JP3398524B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3398524B2
JP3398524B2 JP17610095A JP17610095A JP3398524B2 JP 3398524 B2 JP3398524 B2 JP 3398524B2 JP 17610095 A JP17610095 A JP 17610095A JP 17610095 A JP17610095 A JP 17610095A JP 3398524 B2 JP3398524 B2 JP 3398524B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置の製
造方法に関するものであり、特に、半導体装置の配線と
配線との間に空洞を形成して配線間容量を抑制すること
ができる半導体装置の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device which can suppress interwiring capacitance by forming a cavity between wirings of the semiconductor device. The present invention relates to a manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路の素子の微細化に
伴い、素子内、素子間を結ぶ配線の間隔が狭まってき
た。このため、配線間の容量が増加し信号の伝搬速度の
低下を起こす問題が顕在化している。
2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization of elements of semiconductor integrated circuits, the distance between wirings connecting between elements has narrowed. For this reason, the problem that the capacitance between the wirings increases and the signal propagation speed decreases is becoming apparent.

【0003】このために、配線および配線と配線との間
の絶縁膜の形成に配線間容量を低減するための工夫がな
されてきている。その一例として、特開平5−2161
7号公報に配線間の容量を減らすために、配線間に空洞
を形成する方法が開示されている。一般に、配線と配線
との間の絶縁には比誘電率が3.5〜4.0程度のシリ
コン酸化膜や比誘電率が7〜10程度のシリコン窒化膜
が用いられる。そこで、この例は、容量を低減するため
に比誘電率が約1の空洞によって配線間を絶縁するもの
である。
For this reason, various measures have been taken to reduce the inter-wiring capacitance in the formation of the wiring and the insulating film between the wirings. As one example thereof, Japanese Patent Laid-Open No. 5-2161
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-74 discloses a method of forming a cavity between wirings in order to reduce the capacitance between the wirings. Generally, a silicon oxide film having a relative dielectric constant of about 3.5 to 4.0 or a silicon nitride film having a relative dielectric constant of about 7 to 10 is used for insulation between wirings. Therefore, in this example, in order to reduce the capacitance, the wirings are insulated from each other by the cavity having the relative dielectric constant of about 1.

【0004】次に、その配線間に空洞を形成するための
方法を説明する。図17に示すように、半導体基板1上
にシリコン酸化膜2を形成し、そのシリコン酸化膜2上
にアルミ配線3a、3bを形成する。次に、アルミ配線
3a、3bを覆うようにシリコン酸化膜4を形成する。
さらに、SOG(Spin-On-Glass )膜5を塗布後、40
0℃で焼締めを行なう。
Next, a method for forming a cavity between the wirings will be described. As shown in FIG. 17, a silicon oxide film 2 is formed on the semiconductor substrate 1, and aluminum wirings 3 a and 3 b are formed on the silicon oxide film 2. Next, a silicon oxide film 4 is formed so as to cover the aluminum wirings 3a and 3b.
After applying the SOG (Spin-On-Glass) film 5, 40
Tighten at 0 ° C.

【0005】次に、図18に示すように、SOG膜5を
エッチバックし、アルミ配線3a、3b上のシリコン酸
化膜4の表面を露出する。
Next, as shown in FIG. 18, the SOG film 5 is etched back to expose the surface of the silicon oxide film 4 on the aluminum wirings 3a and 3b.

【0006】そして、図19に示すように、さらに全面
にシリコン酸化膜6を形成し、アルミ配線間上のシリコ
ン酸化膜6に所定のマスクによりSOG膜5の表面を露
出するように開孔6aを形成する。
Then, as shown in FIG. 19, a silicon oxide film 6 is further formed on the entire surface, and an opening 6a is formed in the silicon oxide film 6 between the aluminum wirings so that the surface of the SOG film 5 is exposed by a predetermined mask. To form.

【0007】さらに、図20に示すように、全面に所定
の厚さのシリコン酸化膜を形成し異方性エッチングによ
り、シリコン酸化膜側壁7を形成する。このシリコン酸
化膜側壁7によって開孔6aの幅はさらに狭められる。
Further, as shown in FIG. 20, a silicon oxide film having a predetermined thickness is formed on the entire surface, and the silicon oxide film side wall 7 is formed by anisotropic etching. The width of the opening 6a is further narrowed by the side wall 7 of the silicon oxide film.

