説明

配線構造体の製作方法

【目的】メッキ技術を用いて配線を絶縁膜中に埋め込み形成し、これにより回路の平坦化をはかり、配線の多層化による高性能、かつ小形の通信用混成IC等の半導体集積回路、デジタル集積回路等の配線構造体の製作方法を提供する。
【構成】通信用混成GaAsIC等の半導体集積回路の配線において、絶縁膜中に、この絶縁膜とほぼ同等の厚みを持つ電導体膜をメッキ法により形成することにより、微細な線状配線と平板状配線とを共に絶縁膜中に埋め込み形成する配線構造体の製作方法。
【効果】回路の平坦性が向上し、配線の多層化により集積回路の高密度化および小形化を実現することができる。また、FETゲート部などの微細な部分に低抵抗の配線を行い、素子特性の向上がはかられる。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、通信用混成IC等の半導体集積回路、GaAs系デジタル集積回路等の配線構造体の製作方法に係り、特に、FETのゲート部の配線を形成するのに好適な配線構造体の製作方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路では、集積度の向上と共に、配線の多層化が重要な課題となっている。従来、通信用混成IC、GaAs系デジタル集積回路等の平坦化配線としては、スペーサ リフトオフにより絶縁膜中に埋め込み形成する方法、またはイオンミリング等により配線を形成し、後から絶縁膜で覆い、エッチバック等を利用して掘り起こす方法など、種々の方法があるが、いずれも微細な線状配線の部分と平板状の配線部分の両方とも、完全に絶縁膜と隙間なく配線を埋め込み、かつ配線を露出形成することができず、配線多層化時の断線、接続不良などの問題が発生していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記従来技術における問題点を解消するものであって、メッキ技術を用いて配線を絶縁膜中に埋め込み形成し、これにより回路の平坦化をはかり、配線の多層化による高性能、かつ小形の通信用混成IC等の半導体集積回路、デジタル集積回路等の配線構造体の製作方法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成するために、通信用混成GaAsIC等の半導体集積回路の配線において、絶縁膜中に、該絶縁膜とほぼ同等の厚みを持つ電導体膜をメッキ形成することにより、微細な線状配線と平板状配線とを共に、絶縁膜中に埋め込み形成するものである。これにより、回路を平坦化し多層配線を歩留りよく製作することができる。
【0005】本発明は、配線を形成する基板上に、溝穴パタンを形成した第1の絶縁膜を被覆する工程と、第1の絶縁膜の溝穴パタンの側面および底面を含む第1の絶縁膜の全面に第1の電導体膜を被覆する工程と、第1の電導体膜上に、第1の絶縁膜の溝穴の深さとほぼ同等の厚みの第2の電導体膜をメッキ成長させる工程と、第1の絶縁膜の溝穴の幅が第1の絶縁膜の溝穴の深さのほぼ2倍以上の溝穴を有する場合には、第1の絶縁膜の溝穴上部の第2の電導体膜のみを覆うようにパタン化された第2の絶縁膜で被覆する工程と、全面にイオンミリングを行い、第1の絶縁膜上の溝穴部分以外の第2の電導体膜および第1の電導体膜を除去し、第1の絶縁膜の溝穴の側壁部および内部に形成された第1の電導体膜部分と第2の電導体膜部分とを残して配線を形成する工程を、少なくとも含む配線構造体の製作方法である。さらに本発明は、配線を形成する基板上に、溝穴パタンを形成した第1の絶縁膜を被覆する工程と、第1の絶縁膜の溝穴パタンの側面および底面を含む第1の絶縁膜の全面に第1の電導体膜を被覆する工程と、第1の電導体膜上に、第1の絶縁膜の溝穴とほぼ同じ形状にパタン化された第2の絶縁膜で被覆する工程と、第1の電導体膜を電極としてメッキ法により第1の絶縁膜の溝穴の深さとほぼ同等の厚みの第2の電導体膜を形成する工程と、第2の絶縁膜を除去する工程と、全面にイオンミリングを行い、第1の絶縁膜上の溝穴部分以外の第2の電導体膜および第1の電導体膜を除去し、第1の絶縁部の溝穴の側壁部および内部に形成した第1の電導体膜部分と第2の電導体膜部分を残して配線を形成する工程とを、少なくとも含む配線構造体の製作方法である。
【0006】
【実施例】以下に本発明の実施例を挙げ、図面を用いてさらに詳細に説明する。
<実施例1>本実施例においては、配線が平板状(配線幅wが配線の厚みdの2倍よりも大きい配線)の場合について、図1を用いて配線の製作工程順に説明する。
(a)下地基板(半導体等)1の上に、マスク用絶縁膜2(ポリイミド、SiOまたはSiN等)を形成(厚みt)し、配線パタンである溝穴3(ただし、ここでは、穴の幅w1を、w1>2tと大きくした場合を示す)をエッチングにより形成する〔図1(a)〕。
(b)次に、下地基板1の表面全体にメッキ電極となるメッキ用電極電導体膜4を、溝穴3の内部の底および側壁部へカバリッジ(膜回り)の良いスパッタ法により形成させる〔図1(b)〕。
