JPH06112326A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH06112326A
JPH06112326A JP25628392A JP25628392A JPH06112326A JP H06112326 A JPH06112326 A JP H06112326A JP 25628392 A JP25628392 A JP 25628392A JP 25628392 A JP25628392 A JP 25628392A JP H06112326 A JPH06112326 A JP H06112326A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
via plug
wiring
resist film
polyimide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25628392A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Takeyasu
伸行 竹安
Hiroshi Yamamoto
浩 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP25628392A priority Critical patent/JPH06112326A/ja
Publication of JPH06112326A publication Critical patent/JPH06112326A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、誘電率の低い平坦化に優れた層間
絶縁膜としてポリイミドを利用し、かつ微細な配線構造
を持つ半導体素子の製造方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 本発明は、下層配線1が形成された基板7上
にレジスト膜2を形成し、レジスト膜2にヴィアプラグ
埋め込み用の開孔3を穿設する第1のステップと、次い
で、導電物質を含んだガスを供給し、一定温度の下で化
学反応により開孔3に導電物質を選択的に堆積させてヴ
ィアプラグ4を形成する第2のステップと、次いで、レ
ジスト膜2を除去した後にポリイミド膜5を形成する第
3のステップと、次いで、ヴィアプラグ4の上面が露出
するまでポリイミド膜2をエッチングした後、上層配線
6を形成して、下層配線1と上層配線6とをヴィアプラ
グ4を介して接続させる第4のステップとを含むことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、微細な多層配線構造を
持つ半導体装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体素子の高密度化、高集積化
にともない多層配線技術が注目されている。この多層配
線構造において各層間の配線を接続する技術としてヴィ
ア(VIA)孔を用いてこれにアルミニウム(以下、Al)等
の金属を埋め込みヴィアプラグを形成するものがある。
このヴィア孔(例えば、直径1μm程度以下)に金属を
埋め込む方法としては、Al-CVD(Aluminum-Chemical Vap
or Deposition)技術が非常に優れたものとして広く知ら
れている。これは、アルミニウムがタングステン等の高
融点金属に比べて低抵抗であるということ、CVD法が
低温成膜可能であるということや他のスパッタ法等に比
べてステップカバレージがよいということ等のためであ
る。一般にCVD法とは、薄膜形成法の一つであり、基
板等の表面に原料となるガスを供給し、化学反応により
薄膜を形成する方法である。例えば、SiO2 膜に設け
たヴィア孔へCVD法によりAlのヴィアプラグを形成す
ることは、特開昭61-237,452号公報に開示されている。
【0003】また、層間絶縁膜として、平坦性に優れ、
膜中の残留応力が小さく、耐熱性にも優れ、また、誘電
率の低いポリイミドの利用が検討されている。
【0004】従来の配線形成方法では、図4、図5の製
造工程図に示すように下層Al配線1上に層間絶縁膜とし
てポリイミド膜5(例えば、シロキサン変形ポリイミド
膜)を形成し、次にレジスト膜2を形成した後、CF4
とO2 の混合ガスを用いてヴィア孔3を穿設する。そし
てこのヴィア孔3中に、CVD法によりAlヴィアプラグ
を形成し、このAlヴィアプラグが設けられたポリイミド
膜5に上層Al配線6を形成する。このような多層配線間
絶縁膜の一例として、シロキサン変成ポリイミド膜の適
用の検討が、月刊Semiconductor World 8月号(1988
年)に掲載されている。
【0005】このように、CVD法によるAlヴィアプラ
グの形成および層間絶縁膜としてのポリイミドの利用
は、多層配線構造に対して有効であり、また、非常に優
れた特性を持つものとして期待される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の配線形
