JP2002050683A - 固体電子装置 - Google Patents

固体電子装置

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JP2002050683A
JP2002050683A JP2000234340A JP2000234340A JP2002050683A JP 2002050683 A JP2002050683 A JP 2002050683A JP 2000234340 A JP2000234340 A JP 2000234340A JP 2000234340 A JP2000234340 A JP 2000234340A JP 2002050683 A JP2002050683 A JP 2002050683A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体電子装置に関し、上下の配線層間の熱伝
導を良好にするとともに、熱伝導箇所の集中を防止す
る。 【解決手段】 配線層間が気体で充填された中空配線構
造を構成する下層配線層1と上層配線層2との間に設け
る柱状支持体3を金属で構成するとともに、柱状支持体
3と下層配線層1との間及び柱状支持体3と上層配線層
2との間の少なくとも一方に絶縁体4,5を挿入して電
気的に絶縁する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は固体電子装置に関す
るものであり、特に、配線間を気体で充填した多層配線
構造を設けた高集積度半導体集積回路装置等における上
下の配線を連結支持する柱状構造の熱伝導性を向上する
ための構成に特徴のある固体電子装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高速化は著し
く、信号処理速度を向上するために、配線の信号伝達速
度の向上が行われている。このための方策としては、一
つは配線層の低電気抵抗化であり、もう一つは配線間に
存在する絶縁物の低誘電率化である。
【0003】即ち、配線による信号遅延Tは、配線抵抗
をRとし、配線間の寄生容量をCとした場合、 T∝C・R で表されるので、配線による信号遅延Tを小さくするた
めには、配線抵抗Rと配線間の寄生容量Cのいずれかを
小さくすれば良いためである。
【0004】また、寄生容量Cは、ε0 を真空の誘電
率、εr を層間絶縁膜の誘電率、Sを配線層の側面積、
dを配線層の間隔とした場合、 C=ε0 ・εr ・S/d で表される。したがって、寄生容量Cを小さくするため
には、配線層厚を薄くして断面積Sを小さくするか、層
間絶縁膜として低比誘電率の絶縁膜材料を用いれば良
い。
【0005】しかし、配線層厚を薄くして断面積Sを小
さくすれば、配線抵抗Rの上昇を招き、信号遅延を解消
することができないため、上記の寄生容量の式のうちの
εrに注目して、層間絶縁膜として低比誘電率の絶縁膜
材料を用いることによって信号遅延の増大を抑制するこ
とが試みられてきた。
【0006】この様な比誘電率については、1に近づく
ほど寄生容量Cが小さくなり信号遅延Tが小さくなるの
で、誘電率を1に近づける方法として配線間を構成して
いる固体絶縁物、即ち、層間絶縁膜に替わって気体を充
填する方法が提案されており、特に、現在より集積度が
向上した場合に有望な構成であると考えられている。
【0007】ここで、図10を参照して、従来の中空配
線構造を説明する。 図10参照 図10は、従来の中空配線構造の要部断面図であり、ト
ランジスタ等の半導体デバイスを設けたシリコン基板5
1上にSiO2 等の下地絶縁膜52を介してCuからな
る下層配線層53を設けるとともに、Cuからなる配線
ビア57を介して下層配線層53と接続する上部配線層
58を、例えば、AlNからなる柱状の構造体、即ち、
ピラー55で連結支持する。なお、SiN等からなる絶
縁膜54,56は、中空配線構造の製造工程上、エッチ
ングストッパ層として必要な絶縁膜である。
【0008】この場合、下層配線層53同士、上層配線
層58同士、或いは、下層配線層53と上層配線層58
間には気体が存在するので、比誘電率は1に近くなり、
したがって、信号遅延を小さくすることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】一般に、半導体装置の
信号処理速度を向上するためには、信号の周波数を高く
する必要があるが、周波数の増加に伴い発熱量が大きく
なり、半導体装置内部の熱を配線部を通じて上層へ伝導
し内部の温度を低下する能力が小さいと、周波数を上げ
て信号処理能力を向上することができないが、上述の中
