JPH06326055A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH06326055A
JPH06326055A JP11354993A JP11354993A JPH06326055A JP H06326055 A JPH06326055 A JP H06326055A JP 11354993 A JP11354993 A JP 11354993A JP 11354993 A JP11354993 A JP 11354993A JP H06326055 A JPH06326055 A JP H06326055A
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JP
Japan
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insulating film
opening
etching
film
semiconductor device
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JP11354993A
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English (en)
Inventor
Koichi Yuki
幸一 結城
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 半導体装置の製造方法に関し、Au鍍金配線
層の開口部内へのガバレッジを良好にすることができ、
開口部内のAu鍍金配線層にボイド等を生じ難くして配
線不良を生じ難くすることができる半導体装置の製造方
法を提供する。 【構成】 マスクを用い、等方性エッチングにより、導
電性膜2を露出させないように絶縁膜3,4を途中まで
エッチングして該絶縁膜3,4上部に溝9を形成し、次
いで、該マスクを用い、異方性エッチングにより該溝9
を介して該絶縁膜3,4をエッチングして該導電性膜2
が露出される開口部10を形成し、次いで、該開口部10内
の該導電性膜2とコンタクトするように鍍金電極12を形
成した後、次いで、該鍍金電極12を用い、該開口部10及
び該溝9を覆うように鍍金層13を形成するように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に係り、詳しくは、層間絶縁膜に有機絶縁膜を使用した
半導体集積回路装置の配線構造に適用することができ、
特に、Au鍍金配線層の開口部内へのカバレッジを良好
にして信頼性の高い安定した配線構造を実現することが
できる半導体装置の製造方法に関する。
【0002】近年、コンピュータ、通信の高度化に伴な
い、これらに使用される半導体装置の高集積化、素子サ
イズ縮小化、高機能化及び定価格化が求められている。
最近では、平坦性向上・浮遊容量低減及び工程短縮のた
めに、層間絶縁膜への有機絶縁膜の適用が検討されてい
る。また、半導体集積回路装置は、配線の微細化に伴な
い、電極コンタクトホール及びビア・ホールの微細化も
進められており、微細化に対応した信頼性の高い金系配
線に於ける有機絶縁膜のコンタクトホール、ビア・ホー
ルの接続が要求されている。
【0003】
【従来の技術】図4は従来の半導体装置の製造方法を示
す図である。まず、図4(a)に示すように、蒸着法等
によりGaAs等の基板31上にAuGeNi等の配線層
32を形成し、CVD法等によりAuGeNi配線層32上
にSiO2 等の絶縁膜33を形成した後、異方性エッチン
グによりSiO2 絶縁膜33をエッチングして配線層32が
露出された開口部34を形成する。この時、開口部34内の
絶縁膜33側壁(エッチング面)は垂直形状となる。
【0004】そして、スパッタリング法等により開口部
34内の配線層32とコンタクトを取るようにWSi(下
層)/Ti(中間層)/Au(上層)等の金属層35を形
成した後、この金属層35を鍍金電極とし、電界鍍金によ
り開口部34内を埋め込むように金属層35上にAu等のA
u鍍金配線層36を形成することにより、図4(b)に示
すような配線構造を得ることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の半導体
