JPH0951000A - Formation of wiring layer - Google Patents

Formation of wiring layer

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JPH0951000A
JPH0951000A JP22466495A JP22466495A JPH0951000A JP H0951000 A JPH0951000 A JP H0951000A JP 22466495 A JP22466495 A JP 22466495A JP 22466495 A JP22466495 A JP 22466495A JP H0951000 A JPH0951000 A JP H0951000A
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JP
Japan
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layer
wiring layer
forming
wiring
chromium
Prior art date
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JP22466495A
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Japanese (ja)
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Yoji Iwamoto
要司 岩本
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication of JPH0951000A publication Critical patent/JPH0951000A/en
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method by which a wiring layer which can suppress the occurrence of disconnection and short circuits can be formed through a simple process. SOLUTION: After a composition-modulated layer is formed on a substrate, a resist layer R13 is formed in a prescribed pattern. When the part of the composition-modulated layer which is not covered with the layer R13 is etched with an etchant, a wiring layer 15 is obtained. When a layer containing copper and chromium in such a state that the coppercontent varies from 100% at the upper surface to 0% at the lower surface and the chromium content varies from 0% at the upper surface to 100% at the lower surface (namely, copper becomes dominant as going toward the upper surface and chromium becomes dominant as going toward the lower surface) is used as the composition- modulated layer and such an etchant that the etch rate to copper is higher than that to chromium is used, the upper surface of the wiring layer 51 can be curved and steps can be smoothed. Therefore, the occurrence of disconnection and short circuits in another wiring layer overpassing the wiring layer 51 can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は配線層の形成方法、
特に、基板上に立体交差構造をもつ配線層を形成する方
法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for forming a wiring layer,
In particular, it relates to a method of forming a wiring layer having a three-dimensional cross structure on a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】MOSFETやTFTなどの能動素子を
行列状に多数配列してなる半導体素子では、ゲート電極
やソース電極などの配線層を縦横に形成する必要があ
る。このような配線層は、通常は、積層構造をもって形
成される。たとえば、基板上の第1の方向に伸びるよう
に多数のゲート電極を配置し、このゲート電極を含む基
板面全面に絶縁層を形成し、この絶縁層の上に第2の方
向に伸びるように多数のソース電極を形成すれば、ゲー
ト電極とソース電極とは絶縁層を挟んだ積層構造をな
し、立体交差構造によって両電極は交わることになる。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device in which a large number of active devices such as MOSFETs and TFTs are arranged in a matrix, it is necessary to form wiring layers such as gate electrodes and source electrodes vertically and horizontally. Such a wiring layer is usually formed in a laminated structure. For example, a large number of gate electrodes are arranged on the substrate so as to extend in the first direction, an insulating layer is formed on the entire surface of the substrate including the gate electrodes, and the insulating layer is extended on the insulating layer in the second direction. When a large number of source electrodes are formed, the gate electrode and the source electrode have a laminated structure with an insulating layer sandwiched therebetween, and the two electrodes intersect each other by a three-dimensional cross structure.

【0003】このような配線層の形成は、エッチング工
程によってなされるのが一般的である。すなわち、ま
ず、所定の導電体層を基板全面に形成し、この上に所定
のパターンをもったレジスト層を形成し、このレジスト
層をマスクに用いたエッチング処理を行い、導電体層の
露出部分を除去すれば、残存した導電体層が目的の配線
層となる。必要に応じて絶縁層を介挿しながら、このよ
うな処理を繰り返し実行すれば、積層構造をもった多数
の配線層を形成することができる。
The formation of such a wiring layer is generally performed by an etching process. That is, first, a predetermined conductor layer is formed on the entire surface of the substrate, a resist layer having a predetermined pattern is formed thereon, and an etching process is performed using this resist layer as a mask to expose the exposed portion of the conductor layer. Is removed, the remaining conductor layer becomes a target wiring layer. By repeating such a process while interposing an insulating layer as necessary, a large number of wiring layers having a laminated structure can be formed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような方法により配線層を形成した場合、立体交差部分
において、部分的な断線や短絡が生じるおそれがある。
絶縁層を挟んで2つの配線層を立体交差させる場合、下
層側の配線層による段差が生じた部分に、上層側の配線
層が跨ぐような構造を採らざるを得ない。このため、段
差を跨ぐ部分において、上層側の配線層が断線を生じた
り、上下両層の配線層が短絡したりする箇所が生じる可
能性が出てくる。これを防ぐために、コーティングガラ
スや平坦材料などを用いて平滑化層を形成し、段差をで
きるだけ解消するような方法も行われているが、このよ
うな平滑化層を形成するためには余分な工程が必要にな
り好ましくない。
However, when the wiring layer is formed by the above-mentioned method, there is a possibility that a partial disconnection or a short circuit may occur at the three-dimensional intersection.
When two wiring layers are three-dimensionally crossed with an insulating layer sandwiched between them, it is unavoidable to adopt a structure in which the wiring layer on the upper layer straddles the stepped portion caused by the wiring layer on the lower layer side. Therefore, there is a possibility that the upper wiring layer may be broken or that the upper and lower wiring layers may be short-circuited in the portion crossing the step. In order to prevent this, a method of forming a smoothing layer using coating glass or a flat material to eliminate the step as much as possible is also used, but it is unnecessary to form such a smoothing layer. This is not preferable because it requires a process.