空配線構造においては、上下の配線間の熱伝導が十分で
はなく、半導体内部の温度を十分に低下することができ
ず、したがって、信号周波数を上げて信号処理能力を向
上させることができないという問題がある。
【0010】即ち、従来の層間絶縁膜を用いた多層配線
構造においては、配線ビアと層間絶縁膜を介して下層配
線層の熱が上層配線層に熱伝導によって伝達され、半導
体装置内部の温度を下げているが、上述の中空配線構造
の場合、気体を介しての熱の伝導、即ち、対流は小さい
ので、主に配線ビアと柱状構造体を介して熱伝導が行わ
れることになり、上層配線層への熱伝導経路が限られる
ため、熱伝導が不十分であるという問題がある。
【0011】また、AlNは他の絶縁材料に比較すれば
熱伝導度が大きいものの、金属、特に、配線に用いる低
抵抗率の金属に比べて小さいため、下層配線層の熱は主
に配線ビアを介して上層配線層に伝導されるため、配線
ビアの周辺の温度が他の部分より高くなり、この部分が
ストレス・マイグレーション現象によって断線し、信頼
性が低下するという問題もある。
【0012】したがって、本発明は、上下の配線層間の
熱伝導を良好にするとともに、熱伝導箇所の集中を防止
することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】ここで図1を参照して本
発明における課題を解決するための手段を説明する。な
お、図1における符号7はシリコン基板等の基板、符号
8はSiO2 膜等の下地絶縁膜である。 図1参照 上述の課題を解決するために、本発明においては、配線
層間が気体で充填された中空配線構造を有する固体電子
装置において、下層配線層1と上層配線層2との間に設
ける柱状支持体3を金属で構成するとともに、柱状支持
体3と下層配線層1との間及び柱状支持体3と上層配線
層2との間の少なくとも一方に絶縁体4,5を挿入して
電気的に絶縁したことを特徴とする。
【0014】この様に、下層配線層1と上層配線層2と
の間に、例えば、Al、Cu、或いは、Agを主体とす
る金属からなる柱状支持体3を設けることによって熱伝
導性を高めることができ、且つ、配線ビアとの熱伝導性
の差がなくなるので、熱集中を低減することができ、そ
れによって、信号処理能力の向上が可能になる。
【0015】この場合、柱状支持体3を介した下層配線
層1と上層配線層2との間の電気的短絡を防止するため
に、柱状支持体3と下層配線層1との間、柱状支持体3
と上層配線層2との間、或いは、柱状支持体3と下層配
線層1及び上層配線層2との間に、例えば、窒化シリコ
ン(Si3 4 )、炭化シリコン(SiC)、或いは、
窒化アルミニウム(AlN)からなる絶縁体4,5を挿
入する必要がある。
【0016】また、この場合、柱状支持体3の側面を絶
縁体で被覆することによって、エッチング残渣等による
不所望な柱状支持体3同士或いは配線ビア6との間の電
気的短絡や、腐食を防止することができ、信頼性が向上
する。
【0017】また、本発明においては、配線層間が気体
で充填された中空配線構造を有する固体電子装置におい
て、下層配線層1と上層配線層2との間に設ける柱状支
持体3を、中間部分に挿入された絶縁物により電気的に
絶縁された上下2つの柱状金属によって構成することを
特徴とする。
【0018】この様に、柱状支持体3を中間部分に挿入
された絶縁物、特に、柱状金属を構成する金属材料の窒
化物或いは酸化物により電気的に絶縁された柱状金属に
よって構成することにより、柱状支持体3と下層配線層
1及び上層配線層2との間の絶縁性を問題とする必要が
なくなり、製造工程上必要となるエッチングストッパと
して導電性材料の使用が可能になる。
【0019】
【発明の実施の形態】ここで、図2乃至図5を参照し
て、本発明の第1の実施の形態の製造工程を説明する。 図2(a)参照 まず、トランジスタ等の半導体デバイスを設けたシリコ
ン基板11上に下地SiO2 膜12を介して下層Cu配
線層13を設ける。なお、この下層Cu配線層13はC
MP(化学機械研磨)法を用いた所謂ダマシン法によっ
て形成したのち、周囲のSiO2 膜を除去したものであ
る。
【0020】次いで、減圧化学気相成長法(LPCVD
法)を用いて、厚さが、例えば、200nmのエッチン
グストッパ層となるSiN膜14、及び、厚さが、例え
ば、500nmのSiO2 膜15を全面に順次堆積させ
る。
【0021】図2(b)参照 次いで、レジストパターン(図示せず)をマスクとして
フッ酸系エッチャントを用いて、直径が、0.05〜
1.0μm、例えば、0.2μmのピラー用開口16を
形成する。この場合、SiN膜14はエッチングストッ
