JP2667517B2 - Method of forming hole in interlayer insulating film - Google Patents

Method of forming hole in interlayer insulating film

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JP2667517B2
JP2667517B2 JP15716089A JP15716089A JP2667517B2 JP 2667517 B2 JP2667517 B2 JP 2667517B2 JP 15716089 A JP15716089 A JP 15716089A JP 15716089 A JP15716089 A JP 15716089A JP 2667517 B2 JP2667517 B2 JP 2667517B2
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【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は層間絶縁膜における開孔部の形成方法に関
し、例えば薄膜多層配線基板の層間絶縁膜における開孔
部の形成方法に関する。
Description: [Object of the Invention] (Industrial field of application) The present invention relates to a method for forming an opening in an interlayer insulating film, for example, a method for forming an opening in an interlayer insulating film of a thin-film multilayer wiring board. Regarding

(従来の技術) 近年、基板配線の高密度化に伴い、狭い線幅を持つ配
線が形成できる薄膜形成技術による配線基板の開発が進
んでいる。これは、厚膜印刷等による配線幅の限界が、
薬100μm程度であるのに対し、ホトリソグラフィ法を
用いた薄膜形成技術による配線幅は、100μm以下でも
容易に形成できるためである。また、薄膜形成技術によ
って形成される微細な配線は、配線の高密度化、すなわ
ち、装置の小型化、あるいは装置の信頼性の向上に寄与
し、必要不可欠なものとなっている。
(Prior Art) In recent years, with the increase in the density of substrate wiring, the development of a wiring substrate using a thin film forming technique capable of forming a wiring having a narrow line width is progressing. This is because the limit of wiring width due to thick film printing etc.
This is because the width of the wiring can be easily formed even when the width of the wiring is 100 μm or less by the thin film forming technique using the photolithography method, while the width of the chemical is about 100 μm. In addition, fine wiring formed by the thin film forming technique is essential because it contributes to high density wiring, that is, miniaturization of the device or improvement of reliability of the device.

このような、薄膜形成技術による配線は、通常、2層
以上の配線層によって構成される多層配線構造となって
いる。当然のことながら、薄膜形成技術による配線基板
も配線の多層化が進行しつつある。
Such wiring by the thin film forming technique usually has a multi-layer wiring structure composed of two or more wiring layers. As a matter of course, multi-layer wiring of a wiring board by a thin film forming technique is also progressing.

ところで、配線の多層化が進むと、これら3次元的に
配された配線同士を電気的に分離する手段が必要となっ
てくる。現在、この電気的分離の手段として、多層配線
基板では、例えばポリイミド等の絶縁物による絶縁が行
なわれている。このような、3次元的に配された配線同
士を絶縁する層は、一般に層間絶縁膜と呼ばれている。
この層間絶縁膜では、これを構成する絶縁物を2層以上
積層させることにより、いっそうの電気的ぶ離における
信頼性の向上が図られている。これは、層間絶縁膜が絶
縁物による1層だけで構成されているものとすると、こ
れにピンホールが発生した場合、上下に位置する配線同
士が、容易に絶縁不良を起こすことになる。ところが、
2層以上で構成すれば、たとえ絶縁物にピンホールが発
生したとしても、これらのピンホール同士が一致するこ
とは希となる。したがって、絶縁不良を起こす確率が大
幅に低下する。
By the way, as the number of wiring layers increases, means for electrically separating these three-dimensionally arranged wirings becomes necessary. At present, as a means of this electrical isolation, insulation is performed by an insulator such as polyimide on a multilayer wiring board. Such a layer that insulates three-dimensionally arranged wirings is generally called an interlayer insulating film.
In this interlayer insulating film, by stacking two or more layers of the insulating material that constitutes the interlayer insulating film, the reliability in further electrical separation is improved. This means that if the interlayer insulating film is composed of only one layer made of an insulating material, if a pinhole is formed in this, the wirings located above and below will easily cause insulation failure. However,
If two or more layers are used, even if pinholes occur in the insulator, these pinholes rarely coincide with each other. Therefore, the probability of causing insulation failure is greatly reduced.

以上のような点から、現在、層間絶縁膜は、通常、2
層以上に積層された絶縁物によって構成されている。
From the above points, currently, the interlayer insulating film is usually 2
It is composed of an insulator stacked in layers or more.

しかしながら、2層以上に積層された絶縁物によって
構成された層間絶縁膜であると、これに開孔部、例えば
この上部に位置する配線と、下部に位置する配線とを接
続するコンタクト孔を開孔する際に以下に説明するよう
な問題が生じる。
However, in the case of an interlayer insulating film formed of an insulating material laminated in two or more layers, an opening portion, for example, a contact hole for connecting a wiring located at the upper part and a wiring located at the lower part is opened. The problem described below arises when drilling.

