JP2009147054A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

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和徳 藤澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device capable of reducing parasitic capacitance between wiring portions and preventing a short circuit caused by an air gap, a deterioration in breakdown voltage caused by the reduction of space between wirings, and the generation of a short circuit between the wiring portions, and its manufacturing method. <P>SOLUTION: A third insulating film 110 covering the upper surface and the side surface of wiring portions 108 and 109 is formed on a first insulating film 102. The third insulating film 110 comprises a first region 155 having a first aspect ratio and a second region 156 having a second aspect ratio smaller than the first aspect ratio. The wiring portion 109 comprises a second region 156 having the second aspect ratio. An air gap 111 is formed on the first region 155. The air gap 111 is not formed on the second region 156. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば半導体集積回路などの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 such as a semiconductor integrated circuit and a manufacturing method thereof.

近年の半導体集積回路の高密度集積化に伴い、配線と他の配線との間隔が縮小され、また、配線を含む配線層の多層化がなされ、その結果、配線間の寄生容量が増加している。上記配線間の寄生容量の増加は回路動作の遅延、すなわち集積回路の高速化を阻害する。また、上記配線間のクロストークが問題となる。   With the recent high density integration of semiconductor integrated circuits, the distance between wiring and other wiring has been reduced, and the wiring layer including wiring has been made multi-layered, resulting in an increase in parasitic capacitance between wirings. Yes. The increase in the parasitic capacitance between the wirings hinders the delay of the circuit operation, that is, the high speed of the integrated circuit. Further, crosstalk between the wirings becomes a problem.

通常、半導体集積回路の層間絶縁膜としては比誘電率が4程度のSiOが用いられているが、配線間の寄生容量を小さくするために、低誘電率の層間絶縁膜を形成する方法が採用されている。例えば、微細な空孔を有する多孔質膜や、有機SOG等の低誘電率膜が実用化されているが、設備の変更が必要で、加工の難易度も高くなり、機械的強度が低いなど膜の特性上の問題も多い。 Normally, SiO 2 having a relative dielectric constant of about 4 is used as an interlayer insulating film of a semiconductor integrated circuit. However, a method of forming an interlayer insulating film having a low dielectric constant is used to reduce the parasitic capacitance between wirings. It has been adopted. For example, a porous film having fine pores or a low dielectric constant film such as organic SOG has been put into practical use, but the equipment needs to be changed, the difficulty of processing becomes high, and the mechanical strength is low. There are also many problems with the characteristics of the film.

上記配線間の寄生容量を小さくするための別の方法として、低誘電率膜を使用する代わりに、配線間にエアギャップと呼ばれる空隙を配置する方法がある。このエアギャップは閉領域からなる空隙で比誘電率がほぼ1と低く、配線間の寄生容量を低減するのに効果的である。   As another method for reducing the parasitic capacitance between the wirings, there is a method in which an air gap called an air gap is arranged between the wirings instead of using a low dielectric constant film. This air gap is an air gap formed of a closed region and has a low relative dielectric constant of about 1 and is effective in reducing parasitic capacitance between wirings.

上記エアギャップを形成する方法として、配線間の距離に応じてエアギャップを形成する方法が特許第2853661号公報(特許文献1)に記載されている。以下、このエアギャップの形成方法について説明する。   As a method of forming the air gap, a method of forming an air gap according to the distance between wirings is described in Japanese Patent No. 2853661 (Patent Document 1). Hereinafter, a method for forming the air gap will be described.

上記形成方法では、まず、図16に示すように、第1の絶縁膜202が堆積された基板201上に配線金属膜203を堆積する。   In the above formation method, first, as shown in FIG. 16, a wiring metal film 203 is deposited on the substrate 201 on which the first insulating film 202 is deposited.

次に、上記配線金属膜203にエッチング処理を行って、図17に示すように、配線205を形成する。この配線205とこれに隣り合う他の配線205との間の距離は、設計で規定された値以上で任意に設定され、その距離が大きい箇所もあれば小さい箇所もある。なお、図17の204はエッチングマスクとなるフォトレジストである。   Next, the wiring metal film 203 is etched to form a wiring 205 as shown in FIG. The distance between the wiring 205 and another wiring 205 adjacent to the wiring 205 is arbitrarily set to a value not less than a value specified in the design. Note that reference numeral 204 in FIG. 17 denotes a photoresist serving as an etching mask.

次に、図18に示すように、上記配線205上に第2の絶縁膜206を堆積する。このとき、上記配線205とこれに隣り合う他の配線205との間の距離がある値以下であると、その間にエアギャップ207が形成される。   Next, as shown in FIG. 18, a second insulating film 206 is deposited on the wiring 205. At this time, if the distance between the wiring 205 and another wiring 205 adjacent thereto is equal to or smaller than a certain value, an air gap 207 is formed between them.

次に、上記第2の絶縁膜206に対して公知のCMP(化学機械研磨)技術などで平坦化処理を行って、図19に示す第2の絶縁膜250を得る。   Next, the second insulating film 206 is planarized by a known CMP (Chemical Mechanical Polishing) technique or the like to obtain the second insulating film 250 shown in FIG.

次に、上記第2の絶縁膜250にエッチング処理を行って、図20に示すように、複数のビアホール252を有する第2の絶縁膜251を形成する。その後、上記ビアホール252内に接続プラグ208を形成し、この接続プラグ208をビアホール252内に接続する。   Next, the second insulating film 250 is etched to form a second insulating film 251 having a plurality of via holes 252 as shown in FIG. Thereafter, a connection plug 208 is formed in the via hole 252, and the connection plug 208 is connected to the via hole 252.

以上のようにして、エアギャップ207が形成されるが、ビアホール252はアライメントずれによって所望とする位置からずれて形成される場合がある。具体的には、ビアパターンを転写するフォト工程において、アライメントずれによりビアパターンが配線205から位置がずれて転写され、エッチング処理でビアホール252が所望とする位置からずれて形成されてしまう。このため、図20のように、左端に形成されたビアホール252がエアギャップ207と連通してしまう場合がある。このときビアホール252からエアギャップ207を通じてエッチングガス、薬液などが浸入し配線205側壁が露出する。   As described above, the air gap 207 is formed, but the via hole 252 may be formed out of a desired position due to misalignment. Specifically, in the photo process of transferring the via pattern, the via pattern is transferred out of position from the wiring 205 due to misalignment, and the via hole 252 is formed out of the desired position by the etching process. For this reason, as shown in FIG. 20, the via hole 252 formed at the left end may communicate with the air gap 207. At this time, an etching gas, a chemical solution, or the like enters from the via hole 252 through the air gap 207 to expose the side wall of the wiring 205.

したがって、上記エアギャップ207と連通したビアホール252内に接続プラグ208を形成する際、接続プラグ208の材料がエアギャップ207内にも流れ込み、このエアギャップ207近傍の配線と接続プラグ208が短絡してしまうという問題が生じる。   Therefore, when the connection plug 208 is formed in the via hole 252 communicating with the air gap 207, the material of the connection plug 208 also flows into the air gap 207, and the wiring near the air gap 207 and the connection plug 208 are short-circuited. Problem arises.

上記問題を解決する方法として、アライメントずれが生じてもビアホールがエアギャップと連通しない方法が特許第2948588号公報(特許文献2)に記載されている。これは、先に接続プラグを形成した後で、その接続プラグに接続する配線を形成する方法である。以下、上記方法について説明する。   As a method for solving the above problem, Japanese Patent No. 2948588 (Patent Document 2) describes a method in which a via hole does not communicate with an air gap even when misalignment occurs. This is a method of forming a wiring connected to the connection plug after the connection plug is formed first. Hereinafter, the method will be described.

上記方法では、まず、図21に示すように、第1の絶縁膜302が堆積された基板301上に第1の配線金属膜303を堆積した後、その第1の配線金属膜303上に第2の絶縁膜304を堆積する。   In the above method, first, as shown in FIG. 21, a first wiring metal film 303 is deposited on a substrate 301 on which a first insulating film 302 is deposited, and then a first wiring metal film 303 is formed on the first wiring metal film 303. Two insulating films 304 are deposited.

次に、上記第2の絶縁膜304にエッチング処理を行って、図22に示すように、複数のビアホール306が形成された第2の絶縁膜350を得る。上記ビアホール306は、第2の絶縁膜350の上面から第1の配線金属膜303に達し、第2の絶縁膜350を貫通している。なお、図22の305はエッチングマスクとなるフォトレジストである。   Next, the second insulating film 304 is etched to obtain a second insulating film 350 in which a plurality of via holes 306 are formed as shown in FIG. The via hole 306 reaches the first wiring metal film 303 from the upper surface of the second insulating film 350 and penetrates through the second insulating film 350. Note that reference numeral 305 in FIG. 22 denotes a photoresist serving as an etching mask.

次に、上記第1の配線金属膜303および第2の絶縁膜350上に、図23に示すように、公知のCVD技術で第2の配線金属膜307を堆積する。これにより、上記ビアホール306内には第2の配線金属膜307の一部が入る。   Next, as shown in FIG. 23, a second wiring metal film 307 is deposited on the first wiring metal film 303 and the second insulating film 350 by a known CVD technique. As a result, part of the second wiring metal film 307 enters the via hole 306.

次に、上記第2の配線金属膜307の一部を公知のCMP技術などにより除去して、図24に示すように、ビアホール306内に接続プラグ308を形成する。   Next, a part of the second wiring metal film 307 is removed by a known CMP technique or the like to form a connection plug 308 in the via hole 306 as shown in FIG.

