JPH01150342A - 多層配線構造体及びその製造方法 - Google Patents
多層配線構造体及びその製造方法Info
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- JPH01150342A JPH01150342A JP31016687A JP31016687A JPH01150342A JP H01150342 A JPH01150342 A JP H01150342A JP 31016687 A JP31016687 A JP 31016687A JP 31016687 A JP31016687 A JP 31016687A JP H01150342 A JPH01150342 A JP H01150342A
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Landscapes
- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、多層配線構造体及びその製造方法に関し、特
に、樹脂膜を層間絶縁膜として用いる多層配線構造体及
びその製造方法に関する。
に、樹脂膜を層間絶縁膜として用いる多層配線構造体及
びその製造方法に関する。
従来この種の多層配線法は、層間絶縁膜として、耐熱性
、平坦性に優れたポリイミド系樹脂膜を用いている。す
なわち、第３図に示すように、絶縁膜３０２を介して形
成された第１のアルミニウム配線３０３，３０３’を有
する素子基板３０１上に、ポリイミド樹脂塗布液を塗布
・熱処理せしめることにより、ポリイミド樹脂膜３０４
を形成し、開口３０５，３０５’を形成後、アルミニウ
ム膜を形成・パターニングし、第２のアルミニウム配線
３０６，３０６’を形成することによって、２層アルミ
ニウム配線構造体を形成している。
、平坦性に優れたポリイミド系樹脂膜を用いている。す
なわち、第３図に示すように、絶縁膜３０２を介して形
成された第１のアルミニウム配線３０３，３０３’を有
する素子基板３０１上に、ポリイミド樹脂塗布液を塗布
・熱処理せしめることにより、ポリイミド樹脂膜３０４
を形成し、開口３０５，３０５’を形成後、アルミニウ
ム膜を形成・パターニングし、第２のアルミニウム配線
３０６，３０６’を形成することによって、２層アルミ
ニウム配線構造体を形成している。
上述した従来の多層配線法は、以下の欠点がある。すな
わち、層間絶縁膜として用いるポリイミド樹脂膜は、水
分を吸収しやすく、その吸収された水分が、金属配線を
腐食し、信頼性が劣化するという問題がある。
わち、層間絶縁膜として用いるポリイミド樹脂膜は、水
分を吸収しやすく、その吸収された水分が、金属配線を
腐食し、信頼性が劣化するという問題がある。
本発明の目的は、上記の問題点を解消した、すなわち耐
湿信頼性を改善した多層配線構造体及びその製造方法を
提供することにある。
湿信頼性を改善した多層配線構造体及びその製造方法を
提供することにある。
本発明の第１の発明の多層配線構造体は、下層金属配線
と、下層金属配線とを絶縁する層間絶縁膜が有機膜とそ
の上部に形成される無＆！４．膜との２層構造を有し、
かつ、下層金属配線と上層金属配線との電気的導通をと
るための開口部においては、開口部側面の有機膜を、無
機膜が覆う構造を有することを特徴として構成される。
と、下層金属配線とを絶縁する層間絶縁膜が有機膜とそ
の上部に形成される無＆！４．膜との２層構造を有し、
かつ、下層金属配線と上層金属配線との電気的導通をと
るための開口部においては、開口部側面の有機膜を、無
機膜が覆う構造を有することを特徴として構成される。
なお、第１の発明において、有機膜がポリイミド樹脂膜
、シリコン含有ポリイミド膜、有機シリカ膜等であり、
無機膜がプラズマ化学成長法又はスパッタ法によるシリ
コン窒化膜又はシリコン酸化窒化膜等であり、金属配線
の金属膜がスパッタ法又は化学気相成長法又はメッキ法
等 により形成された膜で構成することにより第１の発
明を効果的に実施できる。
、シリコン含有ポリイミド膜、有機シリカ膜等であり、
無機膜がプラズマ化学成長法又はスパッタ法によるシリ
コン窒化膜又はシリコン酸化窒化膜等であり、金属配線
の金属膜がスパッタ法又は化学気相成長法又はメッキ法
等 により形成された膜で構成することにより第１の発
明を効果的に実施できる。
また、本発明の第２の発明の多層配線構造体の製造方法