【0005】そこで本発明は、断線や短絡の発生を抑制
でき、かつ、工程が単純な配線層の形成方法を提供する
ことを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for forming a wiring layer which can suppress the occurrence of disconnection and short circuit and which has a simple process.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1) 本発明の第1の態様は、所定のエッチャントによ
りエッチングを行うことができる第1の材料と、同じエ
ッチャントによりエッチングを行うことができ、かつ、
エッチング速度が第1の材料よりも遅い第2の材料とを
用意し、しかも第1の材料と第2の材料のうちの少なく
とも一方は導電性をもった材料となるようにし、上面へ
ゆくほど第1の材料が支配的になり、下面へゆくほど第
2の材料が支配的になるように、第1の材料と第2の材
料との組成比が厚み方向に変化する組成変調層を、基板
もしくは所定層上に形成し、形成すべき配線層に応じた
パターンをもったレジスト層を、組成変調層の上面に形
成し、レジスト層に覆われていない組成変調層の露出部
分からエッチャントを作用させてエッチングを行い、残
存した組成変調層によって配線層を形成するようにした
ものである。
(1) The first aspect of the present invention is that the same etchant as the first material that can be etched with a predetermined etchant can be used, and
A second material having an etching rate slower than that of the first material is prepared, and at least one of the first material and the second material is a conductive material. A composition modulation layer in which the composition ratio of the first material and the second material changes in the thickness direction so that the first material becomes dominant and the second material becomes more dominant toward the lower surface, A resist layer formed on a substrate or a predetermined layer and having a pattern corresponding to the wiring layer to be formed is formed on the upper surface of the composition modulation layer, and an etchant is exposed from the exposed portion of the composition modulation layer not covered by the resist layer. It is made to act and etch, and the wiring layer is formed by the remaining composition modulation layer.

【0007】(2) 本発明の第2の態様は、上述の第1
の態様に係る配線層の形成方法において、残存した組成
変調層により第1の配線層を形成し、この第1の配線層
を含む基板上に絶縁層を形成し、この絶縁層上に第1の
配線層と立体交差する第2の配線層を更に形成するよう
にしたものである。
(2) The second aspect of the present invention is the above-mentioned first aspect.
In the method for forming a wiring layer according to the above aspect, a first wiring layer is formed by the remaining composition modulation layer, an insulating layer is formed on a substrate including the first wiring layer, and a first wiring layer is formed on the insulating layer. The second wiring layer that intersects with the wiring layer of 3 is further formed.

【0008】(3) 本発明の第3の態様は、上述の第1
または第2の態様に係る配線層の形成方法において、第
1の材料として銅を、第2の材料としてクロムを、それ
ぞれ用いるようにしたものである。
(3) A third aspect of the present invention relates to the above-mentioned first aspect.
Alternatively, in the method for forming a wiring layer according to the second aspect, copper is used as the first material and chromium is used as the second material.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施の形
態に基づいて説明する。はじめに、説明の便宜上、従来
の一般的な配線層の形成方法の一例を説明する。図1
は、立体交差構造をもった複数の配線層が形成された素
子の斜視図であり、手前部分にはその断面が示されてい
る。この図では、絶縁性基板(たとえば、ガラス基板)
10上に、2本の配線層21,22(たとえば、アルミ
ニウムなどの金属層)が形成されており、その上全面に
絶縁層30(たとえば、SiN層)が形成され、更にそ
の上に、別な配線層41(たとえば、アルミニウムなど
の金属層)が形成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described based on illustrated embodiments. First, for convenience of description, an example of a conventional general wiring layer forming method will be described. FIG.
[FIG. 3] is a perspective view of an element in which a plurality of wiring layers having a three-dimensional intersection structure are formed, and a cross section thereof is shown in the front part. In this illustration, an insulating substrate (eg, glass substrate)
Two wiring layers 21 and 22 (for example, a metal layer such as aluminum) are formed on the wiring layer 10, an insulating layer 30 (for example, a SiN layer) is formed on the entire surface thereof, and another wiring layer is formed on the insulating layer 30. A wiring layer 41 (for example, a metal layer such as aluminum) is formed.