次に、上記第2の絶縁膜350にエッチング処理を行って、図25に示すように、第1の配線金属膜303上に接続プラグ308および第2の絶縁膜310を残す。この第2の絶縁膜310は配線パターンに加工されている。なお、図25の309はエッチングマスクとなるフォトレジストである。   Next, the second insulating film 350 is etched to leave the connection plug 308 and the second insulating film 310 on the first wiring metal film 303 as shown in FIG. The second insulating film 310 is processed into a wiring pattern. Note that reference numeral 309 in FIG. 25 denotes a photoresist serving as an etching mask.

次に、上記フォトレジスト309、接続プラグ308および第2の絶縁膜310をエッチングマスクとして、第1の第1の配線金属膜303を選択的にエッチング除去して、図26に示すように、複数の配線311が得られる。   Next, using the photoresist 309, the connection plug 308, and the second insulating film 310 as an etching mask, the first first metal wiring film 303 is selectively removed by etching, as shown in FIG. The wiring 311 is obtained.

次に、上記フォトレジスト309やエッチング残渣を除去した後、配線パターンに加工された第2の絶縁膜310、配線311および接続プラグ308を覆うように、図27に示す第3の絶縁膜312を形成する。このとき、上記配線311とこれに隣り合う他の配線311との間の距離がある値以下であると、その間にエアギャップ313が形成される。   Next, after removing the photoresist 309 and etching residues, a third insulating film 312 shown in FIG. 27 is formed so as to cover the second insulating film 310, the wiring 311 and the connection plug 308 processed into a wiring pattern. Form. At this time, if the distance between the wiring 311 and another wiring 311 adjacent to the wiring 311 is equal to or smaller than a certain value, an air gap 313 is formed therebetween.

次に、上記第3の絶縁膜312に対して公知のCMP技術などで接続プラグ308が露出するまで平坦化処理を行って、図28に示す第3の絶縁膜351を得る。   Next, the third insulating film 312 is planarized by a known CMP technique or the like until the connection plug 308 is exposed, whereby a third insulating film 351 shown in FIG. 28 is obtained.

このように、上記接続プラグ308を先に形成してからエアギャップ313を形成するため、エアギャップ313内に金属材料が入ることによる短絡を防ぐことができる。   Thus, since the air gap 313 is formed after the connection plug 308 is formed first, a short circuit due to the metal material entering the air gap 313 can be prevented.

しかし、上記接続プラグ308に接続される配線311は、その接続プラグ308をエッチングマスクとして形成されるので、アライメントずれが生じると接続プラグの形状に沿って接続される配線の幅が広がる。   However, since the wiring 311 connected to the connection plug 308 is formed using the connection plug 308 as an etching mask, the width of the wiring connected along the shape of the connection plug increases when misalignment occurs.

そのため、上記配線の幅が広がった箇所は配線間隔が設計で規定された最小配線間隔よりも小さくなってしまい、その結果、配線311とこれに隣り合う他の配線311との間の耐圧が劣化する、あるいは互いに短絡するという問題が生じる。
特許第2853661号公報 特許第2948588号公報
For this reason, in the portion where the width of the wiring is widened, the wiring interval becomes smaller than the minimum wiring interval specified in the design, and as a result, the breakdown voltage between the wiring 311 and the other wiring 311 adjacent thereto is deteriorated. Or a short circuit occurs.
Japanese Patent No. 2853661 Japanese Patent No. 2948588

そこで、本発明の課題は、配線部間の寄生容量を小さくすることができ、その上、エアギャップ内に接続プラグ材料が入り込むことによる配線間の短絡や、配線間隔が小さくなることによる耐圧劣化を防ぐことができる半導体装置およびその製造方法を提供することにある。   Therefore, the problem of the present invention is that the parasitic capacitance between the wiring portions can be reduced, and furthermore, the short circuit between the wirings due to the connection plug material entering the air gap and the breakdown voltage deterioration due to the reduction of the wiring interval. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same.

上記課題を解決するため、本発明の半導体装置は、
半導体基板と、
上記半導体基板上に形成された第1の絶縁膜と、
上記第1の絶縁膜上に形成された導体膜とこの導体膜の上に形成された第2の絶縁膜とを含むと共に、互いに平行に延びる複数の第1の配線部と、
上記第1の絶縁膜上に形成された導体膜のみから成ると共に、互いに平行に延びる複数の第2の配線部と、
上記第1の配線部および第2の配線部の上面および側面を覆う第3の絶縁膜と、
上記第3の絶縁膜の上面から上記第1の配線部または第2の配線部の導体膜の少なくとも1つに達するビアホールと、
上記ビアホール内に形成され、上記第1の配線部または第2の配線部の導体膜に接続された接続プラグと
を備え、
上記第3の絶縁膜は、
上記複数の第1の配線部の少なくとも1つの側面で定義されて、上記第1の配線部の延びる方向に直交する断面において第1アスペクト比を有する第1の領域と、
上記複数の第1の配線部および第2の配線部の少なくとも1つの側面で定義されて、上記第1の配線部および第2の配線部の延びる方向に直交する断面において上記第1アスペクト比よりも小さな第2アスペクト比を有する第2の領域と
を有し、
上記第1の領域内には閉じられた空間であるエアギャップがあり、かつ、上記第2の領域内には閉じられた空間であるエアギャップがなく、
上記ビアホールおよび上記接続プラグは、上記第2の領域を定義する側面を有する上記第1の配線部または第2の配線部の導体膜に接続されていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, a semiconductor device of the present invention is
A semiconductor substrate;
A first insulating film formed on the semiconductor substrate;
A plurality of first wiring portions including a conductor film formed on the first insulating film and a second insulating film formed on the conductor film and extending in parallel with each other;
A plurality of second wiring portions made of only a conductor film formed on the first insulating film and extending in parallel with each other;
A third insulating film covering the top and side surfaces of the first wiring portion and the second wiring portion;
A via hole reaching at least one of the conductor film of the first wiring portion or the second wiring portion from the upper surface of the third insulating film;
A connection plug formed in the via hole and connected to the conductor film of the first wiring portion or the second wiring portion;
The third insulating film is
A first region defined by at least one side surface of the plurality of first wiring portions and having a first aspect ratio in a cross section orthogonal to a direction in which the first wiring portion extends;
Based on the first aspect ratio in a cross section defined by at least one side surface of the plurality of first wiring portions and the second wiring portions and orthogonal to the extending direction of the first wiring portions and the second wiring portions. And a second region having a small second aspect ratio,
There is an air gap that is a closed space in the first region, and there is no air gap that is a closed space in the second region,
The via hole and the connection plug are connected to a conductor film of the first wiring portion or the second wiring portion having a side surface defining the second region.

上記構成の半導体装置によれば、上記第1の領域内には閉じられた空間であるエアギャップがあるので、第1の配線部間の寄生容量を小さくすることができる。   According to the semiconductor device having the above configuration, since there is an air gap that is a closed space in the first region, the parasitic capacitance between the first wiring portions can be reduced.

また、上記接続プラグは、第2の領域を定義する側面を有する第1の配線部に接続されているが、その第2の領域内には閉じられた空間であるエアギャップがないから、接続プラグの材料がエアギャップ内に入ることによる短絡を防ぐことができる。   The connection plug is connected to the first wiring portion having the side surface defining the second region, but there is no air gap that is a closed space in the second region. A short circuit due to the plug material entering the air gap can be prevented.

一実施形態の半導体装置では、
上記第1の領域を定義する側面を有する上記第1の配線部幅が、上記複数の第1の配線部のうちの最小配線部幅よりも広い配線部の導体膜にビアホールおよび接続プラグが接続されている。
In the semiconductor device of one embodiment,
A via hole and a connection plug are connected to the conductor film of the wiring part having a side surface defining the first region, the first wiring part width being wider than the minimum wiring part width of the plurality of first wiring parts. Has been.

上記実施形態の半導体装置によれば、第1の配線部の配線部幅は複数の第1の配線部のうちの最小配線部幅よりも広いので、アライメントずれを許容するマージンを確保でき、接続プラグは第1の配線部上面に接続される。   According to the semiconductor device of the above embodiment, since the wiring portion width of the first wiring portion is wider than the minimum wiring portion width of the plurality of first wiring portions, a margin for allowing misalignment can be secured, and the connection The plug is connected to the upper surface of the first wiring part.

したがって、上記第1の領域を定義する側面を有する第1の配線部近傍にはエアギャップがあるが、その第1の配線部の導体膜に接続プラグを接続しても、接続プラグの材料がエアギャップ内に入ることによる短絡を防ぐことができる。   Therefore, although there is an air gap in the vicinity of the first wiring portion having the side surface defining the first region, even if the connection plug is connected to the conductor film of the first wiring portion, the material of the connection plug is not changed. A short circuit due to entering the air gap can be prevented.

一実施形態の半導体装置では、
上記第1アスペクト比は1〜5の範囲内である。
In the semiconductor device of one embodiment,
The first aspect ratio is in the range of 1-5.

上記実施形態の半導体装置によれば、上記第1アスペクト比は1〜5の範囲内であるので、第1の領域内において、エアギャップを確実に得ることができる。   According to the semiconductor device of the embodiment, since the first aspect ratio is in the range of 1 to 5, an air gap can be reliably obtained in the first region.

