JP3166685B2 - Method for manufacturing wiring structure of semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing wiring structure of semiconductor device

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JP3166685B2
JP3166685B2 JP31734397A JP31734397A JP3166685B2 JP 3166685 B2 JP3166685 B2 JP 3166685B2 JP 31734397 A JP31734397 A JP 31734397A JP 31734397 A JP31734397 A JP 31734397A JP 3166685 B2 JP3166685 B2 JP 3166685B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関し、
特に半導体装置に高周波電流を供給する配線を備える半
導体装置の配線構造製造方法に関するものである。
The present invention relates to a semiconductor device,
In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a wiring structure of a semiconductor device having a wiring for supplying a high-frequency current to the semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報通信分野を中心に、通信の高
速化、高周波化が急速に進展しており、たとえば光通信
では2.4〜10Gb/s 、基地間通信、衛星通信、ある
いは無線LAN等で数GHZ 〜60GHZ 、さらに車載
レーダ等では76GHZ 帯、等の装置の商品化あるいは
商品開発が活発に行われている。こうした装置では、特
に信号の入出力部を中心に、小型、低コスト、かつ高信
頼度の高速・高周波用半導体集積回路が必要とされてい
る。ところで、小型化を図った半導体集積回路では半導
体素子間を接続して信号を伝達する配線の小型化、低抵
抗化も重要となるが、特に高周波領域では、周波数が高
くなるに従って生じる表皮効果により配線を流れる電流
が配線表面に集中し、配線抵抗が増加するという問題が
深刻なものとなる。
2. Description of the Related Art In recent years, communication speed and frequency have been rapidly advancing mainly in the field of information communication. For example, 2.4 to 10 Gb / s in optical communication, inter-base communication, satellite communication, or wireless communication number GH Z ~60GH Z in the LAN or the like, 76GH Z band in yet-vehicle radar, etc., commercialization or product development of devices etc. have been actively carried out. In such a device, a small-sized, low-cost, high-reliability, high-speed, high-frequency semiconductor integrated circuit is required especially for a signal input / output unit. By the way, in a miniaturized semiconductor integrated circuit, miniaturization and low resistance of a wiring for connecting a semiconductor element and transmitting a signal are also important. Particularly, in a high frequency region, a skin effect generated as the frequency increases becomes important. The problem that the current flowing through the wiring concentrates on the wiring surface and the wiring resistance increases increases.

【0003】この表皮効果は、例えば、図4の配線断面
図に示したような半導体基板101上の下値絶縁膜10
2上に形成されたAu配線103では、例えば、幅寸法
W=10μm、厚さd=2μmの断面構造としたとき
に、40GHZ の高周波電流を流したときには、図に点
描するような表面領域にしか電流が流れず、DC電流の
場合と較べて電流が流れる面積は〜0.45倍となるこ
とである。因に、この表皮の深さδは、 δ=(ρ/π×f×μ0 ×μ)1/2 と表せる。ここで、ρ:固有抵抗、f:周波数、μ0
真空の透磁率、μ:比透磁率である。したがって、前記
したAu線を例に取ると、ρ=〜2.5×10-4Ωc
m、μ=〜1として、f=1GHZ でδ=〜2.4μ
m、f=40GHZ でδ=〜0.4μmとなる。
[0003] This skin effect is caused, for example, by the lower insulating film 10 on a semiconductor substrate 101 as shown in the wiring sectional view of FIG.
In Au wirings 103 are formed on the 2, for example, width W = 10 [mu] m, when the cross-sectional structure of thickness d = 2 [mu] m, when a current of high-frequency current of 40GH Z, the surface area, such as stippling in FIG. The current flows only in this case, and the area in which the current flows is 0.45 times as large as that of the DC current. Incidentally, the skin depth δ can be expressed as δ = (ρ / π × f × μ 0 × μ) 1/2 . Here, ρ: specific resistance, f: frequency, μ 0 :
Vacuum permeability, μ: relative permeability. Therefore, taking the above-mentioned Au line as an example, ρ = 〜2.5 × 10 −4 Ωc
m, as mu = to 1, with f = 1GH Z δ = ~2.4μ
m, the δ = ~0.4μm at f = 40GH Z.

