図６
は、従来の２層のポリイミドを用いた多層配線構造の製
造方法で、工程Ｄ−１ないし工程Ｄ−６は工程順に示し
た製造工程断面図である。
【０００６】工程Ｄ−１において、シリコン基板５１上
にゲート酸化膜５２、ゲートポリシリコン５３、ＣＶＤ
法による酸化膜５４、Ａｌ−Ｓｉの第１配線金属膜５５
ａおよび層間絶縁膜である第１ポリイミド層６５をそれ
ぞれ成膜し、パターン形成した後、表面にＡｌスパッタ
により膜厚５μｍの第２配線金属膜５７ａを形成する。
にゲート酸化膜５２、ゲートポリシリコン５３、ＣＶＤ
法による酸化膜５４、Ａｌ−Ｓｉの第１配線金属膜５５
ａおよび層間絶縁膜である第１ポリイミド層６５をそれ
ぞれ成膜し、パターン形成した後、表面にＡｌスパッタ
により膜厚５μｍの第２配線金属膜５７ａを形成する。
【０００７】工程Ｄ−２において、工程Ｄ−１の第２配
線金属膜５７ａ上にバンプ電極のパターン形成のため、
フォトレジストの塗布、露光、現像を行い、フォトレジ
スト５８を基に、燐酸と硝酸と酢酸の混合エッチングに
より、第２配線金属膜５７ａのエッチングを行ない、パ
ターニングされた第２配線金属膜５７を形成する。
線金属膜５７ａ上にバンプ電極のパターン形成のため、
フォトレジストの塗布、露光、現像を行い、フォトレジ
スト５８を基に、燐酸と硝酸と酢酸の混合エッチングに
より、第２配線金属膜５７ａのエッチングを行ない、パ
ターニングされた第２配線金属膜５７を形成する。
【０００８】工程Ｄ−３において、第２配線金属膜５７
を形成後、有機アミン系の剥離液５９に浸漬し、工程Ｄ
−２のフォトレジスト５８を除去する。ここまでは、図
３の工程と同じである。工程Ｄ−４において、第２配線
金属膜５７上と第１ポリイミド層６５上に第２ポリイミ
ド層６６ａを全面に塗布し、硬化させて後、全面にフォ
トレジスト６７ａを被覆する。
を形成後、有機アミン系の剥離液５９に浸漬し、工程Ｄ
−２のフォトレジスト５８を除去する。ここまでは、図
３の工程と同じである。工程Ｄ−４において、第２配線
金属膜５７上と第１ポリイミド層６５上に第２ポリイミ
ド層６６ａを全面に塗布し、硬化させて後、全面にフォ
トレジスト６７ａを被覆する。
【０００９】工程Ｄ−５において、工程Ｄ−４のフォト
レジスト６７ａをパターニングし、パターニングされた
フォトレジスト６７をマスクにして、第２ポリイミド層
６６ａをエッチングし、フォトレジスト６７下の第２ポ
リイミド層６６を残す。工程Ｄ−６において、工程Ｄ−
５の第２ポリイミド層６６上のフォトレジスト６７を有
機アミン系の剥離液５９で除去する。
レジスト６７ａをパターニングし、パターニングされた
フォトレジスト６７をマスクにして、第２ポリイミド層
６６ａをエッチングし、フォトレジスト６７下の第２ポ
リイミド層６６を残す。工程Ｄ−６において、工程Ｄ−
５の第２ポリイミド層６６上のフォトレジスト６７を有
機アミン系の剥離液５９で除去する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】これらの、多層配線構
造の製造方法において、つぎのような課題がある。ま
ず、図４の製造方法では、工程Ｃ−３のフォトレジスト
５８を除去する工程で、有機アミン系の剥離液５９に浸
漬させたときに、第２配線金属膜５７とポリイミド層６
５の界面に有機アミン系の剥離液が浸透し、円内６０の
第２配線金属膜５７と接するポリイミド層５６が膨潤
し、そのため、円内６０の箇所で、第２配線金属膜５７
とポリイミド層６５の密着性が低下する。
造の製造方法において、つぎのような課題がある。ま
ず、図４の製造方法では、工程Ｃ−３のフォトレジスト
５８を除去する工程で、有機アミン系の剥離液５９に浸
漬させたときに、第２配線金属膜５７とポリイミド層６
５の界面に有機アミン系の剥離液が浸透し、円内６０の
