JPH03227021A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH03227021A JPH03227021A JP2349390A JP2349390A JPH03227021A JP H03227021 A JPH03227021 A JP H03227021A JP 2349390 A JP2349390 A JP 2349390A JP 2349390 A JP2349390 A JP 2349390A JP H03227021 A JPH03227021 A JP H03227021A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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。
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〕
本発明は半導体装置の製造方法に関する。
近年、アルミニウム系配線の微細化にともない、ストレ
スマイグレーションが信頼性上の重要な問題として注目
されるようになっている。
スマイグレーションが信頼性上の重要な問題として注目
されるようになっている。
ストレスマイグレーションとは、配線自身の引っ張り応
力で配線が断線に至る現象である。その対策としてはア
ルミニウム配線にＣｕを添加したり、第３図に示すよう
に、アルミニウム配線３を挟んでＴｉＮ膜８を上面及び
下面に設けた３層構造の配線を用い、アルミニウム配線
３が断線しても上下層のＴｉＮ膜８で配線の導通を維持
したり、また、層間絶縁膜としては５ｉ０２膜の代りに
応力の小さい５ｉＯＮ膜等を使用していた。
力で配線が断線に至る現象である。その対策としてはア
ルミニウム配線にＣｕを添加したり、第３図に示すよう
に、アルミニウム配線３を挟んでＴｉＮ膜８を上面及び
下面に設けた３層構造の配線を用い、アルミニウム配線
３が断線しても上下層のＴｉＮ膜８で配線の導通を維持
したり、また、層間絶縁膜としては５ｉ０２膜の代りに
応力の小さい５ｉＯＮ膜等を使用していた。
上述した従来の半導体装置の製造方法は、配線の添加物
の影響により、エツチングの際に塩化物等の残留量が多
くなり、配線の腐食を生じて信頼性を低下させるという
問題点がある。
の影響により、エツチングの際に塩化物等の残留量が多
くなり、配線の腐食を生じて信頼性を低下させるという
問題点がある。
また、ＴｉＮ膜を用いた多重構造の配線は工程を増加さ
せるという問題点がある。
せるという問題点がある。
一方、配線上に設けた絶縁膜による影響についてはその
メカニズムが明らかになっていなかった。
メカニズムが明らかになっていなかった。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に設け
た絶縁膜上に選択的に金属配線を設ける工程と、前記金
属配線を含む表面に高分子樹脂膜を形成する工程と、前
記金属配線を含んで３００〜４５０℃の温度で熱処理す
る工程と、前記高分子樹脂膜を除去した後前記金属配線
を含む表面に層間絶縁膜を形成する工程とを含んで構成
される。
た絶縁膜上に選択的に金属配線を設ける工程と、前記金
属配線を含む表面に高分子樹脂膜を形成する工程と、前
記金属配線を含んで３００〜４５０℃の温度で熱処理す
る工程と、前記高分子樹脂膜を除去した後前記金属配線
を含む表面に層間絶縁膜を形成する工程とを含んで構成
される。
配線上に設けた絶縁膜とストレスマイグレーションとの
関係を明らかにするためにアルミニウム配線上に各種の
絶縁膜を形成して、それらの絶縁膜とストレスマイグレ
ーションとの関係を調べた結果、スパッタ法による酸化
シリコン腺等の低温形成膜において特にストレスマイグ
レーションによる配線の断線が多発することが判明した
。また、アルミニウム配線形成後３００〜４５０°Ｃの
熱処理を行ったものはアルミニウム配線上に低温形成膜
を形成してもストレスマイグレーションによる配線の断
線が生じなくなることが判明した。
関係を明らかにするためにアルミニウム配線上に各種の
絶縁膜を形成して、それらの絶縁膜とストレスマイグレ
ーションとの関係を調べた結果、スパッタ法による酸化
シリコン腺等の低温形成膜において特にストレスマイグ
レーションによる配線の断線が多発することが判明した
。また、アルミニウム配線形成後３００〜４５０°Ｃの
熱処理を行ったものはアルミニウム配線上に低温形成膜
を形成してもストレスマイグレーションによる配線の断
線が生じなくなることが判明した。
従って、配線上に絶縁膜を形成する前に熱処理による応
力緩和を行えばストレスマイグレーション耐性の強い配
線が得られるが、配線上に高温形成膜を設けたり、絶縁
膜形成前に配線を露出させた状態で熱処理を行う場合、
配線にヒロックが発生し、信頼性低下の原因となってし
まう。逆に言えば、ヒロックを抑えるような絶縁膜では
、配線のストレスマイグレーションが起きやすいという
ことになる。
力緩和を行えばストレスマイグレーション耐性の強い配
線が得られるが、配線上に高温形成膜を設けたり、絶縁
膜形成前に配線を露出させた状態で熱処理を行う場合、
配線にヒロックが発生し、信頼性低下の原因となってし
まう。逆に言えば、ヒロックを抑えるような絶縁膜では
、配線のストレスマイグレーションが起きやすいという
ことになる。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施例を説明
