JP2002280451A - 多層配線形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】平担な層間絶縁膜と多層配線構造をより容易に
形成できるようにする。 【解決手段】選択的メッキにより下部配線層１０５を形
成し、感光性と熱硬化性を有するポリイミドからなる樹
脂膜２０１が形成されたシートフィルム２０２を下層配
線層１０５を含む層間絶縁膜１０２上に貼り合わせた状
態で、基板１０１を所定の真空度の容器内で、シートフ
ィルム２０２に荷重と温度を加えて接着した状態とし、
シートフィルム２０２を剥がし、感光性樹脂膜２０１の
全域に露光して現像液に可溶な状態とし、これを現像
し、下部配線層１０５上面が露出した状態とし、加熱処
理を施して感光性樹脂膜２０１を熱硬化させ、絶縁膜１
０６を形成する。次に絶縁膜１０６と下部配線層１０５
の上に所定の領域にホール１０８ａを備えたレジストパ
ターン１０８を形成し、１０８ａ内に選択的メッキによ
り接続部１０９を形成し、上記と同様に絶縁膜１１０を
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の配線層を重
ねて形成する多層配線形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】より高密度な電子部品を実現するために
は多層配線技術は不可欠である。ＬＳＩにおいて、多層
配線構造を実現するためには、配線層間に形成する絶縁
膜の表面や金属配線層を平坦化する必要がある。この平
坦化を実現する代表的な技術として、化学的機械的研磨
（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）法やエッ
チバック法がある。これらは、所望の膜を形成した後、
凸になった部分を削って平坦化するものである。特に、
ＣＭＰ法は、ダマシン法による配線形成において、広く
用いられている平坦化技術である。

【０００３】ダマシン法は、図９（ａ）に示すように、
半導体基板９０１上に形成された層間絶縁膜９０２に溝
を形成し、シード層９０３を形成した後、メッキ法によ
りシード層９０３に配線金属を成長させ、溝内を填める
ように配線金属膜９０４を形成する。この後、配線金属
膜９０４をＣＭＰ法で切削研磨し、図９（ｂ）に示すよ
うに、層間絶縁膜９０２の溝内に、配線パターン９０５
が形成された状態とする。

【０００４】一方、多層配線構造において、異なる配線
層における配線の接続は、配線層間の絶縁膜に形成した
ホールに形成した接続部で行うようにしている。例え
ば、上述したダマシン法の中で、ダブルダマシン法と呼
ばれる方法により、下層の配線層における配線に接続す
るためのホールと、配線形成用の溝とを同時に形成し、
前述と同様にして配線金属を充填して平坦化し、接続部
と配線とを同時に形成する技術もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな多層配線構造を実現するための技術には、以下に示
すような問題がある。まず、ＣＭＰ法は、パターン依存
性が強く、ダミーパターンが必要になる場合があるな
ど、安定性や容易性にかける場合がある。また、配線幅
の微細化が進行していく中で、接続部の微細化も進み、
層間絶縁膜に微細なホールを下の配線に確実に到達する
ように形成することが難しくなり、完全に貫通するホー
ルが形成されないために接続不良が発生するなどの問題
が発生する場合もある。

【０００６】本発明は、以上のような問題点を解消する
ためになされたものであり、より容易に多層配線構造を
形成できるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の多層配線形成方
法は、半導体基板上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜
に第１の金属膜を形成し、第１の金属膜上に所定の方向
に延在する溝状の複数の開口領域を備えた第１のマスク
パターンを形成し、第１のマスクパターンの開口領域底
部に露出した第１の金属膜表面にメッキ法により複数の
第１の金属パターンを形成し、第１のマスクパターンを
除去した後、第１の金属パターンをマスクとして第１の
金属膜をエッチング除去し、第１の金属膜および第１の
金属パターンからなる複数の電極配線からなる下部配線
層を形成し、感光性を有する第１の樹脂膜を下部配線層
の凹凸を吸収して平坦な状態となるように層間絶縁膜上
に形成し、樹脂膜を現像することで第１の樹脂膜を所定
量除去し、かつ熱硬化させて第１の絶縁膜とすること
で、下部配線層上面が露出し、第１の絶縁膜上面と下部
配線層上面とが実質的に同一の平面を形成した状態と
し、第１の絶縁膜上に第２の金属膜を形成し、第１の金
属パターンいずれかの上の領域の第２の金属膜上に所定
の領域にホールを備えた第２のマスクパターンを形成
し、第２のマスクパターンのホール底部に露出した第２
の金属膜表面にメッキ法により柱状の第２の金属パター
ンを形成し、第２のマスクパターンを除去した後、第２
の金属パターンをマスクとして第２の金属膜をエッチン
グ除去し、第２の金属膜および第２の金属パターンから
なる接続部を形成し、感光性を有する第２の樹脂膜を接
続部の凹凸を吸収して平坦な状態となるように第１の絶
縁膜上に形成し、樹脂膜を現像することで第２の樹脂膜
を所定量除去し、かつ熱硬化させて第２の絶縁膜とする
ことで、接続部上面が露出し、第２の絶縁膜上面と接続
部上面とが実質的に同一の平面を形成した状態とし、第
２の絶縁膜上に、一部が接続部に接続する複数の電極配
線からなる上部配線層を形成しようとしたものである。
この発明によれば、予め接続部が形成された状態で、下
部配線層と上部配線層との間を分離する第２の絶縁膜が
形成される。

