JPH03211732A - Forming method for wiring - Google Patents

Forming method for wiring

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JPH03211732A
JPH03211732A JP576690A JP576690A JPH03211732A JP H03211732 A JPH03211732 A JP H03211732A JP 576690 A JP576690 A JP 576690A JP 576690 A JP576690 A JP 576690A JP H03211732 A JPH03211732 A JP H03211732A
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JP
Japan
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layer
film
wiring
resist
forming
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Application number
JP576690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Otobe
健二 乙部
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase the thickness of a wiring by selectively forming a resist layer and an insulating layer on a conductive layer on a semiconductor substrate, and forming a wiring on a part not formed with the resist layer and the insulating layer on the conductive layer by a plating method with the conductive layer as a cathode. CONSTITUTION:Metal layers 12 are sequentially formed of Ti, Pt, Au on an entire semiconductor substrate 10. The entire substrate 10 is coated several times with photoresist to form a thick resist film, an SiO2 insulating film 14 is formed on the resist film 13, a photoresist layer 15 is further formed thereon, and the layer 15 is so patterned as to etching the film 14 of the part corresponding to the window 11a of a protective resist film 11 formed previously. With the layer 15 as a mask the film 14 is etched, a window is opened, the film 13 of a lower layer is then etched to form a groove 16. The entire substrate is dipped in gold plating solution, a voltage is so applied that the film 12 becomes a cathode, and the Au is selectively grown on the exposed part of the cathode metal film.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は配線の形成方法に関し、特に詳細には、メッキ
法を利用した配線の形成方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for forming wiring, and more particularly to a method for forming wiring using a plating method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体装置、特に集積回路を形成する際、各回路素子を
電気的に接続するため配線工程を実施している。従来、
配線を形成するためには、所望のパターンのレジスト層
を半導体基板上に付着させ、その後、蒸着法及びスパッ
タ法等により配線用の導電層を半導体基板全体に形成し
、レジスト層を除去することにより、配線を形成するり
フトオフ法や、まず蒸着法やスパッタ法等により半導体
基板全体に配線用の導電層を形成し、その後、イオンミ
リング法により所望のパターンを形成するミリング法が
用いられている。
2. Description of the Related Art When forming a semiconductor device, especially an integrated circuit, a wiring process is performed to electrically connect each circuit element. Conventionally,
To form wiring, a resist layer with a desired pattern is deposited on a semiconductor substrate, and then a conductive layer for wiring is formed over the entire semiconductor substrate by vapor deposition, sputtering, etc., and the resist layer is removed. Therefore, a milling method is used, in which a conductive layer for wiring is first formed on the entire semiconductor substrate by evaporation or sputtering, and then a desired pattern is formed by ion milling. There is.

〔発明が解決しようとする課題] 近年、高周波信号を処理する集積回路では、伝送損失の
低減等のため、配線金属として低抵抗な金(Au)、白
金(pt)等の金属を採用し、更に配線金属の金属膜厚
を厚くすることが好ましいことがわかっている。しかし
、上記リフトオフ法では配線層の金属膜厚を1.5μm
程度にしかできず、またミリング法では、形成した導電
層の厚さを厚くすると、イオンミリングの時間が長くな
り、マスクとして使用したレジストが損傷を受けるため
、形成できる導電層の厚さは2〜2.5μm程度に制限
されていた。
[Problem to be solved by the invention] In recent years, integrated circuits that process high-frequency signals have adopted low-resistance metals such as gold (Au) and platinum (PT) as wiring metals in order to reduce transmission loss. Furthermore, it has been found that it is preferable to increase the metal film thickness of the wiring metal. However, in the above lift-off method, the metal film thickness of the wiring layer is reduced to 1.5 μm.
In addition, with the milling method, increasing the thickness of the formed conductive layer increases the ion milling time and damages the resist used as a mask, so the thickness of the conductive layer that can be formed is only 2. The thickness was limited to about 2.5 μm.

一方、先に説明したように高周波信号の伝送損失、特に
導体損は配線の抵抗率および配線の厚さに依存している
。例えばAuを配線に用いた場合、その厚さを3〜4μ
m程度にすることが必要である。また、リフトオフ法及
びミリング法では、半導体基板全体に導電層を形成し、
その不要部分を除去することにより配線を形成している
ため、配線の厚さを厚くすれば厚くするほど、不要部分
の金属層が多くなり製造コストが高くなっていた。
On the other hand, as explained above, transmission loss of high frequency signals, particularly conductor loss, depends on the resistivity and thickness of the wiring. For example, if Au is used for wiring, the thickness should be 3 to 4 μm.
It is necessary to make it about m. In addition, in the lift-off method and milling method, a conductive layer is formed on the entire semiconductor substrate,
Since the wiring is formed by removing the unnecessary parts, the thicker the wiring, the more metal layers there are in the unnecessary parts, increasing the manufacturing cost.