【0004】このような表皮効果を抑制するためには、
従来から配線を細径配線を束ねた撚り線や網線で構成す
ることが行われている。例えば、半導体装置の分野で
は、特開平6−302640号公報に記載のように、ボ
ンディング用導線を細線を束ねた撚り線で構成してい
る。また、特開平05−55383号公報に記載のよう
に半導体基板上の配線をストライプ状に分割することに
より、表面積を増加させる提案がなされている。したが
って、半導体基板上に形成する配線での表皮効果を抑制
するためには、後者のように配線をストライプ状にし
て、複数の細幅配線を配列した構成が有効となる。
In order to suppress such a skin effect,
2. Description of the Related Art Conventionally, wiring has been made of a stranded wire or a mesh wire obtained by bundling small-diameter wires. For example, in the field of semiconductor devices, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-302640, a bonding wire is formed of a stranded wire in which fine wires are bundled. Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-55383, a proposal has been made to increase the surface area by dividing a wiring on a semiconductor substrate into stripes. Therefore, in order to suppress the skin effect in the wiring formed on the semiconductor substrate, a configuration in which the wiring is formed in a stripe shape and a plurality of narrow wirings are arranged as in the latter case is effective.

【0005】例えば、半導体基板上に複数の細幅配線を
配列した配線構造を形成する際の従来の製造方法の一例
を説明する。先ず、図5(a)のように、半導体基板2
01上の下地絶縁膜202の表面にTi:100Å、A
u:2μmをスパッタ形成してAu/Ti層203を形
成した後、リソグラフィ法によりAu加工用マスクとし
て所望の細線形状にフォトレジスト膜204を形成す
る。次に、図5(b)のように、前記フォトレジスト膜
204をマスクとしてAr粒子によるドライエッチング
によりフォトレジストマスク以外のAu/Ti層203
をエッチング除去し、細幅配線205を形成する。この
後、前記フォトレジスト膜204を除去した後、前記下
地絶縁膜202の表面を含む前記細幅配線205上に絶
縁膜206を形成することにより、図5(c)に示した
配線構造が形成される。この配線構造では、配線の全体
幅W、細線幅W1、細線間隔W2、配線厚dの配線構造
となる。
An example of a conventional manufacturing method for forming a wiring structure in which a plurality of narrow wirings are arranged on a semiconductor substrate will be described. First, as shown in FIG.
01 on the surface of the underlying insulating film 202 on Ti
After forming an Au / Ti layer 203 by sputtering u: 2 μm, a photoresist film 204 is formed in a desired thin line shape as a mask for Au processing by a lithography method. Next, as shown in FIG. 5B, the Au / Ti layer 203 other than the photoresist mask is dry-etched with Ar particles using the photoresist film 204 as a mask.
Is removed by etching to form a narrow wiring 205. Thereafter, after removing the photoresist film 204, an insulating film 206 is formed on the narrow wiring 205 including the surface of the base insulating film 202, thereby forming the wiring structure shown in FIG. Is done. In this wiring structure, the wiring width W, the fine line width W1, the fine line interval W2, and the wiring thickness d are obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前述した表皮効果によ
る配線抵抗の周波数変化を少なくするために配線を複数
の細幅配線で構成した場合、例えば、図5(c)に示す
ように、配線の配線幅Wを10μm、配線厚さdを2μ
mとして、配線間隔W2と細線数Nを変えたときの40
GHZ での配線有効断面積の変化を図6に示す。なお、
この場合細幅配線の幅寸法W1は、前記W,W2,Nの
各値から必然的に決定されるため、図6の特性をW1で
示すことも可能であるが、ここでは本発明の特徴との関
係からW2で示している。このように、配線幅Wを変え
ずに有効断面積を大きくして周波数依存性を少なくする
ためにはできるだけ細線間隔W2を小さくする必要があ
る。しかしながら、近年におけるフォトリソグラフィ技
術では、配線長の長い均一な細幅配線を形成するために
は、細幅配線の配線間隔は約1μmが限度となっている
ため、この配線間隔で配線を形成したとしても、図6に
示されるように、有効断面積は分割しない場合とほとん
ど変わらないものとなってしまう。一方、細幅配線の間
隔W2を従来技術で可能な1μmとし、40GHZ 時の
細幅配線の幅W1を最も有効な0.8μmとしても、D
C時と同等の有効断面積を得るためには、全配線幅Wは
約22μm以上になってしまい、半導体装置の高集積化
を実現することは困難になる。
When the wiring is constituted by a plurality of narrow wirings in order to reduce the frequency change of the wiring resistance due to the skin effect described above, for example, as shown in FIG. Wiring width W is 10 μm and wiring thickness d is 2 μm
m is 40 when the wiring interval W2 and the number of thin lines N are changed.
The wiring change in the effective cross-sectional area of at GH Z shown in FIG. In addition,
In this case, the width dimension W1 of the narrow wiring is inevitably determined from the respective values of W, W2, and N. Therefore, the characteristic of FIG. And W2. As described above, in order to reduce the frequency dependency by increasing the effective area without changing the wiring width W, it is necessary to reduce the fine line interval W2 as much as possible. However, in the recent photolithography technology, in order to form a uniform narrow wiring having a long wiring length, the wiring interval of the narrow wiring is limited to about 1 μm. However, as shown in FIG. 6, the effective cross-sectional area is almost the same as in the case where no division is performed. On the other hand, the interval W2 narrow wiring and 1μm possible in the prior art, even the most effective 0.8μm width W1 of the narrow wiring at 40GH Z, D
In order to obtain an effective cross-sectional area equivalent to that at the time of C, the total wiring width W is about 22 μm or more, and it is difficult to achieve high integration of the semiconductor device.