パ層となるので、エッチングはSiN膜14で自動的に
停止する。次いで、レジストパターンを除去したのち、
スパッタリング法を用いて、全面に、Cu膜17を堆積
させてピラー用開口16を完全に埋め込む。
【0022】図2(c)参照 次いで、CMP法を用いて、Cu膜17の不要部を研磨
除去して表面を平坦にすることによって、Cuピラー1
8を形成する。
【0023】図3(d)参照 次いで、再び、LPCVD法を用いて、厚さが、例え
ば、200nmのエッチングストッパ層となるSiN膜
19、及び、厚さが、例えば、500nmのSiO2
20を全面に順次堆積させる。
【0024】図3(e)参照 次いで、レジストパターン(図示せず)をマスクとして
エッチングを施すことによって、SiO2 膜20、Si
N膜19、SiO2 膜15、及び、SiN膜14を順次
除去することによってビアホール21を形成する。
【0025】図3(f)参照 次いで、レジストパターンを除去したのち、上層配線層
用溝22に対応する開口部を有する新たなレジストパタ
ーン(図示せず)を設け、このレジストパターンをマス
クとしてフッ酸系エッチャントを用いてエッチングを行
うことによってSiO2 膜20を選択的に除去して上層
配線層用溝22を形成する。なお、この場合も、SiN
膜19はエッチングストッパ層となるので、エッチング
はSiN膜19で自動的に停止する。
【0026】図4(g)参照 次いで、レジストパターンを除去したのち、再び、スパ
ッタリング法を用いて、全面に、Cu膜23を堆積させ
てビアホール21及び上層配線層用溝22を完全に埋め
込む。
【0027】図4(h)参照 次いで、再び、CMP法を用いて、Cu膜23の不要部
を研磨除去して表面を平坦にすることによって、上層C
u配線層25、及び、上層Cu配線層25と下層Cu配
線層13とを電気的に接続するCuビア24を同時に形
成する。
【0028】図5(i)参照 次いで、再び、フッ酸系エッチャントを用いたエッチン
グを施すことによって、SiO2 膜20のみを選択的に
除去する。
【0029】図5(j)参照 次いで、リン酸系エッチャントを用いたエッチングを施
すことによって、SiN膜19の露出部のみを選択的に
除去する。
【0030】図5(k)参照 次いで、再び、フッ酸系エッチャントを用いたエッチン
グを施すことによって、SiO2 膜15のみを選択的に
除去することによって中空配線構造の基本的構成が完成
する。
【0031】以降は図示しないものの、N2 ,Ar,H
e等の不活性ガスを充填した状態でキャンシールした
り、或いは、不活性ガス中で樹脂モールドすることによ
って、中空配線構造中の空間は不活性ガスで充填される
ことになる。
【0032】この様に、本発明の第1の実施の形態にお
いては、中空配線構造によって多層配線構造を形成する
際に、上層Cu配線層25を支持するピラーを熱伝導性
が良好なCuピラー18によって構成しているので、下
層Cu配線層13から上層Cu配線層25への熱伝導
は、Cuビア24と当時にCuピラー18を介して行わ
れ、放熱効率が上昇する。
【0033】また、熱伝導経路がCuビア24に集中す
ることがないでの、高温化に伴うストレス・マイグレー
ション現象によって断線が発生することがなく、高集積
度半導体装置の信頼性が向上する。
【0034】なお、Cuビア24と下層Cu配線層13
との間、或いは、Cuビア24と上層Cu配線層25と
の間は、SiN膜14或いはSiN膜19によって絶縁
されているので、Cuピラー18を介してリーク電流が
流れることはない。
【0035】次に、図6を参照して、本発明の第2の実
施の形態を説明する。 図6(a)参照 まず、上記の第1の実施の形態と同様に、トランジスタ
等の半導体デバイスを設けたシリコン基板11上に下地
SiO2 膜12を介して下層Cu配線層13を設け、次
いで、LPCVD法を用いて、厚さが、例えば、200
nmのエッチングストッパ層となるSiN膜14、及
び、厚さが、例えば、500nmのSiO 2 膜15を全
面に順次堆積させる。
【0036】図6(b)参照 次いで、レジストパターン(図示せず)をマスクとして
フッ酸系エッチャントを用いてSiO2 膜15を除去
し、次いで、リン酸系エッチャントを用いてSiN膜1
4を除去することによってピラー用開口31を形成す
る。
【0037】次いで、レジストパターンを除去したの
ち、スパッタリング法を用いて、全面に、厚さが、例え
ば、50nmの熱伝導性の良好なAlN膜32及びCu
膜17を順次堆積させてピラー用開口31を完全に埋め
込む。
【0038】図6(c)参照 次いで、CMP法を用いて、Cu膜17及びAlN膜3
