JPS615550A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPS615550A JPS615550A JP12524484A JP12524484A JPS615550A JP S615550 A JPS615550 A JP S615550A JP 12524484 A JP12524484 A JP 12524484A JP 12524484 A JP12524484 A JP 12524484A JP S615550 A JPS615550 A JP S615550A
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- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は多層配線構造を有する半導体装置に関し、主と
して高周波用リニアＩＣ（半導体集積回路装置）を対象
とする。
して高周波用リニアＩＣ（半導体集積回路装置）を対象
とする。
ＩＣやＬＳＩ等の半導体装置において、１チツプあたり
の素子数が増大するに伴い、素子間を接続するアルミニ
ウム配線は一層構造では無理となり、２層以上の多層構
造が採用されている。この２層以上の配線間には層間絶
縁膜として、従来はシリコン酸化物やリンを含むガラス
等の無機絶縁材が使われていたが、厚膜に形成した場合
に熱歪を生じゃすく又、多層に形成すると配線による表
面段差が苔しくなった。このような無機絶縁膜に代って
低温処理でき１表面の平坦性を確保できる有機絶縁膜が
使われ、特に高耐熱性のポリイミド系高分子樹脂を層間
絶縁膜に用いた配線構造が採用されている。（特公昭５
７−３６７５９公報参照）。
の素子数が増大するに伴い、素子間を接続するアルミニ
ウム配線は一層構造では無理となり、２層以上の多層構
造が採用されている。この２層以上の配線間には層間絶
縁膜として、従来はシリコン酸化物やリンを含むガラス
等の無機絶縁材が使われていたが、厚膜に形成した場合
に熱歪を生じゃすく又、多層に形成すると配線による表
面段差が苔しくなった。このような無機絶縁膜に代って
低温処理でき１表面の平坦性を確保できる有機絶縁膜が
使われ、特に高耐熱性のポリイミド系高分子樹脂を層間
絶縁膜に用いた配線構造が採用されている。（特公昭５
７−３６７５９公報参照）。
このポリイミド樹脂、たと・えば芳香族ジアミンと、芳
香族テトラカルボン酸二無水物とを反応して得られる重
合物からなるボリイミ°ド樹脂を半導体基板上に層間絶
縁膜として形成する場合、ポリイミ樹脂のプレポリマー
溶液を配線の形成された前記基板表面にスピンナ塗布し
たのち、溶媒成分を蒸発させ、２００〜３００℃で熱処
理して重合硬化させて被膜を形成する。
香族テトラカルボン酸二無水物とを反応して得られる重
合物からなるボリイミ°ド樹脂を半導体基板上に層間絶
縁膜として形成する場合、ポリイミ樹脂のプレポリマー
溶液を配線の形成された前記基板表面にスピンナ塗布し
たのち、溶媒成分を蒸発させ、２００〜３００℃で熱処
理して重合硬化させて被膜を形成する。
第１図はボリミイド樹脂を層間膜に使用した２層配線の
一例を示す断面図である。
一例を示す断面図である。
１はシリコン結晶基板、２は表面酸化膜（ＳｉＯ□膜）
である。３は第１層アルミニウム配線で厚さｄ２が１．
７５μｍ程度とする。４はポリイミド樹脂からなる層間
膜で厚さｄｌは３．７５μｍ程度である。５は第２層ア
ルミニろム配線で層間膜４上に形成され、その一部にあ
けられたスルーホール６を通じて第１層アルミニウム配
線３に接続する。
である。３は第１層アルミニウム配線で厚さｄ２が１．
７５μｍ程度とする。４はポリイミド樹脂からなる層間
膜で厚さｄｌは３．７５μｍ程度である。５は第２層ア
ルミニろム配線で層間膜４上に形成され、その一部にあ
けられたスルーホール６を通じて第１層アルミニウム配
線３に接続する。
このような２層配線構造において層間膜４は前記したよ
うにスピンナ塗布されて全面が平坦化しでいるため、第
１層アルミニウム配線３の上の層間膜の厚さｄ３は１．
０〜２．５μｍときわめて薄い被膜となり、この上に第
２層アルミニウム配線５が形成されていると、配線間容
量が大きくなる。
うにスピンナ塗布されて全面が平坦化しでいるため、第
１層アルミニウム配線３の上の層間膜の厚さｄ３は１．