は、絶縁膜上に下層金属配線を形成後有機膜を形成する
工程と、該有機膜上に無機膜を形成する工程と、該無機
膜をフォトリソグラフィーによりパターニングする工程
と、該パターニングされた無機膜をエツチングマスクと
して前記有機膜に開口を形成する工程と、さらに無機膜
を形成し開口部側面の有機膜を覆う工程と、該無機膜を
異方性エツチングによりエッチバックせしめ開口部の底
部の無機膜を除去する工程と、上層配線を形成する工程
とを含んで構成される。
は、絶縁膜上に下層金属配線を形成後有機膜を形成する
工程と、該有機膜上に無機膜を形成する工程と、該無機
膜をフォトリソグラフィーによりパターニングする工程
と、該パターニングされた無機膜をエツチングマスクと
して前記有機膜に開口を形成する工程と、さらに無機膜
を形成し開口部側面の有機膜を覆う工程と、該無機膜を
異方性エツチングによりエッチバックせしめ開口部の底
部の無機膜を除去する工程と、上層配線を形成する工程
とを含んで構成される。
次に、本発明について図面を用いて説明する。
本実施例では、樹脂膜としてジアミノジフェニルエーテ
ルと、無水ピロメリット酸二無水物とを反応せしめるこ
とによって得られるポリアミック酸溶液を塗布・熱処理
せしめることによって形成したポリイミド樹脂膜を用い
た。なおポリアミック酸溶液は、溶媒がジメチルアセト
アミドであり、粘度５００ Ｃｍ ｐｏｉｓｅ、固形分
濃度２５％のものを用いた。
ルと、無水ピロメリット酸二無水物とを反応せしめるこ
とによって得られるポリアミック酸溶液を塗布・熱処理
せしめることによって形成したポリイミド樹脂膜を用い
た。なおポリアミック酸溶液は、溶媒がジメチルアセト
アミドであり、粘度５００ Ｃｍ ｐｏｉｓｅ、固形分
濃度２５％のものを用いた。
第１図（ａ）〜（ｇ）は、本発明の実施例の構造並びに
その製造方法を説明するために工程順に示した２層アル
ミニウム配線の断面図である。
その製造方法を説明するために工程順に示した２層アル
ミニウム配線の断面図である。
まず、第１図（ａ＞において、半導体素子等が形成され
、さらに絶縁膜１０２を介して形成された厚さ約１μｍ
の第１のアルミニウム配線１０３を有する基板１０１上
に第１図（ｂ）に示すようにシランカップリング剤を回
転塗布し、続いてポリアミック酸溶液を毎分４０００回
転で３０秒間、回転塗布し、１００°Ｃで１時間。
、さらに絶縁膜１０２を介して形成された厚さ約１μｍ
の第１のアルミニウム配線１０３を有する基板１０１上
に第１図（ｂ）に示すようにシランカップリング剤を回
転塗布し、続いてポリアミック酸溶液を毎分４０００回
転で３０秒間、回転塗布し、１００°Ｃで１時間。
２４０℃で３０分間、さらに４００ ’Ｃで１時間。
窒素ガス雰囲気中で熱処理を行い、厚さ約０．８μｍの
ポリイミド樹脂膜１０４を形成する。続いて、エツチン
グマスクとして厚さ約０．５μｍのプラズマ化学成長に
よるシリコン窒化膜１０５を形成し、続いて、フォトリ
ソグラフィーにより、パターニングし、第１図（Ｃ）に
示すようにＣＦ ４ガス（流量３０ ＳＣＣＭ）とＨ２
（流量１０１０５ＣＣとの混合ガスを用いて、開口を形
成する部分のシリコン窒化膜を異方性ドライエツチング
により除去し、さらにフォトレジストを除去する。
ポリイミド樹脂膜１０４を形成する。続いて、エツチン
グマスクとして厚さ約０．５μｍのプラズマ化学成長に
よるシリコン窒化膜１０５を形成し、続いて、フォトリ
ソグラフィーにより、パターニングし、第１図（Ｃ）に
示すようにＣＦ ４ガス（流量３０ ＳＣＣＭ）とＨ２
（流量１０１０５ＣＣとの混合ガスを用いて、開口を形
成する部分のシリコン窒化膜を異方性ドライエツチング
により除去し、さらにフォトレジストを除去する。
次に、枚葉式エツチング装置によりＳＦ６ガスと０□ガ
スを用い、その流量を、それぞれ５ ＳＣＣＭ。
スを用い、その流量を、それぞれ５ ＳＣＣＭ。
３０ ＳＣＣＭとし、チャンバー内圧力１ ｐａで高周
波電力５０Ｗの条件でポリイミド樹脂膜を異方性ドライ
エツチングにより、エツチングし、第１図（ｄ）に示す
ように開口１０６を形成する。
波電力５０Ｗの条件でポリイミド樹脂膜を異方性ドライ
エツチングにより、エツチングし、第１図（ｄ）に示す
ように開口１０６を形成する。
次に、開口部からポリイミド樹脂膜に吸収された水分を
除去するために、４００°Ｃで３０分間、窒素ガス雰囲
気中で熱処理し、第１図（ｅ）に示すように、直ちにプ
