JPH04171845A

JPH04171845A - 配線構造およびその製法

Info

Publication number: JPH04171845A
Application number: JP29949990A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hirano; 真平野; Kazuyoshi Asai; 浅井　和義; Yuuki Imai; 祐記今井
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1990-11-05
Publication date: 1992-06-19

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、通信用混成ＩＣ等の半導体集積回路の配線構
造およびその製法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、通信用混成ＩＣ等の半導体集積回路の配線におい
ては、特に２層配線の交差技術として、下層の配線との
交差部分をあらかじめフォト・レジスト等の絶縁膜で覆
い、その上に、スパッターや電子ビーム蒸着ないしメツ
キなどによって金などの導電膜による配線を形成した後
、前記フォト・レジスト等の絶縁膜を取除くことによっ
て、配線を空中にブリッジ状に形成する、いわゆるエア
ー・ブリッジ配線か、よく用いられている。特に、エア
ー・ブリッジ配線では、上層と下層の配線間にＳ　ｉ　
Ｏ＊やＳｉＮ等の層間絶縁膜を配する配線法よりも、配
線の寄生容量を小さくできるという特徴かある。従って
、高周波増幅用のＦＥＴのフィンガー間接続や、高周波
用スパイラル・インダクターの中心部からの引出し配線
をはじめ、通信用混成ＩＣ等の半導体集積回路では、エ
アー・ブリッジ配線か数多く用いられている。

しかし、従来のエアー・ブリッジ配線では、ブリッジの
高さは１〜３μｍ程度と固定されていたため、交差でき
る配線の層数も２層までと限られていた。

このため、回路設計の自由度も制約を受けていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、通信用混成ＧａＡｓ　ＩＣ等の半導体
集積回路において、寄生容量の小さな３層以上の多層配
線を提供し、これによって自由度の大きな回路形成を可
能にする配線構造及びその製法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、エアー・ブリッジ形成する際に、ブリッジ配
線の下敷きとしてブリッジ形成後に取除く絶縁膜として
、厚さ５〜２０μｍ程度の厚膜フォト・レジストないし
ポリイミド膜を用い、形成できるブリッジの高さを５〜
２０μｍ程度と大きくすること、またこのことによって
従来の技術で形成した低いエアー・ブリッジのさらに上
に別のブリッジを形成すること、あるいは、この他の種
々の厚みのフォト・レジストないしポリイミド膜を用い
ることによって、種々の高さのブリッジを形成し、こう
して形成した高さの異なる種々のブリッジを互いに交差
させたりすることによって、寄生容量を比較的小さな状
態を維持しつつ、配線の層数を３層以上にするものであ
る。このことによって、通信用混成ＧａＡｓ　ＩＣ等の
半導体集積回路の設計の自由度を大きくすることかでき
る。

なお、この配線の製法として、厚さ５〜２０μｍ程度の
厚膜フォト・レジストないしポリイミド膜を用いれば、
ＳｉＮ、ＳｉＯ□なとのＣＶＤ絶縁膜を用いてドライ・
エツチングなどによって加工する場合に比へて、製作か
簡便で、なおかつ、断線に強いなだらかなブリッジ形成
（フォト・レジストないしポリイミド膜をベーキングす
ることにより、断面形状を容易になだらかなものにする
ことかできる）が可能になる。従って、本発明の構成は
下記に示す通りである。即ち、本発明は配線を空中にブ
リッジ状に配置するエアー・ブリッジ配線において、多
層の配線を、ブリッジの高さを変えて形成すること、な
いし同時に高さの異なる多数のエアー・ブリッジ配線を
空中で交差させることを特徴とする配線構造としての構
成を有するものであり、或いはまたエアー・ブリッジ形成する際に、ブリッジ配線の下敷き
としてブリッジ形成後に取除く絶縁膜として、厚さ５〜
２０μｍの厚膜フォト・レジストを用いることを特徴と
する配線の製法としての構成を存するものである。

