JPH05121570A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH05121570A JPH05121570A JP27943491A JP27943491A JPH05121570A JP H05121570 A JPH05121570 A JP H05121570A JP 27943491 A JP27943491 A JP 27943491A JP 27943491 A JP27943491 A JP 27943491A JP H05121570 A JPH05121570 A JP H05121570A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】下層配線２の凹部６上に層間絶縁膜より発生す
る残留気体を放出する開口部７を有している。 【効果】開口部より層間絶縁膜内の残留気体を放出でき
るため、半導体装置の歩留りが向上し、スイッチングス
ピードの遅れや誤動作が生じなくなる。
る残留気体を放出する開口部７を有している。 【効果】開口部より層間絶縁膜内の残留気体を放出でき
るため、半導体装置の歩留りが向上し、スイッチングス
ピードの遅れや誤動作が生じなくなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特に
下層配線と上層配線を分離する層間絶縁膜の構造に関す
る。
下層配線と上層配線を分離する層間絶縁膜の構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の多層配線は、層間絶縁膜を
挾んで下層配線と上層配線が形成された構造となってお
り、この層間絶縁膜に形成されたスルーホールを介して
電気的に接続されている。しかし、半導体装置を製造す
る過程で、半導体基板上に素子形成の加工による凹凸
や、配線工程による凹凸が形成される。そのため、これ
らの段部を横切る配線は、断線やくびれが生じ易い。特
に下層配線上を層間絶縁膜を介して横切る上層配線に断
線やくびれの発生が多い。
挾んで下層配線と上層配線が形成された構造となってお
り、この層間絶縁膜に形成されたスルーホールを介して
電気的に接続されている。しかし、半導体装置を製造す
る過程で、半導体基板上に素子形成の加工による凹凸
や、配線工程による凹凸が形成される。そのため、これ
らの段部を横切る配線は、断線やくびれが生じ易い。特
に下層配線上を層間絶縁膜を介して横切る上層配線に断
線やくびれの発生が多い。
【０００３】最近、これらの不具合を防止するため層間
絶縁膜を下層と上層に分け、その間に平坦化を目的とす
る塗布膜を塗布装置によって形成する方法が行なわれて
いる。例えば図２に示すように、シリコン等の半導体基
板１上に下層配線２を形成したのち、酸化シリコン膜等
からなる下層絶縁膜３を形成する。次で、塗布装置によ
り塗布液を半導体基板表面に塗布し、その後熱処理を行
ない、塗布液に含まれているアルコール成分を蒸発させ
塗布膜４を形成したのち上層絶縁膜５を形成し、これら
３層からなる層間絶縁膜１０を形成するという方法が行
なわれている。このようにすると、凹部６に塗布液が多
くなり、全体として、平坦性が良くなる。段差が大きい
場合は、前述した方法を数回繰り返すことにより平坦性
は向上する。
絶縁膜を下層と上層に分け、その間に平坦化を目的とす
る塗布膜を塗布装置によって形成する方法が行なわれて
いる。例えば図２に示すように、シリコン等の半導体基
板１上に下層配線２を形成したのち、酸化シリコン膜等
からなる下層絶縁膜３を形成する。次で、塗布装置によ
り塗布液を半導体基板表面に塗布し、その後熱処理を行
ない、塗布液に含まれているアルコール成分を蒸発させ
塗布膜４を形成したのち上層絶縁膜５を形成し、これら
３層からなる層間絶縁膜１０を形成するという方法が行
なわれている。このようにすると、凹部６に塗布液が多
くなり、全体として、平坦性が良くなる。段差が大きい
場合は、前述した方法を数回繰り返すことにより平坦性
は向上する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
装置においては、集積度があがり微細化が進むにつれ
て、配線間隔及び配線幅も狭くなってきており、このた
め配線間の凹部にたまる塗布液の量も多くなっている。
従って塗布膜４より発生する気体の量が増加し、それが
原因となって後工程の熱の加わる工程で、図２に示した
ように、上層絶縁膜５にふくらみ８が形成され、さらに
は、破裂し飛んでしまうという不具合が発生するように
なった。
