JP2000114299A - 半導体集積装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体集積装置およびその製造方法

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JP2000114299A
JP2000114299A JP10280624A JP28062498A JP2000114299A JP 2000114299 A JP2000114299 A JP 2000114299A JP 10280624 A JP10280624 A JP 10280624A JP 28062498 A JP28062498 A JP 28062498A JP 2000114299 A JP2000114299 A JP 2000114299A
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insulating film
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Osamu Sasaki
修 佐々木
Takumi Fujimoto
卓巳 藤本
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
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    • HELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】突起電極の密着強度を高くした半導体集積装置
を提供すること。 【解決手段】フィールド酸化膜2上に第1層目の配線用
金属膜3と第1層間酸化膜4を形成し、SOG等の有機
物を塗布し、エッチバックして、第1層間酸化膜4上を
平坦化し、第1層目の配線用金属膜3上と第1層間酸化
膜4上に第2層間酸化膜5を形成する。第2層間酸化膜
5上に第2層目の配線金属膜6を形成し、第2層目の配
線用金属膜6上と第2層間酸化膜5上に表面保護膜7を
形成する。第1層目の配線用金属膜3が露出するまで、
表面保護膜7と第2層間酸化膜5を選択的にテーパー状
10にエッチングして、除去し、この箇所にバリアメタ
ル8を形成し、バリアメタル8上に突起電極9を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】この発明は、突起電極を有す
る多層配線された半導体集積装置に関する。
【従来の技術】半導体集積装置において、高集積度の半
導体集積装置の配線では、1層の配線では半導体チップ
の表面積が不足し、配線を層間絶縁膜で積層する多層配
線が多く用いられている。図4は、従来の突起電極を有
する多層配線構造の要部断面図である。シリコン基板2
1上にフィールド酸化膜22を形成し、このフィールド
酸化膜22上に1層目の配線用金属膜23を形成する。
その後、CVD法などで第1層間酸化膜24を形成し、
SOG(Spin On Glass:シラノールなど
の有機シリコン化合物をエタノールなどの溶剤と混合し
た有機物)等の有機物を塗布し、この有機物をバックエ
ッチして、第1層目の配線用金属膜23の表面と第1層
間酸化膜24の表面が段差がなくなるように平坦化す
る。その後、第2層間酸化膜25を形成する。つぎに、
第1層目の配線用金属膜23が露出するまで、第2層間
酸化膜25を選択的に開口し、ビアホール31(Via
Hole:接続孔)を形成する。つぎに、第2層目の
配線用金属膜26を形成し、第1層目の配線用金属膜2
3と第2層目の配線金属膜26とをビアホール31を介
して電気的に接続する。つぎに、露出面に表面保護膜2
7を形成し、この表面保護膜27を選択的に開口し、第
2層目の配線用金属膜26を露出させる。露出した第2
層目の配線用金属膜26上にバリアメタル28を形成
し、このバリアメタル28上に突起電極29(通称、バ
ンプと言われているもの)を形成する。図2はこれらの
工程を経て形成された多層配線構造の要部断面図であ
る。
【発明が解決しようとする課題】この従来の多層配線構
造では、第1層間酸化膜24と第層間酸化膜25の界面
40に平坦化工程で用いた有機物41が残る場合があ
り、この有機物41が残った場合は、第1層間酸化膜2
4と第2層間酸化膜25の密着性が低下して、その結
果、突起電極29の密着強度試験で、第2層間酸化膜2
