JPH0677338A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH0677338A JPH0677338A JP22717792A JP22717792A JPH0677338A JP H0677338 A JPH0677338 A JP H0677338A JP 22717792 A JP22717792 A JP 22717792A JP 22717792 A JP22717792 A JP 22717792A JP H0677338 A JPH0677338 A JP H0677338A
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- Japan
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- metal wiring
- wiring
- fluid
- semiconductor device
- film
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- Pending
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属配線上に選択的に保護膜５Ａを形成し、
配線表面上に生じる表面突起８による絶縁不良を防止す
る。 【構成】 常磁性体金属で形成された配線４上のみに、
配線４の磁力によって強磁性体を含む流体５Ａを選択的
に形成し、層間絶縁膜６によって第二金属配線７と電気
的な絶縁を保つようにした。 【効果】 第一金属配線４上に生じる表面突起８以上の
厚さの膜５Ａを形成できることより、表面突起８が第二
金属配線７に到達せず配線４，７間で良好な絶縁を保つ
ことができる。
配線表面上に生じる表面突起８による絶縁不良を防止す
る。 【構成】 常磁性体金属で形成された配線４上のみに、
配線４の磁力によって強磁性体を含む流体５Ａを選択的
に形成し、層間絶縁膜６によって第二金属配線７と電気
的な絶縁を保つようにした。 【効果】 第一金属配線４上に生じる表面突起８以上の
厚さの膜５Ａを形成できることより、表面突起８が第二
金属配線７に到達せず配線４，７間で良好な絶縁を保つ
ことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の金属配線
表面に生じる突起（ヒロック）により生じる絶縁不良を
防止するための配線構造に関するものである。
表面に生じる突起（ヒロック）により生じる絶縁不良を
防止するための配線構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、二層金属配線構造を持つ従来の
半導体装置の模式断面を示す図である。図４において、
１はシリコン基板であり、この上にシリコン酸化膜を介
してトランジスタのゲート電極２を形成する。さらに絶
縁膜として、ボロンを含むリンガラス膜（ＢＰＳＧ膜）
３を堆積し、熱処理によりリフローし、平坦性を向上さ
せる。その後、第一金属配線４を形成する。この第一金
属配線４の表面の平坦性を向上させるためにＳＯＧ膜と
呼ばれる絶縁膜５を塗布する。
半導体装置の模式断面を示す図である。図４において、
１はシリコン基板であり、この上にシリコン酸化膜を介
してトランジスタのゲート電極２を形成する。さらに絶
縁膜として、ボロンを含むリンガラス膜（ＢＰＳＧ膜）
３を堆積し、熱処理によりリフローし、平坦性を向上さ
せる。その後、第一金属配線４を形成する。この第一金
属配線４の表面の平坦性を向上させるためにＳＯＧ膜と
呼ばれる絶縁膜５を塗布する。
【０００３】このＳＯＧは、流動性を持つ溶液で、これ
を上側から滴下し、シリコン基板全体を回転させること
により、全面に均一に行き渡らせる。ＳＯＧは溶液であ
ることより、図４に示す様に金属膜４の下位もしくはく
ぼんだ部位に流れ、平坦性が向上する。この後、熱処理
を加えることにより、重合反応により硬化する。この様
にして平坦化された第一金属配線４上に層間絶縁膜６を