【0010】ここで、配線層21,22と配線層41と
は、絶縁層30を挟んで立体交差構造を採っている。下
層側の配線層21,22は、基板10上の第1の方向
(図の奥行き方向)に伸びており、上層側の配線層41
は、基板10上の第2の方向(図の左右方向)に伸びて
いる。MOSFETやTFTを多数配列した半導体素子
では、このような配線層が縦横に多数配置されることに
なる。たとえば、第1の方向に伸びる下層側の配線層2
1,22を各トランジスタについてのゲート電極層とし
て用い、第2の方向に伸びる上層側の配線層41を各ト
ランジスタについてのソース電極層として用いるような
形態は、ごく一般的に利用されている。このような半導
体素子では、配線層だけではなく、半導体チャネル層や
不純物拡散層などの層も同時に形成されるが、ここでは
これらの各層についての説明は省略する。
Here, the wiring layers 21 and 22 and the wiring layer 41 have a three-dimensional intersection structure with the insulating layer 30 interposed therebetween. The wiring layers 21 and 22 on the lower layer side extend in the first direction (depth direction in the drawing) on the substrate 10, and the wiring layer 41 on the upper layer side.
Extend in the second direction (left-right direction in the drawing) on the substrate 10. In a semiconductor element in which a large number of MOSFETs and TFTs are arranged, a large number of such wiring layers are arranged vertically and horizontally. For example, the lower wiring layer 2 extending in the first direction
A mode in which 1 and 22 are used as the gate electrode layer for each transistor and the upper wiring layer 41 extending in the second direction is used as the source electrode layer for each transistor is generally used. In such a semiconductor element, not only the wiring layer but also layers such as a semiconductor channel layer and an impurity diffusion layer are formed at the same time, but description of each of these layers is omitted here.

【0011】ここでは、図1に示すような構造をもった
配線層を形成する一般的な方法を図2〜図7の側断面図
を参照しながら、以下に簡単に述べる。まず、図2に示
すように、基板10上に導電体層20を形成し、その上
にレジスト層R10を形成する。続いて、所定のフォト
マスクを用いて、レジスト層R10を部分的に感光さ
せ、現像を行うことにより、図3に示すように部分的な
レジスト層R11,R12を形成する。そして、このレ
ジスト層R11,R12をマスクとして用い、導電体層
20に対するエッチング処理を行うと、図4に示すよう
に、レジスト層R11,R12で覆われていた部分だけ
が、下層側配線層21,22として形成されることにな
る。
Here, a general method for forming a wiring layer having a structure as shown in FIG. 1 will be briefly described below with reference to side sectional views of FIGS. First, as shown in FIG. 2, the conductor layer 20 is formed on the substrate 10, and the resist layer R10 is formed thereon. Subsequently, the resist layer R10 is partially exposed to light using a predetermined photomask and developed to form partial resist layers R11 and R12 as shown in FIG. Then, when the conductor layer 20 is etched using the resist layers R11 and R12 as masks, as shown in FIG. 4, only the portion covered with the resist layers R11 and R12 is the lower wiring layer 21. , 22 will be formed.

【0012】次に、レジスト層R11,R12を剥離除
去した後、図5に示すように、基板10上の全面に絶縁
層30を堆積形成する。続いて、この絶縁層30の全面
に、図6に示すように、導電体層40を形成する。更
に、この上に、所定のパターンをもったレジスト層を形
成し、エッチングを行えば、図7に示すように、上層側
配線層41が形成されることになる。
Next, after removing the resist layers R11 and R12 by peeling, an insulating layer 30 is deposited and formed on the entire surface of the substrate 10 as shown in FIG. Subsequently, a conductor layer 40 is formed on the entire surface of the insulating layer 30, as shown in FIG. Further, if a resist layer having a predetermined pattern is formed thereon and etching is performed, an upper wiring layer 41 is formed as shown in FIG.