装置の製造方法では、異方性エッチングにより絶縁膜33
側壁が垂直形状となる開口部34を形成しており、開口部
34の直径が大きく集積度がそれ程要求されない場合に
は、図4(b)に示す如く、開口部34内のAu鍍金配線
層36を良好なカバレッジで形成することができる。電界
鍍金膜は、等方的に成長するため、開口部のアスペクト
比(絶縁膜の厚さ/開口部の幅)がある程度大きくなっ
てもボイドが出来ないと信じられていた。ところが実際
には、アスペクト比0.6という比較的に小さいアスペク
ト比からボイドが発生することがわかった。これは、通
常鍍金液は、攪拌されており、開口部以外の表面では、
メッキの流れが速いためAu鍍金膜の成長速度が速い
が、開口部内部では鍍金液の流れが遅く、Au鍍金の成
長速度も遅いため、開口部中に鍍金液が閉じ込められる
ため、ボイドが発生するものと考えられる。集積度が要
求されて開口部34の直径が小さく厳しくなりアスペクト
比が0.6以上になると、図5に示す如く、Au鍍金配線
層36の開口部34内へのカバレッジが悪くなり、開口部34
内のAu鍍金配線層36にボイド41等が生じたりして断線
不良が生じ易くなるという問題があった。
【0006】そこで、本発明は、Au鍍金配線層の開口
部内へのカバレッジを良好にすることができ、開口部内
のAu鍍金配線層にボイド等を生じ難くして配線不良を
生じ難くすることができ、信頼性の高い安定した配線構
造を実現することができる半導体装置の製造方法を提供
することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
の製造方法は上記目的達成のため、下地の膜上に導電性
膜を形成する工程と、次いで、該導電性膜上に厚さTの
絶縁膜を形成する工程と、次いで、該絶縁膜上に開口幅
WがT/0.6以下の窓を有するマスクを形成する工程
と、次いで、該マスクを用い、該窓内に等方性エッチン
グにより、該導電性膜を露出させないように該絶縁膜を
途中までエッチングして該絶縁膜上部に開口幅Wより広
い幅の溝を形成する工程と、次いで、該マスクを用い、
該窓内に異方性エッチングにより該溝を介して該絶縁膜
をエッチングして該導電性膜が露出される開口幅Wと同
等の開口部を形成する工程と、次いで、該導電性膜に電
流を流して、該開口部及び該溝を露うように鍍金層を形
成する工程とを含むものである。
【0008】本発明に係る、下地の膜には、Si含有ポ
リイミド樹脂等のポリイミド樹脂膜、SiN等の無機絶
縁膜等絶縁膜やGaAs、Si等の基板等が挙げられ、
また、絶縁膜には、Si含有ポリイミド樹脂等のポリイ
ミド樹脂膜、シリコ−ン樹脂膜等が挙げられる。また、
マスクには、SiN,SiO2 等の無機絶縁膜やSi含
有レジスト等のプラズマ耐性レジスト等が挙げられる。
【0009】本発明においては、前記絶縁膜を、下層が
無機絶縁膜で上層が有機絶縁膜からなる2層の絶縁膜で
構成し、等方性ドライエッチングにより有機絶縁膜の膜
厚の途中までエッチングを行った後に、異方性ドライエ
ッチングにより残りの有機絶縁膜と下層の無機絶縁膜を
エッチングするようにしてもよく、この場合、無機絶縁
膜にSiN膜等を用いれば、このSiN無機絶縁膜を介
してポリイミド樹脂等の有機絶縁膜とAuGeNi等の
導電性膜との密着度を向上させることができる。
【0010】本発明においては、鍍金後の前記鍍金層及
び該鍍金電極を全面エッチングして該開口部及び該溝内
のみに埋め込むビアホール配線構造の場合に好ましく適
用させることができる。本発明において、前記マスク
は、前記異方性エッチングと同時に除去するか、又は前
記異方性エッチング後に除去するようにしてもよく、前
者によれば工程数を減らすことができる。
【0011】
【作用】本発明では、後述する実施例の図1,2に示す
如く、層間絶縁膜としては、平坦性向上、浮遊容量低減
及び工数短縮のため無機絶縁膜ではなく、ポリイミド有
機絶縁膜4を用い、層間絶縁膜4,3に対してまず、等
方性エッチングを行った後、異方性エッチングを行って
絶縁膜4上部にテーパの付いたコンタクトホール11を形
成している。このため、等方性エッチングと異方性エッ
チングを行うことにより、絶縁膜4側壁上部にテーパ形
状を有するコンタクトホール11を形成するので、従来の
異方性エッチングのみを行ってテーパを有さないエッチ
