JPH0684896A - 配線構造体の製法 - Google Patents

配線構造体の製法

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JPH0684896A
JPH0684896A JP23435292A JP23435292A JPH0684896A JP H0684896 A JPH0684896 A JP H0684896A JP 23435292 A JP23435292 A JP 23435292A JP 23435292 A JP23435292 A JP 23435292A JP H0684896 A JPH0684896 A JP H0684896A
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JP
Japan
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insulating film
film
conductor
wiring
groove
Prior art date
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Pending
Application number
JP23435292A
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English (en)
Inventor
Makoto Hirano
真 平野
Masami Tokumitsu
雅美 徳光
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】集積回路における配線の多層化を容易にし得る
配線構造体の平坦化製法を提供し、併せて、集積回路に
おける半導体素子の制御部の微細配線構造体の形成法を
提供する。 【構成】基板1上に厚さt1の第1の絶縁膜2を、その
上に厚さt2の第2の絶縁膜3を被覆し、第2の絶縁膜
3に配線パタンに対応する溝穴4(幅w)のパタンを形
成し、第2の絶縁膜3と第1の絶縁膜2に同一の溝穴4
のパタンを形成し、w≦2(t1+t2)とし、次に第1
および第2の絶縁膜の上から溝穴の側面および底面を含
めて第1の電動体膜5を全面に被覆し、次に第1の電導
体膜5を電極として電解液中での電導体成長(メッキ)
を行い、溝穴の幅の1/2以上の厚みにメッキ成長によ
る第2の電導体6を形成し、次に全面にイオンミリング
を行い、第1の絶縁膜面より上層の第2の電導体6、第
1の電導体膜5、および第2の絶縁膜3を除去し、第1
の絶縁膜の溝穴の第1の電導体膜部分と第2の電導体部
分により配線構造体を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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・GaAs系デジタル集積回路の配線構造
体の製法に係り、特に高密度の多層配線に好適な製法に
関する。またFETのゲート部などの微細な配線構造に
有用な製法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路では集積度の向上ととも
に配線の多層化が重要となるが、上層の配線を歩留りよ
く形成するには、下層配線を覆う層間絶縁膜などに凹凸
がないよう、平坦化することが必要である。従来、通信
用混成IC・GaAs系デジタル集積回路等の平坦化配
線としては、代表例として、スペーサ・リフトオフによ
り絶縁膜中に埋めこみ形成するもの、イオンミリングに
より形成し後から絶縁膜で覆い、配線の上部の絶縁膜の
突出部を削ることにより平坦化するものなどがあった。
前者のスペーサ・リフトオフによるものは、基板上の絶
縁膜の上にレジストを設け、配線体を絶縁膜中に埋め込
む部分に対応するレジストおよび絶縁膜の部分をエッチ
ング除去した後、この除去した部分を含め、蒸着法でメ
タルを全面に付着した上で、レジストを取り除くことに
よりレジスト上のメタルを除去し、、絶縁膜中に埋め込
まれた配線構造体を形成するものである。また後者のイ
オンミリングにより形成するものは、全面に付着された
メタルの上に配線と同じ形のレジストパタンを形成し、
これをマスクにイオンの衝撃によってレジストマスクの
ないところのメタルをエッチング除去することによって
配線構造体を形成するものである。しかし、いずれも微
細な下層配線の形成が困難であるという制約があった。
【0003】この問題を解決するために、絶縁膜中に、
この絶縁膜とほぼ同等の厚みの電導体をメッキ形成する
ことにより微細な線状配線を絶縁膜中に埋めこみ形成す
る方法がある(特願平4−17776号)。この方法を
図2により簡単に説明する。すなわち、この方法は、
