JPS5846652A - 多層配線形成方法 - Google Patents

多層配線形成方法

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JPS5846652A
JPS5846652A JP56145320A JP14532081A JPS5846652A JP S5846652 A JPS5846652 A JP S5846652A JP 56145320 A JP56145320 A JP 56145320A JP 14532081 A JP14532081 A JP 14532081A JP S5846652 A JPS5846652 A JP S5846652A
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wiring
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polyimide
polyimide layer
window
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Yorihiro Uchiyama
内山 順博
Masataka Shinguu
新宮 正孝
Saburo Tsukada
塚田 三郎
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P50/00Etching of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P50/20Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H10P50/28Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials
    • H10P50/286Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of organic materials
    • H10P50/287Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of organic materials by chemical means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

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】 本発明はポリイミドを層間IIl!I威績に用いる多層
配線の形成方法に係り、特に該多層配線に於けるポリイ
ミド層間絶縁−の形成方法に関する。
例えば多1−配線構造の半導体装置に於ては、上層配線
を形成する面の平坦化を@りて、上層配線O変形や亀裂
を防止し、製造歩′iltりや信頼性を向上せしめるた
めに、層間絶縁膜をポリイミド層で形成する多層配線構
造が多用される。
上記半導体装置に於ける多ノー配線構造を形成するに際
しては、例えば第1図(a)に示すように、通常プロセ
スを経て半導体基体1内に拡散領域2が、又早4体一体
l上に二酸化シリコン(810g)等の下層絶縁属3が
形成され、更に腋下を一絶縁績3に前記拡散領域21I
iを表出する電極窓4が形成され、貞に又該下層絶縁膜
3上に前記電極窓4を介して拡散領域に接するアル1ニ
ウム(A t)等の下−配線暴が形成されてなる被処理
基体が用いられる0そして従来の方法に於ては、先ず該
被処理基板上にボリアイド層をスピン嗜コートし、所定
のステップ中具アを行って、第1図缶)に示すように彼
処臘基体面の4L城上を横い且つ下j−配線5の上部で
1〔μm〕程*o厚さを有するポリイミド層6からなる
層間絶縁11#11を形成する。次いで第1図(e)に
示すようにポリイミド層6上に配−接続窓形成領域面を
表出するエツチング窓7を有するレジスト膜8を形成し
、ヒドラジン等からなるボリイ(ド・エツチング液によ
シ遇択エツチングを行って、該ポリイミド層6に下層配
1115の上面を表出する配m*続窓9を形成する。そ
して次いで通常の配線形成方法に従って、第1図(d)
に示すように上記ポリイミド層6からなる層間絶縁膜上
に、配fiI接続慾9に於て下層配線5に接する例えば
At*の上層配線10の形成がなされていた。
然し上記従来方法に於ては、第1図(e)に示すように
、ポリイミド層6に配!I接続窓9をエツチング形成す
る際に、レジスト膜8のエツチング窓7と下層配線5と
の間に位置ずれが6ると、エツチング窓7内に下層配線
5Kml接する領域のポリイミド層6が赤出し、該領域
のポリイミド層6にオーバ・エツチング部11が形成さ
れ、そのため該領域VC函した下層配la5の縁部には
鋭利な角12を持りた段差部13が形成される。そのた
め該従来方法に於ては、第1図(d)に示すようにポリ
