JPH0555203A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH0555203A JPH0555203A JP21897491A JP21897491A JPH0555203A JP H0555203 A JPH0555203 A JP H0555203A JP 21897491 A JP21897491 A JP 21897491A JP 21897491 A JP21897491 A JP 21897491A JP H0555203 A JPH0555203 A JP H0555203A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wiring layer
- insulating film
- layer
- wiring
- compressive stress
- 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.)
- Withdrawn
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、半導体装置に関し、Al−Cu−
Ti配線層上にパッシベーション膜を形成した際、Al
−Cu−Ti配線層にボイドを発生し難くすることがで
き、歩留り及び素子信頼性を向上させることができる半
導体装置を提供することを目的とする。 【構成】 少なくともAl−Cu−Ti層5を含む配線
層が形成され、該Al−Cu−Ti層5上にコンプレッ
シブストレスを有する絶縁膜6、あるいはテンシルスト
レスを有する絶縁膜7とコンプレッシブストレスを有す
る絶縁膜6とからなるコンプレッシブストレスを有する
積層膜が形成されてなるように構成する。
Ti配線層上にパッシベーション膜を形成した際、Al
−Cu−Ti配線層にボイドを発生し難くすることがで
き、歩留り及び素子信頼性を向上させることができる半
導体装置を提供することを目的とする。 【構成】 少なくともAl−Cu−Ti層5を含む配線
層が形成され、該Al−Cu−Ti層5上にコンプレッ
シブストレスを有する絶縁膜6、あるいはテンシルスト
レスを有する絶縁膜7とコンプレッシブストレスを有す
る絶縁膜6とからなるコンプレッシブストレスを有する
積層膜が形成されてなるように構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に係り、メ
モリー、ロジックを問わず半導体装置全般に適用するこ
とができ、特に、Al−Cu−Ti配線層上にパッシベ
ーション膜を形成した際、Al−Cu−Ti配線層にボ
イドを発生し難くすることができる半導体装置に関す
る。
モリー、ロジックを問わず半導体装置全般に適用するこ
とができ、特に、Al−Cu−Ti配線層上にパッシベ
ーション膜を形成した際、Al−Cu−Ti配線層にボ
イドを発生し難くすることができる半導体装置に関す
る。
【0002】近時、1層目メタル配線とコンタクトさせ
る2層目配線にはエレクトロマイグレーション耐性に優
れたAl−Cu−Ti配線層が注目されている。
る2層目配線にはエレクトロマイグレーション耐性に優
れたAl−Cu−Ti配線層が注目されている。
【0003】
【従来の技術】従来の半導体デバイスのメタル配線は、
電気抵抗が小さく、形成し易いという点で優れているA
l−SiやAl−Si−Cu等のAl−Si系配線の使
用が主であった。この際、パッシベーション用等の上層
絶縁膜については、Si3 N4 等のコンプレッシブスト
レスを有する絶縁膜を用いると、配線内部で引張り応力
が働いてボイドが発生し易いため、PSG等のテンシル
ストレスを有する絶縁膜を使用する場合が多かった。
電気抵抗が小さく、形成し易いという点で優れているA
l−SiやAl−Si−Cu等のAl−Si系配線の使
用が主であった。この際、パッシベーション用等の上層
絶縁膜については、Si3 N4 等のコンプレッシブスト
レスを有する絶縁膜を用いると、配線内部で引張り応力
が働いてボイドが発生し易いため、PSG等のテンシル
ストレスを有する絶縁膜を使用する場合が多かった。
【0004】しかしながら、上記Al−Si系配線で
は、エレクトロマイグレーション寿命が短いという欠点
を有するため、エレクトロマイグレーション寿命が長い
Al−Cu−Ti配線が検討されている。この際、その
上層絶縁膜については、従来のAl−Si系配線で使用
していたPSG等のテンシルストレスを有する絶縁膜を
使用していた。以下、具体的に図面を用いて説明する。
は、エレクトロマイグレーション寿命が短いという欠点
を有するため、エレクトロマイグレーション寿命が長い
Al−Cu−Ti配線が検討されている。この際、その
上層絶縁膜については、従来のAl−Si系配線で使用
していたPSG等のテンシルストレスを有する絶縁膜を
使用していた。以下、具体的に図面を用いて説明する。
【0005】図3は従来の半導体装置の構造を示す断面
図である。図示例はMOSトランジスタ、バイポーラト
ランジスタ等の半導体装置に適用することができる。図
3において、31はSi等からなる基板であり、この基板
31上には1層目配線となるAl等からなる配線層32が形
成されている。33は配線層32が露出された開口部34を有
するSiO2 等の絶縁膜であり、この開口部34内の配線
層32とコンタクトするようにAl−Cu−Ti配線層35
が形成されている。そして、Al−Cu−Ti配線層35
