JPS63140552A - 多層配線の作製方法 - 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】 〔技術分野〕 本発明は等倍光センサー等に応用されるハイブリットＩ
Ｃ技術（多層配線技術）における如く、多層マトリック
ス配線部を有するディバイスの多層配線の作製方法に関
する。

〔従来技術〕

従来、上記の如きディバイスの多層配線を作製する場合
、ガラス、シリコンウェーハー等の基板上にＡＱ、Ｃｒ
等、あるいはこれら２種以上の下層金属配線パターンを
形成し、有機ポリイミドの眉間絶縁膜を形成し、この層
間絶縁膜にコンタクトホールを形成後、上部金属配線を
形成する前に、下層金属配線がｌである場合にはスルフ
ァミン酸処理やドライエッチによる前処理を施すことに
より下層金属配線と上部金属配線とをオーミックコンタ
クトさせるよう試みられている。

しかしながら、スルファミン酸処理による前処理を施す
場合にあっては、有機物の残膜が存在するために高抵抗
化した部分もあるという問題点を有するものである。ま
た、ドライエツチングによる前処理を施した場合は、デ
ィバイスのプラズマダメージがあり特性劣化を起こすも
のである。そこでＩＣ技術では金属配線のコンタクトを
完全にするために６００〜８００℃の熱処理を施し、接
触部分での元素の拡散合金化を達成するようにしている
。しかし、ディバイスによっては耐熱性が４００℃以下
のものがあり、特にＣｄＳ、　ａ−３ｉ、　ＴｅＳｅ等
の化合物半導体もしくはアモルファス半導体では加熱温
度により微結晶化もしくは多結晶化、さらには揮発して
しまう場合もあり、当然半導体特性は劣化もしくは全く
示さなくなってしまうことになる。

〔目　　的〕

本発明は上記した従来の問題点を解消し、多層マトリッ
クス配線部を有するディバイスにおける下層金属配線と
上部金属配線とのオーミックコンタクトを可能にし、コ
ンタクト抵抗を著しく低下させ得るとともに上部金属配
線の密着性をも向上せしめ得る多層配線の作製方法を提
供することを目的とするものである。

〔構　　成〕

本発明は多層マトリックス配線部を有するディバイスの
作製において、基板上に下層金属配線パターンを形成し
、この上に有機ポリイミドまたは感光性ポリイミドを層
間絶縁膜として形成した後、コンタクトホールをエツチ
ングまたは現像により形成し、次いで、コンタクトホー
ル表面を有機もしくは無機アルカリ溶液で処理して有機
残留物質および表面酸化物等を除去して下層金属配線部
を清浄化した後、上部金属配線部を形成することを特徴
とするものである。

ちなみに、本発明者らは下層金属配線としてＡＱを用い
、層間絶縁膜としてポリアミド系のものを用いてコンタ
クトホールを形成した場合、コンタクトホール表面には
ポリイミド前駆体の残留物の膜が介在し、さらにポリイ
ミド化するために３００〜４００℃の加熱処理により、
ポリイミドの縮重合反応によりＨ２Ｏや自然酸化膜がｉ
表面に化成していることを確認し、これを除去して清浄
するには有機もしくは無機アルカリ溶液に浸漬すること
により達成されることを見い出した０本発明はこのよう
な知見に基づいて完成したものである。

本発明において使用される有機アルカリ溶液としては、
その主成分がモノエタノールアミン。

ジエチレングリコール、モノブチルエーテルから構成さ
れるものが好ましく使用できる。このような有機アルカ
リ溶液は７０〜１１０℃に加温して使用する。有機剤は
沸点がモノエタノールアミンで１７１℃以上であり、１
１０℃まで加熱しても溶剤の組成変化や分解は無く、７
０〜１１０℃の温度範囲一はディバイスにダメージを与
えずに目的が達成できる。なお、これら有機アルカリ溶
液の液温か７０℃未満となるとコンタクトホールの清浄
化が不十分となり、コンタクト抵抗が大きくなる。

また、無機アルカリ溶液としては、−価のアルカリ土類
金属を含む無機アルカリ溶液であって、５〜５０ｗｔ％
の範囲内にて使用する。このような無機アルカリ溶液は
６０℃以下で使用する。

この無機アルカリ溶液は水による希釈であることから６
０℃を越えると特に液の組成変化が水揮発のために生じ
、液の管理が困難となる。また。

この温度を超えると無機アルカリ成分がクリーピングし
て特に炭酸塩が壁面に化成し、液の劣化が著しく加速さ
れるようになる。

これら有機もしくは無機アルカリ溶液へのディバイスの
浸漬は第１図に示す如き治具１を用い、この治具１にデ
ィバイス２を固定し、第２図に示すように、通常１まア
ルカリ溶液４が入れられたガラス容器３に浸漬して行う
。

