(57)【要約】【目的】ポリイミド残渣を除去して、且つ、高精度で開口寸法を確保できるポリイミドのパターン形成方法を提供する。【解決手段】第１のポリイミド用レジストマスク６でポリイミド２のパターニングを行い、第２のポリイミド用レジストマスク１２でポリイミド残渣７を除去することで、ポリイミド２のサイドエッチを防止しながらポリイミド残渣７を除去して、高精度で開口寸法を確保できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のポリイミド用マスクでポリイミドのパーニングを行い、第２のポリイミド用マスクでポリイミド残渣を除去することを特徴とするポリイミドのパターン形成方法。
【請求項２】
基板上にポリイミドを塗布する工程と、該ポリイミド上に第１のレジストを塗布する工程と、第１のレジスト用マスクを用いて前記第１のレジストをパターニングして第１のポリイミド用マスクを形成する工程と、該第１のポリイミド用マスクを用いて前記ポリイミドを前記基板の表面が露出するまでウエットエッチングしてパターンを形成する工程と、前記第１のポリイミド用マスクを除去する工程と、ウエットエッチングされた前記ポリイミドの表面と側壁および露出している基板の表面に第２のレジストを塗布し被覆する工程と、第２のレジスト用マスクを用いて前記第２のレジストをパターニングして前記ポリイミドの表面と側壁を被覆する第２のポリイミド用マスクを形成する工程と、該第２のポリイミド用マスクを用いて再度ウエットエッチングして先のウエットエッチングで残留したポリイミド残渣を除去する工程と、を含むことを特徴とするポリイミドのパターン形成方法。
【請求項３】
前記第１のレジスト用マスクと前記第２のレジスト用マスクが同じものであることを特徴とする請求項２に記載のポリイミドのパターン形成方法。
【請求項４】
前記第１および第２のレジストをパターニングする現像液と前記ポリイミドをウエットエッチングするエッチング液が同一であることを特徴とする請求項３に記載のポリイミドのパターン形成方法。
【請求項５】
前記ポリイミドが色素入りポリイミドであることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のポリイミドのパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＩＣ（集積回路）などの製造におけるポリイミドのパターン形成方法に関する。特に、ポリイミドの残渣を除去できて高精度で開口寸法を確保できるポリイミドのパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２は、従来のポリイミドのパターン形成方法を示す工程図であり、同図（ａ）〜同図（ｅ）は工程順に示した要部製造工程断面図である。この図２は、光センサＩＣの表面に形成されている遮光金属の反射を防止するためにその上に形成される色素入りポリイミド（通称、黒ポリイミド）のパターン形成方法の例である。
図２（ａ）において、ＩＣ基板５１上にポリイミド５２（この段階ではポリイミド前駆体を指す）を回転塗布で塗布し、その後プリベーク（またはソフトベーク）を行う。
【０００３】
次に、図２（ｂ）において、ポリイミド５２上にパターンを形成するためのレジスト５３（フォトレジストを指す）を回転塗布する。
次に、図２（ｃ）において、レジスト用ガラスマスク５４を用いて、ポリイミド５２の開口予定領域上のレジスト５３を露光５５・現像して開口しパターンを形成し、第１のポリイミド用レジストマスク５６を形成する。
【０００４】
次に、図２（ｄ）において、ウェットエッチングによってポリイミド５２開口予定領域を第１のポリイミド用レジストマスク５６を用いて開口しパターンを形成する。
このウェットエッチングにはレジスト５３の現像液を用いても良い。このとき、ポリイミド５２の開口幅は、オーバーエッチの影響で正規の寸法よりも大きくなる。また、塗布膜厚の不均一性や下地との密着性により基板表面にポリイミド残渣５７が残ることがある。
【０００５】
ポリイミド残渣５７が残ると次のような不都合が生じる。ＩＣ基板５１の最表面の保護膜としての適用した場合は、ボンディングパッド上のポリイミド残渣５７があるとボンディング強度を低下させる。また、光センサ内蔵ＩＣにおける表面反射防止膜として適用した場合は、光センサー部にポリイミド残渣５７があると、光センサに入射する光を部分的に遮断して正確な光量を入射できなくしたりする。またＩＣ内の金属配線間の層間絶縁膜として適用する場合には、ポリイミド残渣５７は配線間のコンタクト性を損なう。そこでこのポリイミド残渣５７を除去しなければならない。
【０００６】
次に、図２（ｅ）において、ポリイミド残渣５７を除去するためにさらに最初のエッチング時間の数倍から１０倍程度の長い時間をかけてオーバーエッチを行う。そうすると、それによってポリイミド５２の横方向エッチング（サイドエッチング）が進み、ポリイミドの開口寸法が正規の寸法に対して大幅に広がる。