また、上記第1アスペクト比が1未満だと、上記第3の絶縁膜中にエアギャップを形成することが困難となるので、好ましくない。   Further, if the first aspect ratio is less than 1, it is difficult to form an air gap in the third insulating film, which is not preferable.

また、上記第1アスペクト比が5を越えると、第1の配線部の加工が困難となるので、好ましくない。   Further, if the first aspect ratio exceeds 5, it is not preferable because it is difficult to process the first wiring portion.

一実施形態の半導体装置では、
上記第2アスペクト比は0より大きく4以下である。
In the semiconductor device of one embodiment,
The second aspect ratio is greater than 0 and 4 or less.

上記実施形態の半導体装置によれば、上記第2アスペクト比は0より大きく4以下であるので、第2の領域内において、エアギャップが形成されるのを確実に防ぐことができる。   According to the semiconductor device of the above embodiment, since the second aspect ratio is greater than 0 and 4 or less, it is possible to reliably prevent an air gap from being formed in the second region.

また、上記第2アスペクト比は第1の配線部の高さと第1の配線部間の距離の比であることから0より大きい正の値である。   The second aspect ratio is a positive value larger than 0 because it is the ratio of the height of the first wiring portion to the distance between the first wiring portions.

また、上記第2アスペクト比が4を越えると、エアギャップを形成することなく上記第3の絶縁膜を堆積することが困難となるので、好ましくない。   Further, if the second aspect ratio exceeds 4, it is not preferable because it is difficult to deposit the third insulating film without forming an air gap.

本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板に堆積された第1の絶縁膜上に形成された導体膜とこの導体膜の上に形成された第2の絶縁膜とを含み、互いに平行に延びる複数の第1の配線部を上記第1の絶縁膜上に形成すると共に、上記第1の絶縁膜上に形成された導体膜のみから成り、互いに平行に延びる複数の第2の配線部を第1の絶縁膜上に形成する工程と、
上記第1の配線部および第2の配線部上に第3の絶縁膜を堆積し、上記第1の配線部および第2の配線部の側面および上面を上記第3の絶縁膜で覆う工程と、
上記第3の絶縁膜の上面から上記第1の配線部または第2の配線部の導体膜の少なくとも1つに達するビアホールを形成する工程と、
上記ビアホール内に、上記第1の配線部または第2の配線部の導体膜に接続される接続プラグを形成する工程と
を備え、
上記第3の絶縁膜は、
上記複数の第1の配線部の少なくとも1つの側面で定義されて、上記第1の配線部の延びる方向に直交する断面において第1アスペクト比を有する第1の領域と、
上記複数の第1の配線部および第2の配線部の少なくとも1つの側面で定義されて、上記第1の配線部および第2の配線部の延びる方向に直交する断面において上記第1アスペクト比よりも小さな第2アスペクト比を有する第2の領域と
を有するように形成し、
また、上記第3の絶縁膜は、上記第1の領域には閉じられた空間であるエアギャップを有するように、上記第2の領域にはエアギャップがないように形成し、
上記ビアホールおよび上記接続プラグは、上記第2の領域を定義する側面を有する上記第1の配線部または第2の配線部に接続されるように形成することを特徴としている。
A method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes:
A plurality of first wiring portions including a conductor film formed on the first insulating film deposited on the semiconductor substrate and a second insulating film formed on the conductor film, and extending in parallel with each other. Forming on the first insulating film a plurality of second wiring portions formed only on the first insulating film and made only of the conductor film and extending in parallel with each other; When,
Depositing a third insulating film on the first wiring portion and the second wiring portion, and covering the side surfaces and the upper surface of the first wiring portion and the second wiring portion with the third insulating film; ,
Forming a via hole that reaches at least one of the conductor film of the first wiring portion or the second wiring portion from the upper surface of the third insulating film;
Forming a connection plug connected to the conductor film of the first wiring portion or the second wiring portion in the via hole,
The third insulating film is
A first region defined by at least one side surface of the plurality of first wiring portions and having a first aspect ratio in a cross section orthogonal to a direction in which the first wiring portion extends;
Based on the first aspect ratio in a cross section defined by at least one side surface of the plurality of first wiring portions and the second wiring portions and orthogonal to the extending direction of the first wiring portions and the second wiring portions. And a second region having a small second aspect ratio,
Further, the third insulating film is formed so that there is no air gap in the second region so as to have an air gap which is a closed space in the first region,
The via hole and the connection plug are formed so as to be connected to the first wiring portion or the second wiring portion having a side surface defining the second region.

上記構成の半導体装置の製造方法によれば、上記第3の絶縁膜は、第1アスペクト比を有する第1の領域と、その第1アスペクト比よりも小さな第2アスペクト比を有する第2の領域とを有するように形成するので、閉じられた空間であるエアギャップを第3の絶縁膜の第1の領域内に形成することができる。したがって、上記第1の配線部間の寄生容量を小さくすることができる。   According to the method of manufacturing a semiconductor device having the above configuration, the third insulating film includes a first region having a first aspect ratio and a second region having a second aspect ratio smaller than the first aspect ratio. Therefore, an air gap that is a closed space can be formed in the first region of the third insulating film. Therefore, the parasitic capacitance between the first wiring portions can be reduced.

また、上記第2の領域の第2アスペクト比が第1の領域の第1アスペクト比よりも小さいので、閉じられた空間であるエアギャップが第2の領域内に形成されるのを防ぐことができる。つまり、上記第2の領域を定義する側面を有する第1の配線部近傍にエアギャップが存在しないようにすることできる。したがって、上記第2の領域を定義する側面を有する第1の配線部および第2の配線部に接続プラグを接続しても、接続プラグの材料がエアギャップ内に入ることによる短絡を防ぐことができる。   In addition, since the second aspect ratio of the second region is smaller than the first aspect ratio of the first region, it is possible to prevent an air gap that is a closed space from being formed in the second region. it can. That is, it is possible to prevent an air gap from being present in the vicinity of the first wiring portion having the side surface defining the second region. Therefore, even if the connection plug is connected to the first wiring portion and the second wiring portion having the side surfaces defining the second region, a short circuit due to the material of the connection plug entering the air gap can be prevented. it can.

また、上記第1の配線部および第2の配線部の形成後に接続プラグを形成するので、接続プラグは第1の配線部および第2の配線部を形成するためのエッチングマスクとして使用されていない。したがって、上記接続プラグの形状に沿って第1の配線部幅および第2の配線部幅が広がり、第1の配線部間隔および第2の配線部間隔が小さくなることにより耐圧が劣化したり第1の配線部同士および第2の配線部同士の短絡が生じたりするのを防ぐことができる。   Further, since the connection plug is formed after the first wiring portion and the second wiring portion are formed, the connection plug is not used as an etching mask for forming the first wiring portion and the second wiring portion. . Accordingly, the first wiring portion width and the second wiring portion width are increased along the shape of the connection plug, and the first wiring portion interval and the second wiring portion interval are reduced. It is possible to prevent a short circuit between the first wiring portions and the second wiring portions.

一実施形態の半導体装置の製造方法では、
上記第1の領域を定義する側面を有する上記第1の配線部の配線部幅が、上記複数の第1の配線部のうちの最小配線部幅よりも広く形成した配線部に、ビアホールおよび接続プラグを接続する。
In one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device,
A via hole and a connection are formed in a wiring part formed so that a wiring part width of the first wiring part having a side surface defining the first region is wider than a minimum wiring part width of the plurality of first wiring parts. Connect the plug.

上記実施形態の半導体装置の製造方法によれば、第1の配線部の配線部幅は複数の第1の配線部のうちの最小配線部幅よりも広くなるので、アライメントずれを許容するマージンを確保でき、接続プラグは第1の配線部上面に接続される。   According to the method of manufacturing a semiconductor device of the above embodiment, the wiring portion width of the first wiring portion is wider than the minimum wiring portion width of the plurality of first wiring portions. The connection plug is connected to the upper surface of the first wiring portion.

したがって、上記第1の領域を定義する側面を有する第1の配線部近傍にはエアギャップがあるが、エアギャップとビアホールが連通することがないため、その第1の配線部の導体膜に接続プラグを接続してもエアギャップ内に接続プラグの材料が入ることがなく、接続プラグの材料がエアギャップ内に入ることによる短絡を防ぐことができる。   Therefore, there is an air gap in the vicinity of the first wiring portion having the side surface defining the first region, but the air gap and the via hole do not communicate with each other, so that the first wiring portion is connected to the conductor film. Even if the plug is connected, the connection plug material does not enter the air gap, and a short circuit due to the connection plug material entering the air gap can be prevented.

一実施形態の半導体装置の製造方法では、
上記第1アスペクト比は1〜5の範囲内である。
In one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device,
The first aspect ratio is in the range of 1-5.

上記実施形態の半導体装置の製造方法によれば、上記第1アスペクト比は1〜5の範囲内であるので、第1の領域内において、閉じられた空間であるエアギャップを確実に得ることができる。   According to the method for manufacturing a semiconductor device of the above embodiment, since the first aspect ratio is in the range of 1 to 5, it is possible to reliably obtain an air gap that is a closed space in the first region. it can.

また、上記第1アスペクト比が1未満では、上記第3の絶縁膜堆積時にエアギャップを形成することが困難となるので、好ましくない。   Further, if the first aspect ratio is less than 1, it is not preferable because it is difficult to form an air gap when the third insulating film is deposited.

