(57)【要約】【課題】絶縁層の開口部にフォトレジストを残存させることなく、適切な寸法で配線形成を行い得る配線形成方法を実現すること。【解決手段】先ず、フォトレジスト５が塗布された半導体装置に対して、絶縁層の開口部分にのみ紫外線が照射されるようにマスク部８及び透過部９が形成された第１のフォトマスク１０を介して紫外線を照射する。次いで、開口部領域外の配線形成部分にのみ紫外線が照射されるようにマスク部８及び透過部９が形成された第２のフォトマスク１２を介して紫外線を照射する。最後に、現像液により現像を行うと、絶縁層の開口部４と、開口部４以外の部分とでフォトレジスト５が完全に溶解され、適切な寸法で配線が形成された半導体装置が得られる。【選択図】図１
2007109996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子部が形成された基板上に、前記端子部に対応する開口部を有する絶縁層を設け、前記絶縁層の開口部領域及びその周辺部にポジ型フォトレジストを塗布して、前記ポジ型フォトレジストを露光し、前記ポジ型フォトレジストの露光された部分を除去した後、この除去された部分に配線を形成する配線形成方法において、
前記ポジ型フォトレジストを露光する工程は、
前記開口部領域に対応するポジ型フォトレジスト部分のみを露光する第１の露光工程と、
前記塗布されたポジ型フォトレジストの前記開口部領域外の配線形成部分のみを露光する第２の露光工程と、
を含むことを特徴とする配線形成方法。
【請求項２】
前記第１の露光工程は、前記第２の露光工程における露光量より大きな露光量で露光を行うことを特徴とする請求項１に記載の配線形成方法。
【請求項３】
前記第１の露光工程は、前記開口部領域に対応するポジ型フォトレジスト部分のみを露光するための開口部分を有する第１のフォトマスクを介して前記ポジ型フォトレジストを露光する工程であり、
前記第２の露光工程は、前記塗布されたポジ型フォトレジストの前記開口部領域外の配線形成部分のみを露光するための開口部分を有する第２のフォトマスクを介して前記ポジ型フォトレジストを露光する工程であり、
前記第１のフォトマスクと前記第２のフォトマスクとは、１枚のプレート上に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の配線形成方法。
【請求項４】
端子部が形成された基板上に、前記端子部に対応する開口部を有する絶縁層を設け、前記絶縁層の開口部領域及びその周辺部にポジ型フォトレジストを塗布して、前記ポジ型フォトレジストを露光し、前記ポジ型フォトレジストの露光された部分を除去した後、この除去された部分に配線を形成する配線形成方法において、
前記ポジ型フォトレジストを露光する工程は、
前記開口部領域を含む配線形成部の全領域に対応するポジ型フォトレジスト部分を露光する第１の露光工程と、
前記開口部領域のみに対応するポジ型フォトレジスト部分を含む前記ポジ型フォトレジストの配線形成部領域に対応する部分を露光する第２の露光工程と、
を含むことを特徴とする配線形成方法。
【請求項５】
前記第１の露光工程は、前記配線形成部領域に対応する部分におけるポジ型フォトレジスト部分にその必要な露光量で且つ前記開口部領域に対応するポジ型フォトレジスト部分には不十分な露光量で露光することを特徴とする請求項４に記載の配線形成方法。
【請求項６】
前記第２の露光工程は、前記開口部領域に対応するポジ型フォトレジスト部分に、その必要な露光量から前記第１の露光工程で露光した露光量を差し引いた露光量以上の露光量で露光することを特徴とする請求項５に記載の配線形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置等電子部品の基板上の端子部に接続された配線を形成するための配線形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、フォトリソグラフィの技術を用いて半導体装置上に配線を形成する配線形成方法が広く知られている（例えば、特許文献１。）ここで、従来から知られている半導体装置の配線形成方法の一例を、図３を参照しながら説明する。
【０００３】
先ず、Ａｌ等の金属からなる端子部３が上面に形成された半導体基板（Ｓｉ基板）１上に絶縁層２を積層させた後、スパッタリング法により全面にシード層を形成する。
【０００４】
その後、化学機械的研磨法（ＣＭＰ法）により絶縁層２の表面を平坦にした後、スパッタまたは無電解めっきでＣｕ、Ｎｉ、Ａｌ等金属の下地層１３を被覆する。そして、写真蝕刻法（ＰＥＰ法）により、各端子部３それぞれの形成位置に対応する絶縁層２の位置を部分的にエッチングする。この工程により、絶縁層２に、各端子部３それぞれに達する開口部４が形成される。
【０００５】
次いで、スピンコート法により、ポジ型のフォトレジスト５（以下、ポジ型のフォトレジストを単に「フォトレジスト」と呼ぶ。）を絶縁層２及び絶縁層の開口部４の上から塗布する。ここで、フォトレジスト５は、紫外線が露光された部分だけが強アルカリ性の現像液により可溶となる、ノボラック樹脂等からなる感光剤である。フォトレジスト５が塗布された半導体装置の概略断面図を、図３（ａ）に示す。