ング面がストレートのコンタクトホールを形成する場合
よりもテーパ部分の絶縁膜4側壁上部でAu鍍金配線層
13を厚く形成することができる。従って、従来の異方性
エッチングのみでコンタクトホールを形成する場合より
もAu鍍金配線層13のコンタクトホール11内へのカバレ
ッジを良好にすることができ、コンタクトホール11内の
Au鍍金配線層13にボイド等を生じ難くして断線不良を
生じ難くすることができ、信頼性の高い安定した配線構
造を実現することができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1,2は本発明の一実施例に則した半導体装置
の製造方法を示す図である。本実施例では、まず、図1
(a)に示すように、蒸着法等によりGaAs等の基板
1上に膜厚2000Å程度のAuGeNi等の配線層2を形
成し、プラズマCVD(P−CVD)法等によりAuG
eNi配線層2上に膜厚 1000 オングストローム程度の
SiN等の絶縁膜3を形成した後、絶縁膜3上にポリイ
ミドを塗布しキュアして膜厚1μm程度のポリイミド等
の絶縁膜4を形成する。次いで、PCVD法等によりポ
リイミド絶縁膜4上に膜厚 1000 オングストローム程度
のSiN膜5を形成した後、SiN膜5上に膜厚1μm
程度のフォトレジスト6を塗布する。
【0013】次に、図1(b)に示すように、塗布後の
フォトレジスト6を露光・現像によりパターニングして
開口部7を形成し、このフォトレジスト6をマスクにし
てSiN膜5をドライエッチングして開口部8を形成し
た後、ダウンフロー型アッシング装置を用い、フォトレ
ジスト6及びSiN膜5をマスクにし、開口部7,8内
の絶縁膜4を0.6 μmの深さまで等方性エッチングして
絶縁膜4上部に溝9を形成する。この時、等方性エッチ
ングの横方向のエッチング量(サイドエッチング量)
は、深さ方向の約半分の0.3 μmとなる。また、SiN
膜5エッチングにマスクとして用いたフォトレジスト6
は、この等方性エッチングと同時に除去される。
【0014】次に、図1(c)に示すように、M−RI
E(マグネトロンリアクティブイオンエッチング)装置
を用い、SiN膜5をマスクにし、溝9を介して残りの
ポリイミド絶縁膜4を異方性エッチングし、更に、図2
(a)に示すように、異方性エッチングによってホール
底のSiN絶縁膜3部分とポリイミド絶縁膜4上のSi
N膜5とを同時に除去して溝9から配線層2まで貫通す
る配線層2が露出される開口部10を形成する。この時、
溝9及び開口部10からなる上部エッチング面がテーパ形
状で下部エッチング面が垂直形状のコンタクトホール11
が形成される。
【0015】次に、図2(b)に示すように、メッキ下
地メタルとしてWSi膜(膜厚1000Å)/Ti膜(膜厚
100Å)/Au(膜厚1000Å)等の鍍金電極12をコンタ
クトホール11内の配線層2とコンタクトするようにスパ
ッタリング等により形成する。そして、WSi/Ti/
Au鍍金電極12を用い、電界鍍金法によりコンタクトホ
ール11を覆うようにWSi/Ti/Au鍍金電極12上に
膜厚1μm程度のAu鍍金配線層13を形成することによ
り、図2(c)に示すような配線構造を得ることができ
る。
【0016】このように、本実施例では、層間絶縁膜と
しては、平坦性向上、浮遊容量低減及び工数短縮のた
め、無機絶縁膜ではなくポリイミド有機絶縁膜4を用
い、層間絶縁膜4,3に対してまず、等方性エッチング
を行った後、異方性エッチングを行って絶縁膜4上部に
テーパの付いたコンタクトホール11を形成している。こ
のため、等方性エッチングと異方性エッチングを行うこ
とにより、絶縁膜4側壁上部にテーパ形状を有するコン
タクトホール11を形成するので、従来の異方性エッチン
グのみを行ってテーパを有さないエッチング面がストレ
ートのコンタクトホールを形成する場合よりもテーパ部
分の絶縁膜4側壁上部でAu鍍金配線層13を厚く形成す
ることができる。従って、従来の異方性エッチングのみ
でコンタクトホールを形成する場合よりもAu鍍金配線
層13のコンタクトホール11内へのカバレッジを良好にす
ることができ、コンタクトホール11内のAu鍍金配線層
13にボイド等を生じ難くして断線不良を生じ難くするこ
とができ、信頼性の高い安定した配線構造を実現するこ
とができる。
