반도체 소자의 표면 보호용으로 사용되는 상압 CVD 방법에 의한 PSG(Phosposilicate glass)막 및 플라즈마 CVD방법에 의한 PE-SiN(Plasma enhanced CVD Si2N4)막의 항균열 특성을 알루미늄박막이 증착되어 있는 실리콘 기판위에서 조사했다. 450˚C에서 30분간으 열처리를 반복하면서 균열 발생 유무 및 그 형태를 조사하여 이러한 균열의 생성을 각 막의 막응력과 관련하여 검토하였다. 이들 박막에서의 균열 발생은 하부 조직인 알루미튬배선과의 열팽창계수차에 의한 것임을 알 수 있었다. PSG막 두께가 증가할수록 인장응력이 증가하여 항균열성이 저하되었다. PSG막의 P농도가 증가할수록 막응력은 압축응력쪽으로 이동하였고 균열 발생은 억제되었다. PE-SiN 막도 높은 압축응력을 갖게 함으로써 항균열성을 향상시킬 수 있었다. 본 실험의 결과로부터 반복 열처리시 균열 발생여부에 대한 실험식을 제시하였다.

반도체 공정의 최종 보호막으로 주로 사용되는 PSG (Phosphosilicate class), USG (Undoped silicate glass) 및 SiN 막을 CVD 방식으로 deposition 하여 각 막의 스트레스를 막 두께 또는 대기중 방치시간의 함수로 조사하고 Al 배선의 stress-migration 관점에서 평가했다. 그 결과 PSG 막과 USG 막은 tensile stress를 나타내고 두께증가에 따라 스트레스가 증가하였고, SiN 막은 두께에 관계없이 일정한 compressive stress를 나타내었다. PSG 막은 현저한 스트레스 경시변화를 보여 대기중에 방치시 2일이내로 tensile stress가 compressive stress로 변화되었다. 그 주 원인은 PSG 막의 수분 흡수 때문인것이 FTIR 분석으로 밝혀졌고, 300˚C에서 20분간 anneal 처리로 2.5×109 dyne/cm2의 스트레스 회복이 가능하였다. PSG 막이 포함된 복합막의 경우, 복합막 stress는 PSG 막의 방치시간에 따라 변한다. 즉, 복합막의 스트레스는 복합막을 구성하고 있는 막들의 두께의 함수이다. 또 SiN 막의 강한 압축응력을 완화시켜주는 PSG, USG 막의 스트레스가 큰 인장응력을 나타낼수록 Al 배선의 stress-migration 에 대한 저항은 커진다.