【0008】次に、図21に示すように、開孔6aから
たとえばフッ酸液を導入し、シリコン酸化膜4、6、7
を残してSOG膜5のみを選択的にエッチング除去す
る。このようにして、アルミ配線3a、3bの間に空洞
8を形成する。
Next, as shown in FIG. 21, a hydrofluoric acid solution, for example, is introduced from the opening 6a to form the silicon oxide films 4, 6, and 7.
Then, only the SOG film 5 is selectively removed by etching. In this way, the cavity 8 is formed between the aluminum wirings 3a and 3b.

【0009】図22に示すように、シリコン酸化膜6上
にさらにシリコン酸化膜9を堆積して開孔6aを塞ぎ、
閉じた空洞8aを形成する。
As shown in FIG. 22, a silicon oxide film 9 is further deposited on the silicon oxide film 6 to close the opening 6a,
Form a closed cavity 8a.

【0010】次に、図23に示すように、シリコン酸化
膜9上にSOG膜10を形成する。以上ようにして、配
線と配線との間に空洞を形成する。
Next, as shown in FIG. 23, an SOG film 10 is formed on the silicon oxide film 9. As described above, a cavity is formed between the wiring.

【0011】一般に、金属配線は高集積化に対応するた
めに最小設計寸法で形成されており、このため、配線間
上に開孔6aを形成するためには、開孔6aの側壁に開
孔幅を狭めるための側壁を形成する必要がある。
In general, the metal wiring is formed in the minimum design size in order to cope with high integration. Therefore, in order to form the opening 6a between the wirings, the opening is formed in the side wall of the opening 6a. It is necessary to form a side wall for narrowing the width.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
配線と配線との間に空洞を形成する際に開孔幅は、通
常、最小設計寸法で形成された配線間隔よりもさらに狭
いため、開孔後に、開孔側壁に側壁をさらに形成して開
孔幅を縮小する必要がある。このため、側壁形成工程が
増えるという問題がある。
As described above,
When forming a cavity between wirings, the opening width is usually narrower than the wiring interval formed with the minimum design dimension. It is necessary to reduce the hole width. Therefore, there is a problem that the number of sidewall forming steps is increased.

【0013】あるいは、側壁形成工程を省略するために
開孔幅を最小設計寸法で形成する場合、配線間隔を広げ
る必要があり半導体装置の領域が広がりウェハ内のチッ
プ数の減少を招く問題がある。
Alternatively, when the opening width is formed with the minimum design dimension in order to omit the side wall forming step, it is necessary to widen the wiring interval, so that the area of the semiconductor device is widened and the number of chips in the wafer is reduced. .

【0014】本発明は、配線と配線との間に空洞を形成
するために、開孔部に側壁を形成する工程を追加するこ
となく、しかも半導体装置の領域を広げることなく、容
易に開孔部を形成し、その開孔部からエッチャントを導
入して配線間膜を選択的に除去して、開孔部を塞ぐこと
により、配線間に空洞を設け、配線間容量が小さく、高
速に動作する半導体装置を得ることができる半導体装置
の製造方法を提供することを目的とする。
According to the present invention, since the cavity is formed between the wirings, the step of forming the side wall in the opening portion is not added, and the area of the semiconductor device is not widened. Part is formed, an etchant is introduced from the opening to selectively remove the inter-wiring film, and the opening is closed to form a cavity between the wirings, resulting in a small inter-wiring capacitance and high-speed operation. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can obtain the semiconductor device according to the present invention.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項1に記載の半導体装置の製造方法によれば、半導体基
板の主表面上に絶縁膜を形成する。絶縁膜上に、所定の
間隔をおいて配された複数本の配線を形成する。絶縁膜
上に、配線の間を埋めるように絶縁膜とはエッチング特
性が異なる配線間膜を形成する。配線上および配線間膜
上に、配線間膜とはエッチング特性が異なる第1の層間
膜を形成する。配線表面の一部および配線間膜表面の一
部を配線と配線間膜との境界部を介して連続して露出す
るように第1の層間膜に開孔部を形成する。開孔部か
ら、配線間膜のエッチングレートが第1の層間膜および
絶縁膜のエッチングレートよりも速いエッチング条件に
より、配線間膜を選択的にエッチング除去し、配線、絶
縁膜および第1の層間膜によって囲まれた領域に空洞を
形成する。境界部を介して、連続して露出された配線表
面の一部および配線間膜表面の一部を含む第1の層間膜
上に第2の層間膜を形成して開孔部を塞ぐ。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the first aspect for achieving the above object, an insulating film is formed on the main surface of a semiconductor substrate. A plurality of wirings arranged at a predetermined interval are formed on the insulating film. An inter-wiring film having etching characteristics different from those of the insulating film is formed on the insulating film so as to fill the space between the wirings. A first interlayer film having an etching characteristic different from that of the inter-wiring film is formed on the wiring and the inter-wiring film. An opening is formed in the first interlayer film so that a part of the wiring surface and a part of the inter-wiring film surface are continuously exposed through the boundary between the wiring and the inter-wiring film. The inter-wiring film is selectively etched and removed from the opening portion under etching conditions in which the etching rate of the inter-wiring film is faster than the etching rates of the first interlayer film and the insulating film. A cavity is formed in the area surrounded by the film. A second interlayer film is formed on the first interlayer film including a part of the surface of the wiring and a part of the surface of the inter-wiring film which are continuously exposed through the boundary portion to close the opening.

