JPH06291097A - ポリイミド樹脂膜の微細加工方法 - Google Patents
ポリイミド樹脂膜の微細加工方法Info
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- JPH06291097A JPH06291097A JP7987093A JP7987093A JPH06291097A JP H06291097 A JPH06291097 A JP H06291097A JP 7987093 A JP7987093 A JP 7987093A JP 7987093 A JP7987093 A JP 7987093A JP H06291097 A JPH06291097 A JP H06291097A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ポリイミド樹脂の様な有機薄膜を用いた層間
絶縁膜にコンタクトホールを形成する際、該コンタクト
ホール断面に順テーパー角を与えて、上層配線の断線を
防ぐ事を目的とする。 【構成】 ポリイミド樹脂等の有機樹脂膜からなる層間
絶縁膜上にフォトレジストを形成し、フォトレジストを
後退させながら層間絶縁膜をドライエッチングを行って
コンタクトホール断面に順テーパー角を設ける。この時
ＳｉＦ或いはＮＯのプラズマ発光の強度変化をモニター
して層間絶縁膜のエッチング終点検出に用いる。
絶縁膜にコンタクトホールを形成する際、該コンタクト
ホール断面に順テーパー角を与えて、上層配線の断線を
防ぐ事を目的とする。 【構成】 ポリイミド樹脂等の有機樹脂膜からなる層間
絶縁膜上にフォトレジストを形成し、フォトレジストを
後退させながら層間絶縁膜をドライエッチングを行って
コンタクトホール断面に順テーパー角を設ける。この時
ＳｉＦ或いはＮＯのプラズマ発光の強度変化をモニター
して層間絶縁膜のエッチング終点検出に用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置や半導体装
置の多層配線に用いるポリイミド樹脂膜の微細加工方法
に関する。
置の多層配線に用いるポリイミド樹脂膜の微細加工方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリイミド樹脂膜の微細加工方法として
はポリイミド樹脂膜の完全硬化後にヒドラジン系エッチ
ャントを用いるもの、半硬化時に上層のフォトレジスト
現像と同時にウエットエッチングを行うもの、完全硬化
後にドライエッチングを行うもの、さらにはポリイミド
樹脂に感光性を持たせ通常のフォトレジストの如くパタ
ーニングを行うものの４種類がある。しかし２〜３μｍ
以下のパターン寸法を得るためにはドライエッチングが
精度上望ましい。ドライエッチングの場合使用ガスの主
成分は酸素であるが、この場合ポリイミド樹脂上のエッ
チングマスクには酸素プラズマに対し耐性を持たせる方
がパターニング上有利なので、電子材料１９８８年１２
月号４６頁記載の如く、ポリイミド樹脂のエッチングマ
スクにはＭｏ薄膜などの金属薄膜を用いたりする。
はポリイミド樹脂膜の完全硬化後にヒドラジン系エッチ
ャントを用いるもの、半硬化時に上層のフォトレジスト
現像と同時にウエットエッチングを行うもの、完全硬化
後にドライエッチングを行うもの、さらにはポリイミド
樹脂に感光性を持たせ通常のフォトレジストの如くパタ
ーニングを行うものの４種類がある。しかし２〜３μｍ
以下のパターン寸法を得るためにはドライエッチングが
精度上望ましい。ドライエッチングの場合使用ガスの主
成分は酸素であるが、この場合ポリイミド樹脂上のエッ
チングマスクには酸素プラズマに対し耐性を持たせる方
がパターニング上有利なので、電子材料１９８８年１２
月号４６頁記載の如く、ポリイミド樹脂のエッチングマ