(1)配線を形成する基板1上に第1の絶縁膜2を被覆
し、その上に第2の絶縁膜(レジスト)3を被覆し、第
2の絶縁膜3に配線パタンに対応する溝穴4のパタンを
形成し、第2の絶縁膜3をマスクとして第1の絶縁膜2
にも同一の溝穴4のパタンを形成し、(2)第2の絶縁
膜3を除去し、(3)第1の電動体膜5を溝穴4の側面
と底面の部分を含めて全面に被覆し、(4)第1の電導
体膜を電極として電解液中での電導体成長(メッキ)を
行い、溝穴4の幅の1/2以上の厚みにメッキ成長によ
る第2の電導体6を形成し、(5)次に、全面にイオン
ミリングを行い、第1の絶縁膜2の上面にある第2の電
導体6および第1の電導体膜5を除去するものである。
この方法では、原理的に、埋め込む絶縁膜の厚みが配線
幅の1/2以下になると、保護用のカバーマスクを設け
ない限り、微細埋め込み配線の中央部がオーバエッチン
グ(過剰エッチング)され、良好な配線形成が出来ない
という問題があり、このため平坦化を損なうのみなら
ず、配線の低抵抗化を損なうなどの問題があった。また
不要な電導体を取り除くためのイオンミリング工程で、
周辺の第1の絶縁膜2がエッチングされ、いわゆる膜減
りされて膜の厚さが減るという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように、
従来技術においては、集積回路における配線の多層化の
場合に微細な下層配線の形成が困難であったり、製造工
程の段階において絶縁膜や基板に対してオーバエッチン
グを生じてしまうなどにより、配線構造の平坦化や配線
の低抵抗化の観点で不都合な問題があった。本発明は、
集積回路における配線の多層化を容易にし得る配線構造
体の平坦化製法を提供することを目的とし、併せて、集
積回路における半導体素子の制御部の微細配線構造体の
形成法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、例えば図1に示すように、(1)配線
を形成する基板1上に第1の絶縁膜2を被覆し、その上
に第2の絶縁膜3を被覆し、第2の絶縁膜3に配線パタ
ンに対応する溝穴4のパタンを形成し、第2の絶縁膜3
をマスクとして第1の絶縁膜2にも同一の溝穴4のパタ
ンを形成し、このとき第1と第2の絶縁膜の厚さをそれ
ぞれt1、t2とし、溝穴の幅をwとするとき、 w≦2(t1+t2) とし、(2)次に第1および第2の絶縁膜の上から全溝
穴パタンの側面および底面にも付着するように第1の電
動体膜5を全面に被覆し、(3)第1の電導体膜5を電
極として電解液中での電導体成長(メッキ)を行い、溝
穴の幅の1/2以上の厚みにメッキ成長による第2の電
導体6を形成し、(4)次に、全面にイオンミリングを
行い、絶縁膜の上にある第2の電導体6および第1の電
導体膜5を除去し、さらに第2の絶縁膜3を除去し、第
1の絶縁膜の溝穴の側壁部および内部にそれぞれ形成し
た第1の電導体膜部分および第2の電導体部分により配
線を構成することとする。
【0006】
【作用】本発明では、第2の絶縁膜3を第1の絶縁膜2
の上に付けたままの状態で、その上に形成された電動体
膜5とメッキ電導体6を含む上面からイオンミリングを
行い、これにより、第1の絶縁膜2の上面までの各膜層
を除去することになるので、電動体膜を除去するために
その下層の絶縁膜の膜減りを起こしたりすることなく、
容易に平坦化することが可能になる。また第2の電動体
をメッキ成長により形成すれば、微細構造の溝穴の幅寸
法に比較しメッキ成長の厚さを容易に大きくとれるし、
第1と第2の絶縁膜の厚さの和が溝穴の深さになるので
溝穴の深さを溝幅に比べて深くとり易く、したがって第
2の電動体は溝穴全体に対して充満し易い。このため、
イオンミリング等により上層の第2の電動体や第2の絶
縁膜層を除去する場合に、従来は起こし易かったオーバ
エッチングを容易になくすことが可能になる。したがっ
て高密度の多層配線化が容易になり、多層配線を歩留り
よく実現することが可能になる。またこのように絶縁膜
構造の中に平坦にかつオーバエッチングもなく埋め込む
ことが容易にできることにより、この構造の製法を集積
回路の半導体素子の制御部の微細配線構造に適用すれ
ば、その制御部回路の抵抗の低減化を容易にもたらし得
る。第2の絶縁膜上に形成する第2の電動体の厚さをd
とするとき、その電動体が溝穴の中でその側面に沿って
形成される場合の厚さは、とくに溝の入り口付近では実
際上はdより若干小さくなり易い。このようなことも考
慮し、第2の電動体の厚さd(厳密には第1の電動体膜
の厚さを含む)と、第1と第2の絶縁膜の厚さt1、t2
と溝穴の幅wとの関係を関係式: w≦2d (1) w≦2(t1+t2) (2) で表されるようにすれば、第2の電動体の形成に際して
溝穴の部分で深くえぐられるようなことはなく、第2の