【0016】このため、従来のように、配線間膜上に最
小設計寸法で開孔してさらに開孔部を狭めるような工程
を追加することなく、また、配線間隔を広げることもな
く、配線間膜の表面の一部を露出することができる。さ
らに、開孔部のマスクずれを起こしたとしても、そのず
れが最小設計寸法以下なので、配線間膜の表面を精度よ
く露出することができる。
Therefore, unlike the prior art, there is no need to add a step of forming a hole on the inter-wiring film with a minimum design dimension to further narrow the opening portion, and without widening the wiring interval, A portion of the surface of the mesentery can be exposed. Further, even if the mask displacement of the opening portion occurs, the displacement is equal to or smaller than the minimum design dimension, so that the surface of the inter-wiring film can be accurately exposed.

【0017】そして、この配線間膜の表面の一部から配
線間膜を選択的にエッチング除去した後、この開孔部を
塞ぐことによって、配線、絶縁膜および第1の層間膜に
よって囲まれた領域に空洞を形成するので、配線間容量
を下げることができる。
Then, after selectively removing the inter-wiring film from a part of the surface of the inter-wiring film by etching, the opening is closed to be surrounded by the wiring, the insulating film and the first interlayer film. Since the cavity is formed in the region, the inter-wiring capacitance can be reduced.

【0018】本発明の請求項2に記載の半導体装置の製
造方法によれば、配線を挟んで両側に位置する配線間膜
の表面の一部および配線表面の一部を境界部を介して連
続して露出するように第1の層間膜に開孔部を形成す
る。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the second aspect of the present invention, a part of the surface of the inter-wiring film located on both sides of the wiring and a part of the wiring surface are continuous through the boundary portion. Then, an opening is formed in the first interlayer film so as to be exposed.

【0019】このため、開孔部を狭めるような工程を追
加することなく、かつ配線の幅よりも広い寸法で開孔し
て配線間膜を選択的にエッチングするための配線間膜の
表面を露出することができる。また、1つの開孔部にお
いて配線を挟んで両側の配線間膜の表面を露出するので
効率よく選択的に配線間膜をエッチング除去することが
できる。
Therefore, the surface of the inter-wiring film for selectively etching the inter-wiring film by opening a hole having a size larger than the width of the wiring without adding a step of narrowing the opening is formed. Can be exposed. Further, since the surfaces of the inter-wiring films on both sides of the wiring are sandwiched in one opening, the inter-wiring films can be efficiently and selectively removed by etching.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】第1の実施の形態を図を用いて工
程を追って説明する。図1に示すように、半導体基板1
00の主表面のメモリセル部101に、ゲート電極10
4を備えたトランジスタと、このトランジスタに接続さ
れたキャパシタ下部電極106とキャパシタ上部電極1
07を有するキャパシタを含む半導体素子を形成し、周
辺回路部102に、周辺回路素子(図示せず)を形成し
た後、これらの素子を覆うように減圧化学気相成長法に
よりシリコン酸化膜110を形成する。その後、第1の
金属配線111を形成する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment will be described step by step with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the semiconductor substrate 1
Of the gate electrode 10 on the memory cell portion 101 on the main surface of
And a capacitor lower electrode 106 and a capacitor upper electrode 1 connected to the transistor.
After forming a semiconductor element including a capacitor having 07 and forming peripheral circuit elements (not shown) in the peripheral circuit section 102, a silicon oxide film 110 is formed by a low pressure chemical vapor deposition method so as to cover these elements. Form. Then, the first metal wiring 111 is formed.