【0007】本発明の目的は、表皮効果を抑制して高周
波での適用が可能な一方で、高集積化を実現した配線構
製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a wiring structure which can be applied at a high frequency while suppressing the skin effect and realizes high integration.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、基
板上に第1の導体膜を形成する工程と、前記第1の導体
膜を厚さ方向の下側一部を残して所要の間隔で選択的に
エッチングし、前記所要間隔で配列されかつ前記下側一
部で連結された複数の第1の細幅配線を形成する工程
と、前記第1の細幅配線上に前記第1の細幅配線の配線
幅寸法よりも薄い膜厚の第1の絶縁膜を被着する工程
と、前記第1の絶縁膜を異方性エッチングして前記第1
の細幅配線の側面にのみ残す工程と、前記第1の絶縁膜
で挟まれる領域に露呈された前記第1の導体膜の露呈面
に第2の導体膜を選択的に成長して第2の細幅配線を形
成する工程とを含むことを特徴とする。
The production method of the present invention comprises:
Forming a first conductor film on a plate; and forming the first conductor film on the plate.
Selectively remove the film at the required interval, leaving a part of the lower side in the thickness direction.
Etching, arranged at the required intervals and the lower side
Forming a plurality of first narrow wirings connected by portions
Wiring of the first narrow wiring on the first narrow wiring
Step of depositing a first insulating film having a thickness smaller than the width dimension
Anisotropically etching the first insulating film to form the first insulating film.
Leaving only on the side surface of the narrow wiring, and the first insulating film
Exposed surface of the first conductor film exposed in a region sandwiched by
A second conductive film is selectively grown to form a second narrow wiring.
And a step of forming.

【0009】[0009]