そこで、本発明は上記問題点を解決する配線の形成方法
を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for forming wiring that solves the above-mentioned problems.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の配線の形成方法は、半導体基板上に導電層を形
成し、この導電層の上にレジスト層及び絶縁層を選択的
に形成し、そして導電層を陰電極として、導電層上のレ
ジスト層及び前記絶縁層の形成されていない部分にメッ
キ法により配線を形成することを特徴とする。
The wiring forming method of the present invention includes forming a conductive layer on a semiconductor substrate, selectively forming a resist layer and an insulating layer on the conductive layer, and using the conductive layer as a negative electrode, resist on the conductive layer. The method is characterized in that wiring is formed by a plating method on a portion where the layer and the insulating layer are not formed.

〔作用〕[Effect]

本発明の配線の形成方法では、薄く形成した導電層上に
厚いレジスト膜を選択的に形成し、導電層を陰電極にし
てメッキ法により配線を形成している。そのため、形成
したレジスト膜の厚さだけ、配線の厚さを厚くすること
ができ、所望の厚さの配線層を形成することができる。
In the wiring forming method of the present invention, a thick resist film is selectively formed on a thinly formed conductive layer, and the wiring is formed by a plating method using the conductive layer as a negative electrode. Therefore, the thickness of the wiring can be increased by the thickness of the formed resist film, and a wiring layer with a desired thickness can be formed.

またメッキ法を利用しているため、不要部分として除去
する部分がなく、配線の材料を必要最小限とすることが
できる。
Additionally, since plating is used, there are no unnecessary parts to remove, and the amount of wiring material can be kept to a minimum.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面を参照しつつ本発明に従う実施例について説明
する。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

同一符号を付した要素は同一機能を有するため重複する
説明は省略する。
Elements with the same reference numerals have the same functions, so duplicate explanations will be omitted.

第1図は本発明に従う配線の形成方法の一実施例の概略
工程を示し、第2図は第1図に示す各工程中の半導体装
置の断面構造を示す。
FIG. 1 schematically shows the steps of an embodiment of the wiring forming method according to the present invention, and FIG. 2 shows the cross-sectional structure of the semiconductor device during each step shown in FIG.

実施例の配線形成方法は、第1図に示すように、保護レ
ジスト膜形成工程1と、陰電極用金属膜形成工程2と、
レジスト厚膜形成工程3と、レジスト厚膜バターニング
工程4と、レジスト厚膜エツチング工程5と、メッキ工
程6と、金属膜・保護レジスト除去工程7とより構成さ
れている。
As shown in FIG. 1, the wiring forming method of the embodiment includes a protective resist film forming step 1, a negative electrode metal film forming step 2,
The process includes a resist thick film forming step 3, a resist thick film buttering step 4, a resist thick film etching step 5, a plating step 6, and a metal film/protective resist removing step 7.

以下、上記各工程について説明する。Each of the above steps will be explained below.

まず、保護レジスト膜形成工程1では、半導体基板、例
えば半絶縁性GaAs基板10(3,1−GaAs)上
に選択的に、具体的には、第2図(a)に示すように配
線を形成すべき部分11aに窓を開けて、フォトレジス
ト11をバターニングして形成する。このフォトレジス
ト11は後で、その上の形成する金属層をイオンミリン
グで除去する際、半導体基板を保護する膜として機能す
る。
First, in the protective resist film forming step 1, wiring is selectively formed on a semiconductor substrate, for example, a semi-insulating GaAs substrate 10 (3,1-GaAs), as shown in FIG. 2(a). A window is opened in the portion 11a to be formed, and the photoresist 11 is patterned. This photoresist 11 later functions as a film that protects the semiconductor substrate when a metal layer formed thereon is removed by ion milling.

陰電極用金属膜形成工程2では、先の工程1で作成した
半導体基板10全体にTi、Pt、Auの順に金属層1
2を蒸着法又はスパッタ法等により1000〜2000
オングストローム程度の厚さに形成する。この状態を第
2図(b)に示す。
In the negative electrode metal film forming step 2, a metal layer 1 of Ti, Pt, and Au is formed over the entire semiconductor substrate 10 created in the previous step 1.
2 to 1000 to 2000 by vapor deposition method or sputtering method, etc.
It is formed to a thickness of about angstroms. This state is shown in FIG. 2(b).

第1図(a)に示すように、金属層12は、レジスト膜
11の窓11aにおいて半導体基板10の表面に接触す
る。ここで、この金属層12は後の工程であるメッキ工
程6のメッキの際、メッキ電極として機能する。また、
ここで金属層12の最上層にAuの薄膜を形成している
のは、メッキ工程6でAuをメッキするが、これはAu
の成長を容易にする為である。。
As shown in FIG. 1(a), the metal layer 12 contacts the surface of the semiconductor substrate 10 at the window 11a of the resist film 11. As shown in FIG. Here, this metal layer 12 functions as a plating electrode during plating in plating step 6, which is a later step. Also,
Here, the thin film of Au is formed on the top layer of the metal layer 12 because Au is plated in the plating step 6.
This is to facilitate the growth of .