第２配線金属膜５７と接するポリイミド層５６が膨潤
し、そのため、円内６０の箇所で、第２配線金属膜５７
とポリイミド層６５の密着性が低下する。
【００１１】図５および図６の製造方法では、この密着
性の低下を防止するために、第２ポリイミド層６６で第
２配線金属膜５７の周辺部を押さえ込んだ方法で、図４
よりは円内６０の密着性は改善されるが、図４の場合の
ように、第１ポリイミド層６５および第２のポリイミド
層６６の膨潤作用により、第２配線金属膜５７と、第１
ポリイミド層６５および第２ポリイミド層６６との密着
性は悪い。
性の低下を防止するために、第２ポリイミド層６６で第
２配線金属膜５７の周辺部を押さえ込んだ方法で、図４
よりは円内６０の密着性は改善されるが、図４の場合の
ように、第１ポリイミド層６５および第２のポリイミド
層６６の膨潤作用により、第２配線金属膜５７と、第１
ポリイミド層６５および第２ポリイミド層６６との密着
性は悪い。
【００１２】このように、従来の製造方法では、第２配
線金属膜５７とポリイミド層５６、６５、６６との密着
性は悪い。この密着性が悪いと、第２配線金属膜５７の
はがれやポリイミド層５６、６５、６６のはがれが生
じ、半導体装置の信頼性が低下する。この発明の目的
は、前記の課題を解決して、配線金属膜とポリイミド層
との密着性を向上できる多層配線構造を有する半導体装
置の製造方法を提供することにある。
線金属膜５７とポリイミド層５６、６５、６６との密着
性は悪い。この密着性が悪いと、第２配線金属膜５７の
はがれやポリイミド層５６、６５、６６のはがれが生
じ、半導体装置の信頼性が低下する。この発明の目的
は、前記の課題を解決して、配線金属膜とポリイミド層
との密着性を向上できる多層配線構造を有する半導体装
置の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、ポリイミドを層間絶縁膜として用いた、多層配線
構造を有する半導体装置の製造方法において、第１配線
金属膜上にポリイミド層を選択的に形成する工程と、該
ポリイミド層上に金属膜を形成する工程と、該金属膜上
にフォトレジスト膜を被覆する工程と、該フォトレジス
ト膜を選択的に除去し、パターニングする工程と、該パ
ターニングされたフォトレジスト膜をマスクとして、前
記金属膜を除去し、第２配線金属膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜を有機剥離液で除去した後、熱処
理する工程とを含む製造工程とする。前記熱処理の温度
が１５０℃ないし３００℃であると好ましい。
めに、ポリイミドを層間絶縁膜として用いた、多層配線
構造を有する半導体装置の製造方法において、第１配線
金属膜上にポリイミド層を選択的に形成する工程と、該
ポリイミド層上に金属膜を形成する工程と、該金属膜上
にフォトレジスト膜を被覆する工程と、該フォトレジス
ト膜を選択的に除去し、パターニングする工程と、該パ
ターニングされたフォトレジスト膜をマスクとして、前
記金属膜を除去し、第２配線金属膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜を有機剥離液で除去した後、熱処
理する工程とを含む製造工程とする。前記熱処理の温度
が１５０℃ないし３００℃であると好ましい。
【００１４】ポリイミドを層間絶縁膜として用いた、多
層配線構造を有する半導体装置の製造方法において、第
１配線金属膜上に第１ポリイミド層を選択的に形成する
工程と、該第１ポリイミド層上に金属膜を形成する工程
と、該金属膜上に第１フォトレジスト膜を被覆する工程
と、該第１フォトレジスト膜を選択的に除去し、パター
ニングする工程と、該パターニングされた前記第１フォ
トレジスト膜をマスクとして、前記金属膜を除去し、第
