JP2003297918A5 - - Google Patents

Claims (23)

1. 半導体基板、
   前記半導体基板上に形成された第１の絶縁膜、
   前記第１の絶縁膜上に形成され、銅を主成分として含む配線、
   前記配線の上面および側面上と前記第１の絶縁膜上とに形成され、銅の拡散を抑制または防止する機能を有する第２の絶縁膜、および、
   前記第２の絶縁膜上に形成され、前記第２の絶縁膜の誘電率より低い誘電率を有する第３の絶縁膜、
   を具備することを特徴とする半導体装置。
2. 請求項１記載の半導体装置において、
   前記配線の少なくとも一部には隣接配線間にボイドが形成されていることを特徴とする半導体装置。
3. 請求項２記載の半導体装置において、
   前記ボイドは前記配線の最近接配線間に形成されていることを特徴とする半導体装置。
4. 請求項１記載の半導体装置において、
   前記配線の隣接配線間に、前記第２の絶縁膜と前記第３の絶縁膜とで囲まれたボイドが形成されていることを特徴とする半導体装置。
5. 請求項１記載の半導体装置において、
   前記配線の少なくとも一部には隣接配線間を埋める前記第２の絶縁膜で囲まれたボイドが形成されていることを特徴とする半導体装置。
6. 請求項２記載の半導体装置において、
   前記配線は、その上にスルーホールを形成すべき領域で、配線幅広部を有することを特徴とする半導体装置。
7. 半導体基板、
   前記半導体基板上に形成された第１の絶縁膜、
   前記第１の絶縁膜上に形成され、銅を主成分として含む第１の導体膜と、前記第１の導体膜の側面および底面上に形成され、銅の拡散を抑制または防止する機能を有する第２の導体膜と、前記第１の導体膜の上面上に形成され、銅の拡散を抑制または防止する機能を有する第３の導体膜とを有する配線、および、
   前記配線を覆うように、前記第１の絶縁膜上に形成された第２の絶縁膜、
   を具備することを特徴とする半導体装置。
8. 請求項７記載の半導体装置において、
   前記配線の少なくとも一部には隣接配線間にボイドが形成されていることを特徴とする半導体装置。
9. 半導体基板上に形成された複数の配線層を有する半導体装置であって、前記複数の配線層のうちの少なくとも１つの配線層は、
   第１の絶縁膜上に形成され、銅を主成分として含む第１の配線、
   前記第１の配線の上面および側面上と前記第１の絶縁膜上とに形成され、銅の拡散を抑制または防止する機能を有する第２の絶縁膜、および、
   前記第２の絶縁膜上に形成され、前記第２の絶縁膜の誘電率より低い誘電率を有する第３の絶縁膜、
   を有し、前記第１の配線の少なくとも一部には隣接配線間にボイドが形成されていることを特徴とする半導体装置。
10. 請求項９記載の半導体装置において、
    前記複数の配線層のうちの他の少なくとも１つの配線層は、
    開口部を有する第４の絶縁膜、
    前記開口部を埋め込むように形成され、銅を主成分として含む第２の配線、
    前記第４の絶縁膜および前記配線上に形成され、銅の拡散を抑制または防止する機能を有する第５の絶縁膜、および、
    前記第５の絶縁膜上に形成され、前記第５の絶縁膜の誘電率より低い誘電率を有する第６の絶縁膜、
    を有することを特徴とする半導体装置。
11. 半導体基板、
    前記半導体基板上に形成された第１の絶縁膜、
    前記第１の絶縁膜上に形成され、銅を主成分として含む配線、
    前記第１の絶縁膜上に、前記配線に隣接して設けられた導体部分、
    前記配線の上面および側面上と、前記導体部分の上面および側面上と、前記第１の絶縁膜上とに形成され、銅の拡散を抑制または防止する機能を有する２の絶縁膜、および、
    前記第２の絶縁膜上に形成され、前記第２の絶縁膜の誘電率より低い誘電率を有する第３の絶縁膜、
    を具備し、
    前記配線と前記導体部分との間にボイドが形成されていることを特徴とする半導体装置。
12. 請求項１１記載の半導体装置において、
    前記導体部分が、前記配線と同時に形成され、かつ半導体装置の配線としては機能しない導体パターンであることを特徴とする半導体装置。
13. 以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法；
    （ａ）半導体基板を準備する工程、
    （ｂ）前記半導体基板上に第１の絶縁膜を形成する工程、
    （ｃ）前記第１の絶縁膜上に銅を主成分として含む配線を形成する工程、
    （ｄ）銅の拡散を抑制または防止する機能を有する第２の絶縁膜を、その材料で前記配線の少なくとも一部の隣接配線間が満たされないように、前記配線の上面および側面上と前記第１の絶縁膜上とに形成する工程、および、
    （ｅ）前記第２の絶縁膜の誘電率より低い誘電率を有する第３の絶縁膜を、前記第２の絶縁膜上に形成する工程。
14. 請求項１３記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｅ）工程では、前記配線の隣接配線間に前記第２の絶縁膜と前記第３の絶縁膜とで囲まれたボイドが形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
