JPS5936943A - 多層配線形成方法 - 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】 （ａ）　　発明の技術分野 本発明は感光性耐熱高分子樹脂ど耐熱高分子樹脂の二層
積層構造の層間絶縁膜を用いる多層配線形成方法に関す
る。

例えば集積回路半導体素子の高密度、高速度化が急速に
進展している中で、微細パターン多層配線構造の電極を
形成する技術が集積度や性能の向上を左右する重要な技
術となって来ている。

（０）　　従来技術と問題点 上記半導体素子における多層配線構造を形成するに際し
て、従来の方法に於ては、第１図に示すように半導体基
板１上にアルミニウム（Ａｌ”）’４の第１ｔ極配線層
２が形成され、更に該配線層２を含む前記半導体基板ｌ
上に、例えばＣＶＤ法による二酸化シリコン層３を全面
に被覆し、通常のフォトエツチング技術によって電極接
続窓４を形成し、該接続窓４を介してＡ１等の第２電極
配線層５が形成されてなる。しかしながらかかる構造に
おいては、多層積層の場合図から明らかなように段差部
６においてＡｄ被着層がうすくなりＡｌ配線の断線の心
配がある。そこで前述した段差部６を無くし半導体基板
ｌ上面の平坦化手法として第２図に示すように＃熱高分
子樹脂例えば流動性のポリアミド樹脂溶液等の被覆が多
用されている。

第２図において前置の同等の部分については同符号を符
しているが第１電極配線層２が設けられた半導体基板上
にポリアミドを全面にスピン・コートし所定のステップ
°ギュアーを行ってポリイミド層７からなる層聞絶縁候
を形成し、次いで該ポリイミド層７に通常のフォトエツ
チング技術によって電極接続窓８を形成し、該電極接続
窓８を介してＡ４第２電極配線層５が形成されてなる。

しかしながら上記従来方法においては、第３図の要部拡
大断面図に示すように、ポリイミド層７に電極接続窓８
をエツチング形成する際に、レジスト膜のエツチング窓
と第１電極層２との間に位置ずれがあるとエツチング窓
内に第１電極層２に隣接する領域のポリイミド層７が表
出し、該領域のポリイミド層７にオーバエツチング部９
が形成され、そのため該領域に面した第１電極配線層２
の縁部には鋭利な角１０’ｉ持った段差部１１が形成さ
れる。そのために前記接続窓８において第１配線層２に
接する第２電極配線層５を形成した際に、該第２電極配
線層５に、第１電極配線層２の鋭利な角１０を起点とす
る亀裂−１２が発生しがちで、第２電極配線層５の信頼
度の低下という問題がある。

そのため従来は上記位置ずれを防止する手段上して、第
１″Ｉｆ極配線層２における配線接続領域に通常の配線
幅の例えば二倍程度の一辺を有する広い配線接続パッド
を形成して多少ずれが生じても上記問題が生じ力いよう
にしていたが、該手段は半導体装置の集積度を低下せし
め高集積化を阻害する問題があった。

（ｄ）　　発明の目的 本発明の目的はかかる問題点を解消し、高集積化可能な
多層配線形成方法の提供にある。

（ｅ）発明の構成 即ち本発明は第１電極配線層が設けられた基板上に耐熱
高分子樹脂層からなる絶縁膜を塗布硬化させ、次いで該
耐熱高分子樹脂層を一部エッチング除去して前記第１′
ｒ！ｉ、棒配線層を表出させる工程と、該第１電極配線
層上と残存する′耐熱高分子樹脂層上に感光１１耐熱高
分子樹脂層を塗布し、該感光性耐熱高分子樹脂層に前記
第１電極配線層幅よシ大き々接続窓を形成した後硬化さ
せ、前記第１電極配線層上に、第２電極配線層を設けて
接続部を形成する工程とが含まハでなることを特徴とす
る。

（ｆ）　　発明の′）！流側 以下本発明の実施例について、第４図乃至第８回に示す
一実施例の工程要部断面（財）を用いて具体的に説明す
る。尚前置と同等の部分については同一符号を何してい
る。

第４図において半導体基板２１上に通常の蒸着又はスパ
ッタ法にて約１μｍの厚さのアルミニウムなどの金属薄
膜を形成し、通常のフォトレジストを用いて所要の第１
電極配線層２２を形成する。