するための工程順に示した半導体チ・ノブの断面図であ
る。
するための工程順に示した半導体チ・ノブの断面図であ
る。
まず、第１図（ａ）に示すように、半導体基板１の上に
絶縁膜２を設け、絶縁膜２の上に選択的にアルミニウム
配線３を形成する。
絶縁膜２を設け、絶縁膜２の上に選択的にアルミニウム
配線３を形成する。
次に、第１図（ｂ）に示すように、アルミニウム配線３
を含む表面にポリイミド系樹脂前駆体溶液を塗布して３
００〜４５０℃の不活性雰囲気中で３０分間の熱処理を
行いポリイミド系樹脂膜４を形成し、ポリイミド系樹脂
膜４によりヒロックの発生を抑えながらアルミニウム配
線３の熱処理を行う。
を含む表面にポリイミド系樹脂前駆体溶液を塗布して３
００〜４５０℃の不活性雰囲気中で３０分間の熱処理を
行いポリイミド系樹脂膜４を形成し、ポリイミド系樹脂
膜４によりヒロックの発生を抑えながらアルミニウム配
線３の熱処理を行う。
次に、第１図（ｃ）に示すように、ヒドラジン溶液を用
いてポリイミド系樹脂膜４を全面的に除去する。次に、
第１図（ｄ）に示すように、アルミニウム配線３を含む
表面にバイアススパッタ法により酸化シリコン膜５を堆
積して層間絶縁膜を形成する。
いてポリイミド系樹脂膜４を全面的に除去する。次に、
第１図（ｄ）に示すように、アルミニウム配線３を含む
表面にバイアススパッタ法により酸化シリコン膜５を堆
積して層間絶縁膜を形成する。
このように形成したアルミニウム配線のストレスマイグ
レーション試験を行うなめに、膜厚０゜３μｍ・幅０・
８μｍ、長さ３０ｃｍのアルミニウム配線を５０本ウェ
ーハ上に形成して評価した。
レーション試験を行うなめに、膜厚０゜３μｍ・幅０・
８μｍ、長さ３０ｃｍのアルミニウム配線を５０本ウェ
ーハ上に形成して評価した。
比較試験のために熱処理しないもの、１００℃３０分間
の熱処理を行ったもの、及び２００℃３０分間の熱処理
を行ったアルミニウム配線を各５０本ずつ用意し、夫々
１７５℃の温度で５０００時間保持したものを導通試験
した結果、熱処理なし・・・１１本 １００℃の熱処理・・・１０本 ２００°Ｃの熱処理・・・２本 ３００℃の熱処理・・・０本 の断線が観察され、本発明の優位性が明らかとなった。
の熱処理を行ったもの、及び２００℃３０分間の熱処理
を行ったアルミニウム配線を各５０本ずつ用意し、夫々
１７５℃の温度で５０００時間保持したものを導通試験
した結果、熱処理なし・・・１１本 １００℃の熱処理・・・１０本 ２００°Ｃの熱処理・・・２本 ３００℃の熱処理・・・０本 の断線が観察され、本発明の優位性が明らかとなった。
第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実施例を説明す
るための工程順に示した半導体チップの断面図である。
るための工程順に示した半導体チップの断面図である。
第２図（ａ）に示すように、半導体基板１の上に設けた
絶縁膜２の上にアルミニウム層を堆積し、アルミニウム
層の上にフォトレジスト膜６を塗布してパターニングす
る。次に、フォトレジスト膜６をマスクとしてアルミニ
ウム層をエツチングし、アルミニウム配線３を形成する
。
絶縁膜２の上にアルミニウム層を堆積し、アルミニウム
層の上にフォトレジスト膜６を塗布してパターニングす
る。次に、フォトレジスト膜６をマスクとしてアルミニ
ウム層をエツチングし、アルミニウム配線３を形成する
。
次に、第２図（ｂ）に示すように、アルミニウム配線３
及びフォトレジスト膜６を含む表面にフォトレジスト膜
７を塗布してアルミニウム配線３及びフォトレジスト膜
６を被覆し、３００℃の不活性雰囲気中で３０分間の熱
処理を行う。
及びフォトレジスト膜６を含む表面にフォトレジスト膜
７を塗布してアルミニウム配線３及びフォトレジスト膜
６を被覆し、３００℃の不活性雰囲気中で３０分間の熱
処理を行う。
次に、第２図（Ｃ）に示すように、酸素プラズマにより
フォトレジスト膜６，７をアッシング除去する。
フォトレジスト膜６，７をアッシング除去する。
次に、第２図（ｄ）に示すように、バイアススパッタ法
により酸化シリコン膜５を堆積して層間絶縁膜を形成す
る。
により酸化シリコン膜５を堆積して層間絶縁膜を形成す
る。
ここで、アルミニウム配線３の熱処理後にフォトレジス
ト膜６，７を同時に除去するためフォトレジスト膜６を
剥離する工程を省くことができ、工程が短縮される。フ
ォトレジスト膜は通常３００′Ｃまでの耐熱性は有して
いないが、これ以後の工程でこれらを用いてパターニン
グするわけではなく、また、後から全て除去するので多
少の分解、変形は問題とはならない。
ト膜６，７を同時に除去するためフォトレジスト膜６を
剥離する工程を省くことができ、工程が短縮される。フ
ォトレジスト膜は通常３００′Ｃまでの耐熱性は有して
いないが、これ以後の工程でこれらを用いてパターニン
グするわけではなく、また、後から全て除去するので多
少の分解、変形は問題とはならない。
以上説明したように本発明は、層間絶縁膜形成前に配線
を熱処理して配線中の応力を緩和することにより、スト
レスマイグレーション耐性の強い配線を得ることができ
る。また、応力緩和のための熱処理時には有機高分子樹
脂膜が配線を覆っているためヒロックの発生も抑えられ
る。
を熱処理して配線中の応力を緩和することにより、スト
レスマイグレーション耐性の強い配線を得ることができ
る。また、応力緩和のための熱処理時には有機高分子樹
脂膜が配線を覆っているためヒロックの発生も抑えられ
る。
このように簡単な工程をつけ加えるだけで、配線材料や
