JPH1092926A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH1092926A
JPH1092926A JP24621896A JP24621896A JPH1092926A JP H1092926 A JPH1092926 A JP H1092926A JP 24621896 A JP24621896 A JP 24621896A JP 24621896 A JP24621896 A JP 24621896A JP H1092926 A JPH1092926 A JP H1092926A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造工程を短縮でき、ボンディング・シェア
強度の低下を軽減できる半導体装置の製造方法を提供す
ることである。 【解決手段】 シリコン窒化膜15のエッチングの後に
生ずるひさし部分を酸素アッシング処理を行い、ポリイ
ミド膜を選択的にエッチングして除去した後、金属配線
上の反射防止膜14をエッチングし、これにより、ポリ
イミド膜のひさし部分の下に反射防止膜エッチング時の
反応生成物が多量に堆積するのを防ぎ、ボンディング性
の向上を図る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特にバッファーコート層を有する半導体装置
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体装置として半導体素子チッ
プ表面にパッシベーション膜を形成し、このチップをモ
ールド樹脂で封止したものが提供されている。近年、半
導体装置の大型化に伴い、温度変化によるモールド樹脂
とパッシベーション膜間の応力が大きくなり、界面での
剥離による信頼性の低下が懸念される。そこで、この応
力を緩和するためにモールド樹脂とパッシベーション膜
の間にバッファ層としてポリイミド膜を設けたものが提
案されている。
【0003】ところで、ポリイミド膜およびパッシベー
ション膜にはスクライブ線、ボンディングパッドおよび
冗長回路への切り替えヒューズ部(以下「リダンダンシ
ーヒューズ」と称す)を開口する必要がある。これらの
パターン形成方法としてはパッシベーション膜、ポリイ
ミド膜それぞれにフォトレジストをマスクに用いてパタ
−ン形成を行う方法と、ポリイミド膜の加工を行った
後、形成されたポリイミドパターンをマスクにパッシベ
ーション膜の加工を行う方法がある。
【0004】前者の方法では工程数が多くなるという不
具合点を有しており、納期の短縮が望まれている現状に
は適さない。
【0005】後者の方法について図を用いて説明する。
図3は従来技術を示す工程縦断面図である。素子の作り
込まれた半導体基板31上に絶縁膜32を介して、Al
系金属膜例えばAlーSiーCu33を500nmを、
更にこの金属膜33上にTi系金属膜例えばTiN膜3
4を20nmそれぞれスパッタ法を用いて形成する。形
成した金属膜33、34をフォトリソグラフィー技術、
エッチング技術を用いて同じパターンに加工をして金属
配線33、34を形成する。尚この金属配線はAl系金
属、Ti系金属の積層構造からなる。形成された金属配
線33、34上にプラズマCVD法でシリコン窒化膜3
5を膜厚1000nmで形成する(図3(a))。この
シリコン窒化膜35上にポリイミド前駆体溶液(以下
「ポリイミド液」と称す)を滴下、回転塗布法を用いて
ポリイミド膜36を形成する(図3(b))。このポリ
イミド膜36を露光・現像・熱処理を行いポリイミドパ
ターンの開口部37の形成を行う(図3(c))。形成
したポリイミド膜36をマスクに、プラズマエッチャー
でシリコン窒化膜35のエッチングを行う。この際シリ
コン窒化膜35がサイドエッチングされ、ポリイミドの
ひさし38が形成される(図3(d))。次に反応性イ
オンエッチャー(以下「RIE」と称す)で金属配線3
3、34上部のTiN膜34を除去する。反射防止膜が
有ると、ボンディングが不可能なためこの工程で、組立
工程でのボンディング性を確保する。この反射防止膜3
4のエッチング時に生ずる反応生成物39が、ポリイミ
ド膜のひさし38の部分やパターン開口部表面37に堆
積する(図3(e))。次に反応生成物除去のため、酸