２配線金属膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜
を有機剥離液で除去した後、第１熱処理をする工程と、
前記第１ポリイミド層上と第２配線金属膜上に第２ポリ
イミド層を被覆する工程と、該第２ポリイミド層上に第
２フォトレジスト膜を被覆する工程と、前記第２配線金
属膜上の該第２フォトレジスト膜を選択的に除去し、パ
ターニングする工程と、該パターニングされた第２フォ
トレジスト膜をマスクとして、前記第２配線金属膜上の
前記第２ポリシリコン層を除去する工程と、前記第２フ
ォトレジスト膜を有機剥離液で除去した後、第２熱処理
をする工程とを含む製造工程とする。
層配線構造を有する半導体装置の製造方法において、第
１配線金属膜上に第１ポリイミド層を選択的に形成する
工程と、該第１ポリイミド層上に金属膜を形成する工程
と、該金属膜上に第１フォトレジスト膜を被覆する工程
と、該第１フォトレジスト膜を選択的に除去し、パター
ニングする工程と、該パターニングされた前記第１フォ
トレジスト膜をマスクとして、前記金属膜を除去し、第
２配線金属膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜
を有機剥離液で除去した後、第１熱処理をする工程と、
前記第１ポリイミド層上と第２配線金属膜上に第２ポリ
イミド層を被覆する工程と、該第２ポリイミド層上に第
２フォトレジスト膜を被覆する工程と、前記第２配線金
属膜上の該第２フォトレジスト膜を選択的に除去し、パ
ターニングする工程と、該パターニングされた第２フォ
トレジスト膜をマスクとして、前記第２配線金属膜上の
前記第２ポリシリコン層を除去する工程と、前記第２フ
ォトレジスト膜を有機剥離液で除去した後、第２熱処理
をする工程とを含む製造工程とする。
【００１５】前記第１熱処理温度の温度範囲が１５０℃
ないし３００℃であると効果的である。
ないし３００℃であると効果的である。
【００１６】前記のように、フォトレジストを有機剥離
液で除去した後、熱処理工程を追加することで、ポリイ
ミド層の膨潤作用を引き起こす不安定な有機溶剤（有機
剥離液に含まれる）を揮発させる。この揮発は水洗など
でポリイミド層に吸湿された水分の蒸発とともに行われ
る。ポリイミド層の膨潤作用を抑えることで、配線金属
膜とポリイミド層との密着性を向上させる。
液で除去した後、熱処理工程を追加することで、ポリイ
ミド層の膨潤作用を引き起こす不安定な有機溶剤（有機
剥離液に含まれる）を揮発させる。この揮発は水洗など
でポリイミド層に吸湿された水分の蒸発とともに行われ
る。ポリイミド層の膨潤作用を抑えることで、配線金属
膜とポリイミド層との密着性を向上させる。
【００１７】図７はポリイミド膜の昇温脱離ガスによる
水の蒸発を示す図である。図７において、ポリイミド膜
中の脱ガス（水：ｍ／ｅ＝１８）は１００℃を超えた付
近から急激に増加しており、高温であるほどポリイミド
膜中の水を中心とした不純物（ｍ／ｅ＝１、１７、２
８、４３）揮発が有効に行なえていることが分かる。
尚、ｍ／ｅは分子量を示し、１はＨ、１７はＯＨ、１８
はＨ2 Ｏ、２８はＣＯまたはＣ2 Ｈ4 、４３はＣＯＮＨ
の可能性があるが詳細は不明などである。
水の蒸発を示す図である。図７において、ポリイミド膜
中の脱ガス（水：ｍ／ｅ＝１８）は１００℃を超えた付
近から急激に増加しており、高温であるほどポリイミド
膜中の水を中心とした不純物（ｍ／ｅ＝１、１７、２
８、４３）揮発が有効に行なえていることが分かる。
尚、ｍ／ｅは分子量を示し、１はＨ、１７はＯＨ、１８
はＨ2 Ｏ、２８はＣＯまたはＣ2 Ｈ4 、４３はＣＯＮＨ
の可能性があるが詳細は不明などである。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の第１実施例の