2の不要部を研磨除去して表面を平坦にすることによっ
て、周囲がAlN保護膜33に覆われたCuピラー34
を形成する。
【0039】図6(d)参照 以降は、再び、上記第1の実施の形態における図3
(d)乃至図5(k)と全く同様の工程を行うことによ
って、Cuビア24を介して下層Cu配線層13と電気
的に接続する上層Cu配線層25からなる中空配線構造
の基本構成が完成する。
【0040】この本発明の第2の実施の形態において
は、Cuピラー34と下層Cu配線層13との絶縁はS
iN膜より熱伝導性に優れるAlN保護膜33によって
行っているので放熱性に優れることになり、また、エッ
チングストッパ層となるSiN膜14或いはSiN膜1
9にピンホール等があって絶縁性が劣っていても問題が
ないものである。
【0041】さらには、このSiN膜19は導電体に置
き換えても良いものであり、上層配線層用溝を形成する
際の層間絶縁膜となるSiO2 膜に対して選択エッチン
グ性があれば良いものである。
【0042】また、この第2の実施の形態においては、
Cuピラー34の周囲はAlN保護膜33によって覆わ
れているので、SiO2 膜15の除去工程等において導
電性を有するエッチング残渣が発生しても、Cuピラー
34同士、或いは、Cuピラー34とCuビア24とが
互いに短絡することがない。
【0043】次に、図7及び図8を参照して、本発明の
第3の実施の形態の製造工程を説明する。 図7(a)参照 まず、上記の第1の実施の形態と同様に、トランジスタ
等の半導体デバイスを設けたシリコン基板11上に下地
SiO2 膜12を介して下層Cu配線層13を設け、次
いで、LPCVD法を用いて、厚さが、例えば、200
nmのエッチングストッパ層となるSiN膜14、及
び、厚さが、例えば、500nmのSiO 2 膜15を全
面に順次堆積させる。
【0044】図7(b)参照 次いで、レジストパターン(図示せず)をマスクとして
フッ酸系エッチャントを用いてSiO2 膜15を除去
し、次いで、リン酸系エッチャントを用いてSiN膜1
4を除去することによってピラー用開口41を形成す
る。
【0045】次いで、レジストパターンを除去したの
ち、スパッタリング法を用いて、全面に、厚さが、例え
ば、60nmのAl膜42を堆積させる。この場合、ピ
ラー用開口41の底部に堆積するAl膜42は他の領域
に堆積するAl膜42より厚くなる条件で堆積させる。
【0046】図7(c)参照 次いで、プラズマ窒化法を用いてAl膜42を窒化し
て、熱伝導性の良い絶縁物であるAlN膜44に変換す
る。この窒化工程において、ピラー用開口41の底部に
堆積した厚いAl膜42の一部は窒化されずにAl層4
3として残存する。
【0047】図8(d)参照 次いで、再び、スパッタリング法を用いて全面にCu膜
45を堆積させてピラー用開口41を完全に埋め込む。
【0048】図8(e)参照 次いで、CMP法を用いて、Cu膜45及びAlN膜4
3の不要部を研磨除去して表面を平坦にすることによっ
て、周囲がAlN保護膜46に覆われたCuピラー47
を形成する。
【0049】図8(f)参照 以降は、再び、上記第1の実施の形態における図3
(d)乃至図5(k)と全く同様の工程を行うことによ
って、Cuビア24を介して下層Cu配線層13と電気
的に接続する上層Cu配線層25からなる中空配線構造
の基本構成が完成する。
【0050】この本発明の第3の実施の形態において
も、Cuピラー47と下層Cu配線層13との絶縁はS
iN膜より熱伝導性に優れるAlN保護膜43によって
行っているので放熱性において優れることになり、ま
た、エッチングストッパ層となるSiN膜14或いはS
iN膜19にピンホール等があって絶縁性が劣っていて
も問題がないものである。
【0051】次に、図9を参照して、本発明の実施の形
態の変形例を説明する。 図9(a)参照 図9(a)は、上記の第1の実施の形態におけるCuピ
ラーの絶縁を下層Cu配線層13との間に設けたSiN
膜14のみによって行うものである。
【0052】この様なCuピラー48を形成するために
は、ビアホールを形成する際のエッチング工程で、ピラ
ー用開口部を同時に形成すれば良いものであり、ピラー
の形成工程とビアの形成工程とを兼ねているので、製造
工程数を低減することができる。但し、SiN膜14に
対する開口は、ビアホールの位置にのみ形成するように
する必要がある。
【0053】この変形例においては、上層Cu配線層2
5と一体になったCuピラー48を形成することによっ
て、Cuピラー48を介して上層Cu配線層25と下層
Cu配線層13との間に介在する絶縁膜は一層のみとな
