JPH01144632A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH01144632A JPH01144632A JP62302604A JP30260487A JPH01144632A JP H01144632 A JPH01144632 A JP H01144632A JP 62302604 A JP62302604 A JP 62302604A JP 30260487 A JP30260487 A JP 30260487A JP H01144632 A JPH01144632 A JP H01144632A
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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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】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、多層配線構造を有する半導体装置及びその製
造方法に関するもので、特に有機系絶縁lI/無機系絶
縁膜からなる複合層間絶縁膜を有する半導体装置上の無
機絶縁膜系の層間膜あるいはパシベーション膜形成に使
用されるものである。
造方法に関するもので、特に有機系絶縁lI/無機系絶
縁膜からなる複合層間絶縁膜を有する半導体装置上の無
機絶縁膜系の層間膜あるいはパシベーション膜形成に使
用されるものである。
(従来の技術)
従来の層間絶縁膜構成を、第2図を用いて有機系絶縁膜
と無機系絶縁膜からなる複合層間絶縁膜上に、無機系絶
縁膜のパシベーション膜の形成プロセスを例にして説明
する。即ち熱5102付半導体基板11上に形成された
所定のパターンを有する第1の配線(Aj!、−8i
、1.0um厚さ)12上に、プラズマCvD法により
プラズマ5iNll<以後P−8iNと表記)13を1
.○μm堆積し、通常のフォト・リソグラフィ法とRI
E (Reactive l on Etchin
g)法により、所定のパターンのスルーホールAを形成
する。次にポリイミド樹脂14を塗布し、所定の熱処理
後、通常のフォト・リソグラフィ法と02RIE法で、
該スルーホールA上に開孔し、連結した開孔部を形成す
る。(第2図(a )参照)次に開孔に用いたポジ・レ
ジストを除去後、通常のスパッタ法、フォト・リソグラ
フィ法およびRIE法により、所定のパターンを有する
第2の配線(Ai−8i。
と無機系絶縁膜からなる複合層間絶縁膜上に、無機系絶
縁膜のパシベーション膜の形成プロセスを例にして説明
する。即ち熱5102付半導体基板11上に形成された
所定のパターンを有する第1の配線(Aj!、−8i
、1.0um厚さ)12上に、プラズマCvD法により
プラズマ5iNll<以後P−8iNと表記)13を1
.○μm堆積し、通常のフォト・リソグラフィ法とRI
E (Reactive l on Etchin
g)法により、所定のパターンのスルーホールAを形成
する。次にポリイミド樹脂14を塗布し、所定の熱処理
後、通常のフォト・リソグラフィ法と02RIE法で、
該スルーホールA上に開孔し、連結した開孔部を形成す
る。(第2図(a )参照)次に開孔に用いたポジ・レ
ジストを除去後、通常のスパッタ法、フォト・リソグラ
フィ法およびRIE法により、所定のパターンを有する
第2の配線(Ai−8i。
1.0μm厚)15を形成する。シンター後、パシベー
ション膜としてP−8i N (1,Qμm厚)膜16
を形成し、通常のフォト・リソグラフィ法とCDE (
Chemical Dry Etching)法によ
り、パッド開孔部18を形成する。そして開孔に用いた
フォト・レジストを除去して、従来の多層配線構造を有
する半導体装置を完成した。(第2図(b )参照)第
2図(C)はその平面図で、17はダイシングライン、
19はパシベーション用無機絶縁膜16のクラックであ
る。
ション膜としてP−8i N (1,Qμm厚)膜16
を形成し、通常のフォト・リソグラフィ法とCDE (
Chemical Dry Etching)法によ
り、パッド開孔部18を形成する。そして開孔に用いた
フォト・レジストを除去して、従来の多層配線構造を有
する半導体装置を完成した。(第2図(b )参照)第
2図(C)はその平面図で、17はダイシングライン、
19はパシベーション用無機絶縁膜16のクラックであ
る。
(発明が解決しようとする問題点)
有機系絶縁膜14と無機系絶縁膜13からなる複合層間
膜は、(1)耐圧が高< 、(2)電気的変動も少ない
、(3)プロセスが平易、(4)コスト的にも低いなど
優れた特徴があり、一方、無機絶縁膜によるパシベーシ
ョン膜16も(1)耐湿性、(2)機械的強度について
優れていることは周知の通りである。このため、複合層