【0021】次に、図2に示すように、シリコン酸化膜
110上および第1の金属配線111上に配線間膜とし
てシリコン窒化膜112を形成する。この後、図3に示
すように、シリコン窒化膜112をエッチバックするこ
とによって第1の金属配線111の上面を露出し、第1
の金属配線111間にのみシリコン窒化膜112を残
す。
Next, as shown in FIG. 2, a silicon nitride film 112 is formed as an inter-wiring film on the silicon oxide film 110 and the first metal wiring 111. Then, as shown in FIG. 3, the silicon nitride film 112 is etched back to expose the upper surface of the first metal wiring 111, and the first metal wiring 111 is exposed.
The silicon nitride film 112 is left only between the metal wirings 111.

【0022】さらに、図4に示すように、第1の金属配
線111の上面およびシリコン窒化膜112の上にシリ
コン酸化膜114を形成する。シリコン酸化膜114の
膜厚は、後の工程において、第2の金属配線を形成する
際、良好に写真製版を行なうのに下地の段差を軽減する
必要があるため5000Å以下であることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 4, a silicon oxide film 114 is formed on the upper surface of the first metal wiring 111 and the silicon nitride film 112. The film thickness of the silicon oxide film 114 is preferably 5000 Å or less because it is necessary to reduce the step difference of the base in order to favorably perform photolithography when forming the second metal wiring in a later step.

【0023】そして、図5に示すように、シリコン窒化
膜の表面の一部と配線の表面の一部を境界部102を介
して連続して露出するように、シリコン酸化膜114に
開孔部115を形成する。図13または図14は、この
開孔部115を上から見たものである。図5は、A−
A′またはB−B′における断面図を示す。なお、シリ
コン窒化膜112の露出した表面の一部121の幅は1
μm以下であることが好ましい。また、配線方向の長さ
は任意の長さでよい。
Then, as shown in FIG. 5, an opening is formed in the silicon oxide film 114 so that a part of the surface of the silicon nitride film and a part of the surface of the wiring are continuously exposed through the boundary part 102. 115 is formed. 13 or 14 is a top view of the opening 115. FIG. 5 shows A-
A sectional view taken along line A'or BB 'is shown. The width of the exposed part 121 of the silicon nitride film 112 is 1
It is preferably μm or less. The length in the wiring direction may be any length.

【0024】次に、図6に示すように、エッチャントと
してリン酸を開孔部115から導入することにより、シ
リコン窒化膜112の表面の一部121がエッチングさ
れ、徐々にシリコン窒化膜112が除去される。
Next, as shown in FIG. 6, by introducing phosphoric acid as an etchant through the opening 115, a part 121 of the surface of the silicon nitride film 112 is etched and the silicon nitride film 112 is gradually removed. To be done.

【0025】これは、リン酸に対するシリコン窒化膜1
12のエッチング速度がシリコン酸化膜114、110
のエッチング速度および第1の金属配線111のエッチ
ング速度よりも速いために、シリコン酸化膜114、1
10および第1の金属配線111を残して、シリコン窒
化膜112をエッチングすることができるからである。
This is a silicon nitride film 1 for phosphoric acid.
12 has an etching rate of silicon oxide films 114 and 110.
Of the silicon oxide film 114, 1 because the etching rate of the first metal wiring 111 is higher than that of the first metal wiring 111.
This is because the silicon nitride film 112 can be etched while leaving 10 and the first metal wiring 111.

【0026】このようにして、第1の金属配線111と
シリコン酸化膜114、110とによって囲まれた領域
に空洞117を形成することができる。
In this way, the cavity 117 can be formed in the region surrounded by the first metal wiring 111 and the silicon oxide films 114 and 110.

