JP2009188228A - 多層配線用パッド構造およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の配線2が形成されている半導体基板1に、第1の層間絶縁膜3、第1のコンタクトホール6、第2の配線11と第1の層間絶縁膜3との間の密着性を向上するためのW系金属薄膜7、第2の配線11を形成するためのめっき用金属薄膜8、第2の配線11、第2の層間絶縁膜12、第2のコンタクトホール13、第3の配線16と第2の層間絶縁膜12との間の密着性を向上させるためのW系金属薄膜14、第3の配線16を形成するためのめっき用金属薄膜15、第3の配線16が形成され、パッド中央17の表面は平坦で、パッド端18は下側に曲がっていることを特徴とする多層配線用パッド構造を構成する。
【選択図】図1
Description
半導体基板上に形成され、単層または複数層の層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜によって絶縁される複数層の配線と、前記配線間を電気的に接続するために前記層間絶縁膜中に形成された複数のコンタクトホールとを有する多層配線用パッド構造において、前記層間絶縁膜は有機材料で構成され、パッド中央の表面は平坦であり、パッド端は前記半導体基板側に曲がっていることを特徴とする多層配線用パッド構造を構成する。
前記コンタクトホールの径が前記層間絶縁膜の厚さの1/2以上、最下層配線を除く前記配線の厚さの3倍以下であることを特徴とする請求項1記載の多層配線用パッド構造を構成する。
前記有機材料は、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、アリーレンエーテル系ポリマー、シロキサン系ポリマーまたは芳香族炭化水素系ポリマーであり、前記層間絶縁膜の厚さは1μm以上であることを特徴とする請求項1記載の多層配線用パッド構造を構成する。
前記配線は、1μm以上の厚さを有するめっきAuで構成され、前記半導体基板の表面に垂直な方向から見たときに、同じ形を有し、同じ位置に形成されることを特徴とする請求項1記載の多層配線用パッド構造を構成する。
前記配線が、前記コンタクトホールの内壁面を含めた前記層間絶縁膜の表面と、前記半導体基板とは反対の側から接する部位に、W系金属薄膜が形成されていることを特徴とする請求項1記載の多層配線用パッド構造を構成する。
多層配線用パッド構造の製造方法であって、少なくとも1層からなる下層配線が形成されている半導体基板上に、有機材料組成物を塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜の膜厚減少を伴う熱処理によって、有機材料で構成された層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、前記層間絶縁膜の表面に、コンタクトホールパタンを有するコンタクトホール形成用レジストマスクを形成するコンタクトホール形成用レジストマスク形成工程と、前記コンタクトホール形成用レジストマスクを用いるドライエッチング法により、前記下層配線と上層配線とを電気的に接続するための複数個のコンタクトホールを前記層間絶縁膜中に形成した後に、前記コンタクトホール形成用レジストマスクを除去するコンタクトホール形成工程と、前記コンタクトホールの内壁面を含めた前記層間絶縁膜の表面、および、前記コンタクトホール形成工程によって露出した前記下層配線の表面に、W系金属薄膜とめっき用金属薄膜とをこの順序で形成した後に、前記めっき用金属薄膜上に、配線パタンを有する配線形成用レジストマスクを形成する配線形成準備工程と、前記コンタクトホール内部および配線形成部分に、前記配線形成用レジストマスクをめっきマスクとして用いるめっき法により配線金属を堆積して前記上層配線を形成する配線形成工程と、前記配線形成用レジストマスクを除去し、前記上層配線が形成されていない部位の前記W系金属薄膜およびめっき用金属薄膜を除去する余剰物除去工程とを有することを特徴とする多層配線用パッド構造の製造方法を構成する。
多層配線用パッド構造の製造方法であって、少なくとも1層からなる下層配線が形成されている半導体基板上に、感光性有機材料を塗布して塗布膜を形成し、コンタクトホールパタン露光とそれに続く現像によって該塗布膜中に、前記下層配線と上層配線とを電気的に接続するための複数個のコンタクトホールを形成した後、該塗布膜の膜厚減少を伴う熱処理によって、有機材料で構成され前記コンタクトホールを有する層間絶縁膜を形成するコンタクトホール具有層間絶縁膜形成工程と、前記コンタクトホールの内壁面を含めた前記層間絶縁膜の表面、および、前記コンタクトホールが形成されることによって露出した前記下層配線の表面に、W系金属薄膜とめっき用金属薄膜とをこの順序で形成した後に、前記めっき用金属薄膜上に配線パタンを有する配線形成用レジストマスクを形成する配線形成準備工程と、前記コンタクトホール内部および配線形成部分に、前記配線形成用レジストマスクをめっきマスクとして用いるめっき法により配線金属を堆積して前記上層配線を形成する配線形成工程と、前記配線形成用レジストマスクを除去し、前記上層配線が形成されていない部位の前記W系金属薄膜およびめっき用金属薄膜を除去する余剰物除去工程とを有することを特徴とする多層配線用パッド構造の製造方法を構成する。
図1は、本発明の第1の実施の形態例である多層配線用パッド構造(層間絶縁膜は2層)を説明するための断面図である。図において、第1の配線2が形成されている半導体基板1上に、有機材料で構成された第1の層間絶縁膜3、第1の配線2と第2の配線11との間を電気的に接続するために第1の層間絶縁膜3中に形成された第1のコンタクトホール6、第2の配線11と第1の層間絶縁膜3との間の密着性を向上させるためのW(タングステン)系金属薄膜7、第2の配線11を形成するためのめっき用金属薄膜8、第2の配線11、有機材料で構成された第2の層間絶縁膜12、第2の配線11と第3の配線16との間を電気的に接続するために第2の層間絶縁膜12中に形成された第2のコンタクトホール13、第3の配線16と第2の層間絶縁膜12との間の密着性を向上させるためのW系金属薄膜14、第3の配線16を形成するためのめっき用金属薄膜15、第3の配線16が形成され、第3の配線16がパッドを形成している。
