JP2950059B2 - 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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- JP2950059B2 JP2950059B2 JP4292830A JP29283092A JP2950059B2 JP 2950059 B2 JP2950059 B2 JP 2950059B2 JP 4292830 A JP4292830 A JP 4292830A JP 29283092 A JP29283092 A JP 29283092A JP 2950059 B2 JP2950059 B2 JP 2950059B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係わり、特に有機膜を層間絶縁膜に適用した多層配線技
術に関する。
係わり、特に有機膜を層間絶縁膜に適用した多層配線技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機膜であるポリイミド樹脂膜を層間絶
縁膜とする多層配線構造の従来技術の製造方法の工程断
面図を図５に示す。
縁膜とする多層配線構造の従来技術の製造方法の工程断
面図を図５に示す。
【０００３】まず、半導体基板３上の酸化シリコン膜２
の上に第１層目の第１のアルミ配線１を形成し全体にポ
リイミド樹脂膜４を回転塗布し、その表面に窒化シリコ
ン膜１０をプラズマＣＶＤ法で成膜した後、その表面に
フォトレジスト５を回転塗布してそこに開口部３１をパ
ターニングする（図５（ａ））。次に、フォトレジスト
５をエッチングマスクとして窒化シリコン膜１０をエッ
チングしてそこに開口部４１を形成して、フォトレジス
ト５を除去する（図５（ｂ））。次に、窒化シリコン膜
１０をエッチングマスクとして、開口部４１下のポリイ
ミド樹脂膜４の部分に等方性エッチングによりテーパー
５２をつけた後、異方性エッチングによりアルミ配線１
に達するスルーホール５１を形成し（図５（ｃ））、窒
化シリコン膜１０を除去し（図５（ｄ））、その後、ス
ルーホール５１を通してアルミ配線１に接続する第２層
目の第２のアルミ配線（図示省略）を形成する。
の上に第１層目の第１のアルミ配線１を形成し全体にポ
リイミド樹脂膜４を回転塗布し、その表面に窒化シリコ
ン膜１０をプラズマＣＶＤ法で成膜した後、その表面に
フォトレジスト５を回転塗布してそこに開口部３１をパ
ターニングする（図５（ａ））。次に、フォトレジスト
５をエッチングマスクとして窒化シリコン膜１０をエッ
チングしてそこに開口部４１を形成して、フォトレジス
ト５を除去する（図５（ｂ））。次に、窒化シリコン膜
１０をエッチングマスクとして、開口部４１下のポリイ
ミド樹脂膜４の部分に等方性エッチングによりテーパー
５２をつけた後、異方性エッチングによりアルミ配線１
に達するスルーホール５１を形成し（図５（ｃ））、窒
化シリコン膜１０を除去し（図５（ｄ））、その後、ス
ルーホール５１を通してアルミ配線１に接続する第２層
目の第２のアルミ配線（図示省略）を形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来技術でポリイ
ミド樹脂膜にスルーホールのパターニングを行う場合、
エッチングマスクとして窒化シリコン膜を使用している
ので、窒化シリコン膜の成膜及び除去の工程ならびに窒
化シリコン膜のパターニング工程が必要となる。この為
に、工程数が増加し、コスト及びＴＡＴ（Ｔｕｒｎ・Ａ
ｒｏｕｎｄ・Ｔｉｍｅ）増大を招いていた。またテーパ
ーを付けたスルーホールをエッチング形成する際に、等
方性エッチングと異方性エッチングの両者を必要として
いた。
ミド樹脂膜にスルーホールのパターニングを行う場合、
エッチングマスクとして窒化シリコン膜を使用している
ので、窒化シリコン膜の成膜及び除去の工程ならびに窒
化シリコン膜のパターニング工程が必要となる。この為
に、工程数が増加し、コスト及びＴＡＴ（Ｔｕｒｎ・Ａ
ｒｏｕｎｄ・Ｔｉｍｅ）増大を招いていた。またテーパ
ーを付けたスルーホールをエッチング形成する際に、等
方性エッチングと異方性エッチングの両者を必要として
いた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、基板上
に有機膜、例えばポリイミド樹脂膜を回転塗布し、熱処
理する工程と、前記有機膜の表面上に披着してフォトレ
ジストを回転塗布し、露光、現像して上端部から前記有
機膜の表面に被着する下端部まで垂直側面を有する所定
の開口部を該フォトレジストに形成し、熱処理をする工