スクにはＭｏ薄膜などの金属薄膜を用いたりする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ポリイミド樹脂に開口
したコンタクトホールのアスペクト比が大きい場合、コ
ンタクトホール断面に順テーパーが付いている方が上層
配線は断線を起こしにくい。しかしながらドライエッチ
ングで、なおかつ金属薄膜の如く非後退マスクを用いる
と断面形状は垂直あるいはオーバーハング形状を呈す
る。従って上層配線は断線を起こし易くなる。
したコンタクトホールのアスペクト比が大きい場合、コ
ンタクトホール断面に順テーパーが付いている方が上層
配線は断線を起こしにくい。しかしながらドライエッチ
ングで、なおかつ金属薄膜の如く非後退マスクを用いる
と断面形状は垂直あるいはオーバーハング形状を呈す
る。従って上層配線は断線を起こし易くなる。
【０００４】従ってドライエッチングを行いながらもコ
ンタクト形状に順テーパーを与えることが望ましいが、
そのためにはフォトレジストの様にエッチング中に後退
する材質をエッチングマスクに選択せねばならない。と
ころでポリイミド樹脂のような有機薄膜のエッチング終
点検出は通常ＣＯプラズマ発光の強度変化を用いるが、
フォトレジストのように同じく有機薄膜をエッチングマ
スクに用いるとこの検出方法は使用困難である。
ンタクト形状に順テーパーを与えることが望ましいが、
そのためにはフォトレジストの様にエッチング中に後退
する材質をエッチングマスクに選択せねばならない。と
ころでポリイミド樹脂のような有機薄膜のエッチング終
点検出は通常ＣＯプラズマ発光の強度変化を用いるが、
フォトレジストのように同じく有機薄膜をエッチングマ
スクに用いるとこの検出方法は使用困難である。
【０００５】
（手段１） 本発明はポリイミド樹脂等の有機樹脂を用
いた層間絶縁膜の微細加工において、前記層間絶縁膜を
硬化させた後、前記層間絶縁膜のドライエッチングをフ
ロン系ガスと酸素の混合ガスによるプラズマで行い、前
記層間絶縁膜のエッチングが終了したと判断された時点
でフロン系ガスの供給を停止してオーバーエッチングを
酸素ガスのみで行う事を特徴とする。
いた層間絶縁膜の微細加工において、前記層間絶縁膜を
硬化させた後、前記層間絶縁膜のドライエッチングをフ
ロン系ガスと酸素の混合ガスによるプラズマで行い、前
記層間絶縁膜のエッチングが終了したと判断された時点
でフロン系ガスの供給を停止してオーバーエッチングを
酸素ガスのみで行う事を特徴とする。
【０００６】（手段２） 本発明は層間絶縁膜の被エッ
チング部の下層膜がシリコンまたは酸化シリコンなどの
シリコン含有層であり、かつポリイミド樹脂などの有機
樹脂を用いた前記層間絶縁膜の微細加工において、前記
層間絶縁膜を硬化させた後、前記層間絶縁膜のドライエ
ッチングをフロン系ガスと酸素の混合ガスによるプラズ
マで行い、かつエッチング終点検出をＳｉＦ4 またはＳ
ｉＦのプラズマ発光でモニターする工程からなる事を特
徴とする。
チング部の下層膜がシリコンまたは酸化シリコンなどの
シリコン含有層であり、かつポリイミド樹脂などの有機
樹脂を用いた前記層間絶縁膜の微細加工において、前記
層間絶縁膜を硬化させた後、前記層間絶縁膜のドライエ
ッチングをフロン系ガスと酸素の混合ガスによるプラズ
マで行い、かつエッチング終点検出をＳｉＦ4 またはＳ
ｉＦのプラズマ発光でモニターする工程からなる事を特
徴とする。
【０００７】（手段３） 本発明はポリイミド樹脂等の
窒素を含む有機樹脂を用いた層間絶縁膜の微細加工にお
いて、前記層間絶縁膜を硬化させる工程と、前記層間絶
縁膜のエッチングマスクとしてオルソジアゾナフトキノ
ン−ノボラック樹脂系フォトレジストを用い、前記フォ
トレジストの塗布、プレベーク、露光、現像を順に行う
工程と、さらに前記フォトレジストを全面露光した上で
ポストベークを行う工程と、前記層間絶縁膜を酸素ガス