るので、下層Cu配線層13から上層Cu配線層25へ
の熱伝導性をさらに高めることができる。
【0054】図9(b)参照 図9(b)は、上記の第1の実施の形態におけるCuピ
ラーの絶縁を上層Cu配線層25との間に設けたSiN
膜19のみによって行うものである。この様なCuピラ
ー49を形成するためには、ピラー用開口部を形成する
際に、上記の第2の実施の形態と同様に、SiN膜14
にも開口を形成する必要がある。
【0055】この変形例においても、Cuピラー49を
介して上層Cu配線層25と下層Cu配線層13との間
に介在する絶縁膜は一層のみとなるので、下層Cu配線
層13から上層Cu配線層25への熱伝導性を高めるこ
とができる。
【0056】以上、本発明の各実施の形態及び変形例を
説明してきたが、本発明は各実施の形態及び変形例に記
載された構成・条件に限られるものではなく、各種の変
更が可能である。例えば、上記の各実施の形態において
は、エッチングストッパ層としてSiN膜を用いている
が、SiN膜に限られるものではなく、SiCやSiO
2 膜等の層間絶縁膜に対して選択エッチング性のある材
料であれば良い。
【0057】また、この様なエッチングストッパ層は、
必ずしも絶縁体である必要はなく、上記の第1の実施の
形態においては、下層のエッチングストッパ層が絶縁体
であれば良く、上層のエッチングストッパ層は導電体で
あっても良い。
【0058】また、上記の各実施の形態においては、配
線層としてエレクトロマイグレーション耐性が大きく、
且つ、比抵抗の小さなCuを用いているが、Al等のA
l系配線層を用いた集積回路装置にも適用されるもので
ある。
【0059】また、上記の各実施の形態においては、ピ
ラーをCuによって形成しているが、必ずしもCuに限
られるものではなく、AlやAg等の他の熱伝導性及び
電気伝導性の両方が良好な導電体によって構成しても良
いものである。
【0060】また、上記の第3の実施の形態において
は、ピラーを絶縁分離するためにAlを窒化したAlN
保護膜を用いているが、窒化処理に限られるものではな
く、酸化処理によってAl2 3 を形成し、このAl2
3 を保護膜としても良いものである。但し、Al2
3 は硬いので、後のCMP工程に配慮が必要になる。
【0061】また、上記の各実施の形態においては、中
空構造を形成するために配線層の形成後に除去する膜と
してSiO2 膜を用いているが、最終的には除去するも
のであるので、必ずしも絶縁性の膜である必要はなく、
除去が容易な材料を用いれば良いものである。
【0062】また、上記の各実施の形態においては、半
導体装置の中空配線構造として用いているが、半導体装
置に限られるものではなく、超伝導装置等の他の固体電
子装置の中空配線構造として用いることができるもので
ある。
【0063】また、上記の各実施の形態においては、説
明を簡単にするために二層構造の中空配線構造として説
明しているが、二層以上の中空配線構造としても良いも
のであり、或いは、多層構造の一部を中空配線構造で構
成しても良いものである。
【0064】ここで、再び図1を参照して、本発明の付
記を説明する。 図1参照 (付記1) 配線層間が気体で充填された中空配線構造
を有する固体電子装置において、下層配線層1と上層配
線層2との間に設ける柱状支持体3を金属で構成すると
ともに、柱状支持体3と下層配線層1との間及び柱状支
持体3と上層配線層2との間の少なくとも一方に絶縁体
4,5を挿入して電気的に絶縁したことを特徴とする固
体電子装置。 (付記2) 上記絶縁体4,5の挿入箇所が、柱状支持
体3と下層配線層1との間、柱状支持体3と上層配線層
2との間、或いは、柱状支持体3と下層配線層1及び上
層配線層2との間のいずれかであることを特徴とする付
記1記載の固体電子装置。 (付記3) 上記柱状支持体3の側面が、絶縁体で覆わ
れていることを特徴とする付記1または2に記載の固体
電子装置。 (付記4) 上記柱状支持体3と下層配線層1との間及
び柱状支持体3と上層配線層2との間の少なくとも一方
に挿入される絶縁体4,5が、窒化シリコン、炭化シリ
コン、及び、窒化アルミニウムのいずれか、または、そ
れらの多層構造のいずれかからなることを特徴とする付
記1乃至3のいずれか1に記載の固体電子装置。 (付記5) 配線層間が気体で充填された中空配線構造
を有する固体電子装置において、下層配線層1と上層配
線層2との間に設ける柱状支持体3を、中間部分に挿入
された絶縁物により電気的に絶縁された上下2つの柱状
金属によって構成することを特徴とする固体電子装置。 (付記6) 上記上下2つの柱状金属に挿入された絶縁