程と、前記フォトレジストの開口部の上端部がテーパー
形状にエッチングされ前記開口部内に露出する有機膜が
垂直形状にエッチングされるエッチング条件で異方性ド
ライエッチングを続行することにより、前記フォトレジ
ストの開口部の上端部のテーパー形状が上部に転写され
たスルーホールを前記有機膜に形成する工程と、前記フ
ォトレジストを除去する工程とを有する半導体装置の製
造方法にある。
に有機膜、例えばポリイミド樹脂膜を回転塗布し、熱処
理する工程と、前記有機膜の表面上に披着してフォトレ
ジストを回転塗布し、露光、現像して上端部から前記有
機膜の表面に被着する下端部まで垂直側面を有する所定
の開口部を該フォトレジストに形成し、熱処理をする工
程と、前記フォトレジストの開口部の上端部がテーパー
形状にエッチングされ前記開口部内に露出する有機膜が
垂直形状にエッチングされるエッチング条件で異方性ド
ライエッチングを続行することにより、前記フォトレジ
ストの開口部の上端部のテーパー形状が上部に転写され
たスルーホールを前記有機膜に形成する工程と、前記フ
ォトレジストを除去する工程とを有する半導体装置の製
造方法にある。
【０００６】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【０００７】図１および図２は本発明の第１の実施例の
製造方法を工程順に示した断面図である。
製造方法を工程順に示した断面図である。
【０００８】まず、半導体集積回路基板３上の酸化シリ
コン膜２の上に第１層目の第１のアルミ配線１を形成し
（図１（ａ））、その上の全面にポリイミド樹脂を回転
塗布し、１００℃、２５０℃、４００℃の各温度でそれ
ぞれ３０分間の熱処理を行って膜厚１μｍのポリイミド
樹脂膜４を形成する（図１（ｂ））。次に、ポリイミド
樹脂膜４の表面に披着して膜厚２μｍのフォトレジスト
５を回転塗布により形成し、フォトマスクを用いた露
光、現像、ベーク工程を経てフォトレジスト５に開口部
１１を形成する（図１（ｃ））。
コン膜２の上に第１層目の第１のアルミ配線１を形成し
（図１（ａ））、その上の全面にポリイミド樹脂を回転
塗布し、１００℃、２５０℃、４００℃の各温度でそれ
ぞれ３０分間の熱処理を行って膜厚１μｍのポリイミド
樹脂膜４を形成する（図１（ｂ））。次に、ポリイミド
樹脂膜４の表面に披着して膜厚２μｍのフォトレジスト
５を回転塗布により形成し、フォトマスクを用いた露
光、現像、ベーク工程を経てフォトレジスト５に開口部
１１を形成する（図１（ｃ））。
【０００９】次に、ポリイミド樹脂４とフォトレジスト
５の選択比が約１となる条件、例えばエッチングガスと
してＳＦ6 を２０ＳＣＣＭ、Ｏ2 を３０ＳＣＣＭを流
し、ＲＦパワー３００Ｗ、マイクロ波パワー１００Ｗ、
圧力３ｍＴｏｒｒの条件でＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）方式のエッ
チング装置で異方性ドライエッチングを行うと、ＲＦバ
イアス電圧の影響によりフォトレジスト５の開口部１１
のエッジ部分のエッチングが速いためにテーパー１２が
付き、ポリイミド樹脂膜４にスルーホール２１を形成さ
れていく（図１（ｄ））。
５の選択比が約１となる条件、例えばエッチングガスと
してＳＦ6 を２０ＳＣＣＭ、Ｏ2 を３０ＳＣＣＭを流
し、ＲＦパワー３００Ｗ、マイクロ波パワー１００Ｗ、
圧力３ｍＴｏｒｒの条件でＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）方式のエッ
チング装置で異方性ドライエッチングを行うと、ＲＦバ
イアス電圧の影響によりフォトレジスト５の開口部１１
のエッジ部分のエッチングが速いためにテーパー１２が
付き、ポリイミド樹脂膜４にスルーホール２１を形成さ
れていく（図１（ｄ））。
【００１０】さらにエッチングを継続していくと、図２
（ａ）に示すように、フォトレジスト５の膜厚は薄くな
り、その開口部１１のテーパー１２は大きくなり、ポリ
イミド樹脂膜４のスルーホール２１は深くなって第１層
目の第１のアルミ配線１に到達してそのコンタクト部を
露出させる。
（ａ）に示すように、フォトレジスト５の膜厚は薄くな
り、その開口部１１のテーパー１２は大きくなり、ポリ
イミド樹脂膜４のスルーホール２１は深くなって第１層
目の第１のアルミ配線１に到達してそのコンタクト部を
露出させる。
【００１１】さらにエッチングを継続していくと、図２
（ｂ）に示すように、フォトレジスト５の膜厚は薄くな
りその開口部１１のテーパー１２は大きくなるので開口
部１１はテーパー１２のみから構成されるようになり、
この状態でなおエッチングを継続することにより、フォ