また、上記第1アスペクト比が5を越えると、第1の配線部を加工することが困難となるので、好ましくない。   Further, if the first aspect ratio exceeds 5, it is not preferable because it is difficult to process the first wiring portion.

一実施形態の半導体装置の製造方法では、
上記第2アスペクト比は0より大きく4以下である。
In one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device,
The second aspect ratio is greater than 0 and 4 or less.

上記実施形態の半導体装置の製造方法によれば、上記第2アスペクト比は0より大きく4以下の範囲内であるので、第2の領域内において、エアギャップが形成されるのを確実に防ぐことができる。   According to the method of manufacturing a semiconductor device of the above embodiment, since the second aspect ratio is in the range of greater than 0 and less than or equal to 4, the air gap is reliably prevented from being formed in the second region. Can do.

また、上記第2アスペクト比は第1の配線部の高さと第1の配線部間の距離の比であることから0より大きい正の値である。   The second aspect ratio is a positive value larger than 0 because it is the ratio of the height of the first wiring portion to the distance between the first wiring portions.

また、上記第2アスペクト比が4を越えると、エアギャップを形成することなく上記第3の絶縁膜を堆積することが困難となるので、好ましくない。   Further, if the second aspect ratio exceeds 4, it is not preferable because it is difficult to deposit the third insulating film without forming an air gap.

本発明の半導体装置は、第3の絶縁膜の第1の領域内にエアギャップがあるので、第1の配線部間の寄生容量を小さくすることができる。   In the semiconductor device of the present invention, since there is an air gap in the first region of the third insulating film, the parasitic capacitance between the first wiring portions can be reduced.

また、上記第3の絶縁膜の第2の領域内にはエアギャップがないので、その第2の領域を定義する側面を有する第1の配線部および第2の配線部に接続プラグを接続しても、接続プラグの材料がエアギャップ内に入ることによる短絡を防ぐことができる。   In addition, since there is no air gap in the second region of the third insulating film, a connection plug is connected to the first wiring portion and the second wiring portion having side surfaces defining the second region. However, it is possible to prevent a short circuit due to the material of the connection plug entering the air gap.

本発明の半導体装置の製造方法は、第3の絶縁膜に、第1アスペクト比を有する第1の領域と、その第1アスペクト比よりも小さな第2アスペクト比を有する第2の領域とを形成するので、エアギャップを第3の絶縁膜の第1の領域内に形成することができる。したがって、上記第1の配線部間の寄生容量を小さくすることができる。   According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a first region having a first aspect ratio and a second region having a second aspect ratio smaller than the first aspect ratio are formed in the third insulating film. Therefore, the air gap can be formed in the first region of the third insulating film. Therefore, the parasitic capacitance between the first wiring portions can be reduced.

また、上記第2の領域の第2アスペクト比が第1の領域の第1アスペクト比よりも小さいので、第2の領域を定義する側面を有する第1の配線部および第2の配線部近傍にエアギャップが形成されるのを防ぐことができる。したがって、上記第2の領域を定義する側面を有する第1の配線部および第2の配線部に接続プラグを接続しても、接続プラグの材料がエアギャップ内に入ることによる短絡を防ぐことができる。   Further, since the second aspect ratio of the second region is smaller than the first aspect ratio of the first region, the first wiring portion having the side surface defining the second region and the vicinity of the second wiring portion are disposed. An air gap can be prevented from being formed. Therefore, even if the connection plug is connected to the first wiring portion and the second wiring portion having the side surfaces defining the second region, a short circuit due to the material of the connection plug entering the air gap can be prevented. it can.

また、上記第1の配線部の形成後に接続プラグを形成するので、接続プラグは第1の配線部を形成するためのエッチングマスクとして使用されていない。したがって、上記接続プラグの形状に沿って第1の配線部幅および第2の配線部幅が広がり、第1の配線部間隔および第2の配線部間隔が小さくなることにより耐圧が劣化したり第1の配線部同士および第2の配線部同士の短絡が生じたりするのを防ぐことができる。   In addition, since the connection plug is formed after the first wiring portion is formed, the connection plug is not used as an etching mask for forming the first wiring portion. Accordingly, the first wiring portion width and the second wiring portion width are increased along the shape of the connection plug, and the first wiring portion interval and the second wiring portion interval are reduced. It is possible to prevent a short circuit between the first wiring portions and the second wiring portions.

以下、本発明の半導体装置およびその製造方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.

(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態の半導体装置を上方から見た模式図である。また、図2は図1のII−II線から見た模式断面図である。なお、図1では上記半導体装置の配線層のみ示し、配線層より下の基板や素子を省略している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention as viewed from above. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG. In FIG. 1, only the wiring layer of the semiconductor device is shown, and the substrate and elements below the wiring layer are omitted.

上記半導体装置は、図1,図2に示すように、半導体基板101と、この半導体基板101上に形成された第1の絶縁膜102と、この第1の絶縁膜102上に形成されて互いに平行に延びる複数の配線部108,109と、この配線部108,109の上面および側面を覆う第3の絶縁膜110と、この第3の絶縁膜110の上面から配線部108,109に達する複数のビアホール154と、この複数のビアホール154内に形成された複数の接続プラグ112とを備えている。なお、上記配線部108は第1の配線部の一例である。また、上記配線部109は第2の配線部の一例である。   As shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor device includes a semiconductor substrate 101, a first insulating film 102 formed on the semiconductor substrate 101, and a first insulating film 102 formed on the first insulating film 102. A plurality of wiring portions 108 and 109 extending in parallel, a third insulating film 110 covering the top and side surfaces of the wiring portions 108 and 109, and a plurality of reaching the wiring portions 108 and 109 from the top surface of the third insulating film 110. Via holes 154 and a plurality of connection plugs 112 formed in the plurality of via holes 154. The wiring unit 108 is an example of a first wiring unit. The wiring unit 109 is an example of a second wiring unit.

上記複数の配線部108は、それぞれ、Ti膜108aと、このTi膜108a上に形成されたTiN膜108bと、このTiN膜108b上に形成されたAlCu膜108cと、このAlCu膜108c上に形成されたTiN膜108dと、このTiN膜108d上に形成されたSiO膜108eとを含んでいる。このSiO膜108eが配線部108の上部となっている。なお、上記Ti膜108a、TiN膜108b、AlCu膜108cおよびTiN膜108dは、導体膜の一例である。また、上記SiO膜108eは第2の絶縁膜の一例である。 The plurality of wiring portions 108 are formed on the Ti film 108a, the TiN film 108b formed on the Ti film 108a, the AlCu film 108c formed on the TiN film 108b, and the AlCu film 108c, respectively. The TiN film 108d and the SiO 2 film 108e formed on the TiN film 108d are included. The SiO 2 film 108e is the upper part of the wiring part 108. The Ti film 108a, TiN film 108b, AlCu film 108c, and TiN film 108d are examples of conductor films. The SiO 2 film 108e is an example of a second insulating film.

上記複数の配線部109は、それぞれ、Ti膜109aと、このTi膜109a上に形成されたTiN膜109bと、このTiN膜109b上に形成されたAlCu膜109cと、このAlCu膜109c上に形成されたTiN膜109dとを含んでいる。また、上記複数の配線部109は、それぞれ、上部がTiN膜109dから成り、SiO膜等の絶縁膜を含んでいない。 The plurality of wiring portions 109 are respectively formed on the Ti film 109a, the TiN film 109b formed on the Ti film 109a, the AlCu film 109c formed on the TiN film 109b, and the AlCu film 109c. TiN film 109d thus formed. Further, each of the plurality of wiring portions 109 is composed of a TiN film 109d at the top and does not include an insulating film such as a SiO 2 film.

上記複数の接続プラグ112のうち、配線部108に接続された接続プラグ112は、SiO膜108eを厚さ方向に貫通して、少なくともTiN膜108dに接触している。 Of the plurality of connection plugs 112, the connection plug 112 connected to the wiring portion 108 penetrates the SiO 2 film 108e in the thickness direction and is in contact with at least the TiN film 108d.

上記第3の絶縁膜110には第1の領域155と第2の領域156がある。この第1の領域155は、複数の配線部108の側面で定義されて、配線部108の延びる方向に直交する断面において第1アスペクト比を有している。また、上記第2の領域156は、複数の配線部108の側面で定義されて、配線部108の延びる方向に直交する断面において上記第1アスペクト比よりも小さな第2アスペクト比を有している。   The third insulating film 110 has a first region 155 and a second region 156. The first region 155 is defined by the side surfaces of the plurality of wiring portions 108 and has a first aspect ratio in a cross section orthogonal to the extending direction of the wiring portions 108. The second region 156 is defined by the side surfaces of the plurality of wiring portions 108 and has a second aspect ratio smaller than the first aspect ratio in a cross section orthogonal to the extending direction of the wiring portions 108. .

上記第1の領域155には閉じられた空間であるエアギャップ111があるが、第2の領域156にはエアギャップはない。   The first region 155 has an air gap 111 that is a closed space, but the second region 156 has no air gap.

上記第1の領域155を定義する側面を有する配線部108には、ビアホール154および接続プラグ112が接続されていない。   The via hole 154 and the connection plug 112 are not connected to the wiring portion 108 having the side surface defining the first region 155.

