JPH118249A - 配線の製法 - Google Patents

配線の製法

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JPH118249A
JPH118249A JP9159557A JP15955797A JPH118249A JP H118249 A JPH118249 A JP H118249A JP 9159557 A JP9159557 A JP 9159557A JP 15955797 A JP15955797 A JP 15955797A JP H118249 A JPH118249 A JP H118249A
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JP
Japan
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forming
conductive film
film
photoresist film
photoresist
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Pending
Application number
JP9159557A
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English (en)
Inventor
Makoto Hirano
真 平野
Shinji Aoyama
眞二 青山
Suehiro Sugitani
末広 杉谷
Hideki Tsunetsugu
秀起 恒次
Yuuki Imai
祐記 今井
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPH118249A publication Critical patent/JPH118249A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/11Manufacturing methods
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
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    • HELECTRICITY
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    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体集積回路の電極メタルが薄くなったりク
ラックを起こしたり、エラーやショートを引き起こさな
い配線の製法を提供することを目的とする。 【解決手段】基板1上に絶縁膜2を形成する工程と、絶
縁膜2上にフォトレジスト膜5を形成する工程と、複数
回露光、現像を行うことによりフォトレジスト膜5が除
去された部分の断面形状が表面に向かってテーパー状に
なるようにフォトレジスト膜5を加工する工程と、フォ
トレジスト膜5をマスクとして、RIEにより絶縁膜2
を基板1が露出するまでエッチングするこにより絶縁膜
2がエッチングされた部分における絶縁膜2の断面形状
が表面に向かって広がるようなテーパー状になるように
開口部を形成する工程と、フォトレジスト膜5を除去す
る工程と、前記開口部を覆い、かつ基板1に接するよう
にパタン加工されたバンプ用導電膜7を形成する工程と
を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、GaAsやSiを
用いた通信用ICやMMIC等の半導体集積回路の配線
の製法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】GaAsやSiを用いた通信用ICやM
MIC等の半導体集積回路においては、回路性能の向
上、集積規模の増加などとともに、回路の実装方法とし
て、従来のワイヤーボンディング法に代わり、バンプ法
ないしマイクロバンプ法が多く用いられるようになって
きている。これは、ワイヤーボンディング法では、線路
としての損失が大きいこと、また空間的な配置にも制約
があるためである。バンプ法は、損失が少なく、空間的
な配置の自由性に優れており、ベアーチップ実装にも用
いられている。
【0003】一方、半導体集積回路でのもうひとつの手
法として、ポリイミドなどの有機系厚膜絶縁層間膜を利
用した多層配線技術が用いられている。同技術は、回路
・配線設計の自由度の向上、配線容量の低減、配線イン
ピーダンスの最適化、グランドの強化など多くの面で、
高速・高周波の回路性能の向上に役だっている。
【0004】図4は従来のバンプ用電極の構造を示した
断面図である。図に示すように、基板1の上に絶縁膜2
を積層し、絶縁膜2に開けたスルーホール部に導電膜3
を被覆し、バンプメタル4を挿入している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の電極配線の製法においては、図4に示すように基板
1へのスルーホール部の断面形状が直立しており、この
ため、導電膜3がスルーホール側壁部に付着しにくく、
側壁部では導電膜3の膜厚が薄くなったり、折れ曲がる
角の部分でクラックが入ったりする傾向があった。この
ように、導電膜3が薄くなったりクラックが入ると、バ
ンプメタル4がその部分で下地に浸み込み、エラーやシ
ョートを引き起こすもととなる問題があった。
【0006】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたもので、導電膜が薄くなったりクラックを起こすこ
とがなく、エラーやショートを引き起こさない配線の製
法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明においては、下層配線が形成された基板上に
絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上にフォトレジス
ト膜を形成する工程と、異なる焦点深度及び露光量の組
み合わせを用い複数回露光を行い現像することにより前
記フォトレジストが除去された部分の断面形状が表面に
