JP3036086B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP3036086B2
JP3036086B2 JP3000336A JP33691A JP3036086B2 JP 3036086 B2 JP3036086 B2 JP 3036086B2 JP 3000336 A JP3000336 A JP 3000336A JP 33691 A JP33691 A JP 33691A JP 3036086 B2 JP3036086 B2 JP 3036086B2
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孝彰 小林
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NEC Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、特に金属めっき膜を有する半導体装置の製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の金属めっき膜を有する半導体装置
の製造方法は、素子領域を形成した半導体基板の上に絶
縁膜を形成し、この絶縁膜の上に金属導電膜を被着して
電気めっきの際の電流路及び金属めっき膜形成領域の下
地膜として形成する。次に、金属導電膜上に形成してパ
ターニングしたフォトレジスト膜をマスクとして金属導
電膜上に電気めっき法により金属めっき膜を形成する。
次に、フォトレジスト膜を除去した後金属めっき膜をマ
スクとして金属導電膜の不要部分をエッチング除去し、
各々の金属めっき膜を分離していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
装置の製造方法は、金属めっき膜をマスクとして金属め
っき膜を形成するために使用した金属導電膜をエッチン
グ除去する際に金属めっき膜もエッチングされるため、
このエッチングにより金属めっき膜の切断等が生じない
様にあらかじめエッチング除去される量だけ金属めっき
膜の厚さを厚くめっきしておかなければならないという
欠点があった。
【0004】また、微細パターンを含む金属めっき膜の
場合は、エッチング除去される量だけ多めにめっきを行
うことが困難であるため、異方性エッチングを行なわな
ければならず、多層配線化を困難なものとしていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、素子領域を含む半導体基板上に設けた絶縁膜
上に電気めっきの電流路となる金属導電膜を形成する工
程と、前記金属導電膜上にポリイミド系樹脂膜を塗布し
て形成する工程と、前記ポリイミド系樹脂膜をパターニ
ングしてめっき領域を開口し前記金属導電膜の表面を露
出させる工程と、前記ポリイミド系樹脂膜をマスクとし
て電気めっきにより前記金属導電膜上に金属めっき膜を
形成する工程と、熱処理により前記ポリイミド系樹脂膜
を収縮させ前記金属めっき膜側壁とポリイミド系樹脂膜
の側壁との間に溝を形成する工程と、前記溝を含む表面
に塗布法により絶縁性塗布膜を形成して前記溝を含むポ
リイミド系樹脂膜の開口部を充填して表面を平坦化しエ
ッチバックにより前記開口部内にのみ前記塗布膜を残し
て前記金属めっき膜の表面を前記塗布膜で被覆する工程
と、前記ポリイミド系樹脂膜をエッチング除去した後前
記塗布膜をマスクとして金属導電膜をエッチング除去す
る工程とを含んで構成される。
【0006】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0007】図1(a)〜(e)は本発明の第1の実施
例を説明するための工程順に示した半導体チップの断面
図である。
【0008】まず、図1(a)に示すように、素子領域
を形成した半導体基板1の上に酸化シリコン膜2を形成
し、酸化シリコン膜2の上にめっき用の電流路となる金
属導電膜3を被着する。ここで、金属導電膜3は、下地
との密着強度を高めるための厚さ0.1μmのチタン膜
とめっき層成長用の厚さ0.1μmの金膜の2層構造と
なっている。次に、金属導電膜3の上に液状ポリイミド
系樹脂を塗布し、イミド化率が30〜70%になる様に
