JPH10173047A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 層間絶縁膜の容量の低減効果を損なうことな
く、良好な熱伝導により、配線中で発生した熱を外部に
放熱することができる半導体装置を得る。 【解決手段】 この半導体装置は、半導体基板１上の層
間絶縁膜２上に形成された金属配線３と、その上に積層
された上敷低誘電率膜４と、熱伝導薄膜５を挟んで金属
配線３の側面に隣接する、半導体基板１上に形成された
低誘電率層間膜６と、上敷低誘電率膜４、熱伝導薄膜５
及び低誘電率層間膜６上に形成された熱伝導層間膜７を
備えており、上敷低誘電率膜４及び低誘電率層間膜６は
熱伝導薄膜５及び熱伝導層間膜７よりも低い比誘電率を
有し、一方、熱伝導薄膜５及び熱伝導層間膜７は上敷低
誘電率膜４及び低誘電率層間膜６よりも高い熱伝導率を
有しているので、層間絶縁膜容量の低減効果を損なうこ
となく、金属配線３中で発生した熱を熱伝導薄膜５及び
熱伝導層間膜７を通じて放熱することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は半導体装置及びそ
の製造方法に関し、特に層間絶縁膜の構造とその形成方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスにおける微細加工技術の
発展にはめざましいものがあり、近年においては、０．
３μｍ以下の超微細加工を可能にしている。このような
半導体デバイスの微細化に伴い、デバイス性能を左右す
る新たな問題点として、層間絶縁膜の容量及び配線抵抗
に起因した配線伝達速度の遅延である、いわゆるＲＣ配
線遅延が持ち上がってきている。

【０００３】この問題を解決するため、低い比誘電率を
有する絶縁体の適用が盛んに検討されている。従来は、
層間絶縁膜の材料としてはシリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）
が幅広く使用されていた。しかし、このシリコン酸化膜
の比誘電率は３．９であり、０．３μｍ以下の微細加工
を行うには、この値以下の比誘電率を有する絶縁材料が
必要とされる。

【０００４】そこで、現在、上記のような低い比誘電率
を有する絶縁材料として、例えば、水素化シルセスキオ
キサン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロ
エチレン等のフッ素樹脂膜、又は、フッ化アモルファス
カーボン膜が検討されている。

【０００５】以下に、低い比誘電率を有する絶縁材料を
層間絶縁膜として用いた、従来の半導体装置の一例を、
図９及び図１０に基づいて説明する。

【０００６】図９は従来の半導体装置の構造を示す要部
断面図であり、図９において、１は、例えばシリコン基
板からなる半導体基板本体と、その上に形成された半導
体素子とを有する半導体基板、２は半導体基板１上に形
成された、例えば、シリコン酸化膜からなる層間絶縁
膜、３は層間絶縁膜２上に形成された、例えば、アルミ
膜、又は窒化チタン膜／アルミ膜の積層膜からなる金属
配線である。

【０００７】１２は、一般的な層間絶縁膜材料であるシ
リコン酸化膜の比誘電率３．９よりも低い比誘電率を有
する、金属配線３を覆うように積層された低誘電率層間
膜であり、例えば、水素化シルセスキオキサン、有機系
シルセスキオキサン、ポリテトラフロロエチレン等のフ
ッ素樹脂膜、又はフッ化アモルファスカーボン膜により
形成されており、１３はこの低誘電率層間膜１２上に形
成されたシリコン酸化膜である。

【０００８】８はシリコン酸化膜１３上に形成された、
アルミ膜、又は窒化チタン膜／アルミ膜の積層膜からな
る上層金属配線であり、低誘電率層間膜１２及びシリコ
ン酸化膜１３を貫通するように形成された、金属配線３
表面に開口する接続孔９を介して、金属配線３に電気的
に接続されている。

【０００９】つぎに、このように構成された従来の半導
体装置の製造方法について図１０を用いて説明する。図
１０は従来の半導体装置の製造方法を工程順に示した要
部断面図である。

【００１０】まず、図１０（ａ）に示されるように、例
えばシリコン基板からなる半導体基板本体と、その上に
形成された半導体素子とを有する半導体基板１上の、例
えばシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜２上に導電膜３
ａを形成する。ここで、導電膜３ａは、例えばスパッタ
法を用いて形成された、アルミ膜又は窒化チタン膜／ア
ルミ膜の積層膜からなる金属膜である。