多層配線構造の製造工程で、工程Ａ−１ないし工程Ａ−
４は工程順に示した製造工程断面図である。工程Ａ−１
において、シリコン基板１上にゲート酸化膜２、ゲート
ポリシリコン３、ＣＶＤ法による酸化膜４、Ａｌ−Ｓｉ
の第１配線金属膜５ａおよび層間絶縁膜であるポリイミ
ド層６をそれぞれ成膜し、パターン形成した後、表面に
Ａｌスパッタにより膜厚５μｍの第２配線金属膜７ａを
形成する。
多層配線構造の製造工程で、工程Ａ−１ないし工程Ａ−
４は工程順に示した製造工程断面図である。工程Ａ−１
において、シリコン基板１上にゲート酸化膜２、ゲート
ポリシリコン３、ＣＶＤ法による酸化膜４、Ａｌ−Ｓｉ
の第１配線金属膜５ａおよび層間絶縁膜であるポリイミ
ド層６をそれぞれ成膜し、パターン形成した後、表面に
Ａｌスパッタにより膜厚５μｍの第２配線金属膜７ａを
形成する。
【００１９】工程Ａ−２において、工程Ａ−１の第２配
線金属膜７ａ上にバンプ電極のパターン形成のため、全
面にフォトレジストの塗布、露光、現像を行い、フォト
レジスト８を基に、燐酸と硝酸と酢酸の混合エッチング
により、第２配線金属膜７ａのエッチングを行ない、バ
ンプ電極として、パターニングされた第２配線金属膜７
を形成する。
線金属膜７ａ上にバンプ電極のパターン形成のため、全
面にフォトレジストの塗布、露光、現像を行い、フォト
レジスト８を基に、燐酸と硝酸と酢酸の混合エッチング
により、第２配線金属膜７ａのエッチングを行ない、バ
ンプ電極として、パターニングされた第２配線金属膜７
を形成する。
【００２０】工程Ａ−３において、第２配線金属膜７を
形成後、有機アミン系の剥離液９に浸漬し、工程Ａ−２
のフォトレジスト８を除去する。このとき、円内１０の
第２配線金属膜７とポリイミド層６との界面に有機アミ
ン系の剥離液９が浸透し、この箇所でポリイミド層６が
膨潤作用を起こして、第２配線金属膜７との密着性が低
下する。
形成後、有機アミン系の剥離液９に浸漬し、工程Ａ−２
のフォトレジスト８を除去する。このとき、円内１０の
第２配線金属膜７とポリイミド層６との界面に有機アミ
ン系の剥離液９が浸透し、この箇所でポリイミド層６が
膨潤作用を起こして、第２配線金属膜７との密着性が低
下する。
【００２１】工程Ａ−４において、多層配線されたシリ
コン基板１００をベーク炉１１に入れて、２００℃、１
時間熱処理する。この工程Ａ−４の熱処理で、有機アミ
ン系の剥離液９の有機溶剤をポリイミド層６が吸収した
水分と一緒に揮発させる。そのため、従来の製造方法で
発生したポリイミド層６の膨潤作用は抑えられ、第２配
線金属膜７とポリイミド層６の円内１０の密着性は向上
する。表１は、ポリイミド層上の配線金属膜の剥離試験
した結果である。
コン基板１００をベーク炉１１に入れて、２００℃、１
時間熱処理する。この工程Ａ−４の熱処理で、有機アミ
ン系の剥離液９の有機溶剤をポリイミド層６が吸収した
水分と一緒に揮発させる。そのため、従来の製造方法で
発生したポリイミド層６の膨潤作用は抑えられ、第２配
線金属膜７とポリイミド層６の円内１０の密着性は向上
する。表１は、ポリイミド層上の配線金属膜の剥離試験
した結果である。
【００２２】
【表１】 試験方法は、フォトレジスト除去後の熱処理時間と熱処
理温度をパラメータとして、剥離試験（ピール試験）を
実施する。剥離試験の試料は、１ｍｍ□のスパッタで成
膜したＡｌパッド、１００個で、使用テープは、厚さ＝
０．１６ｍｍ、引き剥し粘着力＞５００ｇ／１０ｍｍ
幅、剪断接着力＞５．０ｋｇ／ｃｍ2 である。このテー
プをＡｌパッドに貼付け、引っ張って、Ａｌパッドが剥
がれるか否かで、剥離の合否を決める。表中の○は剥が
れなし、×は剥がれありである。
理温度をパラメータとして、剥離試験（ピール試験）を