特許文献１において、ポリイミドのパターニングで、塗布後のキュア温度を所定の温度とすることでエッチング速度を遅らせてサイドエッチ量を減じることが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２６８２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、ポリイミド残渣５７を除去するために、大幅なオーバーエッチが必要となった場合、色素入りポリイミドの横方向のエッチングが進んでしまい、所定の開口寸法を精度よく確保できなくなる。そのためポリイミド残渣５７を除去するためのオーバーエッチを見込んで、従来の仕様では開口寸法をサイドエッチング後の幅広い開口寸法にしていた。しかし、幅広い仕様にして開口寸法の幅を広げるとチップサイズが大きくなり製品コストが上昇したり、光センサの場合には迷光が増大し、合焦性能が低下して製品の価値を低下させるという不都合を生じる。
【０００８】
それを避けるために、所定の開口寸法を精度よく確保するために、オーバーエッチング時間を短縮して外観検査などでポリイミド残渣５７のあるチップを不良として選別するしかなく、良品率の低下により製品コストの上昇を招くという不都合を生じる。
また、特許文献１ではポリイミド残渣がある場合にそれを除去して精度よいパターンを形成する方法ついては記載されていない。
【０００９】
この発明の目的は、前記の課題を解決して、ポリイミド残渣を除去して、且つ、高精度で微細な開口寸法を確保できるポリイミドのパターン形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、第１のポリイミド用マスクでポリイミドのパーニングを行い、第２のポリイミド用マスクでポリイミド残渣を除去するポリイミドのパターン形成方法とする。
基板上にポリイミドを塗布する工程と、該ポリイミド上に第１のレジストを塗布する工程と、第１のレジスト用マスクを用いて前記第１のレジストをパターニングして第１のポリイミド用マスクを形成する工程と、該第１のポリイミド用マスクを用いて前記ポリイミドを前記基板の表面が露出するまでウエットエッチングしてパターンを形成する工程と、前記第１のポリイミド用マスクを除去する工程と、ウエットエッチングされた前記ポリイミドの表面と側壁および露出している基板の表面に第２のレジストを塗布し被覆する工程と、第２のレジスト用マスクを用いて前記第２のレジストをパターニングして前記ポリイミドの表面と側壁を被覆する第２のポリイミド用マスクを形成する工程と、該第２のポリイミド用マスクを用いて再度ウエットエッチングして先のウエットエッチングで残留したポリイミド残渣を除去する工程と、を含むポリイミドのパターン形成方法とする。
また、前記第１のレジスト用マスクと前記第２のレジスト用マスクが同じものであるとよい。
【００１１】
また、前記第１および第２のレジストをパターニングする現像液と前記ポリイミドをウエットエッチングするエッチング液が同一であってもよい。
また、前記ポリイミドが色素入りポリイミドであってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、ポリイミドのパターン形成において、同一のレジスト用ガラスマスクを用いて、ポリイミド用レジストマスクを２回形成し、これらのマスクを用いてポリイミドを一回目のウェットエッチングでパターニングし二回目のウェットエッチングでポリイミド残渣を除去する。特に、一回目のウェットエッチンでパターニングされているポリイミドの開口部の側壁を２回目に使用する第２のポリイミド用レジストマスクで被覆することで、二回目のウェットエッチングでポリイミドのサイドエッチングが防止され、所定の正確な開口寸法が確保できて、デザインルールの高精度化が可能となる。また、ポリイミド残渣による良品率の低下もなくなり、製造コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態を以下の実施例にて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、この発明のポリイミドのパターン形成方法の工程図であり、同図（ａ）〜同図（ｈ）は工程順に示した要部製造工程断面図である。この図１は、光センサＩＣの表面に形成されている遮光金属の反射を防止するためにその上に形成される色素入りポリイミドのパターン形成方法の例である。この色素入りポリイミドは、通称、黒ポリイミドと言われるもので、サイドエッチングのスピードが極めて速い（エッチレートが極めて大きい）。
【００１５】
