形成多层互连结构的方法和多层布线板制造方法技术

一种形成多层互连结构的方法，包括：在不损坏衬底的情况下在各层之间可靠连接的接触孔。柱状掩模材料形成在使用抗蚀剂形成接触孔的位置中，层间绝缘薄膜被涂敷到除了掩模材料之外的衬底的整个表面上。然后，掩模材料使用诸如剥离的方法移除。结果，由此产生的孔被用作接触孔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种形成多层互连结构的方法以及多层布线板的制造方法，具体而言，涉及用于在布线层之间进行连接的接触孔形成技术。
技术介绍
最近，在诸如半导体器件和光光电器件的电子器件中，布线在多层中形成以增加集成程度。在具有多层布线结构的器件中，接触孔(开口)在层间绝缘膜中形成，以便通过层间绝缘薄膜层压的布线层之间获得稳定的导电性能。例如，在光电器件领域中，已经研发出将像素切换用TFT、数据传输线、以及像素电极形成在多层中的技术(参看日本专利No.2625268)。在具有这样结构的装置中，例如，TFT被安置在衬底的底层上，数据传输线通过第一层间绝缘薄膜而安置在其上。第二层间绝缘薄膜设置在衬底上以覆盖数据传输线和第一层间绝缘薄膜，像素电极安置在其上。为了在这些层之间获得稳定的导电性，TFT源区通过穿透栅极绝缘层和第一层间绝缘薄膜的第一接触孔连接到数据传输线，漏极区通过穿透栅极绝缘层、第一层间绝缘薄膜和第二层间绝缘薄膜的第二接触孔连接到像素电极。传统而言，使用干蚀刻来形成这样开口。但是，当通过蚀刻形成接触孔时，所获得的器件由于其中形成接触孔的层间绝缘薄膜的薄膜厚度的不均匀性而导致电特性的不同。例如，由于在薄膜厚度较薄的部分发生过度蚀刻，接触孔的形状变大，下层侧的布线层可能变薄。尤其是在干蚀刻的情况下，由于绝缘材料与导电材料之间的蚀刻选择比率不能得到充分的保证，薄膜的变薄的程度增加。下层侧上的布线层的变薄导致接触电阻或非欧姆导电特性的增大，有时导致不能充分导电。由于过度蚀刻所导致的变大形状导致相邻导电层之间的漏电流的增加，或者短路故障。漏电流或者短路问题可能随着布线层的密度的增加而变得严重，相邻布线层之间的间隙变窄。此外，在薄膜厚度较厚的部分中，层间绝缘薄膜由于不完全蚀刻而保留在接触孔的底部，由此导致不能充分导电。在上述蚀刻的步骤中，经常使用等离子体蚀刻，但是在此情况下，可能导致衬底中的等离子体损坏，由此恶化器件的电特性。此外，由于等离子体蚀刻中产生反应产物，所述产物粘附到底部和接触孔的侧壁，由此导致不能充分导电。在具有上述多层结构的器件中，随着将在垂直方向中连接的布线层之间的间隙的增加(即，安置在各层之间的层间绝缘薄膜的数目增加，或者薄膜厚度增加)，安置在这些层之间的接触孔的纵横比增加，由此难于一步形成开口。传统上，由此使用这样的一种方法中继电极设置在这些布线层之间，以在下层侧上的布线层与中继电极之间以及中继电极与上层侧上的布线层之间连接不同的接触孔(参看日本专利No.2625268)。但是，使用这样的方法，由于形成中继电极，集成程度减小，由此不能获得高性能的器件。
技术实现思路
本专利技术用于解决上述问题，目标是提供一种形成多层互连结构的方法，所述互连结构在不损害所述器件性能的情况下保证层之间的导电性，以及使用所述互连结构的多层布线板的制造方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种形成多层互连结构的方法。所述方法包括步骤在衬底上形成第一布线层；在第一布线层的预定位置上形成具有开口的绝缘薄膜；以及形成通过绝缘薄膜上的所述开口导电的第二布线层。绝缘薄膜形成步骤包括步骤在第一布线层上的所述预定位置中形成掩模材料；除了掩模材料之外，在衬底的整个表面上形成绝缘薄膜；以及通过移除所述掩模材料在所述绝缘薄膜中形成开口。即，在本方法中，在形成层间绝缘薄膜之前，柱状掩模材料预先形成在第一布线层上，然后在层间绝缘薄膜形成之后使用脱模机等移除。由此产生的孔被用作接触孔。因此，衬底没有受到损坏，这与使用干蚀刻的传统方法不同。特别地，在本专利技术中，即使将被连接的层间的间隙增加，这也可以通过简单地改变掩模材料的高度(薄膜厚度)来处理。因此，由于传统方法中诸如长时间的蚀刻所导致的衬底的损坏而导致的不便利就不会被引起。