〔実施例〕

以下、実施例を用いて、本発明による配線の構造および
製°法を説明する。

まず第５図に、従来のエアー・ブリッジ配線の構造例を
示した。第５図において、１は基板、２は下層（第１）
の導電膜配線、３は上層の導電膜配線である。

ブリッジの高さ（図中ｈ）は、通常１〜３μｍ程度であ
るため、交差できる配線の暦数は２に限られる。

これに対して、本発明による、配線の構造を第１図の実
施例にて説明する。第１図において、１は基板、２は下
層（第１）の導電膜配線、４は本発明による上層の導電
膜配線である。

（実施例１）第１図は、本発明による、エアー・ブリッジ配線の構造
例で、ブリッジの高さ（図中ｈ）が、５〜２０μｍ程度
と大きい。

このため、配線の寄生容量も、下地との間隔が大きい分
だけ小さくなり、高周波増幅用ＦＥＴではフィンガー接
続部分などに用いることによって性能向上をはかること
かできる。

（実施例２）第２図は、第１図に示した本発明による、ブリッジの高
さか高いエアー・ブリッジ配線によって、多数の高さの
異なるブリッジ３．５或いは６゜７を交差させ、３層以
上の配線形成を行った例である。第２図において、１は
基板、２は下層（第１）の導電膜配線、３は上層の導電
膜配線、５．６、７は本発明による上層の導電膜配線で
ある。

このことによって、従来、２層までの配線で大きく損な
われていた回路設計の自由度か増し、半導体回路の集積
化・高密度化・性能向上に寄与できる。

次に、エアー・ブリッジ形成する際に、ブリッジ配線の
下敷きとしてブリッジ形成後に、取除く絶縁膜として、
厚さ５〜２０μｍの厚膜フォト・レジストを用いる配線
の製法例について説明する。

第３図（ａ）〜（ｅ）は、本発明による、配線の製作工
程例を示したちのである。第３図において、■は基板、
２は下層（第１）の導電膜配線、８は第１の厚膜フォト
・レジスト、９は第２の導電膜（メツキ電極用）、１０
は第２の厚膜フォト・レジスト、１１は第２の厚膜フォ
ト・レジスト中の穴バタン、Ｉ２は金（メツキ形成）で
ある。以下第３図（ａ）〜（ｅ）を参照して以下に製造
工程を説明する。

（ａ）　　バタン化された第１の導体配線２をリフトオ
フないしイオンミリングで形成する。

（ｂ）　　第１の厚膜フォト・レジスト８て、後がら形
成するブリッジの下になる部分が覆われるように、バタ
ン形成する。この時のフォト・しシストとしては、例え
ばシブレイ社のＴＦ−２０等の厚膜レジストを用いるこ
とによって、５〜２０μｍの厚みを持たせることかでき
、またバタン形成後に、電気炉などによって１２０　’
Ｃ前後ないしそれ以上の温度でベーキングすることによ
って、断面形状をなだらかなものにすることができる。

（Ｃ）　　全面に第２の導体膜９を付着させ、この上に
第２のフォト・レジストｌｏで第１の導体配線２のコン
タクト部分およびブリッジ配線バタンか露出するように
穴パタン１１を形成する。この時のフォト・レジストと
しても、例えばシブレイ社のＴＦ−２０等の厚膜レジス
トを用いることによって、下地の段差の影響を受は難く
、また５〜２０μｍの厚みを持たせることができ、メツ
キ法を用いて形成する金の厚みを同程度とすることがで
きる。

（ｄ）　　このレジストの穴１１の中に、電解メツキ法
を用いて金１２を厚く成長させ、（ｅ）　　この後、第２のフォト・レジスト１０および
第２の導体膜９の配線以外の部分、第１のフォト・レジ
スト８を、ドライエツチングやイオン・ミリング等のプ
ロセス技術を用いて除去する。続いて、レジスト形成後
前述の（ａ）〜（ｅ）の工程を繰り返すことによって３
層以上のエアー・ブリッジ配線が形成できる。なお、（
ｂ）にて述べたメツキ用マスクとしては、フォト・レジ
スト以外にも、ＳｉＯ２やＳｉＮおよびポリイミドなど
の絶縁膜をバタン形成して用いることも可能である。

