JPH02101742A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置を製造するウニハエ程の改良に
関するものである。

〔従来の技術〕

半導体装置を製造するためのウニハエ程においては、所
望のパターンを形成するために写真製版技術を用いるの
は衆知の事実である。又。

この写真製版技術を用いるのＫあたっては、所望の特性
を有する感光性樹脂（以下、フォトレジストと称する）
を用−る必要がある。このフォトレジストについては所
望の感光源（一般には紫外線が光源として用いられてい
る。）Ｋ対する性質から、ポジ型フォトレジストとネガ
型フォトレジストとに大別され、ウニハエ捏上は、この
二つのフォトレジストの性質から（ある場合は止むを得
ず）、使用するフオトレジスを使い分けしてきた。

ウニハエ程中においては、絶縁膜を半導体基板上に形成
し、この絶縁膜に所望の開孔部を形成したい場合がしば
しば存在する。

従来５この絶縁膜に開孔部を形成する方法としてＦｉｌ
例えば以下に記述する方法によっていた。

所望の能動領域及びそれらを外部（ロ）路に接続するた
めの配線用金属層を形成した後、半導体基板表面を保護
するため半導体基板表面全体に絶縁膜（パッシベーショ
ン暎）？形成する構成が艮く知られている。

このパッシベーション模ヲ有する半導体装置においては
半導体装置を外部回路に接続するために、上記のパッシ
ベーション漠の所望の領域のみパッシベーション＠を完
全に除去することが重要となる。この所望の領域内のパ
ッシベーション暎の除去が不完全であれば、ボンディン
グが不完全となシ、ひいては半導体装置の信頼性の低下
の要因となるからである 以下、従来の方法をＧａＡｅ　（ガリウム砒素）。

ＭＫｓ、？ＥＴの製造に適用した場合を例にとって。

図ｇ［従って説明する。

第２図１ｊＬｌはＧａＡｓ半導体基板１１１上に所望の
能切領域（２１を形式し、しかる後にそれらを外部回路
に接続するための所望のパターンを有する配線用金属層
（例えば、　Ｔ　ｉ／Ｐ　ｔ／Ａ　ｕよりなる多層金属
層（３１を形式した後、半導体基板表面全体に絶縁膜１
４１（例えば、プラズマ０ＶＤ装置を用いて形成したｓ
ｌｓ　Ｎ４暎）を形成した状態を示す、オドレジスト喚
ｕｎを付着させ通常の写真製版技術を用いて所望の開孔
部ｑυを形成した状態を示す、断面図である。この場合
に使用するフォトレジスト膜ｔｓｌ　Ｆ’Ｓ　ｓ種々の
制約（後述）から１通常ネガ型のフォトレジスト膜（例
えば、東京応化（株）製ＯＭＲ−８３７オトレジスト）
を使用する。

第２図（０）は上記フォトレジスト膜（６）をマスクと
して、上記の絶縁膜（４１の、フォトレジスト膜（６）
の開孔部αηに相当する部分のみ選択的にしかも完全に
エツチング除去した状態を示す断面図である。（エツチ
ング方法としてＩＩｉ、例えば７ツ酸とフッ化アンモニ
クム水溶液との混合液（容量比ｌ：６）で上記フォトレ
ジストの開孔部１１）Ｋ…当する絶縁膜をエツチング除
去する。）第８図１山はフォトレジスト膜（６）を衆知
の方法（例えば０．プラズーｔ％置？用いて、上記フォ
トレジストｉｔアッシング処理して完全に除去する）を
用いて除去し、所望の開孔部を、絶縁膜（４）上に形成
する工程が終了した状態を示す断面図である。

以上で従来の方法を用いて絶縁膜上に所望の開孔部を成
形する場合を述べたが、より微細なパターンを形成する
場合（よ妙微細な開孔部を形式したい場合）に １）絶縁膜を薬品を用いてウェットエツチングする場合
には、ネガ型フォトレジストに比較してポジ型フォトレ
ジストの付着が弱い（絶縁膜に対して）ために、エツチ
ングでしみ込み等が発生するため長時間のエツチングの
場合にはネガ型フォトレジストを用いざるを得ない。

（２）絶縁膜を各種ガスとの化学反Ｆ）ｔ−用いて、い
わゆるドライエツチングする場合には、ネガ型フォトレ
ジストに比較してポジ型フォトレジストは熱変形を受け
やすい。（より低い温度の熱によってフォトレジストパ
ターンが変形される。あるいは耐プラズ！性が悪い等の
ためにポジ型レジストを用いた場合エツチングする絶縁
膜の厚みの上限が制約されたり、所望とする開孔部に対
応するパターンの開孔がフォトレジストの変形のため形
成できない等の欠点があった。