【0010】本発明では、図6から判るように、細幅配
線の間隔W2を0.2μmと小さく製作できれば、全配
線幅Wは約14μmと小さく抑えることができ、高周波
特性の改善と同時に半導体装置の高集積化が可能とな
る。本発明では、前記した第1の絶縁膜の膜厚は従来使
われているCVD法等によるため数百Åまで制御可能で
あり、現状リソグラフィでの得られるストライプ間隔の
およそ1/10程度まで間隔を小さくすることが可能と
なる。これにより、細幅配線の幅寸法よりも小さな配線
間隔を形成できるため、大きくとも従来配線幅の2倍を
越えずにストライプ状をした配線を形成することが可能
であり、半導体装置の高集積化が実現できる。
In the present invention, as can be seen from FIG. 6, if the interval W2 between the narrow wirings can be made as small as 0.2 μm, the total wiring width W can be reduced to about 14 μm, and the semiconductor can be improved simultaneously with the improvement of the high frequency characteristics. The device can be highly integrated. In the present invention, the film thickness of the first insulating film can be controlled up to several hundreds of mm because of the conventionally used CVD method or the like, and the film thickness of the first insulating film can be reduced to about 1/10 of the stripe space obtained by the current lithography. Can be reduced. As a result, a wiring interval smaller than the width of the narrow wiring can be formed, so that a stripe-shaped wiring can be formed at most not exceeding twice the conventional wiring width. Can be realized.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1及び図2は本発明の参照例を製
造工程順に示す断面図である。なお、この参照例は、
0GHzの高周波電流供給用のストライプ構造の配線に
適用した例であり、複数の配列された細幅配線の配線幅
W1を1μmとし、間隔W2を0.2μmとし、かつ配
線幅Wは8.2μmにするものとする。先ず、図1
(a)のように、半導体基板1上に設けられたシリコン
酸化膜からなる下地絶縁膜2上にスパッタ法によりT
i:100A、Au:1000 を付着した後、さらに
蒸着法を用いてAu:1.8μm、Ti:100Aを付
着し、積層構造の第1金属膜3を形成する。次いで、図
1(b)のように、前記第1金属膜3の表面に、CVD
法によりシリコン酸化膜4を5000 形成した後、細
幅配線を形成する領域上に、リソグラフィ法によりフォ
トレジスト5を間隔1.4μmで3本開口し、さらにこ
の開口内に露出した前記シリコン酸化膜4をCF4 を
用いた異方性エッチングにより除去し前記第1金属膜3
を露出する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are sectional views showing a reference example of the present invention in the order of manufacturing steps. In addition, this reference example is 4
This is an example in which the present invention is applied to a wiring having a stripe structure for supplying a high-frequency current of 0 GHz, in which a plurality of arranged narrow wirings have a wiring width W1 of 1 μm, an interval W2 of 0.2 μm, and a wiring width W of 8.2 μm. Shall be First, FIG.
As shown in FIG. 1A, T is deposited on a base insulating film 2 made of a silicon oxide film provided on a semiconductor substrate 1 by sputtering.
After depositing i: 100A and Au: 1000, Au: 1.8 μm and Ti: 100A are further deposited by vapor deposition to form a first metal film 3 having a laminated structure. Next, as shown in FIG. 1B, the surface of the first metal film 3 is formed by CVD.
After the silicon oxide film 4 is formed 5000 by the method, three photoresists 5 are opened at an interval of 1.4 μm by lithography on the area where the narrow wiring is to be formed. 4 is removed by anisotropic etching using CF 4 to remove the first metal film 3.
To expose.

【0012】次に、図1(c)のように、Ar粒子の異
方性エッチングを用いて、前記第1金属膜3の露出部分
を全厚さにわたってエッチング除去し、前記下地絶縁膜
2を露出させた後、前記フォトレジスト5を除去し、形
成する配線の一部である第1細幅配線6を形成する。続
いて、図1(d)に示すように前記第1細幅配線6を含
む前記下地絶縁膜2の全面にCVD法によりシリコン酸
化膜7を2500Å形成した後、半導体基板1の表面に
垂直な方向からCF4 による異方性エッチングを行い、
前記シリコン酸化膜7を2500Åエッチング除去して
再び下地絶縁膜2を露出する。このとき、前記第1細幅
配線6の側面には約2000Åのシリコン酸化膜7が残
されている。また第1細幅配線6の表面にはシリコン酸
化膜層4が5000Å残される。
Next, as shown in FIG. 1C, the exposed portion of the first metal film 3 is removed by etching over the entire thickness by using anisotropic etching of Ar particles, and the underlying insulating film 2 is removed. After the exposure, the photoresist 5 is removed to form a first narrow wiring 6 which is a part of the wiring to be formed. Subsequently, as shown in FIG. 1D, a silicon oxide film 7 is formed on the entire surface of the base insulating film 2 including the first narrow wiring 6 by the CVD method at 2500 °, and then vertical to the surface of the semiconductor substrate 1. Perform anisotropic etching with CF 4 from the direction,
The silicon oxide film 7 is removed by etching at 2500 ° to expose the underlying insulating film 2 again. At this time, a silicon oxide film 7 of about 2000 ° is left on the side surface of the first narrow wiring 6. Also, 5000 nm of silicon oxide film layer 4 is left on the surface of first narrow wiring 6.

