JP2006135069A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Hironao Kobayashi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of a semiconductor device constituted to include a plurality of wiring layers covering the highest wiring layer with a protection film that when a cavity is formed among wires to reduce wiring capacitance, junction interface is formed within the protection film at the upper part of the cavity, and the wiring is corroded with water invaded through the junction interface. <P>SOLUTION: A first moisture-proof protection film is formed of silicon nitride to generate a cavity among a plurality of wires after the highest wire is formed, and then a stress easing layer of silicon oxide is formed. In this case, a junction interface is also formed within the first moisture-proof protection film at the upper part of cavity but a second moisture-proof protection film is formed by suspending growth of the junction interface through exposure of the surface of above junction interface to the atmosphere or through formation of an insulating film with a different kind of method. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数の配線層を有する半導体装置およびその製造方法に係わり、特に微細化された最上の配線層において、配線間容量を減少させるために配線間に空洞を形成すると保護膜の耐湿性が劣化する問題を回避する保護膜構造を有する半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device having a plurality of wiring layers and a method of manufacturing the same, and in particular, in the finest uppermost wiring layer, when a cavity is formed between the wirings in order to reduce the capacitance between the wirings, the moisture resistance of the protective film The present invention relates to a semiconductor device having a protective film structure that avoids the problem of deterioration of the semiconductor device and a method for manufacturing the same.

周知のように半導体装置は使用動作環境の影響を強く受けることから、長期安定動作を確保するために外部環境からの影響を抑止することを目的として、最上の配線層が形成された後、保護膜を設けることが必須となっている。外部環境から悪影響を及ぼす因子としては水分やアルカリイオンがあり、前者は配線の腐食による断線、後者は半導体素子の特性変動をもたらすことが知られている。また、これらの影響から半導体装置を保護する材料として窒化シリコンが有効であることも周知の事実となっており、既に実用化されている。 As is well known, since semiconductor devices are strongly affected by the operating environment in use, protection is provided after the top wiring layer is formed in order to suppress the influence from the external environment in order to ensure long-term stable operation. It is essential to provide a film. Moisture and alkali ions are factors that adversely affect the external environment. The former is known to cause disconnection due to corrosion of wiring, and the latter to cause fluctuations in characteristics of semiconductor elements. Further, it is a well-known fact that silicon nitride is effective as a material for protecting a semiconductor device from these influences, and has already been put into practical use.

図1に示した(a)、(b)、(c)の各々の図は、最上の配線層を覆う保護膜に関する従来技術の例を示している。いずれも最上の配線部分を抜き出した断面図で示されている。実際の半導体装置では、これらの図の下に下層配線層があり、さらにその下には半導体基板表面に形成された半導体素子が位置しているが、ここでは省略されている。 Each of (a), (b), and (c) shown in FIG. 1 shows an example of the prior art relating to a protective film covering the uppermost wiring layer. Both are shown in cross-sectional views in which the uppermost wiring portion is extracted. In an actual semiconductor device, a lower wiring layer is located below these drawings, and a semiconductor element formed on the surface of the semiconductor substrate is located below the lower wiring layer, but is omitted here.

図1(a)を参照すると、層間絶縁膜11上に最上の配線層12が形成され、保護膜として窒化シリコン膜13が形成されており、配線間が窒化シリコンで埋まった状態が示されている。半導体装置の集積度が小さく、配線の幅や配線間隔に余裕がある場合には、この保護膜構造で充分であった。しかし、集積度が向上し、配線間隔が狭まってくると、窒化シリコンの比誘電率が8程度と大きいことに起因して配線間容量が増大し、信号処理速度の遅延に対する影響が無視できなくなってきた。 Referring to FIG. 1A, the uppermost wiring layer 12 is formed on the interlayer insulating film 11, the silicon nitride film 13 is formed as a protective film, and a state in which the space between the wirings is filled with silicon nitride is shown. Yes. This protective film structure was sufficient when the degree of integration of the semiconductor device was small and there was a margin in the wiring width and wiring spacing. However, as the degree of integration increases and the spacing between wires narrows, the capacitance between wires increases due to the relative dielectric constant of silicon nitride being as large as about 8, and the influence on the delay in signal processing speed cannot be ignored. I came.

図1(b)は、上記問題を回避するために提案された構造で、特開平5−326501に記載されている。層間絶縁膜21上に最上の配線層22を形成した後、配線間を比誘電率が4程度と比較的小さい酸化シリコン23で埋め込み、配線22と埋め込み酸化シリコン23の表層上部にのみ、保護膜として厚さ7000から10000オングストローム程度の窒化シリコン24が形成されている。本公知例では、配線間が窒化シリコンよりも比誘電率の小さい酸化シリコンで構成されているので、配線容量をより低減できる効果がある。しかし、さらに集積度が向上し配線間隔が狭まると、やはり配線容量が無視できなくなる問題が発生してきた。 FIG. 1B shows a structure proposed for avoiding the above problem, and is described in JP-A-5-326501. After the uppermost wiring layer 22 is formed on the interlayer insulating film 21, the wiring is filled with a relatively small silicon oxide 23 having a relative dielectric constant of about 4, and a protective film is formed only on the upper surface layer of the wiring 22 and the buried silicon oxide 23. As a result, silicon nitride 24 having a thickness of about 7000 to 10,000 angstroms is formed. In this known example, since the space between the wirings is made of silicon oxide having a relative dielectric constant smaller than that of silicon nitride, there is an effect that the wiring capacitance can be further reduced. However, when the degree of integration is further improved and the wiring interval is narrowed, there is a problem that the wiring capacity cannot be ignored.