装置においては、集積度があがり微細化が進むにつれ
て、配線間隔及び配線幅も狭くなってきており、このた
め配線間の凹部にたまる塗布液の量も多くなっている。
従って塗布膜４より発生する気体の量が増加し、それが
原因となって後工程の熱の加わる工程で、図２に示した
ように、上層絶縁膜５にふくらみ８が形成され、さらに
は、破裂し飛んでしまうという不具合が発生するように
なった。
【０００５】このふくれ現象は、配線間の凹部ばかりで
なく、各素子の形成過程に発生するパターンの凹部から
も発生が確認されている。この現象が発生すると、後工
程のパターンくずれの原因になる。例えば破裂して飛ん
だ上層絶縁膜は、パーティクルとして基板表面に付着
し、さらに残った穴はくぼみとなり、その上に形成され
るパターンは、形状異常を起こしている。
なく、各素子の形成過程に発生するパターンの凹部から
も発生が確認されている。この現象が発生すると、後工
程のパターンくずれの原因になる。例えば破裂して飛ん
だ上層絶縁膜は、パーティクルとして基板表面に付着
し、さらに残った穴はくぼみとなり、その上に形成され
るパターンは、形状異常を起こしている。
【０００６】この上層絶縁膜のふくらみは、主に円形を
なしており、図３に示すように、上層絶縁膜の厚さが厚
くなるほど、その直径が大きくなる。このことは、上層
絶縁膜の強度と熱のかかる工程で塗布膜４から出てくる
気体の圧力とのバランスによって決まると考えられる。
なしており、図３に示すように、上層絶縁膜の厚さが厚
くなるほど、その直径が大きくなる。このことは、上層
絶縁膜の強度と熱のかかる工程で塗布膜４から出てくる
気体の圧力とのバランスによって決まると考えられる。
【０００７】また、下層配線と上層配線とを電気的に接
続するために、上層絶縁膜の上面から下層配線の上面が
露出するまで層間絶縁膜をエッチングすることによって
形成するスルーホールは、その側面より塗布膜から発生
した気体が突出し、それが原因となって、下層配線と上
層配線の界面で電気的にオープンになったり、スルーホ
ール抵抗の増加による特性の悪化が起こっている。例え
ば、スルーホール抵抗が増加すると、半導体装置の出力
ローレベルが高くなり、次の回路の入力でハイレベルと
感じるという誤動作を生じさせたり、配線容量と電気抵
抗の積である時定数が大きくなるため、スイッチングス
ピードを遅らせたりする。
続するために、上層絶縁膜の上面から下層配線の上面が
露出するまで層間絶縁膜をエッチングすることによって
形成するスルーホールは、その側面より塗布膜から発生
した気体が突出し、それが原因となって、下層配線と上
層配線の界面で電気的にオープンになったり、スルーホ
ール抵抗の増加による特性の悪化が起こっている。例え
ば、スルーホール抵抗が増加すると、半導体装置の出力
ローレベルが高くなり、次の回路の入力でハイレベルと
感じるという誤動作を生じさせたり、配線容量と電気抵
抗の積である時定数が大きくなるため、スイッチングス
ピードを遅らせたりする。
【０００８】このように、現在、層間絶縁膜がますます
緻密化していく傾向にあるため、逃げ場を失なった層間
絶縁膜内の気体が後工程の熱処理によって、上層絶縁膜
をふくらませ、パターンくずれを起こしたり、下層配線
と上層配線の電気的な接続に悪影響を及ぼすため、半導
体装置の歩留り、信頼性及び性能を著しく低下させると
いう問題点がある。
緻密化していく傾向にあるため、逃げ場を失なった層間
絶縁膜内の気体が後工程の熱処理によって、上層絶縁膜
をふくらませ、パターンくずれを起こしたり、下層配線
と上層配線の電気的な接続に悪影響を及ぼすため、半導
体装置の歩留り、信頼性及び性能を著しく低下させると
いう問題点がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
凹部が形成された半導体基板上に塗布膜を中間層とする
三層構造の層間絶縁膜を有する半導体装置において、凹
部における前記層間絶縁膜を構成する上層絶縁膜には、
前記塗布膜より発生する気体を放出するための開口部が
設けられているものである。
凹部が形成された半導体基板上に塗布膜を中間層とする
三層構造の層間絶縁膜を有する半導体装置において、凹
部における前記層間絶縁膜を構成する上層絶縁膜には、
前記塗布膜より発生する気体を放出するための開口部が
設けられているものである。
【００１０】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例の断面図である。
る。図１は本発明の一実施例の断面図である。
【００１１】図１において、シリコン等からなる半導体