【0013】しかしながら、図7に示すような構造は、
上層側配線層41が下層側配線層21,22の段差部分
を跨ぐような構造であるため、上述の工程における各種
層形成プロセスに部分的な不均一が生じていると、配線
層の断線や短絡が生じるおそれがある。たとえば、図8
に示す例では、矢印Aで示す部分に断線が生じており、
矢印Bで示す部分に短絡が生じている。矢印Aで示す部
分の断線は、導電体層40を堆積形成させる工程におい
て、矢印Aで示す絶縁層30の段差構造部に、十分な堆
積が得られなかったために生じたものである。また、矢
印Bで示す部分の短絡は、絶縁層30を堆積形成させる
工程において、矢印Bで示す配線層22の段差構造部
に、十分な堆積が得られなかったために生じたものであ
る。
However, the structure shown in FIG.
Since the upper wiring layer 41 has a structure that straddles the stepped portions of the lower wiring layers 21 and 22, if a partial non-uniformity occurs in the various layer forming processes in the above-described steps, the wiring layer may be disconnected or broken. A short circuit may occur. For example, FIG.
In the example shown in, there is a break in the portion indicated by arrow A,
A short circuit occurs at the portion indicated by arrow B. The disconnection of the portion indicated by the arrow A is caused by insufficient deposition on the step structure portion of the insulating layer 30 indicated by the arrow A in the step of depositing and forming the conductor layer 40. The short circuit at the portion indicated by the arrow B is caused by insufficient deposition on the step structure portion of the wiring layer 22 indicated by the arrow B in the step of depositing and forming the insulating layer 30.

【0014】このように、上層側配線層41の断線や短
絡は、下層側配線層21,22の急峻な段差構造に基づ
いて生じるものである。そこで、このような急峻な段差
構造を解消するために、余分な平滑化層を形成し、歩留
まりを向上させる方法も、従来から行われてきている。
しかしながら、そのような方法は、余分な工程が加わる
ことになり、本来的には好ましくない。
As described above, the disconnection or short circuit of the upper wiring layer 41 is caused by the steep step structure of the lower wiring layers 21 and 22. Therefore, in order to eliminate such a steep step structure, a method of forming an extra smoothing layer to improve the yield has been conventionally performed.
However, such a method adds an extra step and is not preferable in itself.

【0015】本発明の基本思想は、組成変調層によって
配線層を形成することにより、余分な工程を追加するこ
となしに、急峻な段差構造を解消しようとするものであ
る。以下、その実施形態の一例を、図9〜図12に示す
側断面図を参照しながら説明する。
The basic idea of the present invention is to eliminate a steep step structure without adding extra steps by forming a wiring layer with a composition modulation layer. Hereinafter, an example of the embodiment will be described with reference to the side sectional views shown in FIGS.

【0016】まず、図9に示すように、所定の基板10
(たとえば、ガラス基板)上に組成変調層50を用意す
る。基板10の代わりに、基板上に形成された絶縁層上
(たとえば、シリコン基板上に形成されたSiO層な
ど)に組成変調層50を形成してもよい。この組成変調
層50は、本発明によって最終的に形成すべき配線層と
なる層であり、次のような特徴をもった層である。まず
第1に、第1の材料と第2の材料という2種類の材料か
らなる層であり、上面へゆくほど第1の材料が支配的に
なり、下面へゆくほど第2の材料が支配的になるよう
に、第1の材料と第2の材料との組成比が厚み方向に変
化する層でなければならない。「組成変調層」とは、こ
のように厚み方向に組成比が変化する層を意味してい
る。そして、第2に、第1の材料と第2の材料とは、少
なくともいずれか一方が導電性をもった材料である必要
がある。これは、この組成変調層50が最終的に配線層
として用いられることを考慮すれば当然のことである。
もっとも、実用上は、第1の材料と第2の材料との双方
を導電性材料(たとえば金属)によって形成した方が、
良好な電気伝導性をもった配線層が形成できるので好ま
しい。更に、第3に、第1の材料と第2の材料とは、同
一のエッチャントによりエッチングを行うことができる
材料であり、かつ、この同一のエッチャントによる第2
の材料に対するエッチング速度が、第1の材料に対する
エッチング速度よりも遅いという条件を満たす必要があ
る。
First, as shown in FIG.
A composition modulation layer 50 is prepared (for example, a glass substrate). Instead of the substrate 10, the composition modulation layer 50 may be formed on an insulating layer formed on the substrate (for example, a SiO 2 layer formed on a silicon substrate). The composition modulation layer 50 is a layer to be a wiring layer to be finally formed according to the present invention, and has the following features. First of all, it is a layer composed of two kinds of materials, a first material and a second material. The first material is dominant toward the upper surface, and the second material is dominant toward the lower surface. Therefore, the composition ratio of the first material and the second material must be a layer that changes in the thickness direction. The “composition modulation layer” means a layer whose composition ratio changes in the thickness direction as described above. Secondly, at least one of the first material and the second material needs to be a material having conductivity. This is natural considering that the composition modulation layer 50 is finally used as a wiring layer.
However, in practice, it is better to form both the first material and the second material with a conductive material (for example, metal).
This is preferable because a wiring layer having good electrical conductivity can be formed. Furthermore, thirdly, the first material and the second material are materials that can be etched by the same etchant, and the second material by this same etchant.
The condition that the etching rate for the first material is slower than the etching rate for the first material must be satisfied.

