JPH0423454A - 半導体装置の配線構造 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〉 この発明は、半導体装置の配線構造に関し、特に配線の
下地膜および保護膜の構造に関するものである。

〈従来の技術〉 半導体装置の配線は、アルミニウムやアルミニウム合金
なとて形成され、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜やＰ　Ｓ　
Ｇ　（Ｐｈｏｓｐｈｏ　５ｉｌｉｃａｔｅ　ｇｌａｓｓ
）膜上に配設される。さらに、配線は、プラズマＣＶＤ
法で形成した窒化ケイ素（Ｐ−３ｉＮ）膜などの絶縁性
保護膜で覆われる。

このような配線構造ては、絶縁性保護膜の圧縮応力によ
って、配線に引張応力が働き、くさび状の欠損を発生し
た。

そのために、第４図また。は第５図に示す配線構造が成
されていた。

第４図に示す配線構造４１は、半導体基板４２上に形成
した５ｉｎ２膜またはＰＳＧ膜より成る絶縁膜４３と、
絶縁膜４３上に配設したアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金より成る配線４４と、配線４４を覆ったＰＳＧ膜
より成る第１絶縁性保護膜４５と、第１保護膜４５上に
形成したＰ−３ｉＮ膜より成る第２絶縁性保護膜４６と
により構成される。

−刀、第５図に示す配線構造５１は、半導体装置５２上
に形成した絶縁膜５３と、絶縁膜５３上に配設した配線
５４と、配線５４を覆った第１絶縁性保護膜５５と、第
１絶縁性保護膜５５」二に塗布した５ＯＧ（Ｓｐｉｎ　
ｏｎ　ｇｌａｓｓ）を熱処理してＰＳＧ膜化した平坦化
膜５７と、平坦化膜５７上に形成した第２絶縁性保護膜
５６とにより構成される。

前記配線構造５１の構成部品のうち、平坦化膜５７を除
いた残りの構成部品は、前述した配線構造４１の構成部
品と同様である。

〈発明か解決しようとする課題〉 しかしながら、上記構成の配線構造（４１）、（５１）
は、第２絶縁性保護膜（４６）　、　（５５）の圧縮応
力を十分に緩和することができないので、くさび状の欠
損を十分に防止てきない。また、絶縁膜（４３）　。

（５３）か圧縮応力を有する窒化ケイ素膜で形成される
ＭＮＯ３構造の半導体装置に摘要した場合には、配線（
４４）　、　（５４）が絶縁膜（４３）、（５３）より
圧縮応力を受け、第１絶縁性保護膜（４５）　、　（５
５）より引張応力を受けるために欠損が多くなる。

さらに、前者の配線構造（４１）では、第１絶縁性保護
膜（４５）の段差部における第２保護膜（４６）のカバ
レージ性か悪くなる。

一方、後者の配線構造（５１）ては、平坦化膜（５７）
形成時の熱処理が十分に行われないと、第２絶縁性保護
膜（５６）形成時に平坦化膜（５７）よりガスか発生し
て、第２絶縁性保護膜（５６）の耐湿性が低くなる。さ
らに配線（５４）を露出させるためのエッチンク時には
、第６図に示すように、平坦化膜５７かオーバエツチン
グされて、第２絶縁性保護膜５６かオーバハング状態に
なる。そのために、第２絶縁性保護膜５６のオーババン
ク部５８に不純物かたまり、外観や品質か低下する。ま
た、オーバエツチングか生じない平坦化膜５７を形成す
るには、熱処理温度を段階的に変化させることか必要に
なり、工程が繁雑になる。

この発明は、上記した課題を解決するために成されたも
のて、配線に発生ずるくさび状の欠損の発生を除去して
、信頼性に優れた半導体装置を提供することを目的とす
る。

〈課題を解決するだめの手段〉 この発明は、上記目的を達成するために成されたものて
、半導体素子を形成するための基板上て、少なくとも配
線形成領域に形成した圧縮応力を有する絶縁性下地膜と
、絶縁性下地膜の表面に配設した配線と、配線の表面と
絶縁性下地膜の表面とに形成した圧縮応力を有する絶縁
性保護膜とにより構成され、絶縁性下地膜および絶縁性
保護膜は、それぞれの圧縮応力がほぼ同等になる材料で
形成されたものである。

〈作用〉 上記構成の半導体装置の配線構造では、絶縁性下地膜お
よび絶縁性保護膜はそれぞれの圧縮応力が同等になる材
料で形成され、それぞれによって配線を覆ったことによ
り、配線にはあらゆる方向より圧縮応力がほぼ均等に加
わるために、欠損の発生を防止する。

〈実施例〉 この発明の第１実施例を第１図に示す断面図により説明
する。

図に示す配線構造１１は、半導体基板１２上に形成した
絶縁膜１３と、絶縁膜１３上に形成した絶縁性下地膜１
６と、絶縁性下地膜１６上に配設した配線１４と、配線
１４の表面を覆った状態て絶縁性下地膜１６上に形成し
た絶縁性保護膜１５とにより構成される。