間膜と無機パシベーション膜の組合せを採用した半導体
装置が増加している。
膜は、(1)耐圧が高< 、(2)電気的変動も少ない
、(3)プロセスが平易、(4)コスト的にも低いなど
優れた特徴があり、一方、無機絶縁膜によるパシベーシ
ョン膜16も(1)耐湿性、(2)機械的強度について
優れていることは周知の通りである。このため、複合層
間膜と無機パシベーション膜の組合せを採用した半導体
装置が増加している。
しかし、複合層間膜と無機パシベーション膜を組合せた
だけの従来の構造では、アッセンブリーした製品により
、回路基板への実装時の処理を模擬した熱衝撃試験(2
80℃−30秒の急加熱)後のPCT (2,5気圧−
127℃)20時間で、試料の10%がコロ−ジョン・
モードで不良となる。(第3図参照)ここでPCTとは
圧力と濃度を加えた強制耐湿試験のことであり、コロ−
ジョンとは水分等による配線の腐蝕と考えてよい。
だけの従来の構造では、アッセンブリーした製品により
、回路基板への実装時の処理を模擬した熱衝撃試験(2
80℃−30秒の急加熱)後のPCT (2,5気圧−
127℃)20時間で、試料の10%がコロ−ジョン・
モードで不良となる。(第3図参照)ここでPCTとは
圧力と濃度を加えた強制耐湿試験のことであり、コロ−
ジョンとは水分等による配線の腐蝕と考えてよい。
このコロ−ジョンは全てパッド部18で発生しており、
原因はパッド部の無機パシベーション膜16に生じるク
ラック19である。また、クランク発生機構は、該熱衝
撃試験時に(1)無機パシベーション膜自体、(2)モ
ールド樹脂からのストレスによるもので、以下に示すよ
うな過程が考えられる。
原因はパッド部の無機パシベーション膜16に生じるク
ラック19である。また、クランク発生機構は、該熱衝
撃試験時に(1)無機パシベーション膜自体、(2)モ
ールド樹脂からのストレスによるもので、以下に示すよ
うな過程が考えられる。
つまり、無機パシベーション膜16は、有機絶縁膜14
上に形成されているため、ストレスによる力が加わると
、力方向に容易に動く。特に、周辺にパターンのないフ
ィールド部を周辺に有するパッド部18は、この力によ
る移動量が大きいため、パッド部18の金属部分の変形
が大きくなり、このパッド部を被覆している無機パシベ
ーション膜16にクラック19が形成される。
上に形成されているため、ストレスによる力が加わると
、力方向に容易に動く。特に、周辺にパターンのないフ
ィールド部を周辺に有するパッド部18は、この力によ
る移動量が大きいため、パッド部18の金属部分の変形
が大きくなり、このパッド部を被覆している無機パシベ
ーション膜16にクラック19が形成される。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、熱衝撃時の
ストレスによるクラック発生を防止し、従来の複合層間
絶縁膜による多層配線構造の長所を有し、より信頼性の
高い多層配線構造を有する半導体装置を提供することを
目的としている。
ストレスによるクラック発生を防止し、従来の複合層間
絶縁膜による多層配線構造の長所を有し、より信頼性の
高い多層配線構造を有する半導体装置を提供することを
目的としている。
(問題点を解決するための手段と作用)本発明は、半導
体基板上の絶縁膜上に設けられた第1の配線パターンと
、該配線パターン及び前記絶縁膜上に、第1の無機絶縁
膜、有機絶縁膜の順に積層された複合絶縁膜と、該複合
絶縁膜のスルーホール及び前記複合絶縁膜上に設けられ
た第2の配線パターンと、周囲に広いフィールド部を有
する前記第2の配線パターンの周辺部の一部領域に前記
有機絶縁膜の除去部を設け、この除去部を通して前記第
1の無機絶縁膜上に直接設けられると共に前記有機絶縁
膜上に設けられた第2の無機絶縁膜とを具備したことを
第1の特徴とする。
体基板上の絶縁膜上に設けられた第1の配線パターンと
、該配線パターン及び前記絶縁膜上に、第1の無機絶縁
膜、有機絶縁膜の順に積層された複合絶縁膜と、該複合
絶縁膜のスルーホール及び前記複合絶縁膜上に設けられ
た第2の配線パターンと、周囲に広いフィールド部を有
する前記第2の配線パターンの周辺部の一部領域に前記
有機絶縁膜の除去部を設け、この除去部を通して前記第
1の無機絶縁膜上に直接設けられると共に前記有機絶縁
膜上に設けられた第2の無機絶縁膜とを具備したことを
第1の特徴とする。
また半導体基板上の絶縁膜上に第1の配線パターンを設
け、該パターン及び前記絶縁膜上に、第1の無機絶縁膜
、有機絶縁膜の順に積層された複合絶縁膜を設け、該絶
縁膜のスルーホール及び前記複合絶縁膜上に第2の配線
パターンを設け、周囲に広いフィールド部を有する前記
第2の配線パターンの周辺部の一部領域に、前記有機絶
縁膜の除−〇− 入部を前記有機絶縁膜のスルーホールと同時に設け、前
記有機絶縁膜除去部を通して前記第1の無機絶縁膜に直