素アッシングを行う(図3(f))。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの工程
手順では、シリコン窒化膜エッチング中に生じたポリイ
ミド膜36のひさし38の下の部分に、反射防止膜34
エッチング時の反応生成物39が堆積する。RIEによ
るエッチングでは被エッチング物をスパッタしながら加
工しているが、この際発生する物質とエッチング時に使
用するガスが反応し生成物を形成する。平坦部では、ス
パッタされる速度と反応生成物が再付着する速度が平衡
状態にあり、多量に堆積することは無いが、ひさし38
のようにくぼんだ部分では、イオンで叩かれないため堆
積量が多くなり、堆積物39はエッチング後処理の酸素
アッシング処理では除去しきれず、パターン開口部37
表面等に再付着しボンディング強度が低下するという不
具合点を有している。
【0007】また、目的及び手法は異なるがひさし部分
のない構造を得る手法としては、特開平4ー17912
4号公報、特開平4ー71233号公報などが開示され
ている。
【0008】図4に示す特開平4ー179124号公報
で示されるプロセスフローは、プリキュアの状態でドラ
イエッチングを行い(図4(a)〜(d))、エッチン
グ後の熱処理によるポリイミド膜の体積収縮を利用して
ひさし部分の発生をなくしている(図4(e))。しか
しこの手順では、プリキュア状態(軽く焼き締めを行っ
た状態で、膜中には溶媒が多量に残っている状態)の膜
をエッチングするため、膜中より溶媒が揮発、エッチン
グガスと反応して生成物を形成し、半導体基板表面に付
着してしまう。その結果、ボンディング時のシェア強度
が低くなり、半導体装置の信頼性が悪化するという不具
合点がある。
【0009】また、図5に示す特開平4ー71233号
公報で示されるプロセスフローでは、非感光性ポリイミ
ドを塗布、プリキュアを行った後、感光基を有するネガ
レジストを塗布して、露光・現像をしネガレジストのパ
ターン加工を行う(図5(a)〜(c))。形成された
ネガレジストパターンをマスクにヒドラジン混合液を用
いポリイミドのエッチングを行う(図5(d))。この
後熱処理を行い、ネガレジストを軟化させポリイミドパ
ターンを覆わせた後(図5(e))、ネガレジスト膜を
マスクにドライエッチングを行いシリコン窒化膜のパタ
ーン形成を行った後(図5(f))、有機系の溶剤を使
用してレジストの剥離を行っている(図5(g))。こ
の際、プリキュア状態のポリイミド膜は薬品に対する耐
性が低いため、剥離液に容易に溶解、除去されてしま
う。耐性を上がるためには、ポリイミド膜のイミド化反
応を完了させれば良いのだが、今後はヒドラジン混合液
によるパターン形成が不可能になるという問題点が発生
する。さらにヒドラジン混合液は人体に対する有害性が
高いという問題点も有している。
【0010】
【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、素子を形成した半導体基板上に金属膜上に反
射防止膜を被着させた構造を有する金属配線を形成する
工程と、金属配線を含む半導体基板全面を覆う絶縁膜を
形成する工程と、絶縁膜上にポリイミド膜を塗布しパタ
ーン形成、熱処理を行う工程と、形成されたパターンを
マスクに絶縁膜をエッチングする工程と、エッチング時
に発生するポリイミドのひさしを酸素アッシングにより
除去する工程と、金属配線上の反射防止膜を除去する工
程と、反射防止膜除去時に発生する反応生成物を除去す
るための酸素アッシング及びウェット処理を含んで構成
される。
【0011】等方性エッチャーでパッシベーション膜を
エッチングした後、酸素アッシング処理でポリイミド膜
だけを選択的にエッチングしひさし部分を無くす、又
は、ポリイミドパターンのボトム部分に裾引きを生じさ
せた上、パッシベーション膜とのエッチング選択比(エ
ッチレートの比較:ポリイミド/パッシベーション膜)
が1以上になるようにしてひさし部分を生じさせないよ
うにすることで、反射防止膜エッチング時に生成するエ
ッチングの反応生成物の除去が容易になり、ボンディン
グ時のシェア強度の低下が無く、信頼性の高い半導体装
置が得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】
「実施例1」次に本発明について図面を用いて説明す