【０００８】上記発明において、第１および第２の樹脂
膜の除去は、全域に露光を行った後で現像を行うように
しても良い。また、第１の樹脂膜の除去は、下部配線層
上に露光を行った後で現像を行い、第２の樹脂膜の除去
は、接続部上に露光を行った後で現像を行うようにして
も良い。

【０００９】本発明の他の形態における多層配線形成方
法は、半導体基板上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜
に第１の金属膜を形成し、第１の金属膜上に所定の方向
に延在する溝状の複数の開口領域を備えた第１のマスク
パターンを形成し、第１のマスクパターンの開口領域底
部に露出した第１の金属膜表面にメッキ法により複数の
第１の金属パターンを形成し、第１のマスクパターンを
除去した後、第１の金属パターンをマスクとして第１の
金属膜をエッチング除去し、第１の金属膜および第１の
金属パターンからなる複数の電極配線からなる下部配線
層を形成し、第１の金属パターンいずれかの上の領域に
ホールを備えた第２のマスクパターンを形成し、第２の
マスクパターンのホール底部に露出した第１の金属パタ
ーン上にメッキ法により柱状の金属パターンからなる接
続部を形成し、第２のマスクパターンを除去した後、感
光性と熱硬化性を有する樹脂膜を下部配線層および接続
部の凹凸を吸収して平坦な状態となるように層間絶縁膜
上に形成し、樹脂膜を現像することで樹脂膜を所定量除
去し、かつ熱硬化させて絶縁膜とすることで、接続部上
面が露出し、絶縁膜上面と接続部上面とが実質的に同一
の平面を形成した状態とし、絶縁膜上に、一部が接続部
に接続する複数の電極配線からなる上部配線層を形成し
ようとしたものである。この発明によれば、予め接続部
が形成された状態で、下部配線層と上部配線層を分離す
る絶縁膜が形成される。

【００１０】上記発明において、樹脂膜の除去は、下部
配線層上と接続部上とに露光を行った後で現像を行うよ
うにしても良い。また、前述した発明において、転写基
材を用意してこの転写基材上に樹脂膜を形成し、半導体
基板の下部配線層形成面と転写基材の樹脂膜形成面とを
当接し、所定の温度に加熱するとともに所定の力で押し
つけて下部配線層による凹凸を吸収させ、この後、半導
体基板と転写基材を所定温度以下まで冷却してから転写
基材を半導体基板より離間することで樹脂膜を半導体基
板上に形成された状態とすれば良い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照して説明する。 ＜実施の形態１＞図１〜図３は、本発明の実施の形態に
おける多層配線形成方法を説明する工程図であり、以
下、これら図１〜図３を用いて、形成方法について説明
する。まず、図１（ａ）に示すように、シリコンなどの
半導体材料からなる基板１０１上に、層間絶縁膜１０２
を形成する。層間絶縁膜１０２下の基板１０１上には、
図示していないが、トランジスタなどの素子からなる集
積回路が形成されている。

