JPH0465540B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、半導体基板上にトランジスタ、抵抗
コイル、コンデンサ等の電子部品を形成し相互に
接続したいわゆる集積回路の製造技術および構造
に関するものである。

（背景技術） 集積回路の動作速度を高速化し、かつ低消費電
力化を図るには素子の微細化回路の高集積度化が
必須である。これに伴ない各部品及びそれらを相
互に接続するための配線が近接し、さらに配線間
の交叉部が増加することになる。

その結果、とくに配線容量が増加し、動作速度
の低減につながる。これを防ぐために有効な配線
間の絶縁法が必要となる。

このような目的に対する有効な手段にエアブリ
ツジ法がある。これは集積回路内において、下側
の金属配線と上側の金属配線とが交叉する場合に
両者間に絶縁膜を介さず、上側の配線金属が立体
交叉する多層配線技術である。この方法の特徴は
２種の配線は比誘電率の最も小さい空気で絶縁さ
れいるため他の任意の絶縁膜を用いる場合に比し
て両配線間の容量が最も小さくなることにある。
このため回路内の配線容量が低減され集積回路の
動作速度が改善される。しかしながらエアブリツ
ジは構造上上層配線が中空に浮いた状態にあり、
エアブリツジ形成後は表面に接触することができ
なくなる。このため、以後の工程において、以下
のような様々な技術的問題点制約が生じる。

すなわち、 (1) 高周波特性向上のため基板厚さを裏面から薄
くする場合、化学エツチングに必要な保護膜の
形成が必要である。一方機械的研摩によつて基
板を薄くする場合基板表面に接触する必要があ
る。

(2) 基板上に多数繰り返して形成された半導体装
置を分離しチツプ化するスクライブ、セパレー
トの工程では表面に破片や汚れが付着したり傷
を付けたりすることを防ぐために裏面から加工
処理を施すことが多く、必然的に表面に接触す
ることになる。

(3) チツプ化した半導体装置を一つずつパツケー
ジへ装着するボンデイング工程ではコレツトや
真空ピンセツトにてチツプ表面側を吸着するこ
とになる。

(4) 最終的に集積回路に保護膜を形成する場合、
外部へ電気的接続をとり出すため保護膜に開口
部を設ける。ここで通常のコンタクト露光によ
るホトリソグラフイを適用する場合、基板表面
はホトマスクに強く密着されることになる。

またエアブリツジをもつ回路は段差が大きく
エアブリツジ形成後に表面全体に均一に保護膜
を形成することは困難である。

以上の工程または取扱いはエアブリツジを保護
するという点からは実施できないものであり、上
述と同等の工程を実施するためには煩雑な工程を
附加することになる。この場合半導体装置の生産
性、歩留りが著しく悪化するという問題点が生じ
る。

一方、エアブリツジ自身構造的に弱いものであ
り僅かの外力によつても上層配線が切れたり、下
層配線と接触することが多く歩留りが低いという
問題がある。また、配線間の接触を防ぐため上層
配線をできるだけ高い位置に形成することが多く
段差切れの危険がある。

（発明の概要） 本発明は、エアブリツジを用いて第１層配線と
交差する第２層配線を形成する多層配線方法にお
いて、第１層配線１を形成した後、この第１層配
線１と第２層配線の交差部周辺にレジスト膜２を
形成する工程と（第１図ａ）、集積回路１０の全
面を絶縁膜３で被覆する工程と（同図ｂ）、第２
層配線形成部に位置する絶縁膜３を残して上記交
差部周辺に位置する絶縁膜３を除去することによ
り、レジスト膜２の一部を露出させ、かつ第１層
配線１から第２層配線４への接続部５上に位置す
る絶縁膜３を除去する工程と（同図ｃ）、第２層
配線形成部の絶縁膜３上及び第２層配線４への接
続部５の第１層配線１上に開口を有するレジスト
パターンを形成し、第２層配線用の配線層を形成
する工程と、リフトオフ法でレジストパターンを
除去することにより不要な配線層を除去し、この
レジストパターンを除去する過程で、レジスト膜
２を除去してエアブリツジを形成する工程とを備
える（同図ｄ）。

