JP2912002B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JP2912002B2
JP2912002B2 JP2281206A JP28120690A JP2912002B2 JP 2912002 B2 JP2912002 B2 JP 2912002B2 JP 2281206 A JP2281206 A JP 2281206A JP 28120690 A JP28120690 A JP 28120690A JP 2912002 B2 JP2912002 B2 JP 2912002B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
interlayer insulating
insulating film
forming
photoresist
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2281206A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04155851A (ja
Inventor
修三 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP2281206A priority Critical patent/JP2912002B2/ja
Publication of JPH04155851A publication Critical patent/JPH04155851A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2912002B2 publication Critical patent/JP2912002B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に層間絶縁
膜としてポリイミド系樹脂膜を用い、かつこの層間絶縁
膜に上縁にテーパを有するビアホールを有する半導体装
置の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、層間絶縁膜としてポリイミド系樹脂膜を用いた
半導体装置において、この層間絶縁膜に上縁にテーパを
有するビアホールを開設する方法として、第4図または
第5図に示す方法が用いられている。
第4図はポジレジストをエッチングマスクとして、テ
ーパ形成のための等方性エッチングと異方性エッチング
を行う方法である。
先ず、第4図(a)のようにシリコン基板1上にフィ
ールド酸化膜やゲート酸化膜を構成するシリコン熱酸化
膜2と、ゲート電極や配線を構成する多結晶シリコン膜
3を形成し、ボロン・リンガラス膜4でこれらを被覆し
た後、コンタクトホールを開設し、金属配線5を形成す
る。そして、この上に層間絶縁膜としてポリイミド系樹
脂膜7を約2μm塗布し、かつ焼き締めた後、テーパ形
成のためにポジレジスト9を塗布し、ポジレジストのパ
ターンニングを行う。
次いで、第4図(b)のように等方性ドライエッチン
グ技術を用いてポリイミド系樹脂膜7の表面にテーパ10
を形成する。
次に、前記ポジレジスト9を剥離した後、第4図
(c)に示すように再度ポジレジスト9を塗布してビア
ホールのパターンニングを行う。
そして、第4図(d)のように異方性ドライエッチン
グを行ってビアホール11を形成する。その後、第4図
(e)に示すようにポジレジスト9を剥離すれば、ポリ
イミド系樹脂膜7にテーパ10を有するビアホール11が形
成される。
また、第5図は無機薄膜をエッチングマスクとして、
等方性エッチングと異方性エッチングを行う方法であ
る。
先ず、第5図(a)のようにシリコン基板1上に金属
配線5までの工程を施した後、シリコン窒化膜6を2000
Å程度プラズマCVD法にて形成し、その上にポリイミド
系樹脂膜7を約2μm塗布して焼き締め、さらにその上
に無機薄膜としてチタン薄膜8を1000〜2000Å程度スパ
ッタリング法にて堆積する。その上で、チタン薄膜8の
エッチング用にポジレジスト9を塗布してパターンニン
グする。
次いで、第5図(b)のようにチタン薄膜8をドライ
エッチングし、このドライエッチングされたチタン薄膜
8をエッチングマスクとして第5図(c)のようにポリ
イミド系樹脂膜7の等方性ドライエッチングを行ってテ
ーパ10を形成する。
次に、第5図(d)に示すように、さらに同一のチタ
ン薄膜をマスクとして異方性ドライエッチングを実施し
て、ビアホール11を形成する。その後、第5図(e)の
ように、チタン薄膜8をウエットエッチングにて除去し
