JPH01161894A

JPH01161894A - 薄膜多層配線形成方法

Info

Publication number: JPH01161894A
Application number: JP32087787A
Authority: JP
Inventors: Kimitaka Yokoo; 横尾　公孝; Hideji Orihara; 秀治折原
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1989-06-26

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、厚い絶縁層を挾んで対向する上層配線と下層
配線とをスルーホールを利用して接続するＮ膜多層配線
形成方法に関する。

（従来の技術）近年、薄膜技術の進展にともなって、厚い絶縁層を挾ん
で対向する上層配線と下層配線とを接続する方法がいろ
いろと提案されている。

上記接続方法として一般的なものに、上層配線と下層配
線を結、Ｓスルーホールを絶縁層中に形成して、この絶
縁層中に導体を埋め込んで上層配線と下層配線とを電気
的に接続する方法があるここで従来のスルーホールを利
用した薄膜多層配線形成方法について説明する。第３図
（Ａ）〜（Ｅ）は形成工程を示す図である。

■第１工程［第３図（Ａ）］基台となる基板１上に導体膜２′を２（μｍ）程度の厚
さに膜付けする。基板１の上面に膜付けされた前記導体
膜２′を、例えば所定の形状にマスクしてエツチングな
どの諸工程により導体パターン（以下、下層配線と称す
る）２とする。

■第２工程［同図（Ｂ）］下層配線２が形成された前記基板１上に絶縁膜３を厚く
例えば、２０（μｍ）程度膜付けする。

■第３工程［同図（Ｃ）］絶縁膜３内の下層配線２と対応した所定位置にエツチン
グによりスルーホール４を形成する。

■第４工程［同図（Ｄ）］絶縁膜３に形成されたスルーホール４内にメツキにより
導体５を埋め込む。

■第５（ｌ終）工程［同２図（Ｅ）］尋導体が埋め込まれた絶縁膜３上に導体膜６′を２（μ
ｍ）程度の厚さに膜付けする。絶縁膜３上に膜付けされ
た導体膜６′上に所定の形状のマスクを形成してエツチ
ングにより、導体パターン（以下、上層配線と称する）
６とする。

以上の工程により、厚い絶縁層３を挾んで対向する上層
配線６と下層配線２とが電気的に接続された状態となる
。

そして、このようなスルーホールを利用した薄膜多層配
線形成方法は、薄膜磁気ヘッドの形成に使用されている
。すなわち、前記工程中、下層配線２を下コイル材に、
絶縁膜３をコアに、上層配線６を上コイル材として、ス
ルーホール４内の導体５により上コイル材と下コイル材
とを接続すると、Ｈ膜にＪこり磁気ヘッドを形成するこ
とができる。

この場合、高性能な薄膜磁気ヘッドを形成するには、コ
アの断面積を大きくすれば良いが、コアとなる前記絶縁
膜３を厚くすると、この厚い絶縁膜３内にアスペクト比
の大きい（直径と比較して長い）スルーホール４を形成
する必要が生じる。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、アスペクト比の大きいスルーホール４を形成
しようとすると、オーバエツチングやエツチング不足と
なりやすいので、アスペクト比の大きいスルーホール４
（内の導体５）を利用して、厚い絶縁層３を挾んで対向
する下層配線２と上層配線６とを電気的に接続し高性能
な薄膜磁気ヘッドを形成することは困難であった。

また、エツチングが確実であるアスペクト比の小さい（
長さに応じた太さを有する）スルーホールにより両者を
接続しようとすると、太いスルーホール内に埋め込まれ
た導体が隣接する他の下層配線と接触しやすく、高密度
な下層配線には対応できない問題点がある。

また、第４図に示す平面図のように、アスペクト比の小
さい（太い）スルーホールを形成するため、下層配線２
Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・上に、（下層配線の幅と比較して
）幅広な受部２ａ、２ｂ、２ｃ・・・を設けることも考
えられる。しかし、同一平面（基板）上に、このような
幅広な受部２ａ、２ｂ。