【００１２】層間絶縁膜１０２を形成した後、まず、蒸
着法などにより膜厚０．１μｍのチタン膜と膜厚０．１
μｍの銅膜との２層膜からなるシード層（第１の金属
膜）１０３を形成する。つぎに、図１（ｂ）の斜視図に
示すように、シード層１０３上に所定方向に延在する溝
状の開口領域１０４ａ，１０４ｂを備えた膜厚１μｍ程
度のレジストパターン１０４を形成する。レジストパタ
ーン１０４は、公知のフォトリソグラフィ技術により形
成する。レジストパターン１０４を形成したら、図１
（ｃ）に示すように、開口領域１０４ａ，１０４ｂに露
出しているシード層１０３上に、銅のメッキ膜からなる
金属パターン（第１の金属パターン）１０５ａ，１０５
ｂを、電界メッキ法により膜厚０．５μｍ程度に形成す
る。

【００１３】この後、レジストパターン１０４を除去す
ることで、図１（ｄ）に示すように、シード層１０３上
に金属パターン１０５ａ，１０５ｂだけが形成されてい
る状態とし、これらをマスクとして、シード層１０３を
選択的にエッチングする。このエッチングでは、まず、
硝酸系のエッチング液を用い、シード層１０３上層の
０．１μｍの銅を選択的に除去する。次いで、ＨＦ系の
エッチング液を用い、シード層１０３下層の０．１μｍ
のチタンを選択的に除去する。

【００１４】この結果、図１（ｅ）に示すように、層間
絶縁膜１０２上に、所定方向に延在するストライプ状の
複数の配線電極からなる下部配線層１０５が形成された
状態となる。下部配線層１０５は、図１（ｄ）における
金属パターン１０５ａ，１０５ｂから構成されたもので
ある。なお、下部配線層１０５を形成した後、銅の酸化
防止のため、下部配線層１０５の表面に、ＣＶＤ法によ
り図示していない窒化シリコンの膜を形成する。窒化シ
リコンの換わりに、無電解メッキ法によりルテニウムや
ニッケルの膜を、下部配線層１０５の表面に形成するよ
うにしても良い。

【００１５】つぎに、図２（ａ）に示すように、感光性
と熱硬化性を有する樹脂、例えば感光性を有するポリイ
ミドからなる感光性樹脂膜（第１の樹脂膜）２０１が形
成されたシートフィルム（転写基材）２０２の、感光性
樹脂膜２０１（膜厚１０μｍ）が形成された面を、下部
配線層１０５を含む層間絶縁膜１０２上に貼り合わせ
る。シートフィルム２０２には、予め感光性樹脂膜２０
１を回転塗布などにより形成しておく。感光性樹脂膜２
０１は、ポジ型感光性樹脂を用い、材料としては、ポリ
イミド，ポリアミド酸，ポリベンザオキサゾールなどの
ベース樹脂にポジ型感光剤を添加したものを用いる。ポ
リベンゾオキサゾールをベース樹脂とするポジ型感光性
樹脂では、例えば、住友ベークライト株式会社製の「Ｃ
ＲＣ８３０４」を用いるようにすれば良い。

【００１６】シートフィルム２０２が貼り合わされた状
態で、基板１０１を、所定の真空度に真空排気された容
器内に配置し、基板１０１とシートフィルム２０２とに
間に荷重を加え、かつシートフィルム２０２より温度を
加えることで感光性樹脂膜２０１を加熱し、感光性樹脂
膜２０１が下部配線層１０５および層間絶縁膜１０２に
接着した状態とする。上記真空度は、１０Ｔｏｒｒと
し、荷重は１０ｋｇとし、加熱温度は１２０℃とし、荷
重および加熱は約５分間程度加えた。

【００１７】この後、下部配線層１０５および層間絶縁
膜１０２に接着した感光性樹脂膜２０１よりシートフィ
ルム２０２を剥がし、図２（ｂ）に示すように、下部配
線層１０５上に、下部配線層１０５による段差を吸収し
て平坦化した状態の感光性樹脂膜２０１が、膜厚２μｍ
程度に形成（転写）された状態とする。以上に示した貼
り合わせによる感光性樹脂膜２０１の形成は、ＳＴＰ
（Spin coating film Transfer and Hot pressing）と
よればるものである。ＳＴＰ法は、従来のエッチバック
法やＣＭＰ法による平坦化に比較し、工程が簡略であ
り、異物の発生がないなど、工程への負荷が小さいもの
となっており、多層配線構造の形成をより容易なものと
している。