層間絶縁膜は、2層以上による絶縁物によって構成さ
れており、これら2層以上の絶縁物を通してコンタクト
孔を開孔する必要がある。よって、これらの2層以上の
絶縁物を、それぞれエッチングする、例えばエッチング
液等が必要となり、この、例えばエッチング液の性質に
合わせたホトレジストが、それぞれ必要となってくる。
このエッチング液に合わせたホトレジストが、それぞれ
必要となってくると、これに合わせた写真蝕刻工程に使
用するホトマスクが2枚以上必要となってくるわけであ
る。つまり、個々の絶縁物の層ごとに1枚、1枚ホトマ
スクが必要となってくる。このホトマスクは、ホトレジ
ストがポジ型であれば、最下部に存在する絶縁物に合わ
せるホトマスクの透過部(例えばコンタクト孔開孔パタ
ーンになっている)の面積は広く、上部に存在する絶縁
物になるにつれ、ホトマスクの透過部の面積は狭くなっ
ていくように設定されている。これは、マスクの合わせ
余裕のためや、配線を構成する導体層が、例えば、蒸着
しやすいようなコンタクト孔の形状とするために配慮さ
れるものである。
The interlayer insulating film is composed of an insulator composed of two or more layers, and it is necessary to form a contact hole through these two or more insulators. Therefore, it is necessary to use, for example, an etching solution or the like to etch each of these two or more layers of insulating material, and for example, a photoresist that matches the properties of the etching solution is required.
When a photoresist suitable for the etching solution is required, two or more photomasks used for the photo-etching process corresponding to the photoresist are required. That is, one photomask is required for each insulating layer. If the photoresist is a positive type, this photomask has a large area of the transparent portion (for example, a contact hole opening pattern) of the photomask that matches the insulator existing at the bottom, and becomes the insulator existing at the top. Is set so that the area of the transmission part of the photomask becomes smaller as the distance becomes smaller. This is taken into consideration for the alignment allowance of the mask and for the conductor layer forming the wiring to have, for example, a contact hole shape that facilitates vapor deposition.

一方、ホトレジストがネガ型であれば、上記と全くの
反対となり、遮断部がコンタクト孔開孔パターンになっ
ている。
On the other hand, if the photoresist is a negative type, the opposite is true, and the blocking portion has a contact hole opening pattern.

ところが、これらの写真蝕刻工程に用いるホトマスク
は、その形状が非常に似たものであるので、使用するホ
トマスクの順番を間違えやすい。もし、順番を間違えて
しまったとすると、第3図に図示するようなコンタクト
孔が形成されてしまう。第3図について説明すると第1
層目の配線2が形成された配線基板1上に、層間絶縁膜
を構成する第1の絶縁層3、および第2の絶縁層4が形
成されている。このように、第1の絶縁層3の開孔部の
幅X1より、これの上部に存在する第2の絶縁層4の開孔
部の幅X2の方が大きいとすると、同図に示すAの部分、
すなわち、段差部分において、図示はしないが第2層目
の配線を構成する導体層を、例えば蒸着した際、ステッ
プカバレージが悪くなる。最悪の場合は配線の段着れを
生じてしまう。つまり、配線の段着れオープンが起こ
り、製造歩留りの低下を招く。
However, since the photomasks used in these photo-etching processes have very similar shapes, it is easy to make a mistake in the order of the photomasks used. If the order is wrong, a contact hole as shown in FIG. 3 will be formed. Referring to FIG.
A first insulating layer 3 and a second insulating layer 4 constituting an interlayer insulating film are formed on a wiring board 1 on which a wiring 2 of a layer is formed. Thus, assuming that the width X2 of the opening of the second insulating layer 4 existing above the opening X1 of the opening of the first insulating layer 3 is larger than the width X1 of the opening A of the first insulating layer 3 shown in FIG. Part of
That is, although not shown, when a conductor layer constituting the second layer wiring is deposited, for example, in the step portion, the step coverage deteriorates. In the worst case, the wiring is stepped. In other words, the wiring is stepped open and causes a reduction in manufacturing yield.

また、ホトマスクの枚数の増加に伴い、ホトマスクの
設計、製造に多大な経費がかかるという問題もある。
Also, there is a problem that a great deal of cost is required for designing and manufacturing the photomask as the number of photomasks increases.