基板１上には、下層配線２が設けられ、その上には下層
絶縁膜３と塗布膜４及び上層絶縁膜５からなる層間絶縁
膜１０が設けられている。そして特に上層絶縁膜５には
気体放出の為の開口部６が設けられている。この実施例
は、下層配線間の凹部６に、上層絶縁膜５の上面より塗
布膜４に届くように開口部７を設けたものである。
基板１上には、下層配線２が設けられ、その上には下層
絶縁膜３と塗布膜４及び上層絶縁膜５からなる層間絶縁
膜１０が設けられている。そして特に上層絶縁膜５には
気体放出の為の開口部６が設けられている。この実施例
は、下層配線間の凹部６に、上層絶縁膜５の上面より塗
布膜４に届くように開口部７を設けたものである。
【００１２】このように構成された実施例によれば、下
層配線の間の凹部６にたまった塗布膜４に残留する気体
が、後工程の熱処理時に気体放出用の開口部７より逃げ
出すため、気体の膨張によって上層配線をふくらませる
こともなくなり、パターンくじれが抑制される。また、
スルーホールからの気体の突出もなくなり、スルーホー
ルのオープンや抵抗の増加もなくなる。
層配線の間の凹部６にたまった塗布膜４に残留する気体
が、後工程の熱処理時に気体放出用の開口部７より逃げ
出すため、気体の膨張によって上層配線をふくらませる
こともなくなり、パターンくじれが抑制される。また、
スルーホールからの気体の突出もなくなり、スルーホー
ルのオープンや抵抗の増加もなくなる。
【００１３】次に実施例の製造方法を説明する。まず、
所望の工程をへた半導体基板１上に、アルミニウムから
なる下層配線２をホトリソグラフィ技術により形成す
る。次に、下層配線２を含む半導体基板上に下層絶縁膜
３を堆積する。次にその上に塗布装置により、塗布膜４
を形成する。
所望の工程をへた半導体基板１上に、アルミニウムから
なる下層配線２をホトリソグラフィ技術により形成す
る。次に、下層配線２を含む半導体基板上に下層絶縁膜
３を堆積する。次にその上に塗布装置により、塗布膜４
を形成する。
【００１４】塗布装置は通常半導体基板上に塗布液を滴
下し、その後高速回転させることにより、半導体基板上
に塗布膜を形成する装置である。従って、半導体基板上
の凹部６に塗布液が多くたまり塗布膜４の膜厚が厚く、
反対に凸部は塗布液がほとんどのらないため、塗布膜４
の膜厚が薄く形成され、全体として平坦性が良くなる。
塗布液は、無機系のものと有機系のものがあるが、いず
れもアルコールでうすめてある。
下し、その後高速回転させることにより、半導体基板上
に塗布膜を形成する装置である。従って、半導体基板上
の凹部６に塗布液が多くたまり塗布膜４の膜厚が厚く、
反対に凸部は塗布液がほとんどのらないため、塗布膜４
の膜厚が薄く形成され、全体として平坦性が良くなる。
塗布液は、無機系のものと有機系のものがあるが、いず
れもアルコールでうすめてある。
【００１５】次に、塗布膜４上に上層絶縁膜５を堆積す
る。次にホトリソグラフィ技術により、気体放出用の開
口部７を形成する。この開口部７は、下層配線と下層配
線の間の凹部６にまた、上層配線が通らない位置に設計
することが望ましい。さらに、この開口部のパターン
は、正方形，長方形，円形とどのような形にしても良
い。
る。次にホトリソグラフィ技術により、気体放出用の開
口部７を形成する。この開口部７は、下層配線と下層配
線の間の凹部６にまた、上層配線が通らない位置に設計
することが望ましい。さらに、この開口部のパターン
は、正方形，長方形，円形とどのような形にしても良
い。
【００１６】開口部の深さは、塗布膜４に到達する程度
にエッチングして形成する。例えば、上層絶縁膜５の膜
厚を０．５μｍとし下層配線間の凹部にたまっている塗
布膜４の膜厚を０．３μｍとすると、開口部の深さを
０．６５μｍ狙いにすればよい。このようにすると、開
口部７の底面は、塗布膜内に到達し、塗布膜内に残留し
ている気体を熱の加わる工程で、上層絶縁膜５をふくら
ますことなく、放出することができる。
にエッチングして形成する。例えば、上層絶縁膜５の膜
厚を０．５μｍとし下層配線間の凹部にたまっている塗
布膜４の膜厚を０．３μｍとすると、開口部の深さを
０．６５μｍ狙いにすればよい。このようにすると、開
口部７の底面は、塗布膜内に到達し、塗布膜内に残留し
ている気体を熱の加わる工程で、上層絶縁膜５をふくら
ますことなく、放出することができる。
【００１７】しかし、開口部の深さが０．６５μｍと深
いと、エッチングのコントロール性やスループット等が
悪くなるため層間の配線容量を変わることのないよう
に、下層絶縁膜と上層絶縁膜の合計の膜厚を同じにし