また、上記第2の領域156を定義する側面を有する配線部108には、ビアホール154および接続プラグ112が接続されている。なお、上記第2の領域と同様の領域は、配線部109同士の間にも形成され、ビアホール154および接続プラグ112が配線部109に接続されている。   The via hole 154 and the connection plug 112 are connected to the wiring portion 108 having a side surface defining the second region 156. Note that a region similar to the second region is also formed between the wiring portions 109, and the via hole 154 and the connection plug 112 are connected to the wiring portion 109.

また、上記半導体基板101には、MOS(金属酸化膜半導体)電界効果トランジスタ150およびSTI(浅溝型素子分離)領域152が形成されている。   Further, a MOS (metal oxide semiconductor) field effect transistor 150 and an STI (shallow trench isolation) region 152 are formed on the semiconductor substrate 101.

また、上記第3の絶縁膜110上には、配線部115と、この配線部115の上面および側面を覆う第5の絶縁膜116と、半導体装置を収容するパッケージの電極と接続されるボンディングパッド153とが形成されている。   Further, on the third insulating film 110, a wiring portion 115, a fifth insulating film 116 covering the upper surface and the side surface of the wiring portion 115, and a bonding pad connected to an electrode of a package housing the semiconductor device. 153 is formed.

上記配線部115は、Ti膜115aと、このTi膜115a上に形成されたTiN膜115bと、このTiN膜115b上に形成されたAlCu膜115cと、このAlCu膜115c上に形成されたTiN膜115dと、このTiN膜115d上に形成されたSiO膜115eとを含んでいる。なお、上記Ti膜115a、TiN膜115b、AlCu膜115cおよびTiN膜115dは、導体膜の一例である。また、上記SiO膜115eはSiO以外の絶縁膜でもよく、なくてもよい。 The wiring portion 115 includes a Ti film 115a, a TiN film 115b formed on the Ti film 115a, an AlCu film 115c formed on the TiN film 115b, and a TiN film formed on the AlCu film 115c. 115d and a SiO 2 film 115e formed on the TiN film 115d. The Ti film 115a, TiN film 115b, AlCu film 115c, and TiN film 115d are examples of conductor films. The SiO 2 film 115e may or may not be an insulating film other than SiO 2 .

以下、図3〜図9を用いて、上記半導体装置の製造方法について説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the semiconductor device will be described with reference to FIGS.

上記製造方法では、まず、図3に示すように、第1の絶縁膜102が堆積された半導体基板101上に第1の配線金属膜103を堆積し、さらに、第1の配線金属膜103上に第2の絶縁膜104を堆積する。   In the above manufacturing method, first, as shown in FIG. 3, a first wiring metal film 103 is deposited on the semiconductor substrate 101 on which the first insulating film 102 is deposited, and further on the first wiring metal film 103. Then, a second insulating film 104 is deposited.

より詳しくは、上記第1の絶縁膜102の一例として厚さ600nmのSiO膜が堆積された半導体基板101上に、第1の配線金属膜の一例としてTi、TiN、AlCu、TiNをこの順でそれぞれ厚さ20nm、厚さ30nm、厚さ400nm、厚さ50nmで堆積し、第2の絶縁膜104の一例として厚さ100nmのSiO膜を堆積する。このSiO膜は後に加工されて図2のSiO膜108eとなる。 More specifically, Ti, TiN, AlCu, and TiN are arranged in this order as an example of the first wiring metal film on the semiconductor substrate 101 on which the SiO 2 film having a thickness of 600 nm is deposited as an example of the first insulating film 102. Are deposited with a thickness of 20 nm, a thickness of 30 nm, a thickness of 400 nm, and a thickness of 50 nm, respectively, and an SiO 2 film with a thickness of 100 nm is deposited as an example of the second insulating film 104. This SiO 2 film is later processed to become the SiO 2 film 108e of FIG.

また、上記第1の配線金属膜102は、Ag、Au、Al、Cu、Ta、W、Ruなどを含む通常半導体装置に用いられる材料で形成してもよい。   Further, the first wiring metal film 102 may be formed of a material normally used for a semiconductor device including Ag, Au, Al, Cu, Ta, W, Ru, or the like.

また、上記第2の絶縁膜104は、SiO膜以外に、SiOF膜、SiON膜、SiOC膜、SiN膜、SiC膜などの通常半導体装置に用いられる絶縁膜であってもよい。 In addition to the SiO 2 film, the second insulating film 104 may be an insulating film normally used in a semiconductor device such as a SiOF film, a SiON film, a SiOC film, a SiN film, or a SiC film.

また、上記第1の配線金属膜102または第2の絶縁膜104上にSiON膜などの反射防止膜を堆積してもよい。この反射防止膜の膜厚は100nm程度であるが、上記第1,第2アスペクト比を制御するには、50nm〜400nmまたは50nm〜200nm程度または30〜100nm程度の範囲であってもよい。   Further, an antireflection film such as a SiON film may be deposited on the first wiring metal film 102 or the second insulating film 104. The thickness of the antireflection film is about 100 nm, but in order to control the first and second aspect ratios, it may be in the range of about 50 nm to 400 nm, about 50 nm to 200 nm, or about 30 to 100 nm.

次に、上記第2の絶縁膜104の一部を選択的に公知のエッチング技術により除去して、図4に示すように、第1の配線金属膜103上に第2の絶縁膜106を形成する。この後、エッチング残渣やフォトレジスト105を除去する処理を行ってもよい。   Next, a part of the second insulating film 104 is selectively removed by a known etching technique to form a second insulating film 106 on the first wiring metal film 103 as shown in FIG. To do. Thereafter, a treatment for removing the etching residue and the photoresist 105 may be performed.

上記第2の絶縁膜104の一部が除去されて露出した領域には、後工程で複数の配線部109(図2参照)が形成される。一方、上記第2の絶縁膜104の一部が残された領域、つまり第2の絶縁膜106で覆われている領域には、後工程で複数の配線部108(図2参照)が形成される。   A plurality of wiring portions 109 (see FIG. 2) are formed in a post process in a region exposed by removing a part of the second insulating film 104. On the other hand, in a region where a part of the second insulating film 104 is left, that is, a region covered with the second insulating film 106, a plurality of wiring portions 108 (see FIG. 2) are formed in a later process. The

次に、上記第1の配線金属膜103および第2の絶縁膜106の一部を選択的に公知のエッチング技術により除去して、図5に示すように、第1の絶縁膜102上に複数の配線部108,109を形成する。なお、107は配線パターンが形成されたフォトレジストである。   Next, a part of the first wiring metal film 103 and the second insulating film 106 is selectively removed by a known etching technique, and a plurality of films are formed on the first insulating film 102 as shown in FIG. Wiring portions 108 and 109 are formed. Reference numeral 107 denotes a photoresist on which a wiring pattern is formed.

より詳しくは、上記第1の配線金属膜103および第2の絶縁膜106上にフォトレジスト107を形成した後、SiOをエッチングするチャンバーで、SiOからなる第2の絶縁膜106をエッチングして、さらに、金属膜をエッチングするチャンバーで第1の配線金属膜103をエッチングする。ここでは、上記第2の絶縁膜106と第1の配線金属膜103とを異なるチャンバーでエッチングするが、同一のチャンバーでエッチングガスを変えてエッチングしてもよい。 More specifically, after forming a photoresist 107 on the first wiring metal film 103 and the second insulating film 106, the second insulating film 106 made of SiO 2 is etched in a chamber for etching SiO 2. Further, the first wiring metal film 103 is etched in a chamber for etching the metal film. Here, the second insulating film 106 and the first wiring metal film 103 are etched in different chambers, but etching may be performed by changing the etching gas in the same chamber.

上記配線部109の高さは500nmであり、配線部108の高さは600nmとなっている。つまり、上記配線部108は、SiOを上部に有している分だけ、配線部109よりも高くなっている。 The wiring portion 109 has a height of 500 nm, and the wiring portion 108 has a height of 600 nm. That is, the wiring part 108 is higher than the wiring part 109 by the amount of SiO 2 at the top.

次に、図6に示すように、配線108,109の上面および側面を覆う第3の絶縁膜157をCVD(化学蒸気堆積)法にて堆積する。これにより、第1の領域である上記配線部108同士の第1のアスペクト比を有する間隙155にエアギャップ111を形成することができ、また、第2の領域である配線部108同士の間にあって第1のアスペクト比より小さい第2のアスペクト比を有する間隙156を第3の絶縁膜157で完全に埋め込むことができる。なお、配線部109の近傍は第2の領域のみであり、第3の絶縁膜157で完全に埋め込まれる。   Next, as shown in FIG. 6, a third insulating film 157 covering the upper surfaces and side surfaces of the wirings 108 and 109 is deposited by a CVD (chemical vapor deposition) method. As a result, the air gap 111 can be formed in the gap 155 having the first aspect ratio between the wiring portions 108 as the first regions, and between the wiring portions 108 as the second regions. The gap 156 having the second aspect ratio smaller than the first aspect ratio can be completely filled with the third insulating film 157. Note that the vicinity of the wiring portion 109 is only the second region and is completely filled with the third insulating film 157.

