JPH0828419B2 - 配線構造 - Google Patents
配線構造Info
- Publication number
- JPH0828419B2 JPH0828419B2 JP61036345A JP3634586A JPH0828419B2 JP H0828419 B2 JPH0828419 B2 JP H0828419B2 JP 61036345 A JP61036345 A JP 61036345A JP 3634586 A JP3634586 A JP 3634586A JP H0828419 B2 JPH0828419 B2 JP H0828419B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- wiring layer
- film layer
- aluminum
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線層
（以下文中ではアルミニウム配線層とする）とパッシベ
ーション膜としての例えば燐化珪素ガラス（以下PSGと
する）膜層の如き絶縁膜層との間に、上記配線層よりヤ
ング率が小さくて変形容易で且つ耐薬品性のある樹脂か
らなる緩和膜層を形成することで、アルミニウム配線層
にかかる歪力を低減せしめて該配線層の断線不良を防止
する。
（以下文中ではアルミニウム配線層とする）とパッシベ
ーション膜としての例えば燐化珪素ガラス（以下PSGと
する）膜層の如き絶縁膜層との間に、上記配線層よりヤ
ング率が小さくて変形容易で且つ耐薬品性のある樹脂か
らなる緩和膜層を形成することで、アルミニウム配線層
にかかる歪力を低減せしめて該配線層の断線不良を防止
する。
本発明は配線構造に係わり、特に半導体装置における
アルミニウム配線層と他の絶縁層とが積層された領域近
傍での配線構造に関する。
アルミニウム配線層と他の絶縁層とが積層された領域近
傍での配線構造に関する。
半導体装置の配線材料としては電気伝導度がよいこと
と安価であることからまたはアルミニウム合金が従来か
ら広く使用されている。
と安価であることからまたはアルミニウム合金が従来か
ら広く使用されている。
しかし該アルミニウム配線層に該配線層と膨張係数の
異なる絶縁層とを重ねて層形成した場合に、長時間の使
用中に該配線層が歪力を受けて断線等の不良を生ずるこ
とがある。
異なる絶縁層とを重ねて層形成した場合に、長時間の使
用中に該配線層が歪力を受けて断線等の不良を生ずるこ
とがある。
例えばパッシベーション膜としてのPSG膜層上に形成
されたアルミニウム配線層は、熱履歴を受けると該配線
層の真中に孔ができる所謂“陥没不良”や配線側辺に欠
け等が生じ易く、やがて断線不良に発展することがあ
る。
されたアルミニウム配線層は、熱履歴を受けると該配線
層の真中に孔ができる所謂“陥没不良”や配線側辺に欠
け等が生じ易く、やがて断線不良に発展することがあ
る。
このような不良は、上記PSGとアルミニウムとの膨張
係数の差によってアルミニウム配線層に大きな引張や圧
縮等の歪力がかかることに起因すると考えられている。
係数の差によってアルミニウム配線層に大きな引張や圧
縮等の歪力がかかることに起因すると考えられている。
そこで、この場合の歪力を緩和させるために、PSG膜
層の成長温度を下げてその熱的歪を少なくする試みやそ
の被膜形成を複数回に分けて行う等のアイディアが出さ
れているが、その効果が充分でなく満足な解決法がない
状況にある。
層の成長温度を下げてその熱的歪を少なくする試みやそ
の被膜形成を複数回に分けて行う等のアイディアが出さ
れているが、その効果が充分でなく満足な解決法がない
状況にある。
第３図は従来例における配線構造の断面模式図であ
る。
る。
図において、3aはSiO2膜２を介してSi基板１の上にCV
D法等で形成された厚さ１〜２μｍの第１のPSG膜層であ
る。
D法等で形成された厚さ１〜２μｍの第１のPSG膜層であ
る。
この上に厚さ約１μｍのアルミニウム配線層４をスパ
ッタリング法等を利用してパターニング形成する。
ッタリング法等を利用してパターニング形成する。
更にこのアルミニウム配線層４の上に最終のパッシベ
ーション膜として厚さ約２μｍの第２のPSG膜層3bをCVD
法で形成すると、図示の配線構造にすることができる。
ーション膜として厚さ約２μｍの第２のPSG膜層3bをCVD
法で形成すると、図示の配線構造にすることができる。
この場合、アルミニウム配線層４の膨張係数が約２〜
３×10-5／℃であるのに対して、他の膜層となる各PSG