接形成されかつ前記有機絶縁膜上に形成される第2の無
機絶縁膜を設けることを第2の特徴とする。即ち上記の
ような有機絶縁膜除去部を設けておき、無機絶縁膜どう
しを直接接触させることで、従来の多層配線構造の長所
を有し、かつ、熱衝撃ストレスに対する耐性が高く、信
頼性の向上した半導体装置が容易に得られるものである
。
け、該パターン及び前記絶縁膜上に、第1の無機絶縁膜
、有機絶縁膜の順に積層された複合絶縁膜を設け、該絶
縁膜のスルーホール及び前記複合絶縁膜上に第2の配線
パターンを設け、周囲に広いフィールド部を有する前記
第2の配線パターンの周辺部の一部領域に、前記有機絶
縁膜の除−〇− 入部を前記有機絶縁膜のスルーホールと同時に設け、前
記有機絶縁膜除去部を通して前記第1の無機絶縁膜に直
接形成されかつ前記有機絶縁膜上に形成される第2の無
機絶縁膜を設けることを第2の特徴とする。即ち上記の
ような有機絶縁膜除去部を設けておき、無機絶縁膜どう
しを直接接触させることで、従来の多層配線構造の長所
を有し、かつ、熱衝撃ストレスに対する耐性が高く、信
頼性の向上した半導体装置が容易に得られるものである
。
(実施例)
本発明の実施例を第1図を用いて説明する。
即ち熱SiO2”膜の形成された半導体基板21上に、
通常のスパッタ法、フォト・リソグラフィ法、RIE法
により、所定のパターンを有する第1のA、1−8i配
線22を形成した後、プラズマCVD法により1.0μ
硼厚のP−8i N膜23を堆積し、通常のフォト・リ
ソグラフィ法とRIE法で、所定のスルーホールAを形
成した。スルーホール形成に用いたフォト・レジスト除
去後、ポリイミド樹脂を塗布し、所定の熱処理(100
’CX30分+250℃X60分)後、通常のフォト・
リソグラフィ法と02RIE法によりP−8i N膜の
スルーホルAに連続するスルーホールを開孔すると同時
に、周辺に広いフィールド部を有する第2の配線パター
ンが形成される領域から15μm離れた部分を、幅20
μmで周辺のポリイミドを除去(Bで示される)するこ
とにより、0.5μm厚のポリイミド膜24を形成した
。この周辺に広いフィールド部を有する第2の配線パタ
ーンとしては、パッド部とコンデンサ一部を用いて評価
した。(第1図(a )参照)次に開孔に用いたフォト
・レジスト除去後、通常のスパッタ法、フォト・リソグ
ラフィ法により、所定のパターンを有する第2のAJl
−8i配線25を形成した。次に、パシベーション膜と
して、プラズマCVD法により1.0μlll厚のP−
8t N膜26を形成し、通常のフォト・リソグラフィ
法とCDE法により、所定のパッド開孔部Cを形成した
。(第1図(b)参照)第1図(C)はその平面図で、
27はダイシングライン、28はポンディングパッド部
を示す。
通常のスパッタ法、フォト・リソグラフィ法、RIE法
により、所定のパターンを有する第1のA、1−8i配
線22を形成した後、プラズマCVD法により1.0μ
硼厚のP−8i N膜23を堆積し、通常のフォト・リ
ソグラフィ法とRIE法で、所定のスルーホールAを形
成した。スルーホール形成に用いたフォト・レジスト除
去後、ポリイミド樹脂を塗布し、所定の熱処理(100
’CX30分+250℃X60分)後、通常のフォト・
リソグラフィ法と02RIE法によりP−8i N膜の
スルーホルAに連続するスルーホールを開孔すると同時
に、周辺に広いフィールド部を有する第2の配線パター
ンが形成される領域から15μm離れた部分を、幅20
μmで周辺のポリイミドを除去(Bで示される)するこ
とにより、0.5μm厚のポリイミド膜24を形成した
。この周辺に広いフィールド部を有する第2の配線パタ
ーンとしては、パッド部とコンデンサ一部を用いて評価
した。(第1図(a )参照)次に開孔に用いたフォト
・レジスト除去後、通常のスパッタ法、フォト・リソグ
ラフィ法により、所定のパターンを有する第2のAJl
−8i配線25を形成した。次に、パシベーション膜と
して、プラズマCVD法により1.0μlll厚のP−
8t N膜26を形成し、通常のフォト・リソグラフィ
法とCDE法により、所定のパッド開孔部Cを形成した
。(第1図(b)参照)第1図(C)はその平面図で、
27はダイシングライン、28はポンディングパッド部
を示す。
なお、本発明の実施例では、有機系絶縁膜として0.5
μm厚さのポリイミド膜を、無機絶縁膜として1.0μ
硼厚のP−8i N膜を用いたが、それぞれ他の材料1
組合、膜厚でもよい。
μm厚さのポリイミド膜を、無機絶縁膜として1.0μ
硼厚のP−8i N膜を用いたが、それぞれ他の材料1
組合、膜厚でもよい。
また、周辺に広いフィールド部を有する第2の配線パタ
ーン周辺のポリイミド膜除去領域の寸法もクラック防止
効果があれば、他の値でも良いこ ゛とは云うまでもな
い。
ーン周辺のポリイミド膜除去領域の寸法もクラック防止
効果があれば、他の値でも良いこ ゛とは云うまでもな
い。