図2および3は、本発明の第2の実施の形態例である、多層配線用パッド構造の製造方法における工程を説明するための断面図である。
上記実施の形態例2においては、第1のコンタクトホール6を有する第1の層間絶縁膜3の形成を、図2の(a)、(b)、(c)に示す工程によって行ったが、これを別の工程(コンタクトホール具有層間絶縁膜形成工程)によって行うことも可能である。すなわち、図4の(a)に示すように、第1の配線2(下層配線)が形成されている半導体基板1上に、第1の層間絶縁膜3を形成するための感光性有機材料(例えば感光性ポリイミド)を塗布して感光性有機材料の塗布膜3'を形成し、塗布膜3'をコンタクトホールパタン露光した後、現像することによって塗布膜3'中にコンタクトホール6を形成して、図4の(b)に示す状態とし、次に、塗布膜3'の膜厚減少を伴う熱処理によって、有機材料で構成され、コンタクトホール6を有する第1の層間絶縁膜3を形成すれば、図2の(c)に示した状態が実現する。
Claims (7)
- 半導体基板上に形成され、単層または複数層の層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜によって絶縁される複数層の配線と、前記配線間を電気的に接続するために前記層間絶縁膜中に形成された複数のコンタクトホールとを有する多層配線用パッド構造において、
前記層間絶縁膜は有機材料で構成され、パッド中央の表面は平坦であり、パッド端は前記半導体基板側に曲がっていることを特徴とする多層配線用パッド構造。 - 前記コンタクトホールの径が前記層間絶縁膜の厚さの1/2以上、最下層配線を除く前記配線の厚さの3倍以下であることを特徴とする請求項1記載の多層配線用パッド構造。
- 前記有機材料は、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、アリーレンエーテル系ポリマー、シロキサン系ポリマーまたは芳香族炭化水素系ポリマーであり、前記層間絶縁膜の厚さは1μm以上であることを特徴とする請求項1記載の多層配線用パッド構造。
- 前記配線は、1μm以上の厚さを有するめっきAuで構成され、前記半導体基板の表面に垂直な方向から見たときに、同じ形を有し、同じ位置に形成されることを特徴とする請求項1記載の多層配線用パッド構造。
- 前記配線が、前記コンタクトホールの内壁面を含めた前記層間絶縁膜の表面と、前記半導体基板とは反対の側から接する部位に、W系金属薄膜が形成されていることを特徴とする請求項1記載の多層配線用パッド構造。
- 多層配線用パッド構造の製造方法であって、
少なくとも1層からなる下層配線が形成されている半導体基板上に、有機材料組成物を塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜の膜厚減少を伴う熱処理によって、有機材料で構成された層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、
前記層間絶縁膜の表面に、コンタクトホールパタンを有するコンタクトホール形成用レジストマスクを形成するコンタクトホール形成用レジストマスク形成工程と、
前記コンタクトホール形成用レジストマスクを用いるドライエッチング法により、前記下層配線と上層配線とを電気的に接続するための複数個のコンタクトホールを前記層間絶縁膜中に形成した後に、前記コンタクトホール形成用レジストマスクを除去するコンタクトホール形成工程と、
前記コンタクトホールの内壁面を含めた前記層間絶縁膜の表面、および、前記コンタクトホール形成工程によって露出した前記下層配線の表面に、W系金属薄膜とめっき用金属薄膜とをこの順序で形成した後に、前記めっき用金属薄膜上に、配線パタンを有する配線形成用レジストマスクを形成する配線形成準備工程と、
前記コンタクトホール内部および配線形成部分に、前記配線形成用レジストマスクをめっきマスクとして用いるめっき法により配線金属を堆積して前記上層配線を形成する配線形成工程と、
前記配線形成用レジストマスクを除去し、前記上層配線が形成されていない部位の前記W系金属薄膜およびめっき用金属薄膜を除去する余剰物除去工程とを有することを特徴とする多層配線用パッド構造の製造方法。 - 多層配線用パッド構造の製造方法であって、
少なくとも1層からなる下層配線が形成されている半導体基板上に、感光性有機材料を塗布して塗布膜を形成し、コンタクトホールパタン露光とそれに続く現像によって該塗布膜中に、前記下層配線と上層配線とを電気的に接続するための複数個のコンタクトホールを形成した後、該塗布膜の膜厚減少を伴う熱処理によって、有機材料で構成され前記コンタクトホールを有する層間絶縁膜を形成するコンタクトホール具有層間絶縁膜形成工程と、
前記コンタクトホールの内壁面を含めた前記層間絶縁膜の表面、および、前記コンタクトホールが形成されることによって露出した前記下層配線の表面に、W系金属薄膜とめっき用金属薄膜とをこの順序で形成した後に、前記めっき用金属薄膜上に配線パタンを有する配線形成用レジストマスクを形成する配線形成準備工程と、
前記コンタクトホール内部および配線形成部分に、前記配線形成用レジストマスクをめっきマスクとして用いるめっき法により配線金属を堆積して前記上層配線を形成する配線形成工程と、
前記配線形成用レジストマスクを除去し、前記上層配線が形成されていない部位の前記W系金属薄膜およびめっき用金属薄膜を除去する余剰物除去工程とを有することを特徴とする多層配線用パッド構造の製造方法。
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