JPH1022384A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH1022384A JPH1022384A JP17446396A JP17446396A JPH1022384A JP H1022384 A JPH1022384 A JP H1022384A JP 17446396 A JP17446396 A JP 17446396A JP 17446396 A JP17446396 A JP 17446396A JP H1022384 A JPH1022384 A JP H1022384A
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- polyimide
- wiring
- polyimide layer
- semiconductor device
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- Pending
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- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ポリイミドを層間絶縁膜とした多層配線を有す
る半導体装置において、ポリイミド層上の配線の剥がれ
を防止し、高信頼性の半導体装置とする。 【解決手段】層間絶縁膜のポリイミド層５がエッチング
されて生じる二層目Ａｌ配線６の端部下の隙間を第二ポ
リイミド層８で充填するとともに、二層目Ａｌ配線６の
上にもかかるようにして、二層目Ａｌ配線６の剥がれや
浮き上がりを防止する。
る半導体装置において、ポリイミド層上の配線の剥がれ
を防止し、高信頼性の半導体装置とする。 【解決手段】層間絶縁膜のポリイミド層５がエッチング
されて生じる二層目Ａｌ配線６の端部下の隙間を第二ポ
リイミド層８で充填するとともに、二層目Ａｌ配線６の
上にもかかるようにして、二層目Ａｌ配線６の剥がれや
浮き上がりを防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特にポリイミドを層間絶縁膜に用いた多層配
線構造を有する半導体装置の製造方法に関する。
法に関し、特にポリイミドを層間絶縁膜に用いた多層配
線構造を有する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からの燐シリケートガラス（ＰＳ
Ｇ）等の無機膜を用いた多層配線構造に加えて、最近で
はポリイミドを層間絶縁膜とした多層配線構造が用いら
れるようになってきた。無機膜を堆積して用いた多層配
線構造と比較して、ポリイミドを用いた場合の多層配線
構造には、次のような利点がある。
Ｇ）等の無機膜を用いた多層配線構造に加えて、最近で
はポリイミドを層間絶縁膜とした多層配線構造が用いら
れるようになってきた。無機膜を堆積して用いた多層配
線構造と比較して、ポリイミドを用いた場合の多層配線
構造には、次のような利点がある。
【０００３】塗布膜のため、ポリイミド層の下での凹
凸を緩和すると同時に、ポリイミド層上に新たな層を積
層することを容易にする。 フォトレジストの現像液でエッチングができるため、
パターン形成後特にエッチング工程を設ける必要がな
い。しかし、ポリイミドを層間絶縁膜に用いた場合は、
ポリイミドもフォトレジスト同様の有機膜であるため、
二層目以降の金属配線のエッチングでのレジスト除去時
に、酸素プラズマでのアッシングが使用できず、有機系
の剥離液でレジスト除去をしなければならないという欠
点もある。
凸を緩和すると同時に、ポリイミド層上に新たな層を積
層することを容易にする。 フォトレジストの現像液でエッチングができるため、
パターン形成後特にエッチング工程を設ける必要がな
い。しかし、ポリイミドを層間絶縁膜に用いた場合は、
ポリイミドもフォトレジスト同様の有機膜であるため、
二層目以降の金属配線のエッチングでのレジスト除去時
に、酸素プラズマでのアッシングが使用できず、有機系
の剥離液でレジスト除去をしなければならないという欠
点もある。
【０００４】図３（ａ）ないし（ｄ）は、ポリイミドを
層間絶縁膜とした多層配線構造を有する半導体装置の製