15. 請求項１３記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｅ）工程では、前記配線の最近接配線間に前記第２の絶縁膜と前記第３の絶縁膜とで囲まれたボイドが形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
16. 請求項１３記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｄ）工程では、前記配線の隣接配線間を埋める前記第２の絶縁膜で囲まれたボイドが形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
17. 請求項１４記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｄ）工程では、前記配線の隣接配線間において、対向する配線側面の上方での前記第２の絶縁膜の堆積速度が下方での堆積速度より大きくなるように前記第２の絶縁膜が形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
18. 請求項１３記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｅ）工程では、前記第２の絶縁膜で覆われた前記配線の隣接配線間が前記第３の絶縁膜で満たされないことによって、前記隣接配線間に前記第２の絶縁膜と前記第３の絶縁膜とで囲まれたボイドが形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
19. 請求項１３記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｃ）工程は、
    前記第１の絶縁膜上に第４の絶縁膜を形成する工程、
    前記第４の絶縁膜に開口部を形成する工程、
    前記第４の絶縁膜の前記開口部内に、銅を主成分として含む配線を形成する工程、および、
    前記第４の絶縁膜を除去する工程、
    を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
20. 請求項１９記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第４の絶縁膜は、還元性プラズマ処理によりエッチングされ得る材料を含み、
    前記第４の絶縁膜を除去する工程では、還元性プラズマ処理により前記第４の絶縁膜が除去されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
21. 以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法；
    （ａ）半導体基板を準備する工程、
    （ｂ）前記半導体基板上に第１の絶縁膜を形成する工程、
    （ｃ）前記第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜を形成する工程、
    （ｄ）前記第２の絶縁膜に開口部を形成する工程、
    （ｅ）前記開口部の底部および側壁上を含む前記第２の絶縁膜上に、銅の拡散を抑制または防止する機能を有する第１の導体膜を形成する工程、
    （ｆ）前記開口部を埋めるように、前記第１の導体膜上に銅を主成分として含む第２の導体膜を形成する工程、
    （ｇ）前記開口部内の前記第１および第２の導体膜が残され、それ以外の前記第１および第２の導体膜が除去されるように、前記第１および第２の導体膜を研磨する工程、
    （ｈ）前記開口部内に残された前記第１および第２の導体膜上に、銅の拡散を抑制または防止する機能を有する第３の導体膜を選択的に形成する工程、
    （ｉ）前記第２の絶縁膜を除去する工程、および
    （ｊ）前記第１、第２および第３の導体膜からなる配線を覆うように、第３の絶縁膜を前記第１の絶縁膜上に形成する工程。
22. 請求項２１記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｊ）工程では、前記配線の少なくとも一部の隣接配線間を埋める前記第３の絶縁膜中にボイドが形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
23. 請求項２１記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｊ）工程では、
    前記第３の絶縁膜の材料で前記配線の隣接配線間が満たされないように、前記配線の上面および側面上と前記第１の絶縁膜上とに前記第３の絶縁膜が形成され、
    前記（ｊ）工程の後に、更に、
    前記配線の少なくとも一部には隣接配線間に前記第３の絶縁膜と第４の絶縁膜とで囲まれたボイドが形成されるように、前記第３の絶縁膜上に第４の絶縁膜を形成する工程、
    を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。