図1(c)は、配線容量を低減するための、さらに改良された構造で、特開平2−151032に記載されている。層間絶縁膜31上に最上の配線層32を形成した後、配線間に空洞34が生じるように厚さ1200nmの酸化シリコン膜33を堆積し、その上に保護膜として厚さ800nmの窒化シリコン膜35が形成されている。空洞34は、400℃程度の比較的低温で堆積する酸化シリコンの段差被覆性が悪いことを積極的に利用することにより形成することができる。段差被覆性の悪さは、隣り合う配線で構成される溝の側壁部および底部における酸化シリコンの堆積速度よりも上面部での堆積速度が速いことを意味している。その結果、溝の内部が酸化シリコンで埋まるよりも早く上部が塞がれてしまい、空洞が発生する。空洞の比誘電率は、ほぼ1であり酸化シリコンの4に比べて小さく、配線容量を激減できる効果がある。 FIG. 1C shows a further improved structure for reducing the wiring capacitance, which is described in Japanese Patent Laid-Open No. 2-151032. After the uppermost wiring layer 32 is formed on the interlayer insulating film 31, a silicon oxide film 33 having a thickness of 1200 nm is deposited so that a cavity 34 is formed between the wirings, and a silicon nitride film having a thickness of 800 nm is formed thereon as a protective film. 35 is formed. The cavity 34 can be formed by actively utilizing the fact that the step coverage of silicon oxide deposited at a relatively low temperature of about 400 ° C. is poor. The poor step coverage means that the deposition rate on the upper surface is faster than the deposition rate of silicon oxide on the side wall and bottom of a groove formed by adjacent wirings. As a result, the upper part is closed earlier than the inside of the groove is filled with silicon oxide, and a cavity is generated. The cavity has a relative dielectric constant of about 1, which is smaller than that of silicon oxide 4 and has the effect of drastically reducing the wiring capacitance.

しかし、上記の空洞を有する構造では、酸化シリコンで空洞を形成し、その上に保護膜の窒化シリコンを積層しているので、配線上方に堆積される絶縁膜の膜厚が厚くなり、結果的に膜応力が大きくなる。配線の幅がさらに小さくなると、この膜応力の悪影響が顕在化してくる、あるいは半導体基板自身が反ってしまい、微細素子の特性が劣化する、などの新たな問題が発生する。 However, in the structure having the above-described cavity, the cavity is formed with silicon oxide, and the protective film silicon nitride is laminated thereon, so that the thickness of the insulating film deposited above the wiring is increased, and as a result The film stress increases. If the width of the wiring is further reduced, the adverse effect of this film stress becomes obvious, or the semiconductor substrate itself is warped, resulting in new problems such as deterioration of the characteristics of the fine elements.

上記新たな問題に対処するために、発明者は図2(a)に断面で示した構造を検討した。ここに示された構造は、最上の配線の幅が400nm、配線の高さが700nm、配線間隔が400nmの極めて微細な最上の配線を有している。層間絶縁膜41の上に前記最上の配線42が形成され、最上の配線42を覆うように、応力緩和層として厚さ100nmの酸化シリコン膜43が形成され、配線間に空洞45が生じるように保護膜となる厚さ550nmの窒化シリコン44が積層されている。この構造では、保護膜となる窒化シリコンの厚さを薄くしているので、応力緩和層として用いる酸化シリコンも薄くできる。したがって、絶縁膜全体の厚さを薄くできる。また、配線間には空洞を備えているので配線間の容量も低減できる利点がある。しかし、実際に耐湿性試験を行なった結果、以下に述べる問題が発生した。 In order to deal with the new problem, the inventor examined the structure shown in cross section in FIG. The structure shown here has a very fine top wiring with a top wiring width of 400 nm, a wiring height of 700 nm, and a wiring spacing of 400 nm. The uppermost wiring 42 is formed on the interlayer insulating film 41, a silicon oxide film 43 having a thickness of 100 nm is formed as a stress relaxation layer so as to cover the uppermost wiring 42, and a cavity 45 is generated between the wirings. A silicon nitride 44 having a thickness of 550 nm serving as a protective film is stacked. In this structure, since the thickness of the silicon nitride serving as the protective film is reduced, the silicon oxide used as the stress relaxation layer can also be reduced. Therefore, the thickness of the entire insulating film can be reduced. Further, since the cavity is provided between the wirings, there is an advantage that the capacitance between the wirings can be reduced. However, as a result of actually performing a moisture resistance test, the following problems occurred.

上記保護膜を有する最上の配線について、保護膜上にPIQ(ポリイミド樹脂)を形成し、パッケージに組んだ後、2気圧、120℃、湿度100%となる環境に96時間放置する耐湿性試験を施したところ、著しい配線の腐食が観察された。一方、図2(b)に示したように、空洞をPIQ47で充填し、空洞を消滅させた状態のサンプルを同時に、上記耐湿性試験にかけた結果では、配線の腐食は全く観察されなかった。 For the uppermost wiring having the above protective film, a PIQ (polyimide resin) is formed on the protective film, assembled into a package, and then left in an environment of 2 atm, 120 ° C. and 100% humidity for 96 hours. When applied, significant wiring corrosion was observed. On the other hand, as shown in FIG. 2 (b), as a result of simultaneously filling the cavity with PIQ 47 and subjecting the sample with the cavity disappeared to the moisture resistance test, no corrosion of the wiring was observed.

上記原因を明らかにするために、図2(a)のサンプルを電子顕微鏡により詳細に観察した。その結果、配線間隔の中央部上方位置で、隣接する配線から堆積成長してきた保護膜が合わさった部分には、接合界面46が存在することがわかった。図に示したように断面を露出させた状態で、フツ酸に浸漬した後、乾燥させて電子顕微鏡で観察すると、接合界面46の位置にスジ状の凹みが観察され、他の部分とは明らかに膜質が異なる、微視的な隙間が存在していた。また、図2(a)では、空洞45が配線端部で外界に開放される構造となるが、パッケージに組む前に樹脂を形成しており、この樹脂が開放端部を塞いでいることから、端部での構造は、図2(b)に示した構造と同じであり、試験条件範囲内での開放端からの直接的水分の浸入はなかったと判断できる。したがって、上記配線の腐食は、接合界面を通して浸入した水分が空洞に蓄積されることにより発生したと考えられる。 In order to clarify the cause, the sample of FIG. 2A was observed in detail with an electron microscope. As a result, it was found that the bonding interface 46 exists at a position above the central portion of the wiring interval where the protective film deposited and grown from the adjacent wiring is combined. As shown in the figure, after dipping in hydrofluoric acid with the cross-section exposed, when dried and observed with an electron microscope, a streak-like dent is observed at the position of the bonding interface 46, which is clearly different from other parts. There were microscopic gaps with different film quality. In FIG. 2A, the cavity 45 is open to the outside at the end of the wiring. However, since the resin is formed before assembling the package, the resin closes the open end. The structure at the end is the same as the structure shown in FIG. 2B, and it can be determined that there was no direct moisture intrusion from the open end within the test condition range. Therefore, it is considered that the corrosion of the wiring is caused by the moisture that has entered through the bonding interface accumulated in the cavity.