(発明が解決しようとする課題) この発明は上記のような点に鑑み為されたもので、多
層の絶縁層からなる層間絶縁膜にコンタクト孔のような
開孔部を形成する際、使用するホトマスクの枚数増加を
抑え、経費節減を達成し、かつホトマスクの枚数を増加
させなくても、多層の絶縁膜からなる層間絶縁膜に、確
実に開孔部を形成できる層間絶縁膜における開孔部の形
成方法を提供することを目的とする。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in view of the above points, and is used when forming an opening portion such as a contact hole in an interlayer insulating film formed of multiple insulating layers. Apertures in the interlayer insulating film can be reliably formed in the interlayer insulating film composed of multiple insulating films without increasing the number of photomasks and achieving cost savings, and without increasing the number of photomasks. It is an object of the present invention to provide a method for forming a film.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明による第1の層間絶縁膜における開孔部の形
成方法によれば、ポジ型ホトレジストと、ホトマスクと
を用いて、プロキシミティ露光により多層の絶縁層から
なる層間絶縁膜に開孔部を形成することにおいて、多層
の上記絶縁層のうち、最下部に存在する絶縁層上に形成
された上記ホトレジスト表面から上記ホトマスク表面ま
でのプリントギャップが最も大きくなるように設定して
プロキシミティ露光を行ない、所定の絶縁層除去手段に
よって開孔部を形成し、順次、上部に存在する絶縁層に
なるに従い、上記プリントギャップを徐々に小さくなっ
ていくように設定してプロキシミティ露光を行ない、所
定の絶縁層除去手段によって順次開孔部が形成されてい
くことを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) According to the method for forming an opening in the first interlayer insulating film according to the present invention, a positive photoresist and a photomask are used to form multiple layers by proximity exposure. Forming an opening in the interlayer insulating film made of an insulating layer, the print gap from the photoresist surface formed on the lowermost insulating layer of the multilayer insulating layer to the photomask surface is reduced. Proximity exposure is performed by setting it to be the largest, apertures are formed by predetermined insulating layer removing means, and the print gap is gradually reduced as the insulating layer existing in the upper part is sequentially formed. The proximity exposure is performed by setting as described above, and the opening portions are sequentially formed by predetermined insulating layer removing means.

また、第2の形成方法によれば、ネガ型のホトレジス
トと、ホトマスクとを用いて、プロキシミティ露光によ
り多層の絶縁層からなる層間絶縁膜に開孔部を形成する
ことにおいて、多層の上記絶縁層のうち、最下部に存在
する絶縁層上に形成された上記ホトレジスト表面から上
記ホトマスク表面までのプリントギャップが最も小さく
なるように設定してプロキシミティ露光を行ない、所定
の絶縁層除去手段によって開孔部を形成し、順次、上部
に存在する絶縁層になるに従い、上記プリントギャップ
が徐々に大きくなっていくように設定してプロキシミテ
ィ露光を行ない、所定の絶縁層除去手段によって順次開
孔部が形成されていくことを特徴とする。
Further, according to the second forming method, in the formation of the opening portion in the interlayer insulating film formed of the multiple insulating layers by proximity exposure using the negative type photoresist and the photomask, the above-mentioned insulation of the multiple layers is formed. Of the layers, the proximity exposure is performed by setting the print gap from the photoresist surface formed on the lowermost insulating layer to the photomask surface to be the smallest, and opened by predetermined insulating layer removing means. A hole is formed, and the above-mentioned print gap is set so as to gradually increase as the insulating layer existing on the upper portion is formed. Proximity exposure is performed, and the opening is sequentially formed by a predetermined insulating layer removing means. Is formed.

また、第3の形成方法によれば、ネガ型の絶縁層と、
ホトマスクとを用いて、プロキシミティ露光により多層
の上記ネガ型の感光性を持つ絶縁層からなる層間絶縁膜
に開孔部を形成することにおいて、複数の上記絶縁層の
うち、最下部に存在する絶縁層表面から上記ホトマスク
表面までのプリントギャップが最も小さくなるように設
定してプロキシミティ露光を行ない、所定の絶縁層除去
手段によって開孔部を形成し、順次、上部に存在する絶
縁層になるに従い、上記プリントギャップが徐々に大き
くなっていくように設定してプロキシミティ露光を行な
い、所定の絶縁層除去手段によって順次開孔部が形成さ
れていくことを特徴とする。
Further, according to the third forming method, a negative insulating layer;
Using a photomask and forming an opening in an interlayer insulating film composed of multiple layers of the negative-type photosensitive insulating layers by proximity exposure, the plurality of insulating layers are present at the bottom. Proximity exposure is performed by setting the print gap from the surface of the insulating layer to the surface of the photomask to be the smallest, and an opening is formed by a predetermined insulating layer removing means, which in turn becomes the insulating layer existing on the upper side. According to the above, the exposure gap is set so that the print gap gradually increases, and the opening portions are sequentially formed by a predetermined insulating layer removing unit.

(作用) 上記のような層間絶縁膜における開孔部の形成方法に
あっては、プロキシミティ露光時において、ホトマスク
の透過部、あるいは遮断部の外周部における光の回折現
象による光の回り込み量を利用する。たとえばプリント
ギャップを大きくとれば、ホトレジストに対し、ホトマ
スクパターンの投影される面積は大きくなり、露光膨分
が増加する。反対に、プリントギャップを小さくとれ
ば、露光部分が小さくなる。このことにより、1枚のホ
トマスクで、これに形成されているパターンが投影され
る面積、すなわち、露光面積を自在に制御できる。よっ
て、1枚のホトマスクだけで、多層の絶縁層からなる層
間絶縁膜に開孔部を形成できる。
(Function) In the above-described method for forming the opening in the interlayer insulating film, the amount of light wraparound due to the light diffraction phenomenon at the transmission part of the photomask or at the outer peripheral part of the blocking part at the time of proximity exposure is described. To use. For example, if the print gap is increased, the area of the photoresist to which the photomask pattern is projected increases, and the exposure swelling increases. Conversely, if the print gap is made smaller, the exposed portion becomes smaller. As a result, the area on which the pattern formed on the photomask is projected, that is, the exposure area can be freely controlled with one photomask. Therefore, an opening can be formed in the interlayer insulating film formed of a multi-layer insulating layer by using only one photomask.