【0013】次に、図2(a)のように蒸着法により基
板に垂直方向よりTi:100Å、Au:2μmの第2
金属膜8を形成した後、基板全面にフォトレジスト9を
塗布する。この際フォトレジスト9の流動性のため凹部
はフォトレジストで埋め込まれた状態となる一方、前記
第1細幅配線6上のフォトレジスト9は薄くなり、全体
としてフォトレジスト9の表面は平坦な状態となる。こ
の後、図2(b)のように第1細幅配線6上の薄いフォ
トレジスト9が除去されるまで、CF4 を用いたドライ
エッチングを行い第2金属膜8の表面を露出させた後、
さらにAr粒子によるドライエッチングにより第2金属
膜8のエッチングを行い、前記第1細幅配線6上のシリ
コン酸化膜4の表面を露出させる。この結果、第1細幅
配線6とほほ線幅が等しい第2細幅配線10を形成する
ことができ、第1及び第2の細幅配線6,10が、それ
ぞれの配線寸法W1に対して極めて小さい配線間隔W2
で配列されたストライプ構造が形成される。
Next, as shown in FIG. 2A, a second layer of Ti: 100 ° and Au: 2 μm is vertically formed on the substrate by a vapor deposition method.
After forming the metal film 8, a photoresist 9 is applied to the entire surface of the substrate. At this time, the concave portion is filled with the photoresist due to the fluidity of the photoresist 9, while the photoresist 9 on the first narrow wiring 6 is thinned, and the surface of the photoresist 9 is entirely flat. Becomes After that, dry etching using CF 4 is performed to expose the surface of the second metal film 8 until the thin photoresist 9 on the first narrow wiring 6 is removed as shown in FIG. ,
Further, the second metal film 8 is etched by dry etching using Ar particles to expose the surface of the silicon oxide film 4 on the first narrow wiring 6. As a result, it is possible to form the second narrow wiring 10 having a width almost equal to that of the first narrow wiring 6, and the first and second narrow wirings 6 and 10 are extremely different from each other in the wiring size W1. Small wiring interval W2
Is formed.

【0014】次に、図2(c)のように、シリコン酸化
膜4及び第1細幅配線6の側面のシリコン酸化膜7の一
部をCF4 によるエッチングにより除去し、さらに凹部
に残されているフォトレジスト9を除去した後、前記第
1細幅配線6と第2細幅配線10を含む領域にフォトレ
ジスト11を8.2μmの幅に形成する。そして、再び
Ar粒子によるドライエッチング法によりフォトレジス
ト11に被覆された部分以外の第1金属膜3を除去し、
下地絶縁膜2を露出させる。この結果、図2(d)のよ
うに、細幅配線幅がW1の第1細幅配線6と第2細幅配
線10が配線間隔W2で配列された配線幅がWのストラ
イプ構造の配線を形成することが可能となる。ここで、
前記配線間隔W2はシリコン酸化膜7の膜厚で決まり、
このシリコン酸化膜7を形成するためのCVD法では数
100Åの厚さまで制御よく形成可能なため、配線間隔
W2を100Å程度にまで小さくすることが可能であ
り、細線幅W1よりも小さな細線間隔W2のストライプ
状の配線を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 2C, the silicon oxide film 4 and a part of the silicon oxide film 7 on the side surfaces of the first narrow wiring 6 are removed by etching with CF 4, and the silicon oxide film 7 is left in the recess. After the photoresist 9 is removed, a photoresist 11 having a width of 8.2 μm is formed in a region including the first narrow wiring 6 and the second narrow wiring 10. Then, the first metal film 3 other than the portion covered with the photoresist 11 is removed again by the dry etching method using Ar particles,
The underlying insulating film 2 is exposed. As a result, as shown in FIG. 2D, a striped wiring having a wiring width W in which the first narrow wiring 6 and the second narrow wiring 10 having the narrow wiring width W1 are arranged at the wiring interval W2 is formed. It can be formed. here,
The wiring interval W2 is determined by the thickness of the silicon oxide film 7,
Since the CVD method for forming the silicon oxide film 7 can be formed to a thickness of several hundreds degrees with good control, the wiring distance W2 can be reduced to about 100 degrees, and the fine line distance W2 smaller than the fine line width W1. Can be formed.