【００１８】つぎに、感光性樹脂膜２０１の全域に露光
して現像液に可溶な状態とし、これを現像することで感
光性樹脂膜２０１の上面より一部を除去し、下部配線層
１０５（金属パターン１０５ａ，１０５ｂ）上面が露出
した状態とする。なお、感光性樹脂膜にネガ型の感光性
を持たせた場合、露光をせずに、現像液に浸漬する現像
処理のみで、感光性樹脂膜２０１の上面より一部を除去
するようにしても良い。また、下部配線層１０５上のみ
に露光を行うようにしても良い。

【００１９】加えて、３５０℃の加熱処理を施して感光
性樹脂膜２０１を熱硬化させ、図２（ｃ）に示すよう
に、絶縁膜（第１の絶縁膜）１０６を形成し、絶縁膜１
０６上面と下部配線層１０５の上面とで、ほぼ同一の平
面が形成された状態とする。なお、図示していないが、
下部配線層１０５表面には、窒化シリコン膜が形成され
ているので、ＨＦによるウエット処理や、ドライエッチ
ング処理により、露出している面の窒化シリコン膜を除
去しておく。

【００２０】このように、本実施の形態では、現像液を
用いるウエット処理なので、プラズマを用いたエッチバ
ックなどに比較して、プラズマによるダメージを、基板
１０１上に形成されている素子に与えることがない。ま
た、感光性樹脂膜を用い、これを現像することで膜厚を
減少させるようにしたので、この処理の時間を短縮する
ことが可能となる。また、感光性樹脂膜であっても、現
像の後で熱硬化させるので、高い耐熱性を有するなど後
のプロセスに耐えられ、絶縁膜として十分に機能するよ
うになる。

【００２１】つぎに、図２（ｄ）に示すように、絶縁膜
１０６および下部配線層１０５の上に、チタン／銅のシ
ード層（第２の金属膜）１０７を形成し、次いで、所定
の領域にホール１０８ａを備えた膜厚１μｍ程度のレジ
ストパターン１０８を形成する。これれは、シード層１
０３およびレジストパターン１０４と同様に形成する。

【００２２】レジストパターン１０８を形成したら、図
３（ａ）に示すように、ホール１０８ａに露出している
シード層１０７上に、銅のメッキ膜からなる柱状の金属
パターン（第２の金属パターン）１０９ａを、電界メッ
キ法により膜厚０．５μｍ程度に形成する。この後、レ
ジストパターン１０８を除去し、金属パターン１０９ａ
をマスクとして、シード層１０７を選択的にエッチング
除去することで、図３（ｂ）に示すように、金属パター
ン１０９ａとエッチングにより残ったシード層１０７と
からなる接続部１０９が、下部配線層１０５上に形成さ
れた状態とする。なお、銅の酸化防止のため、接続部１
０９の表面にも、ＣＶＤ法により図示していない窒化シ
リコンの膜を形成する。このように、予め柱状の接続部
１０９を形成しておくことで、この上に形成される上部
の配線層と、下部配線層１０５との接続不良を回避する
ことができるようになる。

【００２３】つぎに、前述した感光性樹脂膜２０１（図
２）と同様にして、接続部１０９を含む下部配線層１０
５および絶縁膜１０６上に、接続部１０９による段差を
吸収して平坦化した状態の感光性樹脂膜（第２の樹脂
膜）３０１が、膜厚２μｍ程度に形成（転写）された状
態とする。感光性樹脂膜３０１を平坦な状態に形成した
後、感光性樹脂膜３０１の全域に露光して現像液に可溶
な状態とし、これを現像することで感光性樹脂膜３０１
の上面より一部を除去し、接続部１０９（金属パターン
１０９ａ）上面が露出した状態とする。なお、露光をせ
ずに、現像液に浸漬する現像処理のみで、感光性樹脂膜
３０１の上面より一部を除去するようにしても良い。ま
た、接続部１０９上のみに露光を行うようにしても良
い。

【００２４】加えて、３５０℃の加熱処理を施して感光
性樹脂膜３０１を熱硬化させ、図３（ｄ）に示すよう
に、絶縁膜（第２の絶縁膜）１１０を形成し、絶縁膜１
１０上面と接続部１０９の上面とで、ほぼ同一の平面が
形成された状態とする。なお、このときも、図示してい
ないが、接続部１０９表面には、窒化シリコン膜が形成
されているので、ＨＦによるウエット処理や、ドライエ
ッチング処理により、露出している面（接続部１０９上
面）の窒化シリコン膜を除去しておく。従来では、はじ
めに層間膜を形成し、これにホールを形成し、ホール内
に導電材料を充填するようにしていたため、ホールの形
成で貫通口が形成されない状態が発生しやすく、接続不
良が発生しやすい状態であったが、本実施の形態によれ
ば、これらが解消できる。

