JPH02299234A - ポリイミド膜のエッチング方法 - 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】 〔概　要］ ポリイミド膜のエツチング方法に関し、ポリイミド膜の
エツチングレートを高め、かつエツチングの安定化を図
ることのできるポリイミド膜のエツチング方法を提供す
ることを目的とし、硬化させた基板上のポリイミド膜を
、１１０’Ｃ以上に温められたフェノールの成分をもつ
溶液に浸漬した後、アミン系の溶剤とヒドラジンとの混
合液に浸漬してポリイミド膜をエツチングすることを含
み構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ポリイミド膜のエンチング方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、半導体集積回路装置の保護膜として、ポリイミド
膜が用いられている。

第４図はこのようなポリイミド膜のバターニング方法を
示す断面図である。

まず、同図（ａ）に示すように、ｉ積回路の形成された
基板ｌ上にポリイミド溶液を塗布した後、３５０℃で加
熱して硬化させ、ポリイミド膜を形成する。

次いで、同図（ｂ）に示すように、ポリイミドＨ，２上
にレジスト膜３を形成した後、パターニングする。その
後、レジスト膜３をマスクとしてヒドラジン／エチレン
ジアミン（含有率２０％）混合液でポリイミド膜２をエ
ツチングする。

次いで、レジス）Ｈ３を除去すると、保護Ｊｌｆｆとし
てのポリイミド膜２が形成された半導体集積回路装置が
完成する。

〔発明が解決しようとする課題］ 近年、α線防御のため少なくとも５０μｍ程度の厚いポ
リイミド膜を形成することが要求されている。

ところで、ヒドラジン／エチレンジアミン（含有率２０
％）に対するポリイ＼ドＩ′Ｐｊ、のエツチングレート
は、約０．３μｍ／分と極めて遅いので、同図（ｂ）の
ポリイミド膜のエツチング除去に約１７０分という長時
間を要するという問題がある。

この対策として、ポリイミド溶液の硬化のための加熱を
、温度２００℃程度に抑えて行い、ポリイミド溶液を完
全に硬化させないで、そのエツチングレートを高める方
法がある。

しかし、この場合には、ポリイミド膜を十分に硬化させ
ていないので、エツチング毎に常に同じキュア状態にす
るのが難しく、エツチングレートが安定しない。このた
め、エンチングのための時間を決めるのが難しく、ポリ
イミド膜を完全に除去しようとするとオーバーエ・ンチ
ングとなり、所望のパターン形状を得にくい。従って、
下地の集積回路が完全に被覆されない場合もあり、α線
防ｊｎに対して問題がある。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、ポリイミド膜のエツチングレートを高め、かつエツチ
ングの安定化を図ることのできるポリイミド膜のエツチ
ング方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記した課題は、硬化させた基板上のポリイミド膜を、
１１０℃以上に温められたフェノールを成分として含む
溶液に浸漬した後、アミン系の溶剤とヒドラジンとの混
合液に浸漬してポリイミド膜を工・ンチングすることに
よってり達成される。

〔作　用〕

第２図は、本願発明者の実験により得た溶液の温度と、
これに浸漬したポリイミド膜のエツチングレートとの関
係を示す図である。

実験では、ポリイミド膜を浸漬する溶液としてフェノー
ルを成分として含む溶液が用いられ、ポリイミド膜のエ
ツチング液としてヒドラジン／エチレンジアミン（含有
率２０％）の混合液が用いられている。また、ポリイミ
ド膜はポリイミド溶液を温度３５０℃で加熱・硬化する
ことにより形成されている。

同図に示すように、溶液の温度が１！０℃を越えるあた
りからポリイミド膜のエツチングレートが次第に大きく
なり、実用的になってきている。

これは、溶液の温度が１１０℃以上の高温になると、ポ
リイミド膜と化学反応するフェノールの量が？ａ、温と
ともに増え、更に、この反応生成物がポリイミド膜のエ
ツチング液中のヒドラジンと反応してエツチングが促進
されるためと考えられる。

なお、ポリイミド膜は完全に硬化された後に、エツチン
グされるので、エツチングレートは安定している。そし
て、そのエンチングレートは溶液の温度によって一義的
に決定できる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図を参照しながら説明す
る。

■本発明の第１の実施例 第１図（ａ）〜（ｄ）は、本発明のポリイミド膜のエツ
チング方法を、集積回路装置の保３１！腰としてのポリ
イミド膜に適用する第１の実施例についての説明断面図
である。

まず、同図（ａ）に示すように、集積回路装置の形成さ
れた基板４にポリイミド溶液５を厚さ５０μｍ程度にな
るように塗布した後、温度３５０℃で加熱してポリイミ
ド溶液５を硬化させ、ポリイミド膜を形成する。

次に、同図（ｂ）に示すように、ポリイミド膜５ａの形
成された基板４を、温度１４０″Ｃに温められたフェノ
ールを含む溶液、例えばテトラクロロエチレン／フェノ
ール／オルトジクロルベンゼン（混合比３１：５）混合
溶液あるいは芳香族炭化水素／フエトル／アルキルベン
ゼンスルフォン酸（混合比６：２１）混合溶液に１５分
間浸漬する。その後、基板４に付着した溶液を専用のリ
ンス液で洗い落とした後、アルコールで洗浄する。続い
てこれを水洗いした後、乾燥する。

次に、同図（ｃ）に示すように、レジスト膜６を形成し
た後、パターニングする０次いで、ヒドラジン／エチレ
ンジアミン（含有率２０％）の混合液に浸漬し、レジス
ト膜６をマスクとしてポリイミド膜５ａをエツチングす
る。