電動体は溝穴に充満して形成される。したがってイオン
ミリング等により上層部を除去する場合、平坦化が一層
容易かつ確実に得られるようになる。なおこの場合に、
第2の電動体をメッキ成長により形成すれば、微細構造
において上記の関係式を満たすことは容易である。
【0007】
【実施例】以下、図1の実施例により、本発明の配線の
製作工程を説明する。 (1)下地層(半導体等)1の上に、第1の絶縁膜2
(ポリイミドまたはSiO2またはSiN等)を付着
し、次にこの上に第2の絶縁膜3(レジスト)を付着
し、第2の絶縁膜3にフォトリソグラフィーにより配線
パタンを形成した後、これをマスクとして第1の絶縁膜
2をエッチングし、第1の絶縁膜2に第2の絶縁膜3と
同じ配線パタンを溝穴4(ただしこの場合は穴の幅が、
第1の絶縁膜2の厚みと第2の絶縁膜3の厚みの総量の
2倍以下とする)として形成する。 (2)次に、全体にメッキ電極となる電導体膜5を溝穴
内部の側面および底面にスパッタ法により付着させる。 (3)次に、上記穴パタン4内へ、電導体膜5を電極と
して金等の電導体6をメッキ成長する。この際、電導体
6の厚みdは溝穴4の幅の1/2以上とする。これによ
り絶縁膜2および3の穴パタン4の内部はメッキ電導体
6で覆われる。 (4)穴パタン4以外の上層の電導体膜5および6を、
対応の穴パタン4の上層部とともにイオンミリング等に
より除去し、この後、絶縁膜3を対応の穴パタン部分と
ともに除去すれば、配線用電導体が形成される。 以上述べた手法を従来提案の特願平4−17776号に
よる手法と比較すると、従来手法では、図2に示される
ように、第2の絶縁膜3(レジスト)をメッキ電極形成
前に除去していたため、ミリング時に下地の第1の絶縁
膜2がエッチングされてしまったり、また溝穴のアスペ
クト比が低下するため、微細埋め込み配線の中央部がオ
ーバーエッチングされるなどの問題があったが、本発明
ではこれらの問題を解決できる。このような本発明によ
る配線形成により多層配線などに有利である。また、こ
の製法により例えばFETのゲート部など微細な部分へ
の配線を形成できるため、ゲートの低抵抗化にも有用で
ある。
【0008】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、絶
縁膜中に配線構造体を埋め込み、かつ配線部や絶縁体の
過剰エッチングもなくすことができる。これにより、回
路の平坦性が向上するので配線の多層化等により、集積
回路の高密度化および小形化が可能になる。また、本発
明を例えばFETのゲート部の微細配線構造に適用する
ことにより、ゲート回路の抵抗を低減でき、FETの性
能を向上することができる。そこで通信用混成IC等の
半導体集積回路、GaAs系デジタル集積回路の製造に
適用して、その高密度化、高性能化を果たすことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例図。
【図2】従来例図でとくに配線形成工程での問題点を示
した図。
【符号の説明】
1…下地基板(半導体等) 2…第1の絶縁膜 3…第2の絶縁膜 4…溝穴 5…第1の電動体膜(メッキ用電極電導体膜) 6…第2の電動体(メッキ成長電導体)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配線を形成する基板上に第1の絶縁膜を被
    覆し、その上に第2の絶縁膜を被覆し、第2の絶縁膜に
    配線パタンに対応する溝穴パタンを形成し、第2の絶縁
    膜をマスクとして第1の絶縁膜にも同一の溝穴パタンを
    形成し、このとき第1と第2の絶縁膜の厚さをそれぞれ
    1、t2とし、溝穴の幅をwとするとき、 w≦2(t1+t2) とし、 次に第1および第2の絶縁膜の上から全溝穴パタンの側
    面および底面にも付着するように第1の電動体膜を全面
    に被覆し、 第1の電導体膜を電極として電解液中での電導体成長
    (メッキ)を行い、溝穴の幅の1/2以上の厚みにメッ
    キ成長による第2の電導体を形成し、 次に、全面にイオンミリングを行い、絶縁膜の上にある
    第2の電導体および第1の電導体膜を除去し、さらに第
    2の絶縁膜を除去し、第1の絶縁膜の溝穴の側壁部およ
    び内部にそれぞれ形成した第1の電導体膜部分および第
    2の電導体部分により配線を構成することを特徴とする
    配線構造体の製法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100492498B1 (ko) * 2001-05-21 2005-05-30 마츠시다 덴코 가부시키가이샤 프린트 배선판의 제조 방법
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