トレジスト５のテーパー１２がポリイミド樹脂膜４のス
ルーホール２１に転写されてスルーホール２１のエッジ
部分にテーパー２２がテーパー１２と同じ角度で形成さ
れる。
（ｂ）に示すように、フォトレジスト５の膜厚は薄くな
りその開口部１１のテーパー１２は大きくなるので開口
部１１はテーパー１２のみから構成されるようになり、
この状態でなおエッチングを継続することにより、フォ
トレジスト５のテーパー１２がポリイミド樹脂膜４のス
ルーホール２１に転写されてスルーホール２１のエッジ
部分にテーパー２２がテーパー１２と同じ角度で形成さ
れる。
【００１２】次にフォトレジスト５を除去すると、テー
パー２２が付いたことにより第２層目配線のステップカ
バレッジの良いスルーホール２１がポリイミド樹脂膜４
に形成された構造が得られる（図２（ｃ））。
パー２２が付いたことにより第２層目配線のステップカ
バレッジの良いスルーホール２１がポリイミド樹脂膜４
に形成された構造が得られる（図２（ｃ））。
【００１３】次にスパッタ法で膜厚１μｍのアルミ膜を
成膜し、これをパターニングして、スルーホール２１を
通してアルミ配線１に接続する第２層目の第２のアルミ
配線８を形成する（図２（ｄ））。
成膜し、これをパターニングして、スルーホール２１を
通してアルミ配線１に接続する第２層目の第２のアルミ
配線８を形成する（図２（ｄ））。
【００１４】次に本発明の第２の実施例を説明する。図
３および図４は本発明の第２の実施例の製造方法を工程
順に示した断面図である。図３，図４において図１，図
２と同一もしくは類似の箇所は同じ符号で示してある。
３および図４は本発明の第２の実施例の製造方法を工程
順に示した断面図である。図３，図４において図１，図
２と同一もしくは類似の箇所は同じ符号で示してある。
【００１５】この第２の実施例では層間絶縁膜を第１層
目の第１のアルミ配線１上の酸化シリコン膜９とポリイ
ミド樹脂膜４との２層構造としている。
目の第１のアルミ配線１上の酸化シリコン膜９とポリイ
ミド樹脂膜４との２層構造としている。
【００１６】この為にスルーホール形成の異方性ドライ
エッチングの条件は、第１の実施例のポリイミド樹脂４
のエッチング条件に加えて、図４（ｂ）において酸化シ
リコン膜９を連続的にエッチングしてスルーホール２１
の一部２３を形成するためにのみ例えばエッチングガス
にＣＦ4 が１００％で５０ＳＣＣＭを流し、ＲＦパワー
３００Ｗ、マイクロ波パワー１００Ｗ、圧力１ｍＴｏｒ
ｒのＥＣＲ方式の異方性ドライエッチングの条件が加わ
る。
エッチングの条件は、第１の実施例のポリイミド樹脂４
のエッチング条件に加えて、図４（ｂ）において酸化シ
リコン膜９を連続的にエッチングしてスルーホール２１
の一部２３を形成するためにのみ例えばエッチングガス
にＣＦ4 が１００％で５０ＳＣＣＭを流し、ＲＦパワー
３００Ｗ、マイクロ波パワー１００Ｗ、圧力１ｍＴｏｒ
ｒのＥＣＲ方式の異方性ドライエッチングの条件が加わ
る。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、有機膜を
層間絶縁膜とする多層配線技術のスルーホール形成工程
において、フォトレジストをマスクにして異方性ドライ
エッチングによりフォトレジストにテーパーを付けなが
らこの形状を有機膜に転写することで有機膜のテーパー
エッチングを可能にした。これにより従来必要とされて
いた有機膜エッチング用の無機質マスクが不必要とな
り、テーパー形成のための等方性エッチングも不必要と
なったため、工程数が削減され、コスト低減及びＴＡＴ
短縮が可能となる。
層間絶縁膜とする多層配線技術のスルーホール形成工程
において、フォトレジストをマスクにして異方性ドライ
エッチングによりフォトレジストにテーパーを付けなが
らこの形状を有機膜に転写することで有機膜のテーパー
エッチングを可能にした。これにより従来必要とされて
いた有機膜エッチング用の無機質マスクが不必要とな
り、テーパー形成のための等方性エッチングも不必要と
なったため、工程数が削減され、コスト低減及びＴＡＴ
短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の製造方法を工程順に示
した断面図である。
した断面図である。
【図２】図１の工程の続きの工程を順に示した断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の第２の実施例の製造方法を工程順に示
した断面図である。
した断面図である。
【図４】図３の工程の続きの工程を順に示した断面図で
ある。
ある。
【図５】従来技術の製造方法を工程順に示した断面図で
ある。
ある。