温度130℃の窒素雰囲気中で30分間の熱処理を行
い、膜厚約8.0μmのポリイミド系樹脂膜4を形成す
る。次に、ポリイミド系樹脂膜4の上にフォトレジスト
膜5を塗布してパターニングし、フォトレジスト膜5を
マスクとしてポリイミド系樹脂膜4を異方性エッチング
して除去し、金属導電膜3の表面を露出させる。
【0009】次に、図1(b)に示すように、半導体基
板1を金めっき液中に浸漬し、フォトレジスト膜5及び
ポリイミド系樹脂膜4をマスクとし、金属導電膜3を電
流路として電気めっきを行い金属導電膜3上にめっき
層、即ち膜厚3.0μmの金めっき配線6を形成する。
【0010】次に、図1(c)に示すように、フォトレ
ジスト膜5を剥離した後、300℃の窒素雰囲気中で6
0分間熱処理を行い、ポリイミド系樹脂膜4のイミド化
を促進させ収縮させることにより金めっき配線6の側壁
とポリイミド系樹脂膜4の側壁との間に溝を形成する。
【0011】次に、図1(d)に示すように、回転塗布
法によりPSG膜7を形成して表面を平坦化した後、エ
ッチバック法によりポリイミド系樹脂膜4の膜厚より薄
くなるまでPSG膜7を均一にエッチングし、金めっき
配線6の側壁部の溝部を含むポリイミド系樹脂膜4の開
口部のみにPSG膜7を残して金めっき配線6の側壁部
及び上面部を被覆する。
【0012】次に図1(e)に示すようにポリイミド系
樹脂膜4をエッチング除去した後、PSG膜7をマスク
としてめっき後不要となった金属導電膜3をエッチング
除去する。この際金属導電膜3の上層部の金膜は王水で
エッチング除去し、下層部のチタン膜は過酸化水素水溶
液でエッチング除去するが、金めっき配線6はPSG膜
7でその表面が完全に覆われているので王水でエッチン
グされることはない。以上のように、不要となった金属
導電膜3をエッチング除去して各々の金属めっき配線6
を分離し、半導体装置を構成する。
【0013】なお、金めっき配線の側壁部に溝を形成す
る際の材料としてポリイミド系樹脂を用いたが、フォト
レジストの様な有機系塗布膜を用いてもよく、この場
合、金めっき配線の表面を保護する材料としてポリイミ
ド系樹脂膜を用いても良い。
【0014】図2(a)〜(c)及び図3(a)〜
(c)は本発明の第2の実施例を説明するための工程順
に示した半導体チップの断面図である。
【0015】先ず、図2(a)に示すように、図1
(a)〜(d)に示す第1の実施例と同様の工程でPS
G膜7を形成して溝を充填する。
【0016】次に、図2(b)に示すように、PSG膜
7を含む表面にフォトレジスト膜8を塗布してパターニ
ングし、フォトレジスト膜8をマスクとしてPSG膜6
をエッチングし、金めっき配線5の側壁部のPSG膜6
のみを残して金めっき配線5の上面を露出させる。
【0017】次に、図2(c)に示すように、フォトレ
ジスト膜8を剥離した後、全面に上層の金めっき配線を
形成する際の下地膜となる金膜9を0.3μmの厚さに
堆積する。次に、金属膜9の上に液状ポリイミド樹脂を
塗布し、イミド化率が30〜70%になる様に130℃
の窒素雰囲気中で30分間熱処理し、膜厚8.0μmの
ポリイミド系樹脂膜10を形成する。次に、ポリイミド
系樹脂膜10の上にパターニングして設けたフォトレジ
スト膜11を形成し、フォトレジスト膜11をマスクと
してポリイミド系樹脂膜10を異方性エッチングして除
去し、金膜9を露出させる。次に、半導体基板1を金め
っき液中に浸漬し、フォトレジスト膜11及びポリイミ
ド系樹脂膜10をマスクとして電気めっきを行い、金膜
9の上に金めっき層即ち膜厚3.0μmの上層の金めっ
き配線12を形成し下層の金めっき配線6と接続する。
【0018】次に、図3(a)に示すように、フォトレ
ジスト膜11を剥離した後、300℃の窒素雰囲気中で
60分間熱処理を行い、ポリイミド系樹脂膜10のイミ
ド化を促進させ、収縮させることにより金めっき配線1
2の側壁とポリイミド系樹脂膜10の側壁との間に溝を
形成する。次に、塗布法によりPSG膜13を形成して
表面を平坦化した後、エッチバック法によりポリイミド
系樹脂膜10の膜厚より薄くなるまでPSG膜13を均
一にエッチングし、金めっき配線12の側壁部の溝部を
含むポリイミド系樹脂膜10の開口部のみにPSG膜1