向かって拡がるようなテーパー状になるように前記フォ
トレジスト膜を加工する工程と、前記フォトレジスト膜
をマスクとして、RIEにより前記絶縁膜を前記下層配
線が露出するまでエッチングするこにより前記絶縁膜が
エッチングされた部分における前記絶縁膜の断面形状が
表面に向かって広がるようなテーパー状になるように開
口部を形成する工程と、前記フォトレジスト膜を除去す
る工程と、前記開口部を覆い、かつ前記下層配線に接す
るようにパタン加工された導電膜を形成する工程とを用
いる。
【0008】また、前記パタン加工された導電膜を形成
する工程として、前記基板全面にW、WSiもしくはW
SiNからなる第1の導電膜を形成する工程と、前記第
1の導電膜上に、少なくともAu有する第2の導電膜を
形成する工程と、フォトレジスト膜で前記開口部を覆う
ようなパタンを形成する工程と、前記フォトレジスト膜
をマスクとしてイオンミリング法により前記第2の導電
膜をパタン加工する工程と、前記フォトレジスト膜を除
去する工程と、前記パタン加工された第2の導電膜をマ
スクとしてRIEにより前記第1の導電膜をパタン加工
する工程とを用いる。
【0009】また、前記パタン加工された導電膜を形成
する工程として、前記基板全面にW、WSiもしくはW
SiNからなる第3の導電膜を形成する工程と、前記第
3の導電膜上に、少なくともAuを有する第4の導電膜
を形成する工程と、前記開口部を残したパタンにフォト
レジスト膜を形成する工程と、前記開口部に前記第3及
び第4の導電膜を種メタルとして電解メッキ法によりA
uからなる第5の導電膜を形成する工程と、前記フォト
レジスト膜を除去する工程と、前記第5の導電膜をマス
クとしてイオンミリング法により前記第3及び第4の導
電膜をパタン加工する工程とを用いる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る配線の製法
を用いた配線構造の断面図である。図に示すように、下
層配線が形成されている基板1上の絶縁膜2のスルーホ
ール断面をテーパー状とし、該スルーホールに上層配線
のための導電膜3を形成し、バンプメタル4の側壁部で
の付着性を改善し、バンプ特性を改善した構造となって
いる。図2、図3は本発明に係る配線の製法を説明する
断面図である。
【0011】図2(前半)に、まずテーパー付のスルー
ホール形成工程を示す。以下、図に沿って説明する。
【0012】(a)まず、基板1上にポリイミドなどの
絶縁膜2を形成する。
【0013】(b)次に、絶縁膜2上にフォトレジスト
膜5を塗布し、露光によりパタン加工を行う。この際、
焦点深度と露光量とを各々変えた複数回の露光を行うこ
とにより、現像後の最終的なレジスト断面形状がテーパ
ー状となるように露光を行う。
【0014】(c)次に、パタン加工したフォトレジス
ト膜5をマスクとして、ドライエッチング法により、絶
縁膜2をエッチングし、テーパー付のスルーホールを形
成する。この場合のドライエッチングとしては、O2
2に微量のCF4やSF6などを混合したガスによるR
IEが有効であり、フォトレジスト膜5と絶縁膜2のエ
ッチング・レイトにあまり差がないようなエッチング条
件で行うと、フォトレジスト膜5のテーパーが有効に絶
縁膜2に転写される。
【0015】(d)最後に、マスクレジスト膜5の残り
を有機洗浄などで除去する。
【0016】引続き、図2(後半)にテーパー付スルー
ホールの上への電極メタル形成工程を示す。
【0017】(e)まず、テーパー付のスルーホールの
ある絶縁膜2全面の上に導電膜を付着させる。導電膜の
構成としては、まず下層に、フォトレジスト膜除去時に
ポリイミド等の絶縁膜2が一緒に浸食、除去されないよ
うに、第1の導電膜として、W系メタル(WSiやWS
iNなど)6、ないしTi系メタル(TiNなど)をス
パッター法などにより付着させ、その上に第2の導電膜
として、Auなどからなるバンプ用導電膜7を付着させ
る。この際、Auの下層電極への浸み込みなどを防止す
るため、PtなどのバリヤーメタルをAu層とW系メタ
ル6の間に配置するのも効果がある。これらのメタル付
着は電子ビーム法によっても可能ではあるが、基本的に
は、メタルの側壁部への付着性のよいスパッター法をも
ちいる方がよい。
【0018】(f)次に、電極パタンの形状に、マスク
用のフォトレジスト膜8をリソグラフィー技術により形
成する。
【0019】(g)次に、フォトレジスト膜8をマスク
として、イオンミリング法などで、バンプ用導電膜7の
メタルをパタン加工する。この際、下層のW系メタル6
は完全に除去しないで、残しておく。
【0020】(h)次に、フォトレジスト膜8を酸素プ
ラズマ処理や有機洗浄などにより、除去する。
【0021】(i)最後に、絶縁膜2保護用のW系メタ
ル6を、バンプ用電極7をマスクとしてSF6を用いた
RIEなどにより、電極パタン以外の部分について除去
する。
【0022】このような形成工程により、テーパーのつ
いた開口部にバンプ用電極7を有効に形成できる。
【0023】引続き、図3(後半)にテーパー付スルー
ホールの上への電極メタルの別の形成工程を示す。
【0024】(e′)まず、テーパー付のスルーホール
のある絶縁膜2全面の上に第3の導電膜9および第4の
伝導膜9′を付着させる。第3の導電膜9としては、基
板1への密着性を高めるためのメタル(W系やTi系メ
タルなど)を用い、その上に形成する第4の導電膜9′
としては、バンプメタル4へのバリヤーとしてのPtな
どを配置し、最表面にはバンプメタル4をメッキ形成す
るための種メタルとしてAuなどを用いる。
【0025】(f′)次に、開口部を残した部分に、フ
ォトレジスト膜10をフォトリソグラフィーで形成す
る。
【0026】(g′)次に、開口部に電解メッキないし
無電解メッキ法によりAuなどの電極メタルをメッキ成
長させ、第5の導電膜11を形成する。
【0027】(h′)次に、フォトレジスト膜10を有
機洗浄などで除去する。
【0028】(i′)最後に、第5の導電膜11以外の
部分の第3の導電膜9、第4の導電膜9′を、メッキ成
長させた第5の導電膜11をマスクとしてミリングなど
で除去する。(この工程を考慮して、第3の導電膜9、
第4の導電膜9′の厚さはあまり厚くしないことが望ま