5が第1層間酸化膜24から剥離することが生ずる。つ
まり、従来の多層配線構造は突起電極29の密着強度が
低くなる場合が生ずる。この発明の目的は、前記の課題
を解決して、突起電極の密着強度を高くした多層配線構
造を有する半導体集積装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、第1層目の配線用金属膜と電気的に接続する突起
電極を有する多層配線構造の半導体集積装置において、
第1層目の配線用金属膜を形成し、該第1層目の配線用
金属膜上に層間絶縁膜を介して第2層目の配線用金属膜
を形成し、前記第1層目の配線用金属膜上に突起電極を
形成する構成とする。配線用金属膜上に突起電極を有す
る多層配線構造の半導体集積装置において、第1層目の
配線用金属膜を形成し、該第1層目の配線用金属膜上に
層間絶縁膜を形成し、前記第1層目の配線用金属膜表面
を除く箇所の層間絶縁膜を選択的に除去し、該層間絶縁
膜が除去された箇所に、第1層目の配線用金属膜と電気
的に接続する第2層目の配線用金属膜を形成し、前記層
間絶縁膜が除かれた箇所の該第2層目の配線用金属膜上
に突起電極を形成する構成とする。配線用金属膜上に突
起電極を有する多層配線構造の半導体集積装置の製造方
法において、絶縁膜上に第1層目の配線用金属膜を形成
する工程と、該第1層目の配線用金属膜上に第1層間絶
縁膜を形成する工程と、前記第1層目の配線用金属膜上
および第1層間絶縁膜上に、平坦化のための有機物を塗
布する工程と、該有機物を除去し、前記第1層目の配線
用金属膜と段差のないように、前記第1層間絶縁膜を平
坦化する工程と、平坦化された前記第1層目の配線用金
属膜上と前記第1層間絶縁膜上に第2層間絶縁膜を形成
する工程と、前記第2層間絶縁膜上に第2層目の配線用
金属膜を形成する工程と、該第2層目の配線用金属膜上
と第2層間絶縁膜上に表面保護膜を形成する工程と、該
表面保護膜と第2層間絶縁膜を選択的に除去して、前記
第1層目の配線用金属膜を露出する工程と、露出した前
記第1層目の配線用金属膜上にバリアメタルを形成する
工程と、該バリアメタル上に突起電極を形成する工程を
含む製造方法とする。配線用金属膜上に突起電極を有す
る多層配線構造の半導体集積装置の製造方法において、
絶縁膜上に第1層目の配線用金属膜を形成する工程と、
該第1層目の配線用金属膜上に第1層間絶縁膜を形成す
る工程と、前記第1層目の配線用金属膜上および第1層
間絶縁膜上に、平坦化のための有機物を塗布する工程
と、該有機物を除去し、前記第1層目の配線用金属膜と
段差のないように、前記第1層間絶縁膜を平坦化する工
程と、平坦化された前記第1層目の配線用金属膜上と前
記第1層間絶縁膜上に第2層間絶縁膜を形成する工程
と、前記第1層目の配線用金属膜上の前記第2層間絶縁
膜を選択的に除去し、第1開口部を形成する工程と、前
記第1層目の配線用金属膜表面以外の箇所の第1層間絶
縁膜と第2層間絶縁膜を選択的に除去し、第2開口部を
形成する工程と、該第1開口部と第2開口部および第2
層間絶縁膜上に、第2層目の配線用金属膜を形成し、前
記第1層目の配線用金属膜と前記第2層目の配線金属膜
とを前記第1開口部で電気的に接続する工程と、前記第
2開口部の該第2層目の配線用金属膜上に突起電極を形
成する工程とを含む製造工程とする。前記絶縁層にエッ
チングストッパー層としてのポリシリコン層が形成さ
れ、前記第1層間絶縁膜と第2層間絶縁膜を、このポリ
シリコン層が露出さるまで選択的にエッチングで除去す
るとよい。このように、突起電極を第1層目の配線用金
属膜上に形成して、突起電極の下に層間絶縁膜を介在さ
せない構造とするか、または第2層目の配線用金属膜上
に突起電極を形成する場合も、突起電極の下の層間絶縁
膜を介在させない構造とすることで、例え、エッチバッ
クで第1層間絶縁膜と第2層間絶縁膜の間に平坦化処理
で用いた有機物が残留しても、突起電極の下には層間絶
縁膜が存在しないために、従来構造と比べると突起電極
の密着度は高くなる。
【発明の実施の形態】図1は、この発明の第1実施例の
突起電極を有する多層配線構造の要部断面図である。こ
こでは製造工程も含めて説明する。シリコン基板1上に
フィールド酸化膜2を形成する。このフィールド酸化膜
2上に第1層目の配線用金属膜3と第1層間酸化膜4を
形成する。つぎに、図示しないSOG等の有機物を塗布