空洞を埋めておけば配線の腐食は著しく低減できるが、配線容量の低減という本来の目的を達成できなくなる。保護膜の応力の影響を回避し、且つ配線間に空洞を形成して配線容量を低減する例が特開平5−90255に記載されているが、上記の接合界面の存在による配線の腐食防止には言及されていない。 If the cavity is filled, the corrosion of the wiring can be remarkably reduced, but the original purpose of reducing the wiring capacity cannot be achieved. An example in which the influence of the stress of the protective film is avoided and a cavity is formed between the wirings to reduce the wiring capacity is described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-90255. Is not mentioned.

特開平5−326501号公報JP-A-5-326501 特開平2−151032号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-151032 特開平5−90255号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-90255

上述したように、従来の微細化された半導体装置の保護膜では、配線容量を低減するために配線間に空洞を形成すると、その上方の保護膜には接合界面が形成され、その接合界面から水分が浸入し、浸入した水分が蓄積されることにより配線が腐食するという問題があった。 As described above, in the protective film of the conventional miniaturized semiconductor device, when a cavity is formed between the wirings in order to reduce the wiring capacity, a bonding interface is formed in the protective film above the wiring, and from the bonding interface There has been a problem that the wiring corrodes due to the ingress of moisture and accumulation of the infiltrated moisture.

かかる上記従来技術の問題に鑑み、本発明の目的は、配線の幅よりも配線の高さが高く、配線間隔が配線の幅と同等で、機械的強度が低下している微細化された最上の配線層において、前記配線への膜応力の影響を低減するために保護膜の厚さを薄くして、且つ配線容量の増大を回避するように配線間に空洞を形成しても、配線の腐食が生じない構造の半導体装置およびその製造方法を提供することにある。 In view of the above-described problems of the prior art, the object of the present invention is to make a finer top that has a higher wiring height than a wiring width, a wiring interval equal to the wiring width, and reduced mechanical strength. In this wiring layer, even if the thickness of the protective film is reduced in order to reduce the influence of the film stress on the wiring and a cavity is formed between the wirings so as to avoid an increase in wiring capacity, An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a structure in which corrosion does not occur and a method for manufacturing the same.

上記課題を解決するため、本発明の第一態様に係わる半導体装置は、複数の配線層を有し、絶縁膜上に形成される最上の配線層を覆って形成される保護膜を備えた半導体装置であって、前記最上の配線層は、配線の幅が配線の高さより小さい配線と、配線の幅と同等の配線間隔とを有する複数の配線が同一繰り返しピッチで配置される領域を少なくとも含み、前記最上の配線層を覆う保護膜は、配線の上面、側面および前記絶縁膜表面を覆うように形成される応力緩和膜と、前記応力緩和膜上に形成される第一の耐湿性保護膜と、前記第一の耐湿性保護膜上に形成される第二の耐湿性保護膜で構成され、前記第一の耐湿性保護膜は、前記配線間隔の中央に形成される空洞と、前記空洞の上方に位置する保護膜中に、空洞から連続する接合界面とを有し、前記第二の耐湿性保護膜は、膜中に接合界面を有しないことを特徴としている。 In order to solve the above problems, a semiconductor device according to the first aspect of the present invention includes a semiconductor having a plurality of wiring layers and a protective film formed to cover the uppermost wiring layer formed on the insulating film. The uppermost wiring layer includes at least a region in which a plurality of wirings having a wiring width smaller than the wiring height and a plurality of wirings having a wiring interval equivalent to the wiring width are arranged at the same repetition pitch. The protective film covering the uppermost wiring layer includes a stress relaxation film formed so as to cover an upper surface, a side surface of the wiring, and a surface of the insulating film, and a first moisture-resistant protective film formed on the stress relaxation film And a second moisture-resistant protective film formed on the first moisture-resistant protective film, the first moisture-resistant protective film comprising a cavity formed in the center of the wiring interval, and the cavity Continuation interface from the cavity in the protective film located above Have the second moisture-resistant protective film is characterized to have no joint interface in the film.

また、前記第一の態様における半導体装置は、配線の上面における前記第一の耐湿性保護膜の膜厚が、前記配線間隔の1/2に、配線間に空洞を形成するために必要な第一の耐湿性保護膜が接触する位置の仰角で決まる余弦で除した値から、前記応力緩和膜の膜厚を差し引いた値が最小限度となるように構成されていることを特徴としている。 In the semiconductor device according to the first aspect, the film thickness of the first moisture-resistant protective film on the upper surface of the wiring is required to form a cavity between the wirings so that the thickness is 1/2 of the wiring interval. A characteristic is that the value obtained by subtracting the thickness of the stress relaxation film from the value divided by the cosine determined by the elevation angle of the position where the one moisture-resistant protective film is in contact is minimized.

さらに、前記第一の態様における半導体装置は、前記配線の幅が450nm以下、前記配線の高さが600〜800nm、前記配線間隔が450nm以下、前記応力緩和膜の膜厚が80〜120nm、前記第一の耐湿性保護膜の配線上面における膜厚が50〜350nm、前記第二の耐湿性保護膜の配線上面における膜厚が、前記第一の耐湿性保護膜の膜厚と合せて、配線上面での耐湿性確保に必要な膜厚400nm以上に設定される、微細化された最上の配線とその保護膜であることを特徴としている。 Furthermore, in the semiconductor device according to the first aspect, the width of the wiring is 450 nm or less, the height of the wiring is 600 to 800 nm, the wiring interval is 450 nm or less, and the thickness of the stress relaxation film is 80 to 120 nm. The film thickness on the upper surface of the wiring of the first moisture-resistant protective film is 50 to 350 nm, and the film thickness on the upper surface of the wiring of the second moisture-resistant protective film is combined with the film thickness of the first moisture-resistant protective film. It is characterized by the finest uppermost wiring and its protective film set to a film thickness of 400 nm or more necessary for ensuring moisture resistance on the upper surface.