【0017】ここでは、このような3つの特徴をもった
層として、銅とクロムとの組成変調層を用いている。す
なわち、第1の材料として銅を、第2の材料としてクロ
ムを用いており、組成変調層50は、上面へゆくほど銅
が支配的になり、下面へゆくほどクロムが支配的になる
ような層になっている。より具体的には、銅の組成比は
上面では100%であるのに対し下面では0%となって
おり、逆に、クロムの組成比は上面では0%であるのに
対し下面では100%となっている。銅もクロムも導電
性の金属であるから、この組成変調層50全体も導電性
の層を形成する。しかも、銅とクロムとは、同一のエッ
チャント(この例では、過塩素酸と硝酸第2セリウムア
ンモニウムとを主成分とするエッチング液(ザ・インク
テック株式会社製:商品名「MR−ES」))によって
エッチングすることが可能であり、このエッチャントを
用いた場合のクロムのエッチング速度は銅のエッチング
速度よりも遅くなる。
Here, a composition modulation layer of copper and chromium is used as a layer having such three characteristics. That is, copper is used as the first material, and chromium is used as the second material. In the composition modulation layer 50, the copper becomes more dominant toward the upper surface and the chromium is more dominant toward the lower surface. Layered. More specifically, the composition ratio of copper is 100% on the upper surface and 0% on the lower surface, and conversely, the composition ratio of chromium is 0% on the upper surface and 100% on the lower surface. Has become. Since both copper and chromium are conductive metals, the entire composition modulation layer 50 also forms a conductive layer. Moreover, copper and chromium are the same etchant (in this example, an etching liquid containing perchloric acid and ceric ammonium nitrate as main components (manufactured by The Inktech Co., Ltd .: trade name “MR-ES”)). ), The etching rate of chromium with this etchant is lower than that of copper.

【0018】このような組成変調層50の上に、図10
に示すように、レジスト層R13を形成する。このよう
なレジスト層R13を形成するには、組成変調層50の
全面にレジスト層を形成した後、所定のフォトマスクを
用いた露光および現像を行えばよい。なお、レジスト層
R13は、形成すべき配線層に応じたパターンを有して
いる。ここでは、図10の紙面に垂直な方向に伸びるよ
うな細長い矩形状のパターンをもったレジスト層R13
を形成したものとして、以下の説明を続けることにす
る。
On such a composition modulation layer 50, as shown in FIG.
A resist layer R13 is formed as shown in FIG. To form such a resist layer R13, after forming a resist layer on the entire surface of the composition modulation layer 50, exposure and development using a predetermined photomask may be performed. The resist layer R13 has a pattern corresponding to the wiring layer to be formed. Here, a resist layer R13 having an elongated rectangular pattern extending in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.
The following description will be continued assuming that the above is formed.

【0019】次に、レジスト層R13に覆われていない
組成変調層50の露出部分から、上述したエッチング液
(過塩素酸と硝酸第2セリウムアンモニウムとを主成分
とするエッチング液(ザ・インクテック株式会社製:商
品名「MR−ES」))を作用させてエッチングを行
う。すると、組成変調層50のうちのレジスト層R13
で覆われていない部分が、エッチング除去されることに
なる。ところが、前述したように、このエッチング液に
よるエッチング速度は、クロムよりも銅の方が速いた
め、所定のエッチング時間を確保すると、図11の側断
面図に示すような構造が得られることになる。すなわ
ち、組成変調層50の上方へゆくほど銅の組成比が高く
なるため、上方へゆくほどエッチング速度が速くなり、
上方へゆくほど横方向に浸食が進むことになる。その結
果、図11に示すように、上方へゆくほどエッチングを
多く受けた構造が得られる。
Next, from the exposed portion of the composition modulation layer 50 not covered with the resist layer R13, the above-mentioned etching solution (an etching solution containing perchloric acid and ceric ammonium nitrate as main components (The Inktech) is used. Co., Ltd .: Product name "MR-ES")) is applied to perform etching. Then, the resist layer R13 of the composition modulation layer 50 is
The part that is not covered with will be etched away. However, as described above, since the etching rate of this etching solution is higher in copper than in chromium, if the predetermined etching time is secured, the structure shown in the side sectional view of FIG. 11 is obtained. . That is, since the composition ratio of copper becomes higher as it goes upward in the composition modulation layer 50, the etching rate becomes higher as it goes upward.
Erosion progresses laterally as it goes upward. As a result, as shown in FIG. 11, a structure is obtained which is more etched as it goes upward.