実施する。剥離試験の試料は、１ｍｍ□のスパッタで成
膜したＡｌパッド、１００個で、使用テープは、厚さ＝
０．１６ｍｍ、引き剥し粘着力＞５００ｇ／１０ｍｍ
幅、剪断接着力＞５．０ｋｇ／ｃｍ2 である。このテー
プをＡｌパッドに貼付け、引っ張って、Ａｌパッドが剥
がれるか否かで、剥離の合否を決める。表中の○は剥が
れなし、×は剥がれありである。
【００２３】この剥離試験結果から、熱処理温度が高い
ほど、熱処理時間が長いほど密着性が向上する。具体的
に試験結果を説明すると、熱処理温度として、１５０℃
から２００℃では処理時間が６０分以上で合格であり、
２５０℃から３００℃では、熱処理時間は３０分以上が
合格である。また、処理時間が１５分では熱処理温度が
３００℃でも不合格である。このことから、熱処理温度
は１５０℃以上が好ましい。また、熱処理時間は熱処理
温度によって変化させる必要がある。熱処理温度の上限
値は、ポリイミドの膜質が劣化し始める熱分解温度であ
る。その温度は３５０℃付近であることが知られてお
り、そのため、余裕をみて、３００℃が上限値として好
ましい。
ほど、熱処理時間が長いほど密着性が向上する。具体的
に試験結果を説明すると、熱処理温度として、１５０℃
から２００℃では処理時間が６０分以上で合格であり、
２５０℃から３００℃では、熱処理時間は３０分以上が
合格である。また、処理時間が１５分では熱処理温度が
３００℃でも不合格である。このことから、熱処理温度
は１５０℃以上が好ましい。また、熱処理時間は熱処理
温度によって変化させる必要がある。熱処理温度の上限
値は、ポリイミドの膜質が劣化し始める熱分解温度であ
る。その温度は３５０℃付近であることが知られてお
り、そのため、余裕をみて、３００℃が上限値として好
ましい。
【００２４】図２および図３は、この発明の第２実施例
の多層配線構造の製造工程で、工程Ｂ−１ないし工程Ｂ
−８は工程順に示した製造工程断面図である。工程Ｂ−
１において、シリコン基板１上にゲート酸化膜２、ゲー
トポリシリコン３、ＣＶＤ法による酸化膜４、Ａｌ−Ｓ
ｉの第１配線金属膜５ａおよび層間絶縁膜である第１ポ
リイミド層１５をそれぞれ成膜し、パターン形成した
後、表面にＡｌスパッタにより膜厚５μｍの第２配線金
属膜７ａを形成する。
の多層配線構造の製造工程で、工程Ｂ−１ないし工程Ｂ
−８は工程順に示した製造工程断面図である。工程Ｂ−
１において、シリコン基板１上にゲート酸化膜２、ゲー
トポリシリコン３、ＣＶＤ法による酸化膜４、Ａｌ−Ｓ
ｉの第１配線金属膜５ａおよび層間絶縁膜である第１ポ
リイミド層１５をそれぞれ成膜し、パターン形成した
後、表面にＡｌスパッタにより膜厚５μｍの第２配線金
属膜７ａを形成する。
【００２５】工程Ｂ−２において、工程Ｂ−１の第２配
線金属膜７ａ上にバンプ電極のパターン形成のため、フ
ォトレジストの塗布、露光、現像を行い、フォトレジス
ト８を基に、燐酸と硝酸と酢酸の混合エッチングによ
り、第２配線金属膜７ａのエッチングを行ない、バンプ
電極として、パターニングされた第２配線金属膜７を形
成する。
線金属膜７ａ上にバンプ電極のパターン形成のため、フ
ォトレジストの塗布、露光、現像を行い、フォトレジス
ト８を基に、燐酸と硝酸と酢酸の混合エッチングによ
り、第２配線金属膜７ａのエッチングを行ない、バンプ
電極として、パターニングされた第２配線金属膜７を形
成する。
【００２６】工程Ｂ−３において、第２配線金属膜７を
形成後、有機アミン系の剥離液９に浸漬し、フォトレジ
スト８を除去する。図１の工程Ａ−３と同様に、円内１
０で第１ポリイミド層１５が膨潤作用を起こす。工程Ｂ
−４において、ベーク炉１１で、２００℃、１時間熱処
理する。この熱処理条件は表１の温度と時間の関係で決
定してよい。図１の工程Ａ−４と同様に、第２配線金属