イミド層6上に、該配#接続窓9に於て下層配aSに接
する上層配線lOを形成した際に、配線接続窓**0上
層配線10に1下層配線5の鋭利な角12を起点とする
亀裂14が発生しがちで、上層配線1Gの品質が低下す
るという問題がある0そのため従来は上記位置ずれを防
止する手段として、下層配#5に於ける配線接続領域に
通常の配線幅の例えば二倍Stの一辺を有する配線接続
パッドを形成してい九が、該手段は半導体装置の集積度
を低下せしめるという欠点があった。
本発明は上記問題点を除去する目的で、ポリイミド層間
絶縁膜の配線接続窓と下層配線との間に位置ずれがあっ
ても、諌配線接続窓部に於て上層配線0品質が低下せし
められることのない、ボリイ曙ド層関絶縁膜の形成方法
を提供すゐ・即ち本発明はポリイiドを層間絶#に膜に
用いる多層配線の形成方法に於て、下層配線間の凹部を
第10ポリイミド層で埋める工程と、#第1のポリイミ
ド層の上面に1×lθ″’(atm/cj)以上のドー
ズ量でイオン種を注入する工程と、咳第1のポリイミド
層及び下層配線上を機う第2のポリイミド層を形成する
工程と、該第2(Dポリイミド層に下層配線の上面を表
出する配線接続窓を形成する工程と、該第2のポリイミ
ド層上に前記配線接続窓に於て下l−配線に接する上層
配線を形成する工程とを有することを%倣とする。
以下本発明を実施例について、第2し」(a)乃至億)
に示す一実施例の工程断面図、及び第3図に示す一実施
例に於けるポリイミド層のイオン・ドーズ量とエツチン
グ・レートの関係図を用いてlPmに説明する〇 本発明の方法により例えばパイ−5i−ラ型半導体装置
に於ける多ノー配線を形成するに際しては、第2図−)
に示すように通常のプロセスを経て半導体基体例えばシ
リコン・エピタキシャル層21内にベース拡散領域22
.エミッタ拡散領域23等か、又シリコン争エピタキシ
ャル層21上にS I ChT層絶鍼[24がそれぞれ
形成され、史K S i Ox −F層絶縁lA24に
ベース拡散領域22.エミッタ拡散領域23等に対する
電極窓2≦及び26等が形成され、良に又咳stow下
層絶縁i1[24上に前記電極窓2S及び26等に於て
それぞれベース拡散領域22及びエミッタ拡散領域23
等に接続すゐ下層ムを配@27m、27b等が形成され
てなる被処理基体を用いる。そして先ず第2図(6)に
示すように、該被処理基体上に下層At配線27m、2
7b等を完全に填める厚さの第1のポリイミド層28を
、ポリアミド層のスピン・コーティング及び所定のステ
ップ・キ轟ア工程を経て形成する。次いで例えば通常の
酸素(Ol)プラズマ部層等により第3図(c)K示す
ように1下層At配線27m、27b等に於ける上層配
wpo*続領域上面が完全Kfi出するまで第1のポリ
イミド層28を上面から順次除去する。なおこの時点に
於て下J−配線27a。
27b勢の間に形成されていた凹部は@1のポリイミド
層28によって平坦に埋められる。次いで咳被処理基体
の上面に例えば100 (KeV )程度の加速エネル
ギーでドーズ量I X 10” (atm/ aJJ程
度の二弗化硼素イオン(B Ft”)を注入し、第2図
(萄に示すように第1のポリイミド層28の上園部にB
Fs”0毫濃変注入領域29を形成する。
なおこの際下層At配線27m、27b 等の上面部に
も極めて浅いBF−注入領域29′が形成されるが、配
l1jA表面の品質が低下することはない。次いで通常
のポリアミド層のスピン・コーティング及び所定のステ
ップ・キーアエ根を経て、第2図(・)に示すようにM
lのポリイミド層28及び下層At配−27m、27N
!の上部に例えばl〔μ隅〕程度の厚さの第2のポリイ
ミド層30を形成する。次いで第2図(f)に示すよう
に第2のポリイミド層30上に例えば、所望の下ノー配
線27bに対する配線接続窓形成領域面を表出するエツ
チング窓31を有するゴム系のネガ・レジスト膜32を
、通常の7オト・プロセスを用いて形成し、次いで該フ
ォト−レジストm132をマスクとして、ヒドラジン等
からなるポリイミド・エツチング液を用いる通常のウェ
ット・エツチング法によシ第2のポリインド層300迩
択エツチングを行って、該第20ポリイミド層3Gに下
層AA配線27M)上面を表出する配線w!絖窓33を
形成する0なお此の際図に示すように、配線−続窓33
と下層AA配−21b との間に位置ずれyがあった場
合でも、販領域yに表出する第1のポリイミド層28の
上面部には、該エツチングに対して極めて耐性の高いB
F−高濃度注入領域29が形成されているので、該領域
にオーバ・エツチングによる凹部が形成されることがな
い。次いで通常の方法即ち蒸着式るいはスパッタリング
及び選択エツチング等の手段を用いて、第2図(社)に
示すように、第2のポリイミド層32上にその配線接続
窓33部に於て下層Aj配線27bK1mする上層配線
