JPH03270234A - 半導体装置の製造法方 - Google Patents

半導体装置の製造法方

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JPH03270234A
JPH03270234A JP7145290A JP7145290A JPH03270234A JP H03270234 A JPH03270234 A JP H03270234A JP 7145290 A JP7145290 A JP 7145290A JP 7145290 A JP7145290 A JP 7145290A JP H03270234 A JPH03270234 A JP H03270234A
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JP
Japan
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film
hole
metal film
plated
plating
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Pending
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JP7145290A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Maejima
前島 俊昭
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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】 〔概要〕 多層配線を有する半導体デバイスの配線形成方法に関し
、 スルーホール内の空孔をなくして、配線間コンタクトの
信頼性を高めることを目的とし、導電層表面のスルーホ
ールを含む絶縁膜上に金属膜を被着して、次に、気相成
長によるスペーサ膜を戒長し、更に、該スペーサ膜をリ
アクティブイオンエツチングして前記スルーホールの側
壁のみに残存させる工程と、 次いで、全面に第1メッキ金属膜を被着し、次に、遮蔽
マスクを前記スルーホールの内部上面のみに被覆して、
他の第1メッキ金属膜を除去する工程と、 次いで、前記遮蔽マスクを除去して前記スルーホール内
部の第1メッキ金属膜を露出させる工程と、次いで、前
記スルーホール部分を開口したレジスト膜マスクを形成
し、□選択的にスルーホール部分に第2メッキ金属膜を
鍍金する工程とが含まれてなることを特徴とする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法のうち、特に多層配線を
有する半導体デバイスの配線形成方法に関する。
近年、半導体デバイスが高集積化、微細化され、その上
面に形成する多層配線を上下に接続するスルーホールも
微細化されて、スルーホールによる配線接続の信頼性向
上が重要な課題となってきている。
〔従来の技術〕
HBT (ヘテロバイポーラトランジスタ)などの超高
速な化合物半導体デバイスが開発され、更に、その高集
積化が検討されているが、そのようなGaAsなどから
なる化合物半導体デバイスに設ける電極配線は、デバイ
スがマイクロ波などの高周波用であるため、Au系金属
が用いられている。
そのスルーホール(though hole  ;電極
窓)部分を含む従来の配線形成方法を第2図(a)〜(
d)に示す工程順断面図によって説明する。
第2図(a)参照;化合物半導体基板1に設けた下層配
線2上に化学気相成長(CVD)法によって絶縁膜3(
膜厚1μm程度)を被着し、フォトプロセスを用いて絶
縁膜3をパターンニングしてスルーホールHを開口する
第2図(ハ)参照;次いで、WSi/Ti/Au/Ti
 (下層/中央/上層)からなる複層金属膜4を連続的
にスパッタ法で膜厚1000人(WSi) 150人(
Ti)/1000大(Au) 150人(Ti )程度
に堆積する。なお、真空を破ることなく連続スパッタす
る場合はWSiとAuとの間のTiは省いても良い。次
に、スルーホールH部分を露出させたレジスト膜マスク
5を形成する。
第2図(C)参照:次いで、複層金属膜4の最上層のT
iをCF、+Ozガスを反応ガスとしたプラズマエツチ
ング法にてエツチングして除去する。なお、このエツチ
ング反応ガスとしては他にSF。
やNF、を用いても良いが、このTiはレジスト膜5と
複層金属膜4との密着を良くするためのものであるから
取り除いておく。次に、複層金属膜4をメッキ電極にし
てメッキAu膜6(膜厚1μm程度)を露出させたスル
ーホールH部分に鍍金する。
第2図(d)参照;次いで、レジスト膜マスク5を除去
し、更に、メッキAu膜6以外の露出部分のWSi/ 
Ti/ Au/ Tiからなる複層金属膜4を除去する
この除去方法は、WSiとTiとをCF、+02ガスに
よるプラズマエツチング法にてエツチング除去し、Au
をArガスを用いたスパッタエツチング法にてエツチン
グ除去する。
以上が従来からおこなわれているスルーホール部分を含
む配線の形成方法の例である。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、上記のような形成方法によって形成した場合
、第2図(例えば、第2図(b))に見られるように、
