JP2000232100A - 半導体装置とその製法 - Google Patents
半導体装置とその製法Info
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Abstract
シルセスキオキサン樹脂膜をセラミック化した酸化シリ
コン膜を形成した半導体装置において、窒化シリコン膜
のはがれ耐性を向上させる。 【解決手段】半導体基板10の表面に絶縁膜12,16
等を介して配線層20a〜20c等を形成した後、基板
上面に水素シルセスキオキサン樹脂膜を回転塗布して熱
処理することによりセラミック状の酸化シリコン膜32
を形成する。膜32は、誘電率が低いので、配線間容量
の低減に役立つ。膜32の上にプラズマCVD法により
酸化シリコン膜33を形成した後、膜33の上にプラズ
マCVD法により窒化シリコン膜34を形成する。膜3
3は、膜32,34のいずれに対しても実用上十分な密
着性を有する。
Description
体装置とその製法に関し、特に表面保護膜(パッシベー
ション膜)としての窒化シリコン膜の下に水素シルセス
キオキサン樹脂膜をセラミック化した酸化シリコン膜を
形成した半導体装置において、酸化シリコン膜と窒化シ
リコン膜との間に密着性酸化シリコン膜を介在配置した
ことにより窒化シリコン膜のはがれ耐性を向上させたも
のである。
を有する半導体装置としては、窒化シリコン膜の下地膜
として塗布絶縁膜を用いることにより平坦化を図ったも
のが知られている(例えば、特開昭63−244628
号公報、特開平3−203328号公報、特開平9−2
05142号公報等参照)。
イミド膜等の低誘電率材料膜を用いることにより配線間
容量を低減することも知られている(例えば、特開昭6
3−244628号公報参照)。
−205142号公報に示される半導体装置にあって
は、窒化シリコン膜の下地膜として水素シルセスキオキ
サン樹脂膜をセラミック化した酸化シリコン膜を用いて
いる。水素シルセスキオキサン樹脂膜は、回転塗布法に
より塗布された後、熱処理によりセラック状の酸化シリ
コン膜に変換される。従って、窒化シリコン膜は、平坦
性良好な酸化シリコン膜の上に形成されるので、被覆性
が向上し、耐湿性が改善される。また、水素シルセスキ
オキサン樹脂膜をセラミック化した酸化シリコン膜の誘
電率は、3前後であり、プラズマCVD(化学気相堆
積)法で形成した窒化シリコン膜の誘電率(約7.5)
に比べて小さいので、配線間容量が低減され、回路の高
速化及び動作マージンの拡大が可能となる。
度サイクル試験にかけたところ、窒化シリコン膜につい
て実用上十分なはがれ耐性が得られないことが判明し
た。すなわち、窒化シリコン膜と下地膜としての酸化シ
リコン膜との密着性が十分でなく、窒化シリコン膜のは
がれにより信頼性の低下を招くおそれがあることがわか
った。
化シリコン膜の下に水素シルセスキオキサン樹脂膜をセ
ラミック化した酸化シリコン膜を形成した半導体装置に
おいて、窒化シリコン膜のはがれ耐性を向上させること
にある。
置は、半導体基板を覆う絶縁膜の上に複数の配線層を形
成すると共に該複数の配線層を覆って水素シルセスキオ
キサン樹脂膜をセラミック化した酸化シリコン膜を形成
し、該酸化シリコン膜を覆って表面保護膜としての窒化
シリコン膜を形成した半導体装置において、前記酸化シ
リコン膜及び前記窒化シリコン膜のいずれに対しても密
着性を有する密着性酸化シリコン膜を前記酸化シリコン
膜と前記窒化シリコン膜との間に介在配置したことを特
徴とするものである。
及び窒化シリコン膜のいずれに対しても密着性を有する
密着性酸化シリコン膜を酸化シリコン膜と窒化シリコン
膜との間に介在配置したので、酸化シリコン膜と密着性
酸化シリコン膜との密着性が良好になると共に密着性酸
化シリコン膜と窒化シリコン膜との密着性が良好とな
り、窒化シリコン膜のはがれ耐性が向上する。
及び窒化シリコン膜は、いずれもプラズマCVD法によ
り形成するのが好ましい。プラズマCVD法により形成
した酸化シリコン膜は、水素シルセスキオキサン樹脂膜
をセラミック化した酸化シリコン膜と、プラズマCVD
法により形成した窒化シリコン膜とのいずれに対しても
実用上十分な密着性を有することが確認されている。
態に係る半導体装置の製法を示すもので、各々の図に対
応する工程(1)〜(6)を順次に説明する。
成される複数のチップ領域のうちの1つのチップ領域C
Pにおいてスクライブ領域SBの近傍の配線形成状態を
示すものであり、Lは、領域CP,SB間の境界を示
す。チップ領域CPの表面には、基板10を構成するシ
リコンを選択酸化するなどしてフィールド絶縁膜12を
形成する。絶縁膜12の素子孔(図示せず)には、トラ
ンジスタ等の回路素子を周知の方法により形成する。
リコン上にシリサイドを積層したもの)等の1層目の配
線層を形成する。14は、これらの配線層のうちの1つ
の配線層である。
スタ等の回路素子及び14等の1層目配線層を覆ってB
PSG(ボロン・リン・ケイ酸ガラス)等の層間絶縁膜
16を形成する。絶縁膜16には、14等の1層目配線
層との接続を可能にする接続孔と、スクライブ領域SB
を露呈するスクライブ孔とを周知のホトリソグラフィ及
び選択エッチング処理により形成する。
その被着層をホトリソグラフィ及び選択エッチング処理
によりパターニングすることにより絶縁膜16の上に1