成方法においては、例えば、下層Al配線上に層間絶縁膜
としてポリイミド膜5を形成し、次にヴィア孔3を穿設
する場合、図5に示すように、レジスト膜2に形成した
開孔に比べて、ポリイミド膜5に形成されるヴィア孔3
の方が孔の中間部で大口径となる。このように、ポリイ
ミドに微細加工を施すことが困難なため1.0μm径以
下のヴィア孔3を形成することが非常に難しく、このこ
とが多層配線構造におけるポリイミドの利用を妨げる要
因となっていた。
【0007】そこで、本発明は、誘電率の低い平坦化に
優れた層間絶縁膜としてポリイミドを利用し、かつ微細
な配線構造を持つ半導体素子の製造方法を提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、下層配線が形
成された基板上にレジスト膜を形成し、レジスト膜にヴ
ィアプラグ埋め込み用の開孔を穿設する第1のステップ
と、次いで、導電物質を含んだガスを供給し、一定温度
の下で化学反応により開孔に導電物質を選択的に堆積さ
せてヴィアプラグを形成する第2のステップと、次い
で、レジスト膜を除去した後にポリイミド膜を形成する
第3のステップと、次いで、ヴィアプラグの上面が露出
するまでポリイミド膜をエッチングした後、上層配線を
形成して、下層配線と上層配線とをヴィアプラグを介し
て接続させる第4のステップとを含むことを特徴とす
る。
【0009】
【作用】上記の方法によれば、下層配線上にレジスト膜
を形成し、このレジスト膜にヴィア孔を穿設する。従っ
て、微細加工が容易なレジスト膜にヴィア孔を穿設する
ので、1.0μm径以下の微細なヴィア孔を穿設するこ
とが可能になる。この微細なヴィア孔に導電物質を含ん
だガスを供給し、一定温度の下で化学反応によりヴィア
孔に導電物質を選択的に堆積させるCVD法により、ヴ
ィアプラグを形成するので、1.0μm径以下の微細な
ヴィアプラグを形成することができる。
【0010】さらに、レジストを除去して、その後、基
板上にポリイミド膜を形成し、ヴィアプラグの上面が露
出するまでポリイミド膜をエッチングした後、ポリイミ
ド膜上に上層配線を形成する。このため、多層配線間に
おいて、層間絶縁膜としてポリイミドを用いることがで
きる。
【0011】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一
符号を付し、重複する説明を省略する。
【0012】図1、図2の製造工程図及び図3のフロー
チャートに従って本実施例について説明する。まず、シ
リコン基板7上に例えば、SiO2 等の下地絶縁膜8を形
成し、さらに、下地絶縁膜8上にリフトオフ法等を用い
て下層Al配線1を形成する(ステップ301)。このと
き、下層Al配線1の層の厚さは約5000オングストロ
ーム程度である。
【0013】次いで、図1(a)に示すように、この下
層Al配線1上にレジスト膜2を回転塗布(spin coat)す
る(ステップ302)。この回転塗布は次のように行わ
れる。下層Al配線1を形成したウェハをスピナヘッド上
に配置する。次いで、スピンモータによってスピナヘッ
ドを所定の回転数で回転させることでウェハを回転させ
る。この回転しているウェハの中央部にレジストを滴下
し、遠心力によってレジスト膜2をウェハ上、すなわ
ち、下層Al配線1上に形成する。このとき形成されたレ
ジスト膜2の膜厚は約5000オングストローム程度で
ある。
【0014】次いで、レジスト膜2の上方にフォトマス
クをセットし、露光現像してマスクパターンを焼き付
け、アッシング法等を用いて現像することにより、図1
(b)に示すように、レジスト膜2にAlヴィアプラグ埋
め込み用の開孔3を形成する(ステップ303)。レジ
スト膜2は微細加工が容易なので、1.0μm径以下の
微細な開孔3を穿設することが可能である。このときの
開孔3の径は0.5μmである。
【0015】次いで、例えば、H2 OやO2 を含まない
高純度のN2 ガス中またはArガス中でUV(紫外)光に
よるレジスト膜2のキュアを行い、連続して後述するAl
の成長温度以上の高温でベーキングを行う(ステップ3
04)。これは後述するCVD法により開孔3中にAlを
埋め込み、Alヴィアプラグ4を形成する際に、熱を加え
てもレジスト膜2から放出されるガスが少なく、また、
レジストのパターン崩れが小さいことが必要だからであ
る。
【0016】次いで、開孔3の底部で露出した下層Al配
線1表面の酸化膜を除去する(ステップ305)。これ
は、開孔3底部の下層Al配線1は容易に酸化されやすい
からであり、下層Al配線1が酸化されてしまうと、その
後に開孔3にAlを埋め込むことが困難になるからであ
る。酸化膜の除去は真空内において、Arスパッタにより
行う。
【0017】次いで、ジメチルアルミニュウムハイドラ
イド(以下、DMAH)とH2 とを用いてCVD法によ
り開孔3中にAlを堆積させて埋め込んで、図1(c)に
示すようなAlヴィアプラグ4を形成する(ステップ30
6)。このとき、レジスト膜2を劣化させない低温でAl
ヴィアプラグ4の形成を行う。Alの成長を行う理想的な
条件は、基板温度200〜250℃、全圧1.0〜3.