【0020】最後に、レジスト層R13を剥離除去し、
残存した組成変調層によって配線層51を形成すれば、
この配線層51は、上面から側面にかけて湾曲した構造
をもった配線層となる。図11に示す例では、断面が半
円状の配線層51が形成されており、このような断面を
もった配線層51が紙面に垂直な方向に伸びた状態で形
成されることになり、いわゆる「カマボコ型」の配線層
が得られることになる。もっとも、この図11に示すよ
うな半円状の配線層51を形成するためには、組成変調
層50の厚み方向の組成比の変化を適当に設定してやる
必要がある。組成比を単純に線形変化させると、断面は
半円状になるよりはむしろ三角形状になる。図11に示
すような湾曲構造を得るためには、なだらかな組成比変
化を設定する必要がある。
Finally, the resist layer R13 is peeled and removed,
If the wiring layer 51 is formed of the remaining composition modulation layer,
The wiring layer 51 is a wiring layer having a curved structure from the upper surface to the side surface. In the example shown in FIG. 11, the wiring layer 51 having a semicircular cross section is formed, and the wiring layer 51 having such a cross section is formed in a state of extending in the direction perpendicular to the paper surface. A so-called "buckwheat type" wiring layer can be obtained. However, in order to form the semicircular wiring layer 51 as shown in FIG. 11, it is necessary to appropriately set the change in the composition ratio of the composition modulation layer 50 in the thickness direction. A simple linear variation of the composition ratio results in a triangular cross section rather than a semi-circular cross section. In order to obtain a curved structure as shown in FIG. 11, it is necessary to set a gentle composition ratio change.

【0021】なお、組成変調層50を形成するには、ク
ロムと銅とを同時にスパッタあるいは蒸着できるような
環境において、層の形成初期においては、クロムの供給
割合を100%、銅の供給割合を0%とし、徐々にクロ
ムの供給割合を減少させるとともに銅の供給割合を増加
させてゆき、層の形成完了時においては、クロムの供給
割合を0%、銅の供給割合を100%とするようにすれ
ばよい。この供給割合の変化カーブを円弧状に設定して
おけば、最終的に、図11に示すように、断面が半円状
の配線層51を形成することができる。
To form the composition-modulating layer 50, in an environment in which chromium and copper can be simultaneously sputtered or vapor-deposited, the chromium supply rate is 100% and the copper supply rate is 100% at the initial stage of formation of the layer. 0%, gradually reduce the chromium supply rate and increase the copper supply rate, so that when the layer formation is completed, the chromium supply rate is 0% and the copper supply rate is 100%. You can do this. By setting the change curve of the supply ratio in an arc shape, finally, as shown in FIG. 11, the wiring layer 51 having a semicircular cross section can be formed.

【0022】こうして形成した配線層51は、下層側の
配線層である。この上に交差する上層側の配線層を形成
するには、図12に示すように、この配線層51を含む
基板10の全面に絶縁層35(たとえば、SiN層)を
堆積形成し、その上に、上層側の配線層45を形成すれ
ばよい。図12に示すように、配線層51の存在により
段差が生じ、絶縁層35および上層側の配線層45は、
この段差を跨ぐように形成されることになるが、段差部
は急峻な構造にはならず、なだらかな湾曲構造となる。
したがって、従来の方法で形成した配線層の構造のよう
に、段差部における断線や短絡が生じにくくなる。
The wiring layer 51 thus formed is a lower wiring layer. To form an upper wiring layer that intersects with this, as shown in FIG. 12, an insulating layer 35 (for example, a SiN layer) is deposited and formed on the entire surface of the substrate 10 including the wiring layer 51, and the wiring layer 51 is formed thereon. Then, the upper wiring layer 45 may be formed. As shown in FIG. 12, a step is generated due to the presence of the wiring layer 51, and the insulating layer 35 and the upper wiring layer 45 are
Although it is formed so as to straddle this step, the step does not have a steep structure but a gently curved structure.
Therefore, unlike the structure of the wiring layer formed by the conventional method, disconnection or short circuit at the step portion is less likely to occur.