を覆うようにテンシルストレスが108 〜109dyne /cm2
程度のPSG等のテンシルストレスを有する絶縁膜36が
形成されている。
図である。図示例はMOSトランジスタ、バイポーラト
ランジスタ等の半導体装置に適用することができる。図
3において、31はSi等からなる基板であり、この基板
31上には1層目配線となるAl等からなる配線層32が形
成されている。33は配線層32が露出された開口部34を有
するSiO2 等の絶縁膜であり、この開口部34内の配線
層32とコンタクトするようにAl−Cu−Ti配線層35
が形成されている。そして、Al−Cu−Ti配線層35
を覆うようにテンシルストレスが108 〜109dyne /cm2
程度のPSG等のテンシルストレスを有する絶縁膜36が
形成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の半導体
装置では、2層目配線にAl−Cu−Ti配線層35を用
いていたため、従来のAl−Si系配線層の場合よりも
エレクトロマイグレーション耐性に優れているという利
点を有するが、従来のAl−Si系配線層の場合と同
様、Al−Cu−Ti配線層35上にパッシベーション膜
としてPSGからなるテンシルストレスを有する絶縁膜
36を形成していたため、Al−Cu−Ti配線層35に大
きなボイドが発生し、歩留り及び素子信頼性の点で問題
があった。
装置では、2層目配線にAl−Cu−Ti配線層35を用
いていたため、従来のAl−Si系配線層の場合よりも
エレクトロマイグレーション耐性に優れているという利
点を有するが、従来のAl−Si系配線層の場合と同
様、Al−Cu−Ti配線層35上にパッシベーション膜
としてPSGからなるテンシルストレスを有する絶縁膜
36を形成していたため、Al−Cu−Ti配線層35に大
きなボイドが発生し、歩留り及び素子信頼性の点で問題
があった。
【0007】そこで本発明は、Al−Cu−Ti配線層
上にパッシベーション膜を形成した際、Al−Cu−T
i配線層にボイドを発生し難くすることができ、歩留り
及び素子信頼性を向上させることができる半導体装置を
提供することを目的としている。
上にパッシベーション膜を形成した際、Al−Cu−T
i配線層にボイドを発生し難くすることができ、歩留り
及び素子信頼性を向上させることができる半導体装置を
提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は上記目的達成のため、少なくともAl−Cu−Ti層
を含む配線層が形成され、該Al−Cu−Ti層上にコ
ンプレッシブストレスを有する絶縁膜、あるいはテンシ
ルストレスを有する絶縁膜とコンプレッシブストレスを
有する絶縁膜とからなるコンプレッシブストレスを有す
る積層膜が形成されてなるものである。
は上記目的達成のため、少なくともAl−Cu−Ti層
を含む配線層が形成され、該Al−Cu−Ti層上にコ
ンプレッシブストレスを有する絶縁膜、あるいはテンシ
ルストレスを有する絶縁膜とコンプレッシブストレスを
有する絶縁膜とからなるコンプレッシブストレスを有す
る積層膜が形成されてなるものである。
【0009】本発明においては、Al−Cu−Ti層の
みからなる配線層上に直接コンプレッシブストレスを有
する絶縁膜を形成する場合であってもよく、また、Al
−Cu−Ti層及びTiN、WN等のバリアメタル層か
ら配線層を構成し、Al−Cu−Ti層上に上記バリア
メタル層を形成し、このバリアメタル層上にコンプレッ
シブストレスを有する絶縁膜を形成する場合であっても
よい。
みからなる配線層上に直接コンプレッシブストレスを有
する絶縁膜を形成する場合であってもよく、また、Al
−Cu−Ti層及びTiN、WN等のバリアメタル層か
ら配線層を構成し、Al−Cu−Ti層上に上記バリア
メタル層を形成し、このバリアメタル層上にコンプレッ
シブストレスを有する絶縁膜を形成する場合であっても
よい。
【0010】
【作用】本発明では、図1に示すように、エレクトロマ
イグレーション耐性に優れたAl−Cu−Ti配線層5
上に1.0 ×109dyne /cm2 程度のコンプレッシブストレ
スを有する絶縁膜6を形成して構成したため、Al−C
u−Ti配線層5にボイドが発生するようなストレスを
かかり難くすることができ、従来のAl−Cu−Ti配
線層上にテンシルストレスを有する絶縁膜を形成する場
合よりもAl−Cu−Ti配線層5にボイドを発生し難
くすることができる。
イグレーション耐性に優れたAl−Cu−Ti配線層5
上に1.0 ×109dyne /cm2 程度のコンプレッシブストレ
スを有する絶縁膜6を形成して構成したため、Al−C
u−Ti配線層5にボイドが発生するようなストレスを
かかり難くすることができ、従来のAl−Cu−Ti配
線層上にテンシルストレスを有する絶縁膜を形成する場
合よりもAl−Cu−Ti配線層5にボイドを発生し難
くすることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1は本発明の一実施例に則した半導体装置の構造を示す
断面図である。図示例はMOSトランジスタ、バイポー
ラトランジスタ等の半導体装置に適用することができ
る。図1において、1はSi等からなる基板であり、こ
の基板1上には1層目配線となるAl等からなる配線層
2が形成されている。3は配線層2が露出された開口部
4を有するSiO2 等からなる絶縁膜であり、この開口