より詳しくは、上記第3の絶縁膜157の一例として1000nmのSiO膜を高密度プラズマCVD装置で堆積する。このSiO膜の成膜条件は、高密度プラズマCVD装置内に、SiHを100sccm、Oを180sccm、Arを300sccmを導入し、周波数450kHzのプラズマ発生源の電力を2500W、周波数13.56MHzのバイアス電力を1800Wとする。これによって、上記配線部108同士の間隙においてアスペクト比が2.4以下の間隙をSiOで完全に埋め込むことができる。このとき、設計で規定される最小配線部間隔を例えば230nmとすると、配線部109の最小配線部間隔の間隙のアスペクト比は約2.2となるので、その間隙はSiOで完全に埋め込まれる。配線部108の最小配線間隔の間隙のアスペクト比は約2.6となるので、その間隙はSiOで完全に埋め込まれず、上記間隙にエアギャップ111が形成される。また、配線部108の最小配線間隔より大きい間隙を例えば280nmとすると、この間隙のアスペクト比は約2.1となるのでSiOで完全に埋め込まれる。 More specifically, as an example of the third insulating film 157, a 1000 nm SiO 2 film is deposited by a high-density plasma CVD apparatus. The SiO 2 film is formed by introducing SiH 4 at 100 sccm, O 2 at 180 sccm, and Ar at 300 sccm in a high-density plasma CVD apparatus. The power of the plasma generation source having a frequency of 450 kHz is 2500 W and the frequency is 13.56 MHz. The bias power is 1800 W. As a result, a gap having an aspect ratio of 2.4 or less in the gap between the wiring portions 108 can be completely filled with SiO 2 . At this time, if the minimum wiring part interval defined in the design is, for example, 230 nm, the aspect ratio of the gap of the minimum wiring part interval of the wiring part 109 is about 2.2, so that the gap is completely filled with SiO 2. . Since the aspect ratio of the gap of the minimum wiring interval of the wiring part 108 is about 2.6, the gap is not completely filled with SiO 2 , and the air gap 111 is formed in the gap. Further, if the gap larger than the minimum wiring interval of the wiring part 108 is 280 nm, for example, the aspect ratio of this gap is about 2.1, so that it is completely filled with SiO 2 .

ここでは、SiO膜を埋め込めるアスペクト比を2.4として成膜条件を記載したが、電力やガス流量などの成膜条件を変えることでSiO膜を埋め込めるアスペクト比の値は1から4の範囲で任意に変えることができる。 Here, the film formation conditions are described with the aspect ratio for embedding the SiO 2 film as 2.4, but the value of the aspect ratio for embedding the SiO 2 film by changing the film formation conditions such as power and gas flow rate is from 1. It can be arbitrarily changed within the range of 4.

また、上記第3の絶縁膜157は、SiO膜以外に、フッ素、炭素、窒素などを含有したシリコン酸化膜であってもよい。 The third insulating film 157 may be a silicon oxide film containing fluorine, carbon, nitrogen, etc. in addition to the SiO 2 film.

さらに、上記第3の絶縁膜157の堆積は、途中で成膜条件を変えて行ってもよい。例えば、上記アスペクト比が2.4以下を埋め込める条件で配線間を埋め込むまで堆積した後、成膜速度が速い条件で堆積して成膜時間を短縮してもよい。   Further, the deposition of the third insulating film 157 may be performed while changing the film forming conditions in the middle. For example, deposition may be performed under conditions where the aspect ratio is 2.4 or less until the space between the wirings is buried, and then deposition may be performed under a condition where the deposition rate is high, thereby reducing the deposition time.

次に、上記第3の絶縁膜157に対して公知のCMP技術などで平坦化処理を行って、図7に示す第3の絶縁膜158を形成する。なお、上記第3の絶縁膜157上にプラズマTEOS膜などの絶縁膜を堆積した後、上記平坦化処理を行うようにしてもよい。   Next, a planarization process is performed on the third insulating film 157 by a known CMP technique or the like to form a third insulating film 158 shown in FIG. Note that the planarization treatment may be performed after an insulating film such as a plasma TEOS film is deposited over the third insulating film 157.

次に、上記第3の絶縁膜158にエッチング処理を行って、図8に示すように、複数のビアホール154を有する第3の絶縁膜110を形成し、上記第3の絶縁膜110上、及びビアホール154内部に接続プラグ112の材料である金属を堆積させる。そして、上記ビアホール154外の金属を公知のCMP技術などで除去すると、ビアホール154内に接続プラグ112が得られる。この接続プラグ112は配線108,109の金属膜に接続される。   Next, an etching process is performed on the third insulating film 158 to form a third insulating film 110 having a plurality of via holes 154, as shown in FIG. A metal that is a material of the connection plug 112 is deposited inside the via hole 154. Then, when the metal outside the via hole 154 is removed by a known CMP technique or the like, the connection plug 112 is obtained in the via hole 154. The connection plug 112 is connected to the metal film of the wirings 108 and 109.

より詳しくは、上記ビアホール154内にCVD法によりTiN、Wの順にそれぞれ厚さ10nm、厚さ300nmで堆積し、CMP法によりビアホール154外のTiN、W膜を除去する。このとき、上記ビアホール154近傍にはエアギャップ111が形成されていないから、ビアホール154がエアギャップ111と連通することがない。これにより、上記TiNおよびWがエアギャップ111内に入ることがなく、TiNおよびWがエアギャップ111内に入ることによる短絡を防ぐことがでる。   More specifically, TiN and W are deposited in a thickness of 10 nm and 300 nm in this order in the via hole 154 by CVD, respectively, and the TiN and W films outside the via hole 154 are removed by CMP. At this time, since the air gap 111 is not formed near the via hole 154, the via hole 154 does not communicate with the air gap 111. Thus, the TiN and W do not enter the air gap 111, and a short circuit due to the TiN and W entering the air gap 111 can be prevented.

また、上記接続プラグ112の材料はTiN、W以外に、Ag、Au、Al、Cu、Ta、Ruなどを含む通常半導体装置に用いられる材料でもよい。   In addition to TiN and W, the material of the connection plug 112 may be a material normally used for a semiconductor device including Ag, Au, Al, Cu, Ta, Ru, and the like.

次に、図9に示すように、上記第3の絶縁膜110上に配線金属膜113および第4の絶縁膜114をこの順で堆積する。その後、所定の工程を行うと、図1,図2に示す半導体装置が得られる。   Next, as shown in FIG. 9, a wiring metal film 113 and a fourth insulating film 114 are deposited in this order on the third insulating film 110. Thereafter, when a predetermined process is performed, the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2 is obtained.

上記配線金属膜113は、Ti膜113aと、このTi膜113a上に形成されたTiN膜113bと、このTiN膜113b上に形成されたAlCu膜113cと、このAlCu膜113c上に形成されたTiN膜113dとを含んでいる。   The wiring metal film 113 includes a Ti film 113a, a TiN film 113b formed on the Ti film 113a, an AlCu film 113c formed on the TiN film 113b, and a TiN film formed on the AlCu film 113c. And a film 113d.

このように、上記第3の絶縁膜110の第1の領域155内にエアギャップ111が形成されているので、配線部108同士の間の寄生容量を小さくすることができる。   Thus, since the air gap 111 is formed in the first region 155 of the third insulating film 110, the parasitic capacitance between the wiring portions 108 can be reduced.

また、上記第2の領域156の第2アスペクト比が第1の領域の第1アスペクト比よりも小さいので、エアギャップ111が第2の領域156内に形成されるのを防ぐことができる。したがって、上記第2の領域156を定義する側面を有する配線部108,109に接続プラグ112を接続しても、接続プラグ112の材料がエアギャップ111内に入ることがない。よって、上記接続プラグ112の材料がエアギャップ111内に入ることによる短絡を防ぐことができる。   Further, since the second aspect ratio of the second region 156 is smaller than the first aspect ratio of the first region, the air gap 111 can be prevented from being formed in the second region 156. Therefore, even if the connection plug 112 is connected to the wiring portions 108 and 109 having the side surfaces defining the second region 156, the material of the connection plug 112 does not enter the air gap 111. Therefore, a short circuit due to the material of the connection plug 112 entering the air gap 111 can be prevented.

また、上記接続プラグ112は配線部108,109を形成するためのエッチングマスクとして使用されていない。したがって、上記接続プラグ112の形状に沿って配線幅が広がり、配線部108,109同士の間隔が小さくなることにより耐圧が劣化したり短絡が生じたりするのを防ぐことができる。   The connection plug 112 is not used as an etching mask for forming the wiring portions 108 and 109. Therefore, the wiring width increases along the shape of the connection plug 112 and the interval between the wiring portions 108 and 109 is reduced, so that it is possible to prevent the breakdown voltage from being deteriorated or a short circuit from occurring.

また、上記第1の領域155を定義する側面を有する配線部108(例えば図1において右側上部の配線部108が90度曲がった箇所に隣り合う配線部108)の配線部幅を設計で規定された最小配線部幅よりも広くしてもよい。この場合、上記第1の領域155を定義する側面を有する配線部108に接続プラグ112を接続しても、その接続プラグ112を収容するビアホール154のアライメントずれを許容できる幅が確保されており、ビアホール154がエアギャップ111に連通するのを防ぐことができる。よって、上記接続プラグ112の材料がエアギャップ111内に入ることによる短絡を防ぐことができる。   In addition, the width of the wiring portion 108 having a side surface defining the first region 155 (for example, the wiring portion 108 adjacent to the portion where the upper right wiring portion 108 is bent 90 degrees in FIG. 1) is specified by design. The width may be wider than the minimum wiring portion width. In this case, even when the connection plug 112 is connected to the wiring part 108 having the side surface defining the first region 155, a width that allows the misalignment of the via hole 154 that accommodates the connection plug 112 is secured. The via hole 154 can be prevented from communicating with the air gap 111. Therefore, a short circuit due to the material of the connection plug 112 entering the air gap 111 can be prevented.

