JPH0438830A - 半導体装置 - 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） 本発明は、半導体装置に関するものであり、特に、半導
体装置の金属配線部の眉間絶縁膜および表面保護膜にお
けるクランクの発生を防止するように構成しな半導体装
置に関するものである。

（従来技術） 第４図は、多層構造の金属配線を施した従来の半導体装
置の順次の製造工程を示す断面図である。

第４図（ａ）に示すように、半導体基板１１の上にコン
タクト用拡散層１２を形成し、更に第１層間絶縁膜１３
を半導体基板１１の表面に形成した後、該第１層間絶縁
膜Ｉ３に通常のホトリソグラフィ技術及びエンチング技
術を用いてコンタクト孔１４を開孔する。次に、第４図
（ｂ）に示すように、スパッタ法を用いてコンタクト孔
１４及び前記第１層間絶縁膜１３の全面に第１の配線用
のアルミニウム層１５を形成する。次いで、第４図（Ｃ
）に示すように、通常のホトリソグラフィ技術及びエツ
チング技術を用いてアルミニウム層１５を選択的に除去
し、第１の金属配線１６を形成する。次に、第４図（ｄ
）に示すように、第１の金属配線部６と第１Ｎ間絶縁膜
１３の全面に第２Ｎ間絶縁膜１７を形成し、通常のホト
リソグラフィ工程とエツチング技術を用いて第２層間絶
縁膜１７にコンタクト孔１８を形成する。更に、第３図
（ｅ）に示すように、第２層間絶縁膜１７の全面に第２
配線用アルミニウム層をスバ、り法を用いて形成し、通
常のホトリソグラフィ工程とエツチング技術とを用いて
第２の金属配線１９を形成する。その後、パッシベーシ
ョン膜（図示せず）を形成した後、シンタリングを行っ
て、金属配線工程を終了する。

第５図に示すように、第１及び第２の金属配線１６１９
は、基板１１表面に直交する方向から見ると、その角部
１６ａ、１９ａはそれぞれほぼ２７０″’　　　１６ｂ
、１９ｂ、１６ｃ、１９ｃ。

１６ｄ　　１９ｄはそれぞれほぼ９０°の角度をもつよ
うに形成されている。

（発明が解決しようとする課題） 半導体装置の製造過程においては、バッシヘーション膜
の形成や、シンタリング、金属配線の形成時など数回に
わたり、熱処理を行う必要がある。

このような、熱処理を行った時、各金属配線１６゜１９
の熱膨張係数と第１及び第２の層間絶縁膜１３．１７の
熱膨張係数が異なるため、従来の半導体装置の構造では
、各金属配線１６．１９の角部近傍に強い応力が発生し
、第５図に示すとおり、金属配線１６．１９の角部から
層間絶縁膜１３゜１７あるいはバンシヘーション膜（図
示せず）にクランク２０が入ることがあり、半導体素子
の信軌性を著しく低下させるという問題があった。また
、従来の半導体装置では上述した熱膨張係数の相異に起
因するクラックの発生を防くために、使用できる眉間絶
縁膜の種類が限られてしまうという欠点もある。

このクラックの発生防止対策としては、第６図（ａ）及
び（ｂ）に示すような、金属配線２１の内部に応力分散
のためのスリン）２１ａを形成する方法が知られている
。しかしながら、このようなスリットを設けると、金属
配線自体が細くなることとなる。通常、金属配線の太さ
は、個々のデバイスの電流密度に応して設定されるもの
であるため、デバイス設計後に、その配線領域を細くす
ることは、デバイスの性能を低下させる恐れがある。

この問題を解決し、配線領域を細くすることなくクラッ
クの発生を防止する半導体装置が特開昭６２−１１４２
４３号公報に記載されている。第７図（ａ）及び（ｂ）
に示すように、ここでは、配線層２２の下部に形成した
層間絶縁膜２３に、配線領域に対応した凹部２３ａを掘
り込んで、この凹部２３ａ内に配線層２２を埋設するよ
うにしている。このような構成によると、層間絶縁膜２
３の表面（あるいはパノンヘーション膜）表面を平坦化
することができ、クラックの発生を防くことができる。

しかしながら、層間絶縁膜２３に凹部２３ａを形成する
ためのエツチングが必要であり、製造工程が増えてしま
うという問題がある。

本発明は、これらの従来技術の問題点を解決して、配線
幅を細くする事なく、また製造工程を増やす事なく、眉
間絶縁膜及びバンシヘーション膜中のクラックの発生を
防止し得る半導体装置を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明の半導体装置は、所
望の素子領域を形成した半導体基体上に単層又は多層構
造の金属配線を施した半導体装置において、前記金属配
線のそれぞれの角部が鈍角に形成されていることを特徴
とするものである。

（作　用） 本発明の半導体装置では、金属配線部の各角部が、鈍角
になるように形成されているため、金属配線の角部に集
中する応力が分散、緩和され、したがってクラックの発
生を防止することができる。