堆積し、上部に第二金属配線７を形成する。この様に、
第一金属配線４と第二金属配線７は所望する接続口（図
示せず）以外は層間絶縁膜６によって電気的に絶縁され
ている。
を上側から滴下し、シリコン基板全体を回転させること
により、全面に均一に行き渡らせる。ＳＯＧは溶液であ
ることより、図４に示す様に金属膜４の下位もしくはく
ぼんだ部位に流れ、平坦性が向上する。この後、熱処理
を加えることにより、重合反応により硬化する。この様
にして平坦化された第一金属配線４上に層間絶縁膜６を
堆積し、上部に第二金属配線７を形成する。この様に、
第一金属配線４と第二金属配線７は所望する接続口（図
示せず）以外は層間絶縁膜６によって電気的に絶縁され
ている。
【０００４】しかしながら、通常金属配線４や７は、加
工上、電気的特性の観点からアルミ系合金が用いられる
ことが多く、配線形成後の熱処理、例えば、ＳＯＧ膜５
の硬化時や層間絶縁膜６の堆積過程での温度上昇によ
り、金属配線中の応力が緩和される過程において、金属
表面にヒロックと呼ばれる突起８が発生する。
工上、電気的特性の観点からアルミ系合金が用いられる
ことが多く、配線形成後の熱処理、例えば、ＳＯＧ膜５
の硬化時や層間絶縁膜６の堆積過程での温度上昇によ
り、金属配線中の応力が緩和される過程において、金属
表面にヒロックと呼ばれる突起８が発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置で
は、上述の様に構成されており、第一金属配線４上に成
長したヒロック８が層間絶縁膜６を突き破り第二金属配
線７と接触し、絶縁不良が生じるという問題点があっ
た。
は、上述の様に構成されており、第一金属配線４上に成
長したヒロック８が層間絶縁膜６を突き破り第二金属配
線７と接触し、絶縁不良が生じるという問題点があっ
た。
【０００６】本発明は、上記の問題点を解消するために
なされたもので、金属配線をもつ半導体装置において金
属配線相互の絶縁を十分に、かつ容易に保つことができ
る半導体装置およびその製造方法を得ることを目的とす
る。
なされたもので、金属配線をもつ半導体装置において金
属配線相互の絶縁を十分に、かつ容易に保つことができ
る半導体装置およびその製造方法を得ることを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る半導体装置は、次に掲げる手段を備えたものである。 〔１〕 常磁性体である金属配線。 〔２〕 その近傍に選択的に形成された強磁性体を含む
流体からなる配線構造。
る半導体装置は、次に掲げる手段を備えたものである。 〔１〕 常磁性体である金属配線。 〔２〕 その近傍に選択的に形成された強磁性体を含む
流体からなる配線構造。
【０００８】この発明の請求項２に係る半導体装置は、
次に掲げる手段を備えたものである。 〔１〕 強磁性体である金属配線。 〔２〕 その近傍に選択的に形成された常磁性体を含む
流体からなる配線構造。
次に掲げる手段を備えたものである。 〔１〕 強磁性体である金属配線。 〔２〕 その近傍に選択的に形成された常磁性体を含む
流体からなる配線構造。
【０００９】この発明の請求項３に係る半導体装置の製
造方法は、次に掲げる工程を含むものである。 〔１〕 シリコン基板上にトランジスタのゲート電極を
形成し、この上部に絶縁膜を形成する工程。 〔２〕 金属膜を堆積して写真製版により常磁性体であ
る金属配線を形成する工程。 〔３〕 強磁性体を含む流体をシリコン基板中央部に滴
下してシリコン基板全体を回転し、熱処理を加えて硬化
させる工程。
造方法は、次に掲げる工程を含むものである。 〔１〕 シリコン基板上にトランジスタのゲート電極を
形成し、この上部に絶縁膜を形成する工程。 〔２〕 金属膜を堆積して写真製版により常磁性体であ
る金属配線を形成する工程。 〔３〕 強磁性体を含む流体をシリコン基板中央部に滴
下してシリコン基板全体を回転し、熱処理を加えて硬化
させる工程。
【００１０】
【作用】この発明に係る半導体装置は、常磁性を持つ金
属配線を有し、強磁性体を含む流体が磁力により、この