を用いてドライエッチングを行う工程からなる事を特徴
とする。
窒素を含む有機樹脂を用いた層間絶縁膜の微細加工にお
いて、前記層間絶縁膜を硬化させる工程と、前記層間絶
縁膜のエッチングマスクとしてオルソジアゾナフトキノ
ン−ノボラック樹脂系フォトレジストを用い、前記フォ
トレジストの塗布、プレベーク、露光、現像を順に行う
工程と、さらに前記フォトレジストを全面露光した上で
ポストベークを行う工程と、前記層間絶縁膜を酸素ガス
を用いてドライエッチングを行う工程からなる事を特徴
とする。
【０００８】（手段４） 本発明はポリイミド樹脂等の
窒素を含む有機樹脂を用いた層間絶縁膜の微細加工にお
いて、前記層間絶縁膜を硬化させる工程と、前記層間絶
縁膜のエッチングマスクとしてオルソジアゾナフトキノ
ン−ノボラック樹脂系フォトレジストを用い、前記フォ
トレジストの塗布、プレベーク、露光、現像を順に行う
工程と、さらに前記層間絶縁膜を全面露光した上でポス
トベークを行う工程と、前記層間絶縁膜を酸素ガスを用
いてドライエッチングを行う工程と、前記層間絶縁膜の
エッチング終点検出をＮＯのプラズマ発光でモニターす
る工程からなる事を特徴とする。
窒素を含む有機樹脂を用いた層間絶縁膜の微細加工にお
いて、前記層間絶縁膜を硬化させる工程と、前記層間絶
縁膜のエッチングマスクとしてオルソジアゾナフトキノ
ン−ノボラック樹脂系フォトレジストを用い、前記フォ
トレジストの塗布、プレベーク、露光、現像を順に行う
工程と、さらに前記層間絶縁膜を全面露光した上でポス
トベークを行う工程と、前記層間絶縁膜を酸素ガスを用
いてドライエッチングを行う工程と、前記層間絶縁膜の
エッチング終点検出をＮＯのプラズマ発光でモニターす
る工程からなる事を特徴とする。
【０００９】
（実施例１） ガラス基板１０１上に多結晶シリコンを
１０００Å堆積し、所定の形状にパターニングを行って
下層配線１０２を得る。この後層間絶縁膜１０３とし
て、例えば日産化学社製ＲＮ８１２のようなポリイミド
樹脂を２μｍ程度の膜厚となるよう塗布し、オーブンを
用いて３００℃の窒素雰囲気中で樹脂の焼成を行う。次
に３μｍ程度の膜厚のフォトレジスト１０４を形成し、
層間絶縁膜１０３のエッチングマスクとする。層間絶縁
膜１０３のエッチングにはドライエッチングとして反応
性イオンエッチング（以下ＲＩＥ）法を用いた。エッチ
ングは５０ｍＴｏｒｒ、ＲＦ入力１９３mW/cm2、ＣＨＦ
3 ガス流量１sccm、Ｏ2 ガス流量２０sccmで行った。こ
のエッチングの際にＳｉＦ4 プラズマ発光の強度変化を
観測することにより、層間絶縁膜１０３のエッチング終
点検出を行った。層間絶縁膜１０３の被エッチング部分
下の下層配線１０２が露出した段階でＳｉＦ4プラズマ
発光強度は増加するが、この時点からＣＨＦ3 ガスの供
給を停止し、Ｏ2 ガスのみでオーバーエッチングを行っ
た。エッチング終了後剥離液にてフォトレジスト１０４
を剥離し、層間絶縁膜１０３の加工工程を終了する。
１０００Å堆積し、所定の形状にパターニングを行って
下層配線１０２を得る。この後層間絶縁膜１０３とし
て、例えば日産化学社製ＲＮ８１２のようなポリイミド
樹脂を２μｍ程度の膜厚となるよう塗布し、オーブンを
用いて３００℃の窒素雰囲気中で樹脂の焼成を行う。次
に３μｍ程度の膜厚のフォトレジスト１０４を形成し、
層間絶縁膜１０３のエッチングマスクとする。層間絶縁
膜１０３のエッチングにはドライエッチングとして反応
性イオンエッチング（以下ＲＩＥ）法を用いた。エッチ
ングは５０ｍＴｏｒｒ、ＲＦ入力１９３mW/cm2、ＣＨＦ
3 ガス流量１sccm、Ｏ2 ガス流量２０sccmで行った。こ
のエッチングの際にＳｉＦ4 プラズマ発光の強度変化を
観測することにより、層間絶縁膜１０３のエッチング終
点検出を行った。層間絶縁膜１０３の被エッチング部分
