JPH04127434A - 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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JPH04127434A
JPH04127434A JP24950790A JP24950790A JPH04127434A JP H04127434 A JPH04127434 A JP H04127434A JP 24950790 A JP24950790 A JP 24950790A JP 24950790 A JP24950790 A JP 24950790A JP H04127434 A JPH04127434 A JP H04127434A
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JP
Japan
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conductive layer
photosensitive polyimide
layer
layer pattern
opening
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Takashi Ozawa
隆史 小澤
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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] 半導体装置の製造方法に関し、 側面が緩やかな順テーパ形状の第2の開口部を有する第
2の感光性ポリイミド層を形成することができ、第2の
導電性層パターンの断線を生じ難くすることができる半
導体装置の製造方法を提供することを目的とし、 下地の膜上に第1の導電性層を形成する工程と、該第1
の導電性層をパターニングして第1の導電性層パターン
を形成する工程と、該第1の導電性層パターンを覆うよ
うに感光性ポリイミドを塗布、プリベークして第1の感
光性ポリイミド層を形成する工程と、該第1の導電性層
パターン上の領域において、該第1のポリイミド層を露
光、現像及びハーフキュアすることにより該第1の導電
性層パターンが露出する側面が順テーパ形状の第1の開
口部を形成する工程と、該第1のポリイミド層及び該第
1の開口部を覆うように感光性ポリイミドを塗布、プリ
ベークして第2の感光性ポリイミド層を形成する工程と
、該第1の導電性層パターン上の領域において、該第2
の感光性ポリイミド層を露光、現像及びフルキュアする
ことにより該第1の開口部を介して該第1の導電性層パ
ターンが露出する側面が順テーパ形状の第2の開口部を
形成する工程と、該第1、第2の開口部内の該第1の導
電性層パターンとコンタクトするように第2の導電性層
を形成する工程と、該第2の導電性層をパターニングし
て第2の導電性層パターンを形成する工程とを含むよう
に構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、配線基板の製造方法に適用することができ、
特にポリイミドを絶縁層として多層配線を行う配線基板
において、配線の断線を生じ難くしてその信顧性を著し
く向上させることができる半導体装置の製造方法に関す
る。
近時、電子装置の高密度化に伴い、配線基板の小型化が
進み配線パターンの多層化が要求されている。特に、薄
膜ハイブリッド集積回路等においては、セラミック基板
上に多層に導体パターンを高密度に形成する必要がある
。これらの多層導体間の絶縁層として被着が容易で優れ
た耐熱性を有するポリイミドが広く用いられているが、
上下導体の接続性及びポリイミドクシツクによる絶縁性
の劣化等、改良が望まれている。
〔従来の技術] 第3図は従来の半導体装置の製造方法を説明する図であ
り、第3図において、31はA1.O,系セラミック等
からなる基板、32はCr層/ Cu層/ Cr層等か
らなる第1の導電性層パターン、33は例えばネガ型の
第1の感光性ポリイミド層、34は第1の感光性ポリイ
ミド層33に形成された第1の開口部、35は例えばネ
ガ型の第2の感光性ポリイミド層、36は第2の感光性
ポリイミド層35に形成された第2の開口部、37はC
r層/ Cu層ZCr層等からなる第2の導電性層パタ
ーンである。
次に、その製造方法について説明する。
まず、第3図(a)に示すように、例えば基板31上に
Cr、Cu及びCrを順次堆積してCr層/ Cu層/
 Cr層の3層からなる第1の導電性層を形成した後、