造方法を示す工程順の断面図である。なお、本発明は半
導体基板上の多層配線構造に関するものなので、半導体
基板内の半導体素子構造は省略した。半導体素子構造の
形成を終えたシリコン基板１１の表面上には、ゲート電
極層および配線用の多結晶シリコン層１２とその上を覆
う層間絶縁膜のＰＳＧ１３のパターンが見られる［図３
（ａ）］。
層間絶縁膜とした多層配線構造を有する半導体装置の製
造方法を示す工程順の断面図である。なお、本発明は半
導体基板上の多層配線構造に関するものなので、半導体
基板内の半導体素子構造は省略した。半導体素子構造の
形成を終えたシリコン基板１１の表面上には、ゲート電
極層および配線用の多結晶シリコン層１２とその上を覆
う層間絶縁膜のＰＳＧ１３のパターンが見られる［図３
（ａ）］。
【０００５】次に、Ａｌ合金をスパッタした後、パター
ニング、エッチング、レジスト除去を行い、一層目Ａｌ
配線１４および各電極を形成する［同図（ｂ）］。続い
て、液状ポリイミドを塗布、パターニングしたのち加熱
硬化させ、層間絶縁膜となるポリイミド層１５を形成す
る［同図（ｃ）］。ポリイミドを形成した後に、Ａｌ合
金をスパッタし、パターニング、エッチング、レジスト
除去を行い、二層目Ａｌ配線１６を形成する［同図
（ｄ）］。
ニング、エッチング、レジスト除去を行い、一層目Ａｌ
配線１４および各電極を形成する［同図（ｂ）］。続い
て、液状ポリイミドを塗布、パターニングしたのち加熱
硬化させ、層間絶縁膜となるポリイミド層１５を形成す
る［同図（ｃ）］。ポリイミドを形成した後に、Ａｌ合
金をスパッタし、パターニング、エッチング、レジスト
除去を行い、二層目Ａｌ配線１６を形成する［同図
（ｄ）］。
【０００６】ここで、図３（ｂ）では、エッチング後の
フォトレジスト除去は、酸素プラズマのアッシングによ
り行うが、図３（ｄ）でのエッチング後のフォトレジス
ト除去は、有機系剥離液を用いて行う。これは、ポリイ
ミドがフォトレジストと同じく有機膜であり、酸素プラ
ズマではフォトレジストに対しての十分な選択比が得ら
れないためである。
フォトレジスト除去は、酸素プラズマのアッシングによ
り行うが、図３（ｄ）でのエッチング後のフォトレジス
ト除去は、有機系剥離液を用いて行う。これは、ポリイ
ミドがフォトレジストと同じく有機膜であり、酸素プラ
ズマではフォトレジストに対しての十分な選択比が得ら
れないためである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上で説明したように、
ポリイミド層５形成後の二層目Ａｌ配線１６および電極
のパターン形成時におけるフォトレジスト除去には、酸
素プラズマのアッシングが使用できず、有機系剥離液を
用いている。しかし、有機系剥離液を使用した場合で
も、ポリイミド層１５は若干の膜減りを生じる。そし
て、二層目Ａｌ配線１６とポリイミド層１５との界面に
も剥離液がしみ込み、二層目Ａｌ配線１６の端部下に
０．５μｍ程度の隙間ができて、二層目Ａｌ配線１６の
庇部１７を生じる。（図３（ｄ）の○で囲んだ部分）そ
のため、隙間の先端に応力集中を生じて構造的に弱くな
り、この部分から二層目Ａｌ配線１６の剥がれや浮き上
がり等を生じて、長期使用時での信頼性低下を招く原因
となる。
ポリイミド層５形成後の二層目Ａｌ配線１６および電極
のパターン形成時におけるフォトレジスト除去には、酸
素プラズマのアッシングが使用できず、有機系剥離液を
用いている。しかし、有機系剥離液を使用した場合で
も、ポリイミド層１５は若干の膜減りを生じる。そし
て、二層目Ａｌ配線１６とポリイミド層１５との界面に
も剥離液がしみ込み、二層目Ａｌ配線１６の端部下に
０．５μｍ程度の隙間ができて、二層目Ａｌ配線１６の
庇部１７を生じる。（図３（ｄ）の○で囲んだ部分）そ
のため、隙間の先端に応力集中を生じて構造的に弱くな
り、この部分から二層目Ａｌ配線１６の剥がれや浮き上
がり等を生じて、長期使用時での信頼性低下を招く原因
となる。
【０００８】上記の問題に鑑みて本発明の目的は、層間
絶縁膜としてポリイミド層を用いた半導体装置におい
て、金属配線の剥がれを生じ難い高信頼性の半導体装置
およびその製造方法を提供することにある。
絶縁膜としてポリイミド層を用いた半導体装置におい
