JPH0546997B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、多層配線基板の製造方法に係り、特
に、層間絶縁膜としてポリイミド等の有機絶縁膜
を用いた場合における開孔（スルーホール）のコ
ンタクト性を向上させるための方法に関する。

［従来技術およびその問題点］ 半導体技術の進歩と共に、半導体装置の高集積
化は進む一方であり、これに伴い、配線面積の縮
小化への要求が強まり、配線パターンの多層化は
必要不可欠となつてきている。

このように、配線パターンの多層化が進むにつ
れて、上層にいくほど、表面の段差が増大せしめ
られ、十分なパターン精度を得るのが困難となつ
てくる。そこで、表面の平坦化のためにいろいろ
な研究が進められている。

なかでも、層間絶縁膜として、CVD法による
酸化シリコン膜等の無機絶縁膜に代えて、ポリイ
ミド等の有機絶縁膜を用いる方法が注目されてい
る。

このポリイミド膜は、スピンコート等の塗布法
によつて極めて容易に基板表面に形成され、塗布
時には流動性を有しているため、塗布後の表面が
平坦となり易い。また、高温工程を経ることなく
形成できるため、下層にアルミニウム等の低融点
金属を含むような場合にも使用可能であることか
ら、広く利用されるようになつてきている。

従来、層間絶縁膜としてのこのポリイミド膜を
用いる場合、スルーホールの形成は、次のように
して行なわれていた。

まず、第５図ａに示す如く、第１の配線層２の
形成された基板１にポリイミド膜３を塗布する。
更に第５図ｂに示す如く表面にフオトレジスト４
を塗布し、フオトマスク５を介して選択的に露光
する。

そして第５図ｃに示す如く、ケイ酸ソーダ等の
エツチング液に浸漬し、レジストの現像と共にポ
リイミド膜を選択的に除去しスルーホールｈを穿
孔する。

そして第５図ｄに示す如く、レジストパターン
を除去した後この上層に、第２の配線層６を形成
し、スルーホールｈを介して第１の配線層６を第
２の配線層に接続せしめるわけであるが、このよ
うなウエツトエツチング処理のみによるスルーホ
ールの形成法では、スルーホール内のポリイミド
を完全に除去し得ず、極く薄い有機膜Ｏ等が残つ
てしまう結果、両配線層間のオーミツクなコンタ
クトがとれないという問題があつた。この問題は
ポリイミド膜だけでなく、他の有機膜にも同様の
問題が生じていた。

一方、ドライエツチング法によつてポリイミド
膜をパターニングしようとする場合、レジストと
のエツチング選択比が小さいためにパターン精度
が低下する上、ドライエツチングの終了後のレジ
ストパターンの除去が困難であり、実用化には多
くの問題を有している。

そこでウエツトエツチングによるスルーホール
の形成後、酸素プラズマを用いたプラズマクリー
ニングによりスルーホール内の表面に残留する有
機膜Ｏ等を除去するという方法がとられている。

しかしながらこの方法は真空装置を必要とする
ため、大面積基板への適用が困難である上製造時
間の増大を招きプロセスの簡略化、製造コストの
低減への大きな障害となつている。

また、微細パターンを形成する場合には、プラ
ズマクリーニング工程におけるプラズマによるダ
メージによる信頼性の低下も問題となつてくる。

本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、製
造が容易でかつ信頼性の高い多層配線基板を提供
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ そこで本発明では、ポリイミド等の有機絶縁膜
を成膜し、ウエツトエツチング法によりスルーホ
ールを穿孔した後、配線層の形成に先立ち、基板
表面に紫外線を照射するようにしている。

［作用］ 基板表面に紫外線を照射することにより、スル
ーホール内に残留する有機膜が除去され、清浄な
表面を露呈せしめることができるため、この上層
に配線層を形成した場合、良好なコンタクト性を
得ることができる。

すなわち、紫外線照射によるＣ，Ｈ，Ｏ，Ｎな
どの残留物の分解には２つのメカニズムがある。
１つは紫外線による残留物分子の活性化と分解、
もう１つはO₃の生成と分解の過程における強力
な酸化作用による残留物の分解である。

まず、紫外線が空気中の酸素O₂に照射される
とO₃が発生する。

hν O₂→Ｏ＋Ｏ，O₂＋Ｏ→O₃ 但しhνは紫外線 また、このO₃に紫外線があたると、 O₃→O₂＋Ｏ となつて活性酸素が発生する。このO₃の分解生
成の繰り返しによる、この活性酸素Ｏが残留物分
子に対し強力な酸化作用をおこす。これによりス
ルーホール内の配線層にダメージを与えることな
く、活性酸素Ｏと反応する残留物分子Ｃ，Ｈ，
Ｏ，ＮなどがこのＯと反応してH₂Ｏ，CO₂，N₂
などの揮発性の物質に変化し表面より除去され
る。

