JPS641056B2 - - Google Patents
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- JPS641056B2 JPS641056B2 JP13493182A JP13493182A JPS641056B2 JP S641056 B2 JPS641056 B2 JP S641056B2 JP 13493182 A JP13493182 A JP 13493182A JP 13493182 A JP13493182 A JP 13493182A JP S641056 B2 JPS641056 B2 JP S641056B2
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置、特に半導体集積回路装置
における多層配線構造の製造方法に関する。
における多層配線構造の製造方法に関する。
半導体集積回路の高密度化により多層配線の必
要性が増大しており、種々の構造が提案されてい
るがそれぞれの方式に問題が残つていて、末だに
決定版がないというのが実情である。特に、下層
の電極配線層と上層の電極配線層との短絡防止、
これらの間の接続部における電気抵抗低減、そし
て上層の電極配線層と層間絶縁層との密着性改善
においては不充分であつた。
要性が増大しており、種々の構造が提案されてい
るがそれぞれの方式に問題が残つていて、末だに
決定版がないというのが実情である。特に、下層
の電極配線層と上層の電極配線層との短絡防止、
これらの間の接続部における電気抵抗低減、そし
て上層の電極配線層と層間絶縁層との密着性改善
においては不充分であつた。
本発明の目的は、上した短絡防止、接続部にお
ける電気抵抗低減および密着性改善を実現する方
法を提供することにある。
ける電気抵抗低減および密着性改善を実現する方
法を提供することにある。
本発明による方法は、層間絶縁膜として有機樹
脂を使用し、かつこの絶縁膜を被覆したのちに
SF6とO2との混合ガスプラズマで絶縁膜表面およ
び下層の配線層の露出部をエツチングし、その後
に上層の配線層を形成することを特徴とする。以
下、従来技術と対比させながら本発明を詳述す
る。
脂を使用し、かつこの絶縁膜を被覆したのちに
SF6とO2との混合ガスプラズマで絶縁膜表面およ
び下層の配線層の露出部をエツチングし、その後
に上層の配線層を形成することを特徴とする。以
下、従来技術と対比させながら本発明を詳述す
る。
従来一般的に用いられていた層間絶縁膜として
は、300〜400℃の低温で成長が可能なプラズマ窒
化物が挙げられる。例えば第１図において、拡散
工程の完了したシリコン基板１の表面に第１層目
のアルミニウム電極配線層２を形成してからプラ
ズマ窒化膜３を成長させる。次に、CF4ガスプラ
ズマでフオトエツチングを行ない、プラズマ窒化
膜３に層間接続のための開口部４を形成し、しか
る後に第２層目のアルミニウム電極配線層５を形
成する。そのあと、表面保護用のポリイミド膜６
が塗布され、ヒドラジンなどのフオトエツチング
により、ワイヤボンデイングのための開口部７が
形成される。
は、300〜400℃の低温で成長が可能なプラズマ窒
化物が挙げられる。例えば第１図において、拡散
工程の完了したシリコン基板１の表面に第１層目
のアルミニウム電極配線層２を形成してからプラ
ズマ窒化膜３を成長させる。次に、CF4ガスプラ
ズマでフオトエツチングを行ない、プラズマ窒化
膜３に層間接続のための開口部４を形成し、しか
る後に第２層目のアルミニウム電極配線層５を形
成する。そのあと、表面保護用のポリイミド膜６
が塗布され、ヒドラジンなどのフオトエツチング
により、ワイヤボンデイングのための開口部７が
形成される。
この方法による問題点は、プラズマ窒化膜３
は気相成長膜なので、ゴミなどによるピンホール
が極めて発生し易いこと、各層の端面における
次層（例えば、第１層のアルミニウム電極配線層
２の端面８におけるプラズマ窒化膜３）のステツ
プカバレジが悪く途切れ易いこと、熱処理工程
の重なる第１層のアルミニウム電極配線層２の表
面に生じるヒルロツク９によつて、第２層のアル
ミニウム電極配線層５との短絡事故が多いこと、
プラズマ窒化膜３は可撓性がなく、各アルミニ
ウム層２および５との熱膨張係数の違いが大き
く、亀裂が入り易いことなどである。そのため、
通常、第１層目のアルミニウム電極配線層２の膜
厚は0.5μｍ以下に抑えてあり、この結果、この構
造は定格電流が厳しく制限されて専ら小電力用集
積回路に適用されているに過ぎない。
は気相成長膜なので、ゴミなどによるピンホール