【0027】この後、図7に示すように、シリコン酸化
膜114上にさらにシリコン酸化膜119を堆積する。
微細開孔部121a近傍は途中までシリコン酸化膜11
9によって充填されるが、シリコン酸化膜119を堆積
している間に、微細開孔部121a近傍のシリコン酸化
膜114および第1の配線111に徐々に堆積するシリ
コン酸化膜119によって両側から塞がれるので、一旦
塞がれるとそれ以上充填されることはない。
Thereafter, as shown in FIG. 7, a silicon oxide film 119 is further deposited on the silicon oxide film 114.
The silicon oxide film 11 is partially formed in the vicinity of the fine opening 121a.
9 is filled with silicon oxide film 119, but while the silicon oxide film 119 is being deposited, the silicon oxide film 114 in the vicinity of the fine opening 121a and the silicon oxide film 119 gradually deposited on the first wiring 111 closes the silicon oxide film 119 from both sides. Once filled, it will not be filled any further.

【0028】シリコン酸化膜119を形成した後、第1
の配線と接続するためのスルーホール116を形成す
る。そして、図8に示すように、シリコン酸化膜119
上に第2の金属配線118を形成する。
After forming the silicon oxide film 119, the first
A through hole 116 for connecting to the wiring is formed. Then, as shown in FIG.
A second metal wiring 118 is formed on top.

【0029】次に、第2の実施の形態を説明する。図1
までは、第1の実施の形態と同じである。次に、図9に
示すように、シリコン酸化膜110および第1の金属配
線111上に常圧式化学気相成長法またはプラズマ式化
学気相成長法によってTEOS(Tetra-Ethyl-Ortho-Si
licateglass )系シリコン酸化膜113を形成する。こ
のTEOS系シリコン酸化膜113は不純物として、ボ
ロンとリンを含んだTEOS系BPSG膜でもよい。
Next, a second embodiment will be described. Figure 1
Up to the above, it is the same as that of the first embodiment. Next, as shown in FIG. 9, TEOS (Tetra-Ethyl-Ortho-Si) is formed on the silicon oxide film 110 and the first metal wiring 111 by atmospheric pressure chemical vapor deposition or plasma chemical vapor deposition.
licateglass) type silicon oxide film 113 is formed. The TEOS-based silicon oxide film 113 may be a TEOS-based BPSG film containing boron and phosphorus as impurities.

【0030】その後、図10に示すように、TEOS系
シリコン酸化膜113をエッチバックすることによっ
て、第1の金属配線111の上面を露出し、第1の金属
配線間にのみTEOS系シリコン酸化膜113を残す。
Thereafter, as shown in FIG. 10, the TEOS based silicon oxide film 113 is etched back to expose the upper surface of the first metal wiring 111, and the TEOS based silicon oxide film is provided only between the first metal wirings. Leave 113.

【0031】次に、図11に示すように、第1の金属配
線111の上面およびTEOS系シリコン酸化膜113
の上に、プラズマ式化学気相成長法によってシリコン酸
化膜114を形成する。このシリコン酸化膜114の膜
厚は、第1の実施の形態と同じ理由により5000Å以
下であることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 11, the upper surface of the first metal wiring 111 and the TEOS type silicon oxide film 113.
A silicon oxide film 114 is formed thereon by plasma-enhanced chemical vapor deposition. The film thickness of the silicon oxide film 114 is preferably 5000 Å or less for the same reason as in the first embodiment.

【0032】そして、図12に示すように、TEOS系
シリコン酸化膜の表面の一部と配線の表面の一部を境界
部120を介して連続して露出するように、シリコン酸
化膜114に開孔部115を形成する。開孔部115の
形状、幅は第1の実施の形態と同じである。
Then, as shown in FIG. 12, a part of the surface of the TEOS-based silicon oxide film and a part of the surface of the wiring are exposed in the silicon oxide film 114 so as to be continuously exposed through the boundary portion 120. The hole 115 is formed. The shape and width of the opening 115 are the same as those in the first embodiment.

【0033】次に図6に示すように、エッチャントとし
てフッ酸の蒸気を開孔部115から導入することによっ
て、TEOS系シリコン酸化膜113の表面の一部12
1がエッチングされ、TEOS系シリコン酸化膜113
が除去される。
Next, as shown in FIG. 6, a part of the surface 12 of the TEOS type silicon oxide film 113 is introduced by introducing hydrofluoric acid vapor as an etchant through the opening 115.
1 is etched to form a TEOS-based silicon oxide film 113
Are removed.