配線構造を変更することなしにストレスマイグレーショ
ン耐性を向上させることが可能となる。
配線構造を変更することなしにストレスマイグレーショ
ン耐性を向上させることが可能となる。
第１図（ａ）〜（ｄ）及び第２図（ａ）〜（ｄ）は本発
明の第１及び第２の実施例を説明するための工程順に示
した半導体チップの断面図、第３図は従来の半導体装置
の一例を示す半導体チップの断面図である。 １・・・半導体基板、２・・・絶縁膜、３・・・アルミ
配線、４・・・ポリイミド系樹脂膜、５・・・酸化シリ
コン膜、６，７・・・フォトレジスト膜、８・・・Ｔｉ
Ｎ膜。
明の第１及び第２の実施例を説明するための工程順に示
した半導体チップの断面図、第３図は従来の半導体装置
の一例を示す半導体チップの断面図である。 １・・・半導体基板、２・・・絶縁膜、３・・・アルミ
配線、４・・・ポリイミド系樹脂膜、５・・・酸化シリ
コン膜、６，７・・・フォトレジスト膜、８・・・Ｔｉ
Ｎ膜。
Claims (1)
- 半導体基板上に設けた絶縁膜上に選択的に金属配線を設
ける工程と、前記金属配線を含む表面に高分子樹脂膜を
形成する工程と、前記金属配線を含んで３００〜４５０
℃の温度で熱処理する工程と、前記高分子樹脂膜を除去
した後前記金属配線を含む表面に層間絶縁膜を形成する
工程と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 |
|---|---|---|---|
| JP2023493A JP2663662B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023493A JP2663662B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03227021A true JPH03227021A (ja) | 1991-10-08 |
| JP2663662B2 JP2663662B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=12112033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023493A Expired - Lifetime JP2663662B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2663662B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6114236A (en) * | 1996-10-17 | 2000-09-05 | Nec Corporation | Process for production of semiconductor device having an insulating film of low dielectric constant |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5779648A (en) * | 1980-11-05 | 1982-05-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Multilayer wiring of semiconductor device |
| JPS5967652A (ja) * | 1982-10-12 | 1984-04-17 | Hitachi Ltd | 多層配線の製造方法 |
| JPS6251242A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-05 | Toshiba Corp | 多層配線の製造方法 |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2023493A patent/JP2663662B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5779648A (en) * | 1980-11-05 | 1982-05-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Multilayer wiring of semiconductor device |
| JPS5967652A (ja) * | 1982-10-12 | 1984-04-17 | Hitachi Ltd | 多層配線の製造方法 |
| JPS6251242A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-05 | Toshiba Corp | 多層配線の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6114236A (en) * | 1996-10-17 | 2000-09-05 | Nec Corporation | Process for production of semiconductor device having an insulating film of low dielectric constant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2663662B2 (ja) | 1997-10-15 |
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