ラズマ化学気層成長により厚さ約０．３μｍのシリコン
窒化膜１０７を形成する。
除去するために、４００°Ｃで３０分間、窒素ガス雰囲
気中で熱処理し、第１図（ｅ）に示すように、直ちにプ
ラズマ化学気層成長により厚さ約０．３μｍのシリコン
窒化膜１０７を形成する。
次に、ＣＦ４ガス（流量３０ ｓｅｃｍ） 、とＨ４ガ
ス（流Ｎ、 １０ ｓｅｃｍ＞との混合ガスを用いて、
異方性ドライエツチングにより、開口部の底部に形成さ
れたシリコン窒化膜を除去することによって第１図（ｆ
）に示すように、開口部側面を含むすべての樹脂膜表面
をプラズマ化学気層成長シリコン窒化膜によって完全に
覆う。
ス（流Ｎ、 １０ ｓｅｃｍ＞との混合ガスを用いて、
異方性ドライエツチングにより、開口部の底部に形成さ
れたシリコン窒化膜を除去することによって第１図（ｆ
）に示すように、開口部側面を含むすべての樹脂膜表面
をプラズマ化学気層成長シリコン窒化膜によって完全に
覆う。
次に、第１図（ｇ）に示すようにスパッタ法により厚さ
約１．０μｍのアルミニウム膜を形成、バターニングし
、第２のアルミニウム配線１０８を形成し、パッシベー
ション膜として、厚さ約１．５μｍのリンガラス膜１０
９を形成することによって２層アルミニウム配線構造体
が完成する。
約１．０μｍのアルミニウム膜を形成、バターニングし
、第２のアルミニウム配線１０８を形成し、パッシベー
ション膜として、厚さ約１．５μｍのリンガラス膜１０
９を形成することによって２層アルミニウム配線構造体
が完成する。
第２図（ａ）〜（ｂ）は、本発明の第２の実施例を説明
するための主要工程の断面図である。第２図（ａ）に示
すように第１の実施例で述べた、工程（ｆ）までが終了
した基板上にメッキ法によって厚さ約１μｍのニッケル
膜を形成、パターニングして、第２の金属配線として、
ニッケル配線２０８を形成しパッシベーション膜として
厚さ約１．５μｍのリンガラス膜２０９を形成すること
によって、アルミニウム配線、ニッケル配線の２層配線
構造体が完成する。
するための主要工程の断面図である。第２図（ａ）に示
すように第１の実施例で述べた、工程（ｆ）までが終了
した基板上にメッキ法によって厚さ約１μｍのニッケル
膜を形成、パターニングして、第２の金属配線として、
ニッケル配線２０８を形成しパッシベーション膜として
厚さ約１．５μｍのリンガラス膜２０９を形成すること
によって、アルミニウム配線、ニッケル配線の２層配線
構造体が完成する。
以上説明したように本発明は、層間絶縁膜として用いる
樹脂膜をプラズマ化学気層成長シリコン窒化膜又はシリ
コン酸化窒化膜等の無機膜で完全に覆うことにより、樹
脂膜中への水分の吸収がない。
樹脂膜をプラズマ化学気層成長シリコン窒化膜又はシリ
コン酸化窒化膜等の無機膜で完全に覆うことにより、樹
脂膜中への水分の吸収がない。
また、メッキ法によって、層間絶縁膜上に、金属膜を形
成する際には、メッキ液が樹脂膜に吸収されることがな
い。
成する際には、メッキ液が樹脂膜に吸収されることがな
い。
したがって、本発明は、耐湿信頼性に優れた、さらに平
坦性に優れた多層配線構造体及びその製造方法を提供す
るものであり、超ＬＳＩデバイスに非常に役立つもので
ある。
坦性に優れた多層配線構造体及びその製造方法を提供す
るものであり、超ＬＳＩデバイスに非常に役立つもので
ある。
第１図（ａ）〜（ｇ）は、本発明の一実施例の棺造並び
に製造方法を説明するために工程順に示した２層アルミ
ニウム配線構造体の断面図、第２図（ａ＞、（ｂ）は、
本発明の他の実施例を説明するために工程順に示した主
要工程の断面図、第３図は従来の樹脂膜層間多層配線構
造体の断面図である。 １０１・・・基板、１０２・・・絶縁膜、１０３・・・
第１のアルミニウム配線、１０４・・・ポリイミド樹脂
膜、１０５・・・プラズマ化学気層成長シリコン窒化膜
、１０６・・・開口、１０７・・・プラズマ化学気層成
長シリコン窒化膜、１０８・・・第２のアルミニウム配
線、１０９・・・リンガラス膜、２０１・・・基板、２
０２・・・絶縁膜、２０３・・・アルミニウム配線、２
０４・・・ポリイミド樹脂膜、２０５・・・プラズマ化
′学気層成長シリコン窒化膜、２０６・・・開口、２０
７・・・プラズマ化学気層成長シリコン窒化膜、２０８
・・・ニッケル配線、２０９・・・リンガラス膜、３０
１・・・素子基板、３０２・・・絶縁膜、３０３゜３０
３′・・・第１のアルミニウム配線、３０４・・・ポリ