本発明の第二態様に係わる半導体装置の製造方法は、複数の配線層を有し、絶縁膜上に形成される最上の配線層を覆うように保護膜を形成する半導体装置の製造方法であって、半導体基板上に複数の半導体素子を形成する工程、少なくとも一つの配線層を含む複数の下層配線層を形成する工程、前記下層配線層上に絶縁膜を形成し、その表面を平坦化する工程、前記下層配線層と最上の配線層とを接続する導体プラグを形成する工程、最上の配線層を形成する工程、酸化シリコンからなる応力緩和層を温度400℃程度のCVD法で形成する工程、配線間隔の中央に空洞を形成するように第一の耐湿性保護膜を温度400℃程度のCVD法で堆積する工程、前記空洞上方の前記第一の耐湿性保護膜中に形成されている接合界面がその上に堆積する第二の耐湿性保護膜中に成長しないように第一の耐湿性保護膜表面を処理する工程、第二の耐湿性保護膜を温度400℃程度のCVD法で堆積する工程、を少なくとも含むことを特徴としている。 The method for manufacturing a semiconductor device according to the second aspect of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device having a plurality of wiring layers and forming a protective film so as to cover the uppermost wiring layer formed on the insulating film. Forming a plurality of semiconductor elements on a semiconductor substrate, forming a plurality of lower wiring layers including at least one wiring layer, forming an insulating film on the lower wiring layer, and planarizing the surface thereof A step, a step of forming a conductor plug connecting the lower wiring layer and the uppermost wiring layer, a step of forming the uppermost wiring layer, a step of forming a stress relaxation layer made of silicon oxide by a CVD method at a temperature of about 400 ° C. A step of depositing a first moisture-resistant protective film by a CVD method at a temperature of about 400 ° C. so as to form a cavity at the center of the wiring interval, and being formed in the first moisture-resistant protective film above the cavity Bonding interface deposited on it At least a step of treating the surface of the first moisture-resistant protective film so as not to grow in the second moisture-resistant protective film, and a step of depositing the second moisture-resistant protective film by a CVD method at a temperature of about 400 ° C. It is characterized by that.

また、前記第二の態様における半導体装置の製造方法において、空洞上方の第一の耐湿性保護膜中に形成されている接合界面がその上に堆積する第二の耐湿性保護膜中に成長しないように第一の耐湿性保護膜表面を処理する工程は、大気に暴露するか、もしくは異種の絶縁膜を形成する工程から成ることを特徴としている。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the second aspect, the bonding interface formed in the first moisture-resistant protective film above the cavity does not grow in the second moisture-resistant protective film deposited thereon. Thus, the step of treating the surface of the first moisture-resistant protective film is characterized by comprising a step of exposing to the atmosphere or forming a different kind of insulating film.

本発明においては、第一の耐湿性保護膜自身で配線間に空洞を形成しているので、配線容量を低減でき、第一の耐湿性保護膜中に存在する接合界面を、接合界面のない第二の耐湿性保護膜で積層被覆しているので水分の浸入による配線の腐食を防止できる。また、実質的に耐湿性保護膜のみで保護膜を形成しているので、保護膜の膜厚を薄くでき、微細化された配線への膜応力の影響を軽減し、半導体装置の信頼性を向上できる効果がある。 In the present invention, since the first moisture-resistant protective film itself forms cavities between the wirings, the wiring capacity can be reduced, and the bonding interface existing in the first moisture-resistant protective film has no bonding interface. Since the second moisture-resistant protective film is laminated and coated, it is possible to prevent the wiring from being corroded by the ingress of moisture. In addition, since the protective film is formed substantially only with the moisture-resistant protective film, the thickness of the protective film can be reduced, the influence of the film stress on the miniaturized wiring is reduced, and the reliability of the semiconductor device is improved. There is an effect that can be improved.

以下、本発明の実施形態について、図3(a)の断面図を用いて説明する。基板表面に半導体素子が形成され、それらの半導体素子を絶縁膜で被覆した半導体基板があって、説明がなされるべきであるが、図3(a)では半導体基板を省略して記載している。前記省略されている半導体基板上に、最上の配線層の下に位置する下層配線層51が形成され、前記下層配線層51上に層間絶縁膜52が形成され、前記層間絶縁膜52の所定の位置に配線層間を接続する導体プラグ53が形成され、前記層間絶縁膜52上に最上の配線層54を形成している。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the cross-sectional view of FIG. There is a semiconductor substrate in which semiconductor elements are formed on the surface of the substrate and these semiconductor elements are covered with an insulating film, which should be explained, but in FIG. 3A, the semiconductor substrate is omitted. . A lower wiring layer 51 located below the uppermost wiring layer is formed on the omitted semiconductor substrate, an interlayer insulating film 52 is formed on the lower wiring layer 51, and a predetermined layer of the interlayer insulating film 52 is formed. Conductive plugs 53 connecting the wiring layers are formed at the positions, and the uppermost wiring layer 54 is formed on the interlayer insulating film 52.

前記配線層54は、最小の配線の幅が400nm、配線の高さが700nm、配線間隔が400nmとして構成されている。前期最上の配線層54を含む全面に厚さ100nmの酸化シリコンからなる応力緩和膜55が堆積され、さらに窒化シリコンからなる第一の耐湿性保護膜56を積層している。この結果、配線間には空洞57が形成される。空洞57を形成するには、前記第一の耐湿性保護膜56の配線上面における厚さを、配線間隔400nmの1/2である200nmに、配線間に空洞を形成するために必要な第一の耐湿性保護膜が接触する位置の仰角45度で決まる余弦で除した値280nmから、応力緩和膜の膜厚100nmを差し引いた値180nmが最小限度となるように設定する。 The wiring layer 54 is configured such that the minimum wiring width is 400 nm, the wiring height is 700 nm, and the wiring interval is 400 nm. A stress relaxation film 55 made of silicon oxide having a thickness of 100 nm is deposited on the entire surface including the uppermost wiring layer 54 in the previous period, and a first moisture-resistant protective film 56 made of silicon nitride is further laminated. As a result, a cavity 57 is formed between the wirings. In order to form the cavity 57, the thickness of the first moisture-resistant protective film 56 on the upper surface of the wiring is set to 200 nm which is ½ of the wiring interval of 400 nm. The value 180 nm obtained by subtracting the film thickness 100 nm of the stress relaxation film from the value 280 nm divided by the cosine determined by the elevation angle 45 degrees at the position where the moisture-resistant protective film contacts is set to a minimum.

上記仰角について、より詳しく説明するために、図3(a)中にAで示した枠内の拡大を図3(b)に示している。上記仰角は、図中のΘで示されている。配線上面角部頂点から隣接対向する配線上に堆積した第一の耐湿性保護膜の稜線に接するように延長した線分Bと配線上面の延長線Cで構成される角度である。走査電子顕微鏡を用いて、実際に作成した試料の観察結果では、Θは約45度であった。したがって、余弦は約0.7となる。求められる第一の耐湿性保護膜の膜厚L1は、上記280nmから応力緩和膜の膜厚L2(100nm)を引いて180nmとなる。 In order to explain the elevation angle in more detail, FIG. 3B shows an enlargement within the frame indicated by A in FIG. The elevation angle is indicated by Θ in the figure. This is an angle formed by a line segment B extended so as to be in contact with the ridge line of the first moisture-resistant protective film deposited on the adjacent opposing wiring from the vertex of the wiring upper surface corner and the extended line C of the wiring upper surface. In the observation result of the actually prepared sample using the scanning electron microscope, Θ was about 45 degrees. Therefore, the cosine is about 0.7. The required film thickness L1 of the first moisture-resistant protective film is 180 nm by subtracting the film thickness L2 (100 nm) of the stress relaxation film from the above-mentioned 280 nm.