た後、ビアホール11直下のシリコン窒化膜6を異方性ド
ライエッチングにて除去することでビアホールが形成さ
れる。
〔発明が解決しようとする課題〕
このような第4図または第5図に示した従来のビアホ
ールの形成方法では、次のような問題が生じている。
すなわち、第4図に示したように、ポリイミド系樹脂
膜7のエッチングマスクにポジレジスト9を用いる場
合、ポジレジスト9とポリイミド系樹脂膜7のエッチン
グ用の選択比が1.0以下であるために、等方性ドライエ
ッチングによってポジレジスト9の開口が広げられるこ
とになり、このため等方性エッチングと異方性ドライエ
ッチングの各ドライエッチングを一つのポジレジスト9
をマスクとしてし行うことができず、フォトリソグラフ
ィ工程が2回必要となる。このため、工期が長くなる上
に、両フォトリソグラフィの工程間の目合わせ露光時の
目ズレも考慮しなければならないという問題がある。
また、第5図に示したように、チタン薄膜8のような
無機薄膜をエッチングマスクに用いる場合は、ポリイミ
ド系樹脂膜7中に吸着されている水分が無機薄膜(今回
の例ではチタン薄膜8)に抑えられてポリイミド系樹脂
膜7表面から放出できず、僅かに開孔したビアホール11
に集中するため、孤立したビアホールパターンと集中し
たビアホールパターン間のエッチングレートにパターン
効果が発生してエッチングレートが大きく変わり、各ビ
アホールを高精度に形成することが難しいという問題が
ある。
本発明の目的は、これらの問題を解消し、1回のフォ
トリソグラフィ工程で所望のビアホールを高精度に開設
することを可能とした半導体装置の製造方法を提供する
ことにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に第
1の層間絶縁膜としてのポリイミド系樹脂膜を形成する
工程と、第1の層間絶縁膜がフォトレジストの現像液で
エッチングされなくなる200℃以上の温度で、第1の層
間絶縁膜を焼き締める工程と、第1の層間絶縁膜上に第
2の層間絶縁膜としてのポリイミド系樹脂膜を形成する
工程と、130℃より高く200℃より低い温度でかつ第2の
層間絶縁膜が現像液で容易にエッチングされる温度で、
第2の層間絶縁膜を焼き締める工程と、第2の層間絶縁
膜上にフォトレジストを形成する工程と、現像液でフォ
トレジストを現像して所定の大きさのビアホールパター
ンを形成すると同時に、フォトレジストをマスクにして
第2の層間絶縁膜を現像液で等方性エッチングしてテー
パ状断面の開口を形成する工程と、所定の大きさのビア
ホールパターンを有するフォトレジストをマスクにし
て、第1の層間絶縁膜を異方性エッチングしてビアホー
ルを形成する工程とを有し、テーパが上縁に付いたビア
ホールを開設できる。
また本発明の半導体装置の別な製造方法は、半導体基
板上に第1の層間絶縁膜としてのポリイミド系樹脂膜を
形成する工程と、第1の層間絶縁膜がフォトレジストの
現像液でエッチングされなくなる温度で、第1の層間絶
縁膜を焼き締める工程と、第1の層間絶縁膜上に第2の
層間絶縁膜としてのポリイミド系樹脂膜を形成する工程
と、温度より低い温度でかつ第2の層間絶縁膜が現像液
で容易にエッチングされる温度で、第2の層間絶縁膜を
焼き締める工程と、第2の層間絶縁膜上にフォトレジス
トを形成する工程と、現像液でフォトレジストを現像し
て所定の大きさのビアホールパターンを形成すると同時
に、フォトレジストをマスクにして第2の層間絶縁膜を
現像液で等方性エッチングしてテーパ状断面の開口を形
成する工程と、所定の大きさのビアホールパターンを有
するフォトレジストをマスクにして第1の層間絶縁膜を
異方性エッチングしてビアホールを形成すると共に、フ
ォトレジストを異方性エッチングによりフォトレジスト
がなくなるまでエッチングする工程と、フォトレジスト
が無くなった後に異方性エッチングにより露出している
第1の層間絶縁膜の表面及び第2の層間絶縁膜の表面の
エッチングを進行して、第1の層間絶縁膜及び第2の層
間絶縁膜からなる層間膜の全体の厚さを所要の厚さにす
る工程とを有し、テーパが上縁に付いたビアホールを開
設できる。
〔作用〕
本発明方法によれば、上層のポリイミド系樹脂膜は、
フォトリソグラフィ工程の現像時に現像液によってエッ
チングされてテーパが形成されるため、その後のエッチ
ング工程でビアホールを開設することで、上縁にテーパ
のあるビアホールを1回のフォトリソグラフィ工程で完
成することが可能となる。
〔実施例〕
次に、本発明を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第一の実施例の半導体装置の製造方
法の各工程の基板断面図である。