(実施例) 以下、図面を参照して、この発明の実施例に係わる層
間絶縁膜における開孔部の形成方法について説明する。
(Embodiment) A method for forming an opening in an interlayer insulating film according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、第1図(a)に示すように、第1層目の金属配
線2の形成された配線基板1上に、例えばポリイミドか
らなる第1の絶縁層3をスピンナを用いて塗布する。次
に、ポジ型の感光性を持つ第1のホトレジスト5をスピ
ンナを用いて塗布する。そして、所定のプリントギャッ
プY1をもって、ホトマスク7を介して、上記第1のホト
レジスト5に対し、例えば紫外線hνを照射する(第1
のプロキシミティ露光工程)。このホトマスク7には、
所定のコンタクト孔開孔パターン(幅を例えばZ1とす
る)に形成された紫外線の透過部8が形成されている。
この透過部8を通った紫外線hνは、この透過部8の外
周部9で回折し、第1のホトレジスト5に投影された時
には、透過部8の幅Z1より、大きくなる。この大きさ
は、プリントギャップY1が大きいほど大きくなる。ここ
で、例えばプリントギャップY1を14μm、コンタクト孔
開孔パターンの幅Z1を20μmとする。
First, as shown in FIG. 1A, a first insulating layer 3 made of, for example, polyimide is applied onto a wiring substrate 1 on which a first-layer metal wiring 2 is formed by using a spinner. Next, the first photoresist 5 having a positive photosensitivity is applied using a spinner. Then, for example, ultraviolet rays hν are irradiated to the first photoresist 5 through the photomask 7 with a predetermined print gap Y1 (first
Proximity exposure process). In this photomask 7,
An ultraviolet transmitting portion 8 formed in a predetermined contact hole opening pattern (having a width of, for example, Z1) is formed.
The ultraviolet ray hν passing through the transmissive portion 8 is diffracted at the outer peripheral portion 9 of the transmissive portion 8 and becomes larger than the width Z1 of the transmissive portion 8 when projected on the first photoresist 5. This size increases as the print gap Y1 increases. Here, for example, the print gap Y1 is 14 μm, and the width Z1 of the contact hole opening pattern is 20 μm.

次に、第1図(b)に示すように、上記第1のプロキ
シミティ露光工程によって、第1のホトレジスト5の感
光した部分を、所定の除去手段により除去する。このと
き、除去された部分の幅をX1とする。ここで、幅X1は、
例えば23μm程度となる。
Next, as shown in FIG. 1 (b), the exposed portion of the first photoresist 5 is removed by a predetermined removing means in the first proximity exposure step. At this time, the width of the removed portion is defined as X1. Where width X1 is
For example, it is about 23 μm.

次に、第1図(c)に示すように、上記第1のホトレ
ジスト5をマスクとして、例えばポリイミドからなる第
1の絶縁層3を、所定の除去手段によって除去する。こ
のとき除去された部分の幅は、上記幅X1とほぼ同程度の
ものとなる。
Next, as shown in FIG. 1C, the first insulating layer 3 made of, for example, polyimide is removed by a predetermined removing means by using the first photoresist 5 as a mask. The width of the portion removed at this time is substantially the same as the width X1.

次に、第1図(d)に示すように、同図(c)の装置
に、例えばポリイミドからなる第2の絶縁層4をスピン
ナを用いて塗布する。次に、ポジ型の感光性を持つ第2
のホトレジスト6をスピンナを用いて塗布する。次に、
上記第1のプロキシミティ露光工程にて使用したホトマ
スク7を用いて、今度は、所定のプリントギャップY2を
もって、上記第2のホトレジスト6に対し、紫外線hν
を照射する(第2のプロキシミティ露光工程)。このと
き、プリントギャップY2は、上記プリントギャップY1よ
り、小さくなるように設定する。例えばプリントギャッ
プY2を6μmとする。こうすることにより、透過部8の
外周部9にて回折した光の回り込み量は、第1のプロキ
シミティ露光工程の時より小さくなっている。よって、
第2のホトレジスト6の露光面積は、第1のホトレジス
ト5の露光面積より小さくなる。
Next, as shown in FIG. 1D, a second insulating layer 4 made of, for example, polyimide is applied to the apparatus shown in FIG. 1C by using a spinner. Next, the second photosensitive type
Is applied using a spinner. next,
Using the photomask 7 used in the first proximity exposure step, this time, with a predetermined print gap Y2, the second photoresist 6 is exposed to ultraviolet rays hν.
(A second proximity exposure step). At this time, the print gap Y2 is set to be smaller than the print gap Y1. For example, the print gap Y2 is 6 μm. By doing so, the amount of wraparound of the light diffracted at the outer peripheral portion 9 of the transmission portion 8 is smaller than in the first proximity exposure step. Therefore,
The exposed area of the second photoresist 6 is smaller than the exposed area of the first photoresist 5.