【0023】図13は、図1に示した構造と等価な構造
を、本発明に係る方法で形成した状態を示す斜視図であ
る。基板10上に形成された下層側配線層52,53
は、いずれも上述した銅とクロムとの組成変調層50か
ら形成された配線層である。図12に示した配線層51
では、断面が完全な半円形になっていたが、必ずしも半
円形にする必要はない。図13に示す下層側配線層5
2,53では、肩の部分がやや湾曲した構造となってお
り、絶縁層36を介して形成された上層側配線層46
は、この下層側配線層52,53によるなだらかな段差
を緩やかな起伏をもって跨ぐことができる。このよう
に、下層側配線層52,53の肩の部分を湾曲させるだ
けで、上層側配線層46の断線や短絡を十分に防止する
ことが可能である。したがって、従来のような付加的な
平滑化層を形成する工程は不要になる。
FIG. 13 is a perspective view showing a state in which a structure equivalent to the structure shown in FIG. 1 is formed by the method according to the present invention. Lower wiring layers 52, 53 formed on the substrate 10
Are wiring layers formed from the above-described composition modulation layer 50 of copper and chromium. Wiring layer 51 shown in FIG.
Then, although the cross section was a perfect semi-circle, it is not always necessary to make it a semi-circle. Lower wiring layer 5 shown in FIG.
In Nos. 2 and 53, the shoulder portion has a slightly curved structure, and the upper wiring layer 46 formed with the insulating layer 36 interposed therebetween.
It is possible to straddle a gentle step due to the lower wiring layers 52 and 53 with a gentle undulation. In this way, it is possible to sufficiently prevent disconnection or short circuit of the upper wiring layer 46 by only bending the shoulder portions of the lower wiring layers 52 and 53. Therefore, the conventional step of forming an additional smoothing layer is not necessary.

【0024】なお、組成変調層50を構成する2種類の
材料として、銅とクロムとの組み合わせを採ると、導電
性および密着性に関して付加的なメリットが得られる。
すなわち、図12に示す配線層51は、銅とクロムとか
ら構成されており、上部は銅が支配的になり、下部はク
ロムが支配的になっている。銅はクロムに比べて導電性
の面で優れており、クロム単体の配線層よりも配線層5
1は導電性が良好になる。また、クロムは銅に比べて密
着性の面で優れており、銅単体の配線層よりも配線層5
1は密着性が良好になる。すなわち、基板10と配線層
51との界面部分は、ほぼクロム100%の組成となっ
ており、基板10と配線層51との間に良好な密着性が
得られることになる。
When the combination of copper and chromium is adopted as the two types of materials constituting the composition modulation layer 50, additional merits are obtained in terms of conductivity and adhesion.
That is, the wiring layer 51 shown in FIG. 12 is composed of copper and chromium, and the upper part is dominated by copper and the lower part is dominated by chrome. Copper is superior to chrome in terms of conductivity, and the wiring layer 5 is better than the wiring layer of chromium alone.
No. 1 has good conductivity. In addition, chrome is superior to copper in terms of adhesion, and the wiring layer 5 is better than the wiring layer of copper alone.
No. 1 has good adhesion. That is, the interface between the substrate 10 and the wiring layer 51 has a composition of almost 100% chromium, and good adhesion can be obtained between the substrate 10 and the wiring layer 51.

【0025】以上、本発明を図示する実施形態に基づい
て説明したが、本発明はこのような実施形態に限定され
るものではなく、この他にも種々の分野において広く利
用可能である。
Although the present invention has been described above based on the illustrated embodiments, the present invention is not limited to such embodiments and can be widely used in various fields other than this.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上のとおり本発明に係る配線層の形成
方法によれば、配線層に組成変調層を用い、この組成変
調層に含まれている材料のエッチング速度の差を利用し
た加工を行って緩やかな段差構造をもった配線層を形成
するようにしたため、単純な工程で断線や短絡が発生し
にくい配線層を形成することができる。
As described above, according to the method of forming a wiring layer according to the present invention, a composition modulation layer is used for the wiring layer, and processing is performed by utilizing the difference in etching rate of the material contained in the composition modulation layer. Since the wiring layer having the gradual step structure is formed by doing so, it is possible to form the wiring layer in which disconnection or short circuit hardly occurs in a simple process.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】立体交差構造をもった複数の配線層が形成され
た素子の斜視図であり、手前部分にはその断面が示され
ている。
FIG. 1 is a perspective view of an element in which a plurality of wiring layers having a three-dimensional intersection structure are formed, and a cross section thereof is shown in the front part.

【図2】図1に示す配線層を形成するための従来方法の
第1段階を示す側断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view showing a first step of a conventional method for forming the wiring layer shown in FIG.

【図3】図1に示す配線層を形成するための従来方法の
第2段階を示す側断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view showing a second step of the conventional method for forming the wiring layer shown in FIG.

【図4】図1に示す配線層を形成するための従来方法の
第3段階を示す側断面図である。
4 is a side sectional view showing a third step of the conventional method for forming the wiring layer shown in FIG.

【図5】図1に示す配線層を形成するための従来方法の
第4段階を示す側断面図である。
5 is a side sectional view showing a fourth step of the conventional method for forming the wiring layer shown in FIG.

【図6】図1に示す配線層を形成するための従来方法の
第5段階を示す側断面図である。
6 is a side sectional view showing a fifth step of the conventional method for forming the wiring layer shown in FIG. 1. FIG.