なお、ここで用いられる有機膜としてはポリイ
ミド膜に限定されることなく、活性酸素Ｏと反応
するＣ，Ｈ，Ｏ，Ｎなどを含有する有機膜であれ
ば適用可能である。

さらにクリーニング後の配線層の形成方法とし
てはスパツタリング法や蒸着法などを用いて薄膜
を堆積した後フオトリソグラフイによつてパター
ニングするという通常の方法を用いれば良い。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照しつ
つ詳細に説明する。

第１図ａ乃至ｆは本発明実施例の配線基板の形
成工程を示す図である。

まず、第１図ａに示す如く、ガラス基板１上に
第１の配線層２としてクロム層を形成し通常のフ
オトリソエツチング法によりこれをパターニング
した後、ポリイミド膜３を1.5μmの厚さに塗布
し、135℃で30分間ベークする。

続いて、第１図ｂに示す如く、膜厚1μmのフオ
トレジスト４を塗布し、所定のパターンのフオト
マスク５を用いて露光し、パターン潜像Ｇを形成
する。

この後、第１図ｃに示す如く、ケイ酸ソーダ溶
液を用いてフオトレジスト４とポリイミド膜３と
を同時に現像およびエツチングし、スルーホール
ｈを形成する。このときのエツチング時間は60秒
であつた。

そして、前記レジストを剥離した後、350℃１
時間の加熱処理を経て、ポリイミド膜を完全に硬
化させる。このとき、スルーホール内には残留物
Ｏが薄く残つている。

この後、第１図ｄに示す如く基板表面に、紫外
線UVを120秒間照射し、スルーホールのクリー
ニングを行う。ここで紫外線照射には25Wの低圧
水銀ランプを６本用いた。

このようにして、スルーホールｈ内の残留物を
除去した後、第１図ｅおよびｆに示す如く第２の
配線層６としてアルミニウムパターンを形成す
る。ここで第１図ｆは第１図ｅのＡ−Ａ断面図で
ある。また第１の配線層のパターン幅Ｗ１、第２
の配線層のパターン幅Ｗ２は夫々90μm、100μm
とし、スルーホールは１辺W3＝70μmの方形とす
る。

このようにして形成された配線基板の第１の配
線層と第２の配線層を端子に接続し電圧を印加し
て電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性と測定した結果を第
２図に示す。ここでたて軸は電流、横軸は電圧と
した。

比較のために、スルーホールのクリーニングを
行なわなかつた場合および、酸素プラズマによる
プラズマクリーニングを行なつた場合のＩ−Ｖ特
性を夫々第３図および第４図に示す。

第２図と第３図および第４図の比較からも明ら
かなように、本発明の方法によつて形成した配線
基板はスルーホールにおける第１の配線層と第２
の配線層とのコンタクト性が大幅に向上している
ことがわかる。

また、本発明の方法によれば、紫外線を照射す
るのみでよいため、特別な装置も不要であり、短
時間で容易にクリーニングすることができる。

なお、実施例では、層間絶縁膜について説明し
たが、基板表面に形成される絶縁膜における素子
領域へのコンタクトホールの形成等にも適用可能
であることはいうまでもない。

また、実施例では絶縁膜としてポリイミド膜を
用いたが、他の有機絶縁膜にも適用可能である。

［効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、有
機絶縁膜に対しスルーホールを形成するに際しウ
エツトエツチング工程で、スルーホールを穿孔し
た後、紫外線を照射するようにしているため、極
めて簡単に、オーミツク接触性が良好で信頼性の
高い多層配線を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ乃至ｆは、本発明実施例の多層配線基
板の製造工程を示す図、第２図は、本発明実施例
の方法によつて形成した多層配線の電流−電圧特
性を示す図、第３図および第４図は従来例の方法
によつて形成した多層配線基板の電流−電圧特性
を示す図、第５図ａ乃至ｄは従来例の多層配線基
板の製造工程図である。 １……ガラス基板、２……第１の配線層、３…
…ポリイミド膜、４……フオトレジスト、５……
フオトマスク、Ｇ……パターン潜像、ｈ……スル
ーホール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機絶縁膜からなる層間絶縁膜の開孔を介し
   て上部配線層と下部配線層とを接続するようにし
   た多層配線基板の製造方法において、 下部配線層上に有機絶縁膜を成膜しこれに対し
   てウエツトエツチングにより開孔（スルーホー
   ル）を穿孔した後、上部配線層の形成に先立ち、
   基板表面に紫外線を照射することにより開孔内の
   残留物を除去するクリーニング工程を含むことを
   特徴とする多層配線基板の製造方法。 ２ 前記有機絶縁膜はポリイミド膜であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多層配線
   基板の製造方法。