JPS6373648A

JPS6373648A - 多層配線の製造方法

Info

Publication number: JPS6373648A
Application number: JP22000086A
Authority: JP
Inventors: Toshio Wada; 和田　俊男; Shoji Sakamura; 坂村　正二
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1986-09-17
Filing date: 1986-09-17
Publication date: 1988-04-04

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】（イ）産業上の利用分野本発明は多層配線の製造方法、特にポリイミド層間絶縁
膜を用いた多層配線の製造方法に関する。

（ロ）従来の技術ポリイミドは有機高分子で熱硬化性を有する粘性の高い
物質である。熱硬化後は３００〜５００°Ｃの耐熱性と
優れた耐湿性、絶縁性を有し、感光性樹脂と同様にスピ
ンオンによる塗布が可能であるから高温工程終了後の半
導体装置のパシベーションまたは居間絶縁膜として広く
用いられるようになったことは周知である。

第２図Ａ乃至第２図Ｅを参照して従来の多層配線の製造
方法を説明する。

まず第２図Ａに示すように、半導体基板（２１）上に酸
化膜（２２）を介してアルミニウムのスパッタにより形
成きれた第１の金属配線層（２３）を形成される、半導
体基板（２１）表面には所望の拡散Ｊｆｆｌ（２４）が
形成され、フンタクト孔を介して第１の金属配線７１（
２３）とオーミック接触されている。

次に第２図Ｂに示すように、基板（２１）全面にポリイ
ミド（２５）を塗布し、硬化後全面にポリイミド（２５
）のエツチングマスクとなるモリブデン（２６）を被着
形成する。そしてモリブデン（２６）全面をホトレジス
ト（２７）を塗布して被覆し、選択的にコンタクト孔を
設ける領域上に開口部（２８）を形成する。

次に第２図Ｃに示すように、パターン出しされたホトレ
ジスト（２７）をマスクとしてモリブデン（２６）を選
択的にエツチングする。このエツチング方法はフレオン
０　、　Ｉ　Ｔｏｒｒ、酸素０　、０１Ｔｏｒｒのガス
圧で発生されるガスプラズマで行い、モリブデン（２６
）のみをエツチングする。続いて酸素ガスプラズマでホ
トレジスト（２７）を除去する。

次に第２図りに示すように、モリブデン（２６）をマス
クとしてポリイミド（２５）酸素ガスプラズマでエツチ
ングして、第１の配線層（２３）まで達するフンタクト
孔（２９）を形成する。その後フレオンを主成分とする
ガスプラズマでモリブデン（２６）を除去する。

最後に第２図Ｅに示すように、ポリイミド（２５）上に
アルミニウムより成る第２の金属配線層（３０）を形成
している。この第２の金属配線層（３０）はポリイミド
（２５）全面にアルミニウムもスパッタで被着した後、
所望のパターンにホトエツチングして形成される０本工
程で用いたホトレジスト層は酸素ガスプラズマエツチン
グにより除去きれる。

斯上した従来の技術は、例えば特開昭５６−１２９３４
３号公報（ＨＯＩＬ　２１／９０）等に記載されている
。

（ハ）発明が解決しようとする問題点衛士した従来の多層配線の製造方法では、ホトレジスト
とポリイミドとは酸素ガスプラズマで両者エツチングさ
れるため、ポリイミド（２５）上にモリブデン（２６）
を被着して微細加工している。このためモリブデン（２
６）のエツチング工程と除去工程を余分に必要とし、製
造工程が複雑化する問題点があった。

また第２の配線層（３０）のホトエツチング時に用いた
ホトレジストをプラズマエッチで除去する際に露出され
たポリイミド（２５）もエツチングきれて不要の段差が
第２の配線層（３０）とポリイミド（２５）表面間に生
じる問題点も有していた。

（ニ）問題点を解決するための手段本発明は斯上した問題点に鑑みてなされ、ポリイミド層
間絶縁膜上に耐湿性絶縁マスク層を被着し、この耐湿性
絶縁マスク層を用いてポリイミド層間絶縁膜のエツチン
グを行い、更に耐湿性絶縁マスク層を最後まで残存させ
ることにより、従来の問題点を大巾に改善した多層配線
の製造方法を実現するものである。