8,20a〜20c,22A等の2層目配線層と、22
等の端子電極層(ボンディングパッド)とを形成する。
14等の1層目配線層及び18,20a〜20c等の2
層目配線層により前述したトランジスタ等の回路素子を
相互接続することによりチップ領域CP内の集積回路が
構成される。端子電極層22は、配線層22A,14,
18を介してチップ領域CP内の回路に接続される。配
線層20a〜20cは、配線層14の上方を配線層14
に交差して延長する配線層である。
0c,22A等の2層目の配線層及び22等の端子電極
層を覆って水素シルセスキオキサン樹脂膜をセラミック
状にした酸化シリコン膜32を形成する。このために
は、まず、水素シルセスキオキサン樹脂膜をMIBK
(メチル・イソブチル・ケトン)で溶解した溶液を回転
塗布法により基板上面に塗布して平坦状に樹脂膜を形成
する。そして、樹脂膜に不活性ガス雰囲気中で熱処理を
施すことにより樹脂膜をプレセラミック状の酸化シリコ
ン膜にする。プレセラミック状の酸化シリコンは、セラ
ミック状の酸化シリコンの前駆体であり、セラミック状
の酸化シリコンよりも架橋が進行しておらず、しかも有
機溶剤に対して不溶なものである。この後、プレセラミ
ック状の酸化シリコン膜に酸化性雰囲気(例えばO2ガ
スを含むか又はO2ガス及び不活性ガスを含むもの)中
で熱処理を施すことによりプレセラミック状の酸化シリ
コン膜をセラミック状の酸化シリコン膜32にする。こ
のような方法によれば、1μm程度の厚い酸化シリコン
膜をクラックなしに形成できる。酸化シリコン膜32と
しては、300〜600nm(例えば500nm)の厚
さのものを形成すればよい。
マCVD法により酸化シリコン膜33を形成する。酸化
シリコン膜33は、酸化シリコン膜32に対して実用上
十分な密着性を有する。プラズマCVD法により酸化シ
リコン膜33を形成する場合、一例として、 基板温度:400℃ 原料ガス:SiH4(240sccm)+N2O(50
00sccm)+N2(2800sccm) 反応室内圧力:2.2Torr とし、酸化シリコン膜33の厚さは、50nmとするこ
とができる。
マCVD法により窒化シリコン膜膜34を形成する。窒
化シリコン膜34は、表面保護膜として役立つものであ
り、下地膜としての酸化シリコン膜33に対して実用上
十分な密着性を有する。プラズマCVD法により窒化シ
リコン膜34を形成する場合、成膜条件は、一例とし
て、 基板温度:400℃ 原料ガス:SiH4,NH3,N2 反応室内圧力:2.5Torr とし、窒化シリコン膜34の厚さは、500nmとする
ことができる。
トリソグラフィ処理によりボンディング孔に対応する孔
36aとスクライブ孔に対応する孔とを有するレジスト
層36を形成する。
的ドライエッチング処理により膜32,33,34の積
層にボンディング孔34aとスクライブ領域SBを露呈
するスクライブ孔とを形成する。そして、レジスト層3
6を除去する。
板10をスクライビングすることによりチップ領域CP
に相当するLSIチップが得られる。LSIチップに
は、ボンディングワイヤ38をボンディングしたり、樹
脂封止を施したりすることができる。
膜32と酸化シリコン膜33との密着性及び酸化シリコ
ン膜33と窒化シリコン膜34との密着性がいずれも実
用上十分であるので、窒化シリコン膜34のはがれ耐性
が向上し、温度サイクル試験でも満足な結果が得られ
た。また、酸化シリコン膜32により平坦性を向上させ
た面に窒化シリコン膜34を形成するので、窒化シリコ
ン膜34の被覆性が良好であり、耐湿性が改善される。
さらに、配線層18,20a〜20c等を覆う酸化シリ
コン膜32の誘電率が3程度で低いので、配線間容量が
低減され、回路の高速化及び動作マージンの拡大が可能
となる。
シルセスキオキサン樹脂膜をセラミック化した酸化シリ
コン膜と窒化シリコン膜との間に密着性酸化シリコン膜
を介在配置する構成にしたので、窒化シリコン膜のはが
れ耐性が向上し、高信頼の半導体装置を実現できる効果
が得られる。また、この発明の構成では、窒化シリコン
膜の被覆性向上により耐湿性が改善される効果及び配線
間容量の低減により回路の高速化及び動作マージンの拡
大が可能になる効果は、従来通り維持される。
リコン膜をいずれもプラズマCVD法で形成するように
したので、実用上十分な密着性が得られる効果もある。
法における配線形成工程を示す基板断面図である。
工程を示す基板断面図である。
工程を示す基板断面図である。
示す基板断面図である。
基板断面図である。
基板断面図である。
20a〜20c,22A:配線層、22:端子電極層、
32,33:酸化シリコン膜、34:窒化シリコン膜、
36:レジスト層、38:ボンディングワイヤ、CP:
チップ領域、SB:スクライブ領域。
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体基板を覆う絶縁膜の上に複数の配
線層を形成すると共に該複数の配線層を覆って水素シル
セスキオキサン樹脂膜をセラミック化した酸化シリコン
膜を形成し、該酸化シリコン膜を覆って表面保護膜とし
ての窒化シリコン膜を形成した半導体装置であって、 前記酸化シリコン膜及び前記窒化シリコン膜のいずれに
対しても密着性を有する密着性酸化シリコン膜を前記酸
化シリコン膜と前記窒化シリコン膜との間に介在配置し
たことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 前記密着性酸化シリコン膜及び前記窒化
シリコン膜をいずれもプラズマ化学気相堆積法により形
成することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03407599A JP3498619B2 (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 半導体装置とその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP03407599A JP3498619B2 (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 半導体装置とその製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2000232100A true JP2000232100A (ja) | 2000-08-22 |
| JP3498619B2 JP3498619B2 (ja) | 2004-02-16 |
Family
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|---|---|---|---|
| JP03407599A Expired - Fee Related JP3498619B2 (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 半導体装置とその製法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7202563B2 (en) | 2004-03-25 | 2007-04-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device package having a semiconductor element with resin |
| WO2009118805A1 (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-01 | 富士通株式会社 | 配線基板、半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
-
1999
- 1999-02-12 JP JP03407599A patent/JP3498619B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
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| US7202563B2 (en) | 2004-03-25 | 2007-04-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device package having a semiconductor element with resin |
| US7405159B2 (en) | 2004-03-25 | 2008-07-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of fabricating a semiconductor device package having a semiconductor element with a roughened surface |
| US7608911B2 (en) | 2004-03-25 | 2009-10-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device package having a semiconductor element with a roughened surface |
| WO2009118805A1 (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-01 | 富士通株式会社 | 配線基板、半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| US8390099B2 (en) | 2008-03-24 | 2013-03-05 | Fujitsu Limited | Interconnection substrate having first and second insulating films with an adhesion enhancing layer therebetween |
| JP5267552B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2013-08-21 | 富士通株式会社 | 配線基板、半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
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| JP3498619B2 (ja) | 2004-02-16 |
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