このとき、第２図に示すようにヒドラジン／エチレンジ
アミン混合液に対するボリイミｌ′膜５ａのエツチング
レートは浸漬した溶液の温度に対応して約２μｍ／分に
なっており、ポリイミド膜５ａは約２５分という非常に
短い時間でエツチングされる。

次に、第１図（ｄ）に示すように、約１００℃に温めら
れたレジスト剥離液に浸漬してレジストｌＩ２６を除去
する。このとき、ポリイミドＱ５ａは十分に硬化が行わ
れているので、レジスト剥離液に浸されることはない。

このようにして、α線保護膜としてのポリイミド１Ｉｆ
ｆ５ａの形成された集積回路装置が短時間で完成する。

このように、本発明の第１の実施例によれば、ポリイミ
ドＭ５ａを完全に硬化させているので、エツチングレー
トは安定しており、毎回のエツチング時間はほぼ一定し
ている。そして、その値は浸漬する溶液の温度によって
決めることができる。

このため、オーバーエツチングもな（、所望のパターン
形状が得られるので、α線防御も確実に行われる。

■本発明の第２の実施例 第３図（ａ）〜（ｅ）は、本発明のポリイミド膜のエツ
チング方法を、集積回路装置の保ｆｉｌ！膜としてのポ
リイミド膜に通用する第２の実施例を説明する断面図で
ある。

第１の実施例と異なる点は、ポリイミド膜のエツチング
のためのマスクとしてレジスト膜の他に５ｉｓＮ４Ｆｌ
を用い、かつエツチングされる部分のポリイミド膜のみ
にエツチングを促進するための溶液を含浸させているこ
とである。

まず、同図（ａ）に示すように、集積回路装置の形成さ
れた基板４にポリイミド溶液５を厚さ５０μｍ塗布した
後、温度３５０℃で加熱してポリイミド溶液５を硬化さ
せ、ポリイミド膜を形成する。

次に、同図（ｂ）に示すように、ポリイミド膜５ａの上
に厚さ０．５μｍ程度の５ｉ３Ｎａ　膜７をＣＶＤ法に
より形成する。

次いで、同図（Ｃ）に示すように、レジスト膜８を形成
した後、レジスト膜８をバターニングする。続いて、加
熱されたリン酸に浸漬してレジスト膜８の開口部からｓ
＋、ｓ、腋７をエツチングし、ポリイミド膜５ａを露出
させる。

次に、同図（ｄ）に示すように、温度１４０℃に温めら
れたフェノールを含む溶液、例えばテトラクロロエチレ
ン／フェノール／オルトジクロルベンゼン（混合比３１
：５）混合溶液、あるいは芳香族炭化水素／フェトル／
アルキルベンゼンスルフォン酸（混合比６：２：２）混
合溶液にこの基板４を約１５分間浸漬する。すると、こ
の溶液はＳｉｘＮａｍ１の開口部を介して後に除去され
る部分のポリイミドｌｌｌ！５ａ中にのみ、しみ込む、
その後、専用のリンス液で残存した溶液を洗い落とした
後、アルコールで洗浄する。続いて、これを水洗いした
後、乾燥する１次に、約１００℃に温められたレジスト
剥離液に浸漬してレジスト膜８を除去する。このとき、
残存しているポリイミドｆｉ５ａはＳｉ３Ｎ４膜７で被
覆されているので、レジスト剥離液にさらされているこ
とはない。これにより、更に十分にポリイミド１１５ａ
を保護できる。

なお、レジストｌ！！８は、そのままつけておいてもよ
い。

次いで、同図（ｅ）に示すように、ヒドラジン／エチレ
ンジアミン（含有率２０％）混合液に浸漬し、Ｓｉ、Ｎ
、　Ｗｌ！７の開口部を介してポリイミド膜５ａをエツ
チングする。このとき、開口部領域のポリイミド１１９
５ａにはエツチングの促進のための溶液がしみ込んでい
るので、この領域のポリイミド膜５ａのエツチングレー
トは第２図に示すように、この溶液の温度に対応して約
２μｍ／分と大きくなっており、厚さ５０ａｍのポリイ
ミド膜５ａは約２５分という短時間でエツチングされる
。

またエツチングを促進するための溶液は、除去される部
分のポリイミドｌｉ５．ａにのみ含浸されているので、
横方向のエツチングも起こらず、パターン形状の更によ
いものが得られる。このため、α線防御も確実に行われ
る。

このようにして、α線防御のための保ＩＭとしてのポリ
イミド膜５ａの形成された集積回路装置が完成する。

なお、ポリイミド膜５ａのエツチングの際にマスクとし
て用いたＳｉ　２Ｎ４膜７は保護膜としてそのまま残し
てもよい。

（発明の効果） 以上のように、本発明のポリイミド１りのエツチング方
法によれば、エンチングレートを高め、かつエツチング
の安定化を図ることができる。このため、スルーブツト
の向上が図れ、かつパターン形状も所望のものが得られ
、装置の信頼性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施例を説明
する断面図、 第２図は、溶液の温度とポリイミド膜のエツチングレー
トとの関係を示す図、 第３図は、（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第２の実施例を
説明する断面図、 第４図（ａ）〜（Ｃ）は、従来例のポリイミド膜のエツ
チング方法を説明する断面図である。 （符号の説明） １．４・・・基板、 ２．５・・・ポリイミド溶液、 ２ａ、５ａ・・・ポリイミド膜、 ３．６．８・・・レジスト膜、 ７・・・Ｓｉ３Ｎ、膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　硬化させた基板上のポリイミド膜を、１１０℃以上に
   温められたフェノールを成分として含む溶液に浸漬した
   後、アミン系の溶剤とヒドラジンとの混合液で、該ポリ
   イミド膜をウェットエッチングすることを特徴とするポ
   リイミド膜のエツチング方法。