図１（ａ）において、ＩＣ基板１上にポリイミド２を回転塗布で塗布する。この段階ではポリイミド２は液状のポリイミド前駆体である。その後プリベーク（またはソフトベーク）を行う。
次に、図１（ｂ）において、ポリイミド２上にパターンを形成するためのレジスト３を回転塗布する。但し、レジスト３はフォトレジストのことである。
【００１６】
次に、図１（ｃ）において、レジスト用ガラスマスク４を用いて、ポリイミド２の開口予定領域上のレジスト３を露光５・現像して開口しパターンを形成し、第１のポリイミド用レジストマスク６を形成する。但し、露光直前のポリイミド２はプレベーク（キュア）されて液状のポリイミド前駆体から膜状のポリイミド樹脂膜となっている。また、レジストの現像液は、例えば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）である。
【００１７】
次に、図１（ｄ）において、ウェットエッチングによってポリイミド２開口予定領域を第１のポリイミド用レジストマスク６を用いて開口しパターンを形成する。このウェットエッチングによる開口はＩＣ基板１が露出した段階で停止させる。具体的にはポリイミド２の厚さをエッチングレートで割った時間だけウェットエッチングする。この状態では開口部にはポリイミド残渣７が残留している。また、このときのウェットエッチングにはレジスト３の現像液を用いても良い。
【００１８】
次に、図１（ｅ）において、第１のポリイミド用レジストマスク６を剥離液で除去する。
次に、図１（ｆ）において、再度レジスト８をポリイミド２の表面１０と側壁９および露出したＩＣ基板１の表面に回転塗布する。
次に、図１（ｇ）において、一回目と同じレジスト用ガラスマスク４を用いて再度塗布したレジスト８を露光１１・現像して開口しパターンを形成し第２のポリイミド用レジストマスク１２を形成する。
【００１９】
次に、図１（ｈ）において、第２のポリイミド用レジストマスク１２を用いて、一回目のウェットエッチングで残留したポリイミド残渣７を再度のウェットエッチングで除去する。
二回目のウェットエッチングのときに用いるレジスト用ガラスマスク４の開口位置は、一回目に用いたレジスト用ガラスマスク４と同じなので、第２のポリイミド用レジストマスク１２は一回目のウェットエッチングで形成されたポリイミド２の開口より内側に入り込み、ポリイミド２の開口部の側壁９は第２のポリイミド用レジストマスク１２で覆われている。そのため、二回目のウェットエッチングではポリイミド２のサイドエッチングは行われない。
【００２０】
つまり、ポリイミド２の開口位置と第２のポリイミド用レジストマスク１２の開口位置との間隔は通常数μｍあるので、パターニングの合わせ精度（０．１μｍレベル）を考慮すると、第２のポリイミド用レジストマスク１２の開口位置は図１（ｇ）に示すようにポリイミド２の開口部の側壁９を完全に覆った形で第２のポリイミド用マスク１２は形成される。
【００２１】
また、ポリイミド２の開口部より小さく、レジスト用ガラスマスクの開口部パターンより大きい開口部パターンをもつ第２のレジスト用ガラスマスクを用意してレジスト３の露光５・現像を行うようにしてもよい。これにより、残渣７が除去される領域を広くすることができる。
この状態であれば、ポリイミド残渣７が除去されるに十分な時間、ＩＣ基板１表面を現像液（エッチング液）に浸漬しても、ポリイミド２の開口部の側壁９は第２のポリイミド用レジストマスク１２で覆われているので二回目のウェットエッチングではポリイミド２の開口端部はエッチングされない。そのため開口部が広がるなどの影響はなく、高精度で開口寸法（パターン寸法）を確保できる。
【００２２】
尚、色素入りポリイミドはウェットエッチングしたときにサイドエッチング量が極めて大きいため、ポリイミド残渣が残留した場合には本発明が有効になる。また、色素入りに限らずサイドエッチング量が大きく残渣が残留しやすいポリイミドの場合には本発明が有効になる。
また、基板としてここでは光センサを形成したＩＣ基板を例に挙げたがそれに限るものではなく、通常の半導体基板にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明のポリイミドのパターン形成方法の工程図であり、（ａ）〜（ｈ）は工程順に示した要部製造工程断面図
【図２】従来のポリイミドのパターン形成方法を示す工程図であり、（ａ）〜（ｅ）は工程順に示した要部製造工程断面図
【符号の説明】
【００２４】
１    ＩＣ基板
２    ポリイミド
３、８  レジスト
４    レジスト用ガラスマスク
５、１１  露光
６    第１のポリイミド用レジストマスク
７    ポリイミド残渣
９    側壁
１０    表面
１２    第２のポリイミド用レジストマスク
【図１】
2008191601.tif 000003
【図２】
2008191601.tif 000004