JPS58197846A - 多層配線構造体の製造方法 - 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】 この発明は、半導体集積回路に適用される配線構造体が
２ＮＩＩ以上に及ぶ多層配線構造体の製造方法に関する
。

従来の半導休業Ｓ回路における金属を代＊ａされる導体
配線の製造方法の従来例を第１図（ａ）ない１　＃　ｔ
　ａＩＩｌｔ、ｒｖ　ｔ−ｈ　ｅｔａ＋ふ−ｒれちの蓋
１組ム）秀いし第１図（ｅ）におけるｌは、ダイオード
、トランジスタなどの素子が作り込まれたシリコン半導
体基板であり、このシリコン半導体基板ｌ上に第１図（
１）のように保膜膜として所定の位置に素子と接続する
ための窓を有する二酸化シリコン膜２を形成する５ 上記トランジスタ、ダイオード、抵抗などの素子領域が
作り込まれているシリコン牛導体基板１位たとえば次の
ごときものが広く知られている。

すなわちＮドナー形単結晶シリコン基板とこの上にエピ
タキシャル成長したドナー（Ｎ）形単結晶層とこのエピ
タキシャル成長層中に形成されたトランジスタやダイオ
ードおよび抵抗などの回路成分からなる。

これらの（ロ）路成分は、アクセプタ（Ｐ）形不純物の
拡散によって形成された抵抗やダイオード、Ｎ形エミッ
タ領域、Ｐ形ペース領域、コレクタ領域を有するトラン
ジスタなどである。

さらに、前記の回路成分とエピタキシャル層の上面には
、公知方法である二酸化シリコンあるいは窒化シリコン
などの不活性膜よりなる保護膜が被膜されており、この
二酸化シリコン膜２あるいは窒化シリコン膜に所望の前
記回路素子部と接続するための開口部２１が第１図（ｂ
）に示すように設けられている。

シリコン半導体基板１上に二酸化シリコン脱２を形成し
た半導体基板上に、第１図（ト））Ｋ示すように、導体
金属を蒸着して二酸化シリコンｌ［Ｉ２＋−に全面に金
楓被１Ｋを堆積し、これに通常ホトリング２フイ方法に
より不要部分の金属膜を除去し、所望の配線）４ターン
３を得る。

その彼、前記半導体基板に／リイミド前駆体溶液を塗布
加熱し第１図（ｅ）のように／　リイミド膜４を設はホ
トリンダ２フイにより前記金属被膜による配線パターン
３と接続するための開口部４ａが設けられる（第１図（
ｄ））。

次いで、再び金属被膜を蒸着し、第１図（ｅ）のように
、第２図金属配線５が設けられる。これらの方法は特公
昭５１−３１１８５号公報を代表とする一連の公報に詳
細に述べられている。前記特公昭５１−３１１８５号公
報におけるプリイミド膜を多層配置！ｌＩＫ応用するこ
とは、集積回路基板段差を平坦化するのに優れた方法で
あるが下記に示すような特性を有する。

（１）　プリイミド膜中に可動Ｎａイオンを含む場合が
ある。

（２１プリイミド膜は吸湿性がある。

これらの／　１フイミド膜の特性は金属膜Ｉｗ（大抵ｔ
−１Ａｔ）とＮａイオンとが反応して全綱配線を腐蝕さ
せることが多く、信頼性上極めて重大なる問題を有して
いる。

また、ポリイミド膜の開口部形成が極めて困難であり、
開口部ｔ４ターン寸法が微細になるにつれてますます困
難となり、集積回路の歩留の低下の一因となる重大なる
欠点を有している。

この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、段差が少なくなると同時に可動イオンの移動を
防止するとともに、ＬＳＩ多層配　　□線に利用するこ
とができる多層配置！８ｉｗ８導を提供することを目的
とする。

以下、この発明の多層配置！ｉｌ構造体の製造方法の実
施例について図面に基づき説明するが、実施例の具体的
な説明に先立ち、まず、この発明の概要から述べること
にする。

この発明は、従来使用されているリンを含有した二酸化
シリコン＠（ＰＳＧ）とポリイきドを代表する高耐熱性
樹脂とを複合した中間絶縁膜を用い、この複合中間絶縁
膜は、下層にはリンを含有した二酸化シリコン膜とし、
上層膜として熱硬化性樹脂を設ける、この複合中間絶縁
膜によシ下層膜であるリンを含有した二酸化シリコン膜
は可動イオンの移動を防止し、上層耐熱性樹脂は配線構
造体の段差形状をゆるやかにし、各金属配線間の接続向
上を行なわせ、従来の製造方法の欠点を著るしく改善さ
せるものである。