本実施例では、配線間隔の加工変動、応力緩和膜や第一の耐湿性保護膜自身の膜厚変動を考慮し、第一の耐湿性保護膜56の膜厚を300nmとしている。前記第一の耐湿性保護膜56上に、厚さ250nmの第二の耐湿性保護膜59を堆積し、第一の耐湿性保護膜と第二の耐湿性保護膜の合せた膜厚が550nmとなるようにして配線上面での耐湿性を確保している。 In this embodiment, the film thickness of the first moisture-resistant protective film 56 is set to 300 nm in consideration of the processing variation of the wiring interval and the film thickness variation of the stress relaxation film and the first moisture-resistant protective film itself. A second moisture-resistant protective film 59 having a thickness of 250 nm is deposited on the first moisture-resistant protective film 56, and the total thickness of the first moisture-resistant protective film and the second moisture-resistant protective film is 550 nm. Thus, moisture resistance on the upper surface of the wiring is ensured.

本実施例によれば、集積度の向上により配線も高密度化され、配線の幅が配線の高さより小さくなって、応力に対する機械的強度が低下した配線であっても、応力緩和層となる酸化シリコンを薄く形成し、実質的保護膜を耐湿性保護膜で形成することにより、配線上面での絶縁膜全体の厚さを薄くすることができるので、配線間容量の増大を回避すると同時に膜応力による配線への悪影響を回避できる効果がある。また、第一の耐湿性保護膜56形成時に、空洞57、および水分浸入阻止能が平坦部に比べて劣る接合界面58が形成されるが、第一の耐湿性保護膜56の厚さを空洞が形成される最小限度程度に設定し、その上に接合界面を有しない第二の耐湿性保護膜59を形成しているので水分の浸入を防止できる効果がある。 According to the present embodiment, the wiring density is increased due to the improvement in the degree of integration, and the wiring width becomes smaller than the height of the wiring, so that even if the wiring has a reduced mechanical strength against stress, it becomes a stress relaxation layer. By forming the silicon oxide thinly and forming the substantial protective film with a moisture-resistant protective film, the thickness of the entire insulating film on the upper surface of the wiring can be reduced, so that an increase in capacitance between wirings can be avoided at the same time. This has the effect of avoiding adverse effects on the wiring due to stress. Further, when the first moisture-resistant protective film 56 is formed, the cavity 57 and the bonding interface 58 whose water intrusion prevention ability is inferior to that of the flat portion are formed. Since the second moisture-resistant protective film 59 that does not have a bonding interface is formed thereon, the moisture can be prevented from entering.

以下、本発明の半導体装置の製造方法に関する実施形態について、図4(a)から(d)の一連の断面図を用いて説明する。図4(a)を参照すると、下層配線層上に導体プラグを介して最上の配線層が形成された状態が示されている。前述の半導体基板上に形成する下層配線層61は、スパッタ法により形成される、Cu(銅)含有Al(アルミニウム)で構成している。Al層の上下には薄い窒化チタンが、同じくスパッタ法により形成されている。前記下層配線61上にはプラズマCVD法により形成される酸化シリコンからなる層間絶縁膜62を形成している。層間絶縁膜62の所定の領域にリソグラフイとドライエッチングによりコンタクトホールを形成し、スパッタ法による窒化チタンおよびCVD法によるW(タングステン)を形成した後、層間絶縁膜62上のWおよび窒化チタンを除去して、コンタクトホール内にのみWおよび窒化チタンを充填し、導体プラグ63を形成している。次に、導体プラグ63との導通を確保するように最上の配線層64を形成している。最上の配線層64もスパッタ法による、Cu含有Alからなり、その上下に薄い窒化チタンを形成している。最上の配線層64の全体の厚さは、700nmとしている。 Hereinafter, an embodiment relating to a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described with reference to a series of cross-sectional views of FIGS. Referring to FIG. 4A, a state in which the uppermost wiring layer is formed on the lower wiring layer via the conductor plug is shown. The lower wiring layer 61 formed on the semiconductor substrate is made of Cu (copper) -containing Al (aluminum) formed by sputtering. Thin titanium nitride is also formed above and below the Al layer by the sputtering method. An interlayer insulating film 62 made of silicon oxide formed by plasma CVD is formed on the lower layer wiring 61. Contact holes are formed in a predetermined region of the interlayer insulating film 62 by lithography and dry etching, titanium nitride by sputtering and W (tungsten) by CVD are formed, and then W and titanium nitride on the interlayer insulating film 62 are The conductor plug 63 is formed by removing and filling only the contact hole with W and titanium nitride. Next, the uppermost wiring layer 64 is formed so as to ensure conduction with the conductor plug 63. The uppermost wiring layer 64 is also made of Cu-containing Al by sputtering, and thin titanium nitride is formed above and below it. The total thickness of the uppermost wiring layer 64 is 700 nm.

図4(b)を参照すると、パターニングが施された最上の配線層64上に応力緩和膜65が形成された状態が示されている。図には示していないが、最上の配線層64を形成した後、リソグラフイ技術により、所望の領域にホトレジストパターンを形成し、前記ホトレジストパターンをマスクとして、最上の配線層64をドライエッチングにより加工している。ドライエッチング加工は、周知の高周波励起プラズマを用い、種々の条件を選択可能であるが、例えば圧力10から100mTorr程度の塩素を主成分とするガス雰囲気のプラズマエッチングで行なうことができる。
前記最上の配線層は、配線の幅が400nm、配線の間隔が400nmとなるように形成している。配線の厚さは700nmとしているので、前述の背景技術で述べた従来の配線構造に比べ、縦方向に長い構造となり、機械的応力への耐性が弱くなっている。半導体素子の集積度向上に伴い、この傾向はさらに顕著となる。
FIG. 4B shows a state in which the stress relaxation film 65 is formed on the uppermost wiring layer 64 that has been subjected to patterning. Although not shown in the drawing, after the uppermost wiring layer 64 is formed, a photoresist pattern is formed in a desired region by a lithography technique, and the uppermost wiring layer 64 is processed by dry etching using the photoresist pattern as a mask. is doing. The dry etching process can be performed by using a well-known high-frequency excitation plasma and various conditions can be selected. For example, the dry etching process can be performed by plasma etching in a gas atmosphere mainly containing chlorine at a pressure of about 10 to 100 mTorr.
The uppermost wiring layer is formed so that the wiring width is 400 nm and the wiring interval is 400 nm. Since the thickness of the wiring is 700 nm, the structure is longer in the vertical direction than the conventional wiring structure described in the background art described above, and the resistance to mechanical stress is weakened. This tendency becomes more conspicuous as the degree of integration of semiconductor elements increases.