て、下層絶縁膜の膜厚を厚くし上層絶縁膜の膜厚を０．
１５μｍ程度まで薄くすると、開口部の深さを０．３μ
ｍと浅くすることができる。そのため、エッチングのコ
ントロール性やスループット等を改善することができ
る。この場合、上層絶縁膜の膜厚を０．１５μｍと薄く
したため、ふくれに対する強度が低下するが、塗布膜内
の気体が開口部より容易に逃げだすため、ふくれること
はなくなる。
いと、エッチングのコントロール性やスループット等が
悪くなるため層間の配線容量を変わることのないよう
に、下層絶縁膜と上層絶縁膜の合計の膜厚を同じにし
て、下層絶縁膜の膜厚を厚くし上層絶縁膜の膜厚を０．
１５μｍ程度まで薄くすると、開口部の深さを０．３μ
ｍと浅くすることができる。そのため、エッチングのコ
ントロール性やスループット等を改善することができ
る。この場合、上層絶縁膜の膜厚を０．１５μｍと薄く
したため、ふくれに対する強度が低下するが、塗布膜内
の気体が開口部より容易に逃げだすため、ふくれること
はなくなる。
【００１８】また、気体放出用の開口部を形成する工程
を新たに設けず、下層配線と上層配線を接続するため
に、層間絶縁膜にスルーホールを形成する工程で代用す
ることもできる。
を新たに設けず、下層配線と上層配線を接続するため
に、層間絶縁膜にスルーホールを形成する工程で代用す
ることもできる。
【００１９】開口部７は下層配線間でしかも上層配線の
通らない位置に１個以上設けることが望ましい。しか
し、やむおえず電源配線のような太い上層配線を通さな
ければならない場合は、開口部をこの太い配線の内部に
配置することが望ましい。このようにすることにより開
口部で、上層配線にふくらみによる穴が生じたとしても
太い配線の一部であるため、問題にならなくなるためで
ある。
通らない位置に１個以上設けることが望ましい。しか
し、やむおえず電源配線のような太い上層配線を通さな
ければならない場合は、開口部をこの太い配線の内部に
配置することが望ましい。このようにすることにより開
口部で、上層配線にふくらみによる穴が生じたとしても
太い配線の一部であるため、問題にならなくなるためで
ある。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、微
細化が進み、配線間又は、素子の凹部にたまる塗布液の
量が多くなり、層間絶縁膜内に残留する気体が増加した
としても、凹部に気体放出開口部を設けることにより、
上層絶縁膜のふくれ又はその破裂がなくなるため、パタ
ーンのくずれやスルーホールのオープン及び抵抗増加不
良も発生しなくなる。そのため、半導体装置の歩留り及
び信頼性が向上する。更にスイッチングスピードの遅れ
や誤動作を生じさせることなく、半導体装置の微細化を
進めることができるため、その効果は大きい。
細化が進み、配線間又は、素子の凹部にたまる塗布液の
量が多くなり、層間絶縁膜内に残留する気体が増加した
としても、凹部に気体放出開口部を設けることにより、
上層絶縁膜のふくれ又はその破裂がなくなるため、パタ
ーンのくずれやスルーホールのオープン及び抵抗増加不
良も発生しなくなる。そのため、半導体装置の歩留り及
び信頼性が向上する。更にスイッチングスピードの遅れ
や誤動作を生じさせることなく、半導体装置の微細化を
進めることができるため、その効果は大きい。
【図１】本発明の一実施例の断面図。
【図２】従来の半導体装置の一例の断面図。
【図３】上層絶縁膜の膜厚とふくれの直径との関係を示
す図。
す図。
１ 半導体基板 ２ 下層配線 ３ 下層絶縁膜 ４ 塗布膜 ５ 上層絶縁膜 ６ 凹部 ７ 開口部 ８ ふくらみ
Claims (1)
- 【請求項１】 凹部が形成された半導体基板上に塗布膜
を中間層とする三層構造の層間絶縁膜を有する半導体装
置において、凹部における前記層間絶縁膜を構成する上
層絶縁膜には、前記塗布膜より発生する気体を放出する
ための開口部が設けられていることを特徴とする半導体