前記絶縁膜１３は、酸化膜（Ｓ　ｉ　０２）、　Ｐ　Ｓ
　Ｇ膜またはＢ　Ｐ　Ｓ　Ｇ　（Ｂｏｒｏｐｈｏｓｐｈ
ｏ　５ｉｌｉｃａｔｅ　ｇｌａｓｓ）膜などて形成され
る。

前記絶縁性下地膜１６は、厚さが３０ｎｍ乃至５０’Ｏ
ｎｍの窒化ケイ素膜より成る。窒化ケイ素膜は、減圧Ｃ
ＶＤ法、常圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法またはスパッ
タ法などで形成される。

また、前記絶縁膜１３と前記絶縁性下地膜１６とには、
前記半導体基板】２に設けた半導体素子（図示せず）と
前記配線１４とを接続するためのコンタクトホール（図
示せず）か形成される。

前記配！ａ１４は、アルミニウムまたはアルミニウム合
金などで形成される。

さらに、前記絶縁性保護膜１５は、前記絶縁性下地膜１
６の圧縮応力とほぼ同等の圧縮応力を有する材料、例え
ばＰ−３ｉＮ膜で形成される。

上記絶縁性下地膜１６および絶縁性保護膜１５には、窒
化ケイ素膜を用いたか、それぞれかほぼ同等の圧縮応力
を有する材料てあれば良く、例えばプラズマＣＶＤ法に
より形成したプラズマ酸化膜などを用いることかてきる
。

上記した配線構造１１ては、配線１４がほぼ同等の圧縮
応力を有する絶縁性下地膜１６と絶縁性保護膜１５とに
よって包まれた状態になるのて、配線１４に加わる圧縮
応力の分布が均一化される。また、絶縁性保護膜がＰ−
３ｉＮて形成された場合には、段差部のカバレージが良
好になり、耐湿性に優れたものになる。さらに、配線１
４上には、−層の絶縁性保護膜１５たけを膜付けすれば
よいのて、形成工程か簡単になる。

次に、第２実施例を第２図に示す断面図により説明する
。尚、第１実施例の構成部品と同一のものには、同一番
号を付ける。

図に示す配線構造２１は、前述した第１実施例て説明し
た配線構造（１１）において、配！！１４の下のみに絶
縁性下地膜１６を設けて、配線１４の表面と絶縁性下地
膜１６の側面と絶縁膜１３の表面とを絶縁性保護膜１５
て覆った構造を成す。

よって、第２実施例の配線構造２１においても、第１実
施例で説明したと同様に、配線１４に加わる圧縮応力の
分布か均一化される。

次に第１実施例まは第２実施例の欠損の発生状況を第３
図により説明する。

図は、縦軸か単位面積当たりの配線の欠損発生数を示し
、横軸が絶縁性保護膜（Ｐ−３ｉＮ膜）の圧縮応力を示
す。また実線が各実施例の配線構造（１１）または（２
１）を示し、破線か従来の各配線構造（４１）または（
５１）を示す。

図に示すように、実施例の各配線構造（１１）または（
２１）は、従来の各配線構造（４１）または（５１）よ
りも配線の欠損を発生する応力がおよそ２倍に高められ
る。よって、配線の欠損が低減される。

〈発明の効果〉 以上、説明したようにこの発明によれば、圧縮応力かほ
ぼ同等の絶縁性下地膜と絶縁性保護膜とによって配線を
覆ったので、配線に加わる圧縮応力が均一化され、欠損
の発生が大幅に低減てきる。よって、半導体装置の信頼
性の向」二が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１実施例の断面図 第２図は、第２実施例の断面図、 第３図は、欠損発生数と圧縮応力との関係図、第４図は
、従来例の断面図、 第５図は、別の従来例の断面図、 第６図は、課題の説明図である。 １１．２１・・・配線構造、１２・・・半導体基板。 １３・・・絶縁膜、１４・・・配線。 １５・・・絶縁性保護膜、１６・・・絶縁性下地膜。 特許出願人　　　　　沖電気工業株式会社代理人　　　
　　　　　弁理士　船　橋　國　則躬／寿或ｉ芝’ｔ／
）＃′７ｆ７ｚ 第７ｆ 葛２芙２殆芝γの７４ｍ５ 第２図 第４１！１ らｌ 、ｒ７１）ガｆ：芝’／　／）、々ンルηケＡ百へｉ トｄ 、６ｋｌｌ：＃Ｊｉａのｆｔ１ｌＢ）７ＬＪ　（１０８
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メ犬ｊ４第３図 Ｉ漕初Ｊ列Ｅ 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体素子を形成するための基板と、 少なくとも前記基板上の配線形成領域に形成した圧縮応
   力を有する絶縁性下地膜と、 前記絶縁性下地膜の表面に配設した配線と、前記配線の
   表面と前記絶縁性下地膜の表面に形成した圧縮応力を有
   する絶縁性保護膜とにより構成され、 前記絶縁性下地膜および前記絶縁性保護膜は、それぞれ
   の圧縮応力がほぼ同等になる材料で形成されたことを特
   徴とする半導体装置の配線構造。