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JPS61193454A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JPS61193454A
JPS61193454A JP60033735A JP3373585A JPS61193454A JP S61193454 A JPS61193454 A JP S61193454A JP 60033735 A JP60033735 A JP 60033735A JP 3373585 A JP3373585 A JP 3373585A JP S61193454 A JPS61193454 A JP S61193454A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
wiring
pattern
semiconductor device
bias sputtering
Prior art date
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Application number
JP60033735A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0580140B2 (ja
Inventor
Koji Eguchi
江口 剛治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP60033735A priority Critical patent/JPS61193454A/ja
Priority to DE8686300377T priority patent/DE3664244D1/de
Priority to EP86300377A priority patent/EP0206444B1/en
Publication of JPS61193454A publication Critical patent/JPS61193454A/ja
Priority to US07/059,177 priority patent/US5028982A/en
Priority to US07/224,171 priority patent/US5028981A/en
Priority to US07/703,945 priority patent/US5182235A/en
Publication of JPH0580140B2 publication Critical patent/JPH0580140B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/528Layout of the interconnection structure
    • H01L23/5283Cross-sectional geometry
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)

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] この発明は半導体装置、特に半導体装置に利用される層
間絶縁膜またはパッシベーション膜の信頼性向上に関す
る。
[従来の技術] 第2図は従来のCVD (化学熱@)法を用いて作成し
た絶縁膜の断面構造を示す図である。第2図において、
半導体基板1上にたとえばJul配線2を形成した後に
、CVD法を用いて絶R@4が半導体基板1およびA庭
配置!2を覆うように形成される。第2図から明らかに
見ら′ねるように、CV[)法を用いて絶縁膜を形成し
た場合、絶縁膜4のカバレッジが悪かったり、段差部に
おいてくびれが生じたりする。これらはCVD法特有の
欠点であり、膜形成条件等を適当に変更することにより
多少は改善されるが、完全にこれらの欠点を除去するこ
とはできず、特に多層配線等を行なう上で最大の欠点と
なっていた。上述のCVD法特有の欠点を1去するため
にバイアススパッタ法が考え出されている。
第3図はバイアススパッタ法を用いて絶縁膜を形成した
場合の絶縁膜の断面構造を示す図である。
第3図において、半導体基板1上に△痣配線2が形成さ
れた後、半導体基板1およびAQ配線2を覆うようにバ
イアススパッタ法を用いて平坦な絶縁膜3が形成される
。第3図から見られるように、バイアススパッタ法を用
いた絶縁i製造方法は、A(配線2にJ:る段差が存在
しても、特定の条件下で絶縁II!3を完全に平坦化す
ることができるという画期的なものである。、特に、配
線2の幅がその上に形成される絶縁膜の膜厚の2倍以下
である場合完全に絶縁膜3を平坦化することが可能であ
る。このバイアススパッタ法は、通常のスパッタ法によ
る蒸着を行ないながら、バイアス電圧を基板1に印加し
てスパッタエツチングを行なうものである。このとき、
スパッタエツチングは平坦部より段差部の方がエツチン
グ速度か大きいので、児か(j十平坦部における蒸着速
度が速く、段差部にお【Jるそれは理いという感じにな
って平坦な膜が形成される。
第4図は、バイアススパッタ法による絶縁膜の形成過程
を示す断面図である。第4図から見られるよう(こ、バ
イアススパッタ法においては、△鉦配FA2上に参照番
号51−54で示さJするように順次絶縁膜が形成され
ろうここで、第3図から見られように、AQ配線2のパ
ターン幅が狭い場合には、それほどAQii!線上にバ
イアススパッタ法による絶縁膜を蒸着1]なくても容易
に絶縁膜を平坦にすることか可能でおる。しかし、第4