【０００６】
次いで、フォトレジスト５が塗布された部分（以下、「フォトレジスト部分」と呼ぶ。）に対して、配線全体フォトマスク７を介して紫外線を照射する。配線全体フォトマスク７は、フォトレジスト部分のうちの配線が形成される部分（以下、「配線形成部分」と呼ぶ。）に紫外線が照射されるように構成されており、紫外線を遮断するマスク部８と、紫外線を透過する透過部９とを有している。配線全体フォトマスク７を介して紫外線が照射される様子を、図３（ｂ）に示す。
【０００７】
そして、現像液により現像を行うと、フォトレジスト部分のうち、紫外線が照射された部分が溶解されて、フォトレジストパターンが形成される。フォトレジストパターンが形成された様子を、図３（ｃ）に示す。
【０００８】
続いて、フォトレジスト５が被覆されていない下地層１３上に下地層１３を電流路とする電解めっきを行って導体層１４を形成する。導体層１４が形成された様子を、図３（ｄ）に示す。この後、図示はしないが、フォトレジスト５を剥離し、導体層１４から露出された下地層１３をエッチングにより除去する。これにより、下地層１３および導体層１４の積層構造の配線１５が形成される。
【特許文献１】特許第３３９７５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、フォトマスク７を介して紫外線を照射した後の現像では、現像液により溶解されなかったフォトレジスト５が、絶縁層の開口部４においてフォトレジスト残渣６として残存する場合がある。絶縁層の開口部４にフォトレジストが残存した状態を、図３（ｃ）に示す。
【００１０】
これは、絶縁層の開口部４上のフォトレジスト部分では、フォトレジスト５の膜厚が絶縁層の開口部４以外の配線形成部分のフォトレジスト部分よりも厚くなっているため、フォトレジスト５の下部まで紫外線が浸透しなかったことに起因している。例えばこの状態で端子部３にめっきを形成しようとすると、フォトレジスト残渣６の存在により、めっきが適切に形成されないという問題があった。
【００１１】
紫外線の露光量を増加させることで、絶縁層の開口部４にフォトレジスト５が残存しないようにすることも考えられるが、この場合、配線全体フォトマスク７の透過部９の寸法（幅）よりも大きな寸法のフォトレジスト５が溶解してしまう。すなわち、配線形成部分の寸法が、想定していた寸法よりも増大する結果を招くため、痛し痒しである。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、絶縁層の開口部領域及びその周辺部にポジ型フォトレジストを形成し、絶縁層の開口部にフォトレジストを残存させることなく、適切な寸法で配線形成を行い得る配線形成方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
端子部が形成された基板上に、前記端子部に対応する開口部を有する絶縁層を設け、前記絶縁層の開口部領域及びその周辺部にポジ型フォトレジストを塗布して、前記ポジ型フォトレジストを露光し、前記ポジ型フォトレジストの露光された部分を除去した後、この除去された部分に配線を形成する配線形成方法において、
前記ポジ型フォトレジストを露光する工程は、
前記開口部領域に対応するポジ型フォトレジスト部分のみを露光する第１の露光工程と、
前記塗布されたポジ型フォトレジストの前記開口部領域外の配線形成部分のみを露光する第２の露光工程と、
を含むことを特徴とする配線形成方法である。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の配線形成方法であって、
前記第１の露光工程は、前記第２の露光工程における露光量より大きな露光量で露光を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の配線形成方法であって、
前記第１の露光工程は、前記開口部領域に対応するポジ型フォトレジスト部分のみを露光するための開口部分を有する第１のフォトマスクを介して前記ポジ型フォトレジストを露光する工程であり、
前記第２の露光工程は、前記塗布されたポジ型フォトレジストの前記開口部領域外の配線形成部分のみを露光するための開口部分を有する第２のフォトマスクを介して前記ポジ型フォトレジストを露光する工程であり、
前記第１のフォトマスクと前記第２のフォトマスクとは、１枚のプレート上に形成されてなることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、
端子部が形成された基板上に、前記端子部に対応する開口部を有する絶縁層を設け、前記絶縁層の開口部領域及びその周辺部にポジ型フォトレジストを塗布して、前記ポジ型フォトレジストを露光し、前記ポジ型フォトレジストの露光された部分を除去した後、この除去された部分に配線を形成する配線形成方法において、