【0034】これは、フッ酸の蒸気に対するTEOS系
シリコン酸化膜113のエッチング速度が、シリコン酸
化膜114、110のエッチング速度よりも速いことと
第1の金属配線111はフッ酸の蒸気によってエッチン
グされないことにより、シリコン酸化膜114、110
および第1の金属配線111を残して、TEOS系シリ
コン酸化膜112をエッチングすることができるからで
ある。
This is because the etching rate of the TEOS type silicon oxide film 113 with respect to the vapor of hydrofluoric acid is higher than the etching rate of the silicon oxide films 114 and 110, and the first metal wiring 111 is not etched by the vapor of hydrofluoric acid. As a result, the silicon oxide films 114 and 110
This is because the TEOS-based silicon oxide film 112 can be etched while leaving the first metal wiring 111.

【0035】このようにして、第1の金属配線111と
シリコン酸化膜114、110とによって囲まれた領域
に空洞117を形成することができる。
In this way, the cavity 117 can be formed in the region surrounded by the first metal wiring 111 and the silicon oxide films 114 and 110.

【0036】この後の工程は、第1の実施の形態で説明
したように、図7に示すように、シリコン酸化膜119
を堆積して開孔部115を塞ぎ、図8に示すように、シ
リコン酸化膜119の上に第2の金属配線118を形成
する。
In the subsequent steps, as described in the first embodiment, as shown in FIG. 7, the silicon oxide film 119 is formed.
Is deposited to close the opening 115 and a second metal wiring 118 is formed on the silicon oxide film 119, as shown in FIG.

【0037】上記第1の実施の形態では、絶縁膜11
0、114がシリコン酸化膜、配線間膜112がシリコ
ン窒化膜およびエッチャントがリン酸の例を示し、第2
の実施の形態では、絶縁膜110、114がシリコン酸
化膜、配線間膜113がTEOS系酸化膜およびエッチ
ャントがフッ酸の蒸気の例を示したが、エッチャントに
対して配線間膜112のエッチングレートが絶縁膜11
0、114より速い材料であれば上記例に限らず適用す
ることが可能である。
In the first embodiment, the insulating film 11 is used.
0 and 114 are silicon oxide films, the inter-wiring film 112 is a silicon nitride film, and the etchant is phosphoric acid.
In the embodiment described above, the insulating films 110 and 114 are silicon oxide films, the inter-wiring film 113 is a TEOS-based oxide film, and the etchant is hydrofluoric acid vapor. However, the etching rate of the inter-wiring film 112 is higher than that of the etchant. Is the insulating film 11
As long as the material is faster than 0 or 114, the material is not limited to the above example and can be applied.

【0038】開孔部115の上面形状は、図13あるい
は図14で示したような上面形状の他に、図15あるい
は図16で示した形状のものでもよく、第1の金属配線
111の表面の一部とシリコン酸化膜112の表面の一
部とを境界部120を介して連続して露出するような開
孔部であれば第1の実施の形態または第2の実施の形態
で示した方法により第1の配線間に空洞を形成すること
ができる。
The top surface shape of the opening 115 may be the shape shown in FIG. 15 or 16 in addition to the top surface shape as shown in FIG. 13 or 14, and the surface of the first metal wiring 111 may be formed. In the first embodiment or the second embodiment, as long as it is an opening portion that exposes a part of the above and a part of the surface of the silicon oxide film 112 continuously through the boundary portion 120. The method can form a cavity between the first wirings.

【0039】以上説明したように、本発明の半導体装置
の製造方法によれば、配線と配線との間の配線間膜にエ
ッチャントを導入する開孔部を最小設計寸法にとらわれ
ず、しかも開孔幅を縮めるような余分な工程を追加する
ことなく容易に形成することができる。
As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the opening for introducing the etchant into the inter-wiring film between the wirings is not restricted to the minimum design size, and the opening is not restricted. It can be easily formed without adding an extra step of reducing the width.

【0040】さらに、エッチャントをこの開孔部から導
入することによって配線間の配線間膜を選択的にエッチ
ングして、開孔部を塞ぐことにより空洞を形成し配線間
容量が低く高速動作に対応し得る半導体装置を得ること
ができる。
Further, by introducing an etchant through the opening, the inter-wiring film between the wirings is selectively etched, and by closing the opening, a cavity is formed, and the inter-wiring capacitance is low and high speed operation is possible. It is possible to obtain a possible semiconductor device.