（発明の開示） 本発明は、上記従来技術の問題点を解決する新
しい半導体デバイス構造を提供するものである。

以下一実施例を図に即して説明する。以下の実
施例において、第１層配線として下層の配線金
属、絶縁膜として窒化シリコン膜、第２配線とし
て上層配線を使用する。

第１図は、１実施例を説明するための製作工程
図である。まず、通常のフオトリソグラフイとリ
フトオフ法によつて下層の配線金属１を集積回路
１０上に形成した後、回転塗布法で2.0μm厚のフ
オトレジストを塗りフオトリソグラフイでエアブ
リツジを形成する交叉部及びその周辺領域にの
み、レジスト２を残す。この後、200℃の温度で
ベークする。この時の温度はレジストが軟化する
温度より十分高いため、レジストが流れ表面張力
によつて半球状の形状となる（第１図ａ）。

次にプラズマCVD法で厚さ0.3μmの窒化シリコ
ン膜３を保護膜として形成する（第１図ｂ）。そ
の後、上層、下層配線の接続部５と集積回路のパ
ツドの部分および上層配線部分を除くエアブリツ
ジ周辺部の３つの領域以外にレジストパターンを
形成し、これをマスクとしてCF₄ガスプラズマに
て窒化シリコン膜３をエツチングする。次いで下
層配線と同等の方法により上層配線を形成する
（第１図ｃ）。絶縁膜３の断面は軟化して殆んど円
に近い状態であるため上層配線が絶縁膜３の段差
部で断線するいわゆる断差切れが解消できる。

続いて酸素ガスのプラズマエツチングによりエ
アブリツジ構造のフオトレジスト膜２を除去し、
エアブリツジとする（第１図ｄ）。

なお、絶縁膜は窒化膜に何ら制限されるもので
はなく、例えば十分強度を有するものであれば、
ポリイミド樹脂などの有機樹脂膜、酸化シリコ
ン、酸化アルミナ等の無機化合物膜を用いること
もできる。

（発明の効果） 本発明では、上層、下層の配線の接続部以外が
絶縁膜で保護された状態でエアブリツジを形成す
るものであり、上層配線の強度不足を窒化膜で支
持補強して、配線間の短絡を防ぐことができる。

さらに、段差切れをもなくすることができるた
めエアブリツジの歩留り、信頼性が飛躍的に向上
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃ及びｄは、本発明の実施例の
１つを説明するためのものである。 １…下地配線、２…エアブリツジ形成用レジス
トパターン、３…窒化膜、４…上層配線、５…上
下配線接触部分、１０…集積回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エアブリツジを用いて第１層配線と交差する
   第２層配線を形成する多層配線方法において、 前記第１層配線を形成した後、前記第１層配線
   と前記第２層配線の交差部周辺にレジスト膜を形
   成する工程と、 全面を絶縁膜で被覆する工程と、 第２層配線形成部に位置する前記絶縁膜を残し
   て前記交差部周辺に位置する絶縁膜を除去するこ
   とにより、前記レジスト膜の一部を露出させ、か
   つ前記第１層配線から前記第２層配線への接続部
   上に位置する絶縁膜を除去する工程と、 前記第２層配線形成部の前記絶縁膜上及び前記
   第２層配線への接続部の前記第１層配線上に開口
   を有するレジストパターンを形成し、前記第２層
   配線用の配線層を形成する工程と、 リフトオフ法で前記レジストパターンを除去す
   ることにより不要な配線層を除去し、このレジス
   トパターンを除去する過程で、前記レジスト膜を
   除去してエアブリツジを形成する工程と、 を備える多層配線方法。