例えばRIBにより第1の導電性層をバターニングして
第1の導電性層パターン32を形成する。次いで、第1
の導電性層パターン32を覆うように感光性ポリイミド
を塗布、プリベークして第1の感光性ポリイミド層33
を形成した後、第1の導電性層パターン32上の領域に
おいて、第1の感光性ポリイミド層33を露光、現像及
びフルキュアによりバターニングして第1の導電性層パ
ターン32が露出する側面が順テーパ(45度程度)形
状の第1の開口部34を形成する。ここでは、第1の感
光性ポリイミド層33を露光、現像して側面が略垂直形
状の開口部を形成した後、第1の感光性ポリイミド層3
3をフルキュアしてイミド化及び溶剤等を飛ばすことに
より側面が順テーパ形常の第1の開口部34を形成して
いる。ここでは側面がオーバハングとならず順テーパに
なるのは、ポリイミドの露光時に下地の第1の導電性層
パターン32が金属であるため、光(350〜450μ
m波長)の反射があり、ポリイミドの底まで十分露光す
ることができるからである。
次に、第3図(b)に示すように、第1の感光性ポリイ
ミド層33及び第1の開口部34を覆うように全面に感
光性ポリイミドを塗布、プリベークして第2の感光性ポ
リイミド層35を形成した後、第1の導電性層パターン
32上の領域において、第2の感光性ポリイミド層35
を露光、現像及びフルキュアによりバターニングして第
1の開口部34幅よりも大きな幅の側面が略垂直形状の
第2の開口部36を形成する。ここで、第1の感光性ポ
リイミド層33上に第2の感光性ポリイミド層35を形
成しているのは第1の感光性ポリイミド層33上にゴミ
がある場合ピンホール等の欠陥になり易いため、第2の
感光性ポリイミド層35を更に重ねて欠陥を生じ難くし
て絶縁性を向上させるために形成している。なお、第2
の開口部36はここでは側面が略垂直形状になっている
が、露光の際、下地のフルキュアされた第1の感光性ポ
リイミドll33は光をほとんど反射しないため上部よ
りも下部が露光され難くむしろ側面が逆テーパ形状にな
り易い。
そして、例えばスパッタ法により第15第2の開口部3
4.36内の第1の導電性層パターン32とコンタクト
を取るようにCr、Cu及びCrを順次堆積してCr層
/ Cu層/ Cr層の3層からなる第2の導電性層を
形成した後、例えばRIEにより第2の導電性層をバタ
ーニングして第2の導電性層パターン37を形成するこ
とにより、第3図(C)に示すような多層配線構造を得
ることができる。
(発明が解決しようとする課題〕 上記した従来の半導体装置の製造方法では、第1の感光
性ポリイミド層33形成のためのポリイミド露光時に、
下地が第1の導電性層パターン32という金属であるた
め、光(350〜450μm波長)の反射があり、ポリ
イミドの底まで十分に露光することができるため現像後
のオーバーハングがなく、このためキュア後に側面が4
5〜60度程度の緩やかな類テーパ形状の第1の開口部
34を容易に得ることができる。
しかしながら、第2の感光性ポリイミド層35では、下
地がフルキュアされたポリイミドであるため、光の反射
がほとんどなくポリイミドの底部が露光不足になり易い
。このため、現像時にオーバーハング状態になり易くキ
ュア後に側面が略90度のテーパ形状あるいは逆テーパ
形状の第2の開口部36になってしまい、段差がきつい
ため第2の導電性層パターン37が断線し易いという問
題があった。
そこで、本発明は、側面が緩やかな順テーパ形状の第2
の開口部を有する第2の感光性ポリイミド層を形成する
ことができ、第2の導電性層パターンの断線を生じ難く
することができる半導体装置の製造方法を提供すること
を目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による半導体装置の製造方法は上記目的達成のた
め、下地の股上に第1の導電性層を形成する工程と、該
第1の導電性層をバターニングして第1の導電性層パタ
ーンを形成する工程と、該第1の導電性層パターンを覆
うように感光性ポリイミドを塗布、プリベークして第1
の感光性ポリイミド層を形成する工程と、該第1の導電
性層パターン上の領域において、該第1のポリイミド層
を露光、現像及びハーフキュアすることにより該第1の
導電性層パターンが露出する側面が類テーパ形状の第1
の開口部を形成する工程と、該第1のポリイミド層及び
該第1の開口部を覆うように感光性ポリイミドを塗布、
プリベークして第2の感光性ポリイミド層を形成する工
程と、該第1の導電性層パターン上の領域において、該
第2の感光性ポリイミド層を露光、現像及びフルキュア
