JPS60180143A - 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】 （技術分野） 本発明は半導体装置に関し、特に多層配線構造を有する
半導体装置に関する。

（従来技術） 近年、半導体装置は高集積化の方向にあり、そのため配
線も微細化、多層化技術が不可欠になって来ている。配
線の微細化には近年急速に進歩したドライエツチング技
術が用いられ、多層化についても種々検討されている。

第１図は従来の半導体装置の２層配線の断面図である。

図において４０１はシリコン基板、４０２はシリコン酸
化膜、４０４はシリコン酸化膜４０２上に形成された第
１層のアルミニウム配線、４１０は電気絶縁膜で第１層
配線溝体４１１と第２層の配線導体を絶縁する層間絶縁
膜である。４１２は第２層配線溝体である。ところで多
層配線において配線層膜厚としては０．５〜１．５μｍ
と比較的厚い配線導体が用いられ、しかも微細化のため
にドライエツチング法によりパターンが形成されている
ためその側面は図示のように半導体基板面にほぼ垂直な
角度で形成される。従って電気絶縁膜４１０を介して上
層の配線層４１２を形成する場合に下層配線側面部に相
当する場所で上層配線が不連続状態に形成され、この部
分で断線し、所望の回路が形成されなくなるという問題
が発生する。

この急峻な段差部に於ける上層配線の断線問題の解決法
としては、スピンオングラスを層間膜の一部として用い
る方法が知られている。このスピンオングラスはけい素
化合物をアルコールに８％したものであり、第２図に示
すように、スピンオングラス４１３を挿入することによ
り段差側面の傾斜を緩らかにする効果がある。

しかしながら、スピンオングラス単独では、膜厚も薄く
光分な絶縁性も得られないため、比較的厚く形成できる
電気絶縁膜と併用される場合が多い。特にシリコン半導
体の場合には、段差被接性に優れ、しかもパッシベーシ
ョン効果の大きなプラズマシリコン窒化膜が多く用いら
れている。

そこで、スピンオングラスとプラズマシリコン窒化膜と
を併用した第３図に示す構造の眉間絶縁膜を検討した。

第３図において、４１４．４１６は共にプラズマシリコ
ン窒化膜である。

ところが、本構造では層間絶縁膜にクラックが発生し、
はなはだしい場合には、眉間絶縁膜の一部が剥離してし
まうということが判った。

（発明の目的） 本発明の目的は、上記欠点を除去し、安定に、急峻な段
側面を緩らかにし、層間絶縁膜のクラックを防止し、高
信頼性、高歩留りの半導体装置を提供することにある。

（発明の構成） 本発明の半導体装置は、第１の配線導体を設けた半導体
基板と、一部間孔を除き少なくとも前記配線導体を被接
する第１の絶縁膜、スピンオングラス、第２の電気絶縁
膜及び第３の電気絶縁膜からなる層間絶縁膜と、前記開
孔に通じかつ前記層間絶縁膜上に延在する第２の配線導
体とを含んで構成される。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。

第４図（ａ）〜＜Ｃ）Ｆｉ本発明の一実施例並びにその
製造方法を説明するために工程順に示した断面図である
。本実施例は次の工程により製造することが出来る。

先ず、第４図（ａ）に示すように、所望のＰＮ接合を有
するシリコン基板４０１の表面にはシリコン酸化膜４０
２が被着されておシ、シリコン酸化膜４０２には開孔４
０３が設けられる（簡略化のためＰＮ接合及び開孔４０
３は図示せず）。

次いで、アルミニウムを被着し、選択蝕刻法により第１
の配線層４０４を形成する。このアルミニウムの蝕刻法
としてはプラズマエツチング法やりアクティブイオンエ
ツチング法を用いるのが好適であり、以上は従来法によ
り形成できる。

次に１シリコン窃化膜４０５’ｅ被着し、引続きスピン
オングラス４０６を被着する。スピンオングラスは液体
状であり、シリコン基板に塗布した後、スピンオングラ
スを含むシリコン基板を３００〜４００Ｃの熱処理を施
し焼成する。スピンオングラスの膜厚は平胆部で５００
〜１０００オンゲス５− トロームである。

次に、第４図（ｂ）に示すように、シリコン酸化膜４０
７及びシリコン窒化膜４０８を被着する。膜厚はそれぞ
れ５００〜２０００オングストローム、０、２〜１．０
ミクロンが実用上好適である。前記シリコン酸化膜４０
７は気相成長法を用いるのが好ましいが、スパッタ法に
よっても良い。

次に、第４図（Ｃ）に示すように、導通用開孔４１７を
設ける。この開孔を設ける場合も、プラズマエツチング
法やりアクティブイオンエツチング法を用いるのが好適
である。

次に、第２のアルミニウム配線層４０９を設けると、２
層配線構造を有するシリコン半導体装置が得られる。

本実施例のスピンオングラスを含む眉間絶縁膜は第３図
に示した構造にシリコン酸化膜を加えただけの構造であ
るが、その効果は大きく、層間絶縁膜のクラックや剥離
は全く生じなかった。

このことからスピンオングラスを含む層間絶縁膜のクラ
ックや剥離現象には内部ストレス或いは６− 密着性が関係しているものと考えられる。

（発明の効果） 以上説明したとおり、本発明によれば、半導体基板に生
じた急峻な段側面を緩らかにし、特に多層配線における
断線事故を除くことができ、特に微細配線の多層化が不
可欠なＬＳＩ更にはＶＬＳＩを高歩留力で得るのに効果
を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の半導体装置の２層配線の断面図、第２図
は従来のスピンオングラスを用いた場合の段側面の形状
を示す断面図、第３図は従来の改良されたスピンオング
ラスを含む層間絶縁膜を有する２層配線の断面図、第４
図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施例及びその製造方法
を説明するために工程順に示した断面図である。 ４０１・・・・・・シリコン基Ｌ　４０２．４０７・・
・・・・シリコン酸化膜、４０４，４０９・・・・・・
アルミニウム、４０５，４０８，４１４，４１６・・・
・・・シリコン窒化膜、４０６，４１３．４１５・・・
・・・スピンオングラス、４１０・・・・・・電気絶縁
膜、４１１，４１２・・・・・・配線導体、４１７・・
・・・・開孔。 卆１＠ 華２図 を３回 茅４−田

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　第１の配線導体を設けた半導体基板と、一部間
   孔を除き少なくとも前記配線導体を被覆する第１の電気
   絶縁膜、スピンオングラス、第２の電気絶縁膜及び第３
   の電気絶縁膜からなる眉間絶縁膜と、前記開孔に通じか
   つ前記層間絶縁膜上に延在する第２の配線導体とを含む
   ことを特徴とする半導体装置。
2. （２）　第１及び第３の電気絶縁膜は、シリコン窒化膜
   であり、第２の電気絶縁膜はシリコン酸化膜であること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の半導体装
   置。