先ず、第1図(a)のように、シリコン基板1上にフ
ィールド酸化膜やゲート酸化膜を構成するシリコン熱酸
化膜2と、ゲート電極や配線を構成する多結晶シリコン
膜3を形成し、ボロン・リンガラス膜4でこれらを被覆
した後、コンタクトホールを開設し、金属配線5を形成
する。そして、この上に第1層ポリイミド系樹脂膜7aを
約1μm塗布し、400℃程度の温度で30分以上焼き締め
る。次に、この上に第2層ポリイミド系樹脂膜7bを約1
μm塗布し、160℃位の温度で40分程度焼き締める。
次いで、第1図(a)のようにポジレジスト9を約2.
5μm塗布してフォトリソグラフィ工程を経てポジレジ
スト9にビアホールパターンを形成する。この時、同時
に第2層ポリイミド系樹脂膜7bは現像液により等方性ウ
ェットエッチングされ、テーパ10を形成する。
その後、第1図(c)のようにビアホールパターンが
形成されたポジレジスト9をエッチングマスクとして第
1層ポリイミド系樹脂膜7aを異方性ドライエッチングし
てビアホール11を開孔する。
しかる後、第1図(d)のようにポジレジスト9を剥
離し、その後、再度400℃で30分以上の焼き締めを実施
することで上縁がテーパ状をしたビアホールが完成され
る。
なお、第2層ポリイミド系樹脂膜7bの異方性ドライエ
ッチングは、酸素および弗化物の混合ガスを用いること
で容易に行なうことができる。また、ポジレジスト9の
剥離はドライエッチング中に硬化した表面を酸素プラズ
マで軽く除去した後、フェノール酸を成分とした一般的
剥離液を用いて剥離温度を90℃以下の低温で行えば、第
2層ポリイミド系樹脂膜7bの剥離液によるエッチングを
極力抑えることができる。
さらに、第2層ポリイミド系樹脂膜7bの現像液による
等方性ウエットエッチングを、第1層ポリイミド系樹脂
膜7aで深さ方向がエッチングストップされるまで行って
いるが、これは焼き締め時の温度および時間を適正に選
択することで、第2層ポリイミド系樹脂膜7bの膜中で停
止するような条件の選定もできる。
この場合、焼き締め条件としては、130℃以下では第
2層ポリイミド系樹脂膜7bのウエットエッチングレート
が極端に速すぎてポジレジスト9のリフトオフが発生
し、また200℃以上ではウエットエッチングレート≒0
でテーパの形成ができないので、この間の温度で時間と
の組合わせによりウエットエッチング量をコントロール
しなければならない。
本発明の第2の実施例を第2図を用いて説明する。
先ず、第2図(a)のように、シリコン基板1に金属
配線5までの工程を施したのち、第一層ポリイミド系樹
脂膜7aを約1.2μm塗布し、400℃程度の温度で30分以上
焼き締める。次に、この上に第2層ポリイミド系樹脂膜
7bを約1μm塗布し、160℃位の温度で40分程度焼き締
める。
次いで、第2図(b)のように、ポジレジスト9を約
1μm塗布してフォトリソグラフィ工程を経てポジレジ
スト9にビアホールパターンを形成する。この時、同時
に第2層ポリイミド系樹脂膜7bも現像液により等方性ウ
エットエッチングされ、テーパ10を形成する。
その後、第2図(c)のように、ビアホールパターン
が形成されたポジレジスト9をエッチングマスクとして
第1層ポリイミド系樹脂膜7aの異方性ドライエッチング
を開始し、エッチングマスクとしてのポジレジスト9が
完全になくなるまでエッチングを行った後、400℃の温
度で30分以上の焼き締めを行う。
この異方性ドライエッチングの状況を第3図に示す。
すなわち、第3図(a)のように、ポジレジスト9をマ
スクに、第2層ポリイミド系樹脂膜7bを現像液によりエ
ッチングしてテーパ10を形成した後、そのまま異方性エ
ッチングすることで、第3図(b)のように、ポジレジ
スト9の厚さが徐々に低減され、同時に第1層ポリイミ
ド系樹脂膜7aが異方性エッチングされる。そして、第3
図(c)のように、ポジレジスト9が完全になくなった
後もエッチングを進行することで、ビアホール11が完成
される。
この場合、ポジレジスト9が無くなった後には、第2
層ポリイミド系樹脂膜7b表面のエッチングも進行してそ
の厚さが薄くなるが、第1層ポリイミド系樹脂膜7aの塗
布膜厚を予め厚くしておくことで、層間膜の全体厚さを
所要厚さに確保でき、寄生容量の増大は抑制できる。
この第2の実施例では、ポジレジスト9の剥離工程を
必要とせず、その分第1の実施例よりもプロセス的に簡
単になっている。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、層間絶縁膜としてのポ
リイミド系樹脂膜を二層構造とし、上層のポリイミド系
樹脂膜の塗布後の焼き締めを、フォトリソグラフィ工程