しい。) このようにすれば、図2(前半)と図3(後半)の工程
で側壁部への付着性の良いバンプ用の導電膜を形成する
ことができる。
【0029】以上説明したように、本発明では、スルー
ホール断面をテーパー状に形成する方法として、有機絶
縁層間膜にスルーホールを形成する際のフォトレジスト
膜自体に多重露光法を用い、また電極形成時にメッキ法
を用いるなどして有効な電極形成を行い、電極メタルの
側壁部での付着性を改善し、さらに、特性の優れたバン
プ用導電膜を有機絶縁層間膜を用いた多層配線構造上に
形成し、良好な回路実装を実現することができた。これ
により、実装を含めた性能の優れた小形な通信用回路を
提供することができた。
【0030】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る配線の
製法においては、GaAsやSiを用いた通信用ICや
MMIC等の半導体集積回路において、スルーホール断
面をテーパー状に形成することができ、回路性能の向
上、集積規模の増加に適したバンプ実装法を有機絶縁層
間膜を用いた多層配線の上に形成することができる。こ
れにより、実装を含めた性能で優れた回路を実現するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る配線の製法を用いた配線構造の断
面図である。
【図2】本発明に係る配線の製法の形成工程を説明する
断面図である。
【図3】本発明に係る配線の製法の別の形成工程を説明
する断面図である。
【図4】従来のバンプ用電極の構造を示した断面図であ
る。
【符号の説明】
1 基板 2 絶縁膜 3 導電膜 4 バンプメタル 5 フォトレジスト膜 6 W系メタル(第1の導電膜) 7 バンプ用導電膜(第2の導電膜) 8 フォトレジスト膜 9 第3の導電膜 9′第4の導電膜 10 フォトレジスト膜 11 第5の導電膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 恒次 秀起 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 今井 祐記 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体集積回路の配線の製法において、下
    層配線が形成された基板上に、絶縁膜を形成する工程
    と、前記絶縁膜上にフォトレジスト膜を形成する工程
    と、異なる焦点深度及び露光量の組み合わせを用い複数
    回露光を行い現像することにより前記フォトレジスト膜
    が除去された部分の断面形状が表面に向かって拡がるよ
    うなテーパー状になるように前記フォトレジスト膜を加
    工する工程と、前記フォトレジスト膜をマスクとして、
    RIEにより前記絶縁膜を前記下層配線が露出するまで
    エッチングするこにより前記絶縁膜がエッチングされた
    部分における前記絶縁膜の断面形状が表面に向かって広
    がるようなテーパー状になるように開口部を形成する工
    程と、前記フォトレジスト膜を除去する工程と、前記開
    口部を覆い、かつ前記基板に接するようにパタン加工さ
    れた導電膜を形成する工程とを有すること特徴とする配
    線の製法。
  2. 【請求項2】前記パタン加工された導電膜を形成する工
    程が、前記基板全面にW、WSiもしくはWSiNから
    なる第1の導電膜を形成する工程と、前記第1の導電膜
    上に、少なくともAuを有する第2の導電膜を形成する
    工程と、フォトレジスト膜で前記開口部を覆うようなパ
    タンを形成する工程と、前記フォトレジスト膜をマスク
    としてイオンミリング法により前記第2の導電膜をパタ
    ン加工する工程と、前記フォトレジスト膜を除去する工
    程と、前記パタン加工された第2の導電膜をマスクとし
    てRIEにより前記第1の導電膜をパタン加工する工程
    とを有することを特徴とする請求項1に記載の配線の製
    法。
  3. 【請求項3】前記パタン加工された導電膜を形成する工
    程が、前記基板全面にW、WSiもしくはWSiNから
    なる第3の導電膜を形成する工程と、前記第3の導電膜
    上に、少なくともAuを有する第4の導電膜を形成する
    工程と、前記開口部を残したパタンにフォトレジスト膜
    を形成する工程と、前記開口部に前記第3及び第4の導
    電膜を種メタルとして電解メッキ法によりAuからなる
    第5の導電膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜
    を除去する工程と、前記第5の導電膜をマスクとしてイ
    オンミリング法により前記第3及び第4の導電膜をパタ
    ン加工する工程とを有することを特徴とする請求項1に
    記載の配線の製法。
JP9159557A 1997-06-17 1997-06-17 配線の製法 Pending JPH118249A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100361297C (zh) * 2004-03-03 2008-01-09 友达光电股份有限公司 薄膜晶体管基板及制造方法
WO2009057614A1 (ja) * 2007-10-31 2009-05-07 Nec Corporation 電子装置及びその製造方法、並びに実装基板
JP2009543334A (ja) * 2006-06-30 2009-12-03 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド 位置合せおよびフィーチャの成形に対してフレキシビリティが向上したナノインプリント技術
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CN108039323A (zh) * 2017-12-13 2018-05-15 武汉新芯集成电路制造有限公司 浮栅型闪存的制作方法及集成电路

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