例えば上層At配線34を形成する。表お本発明の方法
に於ては、前述し九ように配線接続窓33と下層At配
線27bとの間の位置ずれによって、配線接続窓33内
に表出せしめられた第1のポリイミド層28と下層At
配線27bの上面との間には段差が形成されることがな
い。従って配線接続窓33部に於て、上層Aj配線34
に亀裂等の欠陥が生ずることがなk6 第3図は第1のポリイミド層に対する二弗化硼素イオン
(BF*”)のドーズ量りと、該ポリイ建ド層Oヒドラ
ジン系エツチング液に対するエツチング・レートEとの
関係を示しえもので、BF−がI X 10” (a 
tn+ / d )以上ドーズされ九ボリイ(ド層は、
咳エツチング液に殆んど溶解されないことがわかる。な
おエツチング条件は35 (C)5〔分〕である。又ド
ーズするイオン種はnFt  に限らず、他のイオン種
を用iた場合にも1x loj 4(atm/ai)以
上のイオン種をドーズすることによ)、次表に示すよう
に上記実施例と同様の効果が得られる0なおエツチング
条件は前記実施例と同じである0 以上説明しえように本発明によれば、ポリイミドを層関
絶縁編として用いる多層配線を形成する―に、層関絶縁
躾に形成した配線接続窓と下層量線との間に位置ずれが
あった場合にも、配置接続窓部に表出する下層配線とそ
れに隣接するポリイミド層の上面に段差が形成されるこ
とがなりh□従りて配置接続窓部に於ける上層配線の品
質が確保されるので、特に下層配線に大面積の配線接続
I(ラドを設ける必要がなく、半導体素子等の集11度
の向上が図れる◎ なお本発明は三層以上の多層配線にも適用され、又各層
の配線材料はアルミニウム以外でも勿論さしつかえない
【図面の簡単な説明】
第1図−)乃至(由は従来方法の工程断面図、第2@−
)乃至−)は本発明の方法の工am向図で、第3図はポ
リイミド層に於けるイオン・ドーズ量とエツチング・レ
ートO関係図である0 図に於て、24は下層二酸化シリコン絶縁膜、27a、
27bは下層アルミニウム配線、28は籐110ポリイ
櫂ド層、29は尚1111度二弗化硼素注入領域、sO
は第20ポリイミド層、31はエツチング窓、32はネ
ガ・レジスト膜、33は配線接続窓、34は上層アル(
xラム配線、yは位置ずれ、Dはイオン種ドーズ量、E
はエツチング・レートを示す〇 P/図 う テス図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ポリイミドを層間絶縁膜に用いる多ノー配線の形成方汝
    に於て、下m配線間の凹部を第1のポリイミド層で埋め
    る工程と、該第1のポリイミド層の上面に1 x 1 
    g” (atm / ai)以上のドーズ菫でイオン纏
    を注入する工程と、該#!lのポリ1ンド層及び下層配
    線上を覆う第2のポリイミド層を形成するニーと、該1
    2のポリイミド層に下@配線の上面を表出する配線、接
    続窓を形成する工程と、該第2のポリイミド層上に繭記
    配m接続窓に於て下層配縁に接する上層配線を形成する
    工程とを有することを特徴とする多層配線形成方法◇
JP56145320A 1981-09-14 1981-09-14 多層配線形成方法 Granted JPS5846652A (ja)

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DE8282304831T DE3279358D1 (en) 1981-09-14 1982-09-14 Etching polyimide resin layers and method of manufacturing a semiconductor device having a layer of polyimide resin
EP82304831A EP0074845B1 (en) 1981-09-14 1982-09-14 Etching polyimide resin layers and method of manufacturing a semiconductor device having a layer of polyimide resin

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DE (1) DE3279358D1 (ja)

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EP0074845A3 (en) 1986-01-29
EP0074845B1 (en) 1989-01-11
DE3279358D1 (en) 1989-02-16
EP0074845A2 (en) 1983-03-23
JPS6314498B2 (ja) 1988-03-31

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