し、有機物で表面を平坦にする。この平坦になった有機
物をエッチバックで除去し、第1層目の配線用金属膜3
を露出させ、第1層目の配線用金属膜3と段差のないよ
うに第1層間酸化膜4を平坦化する。このとき第1層間
酸化膜4に凹部があると、有機物で埋められ表面は平坦
化される。第1層目の配線用金属膜3上と第1層間酸化
膜4上に第2層間酸化膜5を形成する。第2層間酸化膜
5上に第2層目の配線金属膜6を形成し、第2層目の配
線用金属膜6上と第2層間酸化膜5上に表面保護膜7を
形成する。第1層目の配線用金属膜3が露出するまで、
表面保護膜7と第2層間酸化膜5を選択的にテーパー状
10にエッチングして、除去する。その後、この箇所に
バリアメタル8を形成し、バリアメタル8上に通称バン
プと言われる突起電極9を形成する。前記のようにテー
パーエッチングするのは、バリアメタル8の断線を防止
するためである。この多層配線構造では、突起電極9の
下に第1層間酸化膜4および第2層間酸化膜5が存在し
ない。そのため、第1層間酸化膜4と第2層間酸化膜5
の間に有機物が残留しても、突起電極9の下にこの有機
物が介在する訳ではないので、突起電極9の接着強度を
従来構造より高めることができる。図2は、この発明の
第2実施例の突起電極を有する多層配線構造の要部断面
図である。ここでは製造工程も含めて説明する。シリコ
ン基板1上にフィールド酸化膜2を形成する。このフィ
ールド酸化膜2上に第1層目の配線用金属膜3と第1層
間酸化膜4を形成する。つぎに、図示しないSOG等の
有機物を塗布し、有機物で表面を平坦にする。この平坦
になった有機物をエッチバックで除去し、第1層目の配
線用金属膜3を露出させ、第1層目の配線用金属膜3と
段差のないように第1層間酸化膜4を平坦化する。この
とき第1層間酸化膜4に凹部があると有機物で埋められ
表面は平坦化される。第1層目の配線用金属膜3上と第
1層間酸化膜4上に第2層間酸化膜5を形成する。第2
層間酸化膜5を選択的にエッチングして第1層目の配線
用金属膜3を露出させ、ビアホール11を形成する。ま
た、第1層間酸化膜4と第2層間酸化膜5を選択的にエ
ッチングして、下地のフィールド酸化膜2を露出させ
る。表面に第2層目の配線用金属膜6を形成し、第1層
目の配線用金属膜3とビアホール11で電気的に接続す
る。また、第2層目の配線用金属膜6はフィールド酸化
膜2とも接触する。このフィールド酸化膜2と接触した
第2層目の配線金属膜6上にバリアメタル8を介して突
起電極9を形成する。このように、突起電極9の下に、
従来構造のような第1層間酸化膜4および第2層間酸化
膜5が介在させないことで、突起電極9の密着強度を高
めることができる。図3は、この発明の第3実施例の突
起電極を有する多層配線構造の要部断面図である。図2
との違いは、突起電極9を形成する箇所のフィールド酸
化膜2内にエッチング時のストッパーの役割をさせるエ
ッチングストッパー層としてポリシリコン層15を埋め
込んだ点である。このポリシリコン層15に達するまで
エッチングすることで、第1層間酸化膜4と第2層間酸
化膜5を確実に除去することができる。
【発明の効果】この発明によれば、突起電極の下に層間
絶縁膜を介在させないことで、突起電極の接着強度を高
めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例の突起電極を有する多層
配線構造の要部断面図
【図2】この発明の第2実施例の突起電極を有する多層
配線構造の要部断面図
【図3】この発明の第3実施例の突起電極を有する多層
配線構造の要部断面図
【図4】従来の突起電極を有する多層配線構造の要部断
面図
【符号の説明】
1 シリコン基板 2 フィールド酸化膜 3 第1層目の配線用金属膜 4 第2層間絶縁膜 5 第2層間絶縁膜 6 第2層目の配線用金属膜 7 表面保護膜 8 バリアメタル 9 突起電極 10 テーパー 11 ビアホール 15 ポリシリコン 21 シリコン基板 22 フィールド酸化膜 23 第1層目の配線用金属膜 24 第2層間絶縁膜 25 第2層間絶縁膜 26 第2層目の配線用金属膜 27 表面保護膜 28 バリアメタル 29 突起電極 31 ビアホール 40 界面 41 有機物

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1層目の配線用金属膜と電気的に接続す
    る突起電極を有する多層配線構造の半導体集積装置にお