て、金属配線の剥がれを生じ難い高信頼性の半導体装置
およびその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題解決のため本発
明は、ポリイミドを層間絶縁膜として用いた複数層の金
属配線を有する半導体装置において、上層の金属配線の
端部下の空間が、第二ポリイミド層で充填されているも
のとする。そのようにすれば、上層金属配線とポリイミ
ド層との接着力が増し、また隙間の先端での応力集中が
無いので、上層金属配線が剥がれ難くなる。
明は、ポリイミドを層間絶縁膜として用いた複数層の金
属配線を有する半導体装置において、上層の金属配線の
端部下の空間が、第二ポリイミド層で充填されているも
のとする。そのようにすれば、上層金属配線とポリイミ
ド層との接着力が増し、また隙間の先端での応力集中が
無いので、上層金属配線が剥がれ難くなる。
【００１０】特に、第二ポリイミド層が、上層金属配線
の端部を覆っていることがよい。そのようにすれば、上
層金属配線を上から押さえる作用が働くので、上層金属
配線は、ますます剥がれ難くなる。上層の金属配線の端
部下の空間が第二ポリイミド層で充填され、また第二ポ
リイミド層が上層金属配線の端部を覆っている半導体装
置の製造方法としては、下層金属配線の形成後、液状ポ
リイミドを塗布、パターニング、加熱硬化してポリイミ
ド層を形成し、更に上層金属配線の形成後に、液状ポリ
イミドを塗布、パターニング、加熱硬化してポリイミド
層を形成する。
の端部を覆っていることがよい。そのようにすれば、上
層金属配線を上から押さえる作用が働くので、上層金属
配線は、ますます剥がれ難くなる。上層の金属配線の端
部下の空間が第二ポリイミド層で充填され、また第二ポ
リイミド層が上層金属配線の端部を覆っている半導体装
置の製造方法としては、下層金属配線の形成後、液状ポ
リイミドを塗布、パターニング、加熱硬化してポリイミ
ド層を形成し、更に上層金属配線の形成後に、液状ポリ
イミドを塗布、パターニング、加熱硬化してポリイミド
層を形成する。
【００１１】そのようにすれば、金属配線の端部下の空
間が第二ポリイミド層で充填され、また第二ポリイミド
層が上層金属配線の端部を覆うことになる。しかも上層
金属配線の端部を覆った第二ポリイミドと層間絶縁膜と
して用いられたポリイミド層との間の界面は、最終硬化
時の加熱により実質上消失し、一体となって上層金属配
線を保持する。
間が第二ポリイミド層で充填され、また第二ポリイミド
層が上層金属配線の端部を覆うことになる。しかも上層
金属配線の端部を覆った第二ポリイミドと層間絶縁膜と
して用いられたポリイミド層との間の界面は、最終硬化
時の加熱により実質上消失し、一体となって上層金属配
線を保持する。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例の半導体
装置の断面図である。ただし、半導体基板内部の半導体
素子構造は省略されている。この半導体装置では、シリ
コン基板１上に第一ポリイミド層５を層間絶縁膜とする
第一導電型ソース領域層目Ａｌ配線４、二層目Ａｌ配線
６を有するが、二層目Ａｌ配線６の庇部７の下の隙間を
埋め、かつ二層目Ａｌ配線６の上にかかる第二ポリイミ
ド層８が設けられている。図には第一ポリイミド層５と
二層目ポリイミド層８との間の界面を示してあるが、こ
の界面は第二ポリイミド層８のパターン形成後の加熱硬
化時に実質上は消失している。
装置の断面図である。ただし、半導体基板内部の半導体
素子構造は省略されている。この半導体装置では、シリ
コン基板１上に第一ポリイミド層５を層間絶縁膜とする
第一導電型ソース領域層目Ａｌ配線４、二層目Ａｌ配線
６を有するが、二層目Ａｌ配線６の庇部７の下の隙間を
埋め、かつ二層目Ａｌ配線６の上にかかる第二ポリイミ
ド層８が設けられている。図には第一ポリイミド層５と
二層目ポリイミド層８との間の界面を示してあるが、こ
の界面は第二ポリイミド層８のパターン形成後の加熱硬
化時に実質上は消失している。
【００１３】このように、第二ポリイミド層８を積層す
ることにより、二層目Ａｌ配線６の庇部７の下の隙間を
埋めると同時に、二層目Ａｌ配線６を押さえる作用をも
つため、二層目Ａｌ配線６は剥がれることが無くなる。
従来、層間絶縁膜として厚さ５μｍの第一ポリイミド層
