KR19990012284A - 평탄한 폴리이미드 층간절연막의 제조방법 - Google Patents

Abstract

층간절연막으로 폴리이미드를 사용하여 패턴을 형성할 때 패턴의 가장자리에 발생하는 턱을 제거함으로써 후속하는 금속층 형성시에 상기 턱의 단차로 인해 금속층이 코팅되지 않는 현상을 제거하는 방법을 제공한다. 본 발명은, 폴리이미드로 이루어지며 내부에 홀을 구비하는 층간절연막을 기판 상에 형성하되, 상기 홀의 입구 가장자리에 포토리소그라피 공정에서의 현상액의 내부 침투로 인한 돌출부가 형성되는 단계를 포함한다. 상기 결과물 구조의 상부에 포토레지스트층을 소정의 두께로 코우팅한다. 다음, 상기 돌출부가 제거되어 상기 층간절연막이 평탄화될 때까지 O₂플라즈마를 이용한 포토레지스트 에치백 공정을 수행함으로써 평탄한 폴리이미드 층간절연막을 제조한다. 이때 상기 포토레지스트층을 상기 돌출부의 높이보다 낮게 도포한다.

Description

평탄한 폴리이미드 층간절연막의 제조방법

본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 상세하게는 폴리이미드(polyimide)를 이용한 두꺼운 층간절연막에서 폴리이미드 패턴 상의 고단차 영역을 평탄화하는 방법에 관한 것이다.

휴대폰 등의 무선통신 기기에 있어서, 전송신호의 수신효율은 통화 품질을 좌우하는 중요한 척도이다. 따라서 전송신호가 기기에 도달하여 신호처리 되기 전의 수신과정에서 안테나의 개선이 이루어져 왔는데 최근 반도체 공정을 이용하여 칩상에 안테나를 구현하는 방법이 제시되었다.

그러나 전파의 전자기적인 특성상 안테나 역할을 하는 금속층 사이의 절연층으로서 기존 반도체 장치 제조공정 상의 층간 절연막은 두께가 너무 낮아 적용이 곤란하였다. 이와 관련하여 폴리이미드의 층간절연막으로의 활용이 강구되었다.

그러나 폴리이미드에 비어 패턴을 형성한 후 비어홀 가장자리에 높은 턱이 형성되어 후속하는 금속층 형성공정에서의 포토레지스트 코우팅시 상기 턱으로 인해 코우팅되지 않은 영역이 상기 턱의 상부에 발생하게 되는 문제가 있다. 이와 같이 코우팅되지 않은 영역이 발생하게 되면 포토레지스트를 패터닝한 후 금속층을 식각할 때 상기 턱 부위의 금속층이 끊어져 비어 내부의 금속이 고립되면서 인접 금속 라인과의 디스컨넥션(disconnection)이 생긴다.

이하 도 1 내지 도 4를 참조하여 상기 금속층의 절단문제를 설명한다.

도 1을 참조하면, 금속 기판(10) 상에 홀을 구비하는 두꺼운 폴리이미드 절연막(20)이 형성된다. 다음, 포토레지스트 패턴(30)을 형성하고 이를 노광, 현상한다. 이때 현상액이 도 1에 도시한 바와 같이 폴리이미드 내부로 흡수되면서 폴리이미드가 팽윤(swelling)하게 되고 그 결과 폴리이미드 현상 후 패턴의 가장자리에 도 2에 도시한 바와 같은 턱(21)이 발생하게 된다. 이때 패턴의 상부는 포토레지스트(30)가 덮고 있어 상부로부터의 팽윤은 거의 없다.

도 2를 참조하면, 상기 턱(21)이 발생한 상태에서 금속층(40)과 포토레지스트 패턴(50)이 형성된다. 이때 상기 턱(21)으로 인해 포토레지스트 패턴(50)이 상기 금속층(40)을 충분히 덮지 못하게 되어 비어 패턴 주위를 따라 원형으로 금속이 드러나게 된다.

도 3을 참조하면, 상기한 바와 같이 턱이 형성된 상태에서 금속층(40)을 식각하게 되면 상기 턱으로 인해 드러난 부위의 금속이 식각되어 제거되면서 금속층이 노출되는 부분(22)이 생기게 된다.

비어 패턴 내 금속층과 상기 패턴 외부의 금속층이 서로 단락된 모습을 도 4에 도시하였다. 도 4로부터 알 수 있듯이, 비어 패턴(41)의 가장자리를 따라 원형으로 노출된 부위(22)가 생겨 금속층의 단락이 발생하고 있다.