【図7】図1に示す配線層を形成するための従来方法の
第6段階を示す側断面図である。
7 is a side sectional view showing a sixth step of the conventional method for forming the wiring layer shown in FIG. 1. FIG.

【図8】図1に示す配線層に生じる断線および短絡を示
す側断面図である。
8 is a side sectional view showing a disconnection and a short circuit that occur in the wiring layer shown in FIG.

【図9】本発明に係る配線層の形成方法の第1段階を示
す側断面図である。
FIG. 9 is a side sectional view showing a first step of a method for forming a wiring layer according to the present invention.

【図10】本発明に係る配線層の形成方法の第2段階を
示す側断面図である。
FIG. 10 is a side sectional view showing a second step of the method for forming a wiring layer according to the present invention.

【図11】本発明に係る配線層の形成方法の第3段階を
示す側断面図である。
FIG. 11 is a side sectional view showing a third step of the method for forming a wiring layer according to the present invention.

【図12】本発明に係る配線層の形成方法の第4段階を
示す側断面図である。
FIG. 12 is a side sectional view showing a fourth step of the method for forming a wiring layer according to the present invention.

【図13】本発明に係る方法によって形成された複数の
配線層をもった素子の斜視図であり、手前部分にはその
断面が示されている。
FIG. 13 is a perspective view of an element having a plurality of wiring layers formed by the method according to the present invention, the cross section of which is shown in the front portion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…基板 20…導電体層 21,22…下層側配線層 30,35,36…絶縁層 40…導電体層 41,45,46…上層側配線層 50…組成変調層 51,52,53…下層側配線層 R10〜R13…レジスト層 10 ... Substrate 20 ... Conductor layers 21, 22 ... Lower layer side wiring layers 30, 35, 36 ... Insulating layer 40 ... Conductor layers 41, 45, 46 ... Upper layer side wiring layer 50 ... Composition modulation layers 51, 52, 53 ... Lower wiring layer R10 to R13 ... Resist layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定のエッチャントによりエッチングを
行うことができる第1の材料と、前記エッチャントによ
りエッチングを行うことができ、かつ、エッチング速度
が前記第1の材料よりも遅い第2の材料とを用意し、し
かも前記第1の材料と前記第2の材料のうちの少なくと
も一方は導電性をもった材料となるようにし、 上面へゆくほど第1の材料が支配的になり、下面へゆく
ほど第2の材料が支配的になるように、第1の材料と第
2の材料との組成比が厚み方向に変化する組成変調層
を、基板もしくは所定層上に形成し、 形成すべき配線層に応じたパターンをもったレジスト層
を、前記組成変調層の上面に形成し、 前記レジスト層に覆われていない組成変調層の露出部分
から前記エッチャントを作用させてエッチングを行い、
残存した組成変調層によって配線層を形成することを特
徴とする配線層の形成方法。
1. A first material that can be etched with a predetermined etchant, and a second material that can be etched with the etchant and that has an etching rate slower than that of the first material. In addition, at least one of the first material and the second material is a conductive material, and the first material becomes more dominant toward the upper surface and the lower surface toward the lower surface. A wiring layer to be formed by forming, on a substrate or a predetermined layer, a composition modulation layer in which the composition ratio of the first material and the second material changes in the thickness direction so that the second material becomes dominant. Forming a resist layer having a pattern according to the above, on the upper surface of the composition modulation layer, and performing etching by acting the etchant from the exposed portion of the composition modulation layer not covered by the resist layer,
A method of forming a wiring layer, which comprises forming the wiring layer with the remaining composition modulation layer.
【請求項2】 請求項1に記載の配線層の形成方法にお
いて、 残存した組成変調層により第1の配線層を形成し、この
第1の配線層を含む基板上に絶縁層を形成し、この絶縁
層上に前記第1の配線層と立体交差する第2の配線層を
更に形成することを特徴とする配線層の形成方法。
2. The method for forming a wiring layer according to claim 1, wherein the remaining composition modulation layer forms a first wiring layer, and an insulating layer is formed on a substrate including the first wiring layer. A method of forming a wiring layer, further comprising: forming a second wiring layer that intersects with the first wiring layer on the insulating layer.
【請求項3】 請求項1または2に記載の配線層の形成
方法において、 第1の材料として銅を、第2の材料としてクロムを、そ
れぞれ用いることを特徴とする配線層の形成方法。
3. The method for forming a wiring layer according to claim 1, wherein copper is used as the first material and chromium is used as the second material, respectively.
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US11406011B2 (en) 2019-01-21 2022-08-02 Murata Manufacturing Co., Ltd. Stretchable wiring board
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