５を用いたとき、線幅１０μｍ、厚さ３μｍの二層目Ａ
ｌ配線６の部分では、約１５％の剥がれを生じていた
が、本実施例の半導体装置では、剥がれは全く見られ
ず、他の部分でも二層目Ａｌ配線６の接着強度が向上し
た。
ることにより、二層目Ａｌ配線６の庇部７の下の隙間を
埋めると同時に、二層目Ａｌ配線６を押さえる作用をも
つため、二層目Ａｌ配線６は剥がれることが無くなる。
従来、層間絶縁膜として厚さ５μｍの第一ポリイミド層
５を用いたとき、線幅１０μｍ、厚さ３μｍの二層目Ａ
ｌ配線６の部分では、約１５％の剥がれを生じていた
が、本実施例の半導体装置では、剥がれは全く見られ
ず、他の部分でも二層目Ａｌ配線６の接着強度が向上し
た。
【００１４】図２（ａ）ないし（ｅ）は、図１の実施例
の半導体装置の製造方法を示す工程順の断面図である。
二層目のＡｌ配線の形成までは、従来方法と全く同様で
ある。すなわち、半導体素子構造の形成を終えたシリコ
ン基板１の表面上には、ゲート電極層および配線用の多
結晶シリコン層２とその上を覆う層間絶縁膜のＰＳＧ３
のパターンが見られる［図２（ａ）］。
の半導体装置の製造方法を示す工程順の断面図である。
二層目のＡｌ配線の形成までは、従来方法と全く同様で
ある。すなわち、半導体素子構造の形成を終えたシリコ
ン基板１の表面上には、ゲート電極層および配線用の多
結晶シリコン層２とその上を覆う層間絶縁膜のＰＳＧ３
のパターンが見られる［図２（ａ）］。
【００１５】次に、Ａｌ合金をスパッタした後、パター
ニング、エッチングをし、酸素プラズマのアッシングに
よりレジスト除去を行って、一層目のＡｌ配線４および
各電極を形成する［同図（ｂ）］。続いて、液状ポリイ
ミドを塗布、パターニングしたの加熱硬化させ、層間絶
縁膜となる第一ポリイミド層５を形成する［同図
（ｃ）］。加熱条件は、ポリイミドの種類により多少異
なるが、Ｔg （ガラス転移温度）＋２０℃で４時間おこ
なった。
ニング、エッチングをし、酸素プラズマのアッシングに
よりレジスト除去を行って、一層目のＡｌ配線４および
各電極を形成する［同図（ｂ）］。続いて、液状ポリイ
ミドを塗布、パターニングしたの加熱硬化させ、層間絶
縁膜となる第一ポリイミド層５を形成する［同図
（ｃ）］。加熱条件は、ポリイミドの種類により多少異
なるが、Ｔg （ガラス転移温度）＋２０℃で４時間おこ
なった。
【００１６】第一ポリイミド層５を形成した後に、Ａｌ
合金をスパッタし、パターニング、エッチングをし、有
機系剥離液を用いてレジスト除去を行って二層目Ａｌ配
線６を形成する［同図（ｄ）］。ここで、エッチング後
のフォトレジスト除去を、有機系剥離液を用いて行った
のは、ポリイミドがフォトレジストと同じく有機膜であ
り、酸素プラズマではフォトレジストに対しての十分な
選択比が得られないためである。
合金をスパッタし、パターニング、エッチングをし、有
機系剥離液を用いてレジスト除去を行って二層目Ａｌ配
線６を形成する［同図（ｄ）］。ここで、エッチング後
のフォトレジスト除去を、有機系剥離液を用いて行った
のは、ポリイミドがフォトレジストと同じく有機膜であ
り、酸素プラズマではフォトレジストに対しての十分な
選択比が得られないためである。
【００１７】その後、第二ポリイミド層８を液状ポリイ
ミドの塗布、パターニング、加熱硬化により形成完了す
る［同図（ｅ）］。二層目Ａｌ配線６のパターン形成時
のレジスト除去の際生じた二層目Ａｌ配線６の庇部７の
下の隙間は、第二ポリイミド層８の塗布時に埋まる。し
かも、第一ポリイミド層５と第二ポリイミド層８との間
の界面は実質上は消失して、一体となっている。
ミドの塗布、パターニング、加熱硬化により形成完了す
る［同図（ｅ）］。二層目Ａｌ配線６のパターン形成時
のレジスト除去の際生じた二層目Ａｌ配線６の庇部７の
下の隙間は、第二ポリイミド層８の塗布時に埋まる。し
かも、第一ポリイミド層５と第二ポリイミド層８との間
の界面は実質上は消失して、一体となっている。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、第二ポリ
イミド層を形成することにより、上層金属配線の端部下
の隙間を埋め、また、上層金属配線の端部を上から押さ
えて、上層金属配線の剥がれを抑制して信頼性の高い半