0torr、DMAH分圧1.0〜5.0×10-2torr、H
2 流量50〜100SCCMである。CVD法を用いて
いるのは、1.0μm径以下の微細な開孔3への導電物
質の埋め込みを低温で容易に行うことができるととも
に、レジスト膜2の劣化を防止することもできるからで
ある。
【0018】DMAHの構造式は次に示す通りである。
【0019】
【化1】
【0020】次いで、開孔3中にAlが堆積しAlヴィアプ
ラグ4が形成された後、図1(d)に示すようにレジス
ト膜2を除去する(ステップ307)。レジスト膜2の
除去は、O2 プラズマ中で灰化させる方法などのAlヴィ
アプラグ4に影響を与えない方法で行う。
【0021】次いで、図2(a)に示すように、Alヴィ
アプラグ4の形成された下層Al配線1上にポリイミドを
前述のスピンコート法で回転塗布させる(ステップ30
8)。このとき形成されたポリイミド膜5は層間絶縁膜
としての役割を有し、その膜厚は1μmである。従っ
て、ポリイミド膜5を層間絶縁膜として用いるので、Si
2 や、Si(OC2 5 4 (略称TEOS)等の絶縁
膜に比べ誘電率を低くし、残留応力も小さく、かつ、平
坦性も容易に実現することができる。
【0022】次いで、図2(b)に示すように、ポリイ
ミド膜5をエッチバックしてAlヴィアプラグ4の上面を
露出させる(ステップ309)。これにより、Alヴィア
プラグ4の厚さと同程度の厚さでポリイミド膜5が残存
する。
【0023】次いで、図2(c)に示すように、Alヴィ
アプラグ4が露出しているポリイミド膜5上に上層Al配
線6をスパッタ法とリフトオフ法等を用いることによっ
て形成する(ステップ310)。このとき上層Al配線6
の膜の厚さは約5000オングストローム程度である。
【0024】このように、ポリイミドのような誘電率の
低い材料を層間絶縁膜として用いるので、デバイスにお
ける遅延時間を大幅に短縮できる。また、ポリイミド
は、膜中応力が小さく、耐熱性に優れていることから多
層配線における層間絶縁膜としての利用も非常に有効で
ある。
【0025】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、下層配線上にレジスト膜を形成し、このレジスト
膜にヴィア孔を穿設する。従って、微細加工が容易なレ
ジスト膜にヴィア孔を穿設するので、1.0μm径以下
の微細なヴィア孔を穿設することができる。
【0026】この微細なヴィア孔に導電物質を含んだガ
スを供給し、一定温度の下で化学反応によりヴィア孔に
導電物質を選択的に堆積させるCVD法により、ヴィア
プラグを形成すれば、1.0μm径以下の微細なヴィア
プラグを形成することができる。すなわち、CVD法を
用いているので、1.0μm径以下の微細なヴィア孔へ
の導電物質の埋め込みを低温で容易に行うことができる
とともに、レジスト膜の劣化を防止することもできる。
【0027】さらに、レジストを除去して、その後、基
板上にポリイミド膜を形成し、ヴィアプラグの上面が露
出するまでポリイミド膜をエッチングした後、ポリイミ
ド膜上に上層配線を形成する。このため、ポリイミド膜
を層間絶縁膜として用いることができる。従って、SiO
2 や、Si(OC2 5 4 (略称TEOS)等の絶縁膜
に比べ誘電率を低くし、残留応力も小さく、かつ、平坦
性も容易に実現することができる。
【0028】このように、ポリイミドのような誘電率の
低い材料を層間絶縁膜として用いるので、デバイスの動
作における信号の遅延時間を大幅に短縮でき、高速デバ
イスが実現できる。また、ポリイミドは、膜中応力が小
さく、耐熱性に優れていることから多層配線における層
間絶縁膜としての利用も非常に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る各製造工程にかかる各断面図で
ある。
【図2】本実施例に係る各製造工程にかかる各断面図で
ある。
【図3】本実施例に係る製造工程のフローチャートであ
る。
【図4】従来例に係る各製造工程にかかる各断面図であ
る。
【図5】従来例に係る各製造工程にかかる各断面図であ
る。
【符号の説明】
1…下線Al配線、2…レジスト膜、3…ヴィア孔、4…
Alヴィアプラグ、5…ポリイミド膜、6…上層Al配線。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下層配線が形成された基板上にレジスト
    膜を形成し、前記レジスト膜にヴィアプラグ埋め込み用
    の開孔を穿設する第1のステップと、 次いで、導電物質を含んだガスを供給し、一定温度の下
    で化学反応により前記開孔に前記導電物質を選択的に堆
    積させてヴィアプラグを形成する第2のステップと、 次いで、前記レジスト膜を除去した後にポリイミド膜を
    形成する第3のステップと、 次いで、前記ヴィアプラグの上面が露出するまで前記ポ
    リイミド膜をエッチングした後、上層配線を形成して、
    前記下層配線と前記上層配線とを前記ヴィアプラグを介
    して接続させる第4のステップとを含むことを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