応力緩和膜65は、その上に形成される耐湿性保護膜の膜応力が、直接配線に影響を及ぼすことを防止するために比較的膜応力が小さい酸化シリコンで形成している。応力緩和膜65の形成には、種々の条件を選択可能であるが、例えば、周知の高周波プラズマを用い、温度400℃、圧力3Torr、高周波パワー500W、TEOS(テトラエトキシシラン(Si(OC2H5)5))と酸素を反応ガスとするプラズマCVD法を用いることができる。応力緩和膜65の厚さは100nmとしている。 The stress relaxation film 65 is formed of silicon oxide having a relatively small film stress in order to prevent the film stress of the moisture-resistant protective film formed thereon from directly affecting the wiring. Various conditions can be selected for forming the stress relaxation film 65. For example, a well-known high-frequency plasma is used, temperature 400 ° C., pressure 3 Torr, high-frequency power 500 W, TEOS (tetraethoxysilane (Si (OC2H5) 5). And a plasma CVD method using oxygen as a reactive gas. The thickness of the stress relaxation film 65 is 100 nm.

図4(c)を参照すると、第一の耐湿性保護膜66が形成された状態が示されている。第一の耐湿性保護膜66は、保護膜としての有効性が知られている窒化シリコンで構成している。第一の耐湿性保護膜66の形成には、周知の高周波プラズマを用い、種々の条件を選択可能であるが、例えば、温度400℃、圧力4.5Torr、高周波パワー300W、モノシラン(SiH4)とアンモニア(NH3)を反応ガスとするプラズマCVD法を用いることができる。第一の耐湿性保護膜66の厚さは300nmとしている。 Referring to FIG. 4C, a state where the first moisture-resistant protective film 66 is formed is shown. The first moisture-resistant protective film 66 is made of silicon nitride known to be effective as a protective film. For the formation of the first moisture-resistant protective film 66, various conditions can be selected using a well-known high-frequency plasma. For example, a temperature of 400 ° C., a pressure of 4.5 Torr, a high-frequency power of 300 W, monosilane (SiH 4) A plasma CVD method using ammonia (NH3) as a reaction gas can be used. The thickness of the first moisture-resistant protective film 66 is 300 nm.

第一の耐湿性保護膜66を形成した段階では、配線間に空洞67が形成されている。前述の応力緩和膜自身の段差被覆性が50%であるために、配線上面に100nm堆積した場合、配線側面の厚さは50nmとなり、応力緩和膜65を堆積した段階では、配線間内における、応力緩和膜で構成される間隔は、配線間隔400nmから応力緩和膜50nmの2倍を差し引いて300nmとなる。
また、第一の耐湿性保護膜を配線上面に最終的に300nm堆積する場合、180nm堆積した段階で配線間上部が閉じてしまうため、それ以上堆積しても配線側面へは堆積されない。第一の耐湿性保護膜の段差被覆性は40%であるので、配線側面の厚さは72nmとなり、配線間内に占める第一の耐湿性保護膜の合計の厚さは72nmの2倍の144nmとなる。したがって、第一の耐湿性保護膜66を形成した段階では、300nmから144nmを差し引いた156nmの幅の空洞が形成される。
At the stage where the first moisture-resistant protective film 66 is formed, a cavity 67 is formed between the wirings. Since the above-described step coverage of the stress relaxation film itself is 50%, when 100 nm is deposited on the upper surface of the wiring, the thickness of the side surface of the wiring is 50 nm, and when the stress relaxation film 65 is deposited, The interval formed by the stress relaxation film is 300 nm by subtracting twice the stress relaxation film 50 nm from the wiring interval 400 nm.
Further, when the first moisture-resistant protective film is finally deposited on the upper surface of the wiring by 300 nm, the upper part between the wirings is closed at the stage of 180 nm deposition. Since the step coverage of the first moisture-resistant protective film is 40%, the thickness of the wiring side surface is 72 nm, and the total thickness of the first moisture-resistant protective film occupying between the wirings is twice as large as 72 nm. It becomes 144 nm. Therefore, at the stage where the first moisture-resistant protective film 66 is formed, a cavity having a width of 156 nm obtained by subtracting 144 nm from 300 nm is formed.

一方、配線間上方においては、隣接する配線の上面端部から堆積成長した第一の耐湿性保護膜が合わさるために接合界面68が形成される。この接合界面は、前に述べたように溶液によるエッチング速度が他の部分に比べて速く、膜を構成するシリコンと窒素のネットワークが遮断された状態になっていると推察され、外界環境からの水分等の浸入阻止能を低下させていると考えられる。また、接合界面は膜の堆積時、最初に形成された接合界面の履歴を反映して成長するために、厚く形成しても解消されない。 On the other hand, in the upper part between the wirings, a bonding interface 68 is formed because the first moisture-resistant protective film deposited and grown from the upper surface end of the adjacent wirings is combined. As described above, this bonding interface is presumed that the etching rate by the solution is faster than the other parts, and the silicon and nitrogen network constituting the film is in a state of being cut off. It is thought that the ability to prevent intrusion of moisture and the like is reduced. Also, since the bonding interface grows reflecting the history of the bonding interface formed first when the film is deposited, it is not eliminated even if it is formed thick.

図4(d)を参照すると、厚さ250nmの窒化シリコンからなる第二の耐湿性保護膜69が形成された状態が示されている。第二の耐湿性保護膜69は、第一の耐湿性保護膜66と同じ条件で堆積することができるが、前述のように、連続して1層で形成すると接合界面の履歴が残存し、保護膜として充分な耐性を維持できなくなる。 FIG. 4D shows a state in which the second moisture-resistant protective film 69 made of silicon nitride having a thickness of 250 nm is formed. The second moisture-resistant protective film 69 can be deposited under the same conditions as the first moisture-resistant protective film 66. However, as described above, when the first moisture-resistant protective film 69 is continuously formed as one layer, the history of the bonding interface remains. Sufficient resistance as a protective film cannot be maintained.