の現像時に現像液によってエッチングされる程度の温度
と時間で行うので、ポリイミド系樹脂膜に1回のフォト
リソグラフィ工程を施すだけで上縁にテーパのあるビア
ホールを開設することができ、しかもテーパとビアホー
ル間の目ずれを解消し、かつパターン効果による寸法誤
差等を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)ないし(b)は本発明の製造方法の第1実
施例を製造工程順に示す断面図、第2図(a)ないし
(c)は本発明の第2実施例を製造工程順に示す断面
図、第3図(a)ないし(c)は第2実施例の工程一部
を詳細に示す断面図、第4図(a)ないし(e)および
第5図(a)ないし(e)はそれぞれ異なる従来の製造
方法を工程順に示す断面図である。 1……シリコン基板、2……シリコン熱酸化膜、3……
多結晶シリコン膜、4……ボロン・リンガラス膜、5…
…金属配線、6……シリコン窒化膜、7……ポリイミド
系樹脂膜、7a……第一層ポリイミド系樹脂膜、7b……第
二層ポリイミド膜、8……チタン薄膜、9……ポジレジ
スト、10……テーパ、11……ビアホール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/3213 H01L 21/306 D

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上に第1の層間絶縁膜としての
    ポリイミド系樹脂膜を形成する工程と、前記第1の層間
    絶縁膜がフォトレジストの現像液でエッチングされなく
    なる200℃以上の温度で、前記第1の層間絶縁膜を焼き
    締める工程と、前記第1の層間絶縁膜上に第2の層間絶
    縁膜としてのポリイミド系樹脂膜を形成する工程と、13
    0℃より高く200℃より低い温度でかつ前記第2の層間絶
    縁膜が前記現像液で容易にエッチングされる温度で、前
    記第2の層間絶縁膜を焼き締める工程と、前記第2の層
    間絶縁膜上に前記フォトレジストを形成する工程と、前
    記現像液で前記フォトレジストを現像して所定の大きさ
    のビアホールパターンを形成すると同時に、前記フォト
    レジストをマスクにして前記第2の層間絶縁膜を前記現
    像液で等方性エッチングしてテーパ状断面の開口を形成
    する工程と、前記所定の大きさのビアホールパターンを
    有する前記フォトレジストをマスクにして、前記第1の
    層間絶縁膜を異方性エッチングしてビアホールを形成す
    る工程とを有し、前記テーパが上縁に付いた前記ビアホ
    ールを開設できることを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  2. 【請求項2】半導体基板上に第1の層間絶縁膜としての
    ポリイミド系樹脂膜を形成する工程と、前記第1の層間
    絶縁膜がフォトレジストの現像液でエッチングされなく
    なる温度で、前記第1の層間絶縁膜を焼き締める工程
    と、前記第1の層間絶縁膜上に第2の層間絶縁膜として
    のポリイミド系樹脂膜を形成する工程と、前記温度より
    低い温度でかつ前記第2の層間絶縁膜が前記現像液で容
    易にエッチングされる温度で、前記第2の層間絶縁膜を
    焼き締める工程と、前記第2の層間絶縁膜上に前記フォ
    トレジストを形成する工程と、前記現像液で前記フォト
    レジストを現像して所定の大きさのビアホールパターン
    を形成すると同時に、前記フォトレジストをマスクにし
    て前記第2の層間絶縁膜を前記現像液で等方性エッチン
    グしてテーパ状断面の開口を形成する工程と、前記所定
    の大きさのビアホールパターンを有する前記フォトレジ
    ストをマスクにして前記第1の層間絶縁膜を異方性エッ
    チングしてビアホールを形成すると共に、前記フォトレ
    ジストを前記異方性エッチングにより前記フォトレジス
    トがなくなるまでエッチングする工程と、前記フォトレ
    ジストが無くなった後に前記異方性エッチングにより露
    出している前記第1の層間絶縁膜の表面及び前記第2の
    層間絶縁膜の表面のエッチングを進行して、前記第1の
    層間絶縁膜及び前記第2の層間絶縁膜からなる層間膜の
    全体の厚さを所要の厚さにする工程とを有し、テーパが
    上縁に付いた前記ビアホールを開設できることを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