物が、前記柱状金属を構成する金属材料の窒化物或いは
酸化物のいずれかであることを特徴とする付記5記載の
固体電子装置。 (付記7) 上記柱状支持体3を構成する金属の主構成
成分が、Al、Cu、或いは、Agのいずれかであるこ
とを特徴とする付記1乃至6のいずれか1に記載の固体
電子装置。 (付記8) 上記配線間に充填される気体が、N2 、H
e、或いは、Arのいずれかであることを特徴とする付
記1乃至7のいずれか1に記載の固体電子装置。
【0065】
【発明の効果】本発明によれば、中空配線構造を形成す
る際に、上層配線層を支えるピラーを熱伝導性に優れた
金属ピラーによって構成しているので、下層配線層から
上層配線層への熱伝導が良好になり、且つ、熱伝導経路
が配線ビアに集中することがないので、配線の断線を生
ずることなく、高い周波数の信号を印加することが可能
になり、それによって、高集積度固体電子装置のさらな
る高速化、高信頼性化に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理的構成の説明図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態の図2以降の途中ま
での製造工程の説明図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態の図3以降の途中ま
での製造工程の説明図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態の図4以降の製造工
程の説明図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態の製造工程の説明図
である。
【図7】本発明の第3の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。
【図8】本発明の第3の実施の形態の図7以降の製造工
程の説明図である。
【図9】本発明の実施の形態の変形例の説明図である。
【図10】従来の中空配線構造の要部断面図である。
【符号の説明】
1 下層配線層 2 上層配線層 3 柱状支持体 4 絶縁体 5 絶縁体 6 配線ビア 7 基板 8 下地絶縁膜 11 シリコン基板 12 下地SiO2 膜 13 下層Cu配線層 14 SiN膜 15 SiO2 膜 16 ピラー用開口 17 Cu膜 18 Cuピラー 19 SiN膜 20 SiO2 膜 21 ビアホール 22 上層配線層用溝 23 Cu膜 24 Cuビア 25 上層Cu配線層 31 ピラー用開口 32 AlN膜 33 AlN保護膜 34 Cuピラー 41 ピラー用開口 42 Al膜 43 Al層 44 AlN膜 45 Cu膜 46 AlN保護膜 47 Cuピラー 48 Cuピラー 49 Cuピラー 51 シリコン基板 52 下地絶縁膜 53 下層配線層 54 絶縁膜 55 ピラー 56 SiN膜 57 配線ビア 58 上層配線層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配線層間が気体で充填された中空配線構
    造を有する固体電子装置において、下層配線層と上層配
    線層との間に設ける柱状支持体を金属で構成するととも
    に、柱状支持体と下層配線層との間及び柱状支持体と上
    層配線層との間の少なくとも一方に絶縁体を挿入して電
    気的に絶縁したことを特徴とする固体電子装置。
  2. 【請求項2】 上記絶縁体の挿入箇所が、柱状支持体と
    下層配線層との間、柱状支持体と上層配線層との間、或
    いは、柱状支持体と下層配線層及び上層配線層との間の
    いずれかであることを特徴とする請求項1記載の固体電
    子装置。
  3. 【請求項3】 上記柱状支持体の側面が、絶縁体で覆わ
    れていることを特徴とする請求項1または2に記載の固
    体電子装置。
  4. 【請求項4】 配線層間が気体で充填された中空配線構
    造を有する固体電子装置において、下層配線層と上層配
    線層との間に設ける柱状支持体を、中間部分に挿入され
    た絶縁物により電気的に絶縁された上下の2つの柱状金
    属によって構成することを特徴とする固体電子装置。
  5. 【請求項5】 上記上下の2つの柱状金属に挿入された
    絶縁物が、前記柱状金属を構成する金属材料の窒化物或
    いは酸化物のいずれかであることを特徴とする請求項4
    記載の固体電子装置。
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