【0017】また、本実施例では、有機絶縁膜4として
Si含有ポリイミド樹脂等のポリイミド樹脂を用いたた
め、工程を容易にすることができる他、等方性ドライエ
ッチングとしてダウンフロー・アッシング装置を用いた
ため、等方性エッチングのウェーハ面内均一性を向上さ
せることができる。また、有機絶縁膜4のマスクとして
SiN膜5(SiO2 等の無機絶縁膜でもよい)を用い
たため、有機絶縁膜4のエッチングの選択性を良好にす
ることができる他、マスクとしてSi含有レジスト等の
プラズマ耐性レジスト6を用いた場合にはSiN膜5が
不用となり、工程を容易にすることができる。更には、
絶縁膜4と配線層2間に絶縁膜3を用いたため、密着性
を向上させることができる。
【0018】なお、上記実施例では、Au鍍金配線層13
上絶縁膜4上にまで覆うように形成する場合について説
明したが、図3に示すように、鍍金後のAu鍍金配線層
13を全面ミリングによりAuをミリングし、更にWSi
/Ti鍍金電極12をドライエッチングすることにより、
コンタクトホール11内のみにメタルを残すようにしても
よい。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、Au鍍金配線層の開口
部内へのカバレッジを良好にすることができ、開口部内
のAu鍍金配線層にボイド等を生じ難くして断線不良を
生じ難くすることができ、信頼性の高い安定した配線構
造を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に則した半導体装置の製造方
法を示す図である。
【図2】本発明の一実施例に則した半導体装置の製造方
法を示す図である。
【図3】本発明に適用できる半導体装置の製造方法を示
す図である。
【図4】従来例の半導体装置の製造方法を示す図であ
る。
【図5】従来例の課題を説明する図である。
【符号の説明】
1 基板 2 配線層 3,4 絶縁膜 5 SiN膜 6 フォトレジスト 7,8,10 開口部 9 溝 11 コンタクトホール 12 鍍金電極 13 Au鍍金配線層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下地の膜(1)上に導電性膜(2)を形
    成する工程と、 次いで、該導電性膜(2)上に厚さTの絶縁膜(3,
    4)を形成する工程と、次いで、該絶縁膜(3,4)上
    に開口幅WがT/0.6以下の窓を有するマスク(5,
    6)を形成する工程と、 次いで、該マスク(5,6)を用い、該窓内に等方性エ
    ッチングにより該導電性膜(2)を露出させないように
    該絶縁膜(3,4)を途中までエッチングして該絶縁膜
    (3,4)上部に開口幅Wより広い幅の溝(9)を形成
    する工程と、 次いで、該マスク(5,6)を用い、該窓内に異方性エ
    ッチングにより該溝(9)を介して該絶縁膜(3,4)
    をエッチングして該導電性膜(2)が露出される開口幅
    Wと同等の開口部(10)を形成する工程と、 次いで、該導電性膜(2)に電流を流して、該開口部
    (10)及び該溝(9)を覆うように鍍金層(13)を形成
    する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 鍍金後の前記鍍金層(13)及び該鍍金電
    極(12)を全面エッチングして該開口部(10)及び該溝
    (9)内のみに埋め込むことを特徴とする請求項1記載
    の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記マスク(5,6)は、前記異方性エ
    ッチングと同時に除去するか、又は前記異方性エッチン
    グ後に除去することを特徴とする請求項1,2記載の半
    導体装置の製造方法。
JP11354993A 1993-05-17 1993-05-17 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH06326055A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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