以上のような理由により、絶縁膜に開孔部全形式する場
合には、ネガ型フォトレジスト膜ヲ用いて、開孔部を有
するフォトレジストパターンを形成せざるｔ？得ないと
されてきた。

しかしながら、ネガ型フォトレジスト膜を用いる場合に
は従来より次のような欠点があった。

（１）ネガ型フォトレジストけ、ポジ型フォトレジスト
に比較して感度が低いため、より微細なシャープな形状
のフォトレジストパターンの形成が困難であった。

（２）ネガ型フォトレジストの厚みは、ポジ型フォトレ
ジストに比較して厚くしかも、フォトレジストの開孔部
を形成する断面形状が絶縁膜に対して垂直でないために
、その結果としてフォトレジストの開孔部が所望のガラ
スマスクの開孔部…当部と形状が若干異なって形成され
る。

（８）ネガ型フォトレジストの場合には、トリクレン、
アセトン等の有機溶剤に対してエツチングされないため
、このフォトレジストヲ除去するためＫは、特別な１剥
離液ｌを用いたり、ＯＩプラズマによりアッシング処理
する必要があるが、ポジ型フォトレジストの場合には、
アセトン等でも比較的簡単に溶融除去することが可能で
あるため、フォトレジストの残渣がネガ型フォトレジス
トの場合生じやすい等の問題点があった◎ 〔発明が解決しようとする課題〕 この発明は上記のような問題点を解消しようとするもの
で、従来の製造方法を基本として絶縁膜上に開孔部を形
成するより安定した方法を付与する半導体装置の製造方
法を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、ネガ型フォトレジスト、ポジ型フォトレジ
スト両者の特徴を考慮し、両者の長所を合わせもつ薄膜
を形成し、この薄膜をマスクとじて、絶縁膜に所望の開
孔部を形成する方法を提供しようとするものである。加
えれば。

従来のネガ型フォトレジスト膜にほぼ相等する形状の金
属薄膜を絶縁膜上に形成し、この薄膜をマスクとして絶
縁膜に所望の開孔部を形成するより安定した方法を与え
ることを特徴とする。

〔作用〕

この発明における金属薄膜は、所望の開孔部に相等する
開孔部を有するパターンをなし、絶縁膜との付着力の強
い材質より形成され、しかも絶縁膜をエツチング処理す
る薬品あるいは、グツズ實に対して少なくとも処理中は
変質しないもしくは変質が少ないことが必要で、しかも
絶縁膜に開孔部を形成した後は、半導体装置の電気的性
質に影響を与えないもしくは影響が少ない方法で簡単に
除去することが可能な金属薄膜であることも必要である
。またその厚みも、絶縁膜をエツチング除去する際にマ
スク効果を有すれば良く、上記マスク効果を有する範囲
で最少の厚みでよく、耐薬品性、耐プラズマ性両者をも
考慮すれば、少なくとも最上層が金である多層薄膜であ
ることが最も望ましい。

〔実施例〕

以下、この発明を図により説明する。

第１図はこの発明の一実施９ｔｌを示す断面図である。

第１図（＆１は、ＧａＡａ半導体基板）１１上に所望の
能動領域ｆｉ＋を形成し、しかる後にそれらを外部回路
に接続するための所望のパターン金有する配線用金属層
１３）（例えば、　Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕよりなる多層金属
層）を形成した後、半導体基板表面全体に、絶縁膜・４
１（列えば、プラズマＯＶＤ装置を用いて形成した８１
１Ｎ４膜）を形成した状態を示す断面図である。

＠１図ｆｂ＋は第１図（＆）の状態の半導体基板の上面
にフォトレジスト膜（６１を付着させ、通常の写真製版
技術を用Ａて所望の開孔部叩和相当する部分のみを形成
した状態を示す断面図である＠この）待合、フォトレジ
スト寝１６１としてはポジ型フォトレジスト膜（例えば
、Ｈｏｅ　ｃｈａｔ社製ム社製 −２■５０　　　）であることが必要であり、マスク合
わせ露光に要するガラスマスクとしては、従来のネガ型
フォトレジストを用いて開孔部を形成する時ｒＣ用いて
いたガラスマスクをその捷ま使用することも可能である
。

第１図＋ＯＩは上記状ＷＡ（絶縁膜１４；上に所望の開
孔部に剛当する形状のポジ型フォトレジストが形成され
た状態）の表面全体に亘って、金属薄膜（７：（例えば
Ｔ　ｉ／Ａ　ｕの多層金属層）を真空蒸着法？用いて形
成した状態を示す断面図。（金属薄膜の厚みとしては−
１えば５００Ａ／１，００ＯＡ程度あれば十分である。