導体装置とすることができる。実際に、実施例の項で述
べたように、線幅の細い金属配線で従来多発していた剥
がれが、殆ど見られなくなった。
イミド層を形成することにより、上層金属配線の端部下
の隙間を埋め、また、上層金属配線の端部を上から押さ
えて、上層金属配線の剥がれを抑制して信頼性の高い半
導体装置とすることができる。実際に、実施例の項で述
べたように、線幅の細い金属配線で従来多発していた剥
がれが、殆ど見られなくなった。
【図１】本発明実施例の半導体装置の部分断面図
【図２】（ａ）ないし（ｅ）は本発明実施例の半導体装
置の製造方法を示す工程順の断面図
置の製造方法を示す工程順の断面図
【図３】（ａ）ないし（ｄ）は従来の半導体装置の製造
方法を示す工程順の断面図
方法を示す工程順の断面図
１、１１ シリコン基板 ２、１２ 多結晶シリコン層 ３、１３ ＰＳＧ ４、１４ 一層目Ａｌ配線 ５、１５ ポリイミド層または第一ポリイミド層 ６、１６ 二層目Ａｌ配線 ７、１７ 庇部 ８ 第二ポリイミド層
Claims (3)
- 【請求項１】ポリイミド層を層間絶縁膜として用いた複
数層の金属配線を有する半導体装置において、上層の金
属配線の端部下の空間が、第二ポリイミド層で充填され
ていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】第二ポリイミド層が、上層の金属配線の端
部を覆っていることを特徴とする請求項１記載の半導体
装置。 - 【請求項３】ポリイミドを層間絶縁膜として用いた複数
層の金属配線を有する半導体装置の製造方法において、
下層金属配線の形成後、液状ポリイミドを塗布、パター
ニング、加熱硬化してポリイミド層を形成し、上層金属
配線の形成後に、液状ポリイミドを塗布、パターニン
グ、加熱硬化して、上層の金属配線の端部下の空間を充
填しかつ上層金属配線の端部を覆う第二ポリイミド層を
形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17446396A JPH1022384A (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17446396A JPH1022384A (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1022384A true JPH1022384A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=15978933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17446396A Pending JPH1022384A (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1022384A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001189475A (ja) * | 1999-12-30 | 2001-07-10 | Honda Motor Co Ltd | ソーラーセルの製造方法 |
| JP2013145805A (ja) * | 2012-01-13 | 2013-07-25 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 半導体装置の製造方法 |
-
1996
- 1996-07-04 JP JP17446396A patent/JPH1022384A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001189475A (ja) * | 1999-12-30 | 2001-07-10 | Honda Motor Co Ltd | ソーラーセルの製造方法 |
| JP2013145805A (ja) * | 2012-01-13 | 2013-07-25 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 半導体装置の製造方法 |
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