次に、第1図(e)に示すように、上記第2のプロキ
シミティ露光工程によって、第2のホトレジスト6の感
光した部分を、所定の除去手段により除去する。このと
き、除去された部分の幅をX2とする。ここで、幅X2は、
例えば19μm程度となる。
Next, as shown in FIG. 1 (e), the exposed portion of the second photoresist 6 is removed by a predetermined removing means in the second proximity exposure step. At this time, the width of the removed portion is defined as X2. Where width X2 is
For example, it is about 19 μm.

次に、第1図(f)に示すように、上記第2のホトレ
ジスト6をマスクとして、例えばポリイミドからなる第
2の絶縁層4を、所定の除去手段によって除去する。こ
のとき除去された部分の幅は、上記X2とほぼ同程度のも
のとなる。この後、図示しないが、開孔部内を含んで、
所定の第2層目の金属配線となる導電体層を、例えば蒸
着させ、所定の配線パターンにパターニングする。
Next, as shown in FIG. 1 (f), the second insulating layer 4 made of, for example, polyimide is removed by a predetermined removing means using the second photoresist 6 as a mask. The width of the portion removed at this time is almost the same as the above X2. Thereafter, although not shown, including the inside of the opening,
A conductor layer serving as a predetermined second-layer metal wiring is, for example, vapor-deposited and patterned into a predetermined wiring pattern.

以上のような工程により、この発明の実施例に係わる
層間絶縁膜における開孔部の形成方法によって、例えば
コンタクト孔となる開孔部が形成される。
Through the steps described above, for example, an opening serving as a contact hole is formed by the method for forming an opening in the interlayer insulating film according to the embodiment of the present invention.

このような、層間絶縁膜における開孔部の形成方法に
よれば、1枚のホトレジスト7で、プリントギャップ
を、例えばY1(14μm)、Y2(6μm)と種々変化させ
ることにより、層間絶縁膜を構成する、例えばポリイミ
ドの第1、第2の絶縁層に、異なったサイズの開孔部を
形成できる。すなわち、プリントギャップを適切に調製
するだけの簡単な方法で、第1図(f)に示すような良
好な断面形状を持つ開孔部が形成される。しかも、層間
絶縁膜を構成する絶縁層が、3層でも、あるいはそれ以
上の層数になったとしてもホトマスクは1枚ですみ、経
費節減が図ることができる。また、使用するホトマスク
が1であるので、使用する順番を間違える心配はない。
よって、ホトマスクを使用する順番を間違えることによ
る歩留りの低下は全くなくなる。
According to such a method for forming an opening in the interlayer insulating film, the interlayer insulating film can be formed by changing the print gap variously, for example, Y1 (14 μm) and Y2 (6 μm) with one photoresist 7. Openings of different sizes can be formed in the constituent first, second polyimide layers, for example polyimide. That is, an opening having a good cross-sectional shape as shown in FIG. 1 (f) is formed by a simple method of simply adjusting the print gap. Moreover, even if the number of insulating layers forming the interlayer insulating film is three or more, the number of photomasks is only one and the cost can be reduced. Also, since the photomask used is 1, there is no fear of making a mistake in the order of use.
Therefore, there is no reduction in yield due to an incorrect order of using the photomask.

次に、第2の実施例について、第2図(a)ないし第
2図(d)を参照して説明する。この第2の例では、絶
縁層そのものがネガ型の感光性を持つような物質を、層
間絶縁膜を構成する絶縁層に使用したものである。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 2 (a) to 2 (d). In the second example, a material in which the insulating layer itself has negative photosensitivity is used for the insulating layer constituting the interlayer insulating film.

まず、第2図(a)に示すように、第1層目の金属配
線2の形成された配線金属板1上に、例えばネガ型の感
光性を持つポリイミドからなる第1の絶縁層13をスピン
ナを用いて塗布する。そして、所定のプリントギャップ
Y1をもって、ホトマスク17を介して、上記第1の絶縁層
13に対し、例えば紫外線hνを照射する(第1のプロキ
シミティ露光工程)。このホトマスク17には、所定のコ
ンタクト孔開孔パターン(幅を例えばZ2とする)に形成
された紫外線の遮断部18が形成されている。この遮断部
18以外の透過部を通った紫外線hνは、この遮断部18の
外周部19で回折し、第1の絶縁層13に投影された時に
は、遮断部18の幅Z2より小さくなる。この大きさは、プ
リントギャップY1が大きいほど小さくなる。ここで、例
えばプリントギャップY1を6μm、コンタクト孔開孔パ
ターン幅Z2を25μmとする。
First, as shown in FIG. 2A, a first insulating layer 13 made of, for example, a negative photosensitive polyimide is formed on the wiring metal plate 1 on which the first-layer metal wiring 2 is formed. Apply using a spinner. And the predetermined print gap
With Y1, through the photomask 17, the first insulating layer
13 is irradiated with, for example, ultraviolet light hν (first proximity exposure step). The photomask 17 has an ultraviolet blocking portion 18 formed in a predetermined contact hole opening pattern (having a width of, for example, Z2). This blocking part
The ultraviolet ray hν that has passed through the transmission parts other than 18 is diffracted at the outer peripheral part 19 of the blocking part 18, and becomes smaller than the width Z2 of the blocking part 18 when projected on the first insulating layer 13. This size decreases as the print gap Y1 increases. Here, for example, the print gap Y1 is 6 μm, and the contact hole opening pattern width Z2 is 25 μm.