前記ポジ型フォトレジストを露光する工程は、
前記開口部領域を含む配線形成部の全領域に対応するポジ型フォトレジスト部分を露光する第１の露光工程と、
前記開口部領域のみに対応するポジ型フォトレジスト部分を含む前記ポジ型フォトレジストの配線形成部領域に対応する部分を露光する第２の露光工程と、
を含むことを特徴とする配線形成方法である。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の配線形成方法であって、
前記第１の露光工程は、前記配線形成部領域に対応する部分におけるポジ型フォトレジスト部分にその必要な露光量で且つ前記開口部領域に対応するポジ型フォトレジスト部分には不十分な露光量で露光することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の配線形成方法であって、
前記第２の露光工程は、前記開口部領域に対応するポジ型フォトレジスト部分に、その必要な露光量から前記第１の露光工程で露光した露光量を差し引いた露光量以上の露光量で露光することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、絶縁層の開口部分と開口部領域外の配線形成部分とで、露光光による露光が別々に行われ、開口部分については配線形成部領域に対応する部分よりも大きな露光量で露光が行われるため、絶縁層の開口部にフォトレジストが残存することがない。また、開口部分と配線形成部領域に対応する部分とのそれぞれについて、フォトレジストを残存させないために必要以上に露光する必要がないため、形成される配線の寸法が増大することもない。従って、絶縁層の開口部にフォトレジストを残存させることなく、適切な寸法で配線を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
１．第１実施形態
図１を参照して、本発明を適用した半導体装置の第１の配線形成方法について説明する。尚、背景技術で説明した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２１】
１−１．手順
図示しないが、半導体装置の端子部に接続された配線が形成されている。
先ず、絶縁層２及び絶縁層の開口部４上にフォトレジスト５が塗布された状態の半導体装置（図３（ａ）参照。）に対し、絶縁層の開口部分にのみ紫外線が照射されるようにマスク部８及び透過部９が形成された第１のフォトマスク１０を介して、上方から紫外線を照射する。この場合の露光量は、絶縁層の開口部４上方のフォトレジスト５の厚さである開口部分の厚さｄ１分のフォトレジスト５を露光する露光量とする。第１のフォトマスク１０を介して紫外線が照射される様子を、図１（ａ）に示す。
【００２２】
次いで、配線形成部領域に対応する部分にのみ紫外線が照射されるようにマスク部８及び透過部９が形成された第２のフォトマスク１２を介して、上方から紫外線を照射する。この場合の露光量は、配線形成部領域に対応する部分の厚さｄ２分のフォトレジスト５を露光する露光量とする。すなわち直前の工程において第１のフォトマスク１０を介して露光した露光量よりも小さい量となる。第２のフォトマスク１２を介して紫外線が照射される様子を、図１（ｂ）に示す。
【００２３】
そして、現像液により現像を行うと、絶縁層の開口部分と開口部領域外の配線形成部分とでフォトレジスト５が完全に溶解され、フォトレジストパターンが形成される。フォトレジストパターンが形成された様子を、図１（ｃ）に示す。
【００２４】
続いて、フォトレジスト５が被覆されていない下地層１３上に下地層１３を電流路とする電解めっきを行って導体層１４を形成する。この様子を、図１（ｄ）に示す。この後、図示はしないが、フォトレジスト５を剥離し、導体層１４から露出された下地層１３をエッチングにより除去する。これにより、下地層１３および導体層１４の積層構造の配線１５が形成される。
【００２５】
１−２．作用効果
第１の配線形成方法では、絶縁層の開口部分と開口部領域外の配線形成部分とで、紫外線による露光が別々に行われ、絶縁層の開口部分については、開口部領域外の配線形成部分よりも大きな露光量で露光が行われるため、絶縁層の開口部５にフォトレジスト５が残存することがない。また、絶縁層の開口部分と開口部領域外の配線形成部分とについて、それぞれ厚さｄ１、ｄ２のみに対する露光を行えば良いため、必要以上の（過剰な）露光を行う必要がなく、形成される配線の寸法が増大することもない。従って、絶縁層の開口部４にフォトレジストを残存させることなく、適切な寸法で配線を形成することができる。
【００２６】
１−３．変形例
１−３−１．露光の順序
本実施形態では、第１のフォトマスク１０を介して露光を行った後に、第２のフォトマスク１２を介して露光を行うこととして説明したが、この順序は逆であっても良い。
【００２７】
１−３−２．フォトマスク