下の下層配線１０２が露出した段階でＳｉＦ4プラズマ
発光強度は増加するが、この時点からＣＨＦ3 ガスの供
給を停止し、Ｏ2 ガスのみでオーバーエッチングを行っ
た。エッチング終了後剥離液にてフォトレジスト１０４
を剥離し、層間絶縁膜１０３の加工工程を終了する。
【００１０】以上の実施例により層間絶縁膜１０３をＦ
元素添加による増速エッチングができるのみならず、層
間絶縁膜１０３の被エッチング部分の下層膜が多結晶シ
リコンや酸化シリコンの様なシリコン含有膜である時
に、ＳｉＦ4 プラズマ発光の観測によりエッチング終点
検出が可能となった。従って下層配線が露出したと同時
にフロン系ガスの供給を停止でき、下層配線がＣＨＦ3
などのフロン系ガスでエッチングされる材質であっても
該下層配線のエッチング進行を防ぐ事ができる。
元素添加による増速エッチングができるのみならず、層
間絶縁膜１０３の被エッチング部分の下層膜が多結晶シ
リコンや酸化シリコンの様なシリコン含有膜である時
に、ＳｉＦ4 プラズマ発光の観測によりエッチング終点
検出が可能となった。従って下層配線が露出したと同時
にフロン系ガスの供給を停止でき、下層配線がＣＨＦ3
などのフロン系ガスでエッチングされる材質であっても
該下層配線のエッチング進行を防ぐ事ができる。
【００１１】同時にフォトレジストをエッチングマスク
として使用可能になったので、コンタクトホール形状に
順テーパーを与える事が可能になった。
として使用可能になったので、コンタクトホール形状に
順テーパーを与える事が可能になった。
【００１２】また本実施例ではエッチング終点検出にＳ
ｉＦ4 プラズマ発光を用いた例を示したがが、ＳｉＦプ
ラズマ発光を用いる事もできた。
ｉＦ4 プラズマ発光を用いた例を示したがが、ＳｉＦプ
ラズマ発光を用いる事もできた。
【００１３】（実施例２） ガラス基板２０１上に多結
晶シリコンを１０００Å堆積し、所定の形状にパターニ
ングを行って下層配線２０２を得る。この後層間絶縁膜
２０３として、例えば日産化学社製ＲＮ８１２のような
ポリイミド樹脂を２μｍ程度の膜厚となるよう塗布し、
オーブンを用いて３００℃の窒素雰囲気中で樹脂の焼成
を行う。次に例えば東京応化社製ＴＳＭＲ８７００の様
な感光基にオルソジアゾナフトキノンを用いてあるノボ
ラック樹脂系フォトレジスト２０４を３μｍ程度の膜厚
になるよう塗布、プレベーク、露光、現像を順に行う。
この後フォトレジスト２０４に全面露光を行い、１５０
℃１時間空気雰囲気中でポストベークを行ってエッチン
グマスクを得る。層間絶縁膜２０３のエッチングにはＲ
ＩＥ法を用いた。エッチングは５０ｍＴｏｒｒ、ＲＦ入
力１９３mW/cm2、Ｏ2 ガス流量２０sccmで行った。この
エッチングの際に波長２５６０ÅのＮＯプラズマ発光の
強度変化を観測することにより、層間絶縁膜２０３のエ
ッチング終点検出を行った。エッチング終了後残存して
いるフォトレジスト２０４を剥離液にて剥離し、層間絶
縁膜２０３の加工工程を終了した。
晶シリコンを１０００Å堆積し、所定の形状にパターニ
ングを行って下層配線２０２を得る。この後層間絶縁膜
２０３として、例えば日産化学社製ＲＮ８１２のような
ポリイミド樹脂を２μｍ程度の膜厚となるよう塗布し、
オーブンを用いて３００℃の窒素雰囲気中で樹脂の焼成
を行う。次に例えば東京応化社製ＴＳＭＲ８７００の様
な感光基にオルソジアゾナフトキノンを用いてあるノボ
ラック樹脂系フォトレジスト２０４を３μｍ程度の膜厚
になるよう塗布、プレベーク、露光、現像を順に行う。
この後フォトレジスト２０４に全面露光を行い、１５０
℃１時間空気雰囲気中でポストベークを行ってエッチン
グマスクを得る。層間絶縁膜２０３のエッチングにはＲ
ＩＥ法を用いた。エッチングは５０ｍＴｏｒｒ、ＲＦ入
力１９３mW/cm2、Ｏ2 ガス流量２０sccmで行った。この
エッチングの際に波長２５６０ÅのＮＯプラズマ発光の