膜層3a,3bの膨張係数は例えば10×10-7／℃程度と該配
線層４に比して１〜２桁小さいため、半導体装置として
の使用開始時の温度上昇や使用停止時の温度下降によっ
てアルミニウム配線層４に大きい応力サイクル等の歪力
がかかって陥没，縁欠け等の不良が生じ易くなり、結果
的に断線に到ることがあると考えられる。
３×10-5／℃であるのに対して、他の膜層となる各PSG
膜層3a,3bの膨張係数は例えば10×10-7／℃程度と該配
線層４に比して１〜２桁小さいため、半導体装置として
の使用開始時の温度上昇や使用停止時の温度下降によっ
てアルミニウム配線層４に大きい応力サイクル等の歪力
がかかって陥没，縁欠け等の不良が生じ易くなり、結果
的に断線に到ることがあると考えられる。
従来の配線構造では、アルミニウム配線層４がそれと
膨張係数の異なるパッシベーション膜としての他の膜層
すなわち第1,第２のPSG膜層3a,3bに接した状態で挟まれ
て層形成されているため、半導体装置として使用してい
る間にアルミニウム配線層４が上述した膨張係数の差に
よって断線することがあると言う問題があった。
膨張係数の異なるパッシベーション膜としての他の膜層
すなわち第1,第２のPSG膜層3a,3bに接した状態で挟まれ
て層形成されているため、半導体装置として使用してい
る間にアルミニウム配線層４が上述した膨張係数の差に
よって断線することがあると言う問題があった。
上記問題点は、アルミニウムまたはアルミニウム合金
の配線層と該配線層に接する他の絶縁膜層との接触面全
面に、該配線層よりヤング率が小さく変形容易な樹脂か
らなる緩和膜層が介在されてなる配線構造によって解決
される。
の配線層と該配線層に接する他の絶縁膜層との接触面全
面に、該配線層よりヤング率が小さく変形容易な樹脂か
らなる緩和膜層が介在されてなる配線構造によって解決
される。
アルミニウム配線層とそれに接するPSG膜層との間に
該配線層より変形し易い緩和膜層を介在させると、該配
線層とPSG膜層との膨張係数の差に起因して該配線層に
加わる上記歪力を該緩和膜層に吸収させられるので、該
配線層としての断線不良を抑制することができる。
該配線層より変形し易い緩和膜層を介在させると、該配
線層とPSG膜層との膨張係数の差に起因して該配線層に
加わる上記歪力を該緩和膜層に吸収させられるので、該
配線層としての断線不良を抑制することができる。
そこで本発明では、アルミニウム配線層とそれに接す
るPSG膜層との間に、アルミニウムよりヤング率が小さ
く換言すれば柔らかく変形し易い樹脂材料からなる緩和
膜層を介在させるようにしている。
るPSG膜層との間に、アルミニウムよりヤング率が小さ
く換言すれば柔らかく変形し易い樹脂材料からなる緩和
膜層を介在させるようにしている。
従って、アルミニウム配線層としての断線不良が抑制
できて生産性の向上に寄与させることができる。
できて生産性の向上に寄与させることができる。
第１図は本発明における配線構造の断面模式図であ
る。
る。
図において、第３図同様に3aはSiO2膜２を介してSi基
板１の表面にCVD法等で形成された厚さ１〜２μｍの第
１のPSG膜層である。
板１の表面にCVD法等で形成された厚さ１〜２μｍの第
１のPSG膜層である。
そして該PSG膜層3aの表面に、弗素系高分子膜からな
る厚さ0.05〜0.1μｍの第１の緩和膜層5aを形成する
（なお該緩和膜層5aの形成方法は後述する第２図で説明
する）。
る厚さ0.05〜0.1μｍの第１の緩和膜層5aを形成する
（なお該緩和膜層5aの形成方法は後述する第２図で説明
する）。
次いで該緩和膜層5aの表面に、第３図で説明したよう
に厚さ約１μｍのアルミニウム配線層４をスパッタリン
グ法等を利用してパターニング形成した後、該アルミニ
ウム配線層４の表面に上記第１の緩和膜層5aと同じ第２
の緩和膜層5bを形成する。
に厚さ約１μｍのアルミニウム配線層４をスパッタリン
グ法等を利用してパターニング形成した後、該アルミニ
ウム配線層４の表面に上記第１の緩和膜層5aと同じ第２
の緩和膜層5bを形成する。
更に該第２の緩和膜層5bの表面に最終のパッシベーシ
ョン膜として厚さ約２μｍの第２のPSG膜層3bをCVD法で
形成すると、図示の配線構造を実現することができる。
ョン膜として厚さ約２μｍの第２のPSG膜層3bをCVD法で
形成すると、図示の配線構造を実現することができる。
かかる配線構造では、第1,第２の各PSG膜層3a,3bとア
ルミニウム配線層４との間の膨張係数の差によって生ず