【0041】以上、今回開示された実施の形態はすべて
の点で例示であって制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は上記で説明した範囲ではな
くて、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲
と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる
ことが意図される。
As described above, the embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the scope described above but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明の請求項1に記載の半導体装置の
製造方法によれば、配線間膜を選択的にエッチングする
ための開孔部を、配線間膜の表面の一部から境界部を介
して配線の表面の一部へ連続して露出するように形成す
るので、開孔部を狭めるような工程を付加したり、配線
間隔を広げる必要がない。また、マスクずれによって開
孔部がずれたとしてもそのずれは最小設計寸法以下なの
で、配線間膜の表面を精度よく露出することができる。
そして、この配線間膜の表面の一部から選択的に配線間
膜をエッチング除去した後、この開孔部を塞ぎ、配線間
に空洞を形成することによって配線間容量を下げること
ができるので、半導体装置の速度低下抑制を図ることが
でき、安定した動作を行なう半導体装置を提供すること
ができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect of the present invention, the opening for selectively etching the interwiring film is provided with a boundary portion from a part of the surface of the interwiring film. Since it is formed so as to be continuously exposed to a part of the surface of the wiring through the, it is not necessary to add a step of narrowing the opening portion or to widen the wiring interval. Further, even if the aperture portion is displaced due to the mask displacement, the displacement is equal to or smaller than the minimum design dimension, so that the surface of the inter-wiring film can be exposed with high accuracy.
Then, after selectively removing the inter-wiring film from a part of the surface of the inter-wiring film by etching, the opening portion is closed, and the inter-wiring capacitance can be reduced by forming a cavity between the wirings. A reduction in speed of the semiconductor device can be suppressed, and a semiconductor device that operates stably can be provided.

【0043】さらに、請求項2に記載の製造方法におい
て、このような開孔部を配線を挟んでその両側に位置す
る配線間膜の表面の一部を露出するように形成するの
で、効率よく配線間膜をエッチング除去することができ
る。その後、配線間に空洞を形成し、配線間容量を下げ
ることができるので、半導体装置の速度低下を抑えた安
定性の高い半導体装置を提供することができる。
Further, in the manufacturing method according to the second aspect of the invention, such an opening is formed so as to expose a part of the surface of the inter-wiring film located on both sides of the wiring with the wiring interposed therebetween, so that it is efficient. The inter-wiring film can be removed by etching. After that, a void can be formed between the wirings and the capacitance between the wirings can be reduced, so that it is possible to provide a highly stable semiconductor device in which the speed reduction of the semiconductor device is suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の1工程を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a step of a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示した工程の後に行なわれる工程を示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.

【図3】 図2に示した工程の後に行なわれる工程を示
す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.

【図4】 図3に示した工程の後に行なわれる工程を示
す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.

【図5】 図4に示した工程の後に行なわれる工程を示
す断面図である。
5 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.

【図6】 図5に示した工程の後に行なわれる工程を示
す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.

【図7】 図6に示した工程の後に行なわれる工程を示
す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.

【図8】 図1〜図7の工程を経て得られた半導体装置
の断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor device obtained through the steps of FIGS.

【図9】 本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の1工程を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a step of a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図10】 図9に示した工程の後に行なわれる工程を
示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.

【図11】 図10に示した工程の後に行なわれる工程
を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.

【図12】 図11に示した工程の後に行なわれる工程
を示す断面図である。
12 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.

【図13】 本発明の第1または第2の実施の形態に係
る開孔部の形状の第1の例を示す上面図である。
FIG. 13 is a top view showing a first example of the shape of the opening according to the first or second embodiment of the invention.

【図14】 本発明の第1または第2の実施の形態に係
る開孔部の形状の第2の例を示す上面図である。
FIG. 14 is a top view showing a second example of the shape of the opening according to the first or second embodiment of the invention.

【図15】 本発明の第1または第2の実施の形態に係
る開孔部の形状の第3の例を示す上面図である。
FIG. 15 is a top view showing a third example of the shape of the opening according to the first or second embodiment of the invention.

【図16】 本発明の第1または第2の実施の形態に係
る開孔部の形状の第4の例を示す上面図である。
FIG. 16 is a top view showing a fourth example of the shape of the opening according to the first or second embodiment of the invention.