金属配線近傍のみに選択的に捕捉され、金属配線上に生
じる表面突起部分が捕捉された流体表面上に露出しない
様な配線構造を持つものである。つまり、上記配線構造
では金属配線上部もしくは側壁部の近傍にのみ、金属配
線の断差、高低にかかわらず、十分な高さまたは厚さの
強磁性体を含む流体を形成でき、金属配線上に生じた表
面突起が流体表面上に露出しないため、層間絶縁膜を介
して該絶縁膜上に形成される第二の金属配線と良好な絶
縁状態を保つことが可能となる。
属配線を有し、強磁性体を含む流体が磁力により、この
金属配線近傍のみに選択的に捕捉され、金属配線上に生
じる表面突起部分が捕捉された流体表面上に露出しない
様な配線構造を持つものである。つまり、上記配線構造
では金属配線上部もしくは側壁部の近傍にのみ、金属配
線の断差、高低にかかわらず、十分な高さまたは厚さの
強磁性体を含む流体を形成でき、金属配線上に生じた表
面突起が流体表面上に露出しないため、層間絶縁膜を介
して該絶縁膜上に形成される第二の金属配線と良好な絶
縁状態を保つことが可能となる。
【００１１】
【実施例】実施例１．図１は、本発明の実施例１を適用
した半導体装置の断面の概略図で、以下にその製造方法
を図２及び図３を参照しながら説明する。
した半導体装置の断面の概略図で、以下にその製造方法
を図２及び図３を参照しながら説明する。
【００１２】シリコン基板１上にトランジスタのゲート
電極２を形成し、この上部にＢＰＳＧ膜の様な平坦性に
優れた絶縁膜３を形成する。この後、金属膜をスパッタ
法等により堆積し、写真製版工程を経て第一金属配線４
を形成する。ここで特徴的なことは、この第一金属配線
４が常磁性体であることである。
電極２を形成し、この上部にＢＰＳＧ膜の様な平坦性に
優れた絶縁膜３を形成する。この後、金属膜をスパッタ
法等により堆積し、写真製版工程を経て第一金属配線４
を形成する。ここで特徴的なことは、この第一金属配線
４が常磁性体であることである。
【００１３】次に、強磁性体を含む液体もしくはゲル状
の物質（以下これを総称して「強磁性体を含む流体」と
呼ぶ。）５Ａを、レジスト等を塗布する方法と同様な装
置（コーター）を用いてシリコン基板中央部に滴下す
る。この後、図２に示す様に、シリコン基板全体を高速
回転ことにより滴下された強磁性を含む流体５Ａのうち
の一部は、磁性をもつ第一金属配線４の磁力により吸い
寄せられ、配線近傍に捕捉され、回転にもかかわらず、
その位置にとどまる。一方、第一金属配線４から離れた
領域にある強磁性を含む流体５Ａは、遠心力が磁力によ
る束縛を離れて、シリコン基板外に飛散する。
の物質（以下これを総称して「強磁性体を含む流体」と
呼ぶ。）５Ａを、レジスト等を塗布する方法と同様な装
置（コーター）を用いてシリコン基板中央部に滴下す
る。この後、図２に示す様に、シリコン基板全体を高速
回転ことにより滴下された強磁性を含む流体５Ａのうち
の一部は、磁性をもつ第一金属配線４の磁力により吸い
寄せられ、配線近傍に捕捉され、回転にもかかわらず、
その位置にとどまる。一方、第一金属配線４から離れた
領域にある強磁性を含む流体５Ａは、遠心力が磁力によ
る束縛を離れて、シリコン基板外に飛散する。
【００１４】この様に、図３に示す様に、常磁性を持つ
第一金属配線４のまわりのみに、強磁性体を含む流体５
Ａの領域が形成される。通常のＳＯＧ膜と異なり、図１
で第一金属配線４の谷部のみならず、山の部分にも強磁
性体を含む流体部が形成される。さらに重力の効果で谷
の部分にはより多くの流体５Ａが留まり、第一金属配線
４の平坦性も、従来のＳＯＧ膜の塗布と同様、改善され
る。この後、この流体を物理的に安定させるため熱処理
を加え、硬化させる。
第一金属配線４のまわりのみに、強磁性体を含む流体５
Ａの領域が形成される。通常のＳＯＧ膜と異なり、図１
で第一金属配線４の谷部のみならず、山の部分にも強磁
性体を含む流体部が形成される。さらに重力の効果で谷
の部分にはより多くの流体５Ａが留まり、第一金属配線
４の平坦性も、従来のＳＯＧ膜の塗布と同様、改善され