る。
【0013】図1は本発明の一実施例の工程縦断面図を
示す。
【0014】素子の作り込まれた半導体基板11上に絶
縁膜12を介してAl系合金金属膜例えばAlーSiー
Cu膜13を高さ500nmで形成し更にAlーSiー
Cu膜上にTi系金属膜14を20nm形成する。形成
した積層膜13、14をフォトリソグラフィー技術、エ
ッチング技術を用いて金属配線13、14を形成する。
この金属配線13、14上にプラズマCVD法でシリコ
ン窒化膜15を形成する(図1(a))。形成したシリ
コン窒化膜15上に回転塗布法でポリイミド前駆体溶液
を滴下し約15μmの塗布膜16を形成(図1(b))
した後、露光、現像、熱処理を行いポリイミドパターン
の開口部17を形成する(図1(c))。形成されたポ
リイミドパターンをマスクにシリコン窒化膜16を等方
性エッチャーを用いてパターン加工を行う。具体的に
は、エッチングガス混合比CF4 /O2 =8:4〜1
0:0、圧力0.6〜0.8Torr、高周波電力70
0〜1000W、時間90秒で行う。このエッチングに
よりシリコン窒化膜16はアンダーカットされた状態に
なる(図1(d))。エッチング後に酸素プラズマ処理
を、バッチ式では酸素流量100〜200sccm、高
周波電力100〜500W、真空度0.5〜1Torr
で20〜40分間処理を行う。また枚葉式では酸素流量
200〜300sccm、高周波電力700〜1000
W、真空度0.5〜1Torrで50〜100秒間処理
を行う。この酸素プラズマ処理により、ポリイミド膜が
エッチングされ、ひさし18の部分が除去される(図1
(e))。この後、更に異方性エッチャーでエッチング
条件ガス混合比CHF3 /o2 =8:4〜10:0、圧
力0.6〜0.8Torr、高周波電力1000〜12
00W、時間60秒で行い、反射防止膜14の除去を行
う(図1(f))。この際パターン側壁部及び開口部1
7に反応生成物18が付着するが、ひさし部分がないた
め堆積する反応生成物の量が少いのでエッチング後の酸
素アッシング及びウェット処理で容易に除去できる(図
1(g))。
【0015】「実施例2」次に本発明の実施例2につい
て図面を用いて説明する。
【0016】図2は本発明の一実施例の工程縦断面図を
示す。
【0017】素子の作り込まれた半導体基板21上に絶
縁膜22を介してAl系合金金属膜例えばAlーSiー
Cu膜23を高さ500nmで形成し更にこの上に反射
防止膜としてTi系金属膜例えばTiN膜24を20n
m形成する。形成したこれらの金属膜23、24をフォ
トリソグラフィー技術、エッチング技術を用いて金属配
線23、24にする。この金属配線23、24上にプラ
ズマCVD法でシリコン窒化膜25を形成する。形成し
たシリコン窒化膜25上に回転塗布法でポリイミド前駆
体溶液を滴下し約15μmの塗布膜26を形成した後、
露光、現像、熱処理を行い、ポリイミドパターン27を
形成する。尚、露光時の焦点をポリイミド塗布膜表面よ
り上方で合わせることで、パターンボトム部でポリイミ
ドの裾引きを生じさせることが出来る。尚、この裾を引
いた部分を含めて、形成されたポリイミドパターン27
をマスクにシリコン窒化膜25を等方性エッチャーを用
いてパターン加工を行う。この際ポリイミドパターン2
7底部と、パッシベ−ション膜のエッチング速度が等し
くなるかポリイミドの方が若干速くなるようなエッチン
グ条件を用いて行う。具体的には、エッチングガス混合
比CF4 /O2 =6:4、圧力0.8Torr、高周波
電力1000W、時間90秒で行う。このエッチングで
はポリイミドの裾引き部分がマスクとなりシリコン窒化
膜25のエッチングが始まる。この時、本来必要な開口
部よりも内側よりエッチングされ、深さ方向と同じ分だ
けサイドエッチングされる。しかし、ポリイミドパター
ンの裾引き部分も同じ速度でエッチングされるため、ひ
さしが生じることはない。この後、エッチング技術を用
いて反射防止膜24の除去を行い、酸素アッシング処
理、ウェット処理を行う。この工程手順では、ポリイミ
ドのひさし部分がないため、反射防止膜24除去時のエ
ッチング反応生成物が堆積することがないため、除去が
容易に行えることになる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、形成されたひさし