スパッタ法で被着した複層金属膜4がスルーホール上端
でスルーホール内側に向かってオーバーハング状に堆積
される。この現象はスパッタ法で被着した成膜の一般的
傾向である。
このようなオーバーハング状に形成された複層金属膜の
上にメッキAu膜6を鍍金すると、メッキ膜の成長が等
方向なために、第2図(C)、 (d)に見られる(矢
印で示す)ように、Au膜6の内部に空孔を発生する。
そうすれば、このAu)l!6上に絶縁膜を被覆し、更
に、このスルーホールH上に同様にしてスルーホールを
形成して金属膜(^U膜など)を埋め込むと、その形成
工程で熱膨張などのために空孔の内部からガスが噴出し
てスルーホール相互の接続ができなくなると云う問題が
起こる。また、スルーホールH上にスルーホールを形成
する場合だけではなく、スルーホールH上に配線を形成
する場合も同様にガスが吹き出す問題が発生する。
本発明はこのような問題点を解消させて、スルーホール
内の空孔をなくして、配線間コンタクト(接続)の信頼
性を高めることを目的とした配線形成方法を提案するも
のである。
〔課題を解決するための手段〕
その課題は、第1図に示すように、導電層表面のスルー
ホールHを含む絶縁膜3上に金属膜4を被着して、次に
、気相成長によるスペーサ膜12を威長し、更に、該ス
ペーサ膜をリアクティブイオンエツチングして前記スル
ーホールの側壁のみに残存させる工程と、 次いで、全面に第1メッキ金属膜13を被着し、次に、
遮蔽マスク14を前記スルーホールの内部上面のみに被
覆して、他の第1メッキ金属膜を除去する工程と、 次いで、前記遮蔽マスク14を除去して前記スルーホー
ル内部の第1メッキ金属膜13を露出させる工程と、 次いで、前記スルーホール部分を開口したレジスト膜マ
スク15を形成し、選択的にスルーホール部分に第2メ
ッキ金属膜16を鍍金する工程とが含まれる形成方法に
よって解決される6 〔作用〕 即ち、本発明は、スルーホール内の空孔をなくするため
に、スルーホールの内部側壁に気相成長膜を被着して、
次に、第1メッキ金属膜をスルーホールの内部に埋没さ
せ、その後に、第2メッキ金属膜を選択的に鍍金する。
そうすると、スルーホール内の空孔が埋められて、電極
配線の信頼性が向上させることができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明すると
、第1図(a)〜(ロ)は本発明にかかる形成方法の工
程順断面図を示している。
第1図(a);まず、化合物半導体基板1上の下層配線
2 (導電層)を含む表面にCVD法によって絶縁膜3
(膜厚1μm程度)を被着し、これをパターンニングし
てスルーホールHを開口する。次に、その上面にスパッ
タ法によってWSi/Ti/Au/Ti(下層/中央/
上層)からなる複層金属膜4を膜厚1000人(WSi
) 150A (Ti) /1000入(A11)15
0λ(Ti)程度に被着し、次に、スパッタ法によって
Au膜11(膜厚1000人)を被着し、更に、その上
にプラズマ気相成長(プラズマCVD)法によって窒化
シリコン(SiNx)膜12(スペーサ膜)を(膜厚1
000〜2000人)を被着する。この5iNX膜工2
ば5iHaとN H3とを反応ガスとしたプラズマCV
D法によって威長させるが、SiN、+膜12の代わり
に同様のCVD法によって5iOz膜や5iON膜を威
長さセても良い。なお、真空を破ることなく連続スパッ
タする場合はWSiとAuとの間のTiは省いても良く
、また、Au膜11も連続して堆積する方法が望ましい
この際、スパッタ法によって被着させた膜はカバレイジ
(被覆性)が悪くてオーバーハング状に形成されるが、
CVD法によって被着させた膜はカバレイジが良く、ス
ルーホール側壁のオーバーハング下の窪みも被覆される
第1図(b);次いで、上面から5iNz膜12をCF
4、CHF、を反応ガスとしたりアクティブイオンエツ
チング(RI E ; reactive ion e
tching)法にてエツチングして除去する。そうす
ると、スルーホール側壁の窪みのみにSiNヶ膜12を
残存させることができる。
第1図(C);次いで、^U膜11および複層金属膜4
をメッキ電極にして第1メッキAu膜13をスルーホー
ルHを含む全面に鍍金する。−その際、スルーホールH
内部に被着した第1メッキAu膜とそれ以外の表面に被
着した第1メッキAu膜とが接続しないように、薄い膜
厚で被着させる必要がある。
第1図(d);次いで、ポリイミド膜14 (膜厚20
00人程度形成蔽マスク)をスルーホールHを含む全面
に塗布する。この時、ポリイミド膜の代わりに5iCh
膜とSOG (スピンオングラス)膜とを塗布しても良
く、要するに隙間を十分に埋める膜であれば良い。
第1図(e);次いで、酸素を用いたプラズマエツチン
グ法で表面上のポリイミド膜14を除去し、厚く被着し
たポリイミド膜14がスルーホール内部の第1メンキA
u膜13上にのみ残存するようにエツチングを制御する
第1図(f);次いで、ポリイミド膜14で被覆された
スルーホール内部を除く表面上に露出した第1メッキA
u膜13およびAu膜11をArガスを用いたスパッタ
エツチング法によってエツチング除去する。
この時、WSi / Ti / Au / Tiからな
る複層金属膜4の最上層のTiはエツチングストッパー
としての役目をすると共に、後記する次工程のレジスト