【0015】このように製造された配線構造では、第1
及び第2の細幅配線6,10の配線幅W1をフォトリソ
グラフィ技術の限界に近い値の1μmとした場合でも、
各細幅配線の間隔W2を0.2μmに形成しているた
め、全体の配線幅Wは8.2μmとなる。したがって、
配線幅Wをほとんど拡大することなく40GHzでの有
効断面積が確保でき、高周波特性が改善できるととも
に、半導体装置の高集積化が実現可能となる。
In the wiring structure manufactured as described above, the first
Even when the wiring width W1 of the second narrow wirings 6 and 10 is set to 1 μm which is close to the limit of the photolithography technology,
Since the interval W2 between the narrow wirings is set to 0.2 μm, the overall wiring width W is 8.2 μm. Therefore,
An effective cross-sectional area at 40 GHz can be secured without increasing the wiring width W substantially, high-frequency characteristics can be improved, and high integration of the semiconductor device can be realized.

【0016】次に、本発明実施形態を図3を参照して
説明する。なお、前記参照例と等価な部分には同一符号
を付してある。先ず、図3(a)の工程は、前記参照例
の図1(a),(b)の工程を行った後の、第1金属膜
3のエッチング工程を示しており、この実施形態ではこ
の第1金属膜3のエッチングにより第1細幅配線6を形
成するに際しては、その厚さ方向の下側一部を残した時
点で、すなわち下地絶縁膜2が露呈される前にエッチン
グを終了する。ここでは、第1金属膜3の下部に200
0Aの厚さ部分を残している。次いで、図3(b)のよ
うに、表面のフォトレジスト層5を除去した後、CVD
法によりシリコン酸化膜7を2500A形成し、CF4
による異方性エッチング法を用いて第1細幅配線6の
間において第1金属膜3の表面が露出するまでシリコン
酸化膜7をエッチング除去する。このとき、第1細幅配
線6の側面には約2000Aのシリコン酸化膜7が残さ
れる。また、第1金属膜3及び第1細幅配線6の上面に
はシリコン酸化膜4が5000A残される。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that parts equivalent to those in the reference example are denoted by the same reference numerals. First, the step of FIG. 3A shows an etching step of the first metal film 3 after performing the steps of FIGS. 1A and 1B of the reference example . In the embodiment, when the first narrow wiring 6 is formed by etching the first metal film 3, when the lower part of the thickness direction is left, that is, before the underlying insulating film 2 is exposed. End the etching. Here, the lower part of the first metal film 3 is 200
The thickness of 0A is left. Next, as shown in FIG. 3B, after removing the photoresist layer 5 on the surface, CVD is performed.
A silicon oxide film 7 is formed at 2500 A by the
The silicon oxide film 7 is removed by etching until the surface of the first metal film 3 is exposed between the first narrow wirings 6 using an anisotropic etching method according to the above. At this time, a silicon oxide film 7 of about 2000 A is left on the side surface of the first narrow wiring 6. Also, 5000 A of the silicon oxide film 4 remains on the upper surfaces of the first metal film 3 and the first narrow wiring 6.