JP2281206A 1990-10-19 1990-10-19 半導体装置の製造方法 Expired - Lifetime JP2912002B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2281206A JP2912002B2 (ja) 1990-10-19 1990-10-19 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2281206A JP2912002B2 (ja) 1990-10-19 1990-10-19 半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04155851A JPH04155851A (ja) 1992-05-28
JP2912002B2 true JP2912002B2 (ja) 1999-06-28

Family

ID=17635838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2281206A Expired - Lifetime JP2912002B2 (ja) 1990-10-19 1990-10-19 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2912002B2 (ja)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5313372A (en) * 1976-07-22 1978-02-06 Fujitsu Ltd Formation of electrode window
JPS62221119A (ja) * 1986-03-24 1987-09-29 Hitachi Ltd 透孔形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04155851A (ja) 1992-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4523976A (en) Method for forming semiconductor devices
JP2519819B2 (ja) コンタクトホ―ルの形成方法
JPS61171132A (ja) 貫通孔の形成方法
JP2822430B2 (ja) 層間絶縁膜の形成方法
JPH0729846A (ja) 半導体装置の電極形成方法
JP2912002B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH06275577A (ja) 半導体装置のコンタクトホール形成方法
JP2842405B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2785752B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP3225676B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6387741A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6059737A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH10247661A (ja) ボンディング用構造の形成方法
JP3109506B2 (ja) パターン形成方法
JP2594572B2 (ja) リフトオフ平坦化法
JPH0237707A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2903594B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS62166523A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2570493B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2000260765A (ja) 有機絶縁膜のパターン形成方法
JPS58100434A (ja) リフトオフ用スペ−サ−の形成方法
JPH0821574B2 (ja) パタ−ン形成方法
JP2589471B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR930006133B1 (ko) 모스소자의 콘택트홀 형성방법
JP2785474B2 (ja) 金属突起形成基板への開口部の形成方法