上記実施例によれば、従来の複合層間絶縁膜による多層
配線構造の長所、即ち耐圧が高い、電気的変動が小さい
、耐湿性が高い、プロセスが平易かつ低コストなどを有
したまま、以下に示す理由から、より高い信頼性を実現
できた。(第3図参照)つまり有機絶縁膜上に形成され
た金属配線において、周囲に広いフィールド領域を有す
るパターンの周辺の有機絶縁膜の一部を除去し、該有機
絶縁股下の無機絶縁膜と該金属配線上に形成される無機
絶縁膜が直接接触しているため、無機パシベーション膜
自体、モールド樹脂などのストレスによる力を受けても
、力方向への移動はない。よって、周囲に広いフィール
ド領域を有するパッド部などの金属配線部の変形もほと
んどなく、これら金属配線を被覆しているパシベーショ
ン膜としての無機絶縁膜にもクラックが生じず、コロ−
ジョンも発生しない。また有機絶縁物除去もスルーホー
ル形成と同時に行なうので、何らの工程増加もない。
配線構造の長所、即ち耐圧が高い、電気的変動が小さい
、耐湿性が高い、プロセスが平易かつ低コストなどを有
したまま、以下に示す理由から、より高い信頼性を実現
できた。(第3図参照)つまり有機絶縁膜上に形成され
た金属配線において、周囲に広いフィールド領域を有す
るパターンの周辺の有機絶縁膜の一部を除去し、該有機
絶縁股下の無機絶縁膜と該金属配線上に形成される無機
絶縁膜が直接接触しているため、無機パシベーション膜
自体、モールド樹脂などのストレスによる力を受けても
、力方向への移動はない。よって、周囲に広いフィール
ド領域を有するパッド部などの金属配線部の変形もほと
んどなく、これら金属配線を被覆しているパシベーショ
ン膜としての無機絶縁膜にもクラックが生じず、コロ−
ジョンも発生しない。また有機絶縁物除去もスルーホー
ル形成と同時に行なうので、何らの工程増加もない。
[発明の効果]
以上説明した如く本発明によれば、熱衝撃時のストレス
によるクラック発生を防止し、従来の複合層間絶縁膜に
よる多層配線構造の長所を有し、より信頼性の高い多層
配線構造を有する半導体装置を簡単な工程で得られるも
のである。
によるクラック発生を防止し、従来の複合層間絶縁膜に
よる多層配線構造の長所を有し、より信頼性の高い多層
配線構造を有する半導体装置を簡単な工程で得られるも
のである。
第1図は本発明の一実施例の工程及び構成説明図、第2
図は従来装置の工程及び構成説明図、第3図は従来及び
本発明のPCT結果比較図である。 21・・・熱SiO2付半導体基板、22・・・第1の
配線(例えばA、f−8t)、23・・・無機絶縁膜(
層間用、例えばP−8i N)、24・・・有機絶縁膜
(層間用、例えばPI)、25・・・第2の配線(例え
ばA、、1−8i ) 、26・・・無機絶縁膜(パシ
ベーション用、例えばP−8t N) 、27・・・ダ
イシング・ライン、28・・・ポンディング・パッド部
、B・・・有機絶縁膜除去部分。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦=11− V
V第3
図は従来装置の工程及び構成説明図、第3図は従来及び
本発明のPCT結果比較図である。 21・・・熱SiO2付半導体基板、22・・・第1の
配線(例えばA、f−8t)、23・・・無機絶縁膜(
層間用、例えばP−8i N)、24・・・有機絶縁膜
(層間用、例えばPI)、25・・・第2の配線(例え
ばA、、1−8i ) 、26・・・無機絶縁膜(パシ
ベーション用、例えばP−8t N) 、27・・・ダ
イシング・ライン、28・・・ポンディング・パッド部
、B・・・有機絶縁膜除去部分。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦=11− V
V第3
Claims (2)
- (1)半導体基板上の絶縁膜上に設けられた第1の配線
パターンと、該配線パターン及び前記絶縁膜上に、第1
の無機絶縁膜、有機絶縁膜の順に積層された複合絶縁膜
と、該複合絶縁膜のスルーホール及び前記複合絶縁膜上
に設けられた第2の配線パターンと、周囲に広いフィー
ルド部を有する前記第2の配線パターンの周辺部の一部
領域に前記有機絶縁膜の除去部を設け、この除去部を通
して前記第1の無機絶縁膜上に直接設けられると共に前
記有機絶縁膜上に設けられた第2の無機絶縁膜とを具備
したことを特徴とする半導体装置。 - (2)半導体基板上の絶縁膜上に第1の配線パターンを
設け、該パターン及び前記絶縁膜上に、第1の無機絶縁
膜、有機絶縁膜の順に積層された複合絶縁膜を設け、該
絶縁膜のスルーホール及び前記複合絶縁膜上に第2の配
線パターンを設け、周囲に広いフィールド部を有する前
記第2の配線パターンの周辺部の一部領域に、前記有機
絶縁膜の除去部を前記有機絶縁膜のスルーホールと同時
に設け、前記有機絶縁膜除去部を通して前記第1の無機
絶縁膜に直接形成されかつ前記有機絶縁膜上に形成され