０〜２．５μｍときわめて薄い被膜となり、この上に第
２層アルミニウム配線５が形成されていると、配線間容
量が大きくなる。
このように配線間容量が大きいと配線間でクロストーク
や発振遅延を生じやすいことがあきらかとされた。特に
、高周波用リニアＩＣにおいて、たとえば、ボリミイド
系樹脂を層間絶縁膜として多層配線構造を形成する場合
に上記クロストークや発振遅延が生じてしまうため、多
層配線構造が採用されていないことが本発明者よりあき
らかとされた。
や発振遅延を生じやすいことがあきらかとされた。特に
、高周波用リニアＩＣにおいて、たとえば、ボリミイド
系樹脂を層間絶縁膜として多層配線構造を形成する場合
に上記クロストークや発振遅延が生じてしまうため、多
層配線構造が採用されていないことが本発明者よりあき
らかとされた。
本発明は上記問題を解決したものである。した
１カ、７□□。−ｖ ｃＦ） ＠ ｆｆ−ｒ Ｌよ
工□１１．ア、。 ｉ□でアルミニウム配線の２
層以上の多層構造を実現することにある。□本発明の他
の目的はＩＣチップせイズの縮小化にある。
１カ、７□□。−ｖ ｃＦ） ＠ ｆｆ−ｒ Ｌよ
工□１１．ア、。 ｉ□でアルミニウム配線の２
層以上の多層構造を実現することにある。□本発明の他
の目的はＩＣチップせイズの縮小化にある。
本発明め前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は１
本明細書の記述および添付図面よりあきらかになるであ
ろう。
本明細書の記述および添付図面よりあきらかになるであ
ろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。すなわち、
半導体基体上に第１層配線と第２層配線とがポリイミド
樹脂等の有機性層間絶縁膜を介して形成された多層配線
構造において、第１層配・線と第２層配線とが交差する
部分の上記層間絶縁膜が他の部分の層間絶縁膜よりも厚
く形成され交差する部分の第１層配線上の層間絶縁膜を
充分の厚さをもたせ諷ことにより第１層・第２層の配線
間のクロストークや発振遅延を防ぐことかで−き発明の
目的を達成するものである。
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。すなわち、
半導体基体上に第１層配線と第２層配線とがポリイミド
樹脂等の有機性層間絶縁膜を介して形成された多層配線
構造において、第１層配・線と第２層配線とが交差する
部分の上記層間絶縁膜が他の部分の層間絶縁膜よりも厚
く形成され交差する部分の第１層配線上の層間絶縁膜を
充分の厚さをもたせ諷ことにより第１層・第２層の配線
間のクロストークや発振遅延を防ぐことかで−き発明の
目的を達成するものである。
第２図は本発明の一実施例を示すものであって。
第１図に対応する多層配線構造を有する半導体装置の縦
断面図である。同図において第１図を共通の構成部分に
は同じ指示番号記号が附しである。
断面図である。同図において第１図を共通の構成部分に
は同じ指示番号記号が附しである。
３’（３ａ、 ３ ｂ、 Ａ ｃ’）は第１層アルミニ
ウム配線でこのうち３ ｂ’は第２層アルミニウム配線
５と′交差する。４はポリイミド樹脂からなる層間絶縁
膜で、この上に第２層アルミニウム配線５が形成され層
間膜４の一部にあけたスルーホール６を通じて第１層ア
ルミニウム配線３ａと接続される６７は第２層アルミニ
ウム配線５を覆うように形成されポリイミド樹脂からな
るプロテクシ目ン（保護用）膜である。なお第２層アル
ミニウム配線５は第１層アルミニウム配線３ｃとは交差
しないものとする。
ウム配線でこのうち３ ｂ’は第２層アルミニウム配線
５と′交差する。４はポリイミド樹脂からなる層間絶縁
膜で、この上に第２層アルミニウム配線５が形成され層
間膜４の一部にあけたスルーホール６を通じて第１層ア
ルミニウム配線３ａと接続される６７は第２層アルミニ
ウム配線５を覆うように形成されポリイミド樹脂からな
るプロテクシ目ン（保護用）膜である。なお第２層アル
ミニウム配線５は第１層アルミニウム配線３ｃとは交差
しないものとする。
上記ポリイミド樹脂からなる層間絶縁膜４は第１層配線
３ｂと第２層配線５とが交差する部分の厚さく酸化膜２
と接する部分からの厚さ）ｄ４は第２層配線５が第１層
配線と交差しない他の部分の厚さｄ４と交差する部分の