    いて、第1層目の配線用金属膜を形成し、該第1層目の
    配線用金属膜上に層間絶縁膜を介して第2層目の配線用
    金属膜を形成し、前記第1層目の配線用金属膜上に突起
    電極を形成することを特徴とする半導体集積装置。
  2. 【請求項2】配線用金属膜上に突起電極を有する多層配
    線構造の半導体集積装置において、第1層目の配線用金
    属膜を形成し、該第1層目の配線用金属膜上に層間絶縁
    膜を形成し、前記第1層目の配線用金属膜表面を除く箇
    所の層間絶縁膜を選択的に除去し、該層間絶縁膜が除去
    された箇所に、前記第1層目の配線用金属膜と電気的に
    接続する第2層目の配線用金属膜を形成し、前記層間絶
    縁膜が除かれた箇所の前記第2層目の配線用金属膜上に
    突起電極を形成することを特徴とする半導体集積装置。
  3. 【請求項3】配線用金属膜上に突起電極を有する多層配
    線構造の半導体集積装置の製造方法において、絶縁膜上
    に第1層目の配線用金属膜を形成する工程と、該第1層
    目の配線用金属膜上に第1層間絶縁膜を形成する工程
    と、前記第1層目の配線用金属膜上および第1層間絶縁
    膜上に、平坦化のための有機物を塗布する工程と、該有
    機物を除去し、前記第1層目の配線用金属膜と段差がな
    いように前記第1層間絶縁膜を平坦化する工程と、平坦
    化された前記第1層目の配線用金属膜上と前記第1層間
    絶縁膜上に第2層間絶縁膜を形成する工程と、前記第2
    層間絶縁膜上に第2層目の配線用金属膜を形成する工程
    と、該第2層目の配線用金属膜上と第2層間絶縁膜上に
    表面保護膜を形成する工程と、該表面保護膜と前記第2
    層間絶縁膜を選択的に除去して、前記第1層目の配線用
    金属膜を露出する工程と、露出した前記第1層目の配線
    用金属膜上にバリアメタルを形成する工程と、該バリア
    メタル上に突起電極を形成する工程を含むことを特徴と
    する半導体集積回路の製造方法。
  4. 【請求項4】配線用金属膜上に突起電極を有する多層配
    線構造の半導体集積装置の製造方法において、絶縁膜上
    に第1層目の配線用金属膜を形成する工程と、該第1層
    目の配線用金属膜上に第1層間絶縁膜を形成する工程
    と、前記第1層目の配線用金属膜上および第1層間絶縁
    膜上に、平坦化のための有機物を塗布する工程と、該有
    機物を除去し、前記第1層目の配線用金属膜と段差がな
    いように前記第1層間絶縁膜を平坦化する工程と、平坦
    化された前記第1層目の配線用金属膜上と前記第1層間
    絶縁膜上に第2層間絶縁膜を形成する工程と、前記第1
    層目の配線用金属膜上の前記第2層間絶縁膜を選択的に
    除去し、第1開口部を形成する工程と、前記第1層目の
    配線用金属膜表面以外の箇所の第1層間絶縁膜と第2層
    間絶縁膜を選択的に除去し、第2開口部を形成する工程
    と、該第1開口部と第2開口部および第2層間絶縁膜上
    に、第2層目の配線用金属膜を形成し、前記第1層目の
    配線用金属膜と前記第2層目の配線金属膜とを前記第1
    開口部で電気的に接続する工程と、前記第2開口部の該
    第2層目の配線用金属膜上に突起電極を形成する工程を
    含むことを特徴とする半導体集積装置の製造方法。
  5. 【請求項5】前記絶縁層にエッチングストッパー層とし
    てのポリシリコン層が形成され、前記第1層間絶縁膜と
    第2層間絶縁膜を、このポリシリコン層が露出さるまで
    選択的にエッチングで除去することを特徴とする請求項
    4に記載の半導体集積装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7218008B2 (en) 2003-06-30 2007-05-15 Seiko Epson Corporation Semiconductor device and method of manufacturing the same, circuit board, and electronic instrument

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