次いで第５図に示すように該第１電極配線層２２を含む
前記半導体基板２１」二に耐熱高分子樹脂層から斤る絶
縁膜２３を約１．２μｍの厚さにヌピンコ−１・法によ
って塗布すればその流動性により平坦な表面層が形成さ
れる。耐熱高分子樹脂溶液として例えば電子絶縁コーテ
ィング材５Ｐ−７１０（東し社製、）を使用し気泡の混
入を防止するためステップ・キュアーを行い最終処理温
度約４５０℃、加熱時間約３０分間熱処理して耐熱高分
子樹脂層２３を形成する。次いで第６図に示すように耐
熱高分子樹脂層２３表面を通常の酸素（０２）プラズマ
処理により第１電極配線層２２が完全に表出するまでエ
ツチング除去する。エツチング条件としてはカス圧約Ｉ
　ＴＯｒｒ、出力ｓｏｏｗ、′時間として約２分間程度
である。

次いで第７図に示すように第１電極配線層２２を含む耐
熱高分子樹脂層２８上に、感光性耐熱高分子樹脂層２４
１例えば感光性耐熱樹脂ｔＪＲ−３１００（東し社製）
を全面に塗布し、約８０℃６０分間低温にて乾燥し、該
感光性耐熱高分子樹脂層２４に通常のフォトフロセヌを
用いて所望の第ｉｔ極配線層２２幅より大きな配線接続
窓２５を形成し、第１電極配線層２２の上面を表出させ
る。該接続窓２５の寸法は使用目的によって第１電極配
線層２２幅と同等あるいはそれ以下であっても構わない
。尚此の際前記耐熱高分子層２２は感光性耐熱高分子樹
脂の現像液に対して耐溶解性であるため、接続窓パター
ンの位置ずれによる段差を生ずることはない。次いでス
テップ・キュアーを行い最終処理温度約４５０℃、加熱
時間約８０分間熱処理して前記感光性耐熱高分子樹脂層
２４を硬化させる。

次いで第８図に示すように該感光性耐熱高分子樹脂層２
４上にその配線接続窓２６部において第１を補記線層２
２に接する第２電極配線例えばアルミニウム第２電極配
線層２６を形成する。

以上説明したように本発明によれば、耐熱高分子樹脂層
２３によって第１［補記線層２２を平坦化し、感光性耐
熱高分子樹脂を用いることによって位置ずれによる段差
を生ずることがなく、位置合せ作業の回熱性を解消し、
かつ第１電極配線層２２幅より大きな電極接続窓２５を
形成することが可能となる。

（ハ））発明の効果 このようにすれば、特に第１電極配線層に大面積の配線
接続パターンを設ける必要がなく、半導体素子の高集積
化が可能となシ、かつ位置合せ作業の簡易化による能率
向上、平坦化の断線防止による信頼性の向上など大きな
効果を得ることができる。

なお本発明は三層以上の多層配線にも適用され、又実施
例は本発明の一例としてあげたものであり本発明の範囲
を制限するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来方法による要部断面図、第３図
は従来方法による要部拡大断面図、第４図乃至第８図は
本発明による一実施例の工程要部断面図である。 図において２１は半導体基板、２２は第１電極配線層、
２３は耐熱高分子樹脂層、２４は感光性耐熱高分子樹脂
層、２５はＮ、極接続窓、２６は第２電極配線層を示す
。 第１図 第２　Ｉ７１ 第３ｍ 第　４１χ１ 第５図 第６図 第７閏

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１電極配線層が設けられた基板上に耐熱高分子樹脂層
   から々る絶縁膜を塗布硬化させ、次いで該耐熱高分子樹
   脂層を一部エッチング除去して前記第１電極配線層を表
   出させる工程と、該第１電極配線層上と残存する耐熱高
   分子樹脂層上に感光性耐熱高分子樹脂層を塗布し、該感
   光性耐熱高分子樹脂層に前記第１電極配線層幅より大き
   な接続窓を形成した後硬化させ、前記第１電極配線層上
   に、第２電極配線層を設けて接続部を形成する工程とが
   含まれて斤ることを特徴とする多層配線形成方法。