強度変化を観測することにより、層間絶縁膜２０３のエ
ッチング終点検出を行った。エッチング終了後残存して
いるフォトレジスト２０４を剥離液にて剥離し、層間絶
縁膜２０３の加工工程を終了した。
【００１４】実施例中でフォトレジストに全面露光をか
けたのは、フォトレジスト中の感光基であるオルソジア
ゾナフトキノンから光照射によりＮ2 を離脱せしめん為
である。エッチングマスクであるフォトレジスト２０４
からＮ元素が離脱すると、層間絶縁膜中のＮ元素による
ＮＯプラズマ発光信号が明瞭に現れるので、故に層間絶
縁膜２０３の終点検出が容易になった。同時にフォトレ
ジストをエッチングマスクとして使用可能になったた
め、層間絶縁膜２０３のコンタクトホール形状に順テー
パー角を与える事ができた。
けたのは、フォトレジスト中の感光基であるオルソジア
ゾナフトキノンから光照射によりＮ2 を離脱せしめん為
である。エッチングマスクであるフォトレジスト２０４
からＮ元素が離脱すると、層間絶縁膜中のＮ元素による
ＮＯプラズマ発光信号が明瞭に現れるので、故に層間絶
縁膜２０３の終点検出が容易になった。同時にフォトレ
ジストをエッチングマスクとして使用可能になったた
め、層間絶縁膜２０３のコンタクトホール形状に順テー
パー角を与える事ができた。
【００１５】
【発明の効果】本発明を用いれば、ポリイミド樹脂を用
いた層間絶縁膜のエッチングマスクとして、エッチング
中に後退するフォトレジストの使用が可能になり、故に
層間絶縁膜のコンタクトホール形状に順テーパー角を設
ける事が可能になった。
いた層間絶縁膜のエッチングマスクとして、エッチング
中に後退するフォトレジストの使用が可能になり、故に
層間絶縁膜のコンタクトホール形状に順テーパー角を設
ける事が可能になった。
【００１６】また、従来必要であった、層間絶縁膜上に
エッチングマスクとなる金属薄膜を設ける工程と、該金
属薄膜をパターニングする工程と、層間絶縁膜のエッチ
ング終了後該金属薄膜を剥離する工程が省略できるの
で、工程の簡略化及び低コスト化が可能になった。
エッチングマスクとなる金属薄膜を設ける工程と、該金
属薄膜をパターニングする工程と、層間絶縁膜のエッチ
ング終了後該金属薄膜を剥離する工程が省略できるの
で、工程の簡略化及び低コスト化が可能になった。
【図１】 実施例１記載の工程を表す断面図。
【図２】 実施例２記載の工程を表す断面図。
【図３】 従来例の工程を表す断面図。
１０１、２０１、３０１ ガラス基板 １０２、２０２、３０２ 下層配線 １０３、２０３、３０３ 層間絶縁膜 １０４、２０４、３０４ フォトレジスト ３０５ 金属薄膜
Claims (4)
- 【請求項１】 ポリイミド樹脂等の有機樹脂を用いた層
間絶縁膜の微細加工において、前記層間絶縁膜を硬化さ
せた後、前記層間絶縁膜のドライエッチングをフロン系
ガスと酸素の混合ガスによるプラズマで行い、前記層間
絶縁膜のエッチングが終了したと判断された時点でフロ
ン系ガスの供給を停止してオーバーエッチングを酸素ガ
スのみで行う事を特徴とする、ポリイミド樹脂膜の微細
加工方法。 - 【請求項２】 層間絶縁膜の被エッチング部の下層膜が
シリコンまたは酸化シリコンなどのシリコン含有層であ
り、かつポリイミド樹脂などの有機樹脂を用いた前記層
間絶縁膜の微細加工において、前記層間絶縁膜を硬化さ
せた後、前記層間絶縁膜のドライエッチングをフロン系
ガスと酸素の混合ガスによるプラズマで行い、かつエッ
チング終点検出をＳｉＦ4 またはＳｉＦのプラズマ発光
でモニターする工程からなる事を特徴とする、ポリイミ
ド樹脂膜の微細加工方法。 - 【請求項３】 ポリイミド樹脂等の窒素を含む有機樹脂
を用いた層間絶縁膜の微細加工において、前記層間絶縁
膜を硬化させる工程と、前記層間絶縁膜のエッチングマ
スクとしてオルソジアゾナフトキノン−ノボラック樹脂