イミド樹脂膜、３０５．３０５’・・・開口、３０６．
３０６’・・・第２のアルミニウム配線。
に製造方法を説明するために工程順に示した２層アルミ
ニウム配線構造体の断面図、第２図（ａ＞、（ｂ）は、
本発明の他の実施例を説明するために工程順に示した主
要工程の断面図、第３図は従来の樹脂膜層間多層配線構
造体の断面図である。 １０１・・・基板、１０２・・・絶縁膜、１０３・・・
第１のアルミニウム配線、１０４・・・ポリイミド樹脂
膜、１０５・・・プラズマ化学気層成長シリコン窒化膜
、１０６・・・開口、１０７・・・プラズマ化学気層成
長シリコン窒化膜、１０８・・・第２のアルミニウム配
線、１０９・・・リンガラス膜、２０１・・・基板、２
０２・・・絶縁膜、２０３・・・アルミニウム配線、２
０４・・・ポリイミド樹脂膜、２０５・・・プラズマ化
′学気層成長シリコン窒化膜、２０６・・・開口、２０
７・・・プラズマ化学気層成長シリコン窒化膜、２０８
・・・ニッケル配線、２０９・・・リンガラス膜、３０
１・・・素子基板、３０２・・・絶縁膜、３０３゜３０
３′・・・第１のアルミニウム配線、３０４・・・ポリ
イミド樹脂膜、３０５．３０５’・・・開口、３０６．
３０６’・・・第２のアルミニウム配線。
Claims (3)
- （１）下層金属配線と、上層金属配線とを絶縁する層間
絶縁膜が有機膜とその上部に形成される無機膜との２層
構造を有し、かつ、下層金属配線と上層金属配線との電
気的導通をとるための開口部においては、開口部側面の
有機膜を、無機膜が覆う構造を有することを特徴とする
多層配線構造体。 - （２）有機膜がポリイミド樹脂膜、シリコン含有ポリイ
ミド膜、有機シリカ膜等であり、無機膜がプラズマ化学
成長法又はスパッタ法によるシリコン窒化膜又はシリコ
ン酸化窒化膜等であり、金属配線の金属膜がスパッタ法
又は化学気相成長法又はメッキ法等により形成された膜
であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
の多層配線構造体。 - （３）絶縁膜上に下層金属配線を形成後有機膜を形成す
る工程と、該有機膜上に無機膜を形成する工程と、該無
機膜をフォトリソグラフィーによりパターニングする工
程と、該パターニングされた無機膜をエッチングマスク
として前記有機膜に開口を形成する工程と、さらに無機
膜を形成し開口部側面の有機膜を覆う工程と、該無機膜
を異方性エッチングによりエッチバックせしめ開口部の
底部の無機膜を除去する工程と、上層配線を形成する工
程とを含むことを特徴とする多層配線構造体の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31016687A JPH01150342A (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | 多層配線構造体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31016687A JPH01150342A (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | 多層配線構造体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01150342A true JPH01150342A (ja) | 1989-06-13 |
Family
ID=18001958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31016687A Pending JPH01150342A (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | 多層配線構造体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01150342A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0384927A (ja) * | 1989-08-29 | 1991-04-10 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
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