が極めて発生し易いこと、各層の端面における
次層（例えば、第１層のアルミニウム電極配線層
２の端面８におけるプラズマ窒化膜３）のステツ
プカバレジが悪く途切れ易いこと、熱処理工程
の重なる第１層のアルミニウム電極配線層２の表
面に生じるヒルロツク９によつて、第２層のアル
ミニウム電極配線層５との短絡事故が多いこと、
プラズマ窒化膜３は可撓性がなく、各アルミニ
ウム層２および５との熱膨張係数の違いが大き
く、亀裂が入り易いことなどである。そのため、
通常、第１層目のアルミニウム電極配線層２の膜
厚は0.5μｍ以下に抑えてあり、この結果、この構
造は定格電流が厳しく制限されて専ら小電力用集
積回路に適用されているに過ぎない。
第２図は本発明の一実施例を示す。すなわち、
拡散工程の完了したシリコン基板１の表面に、第
一層目のアルミニウム電極配線層２を形成してか
ら、ポリイミド層１０を塗布し、ヒドラジンを用
いてフオトエツチングを行ない層間接続用の開口
部４を形成する。
拡散工程の完了したシリコン基板１の表面に、第
一層目のアルミニウム電極配線層２を形成してか
ら、ポリイミド層１０を塗布し、ヒドラジンを用
いてフオトエツチングを行ない層間接続用の開口
部４を形成する。
このあと、SF6（六弗化イオウ）とO2（酸素）ガ
スプラズマ内で軽くドライエツチングを行なつて
から、直ちに第２層目のアルミニウム層５を蒸着
またはマグネトロンスパツタなどによつて形成
し、フオトエツチングを行なう。このプラズマ処
理は、ポリイミド層１０の表面から分解あるいは
蒸発して再付着した有機物を除去すると同時に、
第１層目のアルミニウム電極配線層２の開口部４
の表面に生ずる酸化物であるアルミナなどをエツ
チング除去する効果がある。この効果により、第
１層目のアルミニウム電極配線層２と第２層目の
アルミニウム電極配線層５との接触抵抗を軽減す
ると共に、層間絶縁膜であるポリイミド層１０と
第２層のアルミニウム電極配線層５との機械的密
着強度を向上させることができた。特に大きな密
着強度を要する外部回路との接続部を第２層目の
アルミニウム電極５に設けることも可能となりパ
ターン設計の自由度も大きくなつた。この後、表
面保護用ポリイミド膜６を形成し、これにワイヤ
ボンデイングのための開口部７を形成する。
スプラズマ内で軽くドライエツチングを行なつて
から、直ちに第２層目のアルミニウム層５を蒸着
またはマグネトロンスパツタなどによつて形成
し、フオトエツチングを行なう。このプラズマ処
理は、ポリイミド層１０の表面から分解あるいは
蒸発して再付着した有機物を除去すると同時に、
第１層目のアルミニウム電極配線層２の開口部４
の表面に生ずる酸化物であるアルミナなどをエツ
チング除去する効果がある。この効果により、第
１層目のアルミニウム電極配線層２と第２層目の
アルミニウム電極配線層５との接触抵抗を軽減す
ると共に、層間絶縁膜であるポリイミド層１０と
第２層のアルミニウム電極配線層５との機械的密
着強度を向上させることができた。特に大きな密
着強度を要する外部回路との接続部を第２層目の
アルミニウム電極５に設けることも可能となりパ
ターン設計の自由度も大きくなつた。この後、表
面保護用ポリイミド膜６を形成し、これにワイヤ
ボンデイングのための開口部７を形成する。
このようにしてできた半導体集積回路は、層間
絶縁膜であるポリイミド層１０が2.0μｍと比較的
厚いため、第１層目のアルミニウム電極配線層２
に生じたヒルロツク９によつても第２層目のアル
ミニウム電極配線層５と短絡を起すことはない。
しかも、第１層目のアルミニウム電極配線層２の
膜厚を1.0〜1.7μｍと比較的厚くすることができ、
電流密度の比較的大きい中電力用集積回路に適用
することが可能となつた。さらにまた、プラズマ
窒化膜に比してポリイミドは層形成や加工のコス
トが低く、民生用の半導体集積回路のように大量
生産されるものに適している。
絶縁膜であるポリイミド層１０が2.0μｍと比較的
厚いため、第１層目のアルミニウム電極配線層２
に生じたヒルロツク９によつても第２層目のアル
ミニウム電極配線層５と短絡を起すことはない。
しかも、第１層目のアルミニウム電極配線層２の
膜厚を1.0〜1.7μｍと比較的厚くすることができ、
電流密度の比較的大きい中電力用集積回路に適用
することが可能となつた。さらにまた、プラズマ
窒化膜に比してポリイミドは層形成や加工のコス
トが低く、民生用の半導体集積回路のように大量
生産されるものに適している。
本発明の適用範囲は、一実施例に示した２層配
線構造に限定されることなく、３層以上の多層配