【００２５】つぎに、図１（ａ）から図１（ｅ）説明し
たことと同様にし、まず、図４（ａ）に示すように、接
続部１０９上面と絶縁膜１１０上面にシード層１１１を
形成し、図４（ｂ）に示すように、シード層１１１上
に、開口領域１１２ａを備えたレジストパターン１１２
を形成する。次いで、図４（ｃ）に示すように、露出し
ているシード層１１１上にメッキ法により金属パターン
１１３ａを形成し、レジストパターン１１２を除去し、
金属パターン１１３ａ周囲のシード層１１１表面が露出
した状態とする。

【００２６】次いで、金属パターン１１３ａをマスクと
してシード層１１１をエッチング除去することで、図５
（ａ）に示すように、エッチング除去で残ったシード層
１１１と金属パターン１１３ａとから構成された上部配
線層１１３が、絶縁膜１１０上に形成された状態とす
る。この後、上部配線層１１３を含む絶縁膜１１０上
に、プラズマＣＶＤ法により絶縁材料を堆積し、図５
（ｂ）に示すように、保護膜１１４を形成する。

【００２７】以上説明したことにより、本実施の形態に
よれば、従来より容易に、多層配線構造を形成すること
ができるようになる。なお、上記実施の形態では、２層
配線構造を例に説明したが、これに限るものではなく、
図５（ａ）までの工程を繰り返すことで、より多くの多
層配線構造を得ることができることはいうまでもない。
また、上述では、配線材料に銅を用いるようにしたが、
これに限るものではなく、他の導電性材料を用いるよう
にしても良い。

【００２８】＜実施の形態２＞つぎに、本発明の他の実
施の形態について説明する。図６〜図８は、本実施の形
態における多層配線形成方法を説明する工程図である。
なお、図１〜図５に示した符号と同一のものについて
は、同一の符号を付けて、この詳細な説明は省略する。
まず、前述した実施の形態の図１（ａ）〜図１（ｄ）に
説明したように、シード層１０３上に金属パターン１０
５ａ，１０５ｂだけが形成されている状態とする（図６
（ａ））。

【００２９】つぎに、本実施の形態では、この段階でシ
ード層１０３をエッチングせず、公知のフォトリソグラ
フィ技術により、図６（ｂ）に示すように、所定の領域
にホール６０１ａを備えたレジストパターン６０１を形
成する。レジストパターン６０１は、金属パターン１０
５ａ上の膜厚が１μｍ程度となるように形成する。つぎ
に、図６（ｃ）に示すように、ホール６０１ａ底部に露
出している金属パターン１０５ａ上に、銅のメッキ膜か
らなる柱状の接続部１５９を、電界メッキ法により膜厚
０．５μｍ程度に形成する。

【００３０】この後、レジストパターン６０１を除去す
ることで、シード層１０３が露出する状態とし、金属パ
ターン１０５ａ，１０５ｂをマスクとしてシード層１０
３をエッチング除去し、図６（ｄ）に示すように、層間
絶縁膜１０２上に、下部配線層１０５が形成され、これ
らの上の所定位置に接続部１５９が形成された状態とす
る。なお、シード層のエッチングは、前述した実施の形
態と同様にして行えば良い。また、このとき、接続部１
５９表面に、窒化シリコン膜などの参加防止膜を形成し
ておく。

【００３１】次いで、前述した実施の形態でも説明した
ように、ＳＴＰ法により感光性樹脂膜７０１を形成す
る。ＳＴＰ法による薄膜の形成では、加熱加圧すること
などにより、下層の凹凸状態の影響をあまり受けること
なく、平坦化した状態とすることが可能である。したが
って、下部配線層１０５および接続部１５９による複雑
な段差形状が存在していても、図７（ａ）に示すよう
に、平坦な状態に感光性樹脂膜７０１を形成することが
できる。

【００３２】この後、感光性樹脂膜７０１の全域に露光
して現像液に可溶な状態とし、これを現像することで感
光性樹脂膜７０１の上面より一部を除去し、接続部１５
９の上面が露出した状態とする。加えて、３５０℃の加
熱巣処理を施して感光性樹脂膜７０１を熱硬化させ、図
７（ｂ）に示すように、絶縁膜１５６を形成し、絶縁膜
１５６上面と接続部１５９上面とで、ほぼ同一の平面が
形成された状態とする。