（ネ）作用本発明に依れば、ポリイミド層間絶縁膜のエツチングに
用いる耐湿性絶縁マスク層を最後まで残存させるので、
耐湿性絶縁マスク層の除去工程を省略でき工程の簡略化
を実現できる。

また第２の配線層のホトエツチングで用いたホトレジス
ト層を除去する際にポリイミド層間絶縁膜を保護し、不
要のポリイミド層間絶縁膜のエツチングを肪止できる。

（へ）実施例本発明による多層配線の製造方法を第１図Ａ乃至第１図
Ｈを参照して詳述する。

本発明の第１の工程は第１図Ａに示すように、半導体基
板（１）の絶縁膜（２）上に第１の配線層（３）を形成
することにある。

本工程では半導体基板（１）表面に所望の拡散領域（４
）を形成した後、基板（１）表面をシリコン酸化膜より
成る絶縁膜（２）で被覆し、この絶縁膜（２）上にアル
ミニウムのスパッタにより形成された第１の金属配置ａ
層（３）を形成している。なおこの第１の金属配線層（
３）は絶縁膜（２）に設けたコンタクト孔を介して所望
の拡散領域（４）とオーミンク接触している。

本発明の第２の工程は第１図Ｂに示すように、°第１の
配線層（３）を被覆するポリイミド層間絶縁膜（５）を
付着し、その上を耐湿性絶縁マスク層（６）で被覆する
ことにある。

本工程では基板（１）全面に液状のポリイミドを塗布し
、硬化して表面の平坦なポリイミド層間絶縁膜（５）を
形成する。ポリイミド居間絶縁膜（５）上には全面にシ
リコン窒化膜（ＳｉＮ）を減圧ＣＶＤ法で付若して耐湿
性絶縁マスク層（６）を形成している。この耐湿性絶縁
マスク層（６）はポリイミド層間絶縁膜（５）のエツチ
ング時にマスクとして働き、その後最後までポリイミド
層間絶縁膜（５）上に残存し、外気からの水分の侵入を
防止している。

本発明の第３の工程は第１図Ｃに示すように、耐湿性絶
縁マスク層（６）をホトレジスト層（７）で被覆し、所
望のコンタクト孔（８）を形成する部分を露出すること
にある。

本工程では耐湿性絶縁マスク層（６）上にホトレジスト
層（７）を塗布し、第１の配線ｆｆ（３）上のコンタク
ト孔（８）を形成する部分を露出する様に露光現像する
。

本発明の第４の工程は第１図りに示すように、耐湿性絶
縁マスク層（６）をホトレジスト層（７）をマスクとし
て選択的にエツチングした後、ホトレジスト層（７）を
除去することにある。

本工程ではホトレジスト層（７）をマスクとして耐湿性
絶縁マスク層（６）を反応性イオンエツチング（ＲＩＥ
）して、所望のフンタクト孔（８）を形成する領域上の
耐湿性絶縁マスク層（７）を除去する。従って耐湿性絶
縁マスク層（６）にはホトレジスト層（７）と同一のパ
ターンが形成される。続いて酸素ガスプラズマでホトレ
ジスト層（７）をエツチング除去する。

本発明の第５の工程は第１図Ｅに示すように、耐湿性絶
縁マスク層（６）をマスクとしてポリイミド層間絶縁膜
（５）をエツチングし所望の第１の配線層〈３）上にコ
ンタクト孔（８）を形成することにある。

本工程では耐湿性絶縁マスク層（６）をマスクとして用
い、ポリイミド層間絶縁膜（５）を酸素ガスプラズマエ
ツチングにより第１の配線層り３）まで達するフンタク
ト孔（８）を形成する。なお酸素ガスプラズマエツチン
グでは耐湿性絶縁マスク層（６）および第１の配線層（
３）はエツチングされないので、ポリイミド層間絶縁膜
（５）には耐湿性絶縁マスク層（６）と同形状のフンタ
クト孔（８）を微細加工できる。

本発明の第６の工程は第１図Ｆに示すように、耐湿性絶
縁マスク層（６）上に第２の配線層（９）となる金属層
（１０）を被若し、第１図Ｇに示すように、金属層（１
０）をエツチングして所望のパターンの第２の配線層（
９）を形成することにある。

