JPH01196145A - 配線形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数の配線を同一の配線層から形成する配線形
成方法に関する。

〔発明の概要］ 本発明は、複数の配線を同一の配線層から形成する配線
形成方法において、配線間に有機材料層を埋め込み、上
記配線及び上記有機材料層上に絶縁膜を形成し、その絶
縁膜に該有機材料層表面の一部を露出させる開口部を設
け、上記開口部を介して上記有機材料層を除去すること
により、同一層の配線間の寄生容量の低減を実現するも
のである。

（従来の技術〕 半導体装置に用いられる配線は、その三次元化。

微細化が進められ、寄生容量による遅延が問題となって
きている。

ところで、従来より配線間等を空洞化し、その寄生する
容量の値を小さくする技術が存在する。

このような技術は例えば特公昭４５−７６２４号公報に
も記載されている。また、さらに中空部を配線等に接し
て形成する技術としては、例えば特公昭４０−２２６９
７号公報に記載される技術が存在する。

（発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上述のように半導体装置に用いられる配
線の微細化がさらに進んだ場合、第４図に示す異なる層
間の配線４１．４２間における寄生容量Ｃｖよりもむし
ろ同一層の配線４１．４１或いは配線４２．４２同士の
寄生容量Ｃ１＋が大きくなる傾向にある。第５図は、パ
ターンルールのサイズ（μｍ）とその容量の値の関係を
示す図であり、異層間の容量Ｃｖよりも同層間の寄生容
量Ｃ１１は、パターンルールが小さくなる程太き（なる
ことがわかる。

このような同一層間の配線による寄生容量Ｃ１１を抑え
るために、配線間の領域を空洞化することが考えられる
。しかし、単に空洞化を図った場合には、パンシベーシ
ョン膜等を形成することができず、腐食しやすい配線材
料が露出するという信頼性」二の問題が生ずる。

そこで、本発明は、同一層の配線間の寄生容量の低減を
信頼性の低下もなく実現する配線形成方法を提供するこ
とを目的とする。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、同一層の配線を複数形成する工程と、上記配
線間に該配線間を埋め込む有機材料層を形成する工程と
、上記配線及び上記有機材料層上に絶縁膜を形成し、そ
の絶縁膜に該有機材料層表面の一部を露出させる開口部
を設ける工程と、上記開口部を介して上記有機材料層を
除去する工程とを有する配線形成方法により上述の技術
的な課題を解決する。

ここで、」１記有機材料層としては、近接した配線間に
塗布等により充填することが可能で且つプラズマ処理等
により気化させることが可能な材料を用いることができ
、例えばポリイミド等の材料を用いることができる。上
記有機材料層を除去する工程は、プラズマ処理により行
うことができ、特に酸素プラズマ処理を行った場合では
、」１記有機材料層を酸化して気体として開口部から取
り出すごとが可能となる。また、有機材料層を除去した
後は、上記開口部を絶縁膜等により塞ぐことができる。

〔作用〕

まず、配線間を埋め込む材料層を有機材料層とすること
で、近接した配線間を十分に埋めことができる。そして
、本発明では、そのような有機材料層を形成した後、配
線及び有８月料層上を絶縁膜で被覆し、その絶縁膜に開
口部を形成する。この開口部は、例えば酸素プラズマ処
理等のために用いられ、気化した有機材料を当該開口部
を介して取り出すことができ、その後、開口部を塞ぐの
みで配線間を空洞化したままにすることも可能となる。

〔実施例〕

本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。

本実施例の配線形成方法は、有機材料層とじてポリイミ
ド層を形成し、そのポリイミド層を除去するために酸素
プラズマ処理を行う方法である。

以下、その工程に従って説明する。

（ａ）　　まず、第１図ａに示すよう乙こ、絶縁基体１
上に、同一層の配線層をパターニングして複数の配線２
を形成する。この複数の配線２同士の距離は近接した距
離ではあるが、各配線２間で必ずしも一定の間隔である
ことを要しない。

（ｂ）　　次に、第１図すに示すように、複数の配線２
を形成した全面に有機材料層であるポリイミド層３形成
する。これは塗布することにより可能である。」−記配
線２を完全に被うため、そのポリイミド層３は配線２の
膜厚よりも厚く形成される。

（Ｃ）　　このようなポリイミド層３の形成後、第１図
Ｃに示すように、上記配線２の上面部が露出するまで、
」二記ポリイミド層３をエッチハックする。

（ｄ）　　上記配線２の上面部を露出させた後、第１図
ｄに示すように、全面に絶縁膜としてのシリコン酸化膜
４を積層する。このシリコン酸化膜４の底部は、露出し
た上記配線２の上面部に接すると共に、上記エッチバッ
クされたポリイミド層３にも接する。