） 第１図１（１１は上記状態の半導体基板？アセトン等の
ポジ型フォトレジストの溶剤で溶融させた後の状態を示
す断面図。ポジ型フォトレジスト６）上の金属薄膜は、
ポジ型フォトレジストが溶融された際に同時に除去され
、絶縁膜（４）上に直接接していた部分の金属薄膜（７
）のみが残る。つまり所望の開孔部を有する金属薄膜の
パターンが形成される（上記ポジ型レジストの性質を利
用して薄膜パターンと形成する方法は、リフト・オフ法
という衆知の技術である。） 第１図ｔｅｌ　Ｉｆｉ上記状態の半導体基板上の絶縁膜
４１をエラ４チング除去した状態を示す断面図であり。

エツチング除去するには、薬品を用いて処理する場合Ｃ
以下、ウェットエツチング法と称する】とプラズマ状態
のガスを利用してエツチング処理する場合（以下、ドラ
イエツチング法と称する）の二種類が存在する。

ウェットエツチング法の場合には、所望の絶縁膜の厚み
全エツチングする際にエツチングが全方向性をもって進
行するため、本来開孔部に相当する絶縁膜を完全にエツ
チングした状態ではこの絶縁膜の厚みにほぼ相当する距
離の絶縁膜が開孔部端部より横にもエツチングされる（
サイドエツチングされる）ため、開孔部のパターンの形
状により近い開孔を形成したい場合（特により微細な開
孔部を改形じたい場合においては）Ｋは、ドライエツチ
ング法のうち特に異方性エツチングが可能なＲ・工・ｍ
法（Ｒｅａｃｔｉｖｅ工Ｏｎ　ＫｔｃｈｎｉＦ法）が用
いられる。

上記Ｒ・工・Ｅの装置を用いれば５例えば８１１Ｎ４膜
は＠　ｃｙ＊と０１の混合ガスを用いて１例えハ１．０
００４１ｆ”ｔ’、ｌ”ｔハｇｏｏ”ｏ　Ｒ？　入力テ
数分間処理すれば完全に除去することができ、所望の開
孔部を絶縁膜（４１上に形状することができる。

次にもはや不要となった金属薄膜を除去する。

ては、例えば工　（ヨウ素）とに工（ヨク化カリ）の混
合水溶液で処理すれば、数分で完全にエツチング除去さ
れる。この際エツチングの完了は、金４薄膜の色がエツ
チング終了により金色から灰色（チタンの色）に変化す
ることを目視で容易に観察することにより知することが
できる。又、開孔部の表面の配線金属（％Ｊえば１本例
のようにＴｉ／’Ｐｔ／Ａｕ　）の最上層が金の場合に
は、上記処理で同じように配線金属もエツチングされる
が、配線金属の最上層（金）の厚みを十分厚くしておけ
ば実使用上問題はない。

続いて、上記の状態の半導体基板ヲＴ１のエツチング液
（例えばＨＩＦ（（フッ化水素酸））の希釈液（（〆０
水溶液））で処理する。本例の５０ＯＡのＴ１であれば
数十秒で完全にエツチングされる。

この際絶縁膜もエツチングされるが、Ｔ１がエツチング
除去される時間においてはエツチングされる厚みも僅少
であるので、実使用上問題はない。なお、第１図ｆｂ＋
において、ポジ型レジストを用いて開孔部に相当するパ
ターン？形成するため、所望の開孔部にほぼ相当するフ
ォトレジストパターンが形成され、しかもリフト・オフ
法を用いてこのフォトレジストパターンの反転パターン
を有する金属薄膜が形成され、この金属薄膜は耐薬品性
、耐プラズ臂性が優れているため、その結果として絶縁
膜に所望の開孔部を安定しで形成することができる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、衆知の写真製版、真空
蒸着の両技術ＶＣ簡単な工程を挿入することにより、絶
縁膜に開孔部を形成するための良好なマスクを提供せん
とするものであり、従来の装置、ガラスマスク等の部品
等はそのまま使用できるのでその効果の及ぼすところ大
といえる。

【図面の簡単な説明】

第１図＋ａｌ〜１ｆ＋は、この発明の一実施例を示す断
面−で、第２図ｆｉｌ〜＋（１１は従来の方法の一実施
例を示す断面図である。 図において、田はＧａＡｓ半導体基板、１２１は能動領
域、（３）は配線用金属層、１４）は絶縁膜、（６）は
フォトレジスト膜、＋ｔｌｆ′ｉ金属薄膜、Ｕυは開孔
部である・ なお各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所望の絶縁膜に所望の開孔部を形成する場合に、この開
   孔部に対応する開孔パターンを有する金属薄膜を絶縁膜
   上に形成し、この金属薄膜をマスクとして、ドライエッ
   チング法を用いて、絶縁膜に開孔部を形成する工程を含
   むことを特徴とする、半導体装置の製造方法。