次に、第2図(b)に示すように、上記第1のプロキ
シミティ露光工程によって、第1の絶縁層13の感光して
いない部分を、所定の除去手段により除去する。このと
き、除去された部分の幅をX1とする。しかる後、この第
1の絶縁層13を高温ベーキングして乾燥させる。ここ
で、幅X1は、例えば23μm程度となる。
Next, as shown in FIG. 2B, the unexposed portion of the first insulating layer 13 is removed by a predetermined removing means in the first proximity exposure step. At this time, the width of the removed portion is defined as X1. Thereafter, the first insulating layer 13 is baked at a high temperature and dried. Here, the width X1 is, for example, about 23 μm.

次に、第2図(c)に示すように、同図(b)の装置
に、例えばネガ型の感光性を持つポリイミドらなる第2
の絶縁層14をスピンナを用いて塗布する。次に、上記第
1のプロキシミティ露光工程にて使用したホトマスク17
を用いて、今度は、所定のプリントギャップY2をもっ
て、上記第2の絶縁層14に対し、紫外線hνを照射する
(第2のプロキシミティ露光工程)。このとき、プリン
トギャップY2は、上記プリントギャップY1より、大きく
なるように設定する。例えばプリントギャップY2を16μ
mとする。こうすることにより、遮断部18の外周部19に
て回折した光の回り込み量は、第1のプロキシミティ露
光工程の時より大きくなる。よって、第2の絶縁層14の
露光面積は、第1の絶縁層13の露光面積より大きくな
る。
Next, as shown in FIG. 2 (c), the apparatus shown in FIG.
Of the insulating layer 14 is applied using a spinner. Next, the photomask 17 used in the first proximity exposure step is used.
This time, the second insulating layer 14 is irradiated with ultraviolet rays hν with a predetermined print gap Y2 (second proximity exposure step). At this time, the print gap Y2 is set to be larger than the print gap Y1. For example, the print gap Y2 is 16μ
m. By doing so, the amount of wraparound of the light diffracted at the outer peripheral portion 19 of the blocking portion 18 becomes larger than in the first proximity exposure step. Therefore, the exposed area of the second insulating layer 14 is larger than the exposed area of the first insulating layer 13.

次に、第2図(e)に示すように、上記第2のプロキ
シミティ露光工程によって、第2のホトレジスト6の感
光していない部分を、所定の除去手段により除去する。
このとき、除去された部分の幅をX2とする。しかる後、
この第2の絶縁層14を高温ベーキングして乾燥させる。
ここで、幅X1は、例えば20μm程度となる。この後、図
示しないが、開孔部分を含んで、所定の金属配線となる
導電体層を、例えば蒸着させ、所定の配線パターンにパ
ターニングする。
Next, as shown in FIG. 2 (e), the unexposed portion of the second photoresist 6 is removed by a predetermined removing means in the second proximity exposure step.
At this time, the width of the removed portion is defined as X2. After a while
The second insulating layer 14 is baked at a high temperature and dried.
Here, the width X1 is, for example, about 20 μm. Thereafter, although not shown, a conductor layer serving as a predetermined metal wiring including an opening portion is deposited, for example, and patterned into a predetermined wiring pattern.

以上のような工程により、この発明の実施例に係わる
層間絶縁膜における開孔部の形成方法によって、例えば
コンタクト孔となる開孔部が形成される。
Through the steps described above, for example, an opening serving as a contact hole is formed by the method for forming an opening in the interlayer insulating film according to the embodiment of the present invention.