また、上記第1アスペクト比は1〜5の範囲内としてもよい。この場合、第1の領域155内にエアギャップ111を確実に形成することができる。   The first aspect ratio may be in the range of 1-5. In this case, the air gap 111 can be reliably formed in the first region 155.

また、上記第2アスペクト比は0より大きく4以下の範囲内である。この場合、第2の領域156内にエアギャップ111が形成されるのを確実に防ぐことができる。   The second aspect ratio is in the range of greater than 0 and 4 or less. In this case, it is possible to reliably prevent the air gap 111 from being formed in the second region 156.

(第2実施形態)
以下、図10〜図15を用いて、本発明の第2実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、上記第1実施形態の構成部と同一の構成部については、記第1実施形態の構成部の参照番号を付している。
(Second Embodiment)
A method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the following description, the same components as those of the first embodiment are denoted by reference numerals of the components of the first embodiment.

図10〜図15において、図3〜図5に示した第1実施形態の構成部と同一構成部は、図3〜図5における構成部と同一参照番号を付している。   10 to 15, the same components as those of the first embodiment shown in FIGS. 3 to 5 are denoted by the same reference numerals as the components in FIGS. 3 to 5.

上記製造方法では、上記第1実施形態と同様に、まず、図10に示すように、第1の絶縁膜102が堆積された半導体基板101上に第1の配線金属膜103を堆積し、さらに、第1の配線金属膜103上に第2の絶縁膜104を堆積する。   In the manufacturing method, as in the first embodiment, first, as shown in FIG. 10, the first wiring metal film 103 is deposited on the semiconductor substrate 101 on which the first insulating film 102 is deposited. Then, a second insulating film 104 is deposited on the first wiring metal film 103.

より詳しくは、上記第1の絶縁膜102の一例として600nmのSiO膜が堆積された半導体基板101上に、第1の配線金属膜としてTi、TiN、AlCu、TiNをこの順でそれぞれ厚さ20nm、厚さ30nm、厚さ400nm、厚さ50nmで堆積し、第2の絶縁膜104の一例として厚さ100nmのSiO膜を堆積する。なお、上記第2の絶縁膜104上に反射防止膜などを堆積してもよい。 More specifically, Ti, TiN, AlCu, and TiN are formed in this order as the first wiring metal film on the semiconductor substrate 101 on which a 600 nm SiO 2 film is deposited as an example of the first insulating film 102. Deposition is performed with a thickness of 20 nm, a thickness of 30 nm, a thickness of 400 nm, and a thickness of 50 nm. As an example of the second insulating film 104, a SiO 2 film with a thickness of 100 nm is deposited. Note that an antireflection film or the like may be deposited over the second insulating film 104.

次に、上記第2の絶縁膜104の一部を選択的に公知のエッチング技術で除去して、図11に示す第2の絶縁膜106を得る。この後、エッチング残渣やフォトレジスト105を除去する処理を行ってもよい。   Next, part of the second insulating film 104 is selectively removed by a known etching technique to obtain the second insulating film 106 shown in FIG. Thereafter, a treatment for removing the etching residue and the photoresist 105 may be performed.

次に、上記第2の絶縁膜106をエッチングマスクとして使用し、第1の金属膜103の一部を選択的に公知のエッチング技術で除去すると、図12に示すように、Ti膜108a、TiN膜108b、AlCu膜108c、TiN膜108dおよびSiO膜108eを含む配線108が第1の絶縁膜102上に形成される。この後、エッチング残渣を除去する処理を行ってもよい。 Next, when the second insulating film 106 is used as an etching mask and a part of the first metal film 103 is selectively removed by a known etching technique, as shown in FIG. 12, the Ti film 108a, TiN A wiring 108 including the film 108b, the AlCu film 108c, the TiN film 108d, and the SiO 2 film 108e is formed on the first insulating film 102. Thereafter, a treatment for removing the etching residue may be performed.

次に、図13に示すように、第1の絶縁膜102と配線部108を覆うように反射防止膜117を堆積する。   Next, as shown in FIG. 13, an antireflection film 117 is deposited so as to cover the first insulating film 102 and the wiring portion 108.

より詳しくは、反射防止膜117の一例として有機反射防止膜をスピンコート法により配線部108上で50nmの厚さとなるように堆積することで、第1の絶縁膜102と配線部108を有機反射防止膜で覆う。このとき、上記配線108同士の間には有機反射防止膜が配線部108上より厚く堆積される。   More specifically, as an example of the antireflection film 117, an organic antireflection film is deposited on the wiring portion 108 to have a thickness of 50 nm by spin coating, so that the first insulating film 102 and the wiring portion 108 are organically reflected. Cover with a protective film. At this time, an organic antireflection film is deposited thicker on the wiring portion 108 between the wirings 108.

次に、図14に示すように、上記反射防止膜117の一部をフォトレジスト118で覆った後、フォトレジスト118で覆われていない反射防止膜117および配線部108の上部の絶縁膜108eをエッチングにより選択的に除去する。これにより、上記Ti膜109a、TiN膜109b、AlCu膜109cおよびTiN膜109dを含む配線部109が第1の絶縁膜102上に形成される。   Next, as shown in FIG. 14, after a part of the antireflection film 117 is covered with the photoresist 118, the antireflection film 117 not covered with the photoresist 118 and the insulating film 108 e above the wiring portion 108 are formed. It is selectively removed by etching. As a result, a wiring portion 109 including the Ti film 109a, TiN film 109b, AlCu film 109c, and TiN film 109d is formed on the first insulating film 102.

次に、上記フォトレジスト118および反射防止膜117を除去すると、図15に示すような状態となる。   Next, when the photoresist 118 and the antireflection film 117 are removed, the state shown in FIG. 15 is obtained.

より詳しくは、Oプラズマアッシング処理と薬液処理とによって、フォトレジスト118、反射防止膜117およびエッチング残渣を除去する。 More specifically, the photoresist 118, the antireflection film 117, and the etching residue are removed by O 2 plasma ashing treatment and chemical treatment.

以降、上記第1実施形態と同様に図6の第3の絶縁膜157を堆積することで、配線間に選択的にエアギャップを形成することができる。   Thereafter, by depositing the third insulating film 157 of FIG. 6 as in the first embodiment, an air gap can be selectively formed between the wirings.

このように、本第2実施形態の半導体装置の製造方法を行っても、上記第1実施形態と同様の作用効果が得られる。   As described above, even when the semiconductor device manufacturing method of the second embodiment is performed, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

上記第1,第2実施形態の半導体装置の製造方法は、高速動作可能で微細な半導体装置に係る分野に広く応用することができる。   The manufacturing method of the semiconductor device according to the first and second embodiments can be widely applied to the field related to a fine semiconductor device capable of high-speed operation.

上記第1,第2実施形態では、配線部108の導体膜に接続プラグ112を接続し、かつ、配線部109に接続プラグ112を接続していたが、配線部108の導体膜のいずれにも接続プラグ112が接続されないようにし、かつ、配線部109に接続プラグ112を接続してもよい。あるいは、上記配線部108の導体膜に接続プラグ112を接続し、かつ、配線部109のいずれにも接続プラグ112が接続されないようにしてもよい。   In the first and second embodiments, the connection plug 112 is connected to the conductor film of the wiring portion 108 and the connection plug 112 is connected to the wiring portion 109. The connection plug 112 may be prevented from being connected, and the connection plug 112 may be connected to the wiring portion 109. Alternatively, the connection plug 112 may be connected to the conductor film of the wiring portion 108, and the connection plug 112 may not be connected to any of the wiring portions 109.

図1は本発明の第1実施形態の半導体装置を上方から見た模式図である。FIG. 1 is a schematic view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention as viewed from above. 図2は図1のII−II線から見た模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 図3は上記第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 図4は上記第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 図5は上記第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 図6は上記第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 図7は上記第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 図8は上記第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 図9は上記第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 図10は本発明の第2実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. 図11は上記第2実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of the second embodiment. 図12は上記第2実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of the second embodiment. 図13は上記第2実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 13 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of the second embodiment. 図14は上記第2実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of the second embodiment. 図15は上記第2実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 15 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of the second embodiment. 図16は従来の特許文献1の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 16 is a schematic cross-sectional view for explaining a conventional method for manufacturing a semiconductor device disclosed in Patent Document 1. 図17は上記特許文献1の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 17 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of Patent Document 1. 図18は上記特許文献1の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 18 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of Patent Document 1. 図19は上記特許文献1の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 19 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of Patent Document 1. 図20は上記特許文献1の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 20 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of Patent Document 1. 図21は他の従来の特許文献2の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 21 is a schematic cross-sectional view for explaining another conventional method for manufacturing a semiconductor device of Patent Document 2. In FIG. 図22は上記特許文献2の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 22 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of Patent Document 2. 図23は上記特許文献2の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 23 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of Patent Document 2. 図24は上記特許文献2の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 24 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of Patent Document 2. 図25は上記特許文献2の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 25 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of Patent Document 2. 図26は上記特許文献2の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 26 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of Patent Document 2. 図27は上記特許文献2の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 27 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of Patent Document 2. 図28は上記特許文献2の半導体装置の製造方法を説明するための模式断面図である。FIG. 28 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the semiconductor device of Patent Document 2.