る歪力が、アルミニウム配線層４よりもヤング率が小さ
く換言すれば柔らかく熱可塑性を有しないが外部応力に
よって容易に変形し得る弗素系樹脂からなる上記第1,第
２の各緩和膜層5a,5bに吸収されるので、アルミニウム
配線層４に加わる歪力を軽減することができる。
ルミニウム配線層４との間の膨張係数の差によって生ず
る歪力が、アルミニウム配線層４よりもヤング率が小さ
く換言すれば柔らかく熱可塑性を有しないが外部応力に
よって容易に変形し得る弗素系樹脂からなる上記第1,第
２の各緩和膜層5a,5bに吸収されるので、アルミニウム
配線層４に加わる歪力を軽減することができる。
更に上記各緩和膜層5a,5bに上述した弗素系樹脂を使
用すると、該樹脂が耐薬品性に優れていることから半導
体装置の配線層近傍における構成部材としても充分に使
用し得るメリットがある。
用すると、該樹脂が耐薬品性に優れていることから半導
体装置の配線層近傍における構成部材としても充分に使
用し得るメリットがある。
なお、図ではアルミニウム配線層４が第1,第２のPSG
膜層で挟まれている場合を例としているが該PSG膜層が
上記アルミニウム配線層の片面のみに形成されている場
合でも同様の効果を得ることができると共に、該PSG膜
層を通常の窒化シリコン（SiN）膜に変えても同様の効
果を得ることができる。
膜層で挟まれている場合を例としているが該PSG膜層が
上記アルミニウム配線層の片面のみに形成されている場
合でも同様の効果を得ることができると共に、該PSG膜
層を通常の窒化シリコン（SiN）膜に変えても同様の効
果を得ることができる。
第２図は本発明における緩和膜層の形成方法を説明す
る図である。
る図である。
図において、11はサセプタ16上に載置したSi基板であ
り、該基板11は絶縁カバー17を介してヒータ15で加熱さ
れている。
り、該基板11は絶縁カバー17を介してヒータ15で加熱さ
れている。
そして装置上方からは、ヘリウム（He）の如き不活性
ガス13と、炭素（Ｃ）と弗素（Ｆ）の化合物である例え
ばC2F4の化学式を持つ弗素系ガス14をシャワー12を通し
て送りむ。
ガス13と、炭素（Ｃ）と弗素（Ｆ）の化合物である例え
ばC2F4の化学式を持つ弗素系ガス14をシャワー12を通し
て送りむ。
またプラズマ気相成長は、ガス流量はヘリウム（He）
を100〜200cc/min,上記弗素系ガスとしてのC2F4を50〜1
00cc/minとし、高周波周波数RFを200kHz、出力を20〜30
Wとし、常温〜200℃で１〜5Toorの圧力雰囲気中で行
う。
を100〜200cc/min,上記弗素系ガスとしてのC2F4を50〜1
00cc/minとし、高周波周波数RFを200kHz、出力を20〜30
Wとし、常温〜200℃で１〜5Toorの圧力雰囲気中で行
う。
この場合、RFプラズマ励起によって上記弗素系ガスC2
F4は、エネルギの高いプラズマ状態下の低温で化学結合
が分解して活性度の高い粒子群となり、重合して高分子
の薄膜を上記Si基板11の表面に形成する。
F4は、エネルギの高いプラズマ状態下の低温で化学結合
が分解して活性度の高い粒子群となり、重合して高分子
の薄膜を上記Si基板11の表面に形成する。
そして上記弗素系ガスC2F4は(CF2CF2)nなる高分子重
合体薄膜となって成長し、上記Si基板11の表面に強固に
結合するので容易に剥離することがない。
合体薄膜となって成長し、上記Si基板11の表面に強固に
結合するので容易に剥離することがない。
なお、上述したヘリウム（He）の代わりにアルゴン
（Ar）を使用し、また弗素系ガスとしてのC2F4の代わり
にC2F2，C2F6等を使用しても同等の効果を得ることがで
きる 〔発明の効果〕 アルミニウム配線層と他の膜層との接触面全面に該ア
ルミニウム配線層よりヤング率が小さく変形容易な緩和
膜層を介在させることで、アルミニウム配線層とそれに
接する他の絶縁膜層間の膨張係数が異なる場合でも該配
線層にかかる歪力を低減して該配線層としての断線不良
が防止できる配線構造を実現することができる。
（Ar）を使用し、また弗素系ガスとしてのC2F4の代わり
にC2F2，C2F6等を使用しても同等の効果を得ることがで
きる 〔発明の効果〕 アルミニウム配線層と他の膜層との接触面全面に該ア
ルミニウム配線層よりヤング率が小さく変形容易な緩和
膜層を介在させることで、アルミニウム配線層とそれに
接する他の絶縁膜層間の膨張係数が異なる場合でも該配
線層にかかる歪力を低減して該配線層としての断線不良
が防止できる配線構造を実現することができる。