２Ｃを設けるためには、受部２ａ、２ｂ、２ｃと隣接す
る下層配線との間隔βを薄膜加工の限界（のパターン間
距離）としなければならない。したがって、逆に、下層
配線２Ａ、２Ｂ、２Ｃ間の間隔αが広くなり、下層配線
２．Ａ、２Ｂ、２Ｇの密度が著しく低下してしまう問題
点が生じる。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記問題点を解決するために、第１図（Ａ）〜
（Ｈ，）に示すように、下層配線１２が形成された基板
１１上に、薄い第１の絶縁層１３を形成する工程と、前
記第１の絶縁層１３中に前記下層配線１２に至る第１の
スルーホール１４を形成する工程と、前記第１のスルー
ホール１４内に導体１５を埋め込んで、前記下層配線１
２の幅よりも大きい導電性のパッドパターン１５を形成
する工程と、前記パッドパターン１５が形成された第１
の絶縁層１３上に、これより厚い第２の絶縁層１６を形
成する工程と、前記第２の絶縁層１６中に前記パッドパ
ターン１５に至る第２のスルーホール１７を形成する工
程と、前記第２のスルーホール１７内に導体１８を埋め
込んだ後に、この導体１８に接続する上層配線１９を形
成する工程とよりなる薄膜多層配線形成方法を提供する
ものである。

（作　用）厚い第２の絶縁層１６を挾んで対向する下層配線１２上
のパッドパターン１５と上層配線１９とがスルーホール
１７内の導体１８により接続され、上層配線１９と下層
配線１２とが電気的に接続された薄膜多層配線が形成さ
れる。

（実施例）本発明になる薄膜多層配線形成方法の一実施例を以下図
面とともに説明する。第１図（Ａ）〜（１−１）は薄膜
多層配線の形成工程を示す図である。

■第１工程［第１図（Ａ）］基台となる絶縁性の基板１１上に導体膜１２′を２（μ
ｍ）程度の厚さに、例えば、蒸着、スパッタリング、Ｃ
ＶＤ、イオンブレーティングの薄膜形成手段により膜付
けする。基板１１の上面に膜付けされた前記導体膜１２
′を所定の形状のマスク（レジスト）した後、エツチン
グ処理して導体パターン（以下、下層配線と称する）１
２とする。

■第２工程［同図（Ｂ）］下層配線１２が形成された基板１１上に厚さが２〜３［
μｍ］程度の薄い第１の絶縁層１３を膜付けする。

■第３工程［同図（Ｃ）］前記第１の絶縁層１３内に、任意の下層配線１２に対応
した位置にエツチング（例えばウェットエツチング、イ
オンシリングなど）によりきわめて短い第１のスルーホ
ール１４を形成する。このスルーホール１４はアスペク
ト比が小さい（直径と比較して長さが短い）ので、位置
決めもきわめて容易で簡単に形成できる。

■第４工程［同図（Ｄ）］第１のスルーホール１４が形成された前記絶縁層１３上
に、導体膜１５′を１（μｍ）程度の厚さに、メツキに
より膜付けする。導体膜１５′により前記スルーホール
１４は埋め込まれる。この導体１１Ｑ１５’を上記と同
様に所定の形状にマスクして例えばエツチングによりパ
ッドパターン１５とする。このパッドパターン１５の大
きさは、前記下層配線１２の幅、スルーホール１４の直
径よりも大きい。■第５工程［同図（Ｅ）］パッドパタ
ーン１５が形成された第１の絶縁層１３上に例えば２０
（μｍ）程度厚い第２の絶縁層１６を膜付けする。

■第６エ程［同図（Ｆ）］前記厚い第２の絶縁層１６中、前記パッドパターン１５
に対応した位置にエツチングによりこの絶縁層１６内を
貫通する長い第２のスルーホール１７を形成する。この
第２のスルーホール１７の直径は、下層配線１２の幅よ
りも大きい前記パッドパターン１５の幅に合わせられる
ので、このスルーホール１７はアスペクト比を大きくす
ることなく、長さの長いスルーホールとなる（すなわち
、太くて長いスルーホールである）。

■第７エ程［同図（Ｇ）］第２の絶縁層１６内に形成されたスルーホール１７内に
メツキにより導体１８を埋め込む。

■第８（最終）工程［同図（Ｈ）］導体１８が埋め込まれた前記第２の絶縁層１６上に導体
膜１９′を２（μｍ）程度の厚さに膜付けする。絶縁層
１６上に膜付けされた導体１９′上に所定の形状のマス
クを形成してエツチングにより導体パターン（上層配線
）１９を形成する。

以上の各工程により、厚い第２の絶縁層１６を挾んで対
向する下層配線１２上のパッドパターン１５と上層配Ｆ
２１９とがスルーホール１７内の導体１８により接続さ
れ、上層配１Ｍ１９と下層配線１２とが電気的に接続さ
れた状態となり、薄膜多層配線が形成される。