符号の説明Explanation of symbols

101 半導体基板
102 第1の絶縁膜
103 第1の配線金属膜
103a Ti膜
103b TiN膜
103c AlCu膜
103d TiN膜
104 第2の絶縁膜
105 フォトレジスト
106 第2の絶縁膜
107 フォトレジスト
108 配線部
108a Ti膜
108b TiN膜
108c AlCu膜
108d TiN膜
108e SiO
109 配線部
109a Ti膜
109b TiN膜
109c AlCu膜
109d TiN膜
110 第3の絶縁膜
111 エアギャップ
112 接続プラグ
113 第2の配線金属膜
113a Ti膜
113b TiN膜
113c AlCu膜
113d TiN膜
114 第4の絶縁膜
115 配線
115a Ti膜
115b TiN膜
115c AlCu膜
115d TiN膜
115e SiO
116 第5の絶縁膜
117 反射防止膜
118 フォトレジスト
150 MOS電界効果トランジスタ
151 コンタクトプラグ
152 STI
153 ボンディングパッド
154 ビアホール
155 第1の領域
156 第2の領域
157 第3の絶縁膜
158 第3の絶縁膜
101 Semiconductor substrate 102 First insulating film 103 First wiring metal film 103a Ti film 103b TiN film 103c AlCu film 103d TiN film 104 Second insulating film 105 Photoresist 106 Second insulating film 107 Photoresist 108 Wiring part 108a Ti film 108b TiN film 108c AlCu film 108d TiN film 108e SiO 2 film 109 Wiring part 109a Ti film 109b TiN film 109c AlCu film 109d TiN film 110 Third insulating film 111 Air gap 112 Connection plug 113 Second wiring metal film 113a Ti film 113b TiN film 113c AlCu film 113d TiN film 114 fourth insulating film 115 the wiring 115a Ti film 115b TiN film 115c AlCu film 115 d TiN film 115e SiO 2 film 116 fifth insulating film 117 Barrier layer 118 photoresist 0.99 MOS field-effect transistor 151 contact plug 152 STI morphism
153 Bonding pad 154 Via hole 155 First region 156 Second region 157 Third insulating film 158 Third insulating film

Claims (8)

半導体基板と、
上記半導体基板上に形成された第1の絶縁膜と、
上記第1の絶縁膜上に形成された導体膜とこの導体膜の上に形成された第2の絶縁膜とを含むと共に、互いに平行に延びる複数の第1の配線部と、
上記第1の絶縁膜上に形成された導体膜のみから成ると共に、互いに平行に延びる複数の第2の配線部と、
上記第1の配線部および第2の配線部の上面および側面を覆う第3の絶縁膜と、
上記第3の絶縁膜の上面から上記第1の配線部または第2の配線部の導体膜の少なくとも1つに達するビアホールと、
上記ビアホール内に形成され、上記第1の配線部または第2の配線部の導体膜に接続された接続プラグと
を備え、
上記第3の絶縁膜は、
上記複数の第1の配線部の少なくとも1つの側面で定義されて、上記第1の配線部の延びる方向に直交する断面において第1アスペクト比を有する第1の領域と、
上記複数の第1の配線部および第2の配線部の少なくとも1つの側面で定義されて、上記第1の配線部および第2の配線部の延びる方向に直交する断面において上記第1アスペクト比よりも小さな第2アスペクト比を有する第2の領域と
を有し、
上記第1の領域内には閉じられた空間であるエアギャップがあり、かつ、上記第2の領域内には閉じられた空間であるエアギャップがなく、
上記ビアホールおよび上記接続プラグは、上記第2の領域を定義する側面を有する上記第1の配線部または第2の配線部の導体膜に接続されていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
A first insulating film formed on the semiconductor substrate;
A plurality of first wiring portions including a conductor film formed on the first insulating film and a second insulating film formed on the conductor film and extending in parallel with each other;
A plurality of second wiring portions made of only a conductor film formed on the first insulating film and extending in parallel with each other;
A third insulating film covering the top and side surfaces of the first wiring portion and the second wiring portion;
A via hole reaching at least one of the conductor film of the first wiring portion or the second wiring portion from the upper surface of the third insulating film;
A connection plug formed in the via hole and connected to the conductor film of the first wiring portion or the second wiring portion;
The third insulating film is
A first region defined by at least one side surface of the plurality of first wiring portions and having a first aspect ratio in a cross section orthogonal to a direction in which the first wiring portion extends;
Based on the first aspect ratio in a cross section defined by at least one side surface of the plurality of first wiring portions and the second wiring portions and orthogonal to the extending direction of the first wiring portions and the second wiring portions. And a second region having a small second aspect ratio,
There is an air gap that is a closed space in the first region, and there is no air gap that is a closed space in the second region,
The semiconductor device, wherein the via hole and the connection plug are connected to a conductor film of the first wiring portion or the second wiring portion having a side surface defining the second region.
請求項1に記載の半導体装置において、
上記第1の領域を定義する側面を有する上記第1の配線部幅が、上記複数の第1の配線部のうちの最小配線部幅よりも広い配線部の導体膜にビアホールおよび接続プラグが接続されていることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
A via hole and a connection plug are connected to the conductor film of the wiring part having a side surface defining the first region, the first wiring part width being wider than the minimum wiring part width of the plurality of first wiring parts. A semiconductor device which is characterized by being made.
請求項1または2に記載の半導体装置において、
上記第1アスペクト比は1〜5の範囲内であることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1 or 2,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first aspect ratio is in a range of 1 to 5.
請求項1から3までのいずれか一項に記載の半導体装置において、
上記第2アスペクト比は0より大きく4以下であることを特徴とする半導体装置。
In the semiconductor device according to any one of claims 1 to 3,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second aspect ratio is greater than 0 and 4 or less.
半導体基板に堆積された第1の絶縁膜上に形成された導体膜とこの導体膜の上に形成された第2の絶縁膜とを含み、互いに平行に延びる複数の第1の配線部を上記第1の絶縁膜上に形成すると共に、上記第1の絶縁膜上に形成された導体膜のみから成り、互いに平行に延びる複数の第2の配線部を第1の絶縁膜上に形成する工程と、
上記第1の配線部および第2の配線部上に第3の絶縁膜を堆積し、上記第1の配線部および第2の配線部の側面および上面を上記第3の絶縁膜で覆う工程と、
上記第3の絶縁膜の上面から上記第1の配線部または第2の配線部の導体膜の少なくとも1つに達するビアホールを形成する工程と、
上記ビアホール内に、上記第1の配線部または第2の配線部の導体膜に接続される接続プラグを形成する工程と
を備え、
上記第3の絶縁膜は、
上記複数の第1の配線部の少なくとも1つの側面で定義されて、上記第1の配線部の延びる方向に直交する断面において第1アスペクト比を有する第1の領域と、
上記複数の第1の配線部および第2の配線部の少なくとも1つの側面で定義されて、上記第1の配線部および第2の配線部の延びる方向に直交する断面において上記第1アスペクト比よりも小さな第2アスペクト比を有する第2の領域と
を有するように形成し、
また、上記第3の絶縁膜は、上記第1の領域には閉じられた空間であるエアギャップを有するように、上記第2の領域にはエアギャップがないように形成し、
上記ビアホールおよび上記接続プラグは、上記第2の領域を定義する側面を有する上記第1の配線部または第2の配線部に接続されるように形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A plurality of first wiring portions including a conductor film formed on the first insulating film deposited on the semiconductor substrate and a second insulating film formed on the conductor film, and extending in parallel with each other. Forming on the first insulating film a plurality of second wiring portions formed only on the first insulating film and made only of the conductor film and extending in parallel with each other; When,
Depositing a third insulating film on the first wiring portion and the second wiring portion, and covering the side surfaces and the upper surface of the first wiring portion and the second wiring portion with the third insulating film; ,
Forming a via hole that reaches at least one of the conductor film of the first wiring portion or the second wiring portion from the upper surface of the third insulating film;
Forming a connection plug connected to the conductor film of the first wiring portion or the second wiring portion in the via hole,
The third insulating film is
A first region defined by at least one side surface of the plurality of first wiring portions and having a first aspect ratio in a cross section orthogonal to a direction in which the first wiring portion extends;
Based on the first aspect ratio in a cross section defined by at least one side surface of the plurality of first wiring portions and the second wiring portions and orthogonal to the extending direction of the first wiring portions and the second wiring portions. And a second region having a small second aspect ratio,
Further, the third insulating film is formed so that there is no air gap in the second region, so that the first region has an air gap which is a closed space,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the via hole and the connection plug are formed so as to be connected to the first wiring portion or the second wiring portion having a side surface defining the second region.
請求項5に記載の半導体装置の製造方法において、
上記第1の領域を定義する側面を有する上記第1の配線部の配線部幅が、上記複数の第1の配線部のうちの最小配線部幅よりも広く形成した配線部にビアホールおよび接続プラグを接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 5,
A via hole and a connection plug are formed in a wiring part formed so that a wiring part width of the first wiring part having a side surface defining the first region is wider than a minimum wiring part width of the plurality of first wiring parts. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized by comprising:
請求項5または6に記載の半導体装置の製造方法において、
上記第1アスペクト比は1〜5の範囲内であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 5 or 6,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first aspect ratio is in a range of 1 to 5.
請求項5から7までのいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
上記第2アスペクト比は0より大きく4以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to any one of claims 5 to 7,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the second aspect ratio is greater than 0 and 4 or less.
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