第１図は本発明における配線構造の断面模式図、 第２図は本発明における緩和膜層の形成方法を説明する
図、 第３図は従来例における配線構造の断面模式図、 である。 図において、 １と11はSi基板、２はSiO2膜、3aは第１のPSG膜層（他
の絶縁膜層）、3bは第２のPSG膜層（他の絶縁膜層）、
４はアルミニウム配線層、5aは第１の緩和膜層、5bは第
２の緩和膜層、12はシャワー、13はヘリウム（He）、14
は弗素系ガス（C2F4）、15はヒータ、16はサセプタ、17
は絶縁カバー、 である。
図、 第３図は従来例における配線構造の断面模式図、 である。 図において、 １と11はSi基板、２はSiO2膜、3aは第１のPSG膜層（他
の絶縁膜層）、3bは第２のPSG膜層（他の絶縁膜層）、
４はアルミニウム配線層、5aは第１の緩和膜層、5bは第
２の緩和膜層、12はシャワー、13はヘリウム（He）、14
は弗素系ガス（C2F4）、15はヒータ、16はサセプタ、17
は絶縁カバー、 である。
Claims (2)
- 【請求項１】アルミニウムまたはアルミニウム合金の配
線層と該配線層に接する他の絶縁膜層との接触面全面
に、該配線層よりヤング率が小さく変形容易な樹脂から
なる緩和膜層が介在されてなることを特徴とする配線構
造。 - 【請求項２】前記緩和膜層が弗素系樹脂よりなることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の配線構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61036345A JPH0828419B2 (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | 配線構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61036345A JPH0828419B2 (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | 配線構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62194643A JPS62194643A (ja) | 1987-08-27 |
| JPH0828419B2 true JPH0828419B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=12467243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61036345A Expired - Fee Related JPH0828419B2 (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | 配線構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828419B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58138032A (ja) * | 1982-02-12 | 1983-08-16 | Oki Electric Ind Co Ltd | アルミニウム配線の腐蝕防止方法 |
| JPS60109250A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-14 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
| JPS60117633A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-25 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JPH0614523B2 (ja) * | 1984-05-25 | 1994-02-23 | 株式会社東芝 | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-02-20 JP JP61036345A patent/JPH0828419B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62194643A (ja) | 1987-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |