JPS58145147A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に金属配線形
成方法に関する。

近年、′＃−導体伎置装大規模化及び高速化に対する安
来はきわめて著しい。半導体装置の大規模化は、しばし
ば微細パターンの利用による高密変化で達成されるが、
それに伴い金属配線も微細化されるため抵抗が増加、高
速化の障害になっている。

又、高速化のためには金属配線のもつ浮遊容量の積極的
低減も重要である。この目的のため、きのこ形状の配線
が提案されたが、有効な製造方法がない事が間鴎であっ
た。

例えば、第１図は、従来の選択メッキ法を用いてＩ！遺
した半導体装置の断面図である。同図において、半導体
基板１０１の上にレジスト１０２が形成され、必賛なと
ころに部分的に開孔し、次にメッキを行い金属メッキパ
ターン１０３を形成スる。ところで、この方法では、容
量結合なく抵抗を下げるためのきのこ形状のかさの」二
部分を形成する重要な工程が、マスクなしの過剰メッキ
現象によっているため、きわめて制御性が悪く、所望の
配線を得ることが困難である。

また、第２図は感度の高いポジ型しジス）２０３を感度
の低いポジ型レジスト２０２上に堆積した形状の抜き部
分を形成し、ここにリフトオフ法で金禰パターンを形成
する（図示していない）方法を示す断面図であるが、こ
の方法も寸法制御上重装な第１層のレジスト２０２の露
光を、上の第２１−レジスト２０３全通して行うため回
折等による障害が生じ、精度よく形成しにくいという問
題があった。又、このｙ５法では、リフトオフ特有の下
地膜への付着力の弱さも間諌であった。

本発明の目的は、低抵抗でかつ半導体基板等との容量結
合の小さい特にきのこ形状の配＠を制用ｌ性よく形成す
ることのできる半導体装置の製造方法全提供することに
ある。

本発明は５手２＃、体基板十にきのこ形状の金楓配＠を
形成する工程を備えた半導体装置の製造方法において、
白ｆＪ８己きのこ形状の金嫡配線のうち土部は等号１生
エツチングにより形成したパターンから、下部は異）５
件エツチングにより形成したパターンから製造すること
を特徴とする半導体装置の製造７ｊ法ＶＣある。

以Ｆ１　本発明を回向全参照しながら詳細に説明する。

第３図乃至第８図は本発明の一′＃：施例の製造方法を
順次説明する半導体装置の断面図である。

まず、＠３図において、ＭＯＳデバイス製造工程でコン
タクトホールのエツチングまでは従来の方法により製作
し、続いて全面にメッキのための電４性膜例えば膜厚が
それぞれ３００Ａ程度のＭｏと金とからなるメッキ下地
膜３０１を順次、蒸層又はスパッタ法により堆積する。

続いて、第４図に示すごとく、厚さ約０．５μｍ乃至５
μｍの有機下地膜４０１例えばポリイミドを塗布し、不
メ占性ガス雰囲気でプリベークする。絖いて、金属酸化
＋１１１Ｊえば５ｉ０２ｅ膜厚約０．０３μｍ　　乃至
０３μｒｎｆ＃着法等に工り堆積し中間マスク用酸化膜
４０２を形成する。そして、その上層にレジスト４０３
を迩布する。このレジスト４０３を電子線。

Ｘ＠、紫外線等のエネルギー線を用いて選択感応させて
パターン比し、これをマスクに中間マスク用酸化膜４０
２を選択エツチングし、中間マスクパターン５０１全得
る。下地面の段差が下の有機下池膜４０１により平坦化
されているため、レジスト４０３を薄くでき、パターン
精度が制くでき、また中間マスク酸化膜４０２が薄いた
め、エツチングじやすく、第５図に示すように中間マス
ク７＜ターン５０１の加工精度はきわめて尚い。

続いて、この中間マスクパターン５０１を用いて、バレ
ル型プラズマ灰化装置により下地膜４０１を第６図に示
したごとく所望の深さまでエツチングする。バレル型装
鵬′全用いる場合、エツチングはほぼ完全に等方向に進
むので、中間マスクがリフトアップされない条件即ち有
機下地膜４０１の上部の横幅の長さが０５μｍ以上のこ
る条件を考慮し、その有機下地膜の厚さを決定すること
が望ましい。

ついで、エンチングを酸素を用いたミリングや。

反応性スパッタ法等の異方性エツチングにかえ、有機下
地膜４０１を、第７図に示したごとく、メッキ下地膜３
０１があられれるまでエツチングする。ここでは、異方
性エツチングを用いているため、メッキ下地の露出して
いる部分のパターンは正確に中間マスクパターンの形状
どうりとなる。

ついで、基板をメッキ等の金属メッキ液に浸漬し、メッ
キを行うと、畿メッキは市゛機下地膜ノくタ　５− 一ンどうりにメッキされるので、所望厚さにメッキ後、
有機下地膜を浴解除去し、さらにメッキ下地層で不用に
なった部分を、メッキパターンをマスクにエツチングす
ると、第８図に示すごとく、金（＠配線として必要充分
なコンタクト面積で電気的接触ケとり、かつ上部で拡が
ることにより、浮遊容量を増加させることなく、抵抗を
さげた理想的な配＠８０１が制御性よく形成できる。

以上の本発明の実施例の製造方法全換百すると、千４体
基板に半導体回路素子機能を形成する工程と、ＣＶＩ）
法等によυ層間絶縁膜を形成する工程と、ＡｉＪ記層間
絶鰍膜に写真蝕刻技術によｐスルホールを形成する工程
と、スルホールを設けた前記層間杷鎌膜上に、付着性の
商い金属例えばチタン（’１’　ｉ　）又はクロム（Ｃ
ｒ）等ヲ膜厚約５０Ａ乃至１００Ａ堆槓する工程と、自
ＩＩ紀膜−ヒにメッキ下地金属例えば金（Ａｕ）　又は
白金（ｉ’ｔ）等を膜厚約１０ＯＡ乃至５００Ａ堆積す
る工程とｈ　ＳｊＪ記膜上に有機膜を約０５μｍ乃至５
μｍ堆積する工程とｔ　ｎ’ｌ紀＊’磯換上に膜厚約０
．０５μｍ乃至０．２μｍの酸素プラズマに耐するエツ
チング速度の遅い材料例えばシリコン等の酸化物を堆積
する工程と、前記酸化物全写真蝕刻技術により所望の配
線パターンと相補の形状にエツチングする工程と、該酸
化物パターンをマスクにバレル型酸素プラズマエツチン
グにより、ＡｉＪ記有機膜をＰｉｉＪ記マスクパターン
がとれない程度で、かつ残膜の厚さが約０．１μｍ以」
二あるように等方的にエツチング（等方性エツチング）
する工程と、残りの有機膜をイオンミリングや反応性ス
パッタエツチング等の異方的エツチング（異方性エツチ
ング）により、酸化物マスクでエツチングし、前記メッ
キ下地膜を露出する工程と、メッキ下地膜全隈極として
メッキ金属例えばＡｕ＋ｅｔ等の金属を４ｆ機膜のエツ
チング部分をきのこ形状に埋めるようにメッキする工程
と、酸化物マスク、有機膜及びメッキパターン間の不用
になったメッキ下地金属及びその下の付着強化のための
金属ｍ’を蝕刻除去する工程とを有することを特徴とし
ている。

本発明の製造方法の利点を列挙すれば、次のよ７− 状が好捷しく、特定の形を限定したものではない。

うになる。すなわち、 第１の利点としては、有機膜のエツチングできのこ形状
のかさの部分（上部）を作る際に、精度の商い等方性エ
ツチング法であるプラズマエツチングを用いているため
、所望の精度が得られやすいことである。

第二の利点としては、有機膜のエツチングできのこ形状
の柄の部分（下部）を作る際に、精度の置い異方性エツ
チング法であるイオンミリング又は反応性スパッタリン
グケ用いているため、所望の配線精度が得られることで
ある。

第三の利点としては、メッキ法を用いているため有機膜
に精度よく形成されたきのこ形状の空間部を忠実に埋め
るように配線全形成できることである。

第四の利点としては、厚い有機膜により平坦化した上で
パターン露光を行うため、高い露光精度が得られること
で゛ある。

尚本発明でいうきのこ形状においては、要するに上部の
径が下部の径よりも大きくなっている形８−

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の低抵抗配線形成方法の一例として膜厚制
−件のよくない過剰メッキによる方法を説明するための
断面図、第２図は従来の別な一１＋ｌＪである二１−レ
ジスト金用いたレジスしくターン制御１生のよくない方
法を説明するための断面図、第３図乃至第８図は本発明
の一実施例の低抵抗配線の形成方法を工程順に説明する
ための断面図である。 面図において、１０１・・・・・・半導体基板、１０２
・・・・・・レジスト、１０３・・・・・・金属メツキ
ノくターン、２０２・・・・・・低感度レジスｌ−，２
０３・・・・・・高感度レジス）、３０１・・・・・・
メッキ下地Ｉｌｌ、４０１・・・・・・有機−ト地１換
、４０２・・・・・・中間マスク用酸化膜、４０３・・
・・・・レジスト、５０１・・・・・・中間マスクツく
ターン、８０１・・・・・・配線。 ９　− 第　／　図 第２１ 第３図 第４図 ＄Ｓ　図 第６　図 第　７図 第θ圀

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板上にきのこ形状の金属配線を形成する工程を
   備えた半導体装置の製造方法において、前記きのこ形状
   の金属配線のうち上部は等方性エツチングにより形成し
   たパターンから、下部は異方性エツチングにより形成し
   たパターンから製造することを特徴とする半導体装置の
   製造方法。