部4内の配線層2とコンタクトするようにAl−Cu−
Ti配線層5が形成されている。そして、このAl−C
u−Ti配線層5を覆うようにPSG等からなるコンプ
レッシブストレスを有する絶縁膜6が形成されている。
1は本発明の一実施例に則した半導体装置の構造を示す
断面図である。図示例はMOSトランジスタ、バイポー
ラトランジスタ等の半導体装置に適用することができ
る。図1において、1はSi等からなる基板であり、こ
の基板1上には1層目配線となるAl等からなる配線層
2が形成されている。3は配線層2が露出された開口部
4を有するSiO2 等からなる絶縁膜であり、この開口
部4内の配線層2とコンタクトするようにAl−Cu−
Ti配線層5が形成されている。そして、このAl−C
u−Ti配線層5を覆うようにPSG等からなるコンプ
レッシブストレスを有する絶縁膜6が形成されている。
【0012】次に、その半導体装置の製造方法について
説明する。ここでは、多層配線構造部の製造方法を具体
的に説明する。まず、スパッタ法により基板1上にAl
を膜厚1μm程度で堆積し、RIE等によりAl膜をエ
ッチングして配線層2を形成した後、CVD法等により
配線層2を覆うようにSiO2 を膜厚1μm程度で堆積
する。次いで、RIE等によりSiO2 膜をエッチング
して配線層2が露出された開口部4を有する絶縁膜3を
形成した後、スパッタ法等により開口部4内の配線層2
とコンタクトするようにAl−Cu−Tiを膜厚1.0 μ
m程度堆積し、RIE等によりAl−Cu−Ti層をエ
ッチングしてAl−Cu−Ti配線層5を形成する。そ
して、CVD法等によりAl−Cu−Ti配線層5を覆
うようにPSGからなる1.0 ×109dyne /cm2 程度のコ
ンプレッシブストレスを有する絶縁膜6形成することに
より、図1に示すような多層配線構造を得ることができ
る。なお、コンプレッシブストレスを有する絶縁膜6の
ストレスはその成長方法(常圧CVD法、減圧CVD
法、プラズマCVD法、スパッタ法等)あるいはリン濃
度等の成長条件により適宜調整することができる。
説明する。ここでは、多層配線構造部の製造方法を具体
的に説明する。まず、スパッタ法により基板1上にAl
を膜厚1μm程度で堆積し、RIE等によりAl膜をエ
ッチングして配線層2を形成した後、CVD法等により
配線層2を覆うようにSiO2 を膜厚1μm程度で堆積
する。次いで、RIE等によりSiO2 膜をエッチング
して配線層2が露出された開口部4を有する絶縁膜3を
形成した後、スパッタ法等により開口部4内の配線層2
とコンタクトするようにAl−Cu−Tiを膜厚1.0 μ
m程度堆積し、RIE等によりAl−Cu−Ti層をエ
ッチングしてAl−Cu−Ti配線層5を形成する。そ
して、CVD法等によりAl−Cu−Ti配線層5を覆
うようにPSGからなる1.0 ×109dyne /cm2 程度のコ
ンプレッシブストレスを有する絶縁膜6形成することに
より、図1に示すような多層配線構造を得ることができ
る。なお、コンプレッシブストレスを有する絶縁膜6の
ストレスはその成長方法(常圧CVD法、減圧CVD
法、プラズマCVD法、スパッタ法等)あるいはリン濃
度等の成長条件により適宜調整することができる。
【0013】このように本実施例では、エレクトロマイ
グレーション耐性に優れたAl−Cu−Ti配線層5上
に1.0 ×109dyne /cm2 程度のコンプレッシブストレス
を有する絶縁膜6を形成して構成したため、Al−Cu
−Ti配線層5にボイドが発生するようなストレスをか
かり難くすることができる。このため、従来のAl−C
u−Ti配線層上にテンシルストレスを有する絶縁膜を
形成する場合よりもAl−Cu−Ti配線層5にボイド
を発生し難くすることができ、歩留り及び信頼性を向上
させることができる。Al−Cu−Ti配線層5にボイ
ドが発生し難くなっていることについては、本実施例と
従来のAl−Cu−Ti配線層5上にテンシルストレス
を有する絶縁膜36を形成したものとで単位面積当りのボ
イド数を比較したところ、本実施例のものでは従来と比
較して著しくボイド数が低減していることから実験的に
確認することができた。
グレーション耐性に優れたAl−Cu−Ti配線層5上
に1.0 ×109dyne /cm2 程度のコンプレッシブストレス
を有する絶縁膜6を形成して構成したため、Al−Cu
−Ti配線層5にボイドが発生するようなストレスをか
かり難くすることができる。このため、従来のAl−C
u−Ti配線層上にテンシルストレスを有する絶縁膜を
形成する場合よりもAl−Cu−Ti配線層5にボイド
を発生し難くすることができ、歩留り及び信頼性を向上
させることができる。Al−Cu−Ti配線層5にボイ
ドが発生し難くなっていることについては、本実施例と
従来のAl−Cu−Ti配線層5上にテンシルストレス
を有する絶縁膜36を形成したものとで単位面積当りのボ
イド数を比較したところ、本実施例のものでは従来と比
較して著しくボイド数が低減していることから実験的に
確認することができた。
【0014】なお、上記実施例では、Al−Cu−Ti
配線層5上にコンプレッシブストレスを有する絶縁膜6
を形成して構成する場合について説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、図2に示すように、A
l−Cu−Ti配線層5上に108 〜109dyne /cm2 程度
のテンシルストレスを有する絶縁膜7を形成し、このテ
ンシルストレスを有する絶縁膜7上に109dyne /cm2 以
上のコンプレッシブストレスを有する絶縁膜6を形成
し、この際、テンシルストレスを有する絶縁膜7とコン
プレッシブストレスを有する絶縁膜6とからなる積層膜
のストレスがコンプレッシブストレスを有するようにす
る場合であってもよく、この場合も上記実施例と同様の
効果を得ることができる。
配線層5上にコンプレッシブストレスを有する絶縁膜6
を形成して構成する場合について説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、図2に示すように、A
l−Cu−Ti配線層5上に108 〜109dyne /cm2 程度
のテンシルストレスを有する絶縁膜7を形成し、このテ
ンシルストレスを有する絶縁膜7上に109dyne /cm2 以
上のコンプレッシブストレスを有する絶縁膜6を形成
し、この際、テンシルストレスを有する絶縁膜7とコン
プレッシブストレスを有する絶縁膜6とからなる積層膜
のストレスがコンプレッシブストレスを有するようにす
る場合であってもよく、この場合も上記実施例と同様の
効果を得ることができる。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、Al−Cu−Ti配線
層上にパッシベーション膜を形成した際、Al−Cu−
Ti配線層にボイドを発生し難くすることができ、歩留
り及び素子信頼性を向上させることができるという効果
がある。
層上にパッシベーション膜を形成した際、Al−Cu−
Ti配線層にボイドを発生し難くすることができ、歩留
り及び素子信頼性を向上させることができるという効果
がある。
【図1】本発明の一実施例に則した半導体装置の構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図2】本発明に適用できる半導体装置の構造を示す断
面図である。
面図である。
【図3】従来例の半導体装置の構造を示す断面図であ
る。
る。
1 基板 2 配線層 3 絶縁膜 4 開口部 5 Al−Cu−Ti配線層 6 コンプレッシブストレスを有する絶縁膜 7 テンシルストレスを有する絶縁膜
Claims (1)
- 【請求項1】少なくともAl−Cu−Ti層(5)を含
む配線層が形成され、該Al−Cu−Ti層(5)上に
コンプレッシブストレスを有する絶縁膜(6)、あるい
はテンシルストレスを有する絶縁膜7とコンプレッシブ
ストレスを有する絶縁膜(6)とからなるコンプレッシ
ブストレスを有する積層膜が形成されてなること特徴と
する半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21897491A JPH0555203A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21897491A JPH0555203A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0555203A true JPH0555203A (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=16728282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21897491A Withdrawn JPH0555203A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0555203A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5443995A (en) * | 1993-09-17 | 1995-08-22 | Applied Materials, Inc. | Method for metallizing a semiconductor wafer |
US5747360A (en) * | 1993-09-17 | 1998-05-05 | Applied Materials, Inc. | Method of metalizing a semiconductor wafer |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP21897491A patent/JPH0555203A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5443995A (en) * | 1993-09-17 | 1995-08-22 | Applied Materials, Inc. | Method for metallizing a semiconductor wafer |
US5747360A (en) * | 1993-09-17 | 1998-05-05 | Applied Materials, Inc. | Method of metalizing a semiconductor wafer |
US5904562A (en) * | 1993-09-17 | 1999-05-18 | Applied Materials, Inc. | Method of metallizing a semiconductor wafer |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981112 |