【００３３】なお、ここでも、接続部１５９表面には、
窒化シリコン膜が形成されているので、ＨＦによるウエ
ット処理や、ドライエッチング処理により、露出してい
る面（接続部１５９上面）の窒化シリコン膜を除去して
おく。この後、前述した実施の形態と同様にして、絶縁
膜１５６上に上部配線層１１３を形成し、上部配線層１
１３を含む絶縁膜１５６上に、プラズマＣＶＤ法により
絶縁材料を堆積し、図８に示すように、保護膜１１４を
形成する。

【００３４】以上説明したことにより、本実施の形態に
おいても、従来より容易に、多層配線構造を形成するこ
とができるようになる。また、本実施の形態によれば、
前述した実施の形態よりも工程数を減らすことが可能と
なる。また、本実施の形態においても、３層配線以上の
より多くの多層配線構造を得ることができることはいう
までもない。また、配線材料は、銅に限るものではな
く、他の導電性材料を用いるようにしても良い。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
予め接続部が形成された状態で、先に形成してある下部
配線層と共に、層間を分離するための絶縁膜を平坦に形
成するようにしたので、より容易に多層配線構造を形成
できるようになるというすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態における多層配線形成方
法を説明するための工程図である。

【図２】 図１に続く、多層配線形成方法を説明するた
めの工程図である。

【図３】 図２に続く、多層配線形成方法を説明するた
めの工程図である。

【図４】 図３に続く、多層配線形成方法を説明するた
めの工程図である。

【図５】 図４に続く、多層配線形成方法を説明するた
めの工程図である。

【図６】 本発明の他の形態における多層配線形成方法
を説明するための工程図である。

【図７】 図６に続く、多層配線形成方法を説明するた
めの工程図である。

【図８】 図７に続く、多層配線形成方法を説明するた
めの工程図である。

【図９】 従来よりある多層配線形成方法の１つである
ダマシン法を説明する工程図である。

【符号の説明】

１０１…基板、１０２…層間絶縁膜、１０３…シード
層、１０４…レジストパターン、１０４ａ，１０４ｂ…
開口領域、１０５…下部配線層、１０５ａ，１０５ｂ…
金属パターン、１０６…絶縁膜、１０７…シード層、１
０８…レジストパターン、１０８ａ…ホール、１０９…
接続部、１０９ａ…金属パターン（第２の金属パター
ン）、１１０…絶縁膜（第２の絶縁膜）、１１１…シー
ド層、１１２…レジストパターン、１１２ａ…開口領
域、１１３…上部配線層、１１３ａ…金属パターン、１
１４…保護膜、２０１…感光性樹脂膜（第１の樹脂
膜）、２０２…シートフィルム（転写基材）、３０１…
感光性樹脂膜（第２の樹脂膜）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 仁 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 久良木 億 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5F033 HH07 HH11 HH18 JJ07 JJ11 JJ18 KK07 KK11 KK18 MM05 NN02 NN03 PP19 PP27 PP28 QQ08 QQ09 QQ10 QQ11 QQ19 QQ21 QQ27 QQ31 QQ74 QQ85 RR06 RR21 RR22 RR27 SS00 SS15 XX01 XX09