なお、前記第２及び第３工程などを利用して、厚い第２
の絶縁Ｗ４１６上に、上層配線１９用のパッドパターン
（図示ぜず）を形成してもよい。

以上の工程において、厚い第２の絶縁層１６中にエツチ
ング形成されるスルーホール１７の大きさ（直径）は、
パッドパターン１５の大きさに合わせられるので、スル
ーホール１７はアスペクト比が小さく、直径が大きくて
長いものとなる。

そして、パッドパターン１５は、隣接する上層配！１１
２とは、絶縁層１３を介して対向する（同一平面上にな
い）ので、このパッドパターン１５を隣接する他の下層
配線１２上にもおよぶ大きなものとしても両者が接触す
ることはない。よって、第２図（Ａ）に示す平面図、同
図（Ｂ）に示す断面図のように、下層配線１２ａ、１２
ｂ、１２ｃ・・・に形成される各パッドパターン１５ａ
、１５ｂ。

１５　ｃ−（スルーホール１７ａ、１７ｂ、１７ｃ・・
・）の位置を互いにずらすことにより、高密度に互いに
隣接する下層配線のすべてにパッドパターンを形成する
こともできる。

このように、薄膜多層配線に利用されるスルーホール１
７は、アスペクト比が小さい直径が大きいものとするこ
とができるので、厚い第２の絶縁層１６中にこのスルー
ホール１７をエッチグする時、オーバエツチングやエツ
チング不足となることがなくエツチング終点の時間制御
が容易で、また、エツチング形成時の位置合せも簡単で
ある。

また、パッドパターン１５は導体であるので、絶縁層１
６中にスルーホール１７をエツチング形成する時、この
パッドパターン１５がエツチングを阻止するストッパー
となり、オーバエツチングによりすでに形成した下層配
線１２、基板１１が侵蝕されることもない。したがって
、この薄膜多層配線が形成されるウェハが大きく、その
中央部や端部でエツチング速度にバラツキが生じる場合
でも、エツチング速度が遅い端部に合わせてエツチング
時間を長くすることができ、エツチング不足による歩留
りの低下を防止できる。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明になる薄膜多層配線形成方
法によれば、厚い絶縁層を挾んで対向する上層配線と下
層配線とを、厚い（第２の）絶縁層分の長さに応じた太
い（第２の）スルーホールを利用して接続するので、こ
のスルーホールをエツチング形成するときに、オーバー
エツチングやエツチング不足が生じることがなく、正し
い位置に確実にスルーボールを形成することができ、ま
た、スルーホール内に埋め込まれた導体はパッドパター
ンにより（第１の）絶縁層を介して下層配線と接続され
、スルーホール内に埋め込まれた導体が隣接した伯の下
層配線と接触することもない。

したがって、厚い絶縁層を挾んで対向する高密度な下層
配線と上層、配線とをスルーホールを利用して確実に接
続できる特長がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｈ）は本発明になる薄膜多層配線形成
方法の一実施例を示す各工程図、第２図（Ａ＞及び（Ｂ
）は応用例を示す説明図、第３図（Ａ）〜（Ｅ）は従来
の薄膜多層配線形成方法を示す各工程図、第４図は従来
の配線パターンの説明図である。１１・・・基板、１２・・・下層配線、１３・・・第１
の絶縁層、１４・・・第１のスルーホール、１５・・・
パッドパターン、１６・・・第２の絶縁層、１７・・・
第２のスルーホール、１８・・・導体、１９・・・上層
配線。（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）第１図（Ｅ）　　　　　　　　　　　　　（Ｇ）第１図（Ａ）第２図（Ａ）（Ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　（Ｄ）第３図第４図手続補正書く方式）昭和６３年４月−２を日昭和６２年特許願第３２０８７７号２、発明の名称薄膜多層配線形成方法３、補正をする者事件との関係　　特許出願人住所　神奈川県横浜市神奈用区守屋町３丁目１２番地昭
和６３年３月２９日（発送臼）

Claims

【特許請求の範囲】

　下層配線が形成された基板上に、薄い第１の絶縁層を
形成する工程と、前記第１の絶縁層中に前記下層配線に
至る第１のスルーホールを形成する工程と、前記第１の
スルーホール内に導体を埋め込んで、前記下層配線の幅
よりも大きい導電性のパッドパターンを形成する工程と
、前記パッドパターンが形成された第１の絶縁層上に、
これより厚い第２の絶縁層を形成する工程と、前記第２
の絶縁層中に前記パッドパターンに至る第２のスルーホ
ールを形成する工程と、前記第２のスルーホール内に導
体を埋め込んだ後に、この導体に接続する上層配線を形
成する工程とよりなることを特徴とする薄膜多層配線形
成方法。