3を残して金めっき配線12の側壁部及び上面部をPS
G膜13で被覆する。
【0019】次に図3(b)に示すように、ポリイミド
系樹脂膜10をエッチング除去し、次いでPSG膜13
をマスクとしてめっき後不要となった金膜9をエッチン
グ除去する。この際不要となった金膜9は王水でエッチ
ング除去するが、金めっき配線12は、PSG膜13で
その表面が完全に覆われているので王水でエッチングさ
れることはない。次にポリイミド樹脂膜4をエッチング
除去し、金属導電膜3の表面を露出させる。
【0020】次に、図3(c)に示すように、PSG膜
7をマスクとして不要部分の金属導電膜3をエッチング
除去する。この際、2層構造である金属導電膜3の上層
部の金膜は王水で、下層部のチタン膜は過酸化水素水溶
液で順次エッチング除去するが、めっき配線6はPSG
膜7で覆われているため王水でエッチングされることは
ない。また、金めっき配線12も上面部及び側面部はP
SG膜13で覆われており、底部も金属導電膜3の金膜
より十分厚い膜厚の金膜9で保護しているためエッチン
グされることはない。以上のように、金属導電膜3をエ
ッチング除去して各々の金めっき配線6を分離すること
により、2層構造の金めっき配線を有する半導体装置を
構成する。本実施例によれば、めっき配線による多層化
を容易に実現することが可能である。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、めっき
後不要となった金属導電膜を金めっき配線の表面に被覆
して設けた絶縁膜をマスクとしてエッチング除去するこ
とにより、金めっき配線が同時にエッチングされること
を防止して金メッキ配線の断線等を防止して信頼性を向
上させるという効果を有する。
【0022】また、不要になった金属導電膜をウェット
エッチングにより除去できるので異方性ドライエッチン
グにより生じる段差部でのエッチング残りが発生するこ
とがないため下地を平坦化する必要がなく、多層配線の
微細化を容易に実現することができるという効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を説明するための工程順
に示した半導体チップの断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例を説明するための工程順
に示した半導体チップの断面図である。
【図3】本発明の第2の実施例を説明するための工程順
に示した半導体チップの断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 酸化シリコン膜 3 金属導電膜 4,10 ポリイミド系樹脂膜 5,8 フォトレジスト膜 6,12 金めっき配線 7,13 PSG膜 9 金膜

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 素子領域を含む半導体基板上に設けた絶
    縁膜上に電気めっきの電流路となる金属導電膜を形成す
    る工程と、前記金属導電膜上にポリイミド系樹脂膜を塗
    布して形成する工程と、前記ポリイミド系樹脂膜をパタ
    ーニングしてめっき領域を開口し前記金属導電膜の表面
    を露出させる工程と、前記ポリイミド系樹脂膜をマスク
    として電気めっきにより前記金属導電膜上に金属めっき
    膜を形成する工程と、熱処理により前記ポリイミド系樹
    脂膜を収縮させ前記金属めっき膜側壁とポリイミド系樹
    脂膜の側壁との間に溝を形成する工程と、前記溝を含む
    表面に塗布法により絶縁性塗布膜を形成して前記溝を含
    むポリイミド系樹脂膜の開口部を充填して表面を平坦化
    しエッチバックにより前記開口部内にのみ前記塗布膜を
    残して前記金属めっき膜の表面を前記塗布膜で被覆する
    工程と、前記ポリイミド系樹脂膜をエッチング除去した
    後前記塗布膜をマスクとして金属導電膜をエッチング除
    去する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
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