膜７とポリイミド層６の円内１０の密着性は向上する。
形成後、有機アミン系の剥離液９に浸漬し、フォトレジ
スト８を除去する。図１の工程Ａ−３と同様に、円内１
０で第１ポリイミド層１５が膨潤作用を起こす。工程Ｂ
−４において、ベーク炉１１で、２００℃、１時間熱処
理する。この熱処理条件は表１の温度と時間の関係で決
定してよい。図１の工程Ａ−４と同様に、第２配線金属
膜７とポリイミド層６の円内１０の密着性は向上する。
【００２７】工程Ｂ−５において、第２配線金属膜７上
に第２ポリイミド層１６ａを全面に塗布する。工程Ｂ−
６において、工程Ｂ−５の第２ポリイミド層１６ａ上に
形成された、パターニングされたフォトレジスト１７を
マスクにして、第２配線金属膜７上の第２ポリイミド層
を除去し、フォトレジスト１７下の第２ポリイミド層１
６を残す。
に第２ポリイミド層１６ａを全面に塗布する。工程Ｂ−
６において、工程Ｂ−５の第２ポリイミド層１６ａ上に
形成された、パターニングされたフォトレジスト１７を
マスクにして、第２配線金属膜７上の第２ポリイミド層
を除去し、フォトレジスト１７下の第２ポリイミド層１
６を残す。
【００２８】工程Ｂ−７において、第２ポリイミド層１
６上の工程Ｂ−６のフォトレジスト１７を有機アミン系
の剥離液９で除去する。工程Ｂ−８において、ベーク炉
１１で、３００℃、１時間熱処理する。ここでは第２の
熱処理温度を３００℃としたが２８０℃程度以上であれ
ばよい。
６上の工程Ｂ−６のフォトレジスト１７を有機アミン系
の剥離液９で除去する。工程Ｂ−８において、ベーク炉
１１で、３００℃、１時間熱処理する。ここでは第２の
熱処理温度を３００℃としたが２８０℃程度以上であれ
ばよい。
【００２９】前記したように、工程Ｂ−４の２００℃、
１時間の熱処理で、膨潤作用は抑えられ、第２配線金属
膜７と第１ポリイミド層１５の密着性は向上する。ま
た、第２ポリイミド層１６と第２配線金属膜７の密着性
も工程Ｂ−８の熱処理で向上しする。この第２ポリイミ
ド層１６で第２配線金属膜７の円内２０の周辺部を押さ
え込むことで、第２配線金属膜７は、強固に第１ポリイ
ミド層１５および第２ポリイミド層１６と固着する。こ
のことにより、第２配線金属膜７と第１および第２ポリ
イミド層１５、１６との密着性は第１実施例より向上す
る。
１時間の熱処理で、膨潤作用は抑えられ、第２配線金属
膜７と第１ポリイミド層１５の密着性は向上する。ま
た、第２ポリイミド層１６と第２配線金属膜７の密着性
も工程Ｂ−８の熱処理で向上しする。この第２ポリイミ
ド層１６で第２配線金属膜７の円内２０の周辺部を押さ
え込むことで、第２配線金属膜７は、強固に第１ポリイ
ミド層１５および第２ポリイミド層１６と固着する。こ
のことにより、第２配線金属膜７と第１および第２ポリ
イミド層１５、１６との密着性は第１実施例より向上す
る。
【００３０】
【発明の効果】この発明によれば、フォトレジストを除
去した後に、熱処理工程を追加することで、配線金属膜
とポリイミド層との密着性を向上できる。密着性を向上
させることで、配線金属膜やポリイミド層の剥がれが防
止され、多層配線構造を有する半導体装置の信頼性を向
上できる。
去した後に、熱処理工程を追加することで、配線金属膜
とポリイミド層との密着性を向上できる。密着性を向上
させることで、配線金属膜やポリイミド層の剥がれが防
止され、多層配線構造を有する半導体装置の信頼性を向
上できる。
【図１】この発明の第１実施例の多層配線構造の製造工
程で、工程Ａ−１ないし工程Ａ−４は工程順に示した製
造工程断面図
程で、工程Ａ−１ないし工程Ａ−４は工程順に示した製
造工程断面図
【図２】この発明の第２実施例の多層配線構造の製造工
程で、工程Ｂ−１ないし工程Ｂ−４は工程順に示した製
造工程断面図
程で、工程Ｂ−１ないし工程Ｂ−４は工程順に示した製