レジスト厚膜形成工程3では、スピンナーを用い、フォ
トレジストを半導体基板全体に数回塗布し、レジスト厚
膜を形成する。このレジスト厚膜の厚さは、形成すべき
配線の厚さより約1μm程度厚くしておけばよい。そし
て、次に、このレジスト厚膜13の上にスパッタ法等に
より、SiO3の絶縁膜14を形成し、更にその上のフ
ォトレジスト層15を形成して、先に形成した保護レジ
スト膜11の窓11. aに対応する部分の5102膜
14をエツチングできるようにフォトレジスト層15を
バターニングする。このフォトレジスト層15のパター
ニングは従来のフォトリソグラフィ技術を利用して容易
に行うことができる。
In the resist thick film forming step 3, a spinner is used to coat the entire semiconductor substrate with photoresist several times to form a resist thick film. The thickness of this resist thick film may be approximately 1 μm thicker than the thickness of the wiring to be formed. Then, on this resist thick film 13, an SiO3 insulating film 14 is formed by sputtering or the like, and a photoresist layer 15 is further formed on top of the insulating film 14 to form a window of the previously formed protective resist film 11. 11. The photoresist layer 15 is patterned so that the portion of the 5102 film 14 corresponding to a can be etched. Patterning of this photoresist layer 15 can be easily performed using conventional photolithography techniques.

ここで、レジスト厚膜13の上に形成する絶縁膜の材料
は、SiO2に限定されるものでなく種々の材料を使用
することができるが、反応性イオンエツチング(以下、
RIEという)においてフォトレジスト層15に対して
選択比が多く取れるものであれば好ましい。
Here, the material of the insulating film formed on the resist thick film 13 is not limited to SiO2, and various materials can be used, but reactive ion etching (hereinafter referred to as
It is preferable that the material has a high selectivity with respect to the photoresist layer 15 in RIE (referred to as RIE).

レジスト厚膜エツチング工程5では、まず、フォトレジ
スト層15をマスクとして利用し、RIE装置でCF4
ガスを流しながら、S 102膜14をエツチングして
、窓を開け、次に02ガスを流しながら下層のレジスト
厚膜13をエツチングし、第2図(e)に示すように溝
16を形成する。
In the resist thick film etching step 5, first, using the photoresist layer 15 as a mask, CF4 is etched using an RIE device.
While flowing gas, the S102 film 14 is etched to open a window, and then, while flowing O2 gas, the underlying thick resist film 13 is etched to form grooves 16 as shown in FIG. 2(e). .

次に、メッキ工程6では、先の工程で作成した半導体基
板全体を金層メッキ液にっけ、先の工程2で形成した陰
電極用金属膜12が陰電極となるように電圧をかけAu
を陰電極用金属膜の露出部分上に選択的に成長させる。
Next, in plating step 6, the entire semiconductor substrate created in the previous step is immersed in a gold layer plating solution, and a voltage is applied so that the negative electrode metal film 12 formed in the previous step 2 becomes a negative electrode.
is selectively grown on the exposed portion of the metal film for the negative electrode.

ここで、今月メッキ液としては、従来より金をメッキす
るために使用するメッキ液を使用することができる。そ
して、金が所望の厚さまで成長した後、メッキを停止し
、レジスト厚膜13を除去する。この除去の際、S i
O2膜14もリフトオフにより同時に除去される。そし
て、第2図(f)に示すように、Auの配線層17が形
成される。
Here, as this month's plating solution, a plating solution conventionally used for plating gold can be used. After gold has grown to a desired thickness, plating is stopped and the thick resist film 13 is removed. During this removal, S i
The O2 film 14 is also removed at the same time by lift-off. Then, as shown in FIG. 2(f), a wiring layer 17 of Au is formed.

金属膜・保護レジスト膜除去工程7では、まず先の工程
2で形成した陰電極用金属膜12の不要部分、すなわち
配線層17の下部以外の部分をイオンミリングにて除去
する。この除去の際、配線層17もエツチングされるが
、その除去量は配線屋敷μmに比べ約0.2μmとほん
の僅である。
In the metal film/protective resist film removal step 7, first, unnecessary portions of the negative electrode metal film 12 formed in the previous step 2, that is, portions other than the lower part of the wiring layer 17, are removed by ion milling. During this removal, the wiring layer 17 is also etched, but the amount removed is only about 0.2 .mu.m compared to the wiring layer .mu.m.