【図17】 従来の半導体装置の製造方法の1工程を示
す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing one step of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図18】 図17に示した工程の後に行なわれる工程
を示す断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 17.

【図19】 図18に示した工程の後に行なわれる工程
を示す断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.

【図20】 図19に示した工程の後に行なわれる工程
を示す断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.

【図21】 図20に示した工程の後に行なわれる工程
を示す断面図である。
21 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.

【図22】 図21に示した工程の後に行なわれる工程
を示す断面図である。
22 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG.

【図23】 図17〜図22の工程を経て得られた半導
体装置の断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view of a semiconductor device obtained through the steps of FIGS.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

111 第1の金属配線、112 シリコン窒化膜、1
13 TEOS系シリコン酸化膜、114 シリコン酸
化膜、115、116 開孔部、117 空洞、118
第2の金属配線、119 シリコン酸化膜、120
境界部、121シリコン窒化膜の表面の一部、122
TEOS系シリコン酸化膜の表面の一部、121a 微
細開孔部。
111 first metal wiring, 112 silicon nitride film, 1
13 TEOS-based silicon oxide film, 114 silicon oxide film, 115, 116 apertures, 117 cavities, 118
Second metal wiring, 119 silicon oxide film, 120
Boundary part, 121 Part of the surface of the silicon nitride film, 122
A part of the surface of the TEOS-based silicon oxide film, 121a fine opening.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3205 H01L 21/321 H01L 21/3213 H01L 21/768 Front page continuation (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/3205 H01L 21/321 H01L 21/3213 H01L 21/768

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板の主表面上に絶縁膜を形成す
る工程と、 前記絶縁膜上に、所定の間隔をおいて配された複数本の
配線を形成する工程と、 前記絶縁膜上に、前記配線の間を埋めるように前記絶縁
膜とはエッチング特性が異なる配線間膜を形成する工程
と、 前記配線上および前記配線間膜上に、前記配線間膜とは
エッチング特性が異なる第1の層間膜を形成する工程
と、 前記配線表面の一部および前記配線間膜表面の一部を前
記配線と前記配線間膜との境界部を介して連続して露出
するように前記第1の層間膜に開孔部を形成する工程
と、 前記開孔部から、前記配線間膜のエッチングレートが前
記第1の層間膜および前記絶縁膜のエッチングレートよ
りも速いエッチング条件により、前記配線間膜を選択的
にエッチング除去し、前記配線、前記絶縁膜および前記
第1の層間膜によって囲まれた領域に空洞を形成する工
程と、 前記境界部を介して連続して露出された前記配線表面の
一部および前記配線間膜表面の一部を含む前記第1の層
間膜上に第2の層間膜を形成して前記開孔部を塞ぐ工程
とを備えた半導体装置の製造方法。
1. A step of forming an insulating film on a main surface of a semiconductor substrate, a step of forming a plurality of wirings arranged at a predetermined interval on the insulating film, and a step of forming on the insulating film. A step of forming an inter-wiring film having an etching characteristic different from that of the insulating film so as to fill a space between the wirings; and a first etching characteristic different from that of the inter-wiring film on the wiring and the inter-wiring film. And a step of forming a part of the surface of the wiring and a part of the surface of the inter-wiring film through the boundary between the wiring and the inter-wiring film. The step of forming an opening in the interlayer film; and the step of forming an opening in the opening between the wiring film by an etching condition in which the etching rate of the wiring film is faster than the etching rates of the first interlayer film and the insulating film. Is selectively removed by etching, A step of forming a cavity in a region surrounded by a line, the insulating film and the first interlayer film, and a part of the wiring surface and the inter-wiring film surface which are continuously exposed through the boundary portion. And a step of forming a second interlayer film on the first interlayer film including a part of the first interlayer film to close the opening portion.
【請求項2】 前記配線を挟んで両側に位置する前記配
線間膜の表面の一部および前記配線表面の一部を前記境
界部を介して連続して露出するように、前記第1の層間
膜に開孔部を形成する工程を含む請求項1に記載の半導
体装置の製造方法。
2. The first interlayer so that a part of the surface of the inter-wiring film and a part of the wiring surface located on both sides of the wiring are continuously exposed through the boundary portion. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of forming an opening in the film.
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