【0017】次に、第1金属膜3をメッキ時の導電パス
として用いて1.8μmの厚さにAuメッキを行うこと
により、図3(c)に示すように、第1金属膜3の露呈
された部分、すなわち第1細幅配線6及びシリコン酸化
膜7で挟まれた領域に第2金属膜8が形成される。した
がって、この第2金属膜8がそのまま第1細幅配線6と
ほほ線幅が等しい第2細幅配線10として形成されるこ
とになる。ここでは、第1及び第2の細幅配線6,10
は、それぞれ第1金属膜3の厚さ方向の下側一部におい
て連結された状態にあり、この一部を除く上側の厚さ部
分において配線寸法W1に対して極めて小さい配線間隔
W2で配列されたストライプ構造が形成される。この
後、図3(d)のように、シリコン酸化膜4をCF4
よるドライエッチングで除去した後、図2(d)の工程
と同様にフォトレジスト11を所望の配線幅8.2μm
に形成したのち、配線部を除く第1金属膜3をドライエ
ッチングにより除去し、下地絶縁膜2を露出させて、所
望の配線を形成する。
Next, the first metal film 3 is used as a conductive path at the time of plating, and Au plating is performed to a thickness of 1.8 μm, thereby forming the first metal film 3 as shown in FIG. The second metal film 8 is formed in the exposed portion, that is, in a region sandwiched between the first narrow wiring 6 and the silicon oxide film 7. Therefore, the second metal film 8 is formed as it is as the second narrow wiring 10 having approximately the same width as the first narrow wiring 6. Here, the first and second narrow wirings 6, 10
Are connected at the lower part of the first metal film 3 in the thickness direction, and are arranged at an extremely small wiring interval W2 with respect to the wiring dimension W1 in the upper part of the thickness excluding this part. A striped structure is formed. After that, as shown in FIG. 3D, the silicon oxide film 4 is removed by dry etching with CF 4, and then, similarly to the process of FIG.
After that, the first metal film 3 excluding the wiring portion is removed by dry etching to expose the base insulating film 2 and form a desired wiring.

【0018】この実施形態の配線構造では、第1及び第
2の細幅配線6,10の配線幅W1をフォトリソグラフ
ィ技術の限界に近い値の1μmとした場合でも、各細幅
配線の間隔W2を0.2μmに形成できるため、その配
線幅Wは8.2μmの配線にでき、したがって、配線幅
Wをほとんど拡大することなく40GHzでの有効断面
積が確保でき、高周波特性が改善できるとともに、半導
体装置の高集積化が実現可能となる。また、この実施形
態では導電パスとして形成した第1金属膜3は各細幅配
線6,10の共通導電層として機能するため、各細幅配
線のインピーダンスにずれが生じた場合でも、このずれ
を最小に留めるため電流の伝搬損失を抑えるのにも有効
である。
In the wiring structure of this embodiment, even if the wiring width W1 of the first and second narrow wirings 6 and 10 is 1 μm, which is a value close to the limit of the photolithography technique, the distance W2 between the narrow wirings can be reduced. Can be formed to 0.2 μm, and the wiring width W can be 8.2 μm. Therefore, the effective cross-sectional area at 40 GHz can be secured without increasing the wiring width W, and the high frequency characteristics can be improved. High integration of a semiconductor device can be realized. Further, in this embodiment, the first metal film 3 formed as a conductive path functions as a common conductive layer for each of the narrow wirings 6 and 10. Therefore, even if the impedance of each of the narrow wirings is shifted, this shift is reduced. Since it is kept to a minimum, it is also effective in suppressing current propagation loss.