る第2の無機絶縁膜を設けることを特徴とする半導体装
置の製造方法。
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---|---|---|---|
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JPH0654774B2 JPH0654774B2 (ja) | 1994-07-20 |
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US6294799B1 (en) * | 1995-11-27 | 2001-09-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating same |
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JP3989763B2 (ja) | 2002-04-15 | 2007-10-10 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体表示装置 |
US7256421B2 (en) | 2002-05-17 | 2007-08-14 | Semiconductor Energy Laboratory, Co., Ltd. | Display device having a structure for preventing the deterioration of a light emitting device |
JP5118300B2 (ja) * | 2005-12-20 | 2013-01-16 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
US20110079908A1 (en) * | 2009-10-06 | 2011-04-07 | Unisem Advanced Technologies Sdn. Bhd. | Stress buffer to protect device features |
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JPS6030153A (ja) * | 1983-07-28 | 1985-02-15 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
KR900004968B1 (ko) * | 1984-02-10 | 1990-07-12 | 후지쓰 가부시끼가이샤 | 반도체장치 제조방법 |
JPS60206161A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-17 | Toshiba Corp | 半導体集積回路 |
US4523372A (en) * | 1984-05-07 | 1985-06-18 | Motorola, Inc. | Process for fabricating semiconductor device |
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1987
- 1987-11-30 JP JP62302604A patent/JPH0654774B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-11-24 KR KR1019880015479A patent/KR910009803B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-11-30 EP EP88119978A patent/EP0318954B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-30 DE DE3856439T patent/DE3856439T2/de not_active Expired - Fee Related
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1991
- 1991-02-12 US US07/653,481 patent/US5055906A/en not_active Expired - Fee Related
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EP0318954A2 (en) | 1989-06-07 |
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EP0318954A3 (en) | 1989-07-26 |
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