JPS5823441A - 樹脂層パタ−ンの形成方法 - 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】 この発明は基体上に形成された樹脂層を所望パターンに
整形する樹脂層パターンの形成方法に関するものである
。

以下、半導体集積回路装置の分野罠適用した場合を例に
挙げて説明する。半導体集積回路装置においては回路の
集積度を高めるために多層配線が広く用いられている。

この多層配線では第１の所望のパターンを有する下層配
線層の上に絶縁層を介して上層配線層を第２の所望パタ
ーンに形成するのであるが、この層間絶縁層に従来は王
として無機絶縁物が使用され、適当なパターンのマスク
を用いてスパッタリング、イオンブレーティング、ｃｖ
ｎなどの方法で形成されていた。

しかし、これらの従来の方法は相当大規模な真空装置を
必要とするなどその形成プルセスは厄介であった。

この発明は以上のよう碌点に鑑みてなされたもので、樹
脂層を用い、これを通常のレジストハターンを介してド
ライエツチングを施すことによって所望パターンの樹脂
層を簡単なプロセスで得る方法を提供することを目的と
している。

以下、この発明を半導体装置の製造に適用した実施例に
ついて説明する。第１図（萄〜（０）はこの発明の一実
施例の各主要段階での状況を示す断面図である。まず、
第２図（ＡＲＫ示すように、シリコン（８１）基板１１
）の上表面全面に蒸着スパッタリングなどＫ“より、ア
ルミニウム（Ａ／）などの金属薄ＩＩ　（２１を約２０
００　Ａの厚さに形成しその上に耐熱性樹脂としてのポ
リイミド樹脂、例えば、電子絶縁コーティング剤８Ｐ５
１０（東し社製：商品名゛）を回転塗布機を用い、３０
００ｒｐｍの回転数で塗布して、□耐熱性樹脂層（３）
を形成し約１００℃で１時間、約２００℃で１時間窒素
雰囲気中でベーキングする。この時の樹脂層（３）の厚
さは約２．４μｍである。次いでその上にポジ形電子線
レジストとしてのＰＭＭム（ポリメチルメタクリレート
）を回転塗布機で約２．４μｍの厚さに塗布してレジス
ト層（４）を形成し約８０℃で３０分間、窒素雰囲気中
で哀−キングする。次いで電子ビーム露光装置を用いて
破線矢印で示すように電子ビームを照射する。この時の
照射電荷量は約７ＸＩＯ１６クーロン／ＣＩｏ２であっ
た。次いで、第１図（Ｂ）に示すように、現偉液として
インプロパツール（工Ｐム）とメチルイソブチルケトン
（ＭＩＢＫ）との混合溶媒を用いて攪拌しながら１２０
秒間浸漬して現像を行う。これＫより電子ビームが照射
した部分が除去されレジストパターンマスク（４ａ）が
形成される。次いで、第１図（０）の段階で、平行平板
形ドライエツチング装置ＤＫＭ４５１（日電アネルバ社
製：商品名）を用い、耐熱性樹脂層（４）のエツチング
を行う０エツチヤントとして酸素（０□）を２０８０　
ＣＭ　（８ｔａｎ４ａｒｌ　ｃｕｂｔａ　Ｃｅｎｔｉｍ
ｅｔｅｒ　ｐｅｒ　Ｍｉｎｕｔｅ）流し、印加電力３０
０Ｗ、圧力０．１１５　ＴＯｒｒにて４分間行った。こ
のとき、耐熱性樹脂はレジストと同様に有機物であるの
で、０□ガス圧よって同時にエツチングされる。

さて、第２図には、本発明の着眼点である。耐熱性樹脂
としてのポリイミド樹脂・（ＥＩ　Ｆ　５１０東し社製
：商品名）の平行平板形ドライエツチング装置によるエ
ツチング速度と、ベーキング温度との関係を示した。同
図かられかるよにポリイミド樹脂は、ベーキング温度に
よってエツチング速度が大きく変わる。実験結果として
、図中の丸印で示すように、エツチング速度は約０．６
μｍ／ｎ＋ｉｎから１．１μｎ７ｍ１　ｎの値が得られ
た。一方、電子線レジストの場合、エツチング速度はベ
ーキング温度にはあまり依存せず約０．５〜０．６μｍ
／’ｍｉｎの値を示す（図示せず）。この結果から予想
されるように、耐熱性樹脂およびレジストの厚みを適当
に選び、同時に、耐熱性樹脂のベーキング温度を適当に
選択すると、耐熱性樹脂お゛よびレジストのエツチング
を同時に行うことができる。

この実施例では、耐熱性樹脂層（３）およびレジスト層
（４）をいずれも２．４μｍの厚さとした結果、第１図
（Ｃ）で示すように、耐熱性樹脂層（３）のエツチング
処理で同時に、レジストパターンマスク（４ａ）の除去
が行われた。また、耐熱性樹脂層（３）のエツチングを
丁度完了する時間（この実施例では３分４０秒間）より
やや長めに行うことによって、第１図（Ｑにおける耐熱
性樹脂パターン層（３ａ）および金属薄膜（２）の表面
を同時に清浄化することができた。更に、得られた耐熱
性樹脂パターン層（３ａ）は第１図（０）の角度θで定
義される断面角度がほぼ９θであシ、極めて高精度のも
のであると同時に、レジストマス、り（４ａ）のパター
ンとの寸法ずれは全くないことを確認した。