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工
   程と、 前記層間絶縁膜に第１の金属膜を形成する工程と、 前記第１の金属膜上に所定の方向に延在する溝状の複数
   の開口領域を備えた第１のマスクパターンを形成する工
   程と、 前記第１のマスクパターンの開口領域底部に露出した第
   １の金属膜表面にメッキ法により複数の第１の金属パタ
   ーンを形成する工程と、 前記第１のマスクパターンを除去した後、前記第１の金
   属パターンをマスクとして前記第１の金属膜をエッチン
   グ除去し、前記第１の金属膜および前記第１の金属パタ
   ーンからなる複数の電極配線からなる下部配線層を形成
   する工程と、 感光性を有する第１の樹脂膜を前記下部配線層の凹凸を
   吸収して平坦な状態となるように前記層間絶縁膜上に形
   成する工程と、 前記樹脂膜を現像することで前記第１の樹脂膜を所定量
   除去し、かつ熱硬化させて第１の絶縁膜とすることで、
   前記下部配線層上面が露出し、前記第１の絶縁膜上面と
   前記下部配線層上面とが実質的に同一の平面を形成した
   状態とする工程と、 前記第１の絶縁膜上に第２の金属膜を形成する工程と、 前記第１の金属パターンいずれかの上の領域の前記第２
   の金属膜上に所定の領域にホールを備えた第２のマスク
   パターンを形成する工程と、 前記第２のマスクパターンのホール底部に露出した前記
   第２の金属膜表面にメッキ法により柱状の第２の金属パ
   ターンを形成する工程と、 前記第２のマスクパターンを除去した後、前記第２の金
   属パターンをマスクとして前記第２の金属膜をエッチン
   グ除去し、前記第２の金属膜および前記第２の金属パタ
   ーンからなる接続部を形成する工程と、 感光性を有する第２の樹脂膜を前記接続部の凹凸を吸収
   して平坦な状態となるように前記第１の絶縁膜上に形成
   する工程と、 前記樹脂膜を現像することで前記第２の樹脂膜を所定量
   除去し、かつ熱硬化させて第２の絶縁膜とすることで、
   前記接続部上面が露出し、前記第２の絶縁膜上面と前記
   接続部上面とが実質的に同一の平面を形成した状態とす
   る工程と、 前記第２の絶縁膜上に、一部が前記接続部に接続する複
   数の電極配線からなる上部配線層を形成する工程とを備
   えたことを特徴とする多層配線形成方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の多層配線形成方法におい
   て、 前記第１および第２の樹脂膜の除去は、全域に露光を行
   った後で前記現像を行うことを特徴とする多層配線形成
   方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の多層配線形成方法におい
   て、 前記第１の樹脂膜の除去は、前記下部配線層上に露光を
   行った後で前記現像を行い、 前記第２の樹脂膜の除去は、前記接続部上に露光を行っ
   た後で前記現像を行うことを特徴とする多層配線形成方
   法。
4. 【請求項４】 半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工
   程と、 前記層間絶縁膜に第１の金属膜を形成する工程と、 前記第１の金属膜上に所定の方向に延在する溝状の複数
   の開口領域を備えた第１のマスクパターンを形成する工
   程と、 前記第１のマスクパターンの開口領域底部に露出した第
   １の金属膜表面にメッキ法により複数の第１の金属パタ
   ーンを形成する工程と、 前記第１のマスクパターンを除去した後、前記第１の金
   属パターンをマスクとして前記第１の金属膜をエッチン
   グ除去し、前記第１の金属膜および前記第１の金属パタ
   ーンからなる複数の電極配線からなる下部配線層を形成
   する工程と、 前記第１の金属パターンいずれかの上の領域にホールを
   備えた第２のマスクパターンを形成する工程と、 前記第２のマスクパターンのホール底部に露出した前記
   第１の金属パターン上にメッキ法により柱状の金属パタ
   ーンからなる接続部を形成する工程と、 前記第２のマスクパターンを除去した後、感光性を有す
   る樹脂膜を前記下部配線層および前記接続部の凹凸を吸
   収して平坦な状態となるように前記層間絶縁膜上に形成
   する工程と、 前記樹脂膜を現像することで前記樹脂膜を所定量除去
   し、かつ熱硬化させて絶縁膜とすることで、前記接続部
   上面が露出し、前記絶縁膜上面と前記接続部上面とが実
   質的に同一の平面を形成した状態とする工程と、 前記絶縁膜上に、一部が前記接続部に接続する複数の電
   極配線からなる上部配線層を形成する工程とを備えたこ
   とを特徴とする多層配線形成方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の多層配線形成方法におい
   て、 前記樹脂膜の除去は、前記下部配線層上と前記接続部上
   とに露光を行った後で前記現像を行うことを特徴とする
   多層配線形成方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜５いずれか１項に記載の多層
   配線形成方法において、 転写基材を用意してこの転写基材上に前記樹脂膜を形成
   し、 前記半導体基板の下部配線層形成面と前記転写基材の前
   記樹脂膜形成面とを当接し、所定の温度に加熱するとと
   もに所定の力で押しつけて前記下部配線層による凹凸を
   吸収させ、 この後、前記半導体基板と前記転写基材を所定温度以下
   まで冷却してから前記転写基材を前記半導体基板より離
   間することで前記樹脂膜を前記半導体基板上に形成され
   た状態とすることを特徴とする多層配線形成方法。