(c)次に、上記マスク用絶縁膜2の溝穴3のパタン上に、メッキ用電極電導体膜4を電極として、金等のメッキ成長電導体膜5を成長させる〔図1(c)〕。この際、メッキ成長電導体膜5の厚みdは、マスク用絶縁膜2の厚みt、すなわち溝穴3の深さとほぼ同等にする。これにより、マスク用絶縁膜2の溝穴3のパタンの内部には、すべてメッキ成長用電導体膜5により埋まることになる。
(d)マスク用絶縁膜2の溝穴3のパタン上形成されたメッキ電極用電導体膜4およびメッキ成長電導体膜5の上に、マスク用絶縁膜2の溝穴3のパタンを覆うように、パタン化された絶縁膜(カバーレジスト)6を形成する〔図1(d)〕。このとき、より正確にはマスク絶縁膜6のパタン幅w0が、w1−2d<w0<w1となるように成形させることが好ましい。
(e)マスク用絶縁膜2の溝穴3のパタン以外の層上のメッキ電極電導体膜4およびメッキ成長電導体膜5を、パタン化された絶縁膜6をマスクとして、イオンミリング等により除去し〔図1(e)〕、(f)次に、残りの絶縁膜6を除去すれば、所望の配線構造体が形成される〔図1(f)〕。
【0007】<実施例2>本実施例においては、配線が微細な線状(配線幅wが配線の厚みdの2倍より小さい配線)の場合について、図2を用いて説明する。
(a)下地基板(半導体等)1の上に、マスク用絶縁膜2(ポリイミド、SiO2またはSiN等)を形成(厚みt)し、配線パタンである溝穴3(ただし、この場合の穴の幅w2を、w2<2tと小さくする)をエッチングにより形成する〔図2(a)〕。
(b)次に、下地基板1の表面全体にメッキ電極となるメッキ用電極電導体膜4を、溝穴3の内部の底および側壁部へカバリッジよくスパッタ法により形成させる〔図2(b)〕。
(c)次に、上記マスク用絶縁膜2の溝穴3のパタン上へ、メッキ用電極電導体膜4を電極として、金等のメッキ成長電導体膜5を成長させる〔図2(c)〕。この際、メッキ成長電導体膜5の厚みdは、実施例1で示した幅の大きい溝穴3の中央部でマスク用絶縁膜2の厚みt、すなわち溝穴3の深さとほぼ同等になるように設定する。これにより、マスク用絶縁膜2の溝穴3のパタンの内部は、すべてメッキ成長用電導体膜5により埋まることになる。なお、ここではマスク用絶縁膜2の溝穴3のパタン上には絶縁膜(カバーレジスト)6を形成しない。
(d)全面を、イオンミリングによりエッチングし、マスク用絶縁膜2の溝穴3の内部のメッキ成長電導体膜5を残して、マスク用絶縁膜2の上のメッキ用電極電導体膜4、メッキ成長電導体膜5を除去すれば、配線構造体が得られる〔図2(d)〕。
上記図1(実施例1)および図2で示したような方法で配線構造体を形成すると、配線の大きさにかかわらず、すべての配線は平坦な層間膜中に自動的に埋め込まれる構造となるため、多層配線を形成する上で有利である。また、FETのゲート部など微細な部分への配線と、キャパシタ電極などの大面積の平板配線とを同時に形成することもできるため、ゲートの低抵抗化にも有効である。
【0008】<実施例3>図3を用いて、本実施例における配線構造体の製作方法について、作製工程順に説明する。
(a)まず、下地基板(半導体等)1の上に、マスク用絶縁膜2(ポリイミド、SiO2またはSiN等)を形成(厚みt)し、配線パタンである溝穴3(幅w1およびw2)をエッチングにより形成する。なお、w2<2t,w1>2tとする〔図3(a)〕。
(b)次に、マスク用絶縁膜2の表面全体にメッキ電極となるメッキ用電極電導体膜4を被膜のカバリッジ性のよいスパッタ法により形成させる〔図3(b)〕。
(c)次に、上記マスク用絶縁膜2の溝穴3のパタン以外の部分に被着されているメッキ用電極電導体膜4を覆うように、レジスト材料等からなる絶縁膜7を形成し、マスク用絶縁膜2と同じように溝穴パタン化する〔図3(c)〕。
(d)次に、絶縁膜7とメッキ用電極電導体膜4との付着性を十分に良くするために、ベーキング処理を行う〔図3(d)〕。
(e)次に、上記マスク用絶縁膜2の溝穴3のパタン内へ、メッキ用電極電導体膜4を電極としてメッキ成長電導体膜5を成長させる〔図3(e)〕。この際、幅の広い溝穴3のパタンの中央部におけるメッキ成長電導体膜5の厚みdが、マスク用絶縁膜2の溝穴3の深さtと、ほぼ同等となるようにメッキ成長電導体膜5を成長させる。
(f)この後、マスク用の絶縁膜7を除去し〔図3(f)〕、(g)マスク用絶縁膜2の上層のメッキ用電極電導体膜4を、イオンミリング等の方法により除去すれば、所望する配線構造体が得られる。
【0009】
【発明の効果】本発明の配線構造体の製作方法によれば、微細な線状配線と平板状配線とを同時に絶縁膜中に埋め込み形成することが可能であり、これにより回路の平坦性を向上させると共に、配線の多層化等により集積回路の高密度化および小形化を実現することができる。また、FETのゲート部などの微細な部分に低抵抗の配線を行い、素子特性の向上をはかることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1で例示した配線構造体の製作工程を示す説明図。
【図2】本発明の実施例2で例示した配線構造体の製作工程を示す説明図。
【図3】本発明の実施例3で例示した配線構造体の製作工程を示す説明図。
【符号の説明】
1…下地基板(半導体等)
2…マスク用絶縁膜
3…溝穴
4…メッキ用電極電導体膜
5…メッキ成長電導体膜
6…カバーレジスト(絶縁膜)
7…カバーレジスト(絶縁膜)