することにより該第1の開口部を介して該第1の導電性
層パターンが露出する側面が類テーパ形状の第2の開口
部を形成する工程と、該第1、第2の開口部内の該第1
の導電性層パターンとコンタクトするように第2の導電
性層を形成する工程と、該第2の導電性層をバターニン
グして第2の導電性層パターンを形成する工程とを含む
ものである。
本発明においては、第2の導電性層を例えばCr層/ 
Cu層/ Cr層で構成してもよいが、ポリイミド上に
Cr / Cu / Crを順次スパッターし、バター
ニングした場合、Crの応力としては引張り力が大きく
、しかもポリイミド(40ppa+)、Cr(7ppm
)、Cu (17ppm)の熱膨張率の差によりクラッ
クが入り易い。これに対し、第2の導電性層を例えばC
u層/ T i W層またはCu層/ Cr層で構成し
てもよく、この場合、ポリイミド上に直接Cuをつける
ことにより引張り応力の緩和と、熱膨張差の縮小を図る
ことができ、クラックの発生を生じ難くすることができ
好ましい。
本発明においては、ポリイミド上にスパッターで第2の
導電性層を構成するCu、Ni等を成膜する場合、スパ
ッター時にバイアスを基板側に印加させるのが好ましく
、この場合、スパッターした膜を逆スパッターにより削
るという効果を持たせスパッターさせることができ、つ
き回り性のよい成膜を行うことができる。
〔作用〕
本発明では、第1図に示すように、第1の感光性ポリイ
ミド層3を200〜250’Cでハーフキュアした後、
第2の感光性ポリイミド層5を露光、現像及びフルキュ
アして第2の開口部6を形成している。このため、第2
図に示すように、第1の感光性ポリイミド層3をハーフ
キュアした場合では従来の400°C程度でフルキュア
した場合よりもポリイミド露光時の光の透過率を非常に
大きくすることができ、ポリイミドの底まで十分に露光
することができる。
(実施例〕 第1図及び第2図は本発明に係る半導体装置の製造方法
の一実施例を説明する図であり、第1図は一実施例の製
造方法を説明する図、第2図は本発明の詳細な説明する
図である。これらの図において、■はAf、O,系セラ
ミック等からなる基板、2はCr(TiW等でもよい)
層/ Cu層/Cr(TiW等でもよい)層等からなる
第1の導電性層、2aは第1の導電性層2がバターニン
グされた第1の導電性層パターン、3は例えばネガ型の
第1の感光性ポリイミド層、4は第1の感光性ポリイミ
ド層3に形成された第1の開口部、5ば例えばネガ型の
第2の感光性ポリイミド層、6は第2の感光性ポリイミ
ド層5に形成された第2の開口部、7はCu層/TiW
層(Cu層/ Cr層でもよい)等からなる第2の導電
性層、7aは第2の導電性層7がバターニングされた第
2の導電性層パターンである。
次に、その製造方法について説明する。
まず、第1図(a)に示すように、例えばスパッタ法に
よりA/!、03系セラミツク基板1上にCr、Cu及
びCrを順次堆積して膜厚が例えば500人のCr層、
膜厚が例えば5μmのCu層、膜厚が例えば2000人
のCr層の3層からなる第1の導電性層2を形成した後
、第1図(b)に示すように、例えばRIEにより第1
の導電性層2をバターニングして第1の導電性層パター
ン2aを形成する。
次に、第1図(C)に示すように、第1の導電性層パタ
ーン2aを覆うように感光性ポリイミドを塗布、プリベ
ーク(例えば60〜70°C110分)して膜厚が例え
ば10〜20μmの第1の感光性ポリイミド層3を形成
した後、第1図(d)に示すように、第1の導電性層パ
ターン2a上の領域において、第1の感光性ポリイミド
N3を露光(例えばhfg線、500mJ/ crM 
) 、現像(例えばNMP溶剤)及びハーフキュア(例
えば250〜300°C130分)することにより第1
の導電性層パターン2aが露出する側面が45度程度の
順テーパ形状の第1の開口部4を形成する。
次に、第1図(e)に示すように、第1の感光性ポリイ
ミド層3及び第1の開口部4を覆うように感光性ポリイ
ミドを塗布、プリベーク(例えば60〜70°C110
分)して膜厚が例えば10〜20μmの第2の感光性ポ
リイミド層5を形成した後、第1図(f)に示すように
、第1の導電性層パターン2a上の領域において、第2
の感光性ポリイミド層5を露光(例えばh十g線、10
100O/ afl ) 、現像(例えばNMP溶剤)
及びフルキュア(例えば400’C130分)すること
により、第1の開口部4を介して第1の導電性層パター
ン2aが露出する第1の開口部4幅よりも大きな幅の側
面が45度程度の順テーパ形状の第2の開口部6を形成