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27943491A JPH05121570A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27943491A JPH05121570A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121570A true JPH05121570A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17611016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27943491A Pending JPH05121570A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05121570A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6650002B1 (en) | 1997-04-24 | 2003-11-18 | Sharp Kabushiki Kaishi | Semiconductor device having active element connected to an electrode metal pad via a barrier metal layer and interlayer insulating film |
| JP2012128159A (ja) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Japan Display East Co Ltd | 液晶表示装置 |
| JP2014013412A (ja) * | 2013-09-18 | 2014-01-23 | Japan Display Inc | 液晶表示装置およびその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6325952A (ja) * | 1986-07-17 | 1988-02-03 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPH01192137A (ja) * | 1988-01-28 | 1989-08-02 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-10-25 JP JP27943491A patent/JPH05121570A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6325952A (ja) * | 1986-07-17 | 1988-02-03 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPH01192137A (ja) * | 1988-01-28 | 1989-08-02 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6650002B1 (en) | 1997-04-24 | 2003-11-18 | Sharp Kabushiki Kaishi | Semiconductor device having active element connected to an electrode metal pad via a barrier metal layer and interlayer insulating film |
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| US8563982B2 (en) | 2010-12-15 | 2013-10-22 | Hitachi Displays, Ltd. | Liquid crystal display device |
| KR101322563B1 (ko) * | 2010-12-15 | 2013-10-28 | 가부시키가이샤 재팬 디스프레이 | 액정 표시 장치 |
| TWI463214B (zh) * | 2010-12-15 | 2014-12-01 | Hitachi Displays Ltd | Liquid crystal display device |
| US9170463B2 (en) | 2010-12-15 | 2015-10-27 | Japan Display Inc. | Liquid crystal display device |
| US9568795B2 (en) | 2010-12-15 | 2017-02-14 | Japan Display Inc. | Liquid crystal display device |
| JP2014013412A (ja) * | 2013-09-18 | 2014-01-23 | Japan Display Inc | 液晶表示装置およびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980217 |