部分を選択的に除去する、又は、ポリイミド膜のひさし
が無くすことで、この部分のデポの堆積が無くなるた
め、後処理におけるデポ剥がれ、再付着を防止すること
が出来、ボンディング密着性、モールド樹脂密着性の良
好で信頼性の高い半導体装置を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(g)は、本発明の実施例1を工程順
に示す縦断面図である。
【図2】(a)〜(f)は、本発明の実施例2を工程順
に示す縦断面図である。
【図3】(a)〜(f)は、従来技術を工程順に示す縦
断面図である。
【図4】(a)〜(e)は、従来の改良技術1を工程順
に示す縦断面図である。
【図5】(a)〜(g)は、従来の改良技術2を工程順
に示す縦断面図である。
【符号の説明】
11、21、31、41、51 半導体基板 12、22、32、42、52 絶縁膜 13、23、33、43、53 Al系金属膜 14、24、34 反射防止膜 15、25、35、44、54 シリコン窒化膜 16、26、36、45、55 ポリイミド膜 56 ネガ型フォトレジスト 17、27、37、46、57 パターン開口部 38 ポリイミドひさし部 19、28 反応生成物

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 素子の作り込まれた半導体基板上に、金
    属膜上に反射防止膜を被着させた構造の金属配線を形成
    した後、パッシベーション膜の形成を行う工程と、パッ
    シベーション膜上に、回転塗布法を用いてポリイミド膜
    を形成し、フォトリソグラフィー技術を用いて、ポリイ
    ミド膜のパターン加工を行った後、熱処理を行う工程
    と、形成したポリイミドパターンをマスクにパッシベー
    ション膜のプラズマエッチングを行う工程と、エッチン
    グ後に酸素アッシングを行う工程と、異方性エッチャー
    で金属膜上の反射防止膜を除去することを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 素子の作り込まれた半導体基板上に、金
    属膜上に反射防止膜を被着させた構造の金属配線を形成
    した後、パッシベーション膜の形成を行う工程と、パッ
    シベーション膜上に、回転塗布法を用いてポリイミド膜
    を形成し、パターンボトム部に裾を引かせるためにポリ
    イミド膜表面よりも上で焦点を合わせて露光をする工程
    と、現像を行ってポリイミド膜のパターン加工を行った
    後、熱処理を行う工程と、ポリイミドパターンをマスク
    にエッチングする際、ポリイミドの裾引き部分とパッシ
    ベーション膜のエッチング速度が同じになるような条件
    でプラズマエッチングを行う工程と、異方性エッチャー
    で金属膜上の反射防止膜を除去することを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11354644A (ja) * 1998-05-11 1999-12-24 Motorola Inc 集積回路の製造方法
JP2005510064A (ja) * 2001-11-12 2005-04-14 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド 半導体素子の接触部及びその製造方法、並びにこれを含む液晶表示装置用薄膜トランジスタアレイ基板及びその製造方法
KR100508748B1 (ko) * 1998-02-05 2005-11-11 삼성전자주식회사 반도체소자의 폴리이미드막 디스컴방법 및 재작업방법
US7737445B2 (en) 2001-11-12 2010-06-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Contact portion of semiconductor device, and thin film transistor array panel for display device including the contact portion

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