此外，在掩模材料的移除方法中，完全不蚀刻第一布线层的方法也可以选择，这样可以用充足的时间来移除掩模材料。因此，掩模材料可以被有效地移除，同时接触孔的形状受到损坏或者第一布线层变薄的情况就不会发生。在多个绝缘薄膜层安置在第一和第二布线层之间的情况下，在绝缘薄膜形成步骤中，在厚度方向中穿透多个绝缘薄膜层的开口可以通过重复掩模材料形成步骤、绝缘薄膜形成步骤以及掩模材料移除步骤而形成。因此，即使布线层之间的间隙距离增加，也可以在不损坏衬底的情况下将它们可靠地连接。顺便提及的是，在前述方法中，一个或者多个安置在第一和第二布线层之间的绝缘薄膜层都通过形成/移除掩模材料而打开。但是，在将被连接的层之间的间隙很小的时候，例如，在安置在层之间的绝缘薄膜只是一层的情况下，那么即使使用传统蚀刻方法，衬底的损坏或者器件的特性恶化在这些情况下都可以接受。此外，在形成绝缘薄膜时，掩模材料的存在对于控制绝缘材料的薄膜质量以及绝缘薄膜与下层薄膜之间的界面状态都存在问题。在这样的情况下，在形成绝缘薄膜之后形成开口是有利的。即，在多个层间绝缘薄膜层安置在第一和第二布线层之间的情况下，本专利技术的目标可以通过蚀刻方法等打开一个或者多个靠近第一布线层的层间绝缘薄膜层(第一绝缘薄膜)以及通过形成/移除上述掩模材料而打开另外的层间绝缘薄膜(第二绝缘薄膜)。因此，在本专利技术中，多层互连结构可以通过下述方法来实现。即，本专利技术提供了一种形成多层互连结构的方法。所述方法包括步骤在衬底上形成第一布线层；在第一布线层上的预定位置上形成具有开口的绝缘薄膜；以及形成通过绝缘薄膜上的所述开口导电的第二布线层。绝缘层形成步骤包括步骤在所述第一布线层上的所述预定位置中形成具有开口的第一绝缘薄膜层；在衬底上形成覆盖所述开口的内部并从所述预定位置中所述第一绝缘薄膜上凸起的掩模材料；在除了掩模材料之外的整个衬底表面上形成第二绝缘薄膜；以及通过移除所述掩模材料形成在厚度方向中穿透所述第二绝缘薄膜并与所述第一绝缘薄膜中的开口相连通的开口。这样，通过将层间布置的绝缘薄膜分为第一和第二绝缘薄膜以及通过独立选择这些绝缘薄膜的开口方法，所述过程的自由度可以增加。第一绝缘薄膜形成步骤的特定实施例的示例包括第一绝缘薄膜形成步骤，所述第一绝缘薄膜形成步骤具有在第一布线层上形成掩模材料的步骤；在除了掩模材料之外的整个衬底的表面上形成绝缘材料的步骤；以及通过移除掩模材料在绝缘薄膜中形成开口的步骤。此外，在所述方法中，在第二绝缘薄膜包括多个绝缘薄膜层的情况下(即，在多个绝缘薄膜层安置在第一绝缘薄膜和第二布线层之间的情况下)，在绝缘薄膜形成步骤中，在第一绝缘薄膜形成步骤之后，与安置在第一和第二布线层之间的多个绝缘薄膜层相连通的开口可以通过重复掩模材料形成步骤、第二绝缘薄膜形成步骤以及掩模材料移除步骤而形成。因此，即使布线层之间的间隙增加，它们也可以可靠地连接，同时充分抑制对衬底的损坏。上述掩模材料形成方法可以是任何方法，只要其能在衬底上形成柱状结构。可以使用无机或者有机材料来作为掩模材料。此外，可以使用这些材料的混合材料。但是，优选地，掩模材料是由有机材料制造，因为可以通过使用涂敷方法来简单形成。特别地，在掩模材料形成步骤中，光敏树脂形成在衬底的整个表面上，掩模材料的图案通过曝光和显影光敏树脂而形成在计划用于形成开口的位置中，这样上述的柱状结构可以很容易获得。这样在掩模材料由光敏树脂制造的情况下，在不损坏衬底的情况下，可以使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成多层互连结构的方法，包括：在衬底上形成第一布线层；在第一布线层上的预定位置上形成具有开口的绝缘薄膜；以及在所述绝缘薄膜上形成第二布线层，所述第二布线层可通过开口与第一布线层导电，其中形成所述绝缘薄膜包括：在第一布线层上的预定位置形成掩模材料；在衬底上除了掩模材料之外形成绝缘薄膜；以及通过移除所述掩模材料在绝缘薄膜中形成开口。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤田坂一夫，佐藤充，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]