系フォトレジストを用い、前記フォトレジストの塗布、
プレベーク、露光、現像を順に行う工程と、さらに前記
フォトレジストを全面露光した上でポストベークを行う
工程と、前記層間絶縁膜を酸素ガスを用いてドライエッ
チングを行う工程からなる事を特徴とする、ポリイミド
樹脂膜の微細加工方法。 - 【請求項４】 ポリイミド樹脂等の窒素を含む有機樹脂
を用いた層間絶縁膜の微細加工において、前記層間絶縁
膜を硬化させる工程と、前記層間絶縁膜のエッチングマ
スクとしてオルソジアゾナフトキノン−ノボラック樹脂
系フォトレジストを用い、前記フォトレジストの塗布、
プレベーク、露光、現像を順に行う工程と、さらに前記
層間絶縁膜を全面露光した上でポストベークを行う工程
と、前記層間絶縁膜を酸素ガスを用いてドライエッチン
グを行う工程と、前記層間絶縁膜のエッチング終点検出
をＮＯのプラズマ発光でモニターする工程からなる事を
特徴とする、ポリイミド樹脂膜の微細加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07987093A JP3225676B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07987093A JP3225676B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06291097A true JPH06291097A (ja) | 1994-10-18 |
| JP3225676B2 JP3225676B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
ID=13702255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07987093A Expired - Lifetime JP3225676B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3225676B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1073281C (zh) * | 1995-10-30 | 2001-10-17 | 日本电气株式会社 | 半导体器件及其制造方法 |
| US9853058B2 (en) | 2015-03-25 | 2017-12-26 | Samsung Display Co., Ltd. | Thin film transistor array panel and display device including the same |
-
1993
- 1993-04-06 JP JP07987093A patent/JP3225676B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1073281C (zh) * | 1995-10-30 | 2001-10-17 | 日本电气株式会社 | 半导体器件及其制造方法 |
| US9853058B2 (en) | 2015-03-25 | 2017-12-26 | Samsung Display Co., Ltd. | Thin film transistor array panel and display device including the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3225676B2 (ja) | 2001-11-05 |
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Legal Events
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