またこのイオンミリングにおいては、半導体基板10の
表面が保護レジスト膜11及び配線層17で覆われてい
るので、イオンミリングによる半導体基板へのダメージ
を防ぐことができる。更に、陰電極用金属膜12が除去
されてしまった後、02アツシングにおり、保護レジス
ト!111を除去する。この状態を第2図(g)に示す
Further, in this ion milling, since the surface of the semiconductor substrate 10 is covered with the protective resist film 11 and the wiring layer 17, damage to the semiconductor substrate due to ion milling can be prevented. Furthermore, after the negative electrode metal film 12 has been removed, the protective resist is removed in 02 Ashing! 111 is removed. This state is shown in FIG. 2(g).

本発明は上記実施例の限定されず種々の変形例が考えら
れ得る。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made.

また、上記実施例では、Auの配線層を形成しているが
、この材料に限定されず、低抵抗でメッキできる材料で
あればたとえばAl1等どのような材料の配線層でも形
成することができる。
Further, in the above embodiment, the wiring layer is formed of Au, but the wiring layer is not limited to this material, and may be formed of any material, such as Al1, as long as it can be plated with low resistance. .

また、更に上記実施例では、保護レジスト膜をを形成し
、金属膜除去の際のイオンミリングによる半導体基板の
ダメージを防いでいるが、この様な保護レジスト膜を設
けなくても、半導体基板のダメージが防止できればどの
ような方法を用いてもよい。
Further, in the above embodiment, a protective resist film is formed to prevent damage to the semiconductor substrate due to ion milling during metal film removal, but even if such a protective resist film is not provided, the damage to the semiconductor substrate can be prevented. Any method may be used as long as damage can be prevented.

また更に、上記実施例では陰電極用金属膜としてPt、
Tiの材料を用いているが、これに限定されるものでな
く、低抵抗な材料であって、特性的に製作する半導体装
置に適合するような材料であれば、どような材料を使用
してもよい。また、この陰電極用金属膜の最上層部にA
uの薄膜を形成しているが、これは後で行う金メッキの
際、Auの成長を容易にするものであり、このような薄
膜を設けなくてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, as the metal film for the negative electrode, Pt,
Although the material used is Ti, it is not limited to this, but any material can be used as long as it is a material with low resistance and is compatible with the characteristics of the semiconductor device to be manufactured. You can. In addition, A
Although a thin film of U is formed, this is to facilitate the growth of Au during gold plating to be performed later, and there is no need to provide such a thin film.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の配線形成方法を使用することにより、先に説明
したように、厚い配線層を簡単に形成することができ、
半導体装置において低抵抗でかつ高周波特性にすぐれた
配線を形成することが可能になる。
By using the wiring forming method of the present invention, thick wiring layers can be easily formed, as described above.
It becomes possible to form wiring with low resistance and excellent high frequency characteristics in a semiconductor device.

また、この配線の形成方法を使用することにより、配線
材料を無駄にせず、ひいては半導体装置の製造コストを
低減することができる。
Furthermore, by using this wiring formation method, wiring material is not wasted, and the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に従う配線の形成方法の一実施例の概略
工程を示す図及び第2図は第1図に示す各工程における
半導体装置の断面構造を示す図である。 1 10・・・半導体基板、11・・・保護レジスト膜、2
・・・陰電極用金属膜、13・・・レジスト厚膜、4・
・・絶縁膜、15・・・フォトレジスト層、6・・・溝
、17・・・配線層。
FIG. 1 is a diagram showing schematic steps of an embodiment of the wiring forming method according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of a semiconductor device in each step shown in FIG. 1. 1 10... Semiconductor substrate, 11... Protective resist film, 2
...Metal film for cathode, 13...Resist thick film, 4.
... Insulating film, 15... Photoresist layer, 6... Groove, 17... Wiring layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体基板上に導電層を形成する工程と、前記導電
層の上にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層
の上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に選択的
にレジスト層を形成する工程と、 前記レジスト層をマスクに絶縁膜、レジストを選択的エ
ッチングする工程と、 前記導電層を陰電極として、前記導電層上の前記レジス
ト層の形成されていない部分にメッキ法により金属を成
長させる工程とを含む配線の形成方法。
[Claims] 1. A step of forming a conductive layer on a semiconductor substrate, a step of forming a resist layer on the conductive layer, a step of forming an insulating film on the resist layer, and a step of forming the insulating layer on the conductive layer. selectively forming a resist layer on the film; selectively etching the insulating film and the resist using the resist layer as a mask; and forming the resist layer on the conductive layer using the conductive layer as a negative electrode. A method for forming wiring, which includes the step of growing metal by plating on the unused parts.
JP576690A 1990-01-12 1990-01-12 Forming method for wiring Pending JPH03211732A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012191111A (en) * 2011-03-14 2012-10-04 Showa Denko Kk Method of forming thick film metal electrode, and method of forming thick film resist

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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