造工程断面図
【図３】この発明の第２実施例の多層配線構造の製造工
程で、図２のづづきで、工程Ｂ−５ないし工程Ｂ−８は
工程順に示した製造工程断面図
程で、図２のづづきで、工程Ｂ−５ないし工程Ｂ−８は
工程順に示した製造工程断面図
【図４】従来のポリイミドを用いた多層配線構造の製造
方法で、工程Ｃ−１ないし工程Ｃ−３は工程順に示した
製造工程断面図
方法で、工程Ｃ−１ないし工程Ｃ−３は工程順に示した
製造工程断面図
【図５】従来の２層のポリイミドを用いた多層配線構造
の製造方法で、工程Ｄ−１ないし工程Ｄ−３は工程順に
示した製造工程断面図
の製造方法で、工程Ｄ−１ないし工程Ｄ−３は工程順に
示した製造工程断面図
【図６】従来の２層のポリイミドを用いた多層配線構造
の製造方法で、工程Ｄ−４ないし工程Ｄ−６は工程順に
示した製造工程断面図
の製造方法で、工程Ｄ−４ないし工程Ｄ−６は工程順に
示した製造工程断面図
【図７】ポリイミド膜の昇温脱離ガスによる水の蒸発を
示す図
示す図
１ シリコン基板 ２ ゲート酸化膜 ３ ゲートポリシリコン ４ 酸化膜 ５ａ 第１配線金属膜 ６ｂ 第１配線金属膜 ７ 第２配線金属膜 ７ａ 第２配線金属膜 ８ フォトレジスト ９ 有機アミノ系の剥離液 １０ 円内 １１ ベーク炉 １５ 第１ポリイミド層 １６ 第２ポリイミド層 １６ａ 第２ポリイミド層 １７ フォトレジスト ２０ 円内 ５１ シリコン基板 ５２ ゲート酸化膜 ５３ ゲートポリシリコン ５４ 酸化膜 ５５ａ 第１配線金属膜 ５６ｂ 第１配線金属膜 ５７ 第２配線金属膜 ５７ａ 第２配線金属膜 ５８ フォトレジスト ５９ 有機アミノ系の剥離液 ６０ 円内 ６５ 第１ポリイミド層 ６６ 第２ポリイミド層 ６６ｂ 第２ポリイミド層 ６７ フォトレジスト ６７ａ フォトレジスト １００ 多層配線されたシリコン基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/90 Ａ Ｆターム(参考） 4K057 WB01 WB20 WE02 WE04 WE12 WK10 WN01 4M104 BB01 BB02 BB03 DD06 DD37 DD64 DD79 EE15 EE18 FF07 FF21 HH08 5F033 HH04 HH08 JJ01 KK09 PP15 QQ08 QQ19 QQ37 QQ74 QQ81 RR04 RR22 SS11 SS22 TT04 VV07 WW03 XX14 5F058 AA08 AB05 AB06 AC02 AG01 AG03 AH02 AH05
Claims (4)
- 【請求項１】ポリイミドを層間絶縁膜として用いた、多
層配線構造を有する半導体装置の製造方法において、第
１配線金属膜上にポリイミド層を選択的に形成する工程
と、該ポリイミド層上に金属膜を形成する工程と、該金
属膜上にフォトレジスト膜を被覆する工程と、該フォト
レジスト膜を選択的に除去し、パターニングする工程
と、該パターニングされたフォトレジスト膜をマスクと
して、前記金属膜を除去し、第２配線金属膜を形成する
工程と、前記フォトレジスト膜を有機剥離液で除去した
後、熱処理する工程とを含むことを特徴する半導体装置
の製造方法。 - 【請求項２】前記熱処理の温度が１５０℃ないし３００
℃である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】ポリイミドを層間絶縁膜として用いた、多
層配線構造を有する半導体装置の製造方法において、第
１配線金属膜上に第１ポリイミド層を選択的に形成する
工程と、該第１ポリイミド層上に金属膜を形成する工程
と、該金属膜上に第１フォトレジスト膜を被覆する工程
と、該第１フォトレジスト膜を選択的に除去し、パター
ニングする工程と、該パターニングされた前記第１フォ