る。この後、この流体を物理的に安定させるため熱処理
を加え、硬化させる。
【００１５】そして、この上部に層間絶縁膜６を堆積
し、さらに第二金属配線７を形成する。この様にして構
成した半導体装置の場合、第一金属配線４の形成後の絶
縁膜、金属膜の形成時の熱履歴によりヒロック８が形
成、成長しても磁性流体５Ａと層間絶縁膜６とを加えた
層間膜の厚さが従来よりも厚いことと、磁性流体５Ａが
硬化後も内部は十分弾性力をもち、亀裂がはいって割れ
ることがないこととにより、第二金属配線７との絶縁不
良を起こすことはない。
し、さらに第二金属配線７を形成する。この様にして構
成した半導体装置の場合、第一金属配線４の形成後の絶
縁膜、金属膜の形成時の熱履歴によりヒロック８が形
成、成長しても磁性流体５Ａと層間絶縁膜６とを加えた
層間膜の厚さが従来よりも厚いことと、磁性流体５Ａが
硬化後も内部は十分弾性力をもち、亀裂がはいって割れ
ることがないこととにより、第二金属配線７との絶縁不
良を起こすことはない。
【００１６】また、金属配線近傍に形成される強磁性を
含む流体５Ａの高さは、下地の金属の磁力と余剰の流体
を飛散させる回転スピードおよび流体の表面張力により
制御可能である。
含む流体５Ａの高さは、下地の金属の磁力と余剰の流体
を飛散させる回転スピードおよび流体の表面張力により
制御可能である。
【００１７】この発明の実施例１は、前述したように、
金属配線上に選択的に保護膜を形成し、配線表面上に生
じる表面突起による絶縁不良を防止することを目的とす
る。そこで、常磁性体金属で形成された配線４上のみ
に、配線４の磁力によって強磁性体を含む流体５Ａを選
択的に形成し、層間絶縁膜６によって第二金属配線７と
電気的な絶縁を保つようにする。その結果、第一金属配
線４上に生じる表面突起８以上の厚さの膜５Ａを形成で
きることより、表面突起８が第二金属配線７に到達せず
配線４，７間で良好な絶縁を保つことができる。
金属配線上に選択的に保護膜を形成し、配線表面上に生
じる表面突起による絶縁不良を防止することを目的とす
る。そこで、常磁性体金属で形成された配線４上のみ
に、配線４の磁力によって強磁性体を含む流体５Ａを選
択的に形成し、層間絶縁膜６によって第二金属配線７と
電気的な絶縁を保つようにする。その結果、第一金属配
線４上に生じる表面突起８以上の厚さの膜５Ａを形成で
きることより、表面突起８が第二金属配線７に到達せず
配線４，７間で良好な絶縁を保つことができる。
【００１８】実施例２．上記実施例１では第一金属配線
４の金属膜として常磁性体を用いたが、強磁性体でもよ
く、この場合には強磁性体を含む流体５Ａを回転塗布後
上方，下方または側面から電磁石もしくは永久磁石を近
づけ、磁場をかけることにより、この金属配線を磁化
し、再度シリコン基板ごと回転させることにより同様の
効果が得られる。
４の金属膜として常磁性体を用いたが、強磁性体でもよ
く、この場合には強磁性体を含む流体５Ａを回転塗布後
上方，下方または側面から電磁石もしくは永久磁石を近
づけ、磁場をかけることにより、この金属配線を磁化
し、再度シリコン基板ごと回転させることにより同様の
効果が得られる。
【００１９】実施例３．上記実施例１では、二層配線構
造を例とし、その第一金属配線４のみを常磁性体とし
て、その近傍にのみ強磁性体を含む流体５Ａを形成する
方法を示したが、第二金属配線７にも同様に適用でき、
さらに、三層以上の配線構造をもつ半導体装置におい
て、そのうち一層以上の配線構造に同様に適用できる。
造を例とし、その第一金属配線４のみを常磁性体とし
て、その近傍にのみ強磁性体を含む流体５Ａを形成する
方法を示したが、第二金属配線７にも同様に適用でき、
さらに、三層以上の配線構造をもつ半導体装置におい
て、そのうち一層以上の配線構造に同様に適用できる。
【００２０】実施例４．上記各実施例では、金属配線の
近傍に形成する物質として強磁性体を含む流体５Ａを用
いたが、熱処理による硬化後は、当初持っていた微弱な
導電性が流体を形成する化合物の重合反応により失われ
ることから、この流体に過度な高導電性を持たせ、硬化