する。
次に、第1図(g)に示すように、例えばスパッタ法に
より第1、第2の開口部4.6内の第1の導電性層パタ
ーン2aとコンタクトを取るようにCu、TiWを順次
堆積して膜厚が例えば5μのCu層、膜厚が例えば10
00人のCu層からなる第2の導電性層7を形成する。
なお、ここでは、Cuスパッタ時にバイアスを印加し、
その条件はDCスパッタパワー0.5〜IKW、、RF
バイアス200■程度である。
そして、例えばRIHにより第2の導電性層7をパター
ニングして第2の導電性層パターン7aを形成すること
により、第1図(h)に示すような多層配線構造を得る
ことができる。
すなわち、上記実施例では、第1の感光性ポリイミド層
3を200〜250°Cでハーフキュアした後、第2の
感光性ポリイミド層5を露光、現像及びフルキュアして
第2の開口部6を形成している。このため、第2図に示
すように、第1の感光性ポリイミド層3をハーフキュア
した場合では従来の400 ”C程度でフルキュアした
場合よりもポリイミド露光時の光の透過率を非常に大き
くすることができ、ポリイミドの底まで十分に露光する
ことができる。このため、第1の導電性層パターン2a
上に第1の開口部4を有する第1の感光性ポリイミド層
3を形成する場合と同様、現像後のオーバーハングなく
、フルキュア後に側面が緩やかな順テーパ形状の第2の
開口部6を有する第2の感光性ポリイミド層5を形成す
ることができる。したがって、段差を緩やかにすること
ができ、第2の導電性層パターン7aの断線を生じ難く
することができる。
(発明の効果〕 そこで、本発明は、側面が緩やかな順テーパ形状の第2
の開口部を有する第2の感光性ポリイミド層を形成する
ことができ、第2の導電性層パターンの断線を生じ難く
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明に係る半導体装置の製造方法
の一実施例を説明する図であり、第1図は一実施例の製
造方法を説明する図、第2図は本発明の詳細な説明する
図、 第3図は従来例の製造方法を説明する図である。 ・・・・・・基板、 ・・・・・・第1の導電性層、 a・・・・・・第1の導電性層パターン、・・・・・・
第1の感光性ポリイミド層、・・・・・・第1の開口部
、 ・・・・・・第2の感光性ポリイミド層、・・・・・・
第2の開口部、 ・・・・・・第2の導電性層、 a・・・・・・第2の導電性層パターン。 4:第1の開口部 一実施例の製造方法を説明する図 第 図 5:第2の感光性ポリイミド層 6:第2の開口部 7:第2の導電性層 7a:第2の導電性層パターン 一実施例の製造方法を説明する図 第 図 本発明の詳細な説明する図 第 図 従来例の製造方法を説明する図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 下地の膜(1)上に第1の導電性層(2)を形成する工
    程と、 該第1の導電性層(2)をパターニングして第1の導電
    性層パターン(2a)を形成する工程と、該第1の導電
    性層パターン(2a)を覆うように感光性ポリイミドを
    塗布、プリベークして第1の感光性ポリイミド層(3)
    を形成する工程と、該第1の導電性層パターン(2a)
    上の領域において、該第1のポリイミド層(3)を露光
    、現像及びハーフキュアすることにより該第1の導電性
    層パターン(2a)が露出する側面が順テーパ形状の第
    1の開口部(4)を形成する工程と、該第1のポリイミ
    ド層(3)及び該第1の開口部(4)を覆うように感光
    性ポリイミドを塗布、プリベークして第2の感光性ポリ
    イミド層(5)を形成する工程と、 該第1の導電性層パターン(2a)上の領域において、
    該第2の感光性ポリイミド層(5)を露光、現像及びフ
    ルキュアすることにより該第1の開口部(4)を介して
    該第1の導電性層パターン(2a)が露出する側面が順
    テーパ形状の第2の開口部(6)を形成する工程と、 該第1、第2の開口部(4、6)内の該第1の導電性層
    パターン(2a)とコンタクトするように第2の導電性
    層(7)を形成する工程と、該第2の導電性層(7)を
    パターニングして第2の導電性層パターン(7a)を形
    成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
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