【0019】なお、本発明の配線構造は前記した金属材
料に限定されるものではなく、また細幅配線や配線間隔
の値、さらには配線幅や配線厚さの値等も前記実施形態
の値に限られるものではない。
Note that the wiring structure of the present invention is not limited to the above-described metal materials, and the values of the narrow wiring and the wiring interval, and further, the values of the wiring width and the wiring thickness are the same as those of the above-described embodiment. It is not limited to.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、第1の導
体膜を厚さ方向の下側一部を残して選択的にエッチング
して第1の細幅配線を所要の間隔で形成し、この第1の
細幅配線の側面にのみ第1の絶縁膜を形成した後、この
第1の絶縁膜で挟まれる領域に第2の導体膜を選択的に
成長して第2の細幅配線を形成することにより、下側一
部で相互に連結されて前記第1及び第2の細幅配線の配
線幅に比較して極めて小さい配線間隔で前記各細幅配線
を配列したストライプ状の配線構造を得ることができ
る。これにより、本発明では、高い周波数で大きな影響
を及ぼす表皮効果の影響が配線を細線状に細分化するこ
とにより低減させることができ、周波数が変化しても配
線の抵抗変化を小さくすることができ、高周波特性の優
れた配線構造を得ることができる。また、細幅配線の配
線間隔はセルファライン的に形成された絶縁膜の厚さと
そのエッチング条件によって決められるため、0.1μ
m程度の微小な配線間隔でも容易に形成することが可能
となり、配線幅の大幅な増加が抑えられ、回路面積の増
加を抑えて半導体装置の高集積化が実現できる。さら
に、本発明では、配線の形成をセルファラインで行うこ
とにより、配線長の長い細線及び複雑な形状の細線でも
再現性の良い細幅間隔の配線を得ることができる。
As described above, the present invention provides the first
Selective etching of body film, leaving a lower part in the thickness direction
After the first narrow wiring formed at required intervals to form a first insulating film only on the side surfaces of the first narrow wiring by, the
A second conductor film is selectively formed in a region sandwiched between the first insulating films.
By growing and forming the second narrow wiring, the lower side
And a striped wiring structure in which the narrow wirings are arranged at wiring intervals extremely smaller than the wiring widths of the first and second narrow wirings. Thus, in the present invention, the influence of the skin effect, which has a large effect at a high frequency, can be reduced by dividing the wiring into fine lines, and the resistance change of the wiring can be reduced even when the frequency changes. As a result, a wiring structure having excellent high-frequency characteristics can be obtained. Further, since the wiring interval of the narrow wiring is determined by the thickness of the insulating film formed in a self-aligned manner and its etching conditions,
It is possible to easily form even a wiring interval as small as about m, a large increase in the wiring width can be suppressed, and an increase in the circuit area can be suppressed, and high integration of the semiconductor device can be realized. Further, in the present invention, by forming the wiring by the self-alignment, it is possible to obtain a wiring having a narrow width with good reproducibility even for a fine line having a long wiring length or a fine line having a complicated shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の参照例を製造工程順に示す断面図のそ
の1である。
FIG. 1 is a first sectional view showing a reference example of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図2】本発明の参照例を製造工程順に示す断面図のそ
の2である。
FIG. 2 is a second sectional view showing a reference example of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図3】本発明実施形態を製造工程順に示す断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図4】配線における表皮効果を説明するための図であ
る。
FIG. 4 is a diagram for explaining a skin effect in wiring.

【図5】従来の配線構造の製造方法の一例を工程順に示
す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing an example of a conventional method for manufacturing a wiring structure in the order of steps.

【図6】配線有効断面積のストライプ間隔依存性を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing a stripe interval dependency of an effective wiring area.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 下値絶縁膜 3 第1金属膜 4 シリコン酸化膜 5 フォトレジスト 6 第1細幅配線 7 シリコン酸化膜 8 第2金属膜 9 フォトレジスト 10 第2細幅配線 11 フォトレジスト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Low-value insulating film 3 First metal film 4 Silicon oxide film 5 Photoresist 6 First narrow wiring 7 Silicon oxide film 8 Second metal film 9 Photoresist 10 Second narrow wiring 11 Photoresist

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3205 - 21/3213 H01L 21/768 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/3205-21/3213 H01L 21/768

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に第1の導体膜を形成する工程
と、前記第1の導体膜を厚さ方向の下側一部を残して所
要の間隔で選択的にエッチングし、前記所要間隔で配列
されかつ前記下側一部で連結された複数の第1の細幅配
線を形成する工程と、前記第1の細幅配線上に前記第1
の細幅配線の配線幅寸法よりも薄い膜厚の第1の絶縁膜
を被着する工程と、前記第1の絶縁膜を異方性エッチン
グして前記第1の細幅配線の側面にのみ残す工程と、前
記第1の絶縁膜で挟まれる領域に露呈された前記第1の
導体膜の露呈面に第2の導体膜を選択的に成長して第2
の細幅配線を形成する工程とを含むことを特徴とする半
導体装置の配線構造の製造方法。
A step of forming a first conductive film on a substrate; and selectively etching the first conductive film at a required interval except for a part of a lower side in a thickness direction. Forming a plurality of first narrow wirings arranged at a lower portion and connected at the lower part; and forming the first narrow wirings on the first narrow wirings.
Applying a first insulating film having a thickness smaller than the wiring width dimension of the narrow wiring, and anisotropically etching the first insulating film to form only the side surface of the first narrow wiring. Leaving a second conductive film selectively on an exposed surface of the first conductive film exposed in a region sandwiched by the first insulating film;
Forming a narrow wiring of the present invention.
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