後は導電性を維持させ、金属配線の一部とし、全体の配
線抵抗を低下させることも可能である。
近傍に形成する物質として強磁性体を含む流体５Ａを用
いたが、熱処理による硬化後は、当初持っていた微弱な
導電性が流体を形成する化合物の重合反応により失われ
ることから、この流体に過度な高導電性を持たせ、硬化
後は導電性を維持させ、金属配線の一部とし、全体の配
線抵抗を低下させることも可能である。
【００２１】実施例５．上記各実施例では金属配線の近
傍に形成する物質として、強磁性体を含む流体５Ａを用
いたが、強磁性体の代わりに常に磁力を保持している常
磁性体を用いても同様の効果が期待できる。
傍に形成する物質として、強磁性体を含む流体５Ａを用
いたが、強磁性体の代わりに常に磁力を保持している常
磁性体を用いても同様の効果が期待できる。
【００２２】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように、金属
配線上または側面のみを選択的に強磁性体を含む流体で
覆うことができ、金属配線上に生じた表面突起による絶
縁不良を防止することができ、かつ金属配線の平坦性も
向上することができるという効果を奏する。
配線上または側面のみを選択的に強磁性体を含む流体で
覆うことができ、金属配線上に生じた表面突起による絶
縁不良を防止することができ、かつ金属配線の平坦性も
向上することができるという効果を奏する。
【図１】この発明の実施例１による半導体装置を示す断
面図である。
面図である。
【図２】この発明の実施例１の製造工程を示す断面模式
図である。
図である。
【図３】この発明の実施例１の製造工程を示す断面模式
図である。
図である。
【図４】従来の半導体装置を示す断面図である。
１ シリコン基板 ２ ゲート電極 ３ 絶縁膜 ４ 第一金属配線 ５ 強磁性体を含む流体 ６ 層間絶縁膜 ７ 第二金属配線 ８ ヒロック
Claims (3)
- 【請求項１】 常磁性体である金属配線と、その近傍に
選択的に形成された強磁性体を含む流体からなる配線構
造とを備えたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 強磁性体である金属配線と、その近傍に
選択的に形成された常磁性体を含む流体からなる配線構
造とを備えたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】 シリコン基板上にトランジスタのゲート
電極を形成し、この上部に絶縁膜を形成する工程、金属
膜を堆積して写真製版により常磁性体である金属配線を
形成する工程、及び強磁性体を含む流体をシリコン基板
中央部に滴下してシリコン基板全体を回転し、熱処理を
加えて硬化させる工程を含むことを特徴とする半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22717792A JPH0677338A (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22717792A JPH0677338A (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0677338A true JPH0677338A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16856697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22717792A Pending JPH0677338A (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677338A (ja) |
-
1992
- 1992-08-26 JP JP22717792A patent/JPH0677338A/ja active Pending
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