なお、上記実施例では耐熱性樹脂のベーキング温度を２
００℃としたが、この温度扛２００℃以下でも２００℃
以上でもよく、樹脂パターンは実施例と同様に為精度で
得られる。（実験では、ベーキング塩度が８０℃から４
６０℃までの範囲で確認した。）また、この発明で拡耐
熱性樹脂のパターンを形成することが目的であるが、上
述の工程でパターンを形成後、再度ベーキング処理をし
ても、断面角度θなどに悪影響な与えることなく、（実
皺では、４６０℃の温度の窒素ガス中に１時間放置の条
件まで確認。）安定なパターンを維持し、熱的信頼性に
も優れていることを確認した。

また、上記実施例では耐熱性樹脂層上のマスク材として
、ホラ形電子線レジストを用いたが、ネガ形レジストを
用いてもよく、耐熱性樹脂層上での成膜性、パターニン
グ性についても変化はなく、また、得られる耐熱性樹脂
パターンにも何勢影蕃はない。

そして、その耐熱性樹脂パターンの解像度は耐熱性樹脂
層自身の厚さには依存せず、使用する電子線レジストの
解偉力の影響を受ける。ポジ形電子線レジストであるＰ
ＭＭＡを用い、ライン幅０．５声ｍ、厚さ３μｍのアス
ペクト比（パターン幅／膜厚）が６のパターンを上述の
方法で得ることができた０ 上記実施例では基板としてＳｌを用いた場合で、この耐
熱性樹脂パターン層に前述のように多層配線の層間絶縁
層として用いる場合もあるが、この耐熱性樹脂パターン
層をマスクにして下地の金属層のエツチングにも使用で
き、従来のホトレジストバタンマスクのみを直接用いて
金属層をエツチングするより良好な結果が得られる。

このように耐熱性樹脂パタ一層は多用性があり、その用
途に応じて基体は、例えばガラス板、セラミック板もし
くはプラスチック板またはその上に、アルミニウム、ク
ロム、ニッケル、鉄、金、白金。

タングステン等の導電体もしくはクロム酸化物、酸化鉄
などの遮光体を蒸着またはスパッタリングで被着させた
ものでよい。

なお、電子線レジストの他の例としては、例えばＰＧＭ
Ａ（日立製作所開発品：商品名）、８ＫＬ−Ｎ（ソマー
ル工業開発品：商品名）などのネガ形のものがある。同
様に、現像液についてもそれぞれのレジストに適合し九
ものを選べばよい。耐熱性樹脂についても５Ｐ５１０を
挙げたが、その他のポリイミド樹脂またはポリアミド樹
脂もしくはポリアミドイミド樹脂でもよい。

以上のように、この発明では基体上の耐熱性樹脂層を電
子線用レジストマスクとしてドライエツチング整形する
に際して、耐熱性樹脂層のベーキング温度および耐熱性
樹脂層とレジスト膜との膜厚比を適当に選んで耐熱性樹
脂層の所望エツチンフイ技術によるものであり、生産現
場への導入が容易なのは勿論、エツチング整形完了後の
レジストマスク除去の工程を要せずに樹脂ノ（ターン層
表面は清浄にされ次工程へ直ちに投入でき工程の簡素化
が可能となる０

【図面の簡単な説明】

第１図（萄〜（Ｃ）はこの発明の一実施例の各主要段階
での状況を示す断面図、第２図は耐熱性樹脂のドライエ
ツチングにおけるエツチング速度とベーキング温度との
関係の一例を示す図である０図において、（ｌ）は基板
（基体の一部）　、＋２１は金属薄膜（基体の一部）、
（３）は耐熱性樹脂層、（４）はレジスト層、（４Ｎ）
　１ルジストマスクである０代理人　　　葛　野　伯　
−（外１名）第１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体上に形成された樹脂層に、その表面上に所望
   パターンに対応するパターンに形成された電子線レジス
   ト膜管マスクとして選択的ドライエツチングを施し上記
   樹脂層を上記所望パターンに整形するに際して、上記樹
   脂層のベーキング温度、および上記樹脂層と上記電子線
   レジスト族との膜厚比を適当に選んで、上記樹脂層の選
   択的ドライエツチングが完了し九時点に上記電子線レジ
   スト膜もエツチング除去を完了するようにすることを特
   徴とする樹脂層パターンの形成方法。
2. （２）樹脂層が耐熱性樹脂層であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の樹脂層パターンの形成方法。
3. （３）耐熱性樹脂層がポリイミド樹脂層であることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の樹脂層パターンの
   形成方法。
4. （４）　ドライエツチングに平行平板形ドライエツチン
   グ装置を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし籐３項のいずれかに記載の樹脂層パターンの形成
   方法。