トレジスト膜をマスクとして、前記金属膜を除去し、第
２配線金属膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜
を有機剥離液で除去した後、第１熱処理をする工程と、
前記第１ポリイミド層上と第２配線金属膜上に第２ポリ
イミド層を被覆する工程と、該第２ポリイミド層上に第
２フォトレジスト膜を被覆する工程と、前記第２配線金
属膜上の該第２フォトレジスト膜を選択的に除去し、パ
ターニングする工程と、該パターニングされた第２フォ
トレジスト膜をマスクとして、前記第２配線金属膜上の
前記第２ポリイミド層を除去する工程と、前記第２フォ
トレジスト膜を有機剥離液で除去した後、第２熱処理を
する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項４】前記第１熱処理温度が１５０℃ないし３０
０℃であることを特徴とする請求項３に記載の半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10350853A JP2000174127A (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10350853A JP2000174127A (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000174127A true JP2000174127A (ja) | 2000-06-23 |
Family
ID=18413341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10350853A Pending JP2000174127A (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000174127A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003092348A (ja) * | 2001-09-18 | 2003-03-28 | Sony Corp | 配線形成方法及び表示素子の形成方法、画像表示装置の製造方法 |
| US7001710B2 (en) | 2002-07-19 | 2006-02-21 | Sang-Tae Choi | Method for forming ultra fine contact holes in semiconductor devices |
| JP2015115358A (ja) * | 2013-12-09 | 2015-06-22 | 昭和電工株式会社 | 半導体素子の製造方法。 |
-
1998
- 1998-12-10 JP JP10350853A patent/JP2000174127A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003092348A (ja) * | 2001-09-18 | 2003-03-28 | Sony Corp | 配線形成方法及び表示素子の形成方法、画像表示装置の製造方法 |
| US7001710B2 (en) | 2002-07-19 | 2006-02-21 | Sang-Tae Choi | Method for forming ultra fine contact holes in semiconductor devices |
| JP2015115358A (ja) * | 2013-12-09 | 2015-06-22 | 昭和電工株式会社 | 半導体素子の製造方法。 |
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