【特許請求の範囲】
【請求項1】配線を形成する基板上に、溝穴パタンを形成した第1の絶縁膜を被覆する工程と、第1の絶縁膜の溝穴パタンの側面および底面を含む第1の絶縁膜の全面に第1の電導体膜を被覆する工程と、第1の電導体膜上に、第1の絶縁膜の溝穴の深さとほぼ同等の厚みの第2の電導体膜をメッキ成長させる工程と、第1の絶縁膜の溝穴の幅が第1の絶縁膜の溝穴の深さのほぼ2倍以上の溝穴を有する場合には、第1の絶縁膜の溝穴上部の第2の電導体膜のみを覆うようにパタン化された第2の絶縁膜で被覆する工程と、全面にイオンミリングを行い、第1の絶縁膜上の溝穴の部分以外に被着されている第2の電導体膜および第1の電導体膜を除去し、第1の絶縁膜の溝穴の側壁部および内部に形成された第1の電導体膜部分と第2の電導体膜部分とを残して配線を形成する工程を、少なくとも含むことを特徴とする配線構造体の製作方法。
【請求項2】配線を形成する基板上に、溝穴パタンを形成した第1の絶縁膜を被覆する工程と、第1の絶縁膜の溝穴パタンの側面および底面を含む第1の絶縁膜の全面に第1の電導体膜を被覆する工程と、第1の電導体膜上に、第1の絶縁膜の溝穴とほぼ同じ形状にパタン化された第2の絶縁膜で被覆する工程と、第1の電導体膜を電極としてメッキ法により第1の絶縁膜の溝穴の深さとほぼ同等の厚みの第2電導体膜を形成する工程と、第2の絶縁膜を除去する工程と、全面にイオンミリングを行い、第1の絶縁膜上の溝穴の部分以外に被着されている第2の電導体膜および第1の電導体膜を除去し、第1の絶縁膜の溝穴の側壁部および内部に形成された第1の電導体膜部分と第2の電導体膜部分とを残して配線を形成する工程を、少なくとも含むことを特徴とする配線構造体の製作方法。

【図1】
image rotate


【図2】
image rotate


【図3】
image rotate


【公開番号】特開平5−217944
【公開日】平成5年(1993)8月27日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平4−17776
【出願日】平成4年(1992)2月3日
【出願人】(000004226)日本電信電話株式会社 (13,992)