JP25628392A 1992-09-25 1992-09-25 半導体装置の製造方法 Pending JPH06112326A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25628392A JPH06112326A (ja) 1992-09-25 1992-09-25 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25628392A JPH06112326A (ja) 1992-09-25 1992-09-25 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06112326A true JPH06112326A (ja) 1994-04-22

Family

ID=17290502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25628392A Pending JPH06112326A (ja) 1992-09-25 1992-09-25 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06112326A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002026120A (ja) * 2000-06-20 2002-01-25 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子の金属配線形成方法
JP2008211082A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Saitama Univ 超伝導素子、超伝導集積回路及び超伝導素子の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002026120A (ja) * 2000-06-20 2002-01-25 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子の金属配線形成方法
JP2008211082A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Saitama Univ 超伝導素子、超伝導集積回路及び超伝導素子の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7338895B2 (en) Method for dual damascene integration of ultra low dielectric constant porous materials
JP3228183B2 (ja) 絶縁膜ならびにその絶縁膜を有する半導体装置とその製造方法
KR100538749B1 (ko) 상호 접속 구조체, 및 로우-k 유전체와 금속 도체 상호접속 구조체를 제조하는 방법
US5607880A (en) Method of fabricating multilevel interconnections in a semiconductor integrated circuit
US6943451B2 (en) Semiconductor devices containing a discontinuous cap layer and methods for forming same
JP2518435B2 (ja) 多層配線形成法
KR20010109281A (ko) 마이크로일렉트로닉 구조
JP3517802B2 (ja) 埋め込み導電層の形成方法
JP3173426B2 (ja) シリカ絶縁膜の製造方法及び半導体装置の製造方法
US6123992A (en) Method of forming aluminum interconnection layer
JP2002134612A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2001085523A (ja) 二重ダマシン構造を有する集積回路およびその製造工程
JPH06291084A (ja) 半導体装置及び半導体装置の中にタングステン接点を製造する方法
JP2001110900A (ja) 二重ダマシン構造を有する集積回路およびその製造工程
JPH06112326A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH10172969A (ja) 半導体装置の製造方法
US6010965A (en) Method of forming high integrity vias
JPH031570A (ja) 半導体装置接続用接点スタツド構造
JPH05206282A (ja) 半導体装置の多層配線構造体の製造方法
JPH1074837A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH08139190A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100286253B1 (ko) 질소플라즈마를 이용한 선택적 금속박막 증착방법 및 그를 이용한 다층금속 연결배선 방법
JP2753098B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH05121560A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3329148B2 (ja) 配線形成方法