次に、全面に形成したシリコン酸化膜４の一部に開口部
５を形成する。この開口部５は、第２図に示すように、
上記ポリイミド層３上に該ポリイミド層３の表面の一部
３ａを露出するように設けられる。なお、この開口部５
の大きさ、形状等は限定されるものではないが、後述す
るように絶縁膜で塞くのに便宜なサイズが好ましい。ま
た、第２図のＩ−１線断面図は第１図ｄに対応したもの
となる。

このような開口部６を形成した後、その開口部５を利用
して、露出しているポリイミド層３を除去する。このポ
リイミド層３の除去は、例えば酸素プラズマ処理によっ
て行うことができる。酸素プラズマ処理を施した場合に
は、上記ポリイミド層３は酸化される。そして、そのポ
リイミド層３を構成した材料は、気体となり、その状態
で上記開口部５から出て行くことになる。このような酸
素プラズマ処理を施すことによって、ポリイミド層３が
形成されていた上記シリコン酸化膜４と絶縁基体１との
間の領域は、空洞化し、その誘電率が４分の工程度に低
いものとなる。

（ｅ）次に、第１図ｅに示すように、全面にバイアスス
パッタ等によりシリコン酸化膜６を堆積する。

この全面に形成したシリコン酸化膜６は上記開口部５を
塞ぎ、従って、配線２同士の間は空洞を保ったまま密封
される。

（ｆ）　　開口部５を寒くためのシリコン酸化膜６を形
成した後、第１図ｆに示すように、例えば再び配線層が
形成され、これがパターニングされて複数の配線７を得
ることができる。この複数の配線７に対しても同様の処
理を行うことで、その配線間を空洞にすることができ、
さらに繰り返して多層の配線構造とすることもできる。

このような配線形成方法によっては、配線２同士の間の
領域は、空洞化され、その誘電率は従来のＸの値にされ
る。このため寄生容量ＣＨを小さくすることができ、配
線遅延を小さくできる。そして、このような寄生容量Ｃ
Ｉ＋の縮小化と同時に本実施例の配線形成方法では、ポ
リイミド層３の除去に用いた開口部５をシリコン酸化膜
６で被覆する。このため素子の信頼性の低下を招くこと
もない。

次に、第３図を参照しながら、他の実施例について説明
する。

本実施例は、上記実施例の変形例であって、絶縁基体１
１上の複数の配線を形成する配線層上に絶縁膜２０を積
層してから、パターニングを行い、複数の配線１２と絶
縁膜２０を形成したものである。

このように複数の配線１２と絶縁膜２０を積層させてパ
ターニングすることで、ポリイミド層１３を配線１２の
膜厚よりも厚く形成することができ、これら絶縁膜２０
及びポリイミド層１３の上部にシリコン酸化膜１４を形
成し、その後、上記ポリイミド層１３を除去することに
より、該ポリイミド層１３が形成されていた部分を空洞
化することができる。

すなわち、本実施例では、ポリイミド層１３のエッチバ
ックの際に配線１２がダメージを受けることもなく、ま
た、本実施例ではポリイミド層１３を厚くできるため、
さらに寄生容量の値を小さくすることが可能となる。

なお、本発明は上述の実施例に限定されることなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。

（発明の効果〕 本発明の配線形成方法は、有機材料層上に形成した絶縁
膜の開口部を用いて有機材料層を除去する。このため、
同一層の配線間での寄生容量を低減させることができ、
また、開口部を寒くことによっては、配線間を空洞化し
たままにすることができ、信頼性を低下させることもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜第１図ｆは本発明の配線形成方法の一例を説
明するためのそれぞれ工程断面図、第２図はその工程中
における配線部分の平面図、第３図は本発明の他の実施
例にかかる断面図、第４図は一般的な多層配線構造の模
式図、第５図は異なる眉間の寄生容量と同じ層間の寄生
容量のパターンルールによる変化を示す特性図である。 １．１１・・・絶縁基体 ２．１２・・・配線 ３．１３・・・ポリイミド層 ４．１４・・・シリコン酸化膜 ５・・・開口部 ６・・・シリコン酸化膜 特許出願人　　　ソニー株式会社 代理人弁理士　小池　晃（他２名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　同一層の配線を複数形成する工程と、 上記配線間に該配線間を埋め込む有機材料層を形成する
   工程と、 上記配線及び上記有機材料層上に絶縁膜を形成し、その
   絶縁膜に該有機材料層表面の一部を露出させる開口部を
   設ける工程と、 上記開口部を介して上記有機材料層を除去する工程とを
   有する配線形成方法。