JPS61171151A - 多層配線の製造方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、多層配線の製造方法の改良に関するものであ
る。

〔発明の背景〕

半導体集積回路装置においては、多層配線の層間絶縁膜
として熱硬化性樹脂膜、たとえばポリイミド膜と無機膜
、たとえばプラズマデポジション法による酸化シリコン
膜との２層絶縁膜を用いることがある。従来、ポリイミ
ド膜とプラズマ酸化シリコン膜の２層絶縁膜にスルーホ
ールを形成するには平行平板型プラズマエツチング装置
で２層絶縁膜を異方性エツチングすることにより所定の
パターンに加工するが、加工後の膜の断面は急峻な立上
り側壁面を有している。このため例えば２層絶縁膜に設
けた電極取付用開口部に例えばスパッタ法等によりアル
ミニウムを配線する場合にこの開口部の側壁面には配線
層が薄く形成されるようになり、配線の断線の原因とな
り、半導体装置の信頼性が低下する。この急峻な側壁面
を改良する方法としては、２層絶縁膜を等方性のウェッ
トエツチングで加工量る方法があるが、この方法だとサ
イドエッチが生ずるためスルーホールの完成寸法が大き
くなりやすく高集積比が困難となる。

なお、この種の多層配線及びその製造方法として関連す
るものには例えば特開昭５９−６７６５３号等が挙げら
れる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、素子の集積度を低下させることなく、
配線の断線を防止することができ、素子信頼性の向上を
はかり得る多層配線の製造方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は上記目的を達成するために、半導体基板
配線上に形成された２層絶縁膜を該膜上に所定のマスク
パターンを形成した後、第２絶縁膜を等方性エツチング
法を用いてエツチングし、第１絶縁膜を異方性エツチン
グ法により該マスクパターン用レジストが無くなるまで
エツチングしその後、第２絶縁膜をマスクとして、異方
性エツチング法によりエツチング終止点までエツチング
する方法である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１Ｉ！！により説明する。

まず、第１図（ａ）において、シリコン単結晶の半導体
基板１に拡散層などの半導体素子（図示していない）を
形成し、それと同時またはその前後に半導体基板１上に
例えば二酸化シリコンで６０００人程度０絶縁膜２を形
成する。その後に二酸化シリコン単結晶の全面に金属膜
例えばアルミニウム膜をスパッタ法等により形成し、ホ
トエツチング技術を用いて配線幅２μｍ程度の第１層配
線３を形成する。その後に全面に例えばポリイミド膜等
の熱硬化性樹脂膜４を形成する。その後に全面に例えば
プラズマデポジション法による酸化シリコン膜等の無機
絶縁膜５を形成する。その後にパターン形成用の耐エツ
チングのためのレジスト６を形成し、それをホトリソゲ
ラブイ技術を用いて選択的に除去してスルーホール形成
のための穴７を形成する。

前記第１図（ａ）の工程後に、第１図（ｂ）に示すレジ
スト６をマスクとし１等方性のウェットエツチングによ
ってテーパーのついた六８を形成する。この六８の形成
は、例えばフッ酸とフッ化アンモニウムの混合液等のフ
ッ酸系のエツチング液を用いて、プラズマ酸化シリコン
等の無機絶縁　　　　・　Ｊ膜を０〜３０％程度オーバ
ーエツチングすることにより４５°程度の傾斜角を持つ
六８が形成される。

次に前記レジスト６を水分除去および耐ドライエツチ性
を増すためにベークする。その後、前記レジスト６をマ
スクとして熱硬化性樹脂絶縁膜４の異方性ドライエツチ
ングを行う、前記熱硬化性樹脂絶縁＠４のドライエツチ
ングには酸素ガスを用いるため同時に酸素ガスによりレ
ジストパターン６もエツチングされ無くなる。このレジ
スト消失時を示したのが第１図（Ｑ）である、このエツ
チングは異方性が強いため垂直的にエツチングが進行し
穴は９のような形状になる。

第１図（ｄ）では、さらに無機絶縁膜５をマスク、とし
て酸素ガスによるドライエツチングを行う。

このドライエツチングにはりアクティブイオンエツチン
グ法を用いるため、熱硬化性樹脂膜＃ＩＩ＊４は垂直に
エツチングされ段差をもつスルーホール１０が形成され
る。その後、第１図（ｅ）に示す如く、第２配線層とし
て例えばアルミニウム膜１１をスパッタ法等により形成
し多層配線が完成する。

この実施例では、第２絶縁膜の等方性エツチングをウェ
ットエツチングで説明したが、等方的成分を持つガスプ
ラズマを利用したドライエツチングを用いても同様の効
果を得ることができる。また５本実施例では、２層配線
構造を有する半導体装置について述べたが、３層以上の
配線構造を有する半導体装置についても同様にして形成
できる。

そして、半導体装置以外の多層配線にも適用することが
できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ウェットエツチングにより第２絶縁膜
をテーパー状に形成し、その後、マスクツ（−ターンお
よび第２絶縁膜をマスクとして異方性ドライエツチング
により第１絶＃膜を階段上の段差を有するスルーホール
が形成される。これによってスルーホール開口部の柱状
部の高さが緩和されて上部配線層の被着性を向上するこ
とができる。

また、このように段差緩和する別方法としては、等方性
エツチング法があるが等方性エツチングだけではエツチ
ング領域が必要以上に大きくなり、そのために素子の集
積度を向上することができなかった。しかし、本発明に
よればサイドエッチもほとんどなくなるのでスルーホー
ルを縮小化することができ、素子の集積度を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の多層配線の製造方法の
実施順の説明図、第２図は第１図の如くして製造された
完了後の断面図である。 １・・・半導体基板、２・・・絶縁膜、３・・・第１層
配線、４・・・熱硬化性樹脂絶縁膜、５・・・無機絶縁
膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、基板上に第１配線を形成する工程と、第１配線上に
   第１絶縁膜を形成する工程と、第１絶縁膜上に第２絶縁
   膜を形成する工程と、第２絶縁膜をテーパー状にする工
   程と、第１絶縁膜に階段状の段差を持たせ、その底部に
   柱状の孔を形成する工程と、核導通孔を介して第１配線
   と接続するように第２配線を形成する工程とにより製造
   することを特徴とした多層配線の製造方法。