【００１１】次に、図１０（ｂ）に示すように、例えば
リソグラフィー及び反応性イオンエッチングにより、上
記金属膜３ａを所望の配線形状にパターニングし金属配
線３を形成する。

【００１２】次に、図１０（ｃ）に示すように、金属配
線３を覆うように、半導体基板１上に比誘電率が３．９
よりも低い低誘電率層間膜１２を形成する。ここで、低
誘電率層間膜１２は、例えば、水素化シルセスキオキサ
ン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロエチ
レン等のフッ素樹脂膜、又はフッ化アモルファスカーボ
ン膜である。

【００１３】ここで、具体的には、水素化シルセスキオ
キサン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロ
エチレン等のフッ素樹脂膜は、適当な溶剤を用いたスピ
ンコート法により半導体基板１上に成膜し、更に適当な
熱処理を行うことで、比誘電率が３．９よりも低い所望
の膜質を有する膜となる。

【００１４】一方、フッ化アモルファスカーボン膜は、
プラズマＣＶＤ（化学気相成長：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖ
ａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成す
る。具体的には、例えば、ＥＣＲ（電子スピン共鳴：Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎ
ｃｅ）−ＣＶＤ法により、ＣＦ₄、Ｃ₄Ｆ₈等のフロロカ
ーボンガス、又はそれに水素若しくはＣ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₄等
のハイドロカーボンガスを添加したガスを原料ガスとし
て、半導体基板１上に形成する。

【００１５】次に、図１０（ｄ）に示すように、低誘電
率層間膜１２上にシリコン酸化膜１３を形成する。ここ
で、シリコン酸化膜１３は、例えばプラズマＣＶＤ法を
用いて形成する。

【００１６】具体的には、容量結合型平行平板電極プラ
ズマＣＶＤ装置を用い、原料ガスとして、シラン（Ｓｉ
Ｈ₄）及び亜酸化窒素（Ｎ₂Ｏ）、又はＴＥＯＳ（Ｔｅｔ
ｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）及び酸素を用い、反応
室の圧力を０．５〜１０Ｔｏｒｒ程度に調整し、１３．
５６ＭＨｚの高周波を６００Ｗ印可することで発生する
プラズマにより、上記シリコン酸化膜を形成する。ここ
で、シリコン基板本体は４００℃前後の温度に保持され
ている。

【００１７】その後、通常の写真製版技術を用い、所望
の位置に低誘電率層間膜１２及びシリコン酸化膜１３を
貫通するように形成された、金属配線３表面に開口する
接続孔９を形成する。

【００１８】次に、この接続孔９の内部を含む半導体基
板１上の全面に、アルミ膜、又は窒化チタン膜／アルミ
膜の積層膜からなる金属膜を形成し、さらに、通常の写
真製版技術を用い、この金属膜を所望の配線形状にパタ
ーニングして、上記金属配線３に電気的に接続される上
層金属配線８を形成し、図９に示す半導体装置を得る。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、このような
半導体装置においては、上記低い比誘電率を有する材料
の熱伝導性が、従来用いられてきたシリコン酸化膜等と
比較して悪く、金属配線中に発生した熱の伝導、分散が
著しく阻害されることとなり、そのため、ジュール熱に
よる金属配線の溶断を原因とした配線不良が生じ、半導
体デバイスの信頼性確保が困難となっていた。

【００２０】具体的には、金属配線３中で発生した熱
は、その上部に形成された低誘電率層間膜１２の低い熱
伝導率のために、外部に伝導、分散されず、そのため、
金属配線３中で発生した熱による当該金属配線３の溶断
が発生するという問題点が生じていた。

【００２１】この発明は、上記した点に鑑みてなされた
ものであり、層間絶縁膜の容量を低減するための効果を
損なうことなく、良好な熱伝導によって、配線中で発生
した熱を外部に放熱することができる半導体装置を得る
ことを目的とするものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、半導体基板上に形成された配線と、この配線上に
積層された第１の絶縁膜と、上記配線の側面に接する第
２の絶縁膜と、この第２の絶縁膜を挟んで上記配線の側
面に隣接する、上記半導体基板上に形成された第３の絶
縁膜とを備え、上記第１及び第３の絶縁膜は上記第２の
絶縁膜よりも低い比誘電率を有し、一方、上記第２の絶
縁膜は上記第１及び第３の絶縁膜よりも高い熱伝導率を
有することを特徴とするものである。