第１層配線３ｂの厚さｄ２との差ｄ’、−ｄ２＝ｄ３を
配線間寄生容量を小さくするに充分な厚さ、たとえばｄ
３＝３．０μｍ以上とする。
３ｂと第２層配線５とが交差する部分の厚さく酸化膜２
と接する部分からの厚さ）ｄ４は第２層配線５が第１層
配線と交差しない他の部分の厚さｄ４と交差する部分の
第１層配線３ｂの厚さｄ２との差ｄ’、−ｄ２＝ｄ３を
配線間寄生容量を小さくするに充分な厚さ、たとえばｄ
３＝３．０μｍ以上とする。
第３図乃至第７図は本発明による多層配線構造（第２図
に対応する）を有する半導体装置の製造プロセスを示す
工程断面図である。以下、各工程に従って説明する。
に対応する）を有する半導体装置の製造プロセスを示す
工程断面図である。以下、各工程に従って説明する。
（１）第３図に示すようにシリコン結晶基体１を用意し
、この基体１の主面に図示されない半導体素子を形成し
、その際に形成された表面酸化膜２上にアルミニウムを
蒸着（又はスパッタ）し、パターニングエッチすること
により厚さｄ２＝１．７５μｍの第１層アルミニウム配
線３ａ、３ｂ、３ｃを形成する。このうち配線３ｂは上
層の配線と交差することになる。
、この基体１の主面に図示されない半導体素子を形成し
、その際に形成された表面酸化膜２上にアルミニウムを
蒸着（又はスパッタ）し、パターニングエッチすること
により厚さｄ２＝１．７５μｍの第１層アルミニウム配
線３ａ、３ｂ、３ｃを形成する。このうち配線３ｂは上
層の配線と交差することになる。
（２）第４図に示すようにこの上にポリイミド樹脂を厚
めに塗布し、硬化後の厚さがたとえばｄ４＝５．０μｍ
程度となるように層間絶縁膜４を形成する。
めに塗布し、硬化後の厚さがたとえばｄ４＝５．０μｍ
程度となるように層間絶縁膜４を形成する。
この絶縁膜４はポリイミド樹脂のプリポリマー溶液又は
半重合溶液（たとえばＮ−メチル−２ピロリドンもしく
はＮ−Ｎ−ジメチルアセトアミドなどを溶液とする）を
基本表面にスピンナ塗布したのち、溶媒成分を蒸発させ
、さらに２００〜３００℃で熱処理して硬化させて上記
厚さｄ４をもつポリイミド被膜を形成する。
半重合溶液（たとえばＮ−メチル−２ピロリドンもしく
はＮ−Ｎ−ジメチルアセトアミドなどを溶液とする）を
基本表面にスピンナ塗布したのち、溶媒成分を蒸発させ
、さらに２００〜３００℃で熱処理して硬化させて上記
厚さｄ４をもつポリイミド被膜を形成する。
（３）ホトレジスト材を塗布し、露光ご現像処理によっ
て２層配線の交差部、特に人、出力ラインのアルミ・ラ
ム２層配線交差部等寄生容量がｉ性上問題となる部分、
例えば配線３ｂの上部ホトレジストマスク８を形成し、
このマスクを用いて第５図に示すようにポリイミド被膜
４の一部を選択的にエッチする。この選択はエッチによ
り配線３ｂ等の問題個所以外の部分のポリイミド被膜４
の厚さｄｌは３，７５μｍ程度となる。
て２層配線の交差部、特に人、出力ラインのアルミ・ラ
ム２層配線交差部等寄生容量がｉ性上問題となる部分、
例えば配線３ｂの上部ホトレジストマスク８を形成し、
このマスクを用いて第５図に示すようにポリイミド被膜
４の一部を選択的にエッチする。この選択はエッチによ
り配線３ｂ等の問題個所以外の部分のポリイミド被膜４
の厚さｄｌは３，７５μｍ程度となる。
（４）あらたにホトレジスト材を塗布し、露光、現像処
理によって、配線３ａの上部以外の部分にホト、レジス
トマスク９を形成し、このマスクを用いて第６図に示す
ようにポリイミド被膜４の一部を選択的にエッチするこ
とにより、配線３ａが露 １出するように
スルーホール６を開ける。
理によって、配線３ａの上部以外の部分にホト、レジス
トマスク９を形成し、このマスクを用いて第６図に示す
ようにポリイミド被膜４の一部を選択的にエッチするこ
とにより、配線３ａが露 １出するように
スルーホール６を開ける。
（５）アルミニウム膜を蒸着法又はスパッタ（リング法
）により基板１上に形成し、パターニング・エッチする
ことにより、第７図に示すように第２層アルミニウム配
線５を形成する。この第２Ｍアルミニウム配線は第８図
に平面図で示すようにスルーホール６を通じて第１層ア
ルミニウム配線３ａに接続し、他の第１層アルミニウム
配線３ｂには交差するように重なり、また、他の第１層
アルミニウム配＠３ｃには重なり合わないものとする。
）により基板１上に形成し、パターニング・エッチする