以上述べたこの発明の概要をよりよく理解するために以
下第２図Ｃ＆）ないし第２図げ）Ｋよりこの発明の実施
例を畦しく説明する。

第２図（ａ）　において、シリコン半導体基板ｌｌ上に
シリコン酸化膜１２を形成し、第１４体層としてＡｔに
２１６８１を含有し友金属を用い、周知のホｌｊソ法に
よって所定の配ｔｉ！パターンを有する第１導体Ｎｌ１
１３を第２図（ｂ）に示すように形成する。

次いで、第２図（ｃ）Ｋ示すように、リンを含有する二
酸化シリコン膜（ＰＳＧ）ｔ−化学的気相成長法（Ｃｖ
Ｄ）によシ堆積層１４を得、さらに第２１葎）Ｋ示すよ
うに所定パターンをホトリソによシ得ることＫよシ、開
口部分１４ａ？形成する。

次に、＃！２図（ｅ）に示すように、ポリイミド前駆体
溶液を塗布し１００〜４００℃の温度で空気中ま九は不
活性ガス中で加熱し、およそ５０００〜ａｏｏｏｏＸの
厚さの熱硬化性樹脂膜としてのポリイミド［１１５を形
成し、ホトリソにより前記開口部分１４ｍを再び開口す
る酊２図（ｆ）。

しかる彼、第２図（ｆ）に示すように、第２導体層１６
としてアル建ニュームを厚さおよそ１００００＾堆積し
、ホトリソにより所定／母ターン１６を形成する。

以上ＷＲ明したようにこの第１の実施例では第２階導体
と＃！３層導体との間の中間？５縁膜をＰＳＧとポリイ
ミドの複合膜としている逢め、ＰＳＧの膜厚をＰＳＧ単
体で剛いるより薄くできることＫより段差の軽減により
ｈｔｏ開口部側壁部段切れが着るしく軽減すると同時に
、可動イオンの防止の役目も有している。

さら［、／ＩＪイオド膜形成以前ＫＰ８ＧＩｌ開口部を
高精度に形成しているため、その故のポリイｉド膜の開
口部の／ｆターン形成はゆるやかでょ匹という利点を有
する。

また、／　ＩＪイミド樹脂などの熱硬化性樹脂の堆積に
よシ、前記のリンを含有する二酸化シリコン膜上の表面
の凸が著しく軽減され、第２層導体層の配５Ｉｌｔ造体
のＷ′ｒ線が生ぜず、何ら支障なく多層配線構造体を形
成できる利点がある。

なお、第２図においてシリコン半導体基板１１にハイブ
リッドＬＳＩ用のセラミックの配線基板を用い以下上記
実施例に記載の工程の通り処理した。その結果モノリシ
ックＬＳＩの多層配線のみならず、ハイブリッドＬＳＩ
の配線基板に４何ら支障なく効果のあることをＨ認した
。

以上のように、この発明の多層配！！ｉ！構造体の製造
方法によれば、リンを含有した二酸化シリコン験と熱硬
化性樹脂とを複合した中間絶縁膜を形成するようにした
ので、リンを含有した２＠化シリコン膜を従来よシ薄く
形成できる。

これにともない、配線構造体の段差が少なくと同時に、
可動イオンの移動を防止するために、高耐熱性樹脂はイ
オンを含有した二酸化シリコン上の段差を著しく軽減で
きる友め、ＬＳＩ多層配線に利用することができる利点
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）ないしｔＫ１図（・）はそれぞれ従来の多
層配ｌＩｉ！４ＩＩ造体の製造方法の工程説明図、第２
図（ａ）ないし第２図（ｆ）はそれぞれこの発明の多層
錠ＩＭｍ造体の製造方法の一実施例の工程説明図である
。 １１・・・シリコン半導体基板、１２・・・シリコン酸
化膜、１３・・・第１１１導体層、１４・・・堆積層、
１５・・・４リイミド膜、１６・・・第２層導体層。　
　　　　　　１１１１ オ　２１Ｉ 手続補正書 昭和５７年１）月−３日 特許庁長官　若杉和夫　殿 １、事件の表示 昭和５７年特　許　願第　８０１６５　　　号２、発明
の名称 多階配線構造体の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特　軒　出願人（ＯＳＩ）沖電
虱工業株式会社 ４、代理人 ５、補正命令の日付　　昭和　　年　　月　　日（自発
）６、補正の対象 明細書の発明の詳細なＩｔｓ！明の欄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板上に絶縁膜を介して所定の配線パターンを有
   する第１Ｉｌｌ導体層を形成する１朽；と、上記第１層
   導体層上にリンを含有した二酸化シリコン膜を形成する
   とともＫこのリンを含有した二酸化シリコン膜と熱硬化
   性樹脂とを複合した複合中間絶縁膜を形成する工程と、
   この複合中間絶縁膜の形成後上記第１１導体層に接続可
   能なようＫこの複合中間絶縁膜上に第２４１導体層を形
   成する工程とよシなる多層配線構造体の製造方法。