第４図（ａ）〜（ｄ）は、本発明による、配線の別の製
作工程例を示したものである。第４図において、１は基
板、２は下層（第１）の導電膜配線、８は第１の厚膜フ
ォト・レジスト、１３は第２の導電膜（配線部）、１４
は第２の厚膜フォト・レジスト（配線部が島のバタン）
である。

第４図（ａ）〜（ｂ）の製作工程は、第３図（ａ）〜（
ｂ）における製作工程と同様である。従って、以下第４
図（ｃ）、（ｄ）について詳述する。

（Ｃ）　　全面に第２の導体膜１３をスパッター法ない
し電子ビーム蒸着法を用いて配線の厚みだけ付着させ、
この上に第２のフォト・レジスト１４て配線バタンを形
成する。

この時のフォト・レジストとしても、例えばシブレイ社
のＴＦ−２０等の厚膜レジストを用いることによって、
下地の段差の影響を受は難くてきる。

（ｄ）　　第２のフォト・レジスト１４をマスクとして
、第２の導体膜１３の配線以外の部分、第１のフォト・
レジストを、ドライエツチングやイオン・ミリング等の
技術を用いて除去する。続いて、レジスト形成後前述の
（ａ）〜（ｄ）の工程を繰り返すことによって３層以上
のエアー・ブリッジ配線が形成できる。

〔発明の効果〕

本発明は、３層以上の多層配線の寄生容量を小さく実現
でき、回路設計の自由度を大きくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による、エアー・ブリッジ配線、第２
図は、本発明による、エアー・ブリッジ配線を用いた多
層配線の交差例、第３図（ａ）〜（ｅ）は、本発明によ
る、エアー・ブリッジ配線の製作工程例であり、（ａ）
は第１の導体配線バタンの形成工程図（リフトオフない
しイオンミリング技術を用いる）、（ｂ）は第１の厚膜
レジストによるフォト・リソグラフィーおよびベーキン
グ工程図、（Ｃ）は第２の導体膜の付着（全面）と、第
２の厚膜レジストによるフォト・リソグラフィー工程図
（ブリッジ・バタンか穴となるようにレジスト・バタン
を形成）（ｄ）は電解メツキ法による全成長工程図、（
ｅ）はフォト・レジストおよび第２の導体膜の金メツキ
以外の部分を、ドライエツチングやイオン・ミリング等
により除去する工程図、にそれぞれ対応している。第４
図（ａ）〜（ｄ）は、本発明による、エアー・ブリッジ
配線の別の製作工程例であり、（ａ）は第１の導体配線
バタンの形成工程図（リフトオフないしイオンミリング
）、（ｂ）は第１の厚膜レジストによるフォト・リソグ
ラフィーおよびベーキング工程図、（Ｃ）は第２の導体
膜（配線厚）の付着（全面）と、第２の厚膜レジストに
よるフォト・リソグラフィー工程図（ブリッジ・バタン
か島となるようレジスト・バタン形成）、（ｄ）は第２
の導体膜の配線以外の部分およびフォト・レジストを、
イオン・ミリングやドライエツチング等により除去する
工程図にそれぞれか対応している。第５図は、従来の、
エアー・ブリッジ配線である。１・・・基板２・・・下層（第１）の導電膜配線３・・・上層の導電膜配線４〜７・・・本発明による上層の導電膜配線８・・・第
１の厚膜フォト・レジスト９・・・第２の導電膜（メツキ電極用）ｌＯ・・・第２
の厚膜フォト・レジスト１１・・・第２の厚膜フォト・
レジスト中の穴パタン１２・・・金（メツキ形成）１３・・・第２の導電膜（配線厚）１４・・・第２の厚膜フォト・レジスト（配線部か島の
バタン）特許出願人　　日本電信電話株式会社代理人　　弁理士　玉蟲　久五部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）配線を空中にブリッジ状に配置するエアー・ブリ
ッジ配線において、多層の配線を、ブリッジの高さを変
えて形成すること、ないし同時に高さの異なる多数のエ
アー・ブリッジ配線を空中で交差させることを特徴とす
る配線構造。
（２）エアー・ブリッジ形成する際に、ブリッジ配線の
下敷きとしてブリッジ形成後に取除く絶縁膜として、厚
さ５〜２０μｍの厚膜フォト・レジストを用いることを
特徴とする配線の製法。