３層配線を施した半導体装置における、配線幅とパンシ
ベーション膜におけるクラックの発生量との関係を第３
図に示す。第３図において、点線は配線部の角部が、は
ぼ直角に形成されている従来の半導体装置におけるクラ
ンクの発生量を示しており、実線は、配線部の角部を約
１３５°あるいは約２２５°に形成した本発明の半導体
装置におけるクラックの発生量を示している。第２図か
ら、従来の半導体装置では、配線部の幅が約１０μｍ以
上になると、クラ、りが発生し、本発明の半導体装置で
は、配線部の幅を広くしてもクラックがほとんど発生し
ないことがわかる。これは、従来の半導体装置では、熱
膨張係数の差により生じる応力が配線部の角部に集中し
ていたのに対し、本発明の半導体装置では角部が鈍角に
形成されているため、前記応力が分散かつ緩和されるか
らである。

（実施例） 第１図は、本発明の半導体装置の実施例を示す断面図で
ある。

第１図に示すとおり、半導体基板１の表面には拡散層２
が形成されており、基板１の上には、コンタクトホール
３ａを開孔した第１の層間絶縁膜３が形成されている。

該コンタクトホール３ａ上には第１のアルミニウム配線
４が形成されており、第１のアルミニウム配線４の上に
は、コンタクトホール５ａを開孔した第２層間絶縁膜５
が形成されている。第２層間絶縁膜５の上に、更に第２
のアルミニウム配ｖＡ６が形成され、更に第２層間絶縁
膜５及び第２のアルミニウム配線６の上にコンタクトホ
ール７ａを開孔した第３層間絶縁膜７を形成する。その
上に第３のアルミニウム配線８が形成されており、更に
、第３のアルミニウム配線８及び第３層間絶縁膜７を覆
うパッシベーション膜９を形成している。各層のアルミ
ニウム配ｆ！４６．８は、スパッタリングによってアル
ミニウム層を萎着した後、通常のホトリソグラフィとエ
ツチングによるバターニングにより形成する。

第２図は、それぞれのアルミニウム配線４．６８の平面
図である。各アルミニウム配線の角部は、４ａ、６ａ、
８ａ、４ｂ、６ｂ、８ｂは２２５゜の角度に、４ｃ、６
ｃ、８ｃ、４ｄ、６ｄ、８ｃ４ｅ、６ｅ、Ｂｅ、４ｆ、
６ｆ、８ｆ、４ｇ、６ｇ、８ｇ、４ｈ、６ｈ、８ｈはそ
れぞれ１３５６の角度になるように形成する。具体的に
は、ホトリソグラフィ工程で使用するマスクに角部を１
３５゜及び２２５°の角度を付けたものを用意して、エ
ツチングを行えば良い。

第３図から、従来の半導体装置では配線幅が１０μｍを
越えるとクラックが発生したのに比して、上述した角部
が鈍角に形成されているアルミニウム配線構造の本発明
の半導体装置では、配線幅が５００μｍになるまで、ク
ランクが発生しないことがわかる。

本実施例では、配線部の角度を１３５°あるいは２２５
°としたが、直角より、緩い角度、すなわち鈍角であれ
ば本発明の効果を得ることができる。また、角部を複数
回切り欠いて、より滑らかな角部を構成するようにして
も良く、更には角をとって円く構成するようにしても良
い。

（発明の効果） 本発明によると、金属配線の角部鈍角に形成するように
しているため、半導体装置に熱処理を施す際に、従来金
属配線の角部に集中していた応力を分散、緩和するため
、眉間絶縁膜あるいはパノシヘーンヨン膜のクランクの
発生を防くことができる。また、従来は熱膨張係数の相
異に起因するクランクの発生を防ぐために、層間絶縁膜
として使用できる材質が限られていたが、本発明の構造
においては、クランクの発生を考慮する必要がないため
、素子の種類と性質に応して層間絶縁膜を選択すること
ができる。したがって、素子の作成が容易になるという
効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の半導体装置の実施例を示す図、 第２圓は、本発明の半導体装置の金属配線部の平面図、 第３図は、配線幅とクランク発生量との関係を示す特性
図、 第４図は、従来の半導体装置の製造工程を示す断面図、 第５回は、従来の半導体装置の金属配線部の平面図、 第６図及び第７図は、従来の半導体装置の金属配線構造
を示す図である。 ｌ・・・半導体基Ｆｉ　　　　　２・・・拡散層３．５
．７・・・層間絶縁膜 ４．６．８・・・金属配線 ９・・・パンシヘーション膜 閃 Ｑ 丘 ｒ＞むンｒ＞曝、晶１− づ ■ 第６図 （ａ） （ｂ） 第７図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、所望の素子領域を形成した半導体基体上に単層又は
   多層構造の金属配線を施した半導体装置において、前記
   金属配線のそれぞれの角部が鈍角に形成されていること
   を特徴とする半導体装置。