膜マスクとの密着を良くするために役立つ。
第1図(濁:次いで、酸素プラズマエツチング法でスル
ーホール上に残存しているボリイごド膜14を除去し、
続いて、スルーホールH部分を露出させたレジスト膜マ
スク15を形成し、このレジスト膜マスク15を保護膜
にして複層金属膜4の最上層のTiをCF、 十ozガ
スを用いたプラズマエツチング法にてエツチングして除
去する。
第1図(ロ);引き続き、レジスト膜マスク15を保護
膜にし、複層金属膜4をメッキ電極にして第1メンキ^
U膜13部分を露出させたスルーホールH部分に第2メ
ッキAu膜16を鍍金する。次に、レジスト膜マスク1
5を除去して、第2メッキAu膜16以外の部分に露出
しているW S i / T i / A u / T
 iからなる複層金属膜4を除去する。その除去方法は
W S iとTiとをCF、+O□ガスによるプラズマ
エツチング法、AuをArガスを用いたスパッタエツチ
ング法で除去する。
上記が本発明にかかる配線の形成方法であり、このよう
に、予めスルーホールを5iNX膜12(気相成長膜)
および第1メッキ^U膜13で埋めておけば空孔が発生
せず、スルーホールを含む多層電極配線を高信頼化させ
ることができる。
なお、アスペクト比の大きいスルーホールの場合には、
上記第1図(C)〜第工図(f)に説明した工程を繰り
返えしておこなって、第2.第3のメッキAu膜を鍍金
する必要がある。また、ポリイミド膜の代わりに510
g膜とSOG膜とを塗布した場合は、酸素プラズマエツ
チング法の代わりにCF。
、CHFzを反応ガスとしたプラズマエツチング法でエ
ツチングするが、その時、複層金属膜4の最上層のT1
がエツチングされるためにその点に留意して、例えば、
Tiの再被着工程も必要になる。
且つ、上記例はスルーホールのみに着目した形成方法で
説明しているが、このスルーホールFl没工程を含んで
上層配線を同時に形成する形成方法も同様になる。
更に、本発明はシリコン半導体などにおけるAuバンプ
などのハンプ電極の形成方法にも適用できるものである
〔発明の効果〕
以上の実施例の説明から明らかなように、本発明によれ
ばスルーホール内部に空孔が発生せず、スルーホールを
含む多層配線の信頼性が向上して、半導体デバイスの高
信頼化に大きく貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(ロ)は本発明にかかる配線形成方法の
工程順断面図、 第2図は(a)〜(d)は従来の配線形成方法の工程順
断面図である。 図において、 1は化合物半導体基板、 2は下層配線(導電層)、 3は絶縁膜、 4はW S i / T i / A u / T i
からなる複層金属膜(金属膜)、 5.15はレジスト膜マスク、 6はメッキAuWj!、 11はAu膜、 12は5iN)+膜(スペーサ膜)、 13は第1メッキAu膜(第1メッキ金属膜)、14は
ポリイミド膜(遮蔽マスク)、 16は第2メッキAu膜(第2メッキ金属膜)を示して
いる。 第 1 11Cキ/+1) 第 図 (セe2)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  導電層表面のスルーホールを含む絶縁膜上に金属膜を
    被着して、次に、気相成長によるスペーサ膜を成長し、
    更に、該スペーサ膜をリアクティブイオンエッチングし
    て前記スルーホールの側壁のみに残存させる工程と、 次いで、全面に第1メッキ金属膜を被着し、次に、遮蔽
    マスクを前記スルーホールの内部上面のみに被覆して、
    他の第1メッキ金属膜を除去する工程と、 次いで、前記遮蔽マスクを除去して前記スルーホール内
    部の第1メッキ金属膜を露出させる工程と、次いで、前
    記スルーホール部分を開口したレジスト膜マスクを形成
    し、選択的にスルーホール部分に第2メッキ金属膜を鍍
    金する工程とが含まれてなることを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
JP7145290A 1990-03-20 1990-03-20 半導体装置の製造法方 Pending JPH03270234A (ja)

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JP (1) JPH03270234A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5290734A (en) * 1991-06-04 1994-03-01 Vlsi Technology, Inc. Method for making anti-fuse structures
KR20010091913A (ko) * 2000-03-16 2001-10-23 포만 제프리 엘 집적 회로 소자의 차폐된 상호 접속부

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5290734A (en) * 1991-06-04 1994-03-01 Vlsi Technology, Inc. Method for making anti-fuse structures
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