ことにより、第７図に示すように第２層アルミニウム配
線５を形成する。この第２Ｍアルミニウム配線は第８図
に平面図で示すようにスルーホール６を通じて第１層ア
ルミニウム配線３ａに接続し、他の第１層アルミニウム
配線３ｂには交差するように重なり、また、他の第１層
アルミニウム配＠３ｃには重なり合わないものとする。
このあとポリイミド樹脂を全面に塗布し、第２図に示す
ようにプロテクション膜７を形成する。
ようにプロテクション膜７を形成する。
このプロテクション用のポリイミド樹脂の形成は工程（
２）で述べた場合と同様の工程により行われる。
２）で述べた場合と同様の工程により行われる。
以上実施例で説明した本発明によれば、下記の理由下前
記発明の目的が達成できる。
記発明の目的が達成できる。
（１）第１層と第２層のアルミニウム配線が層間膜を介
して交差する部分では層間膜であるポリイミド膜４の厚
さはたとえばｄ４−ｄ２＝３．０μｍｌ程度と充分に厚
く形成できるため゛Ｊ寄生容量によるクロストークや発
振遅延を防止することが出来る。
して交差する部分では層間膜であるポリイミド膜４の厚
さはたとえばｄ４−ｄ２＝３．０μｍｌ程度と充分に厚
く形成できるため゛Ｊ寄生容量によるクロストークや発
振遅延を防止することが出来る。
（２）第１層と第２層のアルミニウム配線が層間膜を介
して交差する部分以外では層間膜の厚さを薄く形成する
ことにより、たとえばスルーホールの形成が容易であり
、又、それにより寄生容量の問題はない。
して交差する部分以外では層間膜の厚さを薄く形成する
ことにより、たとえばスルーホールの形成が容易であり
、又、それにより寄生容量の問題はない。
（３）上記（１）、（２）により、高周波用リニアＩＣ
において、アルミニウム２層配［１）造が可能となると
いう効果を有する。
において、アルミニウム２層配［１）造が可能となると
いう効果を有する。
（４）上記（３）によりＩＣのチップサイズ縮小化（例
えば１０〜２０％程度の縮小）が可能となる。
えば１０〜２０％程度の縮小）が可能となる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
たとえば、第１層配線と第２層配線とが層間絶縁膜を介
して交差する部分でその層間絶縁膜の上に有機樹脂を選
択的に堆積させることにより上記絶縁物の他の部分より
も厚く形成するようにしてもよい。この場合の有機樹脂
は上記層間絶縁膜とはエッチ性において異なる材質のも
のを選ぶか、又は同じ材質を使い、ホトレジストを用い
たりフトオフ法により選択的に堆積させるようにするこ
とができる。
して交差する部分でその層間絶縁膜の上に有機樹脂を選
択的に堆積させることにより上記絶縁物の他の部分より
も厚く形成するようにしてもよい。この場合の有機樹脂
は上記層間絶縁膜とはエッチ性において異なる材質のも
のを選ぶか、又は同じ材質を使い、ホトレジストを用い
たりフトオフ法により選択的に堆積させるようにするこ
とができる。
本発明は高周波用リニアＩＣ全般に適用することができ
、たとえばＦＭ９！振回路振子路ビジョン発振回路に応
用して有効である。
、たとえばＦＭ９！振回路振子路ビジョン発振回路に応
用して有効である。
又、本発明は２層以上の多層配線構造の場合にも同様に
適用することができる。
適用することができる。
第１図は２層配線構造の一例を示す縦断面図である。
第２図は本発明の一実施例を示すものであって。
多層配線構造を有する半導体装置の縦断面図である。
第３図は乃至第７図は本発明の一実施例を示すものであ
って、第２図に示された多層配線構造を有する半導体装
置の製造プロセスの工程断面図である。 第８図は多層配線構造を有する半導体装置の平面図であ
ってそのＡ−Ａ ’断面に第７図が対応する。 ■・・・シリコン半導体基体、２・・・表面酸化膜、３
ａ、３ｂ・・・第１層アルミニウム配線、４・・・層間
絶縁膜（ポリイミド樹脂）、５・・・第２層アルミニウ
ム配線、６・・・スルーホール、７・・・プロテクショ
ン（ポリイミド樹脂）。 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 図 第 ５ 図
って、第２図に示された多層配線構造を有する半導体装
置の製造プロセスの工程断面図である。 第８図は多層配線構造を有する半導体装置の平面図であ