図の参照番@51〜54で示されるように、バイアスス
パッタ法においては、下地パターン幅を段々狭くするよ
うな形で絶縁膜の平坦化が行なわれる。したがって、第
5図に示されるよう(に、電源ライン等の幅の広い△E
配線2が下地パターンである場合、バイアススパッタ法
によるP!絶縁膜は十分に厚く蒸着しなt″Jれば完全
に平坦にすることはできなかった。そこで、この欠点を
除去するために、下地パターンの幅が広い場合に基板バ
イアス電圧を途中で変えてスパッタリングを行なうとい
う方法が提案されている。
第6図は下地パターンの幅が広い場合のバイアススパッ
タ法による絶縁膜の形成過程を示す図である。第6図に
おいて、半導体基板1上の幅の広いA誌装置2が形成さ
れ、その上に層間絶縁III 3が形成される。以下、
第6図を参照してこの改良された工程について説明する
。まず、比較的小さい基板バイアス電圧を印加した状態
でバイアススパッタ法を用いて酸化JII 3を形成す
る。このとき参照番号61で示されるような、CVD法
を用いた場合と比べてなだらかなカバレッジを有する絶
縁膜が形成される。
次に、バイアス電圧を上げて、平坦部において、スパッ
タによる蒸着速度とバイアス電圧(よるスパッタエツチ
ング速度とを等しい状態にする。この結果、見かけ上、
平坦部においては蒸着もエツチングもされないのに対し
、段差部においては、〜5− スパッタエツチング速度の方が蒸着速度より大きいので
、参照番号61〜64で示されるようにエツチングが進
み絶縁膜の平坦化が可能となる。しかしながら、この方
法をもってしても、A p−配線2のパターン幅が広い
場合には、ウェハー等の1枚1枚の処理時間が非常に長
くかかり、実買上その処理能力に問題があった。
かといって、処理能力を上げるためk、第6図の参照番
号61で示されるような状態のままで放置した場合、第
7図に示されるようにAi配線2のパターンの段差部に
おいて実効的膜厚の薄い箇所7が生じ、ここから絶縁破
壊等を生じ使用上の障害となっていた。
[発明が解決しようとする問題点1 以上のように、従来のバイアススパッタ法においては形
成される絶縁膜のカバレッジは改善されるが、形成され
る絶縁膜を完全に平坦化するには、その膜厚を厚くする
か、膜形成途中でバイアス条件を変えてスパッタするな
どしな(ではならなかった。
6一 また、単にバイアススパッタ法を用いて平坦部において
通常必要とされる膜厚だけ絶縁膜をM1積すると、部分
的に膜厚の薄いところができ、そこから絶縁破壊が発生
するなど使用上問題となっていた。
それゆえ、この発明の目的は上述の欠点を除去し、容易
かつ安価にカバレッジがよ(かつ平坦な絶縁膜を形成す
ることのできる半導体装置を提供することである。
[問題点を解決するための手段] 要するに、この種の問題においては、多層配線等を形成
する上で障害とならない程度にカバレッジの良さを有す
る絶縁膜を容易に形成することができればよい。したが
って、この発明においては、予め段差部等の不良の発生
しやすい箇所に模擬パターンを形成する。
特定的には、下地パターンの幅が、その上に形成される
絶縁膜の膜厚の2倍以上である箇所において、下地パタ
ーンの外周に模擬パターンを形成する。
[作用] 従来段差部において生じていた実効的な膜厚の薄い箇所
が、模擬パターンにおいてのみ発生し、下地パターンは
平坦な絶縁膜で覆われる。したがって、従来実効的な膜
厚の薄い箇所で発生していた絶縁破壊等の不良を防止す
ることができ、かつ良好なカバレッジを有する絶縁膜を
容易に形成することが可能となる。□ [発明の実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図はこの発明の一実施例である半導体装置の概略断
面構造を示す図である。第1図において、半導体基板1
上にたとえばAD配線である下地パターン2が基板1〒
に形成される。さらに、この発明の特徴として、All
配線2の外周に模擬パターン8が近接して形成される。
基板1.Δα配線2および模擬パターンを覆うように、
層間絶縁膜3がバイアススパッタリング法により形成さ
れる。
以下、この発明の一実施例を第1図を参照して説明する
前述のように、An配!i12のパターンの幅が広い箇
所においては、バイアススパッタ法を用いて層間絶縁膜
を形成してもカバレッジの処理の上で問題があった。そ
こでこの発明においては、上述の欠点を除去するために
、幅の広いAQii!wA2の外周に沿って第1図に示
されるような模擬パターン8を形成する。ここで、Af
Lii!l1I2の幅は、特定的には、その上に形成さ
れる絶縁膜の膜厚の2倍以上である。次に、バイアスス
パッタ法を用いて絶縁膜3を形成する。従来のCVD法
を用いて形成した場合には、このAfl配線2と模擬パ
ターン8との間が十分効果的に埋まらないどころか、前
述のくびれやカバレッジ不良が発生する。しかし、この
発明においてはバイアススパッタの効果により、AC配
置12と模擬パターン8、との間は完 、1全に埋まり
、かつその間隙上の領域を完全に平坦 □にすることが
可能である。また、模擬パターン8 ′□をAn配線2
の外周に形成していること(より、従来例で述べた実効
的に膜厚の薄い箇所(第7図の参照番号7)は模擬パタ
ーン8の箇所において発生しており、AfLli!ll
A2の周囲には何ら実効的膜厚の薄い箇所は形成されな
い。さらに、模擬パターン8における絶縁膜3のカバレ
ッジも従来のCVD法に比べ非常に良好である。
なお、上記実施例においては、バイアススパッタ法で形
成される膜を層間絶縁膜として説明しているが、パッシ
ベーション膜を形成する際にこの発明を適用しても上述