線に適用することもできる。層間絶縁膜として
も、ポリイミドに限定されることなくポリマー全
般に適用可能なことは明白である。また、電極金
属として挙げられたアルミニウム以外に、モリブ
デン、タンタル、タングステンなどの単一金属
や、チタン−白金などの複合金属系にも適用可能
である。
線構造に限定されることなく、３層以上の多層配
線に適用することもできる。層間絶縁膜として
も、ポリイミドに限定されることなくポリマー全
般に適用可能なことは明白である。また、電極金
属として挙げられたアルミニウム以外に、モリブ
デン、タンタル、タングステンなどの単一金属
や、チタン−白金などの複合金属系にも適用可能
である。
第１図は従来の製造方法により製造された半導
体装置を示す断面図、第２図は本発明の一実施例
により製造された半導体装置を示す断面図であ
る。 １……シリコン基板、２……第１層目のアルミ
ニウム電極、３……層間絶縁用プラズマ窒化膜、
４……層間接続のための開口部、５……第２層目
のアルミニウム電極、６……表面保護用ポリイミ
ド層、７……外部接続用開口部、８……第１層目
のアルミニウム電極の端面、９……第１層目のア
ルミニウム電極表面のヒルロツク、１０……層間
絶縁用ポリイミド層。
体装置を示す断面図、第２図は本発明の一実施例
により製造された半導体装置を示す断面図であ
る。 １……シリコン基板、２……第１層目のアルミ
ニウム電極、３……層間絶縁用プラズマ窒化膜、
４……層間接続のための開口部、５……第２層目
のアルミニウム電極、６……表面保護用ポリイミ
ド層、７……外部接続用開口部、８……第１層目
のアルミニウム電極の端面、９……第１層目のア
ルミニウム電極表面のヒルロツク、１０……層間
絶縁用ポリイミド層。
Claims (1)
- １ 半導体基板上に下層配線を形成する工程と、
該下層配線を有機樹脂膜で覆う工程と、該有機樹
脂膜に前記下層配線の一部を露出させる開口を形
成する工程と、しかる後前記有機樹脂膜の表面お
よび前記開口により露出した前記下層配線の前記
一部の表面をSF6とO2のガスプラズマによつて軽
くエツチング除去する工程と、その後前記開口を
介して前記下層配線の前記一部に接続する上層配
線を前記有機樹脂膜上に形成する工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13493182A JPS5925246A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13493182A JPS5925246A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5925246A JPS5925246A (ja) | 1984-02-09 |
| JPS641056B2 true JPS641056B2 (ja) | 1989-01-10 |
Family
ID=15139898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13493182A Granted JPS5925246A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5925246A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53107285A (en) * | 1977-03-02 | 1978-09-19 | Hitachi Ltd | Production of wiring structural body |
| JPS55138856A (en) * | 1979-04-18 | 1980-10-30 | Oki Electric Ind Co Ltd | Method of fabricating semiconductor device |
| IT1153991B (it) * | 1980-10-29 | 1987-01-21 | Rca Corp | Metodo per creare una struttura a metallizzazione dielettrico |
-
1982
- 1982-08-02 JP JP13493182A patent/JPS5925246A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5925246A (ja) | 1984-02-09 |
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