ってそのＡ−Ａ ’断面に第７図が対応する。 ■・・・シリコン半導体基体、２・・・表面酸化膜、３
ａ、３ｂ・・・第１層アルミニウム配線、４・・・層間
絶縁膜（ポリイミド樹脂）、５・・・第２層アルミニウ
ム配線、６・・・スルーホール、７・・・プロテクショ
ン（ポリイミド樹脂）。 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 図 第 ５ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基体上に層間絶縁膜を介して上層配線と下層
配線とが形成された多層配線構造を有する半導体装置で
あって、上層配線と下層配線とが層間絶縁膜を介して交
差する部分でその層間絶縁膜が他の部分の層間絶縁膜よ
りも選択的に厚く形成されていることを特徴とする半導
体装置。 ２、上記層間絶縁膜は有機性樹脂よりなる特許請求の範
囲第１項に記載の半導体装置。 ３、半導体基体上に層間絶縁膜を介して上層配線と下層
配線とが形成された多層配線構造を有する半導体装置の
製造方法であって、前記上層配線と下層配線とが交差す
る部分の層間絶縁膜を選択的に厚く形成する工程を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 ４、上記工程は、上層配線と下層配線とが交差する部分
の層間絶縁膜を除いて選択的に除去する工程である特許
請求の範囲第３項記載の半導体装置の製造方法。 ５、上記工程上層配線と下層配線とが交差する部分のみ
に層間絶縁膜を選択的に堆積させる工程である特許請求
の範囲第３項記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12524484A JPS615550A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12524484A JPS615550A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS615550A true JPS615550A (ja) | 1986-01-11 |
Family
ID=14905341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12524484A Pending JPS615550A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS615550A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01193164A (ja) * | 1987-12-08 | 1989-08-03 | Fein Verwaltung Gmbh | 自動ロック作用をもつ作動スピンドルを具備する可搬形工作機械 |
| JPH036833U (ja) * | 1989-06-07 | 1991-01-23 | ||
| JP2010271519A (ja) * | 2009-05-21 | 2010-12-02 | Ricoh Co Ltd | 表示装置 |
-
1984
- 1984-06-20 JP JP12524484A patent/JPS615550A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01193164A (ja) * | 1987-12-08 | 1989-08-03 | Fein Verwaltung Gmbh | 自動ロック作用をもつ作動スピンドルを具備する可搬形工作機械 |
| JPH0661694B2 (ja) * | 1987-12-08 | 1994-08-17 | ファイン−フェルバルツング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 自動ロック作用をもつ作動スピンドルを具備する可搬形工作機械 |
| JPH036833U (ja) * | 1989-06-07 | 1991-01-23 | ||
| JP2010271519A (ja) * | 2009-05-21 | 2010-12-02 | Ricoh Co Ltd | 表示装置 |
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