そこで、第一の耐湿性保護膜中に形成されている接合界面の履歴を遮断するように処理した後、、第二の耐湿性保護膜を堆積するようにしている。図5(b)に、その状態を模式的に示している。実際には、接合界面も厚みのない状態であるが、図5(b)には誇張した極端な状態として、界面の厚みがあるように示している。図5(a)は、前に説明した図2(a)の状態を誇張して示している。第一の耐湿性保護膜71を単層で連続的に厚く堆積しても接合界面72は消滅しないことを示している。 In view of this, the second moisture-resistant protective film is deposited after processing to cut off the history of the bonding interface formed in the first moisture-resistant protective film. FIG. 5B schematically shows the state. Actually, the joining interface is also in a state where there is no thickness, but FIG. 5B shows an exaggerated extreme state where there is the thickness of the interface. FIG. 5 (a) exaggerates the state of FIG. 2 (a) described above. This shows that the bonding interface 72 does not disappear even if the first moisture-resistant protective film 71 is continuously deposited as a single layer thickly.

一方、図5(b)は、配線間に空洞が形成される程度の膜厚で第一の耐湿性保護膜の形成を停止し、第一の耐湿性保護膜の形成装置から半導体基板を一旦取り出して大気に暴露し、再び同じ装置に戻すか、あるいは別な装置で第二の耐湿性保護膜74を形成した場合の状態を示している。第二の耐湿性保護膜中には接合界面が形成されていない。大気に暴露することにより、大気中の酸素が、表面に吸着し、窒化シリコンとは異種の酸化シリコン状の物質からなる界面73が形成される。界面73の厚さは0.5nm程度であるが、第一の耐湿性保護膜中の接合界面が第二の耐湿性保護膜中に成長するのを防止している。 On the other hand, FIG. 5B shows that the formation of the first moisture-resistant protective film is stopped at a film thickness that allows a cavity to be formed between the wirings, and the semiconductor substrate is temporarily removed from the first moisture-resistant protective film forming apparatus. The state is shown in the case where it is taken out and exposed to the atmosphere and returned to the same device again, or the second moisture-resistant protective film 74 is formed by another device. No bonding interface is formed in the second moisture-resistant protective film. When exposed to the atmosphere, oxygen in the atmosphere is adsorbed on the surface, and an interface 73 made of a silicon oxide-like substance different from silicon nitride is formed. Although the thickness of the interface 73 is about 0.5 nm, it prevents the bonding interface in the first moisture-resistant protective film from growing in the second moisture-resistant protective film.

また、大気暴露ではなく、厚さ1nm程度の酸化シリコンを積極的に形成して界面73を形成することも可能である。この場合には、半導体基板を装置から取り出すことなく、成膜条件を変更して段階的に形成することが可能である。積極的に薄膜を形成する場合には、酸化タンタルなどの金属酸化物を用いても良く、通常の熱CVD法の他、ALD(Atomic Layer Deposition)法で制御性よく形成することが可能である。 In addition, it is possible to form the interface 73 by actively forming silicon oxide having a thickness of about 1 nm instead of exposing to the atmosphere. In this case, the film formation conditions can be changed and formed stepwise without removing the semiconductor substrate from the apparatus. When actively forming a thin film, a metal oxide such as tantalum oxide may be used, and it can be formed with good controllability by the ALD (Atomic Layer Deposition) method in addition to the usual thermal CVD method. .

上記のように第二の耐湿性保護膜まで形成した後、その上にPIQを形成し、パッケージに組んだ後、2気圧、120℃、湿度100%の条件で耐湿性試験を実施した。前述のように、図2(a)に示した、第一の耐湿性保護膜単層で、接合界面が表面に露出している場合には、96時間でも著しい配線腐食が観察されたが、本実施例の第二の耐湿性保護膜を積層して接合界面が表面に露出しないようにした構造では400時間の試験でも配線腐食は観察されなかった。 After forming the second moisture-resistant protective film as described above, a PIQ was formed thereon, assembled into a package, and then subjected to a moisture resistance test under conditions of 2 atm, 120 ° C., and humidity of 100%. As described above, in the first moisture-resistant protective film single layer shown in FIG. 2A, when the bonding interface is exposed on the surface, significant wiring corrosion was observed even for 96 hours. In the structure in which the second moisture-resistant protective film of this example was laminated so that the bonding interface was not exposed on the surface, wiring corrosion was not observed even in the 400-hour test.

以上、述べたように本実施例によれば、配線間に空洞が生じるように第一の耐湿性保護膜を形成した場合に発生する接合界面を遮断するように異種界面を形成し、その上に接合界面を有しない第二の耐湿性保護膜を設けることにより、外界環境からの水分の浸入による配線腐食を防止できる効果がある。 As described above, according to the present embodiment, the heterogeneous interface is formed so as to block the bonding interface generated when the first moisture-resistant protective film is formed so that a cavity is formed between the wirings. By providing the second moisture-resistant protective film having no bonding interface, it is possible to prevent wiring corrosion due to the ingress of moisture from the outside environment.

なお、本実施例では耐湿性保護膜として窒化シリコンを用いたが、酸窒化シリコンでも同様の効果を得ることができる。 In this embodiment, silicon nitride is used as the moisture-resistant protective film, but the same effect can be obtained with silicon oxynitride.

従来の最上の配線と保護膜の例を示す(a)(b)(c)個々の断面図(A) (b) (c) Individual cross-sectional views showing examples of conventional top wiring and protective film 集積度が向上した半導体装置における、従来の構造を示す断面図Sectional view showing a conventional structure in a semiconductor device with improved integration 本発明の最上の配線層と保護膜の構造を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the uppermost wiring layer and protective film of this invention 本発明の実施例を示す(a)から(d)の一連の工程断面図(A) to (d) a series of process cross-sectional views showing an embodiment of the present invention 従来と本発明の微細構造を模式的に拡大した断面図Sectional view schematically enlarging the microstructure of the conventional and the present invention