본 발명은 층간절연막으로 폴리이미드 패턴을 형성할 때 상기 패턴의 가장자리에 형성된 턱을 제거하여 금속층의 사진공정시에 단차로 인해 금속층이 코팅되지 않는 현상을 제거하는 것을 기술적 과제로 한다.

도 1 내지 도 3은 종래의 폴리이미드 층간절연막을 이용한 금속층 형성 공정을 순서대로 도시한 단면도들이고,

도 4는 상기 종래 기술에 의할 때 비어 주위에서 금속층의 단락이 생기는 것을 보여주는 평면도이고,

도 5 내지 도 6은 본 발명에 의한 평탄한 폴리이미드 층간절연막의 제조방법을 순서대로 도시한 단면도들이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 폴리이미드로 이루어지며 내부에 홀을 구비하는 층간절연막을 기판 상에 형성하되, 상기 홀의 입구 가장자리에 포토리소그라피 공정에서의 현상액으로 인한 돌출부가 형성되는 단계를 포함한다. 상기 결과물 구조의 상부에 포토레지스트층을 소정의 두께로 코우팅한다. 다음, 상기 돌출부가 제거되어 상기 층간절연막이 평탄화될 때까지 O₂플라즈마를 이용한 포토레지스트 에치백 공정을 수행함으로써 평탄한 폴리이미드 층간절연막을 제조한다. 이때 상기 포토레지스트층을 상기 돌출부의 높이보다 낮게 도포하는 것이 바람직하다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 5를 참조하면, 금속 기판(100) 상에 홀을 구비한 폴리이미드 층간절연막(110)이 구비되며, 상기 홀의 가장자리에는 현상액의 흡수, 침투로 인한 턱(111)이 발생하여 있다. 상기 구조물의 상부에는 포토레지스트층(120)이 도포되어 있다. 이때 상기 턱(111)이 형성된 부위는 그 높은 단차로 인해 상기 포토레지스트층(120)이 덮히지 못하고 노출되어 있다.

상기 결과물 구조에 대하여 O₂플라즈마를 이용한 포토레지스트 에치백을 실시한다. 이때 상기 턱(111)이 형성된 부위에는 포토레지스트가 도포되어 있지 않고 평탄한 부위에만 포토레지스트가 도포되어 있으므로 폴리 이미드와 포토레지스트의 식각율이 비숫한 것이 바람직하다. 또한, 도 5로부터 알 수 있듯이, 도포되는 포토레지스트는 상기 턱(111)의 높이보다 낮은 것이 바람직하다.

상기 에치백의 결과, 도 6에 도시한 바와 같이 턱(111)이 제거되어 평탄한 폴리이미드(112)막이 얻어진다. 이러한 평탄한 폴리이미드 층간절연막 상에서 후속 공정인 금속층 형성공정을 진행하면 종래와 같이 금속층이 서로 단락되어 연결되지 않는 불량현상이 제거되어진다.

본 발명은 층간절연막으로 사용되는 폴리이미드막이 현상액으로 인해 팽윤되면서 단차가 높은 턱을 발생시킬 때 이를 에치백하여 제거한 후 금속층 증착 공정을 진행하기 때문에 후속 사진 공정에서 금속층의 노출과 단락을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이상 본 발명을 첨부한 도면과 실시에를 들어 설명하였으나 이는 본 발명을 한정적인 것으로 해석되게 하기 위한 것이 아니다. 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자가 용이하게 할 수 있는 변형이라면 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어져야 한다.

Claims (2)

1. 폴리이미드로 이루어지며 내부에 홀을 구비하는 층간절연막을 기판 상에 형성하되, 상기 홀의 입구 가장자리에 포토리소그라피 공정에서의 현상액으로 인한 돌출부가 형성되는 단계;

   상기 결과물 구조의 상부에 포토레지스트층을 소정의 두께로 코우팅하는 단계; 및

   상기 돌출부가 제거되어 상기 층간절연막이 평탄화될 때까지 O₂플라즈마를 이용한 포토레지스트 에치백 공정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평탄한 폴리이미드 층간절연막의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 포토레지스트층을 상기 돌출부의 높이보다 낮게 도포하는 것을 특징으로 하는 평탄한 폴리이미드 층간절연막의 제조방법.