このような、第2の実施例に係わる層間絶縁膜におけ
る開孔部の形成方法によれば、第1の実施例同様、1枚
のホトレジスト17で、プリントギャップを、例えばY1
(6μm)、Y2(14μm)と種々変化させることによ
り、層間絶縁膜を構成する。例えばネガ型の感光性を持
つポリイミドの第1、第2の絶縁層13、および14に、異
なったサイズの開孔部を形成できる。すなわち、プリン
トギャップを適切に調整するだけの簡単な方法で、第2
図(d)に示すような良好な断面形状を持つ開孔部が形
成される。しかも、層間絶縁膜を構成する絶縁層が、3
層でも、あるいはそれ以上の層数になったとしてもホト
マスクは1枚ですみ、経費節減が図ることができる。ま
た、使用するホトマスクが1枚であるので、使用する順
番を間違える心配はない。よって、ホトマスクを使用す
る順番を間違えることによる歩留りの低下は全くなくな
る。
According to the method of forming the opening in the interlayer insulating film according to the second embodiment, the print gap is set to, for example, Y1 with one photoresist 17 as in the first embodiment.
(6 μm) and Y2 (14 μm) are variously changed to form the interlayer insulating film. For example, openings of different sizes can be formed in the first and second insulating layers 13 and 14 of a negative photosensitive polyimide. That is, the second method is a simple method of appropriately adjusting the print gap.
An opening having a good sectional shape as shown in FIG. Moreover, the number of insulating layers constituting the interlayer insulating film is three.
Even if there are more or more layers, only one photomask is required, and the cost can be reduced. Also, since only one photomask is used, there is no risk of making a mistake in the order of use. Therefore, there is no reduction in yield due to an incorrect order of using the photomask.

尚、上記第1の実施例では、ポジ型のホトレジストを
用いたが、別にネガ型のホトレジストを用いても良いこ
とは言うまでもない。ただし、この場合には、上記プリ
ントギャップY1、およびY2の設定を、第1の実施例とは
逆に、Y1<Y2となるように設定する。
Although the positive type photoresist is used in the first embodiment, it goes without saying that a negative type photoresist may be used separately. However, in this case, the print gaps Y1 and Y2 are set such that Y1 <Y2, contrary to the first embodiment.

一方、第2の実施例では、ネガ型の感光性をもつポリ
イミドを、層間絶縁膜を構成する絶縁層に用いたが、別
にポジ型の感光性をもつような絶縁物を、層間絶縁膜を
構成する絶縁層を用いても良いことは勿論である。ただ
し、この場合には、上記プリントギャップY1、およびY2
の設定を、第2の実施例とは逆に、Y1>Y2となるように
設定する。
On the other hand, in the second embodiment, the negative photosensitive polyimide was used for the insulating layer constituting the interlayer insulating film. However, a separate positive photosensitive insulating material was used for the interlayer insulating film. It goes without saying that an insulating layer may be used. However, in this case, the print gaps Y1 and Y2
Contrary to the second embodiment, the setting is set so that Y1> Y2.

また、第1および第2の実施例では、配線基板の層間
絶縁膜を例にとり、具体的な数値を示して説明したきた
が、この数値にこだわることなく、種々数値を適切に調
節して良い。さらに、この発明は、配線基板の層間絶縁
膜に限定されるものではなく、多層の絶縁膜からなる層
間絶縁膜を持つ半導体装置、例えばパワー素子のような
各種寸法の比較的大きい半導体装置であれば適用できる
ことは勿論である。その他、本発明は、要旨を逸脱しな
い範囲で種々変形して実施することも可能である。
In the first and second embodiments, specific numerical values have been described by taking the interlayer insulating film of the wiring board as an example, but various numerical values may be appropriately adjusted without being limited to these numerical values. . Further, the present invention is not limited to the interlayer insulating film of the wiring board, but may be a semiconductor device having an interlayer insulating film composed of multiple insulating films, for example, a semiconductor device having various sizes such as a power element, which is relatively large. Of course, it is applicable. In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the scope of the invention.

本発明では、孔の回折現象による回り込み量を利用し
ていることから、例えばプリントギャップが大きくなっ
た場合に、光量の低下、すなわち、露光能力の低下が懸
念される。しかしながら、この点については、光の照射
量を上げれば容易に回避可能である。
In the present invention, since the wraparound amount due to the diffraction phenomenon of the holes is used, there is a concern that the amount of light, that is, the exposure capability is reduced, when the print gap becomes large, for example. However, this point can be easily avoided by increasing the light irradiation amount.