本実施形態で説明した第１のフォトマスク１０と第２のフォトマスク１２とを、例えば１枚のガラスプレート上に形成し、ステッパの位置はそのままとし、ガラスプレートを移動させて２つのフォトマスクを入れ替えることで、絶縁層の開口部分と開口部領域外の配線形成部分とのそれぞれについて露光を行うようにしても良い。
【００２８】
２．第２実施形態
図２を参照して、本発明を適用した半導体装置の第２の配線形成方法について説明する。尚、背景技術及び第１実施形態で説明した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２９】
２−１．手順
図示しないが、半導体装置の端子部に接続された配線が形成されている。
先ず、絶縁層２及び絶縁層の開口部４上にフォトレジスト５が塗布された状態の半導体装置（図３（ａ）参照。）に対して、絶縁層の開口部領域を含む配線形成部の全領域に紫外線が照射されるようにマスク部８及び透過部９が形成された第３のフォトマスク１６を介して、上方から紫外線を照射する。この場合の露光量は、開口部領域外の配線形成部分の厚さｄ２分のフォトレジスト５を露光する露光量とする。第３のフォトマスク１６を介して紫外線が照射される様子を、図２（ａ）に示す。
【００３０】
次いで、絶縁層の開口部領域のみに紫外線が照射されるようにマスク部８及び透過部９が形成された第４のフォトマスク１７を介して、上方から紫外線を照射する。この場合の露光量は、端子部３の上面と絶縁層２の上面との間のフォトレジスト５の厚さに相当する開口部４の深さｄ３分のフォトレジスト５を露光する露光量とする。第４のフォトマスク１７を介して紫外線が照射される様子を、図２（ｂ）に示す。
【００３１】
そして、現像液により現像を行うと、絶縁層の開口部分と開口部領域外の配線形成部分とでフォトレジスト５が完全に溶解され、フォトレジストパターンが形成される。フォトレジストパターンが形成された様子を、図２（ｃ）に示す。
【００３２】
続いて、フォトレジスト５が被覆されていない下地層１３上に下地層１３を電流路とする電解めっきを行って導体層１４を形成する。この様子を、図２（ｄ）に示す。この後、図示はしないが、フォトレジスト５を剥離し、導体層１４から露出された下地層１３をエッチングにより除去する。これにより、下地層１３および導体層１４の積層構造の配線１５が形成される。
【００３３】
２−２．作用効果
第２の配線形成方法では、配線形成部分全体に対して露光が行われ、絶縁層の開口部分に対しては再度露光が行われる。この２度目の露光では、絶縁層の開口部分に対して開口部４の深さ分のフォトレジスト５を露光する露光量での露光が行われるため、開口部４にフォトレジスト５が残存することがない。また、絶縁層の開口部分と開口部領域外の配線形成部分とについて、それぞれ厚さｄ２、ｄ３のみに対する露光を行えば良いため、第１の配線形成方法と異なり、絶縁層の開口部分への露光は小さな露光量で済み、必要以上の（過剰な）露光を行う必要がなく、形成される配線の寸法が増大することもない。従って、絶縁層の開口部４にフォトレジストを残存させることなく、適切な寸法で配線を形成することができる。
【００３４】
２−３．変形例
２−３−１．露光の順序
本実施形態では、第３のフォトマスク１６を介して露光を行った後に、第４のフォトマスク１７を介して露光を行うこととして説明したが、この順序は逆であっても良い。
【００３５】
２−３−２．フォトマスク
本実施形態で説明した第３のフォトマスク１６と第４のフォトマスク１７とを、例えば１枚のガラスプレート上に形成し、ステッパの位置はそのままとし、ガラスプレートを移動させて２つのフォトマスクを入れ替えることで、配線形成部分全体と絶縁層の開口部分とのそれぞれについて露光を行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施形態における第１の配線形成方法の説明図。
【図２】第２実施形態における第２の配線形成方法の説明図。
【図３】従来の配線形成方法の一例の説明図。
【符号の説明】
【００３７】
１                半導体基板
２                絶縁層
３                端子部
４                開口部
５                フォトレジスト
６                フォトレジスト残渣
７                配線全体フォトマスク
８                マスク部
９                透過部
１０              第１のフォトマスク
１２              第２のフォトマスク
１３              下地層
１４              導体層
１５              配線
１６              第３のフォトマスク
１７              第４のフォトマスク
【図１】
2007109996.tif 000003
【図２】
2007109996.tif 000004
【図３】
2007109996.tif 000005