符号の説明Explanation of symbols

11、21、31、41、52、62・・・層間絶縁膜
12、22、32、42、54、64・・・最上の配線層
13、24、35、44・・・窒化シリコン膜
23、33、43・・・酸化シリコン膜
34、45、57、67・・・空洞
46、58、68、72・・・接合界面
47・・・PIQ
51、61・・・下層配線層
53、63・・・導体プラグ
55、65・・・応力緩和膜
56、66、71・・・第一の耐湿性保護膜
59、69、74・・・第二の耐湿性保護膜
73・・・界面
11, 21, 31, 41, 52, 62 ... interlayer insulating films 12, 22, 32, 42, 54, 64 ... uppermost wiring layers 13, 24, 35, 44 ... silicon nitride film 23, 33, 43 ... Silicon oxide films 34, 45, 57, 67 ... Cavities 46, 58, 68, 72 ... Bonding interface 47 ... PIQ
51, 61 ... lower wiring layers 53, 63 ... conductor plugs 55, 65 ... stress relaxation films 56, 66, 71 ... first moisture-resistant protective films 59, 69, 74 ... first Two moisture-resistant protective film 73 ... interface

Claims (5)

複数の配線層を有し、絶縁膜上に形成される最上の配線層を覆って形成される保護膜を備えた半導体装置であって、前記最上の配線層は、配線の幅が配線の高さより小さい配線と、配線の幅と同等の配線間隔とを有する複数の配線が同一繰り返しピッチで配置される領域を少なくとも含み、前記最上の配線層を覆う保護膜は、配線の上面、側面および前記絶縁膜表面を覆うように形成される応力緩和膜と、前記応力緩和膜上に形成される第一の耐湿性保護膜と、前記第一の耐湿性保護膜上に形成される第二の耐湿性保護膜で構成され、前記第一の耐湿性保護膜は、前記配線間隔の中央に形成される空洞と、前記空洞の上方に位置する保護膜中に、空洞から連続する接合界面とを有し、前記第二の耐湿性保護膜は、膜中に接合界面を有しないことを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device having a plurality of wiring layers and having a protective film formed to cover the uppermost wiring layer formed on the insulating film, wherein the uppermost wiring layer has a wiring width higher than that of the wiring. Including at least a region where a plurality of wires having a smaller wiring and a wiring interval equivalent to the width of the wiring are arranged at the same repetition pitch, and the protective film covering the uppermost wiring layer includes an upper surface, a side surface and the wiring A stress relieving film formed to cover the surface of the insulating film; a first moisture-resistant protective film formed on the stress-relaxing film; and a second moisture-resistant film formed on the first moisture-resistant protective film The first moisture-resistant protective film has a cavity formed at the center of the wiring interval, and a bonding interface continuous from the cavity in the protective film located above the cavity. However, the second moisture-resistant protective film has no bonding interface in the film. Wherein a. 前記第一の耐湿性保護膜は、配線の上面における膜厚が、前記配線間隔の1/2に、配線間に空洞を形成するために必要な第一の耐湿性保護膜が接触する位置の仰角で決まる余弦で除した値から、前記応力緩和膜の膜厚を差し引いた値が最小限度となるように構成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 The first moisture-resistant protective film has a film thickness on the upper surface of the wiring at a position where the first moisture-resistant protective film necessary for forming a cavity between the wirings is ½ of the wiring interval. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a value obtained by subtracting the thickness of the stress relaxation film from a value divided by a cosine determined by an elevation angle is a minimum. 前記配線の幅が450nm以下、前記配線の高さが600〜800nm、前記配線間隔が450nm以下、前記応力緩和膜の膜厚が80〜120nm、前記第一の耐湿性保護膜の配線上面における膜厚が50〜350nm、前記第二の耐湿性保護膜の配線上面における膜厚が、前記第一の耐湿性保護膜の膜厚と合せて、配線上面での耐湿性確保に必要な膜厚400nm以上であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 The width of the wiring is 450 nm or less, the height of the wiring is 600 to 800 nm, the wiring interval is 450 nm or less, the thickness of the stress relaxation film is 80 to 120 nm, and the film on the upper surface of the wiring of the first moisture-resistant protective film The film thickness on the upper surface of the wiring of the second moisture-resistant protective film is 50 to 350 nm, and the film thickness of 400 nm necessary for ensuring the moisture resistance on the upper surface of the wiring together with the film thickness of the first moisture-resistant protective film. The semiconductor device according to claim 1, which is as described above. 複数の配線層を有し、絶縁膜上に形成される最上の配線層を覆うように保護膜を形成する半導体装置の製造方法であって、半導体基板上に複数の半導体素子を形成する工程、少なくとも一つの配線層を含む複数の下層配線層を形成する工程、前記下層配線層上に絶縁膜を形成し、その表面を平坦化する工程、前記下層配線層と最上の配線層とを接続する導体プラグを形成する工程、最上の配線層を形成する工程、酸化シリコンからなる応力緩和層を温度400℃程度のCVD法で形成する工程、配線間隔の中央に空洞を形成するように第一の耐湿性保護膜を温度400℃程度のCVD法で堆積する工程、前記空洞上方の前記第一の耐湿性保護膜中に形成されている接合界面がその上に堆積する第二の耐湿性保護膜中に成長しないように第一の耐湿性保護膜表面を処理する工程、第二の耐湿性保護膜を温度400℃程度のCVD法で堆積する工程、を少なくとも含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device having a plurality of wiring layers and forming a protective film so as to cover an uppermost wiring layer formed on an insulating film, the step of forming a plurality of semiconductor elements on a semiconductor substrate, Forming a plurality of lower wiring layers including at least one wiring layer; forming an insulating film on the lower wiring layer; and planarizing a surface thereof; connecting the lower wiring layer and the uppermost wiring layer; The step of forming the conductor plug, the step of forming the uppermost wiring layer, the step of forming the stress relaxation layer made of silicon oxide by the CVD method at a temperature of about 400 ° C., and the first so as to form a cavity in the center of the wiring interval Depositing a moisture-resistant protective film by a CVD method at a temperature of about 400 ° C., and a second moisture-resistant protective film on which a bonding interface formed in the first moisture-resistant protective film above the cavity is deposited The first to not grow in Treating the wet surface of the protective film, a method of manufacturing a semiconductor device which process, characterized in that it comprises at least deposited in a second moisture-resistant protective film CVD method at approximately the temperature 400 ° C. The. 前項記載の、空洞上方の第一の耐湿性保護膜中に形成されている接合界面がその上に堆積する第二の耐湿性保護膜中に成長しないように第一の耐湿性保護膜表面を処理する工は、大気に暴露するか、もしくは異種の方法で絶縁膜を形成する工程から成ることを特徴とする請求項4記載の半導体装置の製造方法。
The surface of the first moisture-resistant protective film is formed so that the bonding interface formed in the first moisture-resistant protective film above the cavity does not grow in the second moisture-resistant protective film deposited thereon. 5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the processing is performed by exposing to the atmosphere or forming an insulating film by a different method.
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