[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によれば、多層の絶縁層
からなる層間絶縁膜にコンタクト孔のような開孔部を形
成する際、使用するホトマスクの枚数増加を抑え、経費
節減が達成され、かつホトマスクの枚数を増加させなく
ても、多層の絶縁層からなる層間絶縁膜に、確実に開孔
部を形成できる層間絶縁膜における開孔部の形成方法が
提供される。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, when forming an opening such as a contact hole in an interlayer insulating film composed of multiple insulating layers, an increase in the number of photomasks to be used is suppressed, and cost is reduced. Is achieved, and a method for forming an opening in an interlayer insulating film capable of reliably forming an opening in an interlayer insulating film composed of multiple insulating layers without increasing the number of photomasks is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図(a)ないし第1図(f)はこの発明の第1の実
施例に係わる層間絶縁膜における開孔部の形成方法を工
程順に示した断面図、第2図(a)ないし第2図(d)
はこの発明の第2の実施例に係わる層間絶縁膜における
開孔部の形成方法を工程順に示した断面図、第3図は従
来の形成方法により生じた不良例を示す断面図である。 1……配線基板、2……配線、3,13……第1の絶縁層、
4,14……第2の絶縁層、5……第1のホトレジスト、6
……第2のホトレジスト、7,17……ホトマスク、8……
透過部、18……遮断部、9,19……外周部。
1 (a) to 1 (f) are sectional views showing a method of forming an opening in an interlayer insulating film according to the first embodiment of the present invention in the order of steps, and FIGS. 2 (a) to 2 (f). Figure 2 (d)
FIG. 3 is a sectional view showing a method of forming an opening portion in an interlayer insulating film according to the second embodiment of the present invention in the order of steps, and FIG. 3 is a sectional view showing a defective example caused by a conventional forming method. 1 ... wiring board, 2 ... wiring, 3,13 ... first insulating layer,
4, 14 ... second insulating layer, 5 ... first photoresist, 6
...... Second photoresist, 7,17 ...... Photo mask, 8 ......
Transmissive part, 18 ... blocking part, 9, 19 ... ... outer peripheral part.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ポジ型のホトレジストと、ホトマスクとを
用いて、プロキシミティ露光により多層の絶縁層からな
る層間絶縁膜に開孔部を形成することにおいて、多層の
上記絶縁層のうち、最下部に存在する絶縁層上に形成さ
れた上記ホトレジスト表面から上記ホトマスク表面まで
のプリントギャップが最も大きくなるように設定してプ
ロキシミティ露光を行ない、所定の絶縁層除去手段によ
って開孔部を形成し、順次、上部に存在する絶縁層にな
るに従い、上記プリントギャップを徐々に小さくなって
いくように設定してプロキシミティ露光を行ない、所定
の絶縁層除去手段によって順次開孔部が形成されていく
ことを特徴とする層間絶縁膜における開孔部の形成方
法。
1. A method of forming a hole in an interlayer insulating film made of a multilayer insulating layer by proximity exposure using a positive photoresist and a photomask, wherein the bottom of the multilayer insulating layers is formed. Performing proximity exposure by setting the print gap from the photoresist surface formed on the insulating layer present to the photomask surface to the maximum, and forming an opening by a predetermined insulating layer removing means, The print gap is set so as to be gradually reduced as the insulating layer existing in the upper portion is gradually formed, and the proximity exposure is performed, and the opening is sequentially formed by the predetermined insulating layer removing means. A method for forming an opening in an interlayer insulating film.
【請求項2】ネガ型のホトレジストと、ホトマスクとを
用いて、プロキシミティ露光により多層の絶縁層からな
る層間絶縁膜に開孔部を形成することにおいて、多層の
上記絶縁層のうち、最下部に存在する絶縁層上に形成さ
れた上記ホトレジスト表面から上記ホトマスク表面まで
のプリントギャップが最も小さくなるように設定してプ
ロキシミティ露光を行ない、所定の絶縁層除去手段によ
って開孔部を形成し、順次、上部に存在する絶縁層にな
るに従い、上記プリントギャップを徐々に大きくなって
いくように設定してプロキシミティ露光を行ない、所定
の絶縁層除去手段によって順次開孔部が形成されていく
ことを特徴とする層間絶縁膜における開孔部の形成方
法。
2. A negative type photoresist and a photomask are used to form an opening in an interlayer insulating film made of a multilayer insulating layer by proximity exposure, and the bottom of the multilayer insulating layers is formed. Performing proximity exposure by setting the print gap from the photoresist surface formed on the insulating layer present to the photomask surface to the smallest, and forming an opening by a predetermined insulating layer removing means, The print gap is set so as to gradually increase as the insulating layer existing in the upper part is gradually increased, and the proximity exposure is performed, and the opening is sequentially formed by the predetermined insulating layer removing means. A method for forming an opening in an interlayer insulating film.
【請求項3】ネガ型の絶縁層と、ホトマスクとを用い
て、プロキシミティ露光により多層の上記ネガ型の感光
性を持つ絶縁層からなる層間絶縁膜に開孔部を形成する
ことにおいて、複数の上記絶縁層のうち、最下部に存在
する絶縁表面から上記ホトマスク表面までのプリントギ
ャップが最も小さくなるように設定してプロキシミティ
露光を行ない、所定の絶縁層除去手段によって開孔部を
形成し、順次、上部に存在する絶縁層になるに従い、上
記プリントギャップが徐々に大きくなっていくように設
定してプロキシミティ露光を行ない、所定の絶縁層除去
手段によって順次開孔部が形成されていくことを特徴と
する層間絶縁膜における開孔部の形成方法。
3. The method according to claim 1, wherein a plurality of openings are formed in the interlayer insulating film composed of the plurality of negative-type photosensitive insulating layers by proximity exposure using a negative-type insulating layer and a photomask. Of the above insulating layers, a proximity exposure is performed by setting the print gap from the lowermost insulating surface to the photomask surface to be the smallest, and an opening is formed by predetermined insulating layer removing means. The print exposure is set so that the print gap is gradually increased as the insulating layer existing in the upper portion is gradually formed, and the aperture is sequentially formed by the predetermined insulating layer removing means. A method for forming an opening in an interlayer insulating film.
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