１ 第１層目のアルミ配線 ２ 酸化シリコン膜 ３ 基板 ４ ポリイミド樹脂膜 ５ フォトレジスト ８ 第２層目のアルミ配線 ９ 酸化シリコン膜 １０ 窒化シリコン膜 １１，３１ フォトレジストの開口部 １２ フォトレジストの開口部のテーパー ２１，５１ ポリイミド樹脂膜のスルーホール ２２，５２ ポリイミド樹脂膜のスルーホールのテー
パー ２３ 酸化シリコン膜９に形成されたスルーホールの
一部 ４１ 窒化シリコン膜の開口部
パー ２３ 酸化シリコン膜９に形成されたスルーホールの
一部 ４１ 窒化シリコン膜の開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/302 H01L 21/3205 - 21/3213 H01L 21/768
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に有機膜を回転塗布し、熱処理す
る工程と、前記有機膜の表面上に披着してフォトレジス
トを回転塗布し、露光、現像して上端部から前記有機膜
の表面に被着する下端部まで垂直側面を有する所定の開
口部を該フォトレジストに形成し、熱処理をする工程
と、前記フォトレジストの開口部の上端部がテーパー形
状にエッチングされ前記開口部内に露出する有機膜が垂
直形状にエッチングされるエッチング条件で異方性ドラ
イエッチングを続行することにより、前記フォトレジス
トの開口部の上端部のテーパー形状が上部に転写された
スルーホールを前記有機膜に形成する工程と、前記フォ
トレジストを除去する工程とを有することを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記エッチング条件は、前記フォトレジ
ストと前記有機膜に対するエッチング選択比が約１とな
る条件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】 有機膜はポリイミド樹脂膜であることを
特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項４】 前記異方性ドライエッチングは、磁場を
印加するＥＣＲプラズマを用いた方式のエッチング装置
で行われることを特徴とする請求項１、請求項２もしく
は請求項３に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記有機膜の下面に被着して無機絶縁膜
が設けられており、前記スルーホールが前記有機膜から
連続的に前記無機絶縁膜を貫通して形成されることを特
徴とする請求項１、請求項２、請求項３もしくは請求項
４に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4292830A JP2950059B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4292830A JP2950059B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06151611A JPH06151611A (ja) | 1994-05-31 |
| JP2950059B2 true JP2950059B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=17786907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4292830A Expired - Fee Related JP2950059B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2950059B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6294799B1 (en) * | 1995-11-27 | 2001-09-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating same |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP4292830A patent/JP2950059B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06151611A (ja) | 1994-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990608 |
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