このような有機もしくは無機アルカリ溶液への浸漬によ
り、ポリイミド系（有機ポリイミドまたは感光性ポリイ
ミド）の眉間絶縁膜に、有機ポリイミドの場合はエツチ
ングによってまた感光性ポリイミドの場合は現像によっ
て形成されたコンタクトホールの壁面および上面並びに
下層金属配線部が清浄化されることになる。

以下に本発明の実施例を示す。

実施例 以下に本発明方法を実施する場合の一例を示す工程説明
会である第３図を参照して実施例を説明する。

（ａ）ガラス、シリコンウェーハー等の基板１０にＡＱ
の下層金属配線パターン１１を形成する。

（ｂ）有機ポリイミドまたは感光性ポリイミドの層間絶
縁膜１２をスピンコードまたはロールコータ−等の手段
で形成する。

（ｃ）層間絶縁膜１２が有機ポリイミドである場合はエ
ツチングにより、また感光性ポリイミドである場合は現
像により、コンタクトホール１３を形成する。

（ｄ）コンタクトホール１３の壁面および下層金属配線
パターン１１上にはポリイミド前駆体の残留物の膜やポ
リイミドの縮重合反応によるＨ、Ｏや自然酸化膜が１１
表面に化成している。

（ｅ）これを、第２図に示すようにして治具１にディバ
イスを固定して８０℃±１”Ｃに熱した有機アルカリ溶
液中に浸漬する。この時の液温降下は８０℃±１℃→７
５℃までとし浸漬時間は６０秒とする。なお、有機アル
カリ溶液としては、モノエタノールアミン、ジメチルホ
ルムアミド、ジェタノールアミン、テトラメチルアンモ
ニウム等の塩基性有機溶媒を、グリコール系もしくはエ
ーテル系の有機溶剤で希釈したものとした。

なお、ここで、上記の如き有機アルカリ溶液を用いて６
０　Ｘ　６０μｍのディバイス１７２８個について浸漬
時間１分とした場合の処理温度とコンタクト抵抗の分布
を第４図に示す。第４図より液温が６０℃ではコンタク
ト抵抗のバラツキが大きくなり、またその抵抗も増大す
ることがわかる。それと同時に本発明方法によった場合
は未処理のものに比べてコンタクト抵抗が著しく低下す
ることがわかる。かくして、コンタクトホール１３表面
の残留物および両性金属の酸化物は溶出剥離される。こ
の場合、当然のことながら、ポリイミドの表面およびＡ
Ｑ　（下層金属配線パターン１１）の表面も若干ではあ
るがエツチングされることになる。

（ｆ）次に、ＡＱからなる上部金属配線１４を真空蒸着
する。これにより、コンタクトホール１３において下層
金属配線１１と上部金属配線１４とがニーミック接触す
る。それとともに眉間絶縁膜１２表面も清浄化されてい
るので上部金属配線１４の密着性が向上する。

なお、上述の実施例では、アルカリ溶液として有機アル
カリ溶液を使用したが、これに代えてＫＯＨ，ＮａＯＨ
を５〜５０ｗｔ％の水希釈した無機アルカリ溶液を前記
の如き条件にて用いた場合も同様の結果が得られた。

〔効　　果〕

以上のような本発明によれば、ポリイミド系層間絶縁膜
に形成されたコンタクトホール内および表面が有機もし
くは無機アルカリ溶液により清浄化されるため、下層金
属配線パターンと上部金属配線とがオーミック接触し、
コンタクト抵抗が著しく低下し、さらには上部金属配線
が層間絶縁膜に良好に密着されるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において使用するためのディバイスの保
持用治具を示す斜視説明図である。 第２図は第１図の治具を用いてディバイスをアルカリ溶
液中に浸漬した場合の説明図である。 第３図は本発明に係る一例の工程説明図である。 第４図はディバイスを有機アルカリ溶液中に浸漬する場
合の処理温度とコンタクト抵抗との関係図である。 １・・・治具　　　　　　２・・・ディバイス３・・・
ガラス部容器　　４・・・アルカリ溶液１０・・・基板 １１・・・下層金属配線パターン １２・・・層間絶縁膜　　　１３・・・コンタクトホー
ル１４・・・上部金属配線 第１図 第２図 第４図 第３図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） ＋１ （ｄ） （ｆ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、多層マトリックス配線部を有するディバイスの作製
   において、基板上に下層金属配線パターンを形成し、こ
   の上に有機ポリイミドまたは感光性ポリイミドを層間絶
   縁膜として形成した後、コンタクトホールをエッチング
   または現像により形成し、次いでコンタクトホール表面
   を有機もしくは無機アルカリ溶液で処理して有機残留物
   質および表面酸化物等を除去して下層金属配線部を清浄
   化した後、上部金属配線部を形成することを特徴とする
   多層配線の作製方法。