と同様の効果が得られる。
また、上記実施例においては、下地パターンとしてAi
配線として説明しているが、これに限定されず、他のた
とえばアルミニウム合金配線等であっても同様の効果が
得られることは言うまでもない。
[発明の効果] 以上のように、この発明においては、幅の広い下地パタ
ーンの外周に模擬パターンを形成した後に絶縁膜を作成
して1いる。したがって、従来技術と比較して新たに困
難な工程を付加する必要は生じない。また、従来のCV
Dのようにカバレッジ不良によるたとえば絶縁破壊等の
不良も発生せず、さらにバイアススパッタ法のみの場合
のように形成する絶縁膜の膜厚を厚くしたり、形成途中
で基板バイアス電圧を変化させる必要もない。したがっ
て、この発明によれば、容易かつ安価にカバレッジの良
い平坦な絶縁膜を形成することが可能となり、さらにバ
イアススパッタ法処理能力を低下させることもなく、高
い信頼性の絶縁膜を容易に得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例である半導体装置の概略断
面構造を示す図である。第2図は従来のCVD法による
絶縁膜を形成した場合の半導体装置の概略断面1M造を
示す図である。第3図は従来のバイアススパッタ法によ
る絶縁膜を形成した半導体装置の概略断面構造図である
。第4図はバイアススパッタ法による絶縁膜の成膜過程
を示す図である。第5図は下地パターンの幅が広い場合
のバイアススパッタ法を用いて平坦な絶縁膜を形成した
場合の半導体装置の概略断面構造を示す図である。第6
図は、下地パターンの幅が広い場合に基板バイアスを途
中で変えて絶縁膜の平坦化を図る場合の成膜過程を示す
図である。第7図は、バイアススパッタ法における実効
的に膜厚の薄い箇所を示す図である。 図において、1は半導体基板、2は下地パターン(At
)配線)、3は絶縁膜、8は模擬パターン。 なお、図中、同符号は同一または相当部を示す。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に形成される配線と、 前記配線の外周に形成される模擬パターンと、前記半導
    体基板上に前記配線および前記模擬パターンを覆うよう
    にバイアススパッタリング法を用いて形成される絶縁膜
    とを含む半導体装置。
  2. (2)前記配線はアルミニウムまたはアルミニウム合金
    を用いて形成される、特許請求の範囲第1項記載の半導
    体装置。
  3. (3)前記模擬パターンは絶縁物質を用いて形成される
    、特許請求の範囲第1項または第2項記載の半導体装置
  4. (4)前記模擬パターンは前記配線に近接し、かつ分離
    して形成される、特許請求の範囲第1項ないし第3項の
    いずれかに記載の半導体装置。
  5. (5)前記模擬パターンは、配線幅がその上にバイアス
    スパッタリング法を用いて形成される絶縁膜の膜厚の2
    倍以上である配線の外周に形成される、特許請求の範囲
    第1項ないし第4項のいずれかに記載の半導体装置。
JP60033735A 1985-02-20 1985-02-20 半導体装置 Granted JPS61193454A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60033735A JPS61193454A (ja) 1985-02-20 1985-02-20 半導体装置
DE8686300377T DE3664244D1 (en) 1985-02-20 1986-01-20 Semiconductor device with interconnection and insulating layers
EP86300377A EP0206444B1 (en) 1985-02-20 1986-01-20 Semiconductor device with interconnection and insulating layers
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JPS61193454A true JPS61193454A (ja) 1986-08-27
JPH0580140B2 JPH0580140B2 (ja) 1993-11-08

Family

ID=12394660

Family Applications (1)

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Country Status (4)

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US (2) US5028982A (ja)
EP (1) EP0206444B1 (ja)
JP (1) JPS61193454A (ja)
DE (1) DE3664244D1 (ja)

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Also Published As

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EP0206444A1 (en) 1986-12-30
US5028981A (en) 1991-07-02
JPH0580140B2 (ja) 1993-11-08
EP0206444B1 (en) 1989-07-05
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