本工程は本発明の特徴とする点であり、耐湿性絶縁マス
ク層（６）を残存許せたまま耐湿性絶縁マスク層（６）
上にアルミニウムをスパッタして被着した金属層（１０
）で被覆し、金属Ｂ（１０）上を所望の形状のホトレジ
スト層（１１）で被覆する。続イテホトレジストＪｌ（
１１）をマスクとして反応性イオンエツチングを行い、
金属層（１０）をエツチング除去する。この結果耐湿性
絶縁マスク層（６）はポリイミド層間絶縁膜〈５）上に
残り、耐湿性絶縁マスク層＜６）上に所望の第２の配線
層（９）を形成できる。

本発明の第７の工程は第１図Ｈに示すように、耐湿性絶
縁マスク層（６）でポリイミド層間絶縁膜（５）を保護
しながらホトレジストＪｉ（１１）を除去することにあ
る。

本工程も本発明の特徴とする点であり、ホトレジスト層
（１１）を酸素ガスプラズマエツチングにより除去する
際に、このエツチングによりポリイミド層間絶縁膜（５
〉もエツチングきれるので耐湿性絶縁マスク層（６）を
残存させてポリイミド層間絶縁膜（５）の不要のエツチ
ングを防止している。この結果耐湿性絶縁マスク層（６
）上に第２の配線層（９）のみが残存し、ポリイミド層
間絶縁膜（５）は全くエツチングされない。この耐湿性
絶縁マスク層（６）はその後製品化されても残存され、
耐湿性の劣るポリイミド層間絶縁膜（５）に代って全面
を被覆するので、製品の耐湿性を大巾に向上できる。

（ト）発明の効果本発明に依れば、ポリイミド層間絶縁膜（５）のエツチ
ングのマスクとして用いる耐湿性絶縁マスク層（６）は
最後まで残存させるので、従来では別個にマスク層の除
去工程を必要としていたのに対し本発明では耐湿性絶縁
マスク層（６）の除去を不要とし、工程の簡略化を図る
ことができる。

また本発明に依れば、第２の配線層（９）のエツチング
に用いるホトレジスト層（１１）の除去に際し、ポリイ
ミド層間絶縁膜（５）の保護として働き、不要のポリイ
ミド層間絶縁膜（５）のエツチングを防止し、平坦な表
面の多層配線を実現できる。

更に本発明に依れば、耐湿性の劣るポリイミド層間絶縁
膜（５）上を耐湿性絶縁マスク層（６）で常に被覆して
いるので、製造中も製品化後も耐湿性の秀れた多層配線
の製造方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ乃至第１図Ｈは本発明の多層配線の製造方法を
説明する断面図、第２図Ａ乃至第２図Ｅは従来の多層配
線の製造方法を説明する断面図である。（１）は半導体基板、　（２）は絶縁膜、　（３）は第
１の配線層、（４）は拡散領域、（５）はポリイミド層
間絶縁膜、　（６）は耐湿性絶縁マスク層、（７）はホ
トレジスト！、（８＞はコンタクト孔、（９）は第２の
配線層、　（１０）は金属層、　（１１）はホトレジス
ト層である。出願人　三洋電機株式会社外１名代理人　弁理士　西野卓嗣　外１名第１　図　八第１図Ｂ第１図Ｃ第１図Ｄ＠１図　Ｅ第１図Ｆ第１図Ｇ第１図Ｈ第２図へ第２図Ｂ第２図Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体基板の絶縁膜上に第１の配線層を形成する
工程、前記第１の配線層を被覆するポリイミド層間絶縁
膜を付着し前記ポリイミド層間絶縁膜上を耐湿性絶縁マ
スク層で被覆する工程、前記耐湿性絶縁マスク層をホト
レジスト層で被覆し、所望のコンタクト孔を形成する部
分を露出する工程、前記耐湿性絶縁マスク層を前記ホト
レジスト層をマスクとして選択的にエッチングした後前
記ホトレジスト層を除去する工程、前記耐湿性絶縁マス
ク層をマスクとして前記ポリイミド層間絶縁膜をエッチ
ングし所望の前記第１の配線層上にコンタクト孔を形成
する工程、前記耐湿性絶縁マスク層上に第２の配線層と
なる金属層を被着し所望のパターンを有するホトレジス
ト層をマスクとして第２の配線層を形成する工程、前記
耐湿性絶縁マスク層で前記ポリイミド層間絶縁膜を保護
しながら前記ホトレジスト層を除去する工程とを有する
ことを特徴とする多層配線の製造方法。