【００２３】又、上記第２の絶縁膜は、シリコン酸化
膜、シリコン窒化酸化膜、シリコン窒化膜又はフッ化シ
リコン酸化膜であることを特徴とするものである。

【００２４】又、上記第２の絶縁膜に接して、その上に
形成された、第１及び第３の絶縁膜よりも高い熱伝導率
を有する第４の絶縁膜を備えたものである。

【００２５】又、上記第４の絶縁膜は、シリコン酸化
膜、シリコン窒化酸化膜、シリコン窒化膜又はフッ化シ
リコン酸化膜であることを特徴とするものである。

【００２６】又、上記第１の絶縁膜は、当該第１の絶縁
膜よりも高い熱伝導率を有する第５の絶縁膜を介して、
配線上に形成されていることを特徴とするものである。

【００２７】又、上記第５の絶縁膜は、シリコン酸化
膜、シリコン窒化酸化膜、シリコン窒化膜又はフッ化シ
リコン酸化膜であることを特徴とするものである。

【００２８】又、上記第１又は第３の絶縁膜は、フッ素
樹脂膜又はフッ化アモルファスカーボン膜であることを
特徴とするものである。

【００２９】この発明に係る半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に導電膜を形成する工程と、上記導電膜上
に第１の絶縁膜を形成する工程と、上記導電膜及び第１
の絶縁膜を所望の配線形状にパターニングする工程と、
上記配線形状にパターニングした導電膜及び第１の絶縁
膜を覆うように、上記半導体基板上に第２の絶縁膜を形
成する工程と、上記第２の絶縁膜上に第３の絶縁膜を形
成する工程と、上記第１の絶縁膜上に形成した上記第３
の絶縁膜を除去し、上記第２の絶縁膜を露出させる工程
とを含み、上記第１及び第３の絶縁膜は上記第２の絶縁
膜よりも低い比誘電率を有し、一方、上記第２の絶縁膜
は上記第１及び第３の絶縁膜よりも高い熱伝導率を有す
ることを特徴とするものである。

【００３０】又、上記露出した第２の絶縁膜に接するよ
うに、当該第２の絶縁膜上に、第１及び第３の絶縁膜よ
りも高い熱伝導率を有する第４の絶縁膜を形成する工程
を含むものである。

【００３１】又、上記第２の絶縁膜を異方性ドライエッ
チングすることにより、配線形状にパターニングした導
電膜及び第１の絶縁膜の側面にサイドウォールを形成す
る工程を含むものである。

【００３２】又、上記導電膜上に第１の絶縁膜を形成す
る工程は、上記導電膜上に上記第１の絶縁膜よりも高い
熱伝導率を有する第５の絶縁膜を形成する工程と、上記
第５の絶縁膜上に上記第１の絶縁膜を形成する工程を含
むことを特徴とするものである。

【００３３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下に、この発明の実施の形態１につい
て、図１及び図２に基づいて説明する。図１はこの発明
の実施の形態１における半導体装置の構造を示す要部断
面図であり、図１において、１は例えばシリコン基板か
らなる半導体基板本体と、その上に形成された半導体素
子とを有する半導体基板、２は半導体基板１上に形成さ
れた層間絶縁膜であり、本実施の形態１においては、例
えば、シリコン酸化膜である。

【００３４】３は層間絶縁膜２上に形成された配線であ
り、本実施の形態１においては、例えば、アルミ膜、又
は窒化チタン膜／アルミ膜の積層膜からなる金属配線で
ある。

【００３５】４はこの金属配線３の上に積層された比誘
電率が３．９よりも低い第１の絶縁膜であり、本実施の
形態１においては、例えば、水素化シルセスキオキサ
ン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロエチ
レン等のフッ素樹脂膜、又はフッ化アモルファスカーボ
ン膜からなる上敷低誘電率膜である。

【００３６】５は金属配線３及び上敷低誘電率膜４の側
面に接して形成されるとともに、層間絶縁膜２上に接し
て形成された、上敷低誘電率膜４及び以下に説明の低誘
電率層間膜６より高い熱伝導率を有する第２の絶縁膜で
あり、本実施の形態１においては、例えば、シリコン酸
化膜、シリコン窒化酸化膜、シリコン窒化膜又はフッ化
シリコン酸化膜からなる熱伝導薄膜である。

【００３７】６は、熱伝導薄膜５を挟んで金属配線３及
び上敷低誘電率膜４の側面に隣接し、かつ、熱伝導薄膜
５を介して層間絶縁膜２上に形成された、比誘電率が
３．９よりも低い第３の絶縁膜であり、本実施の形態１
においては、例えば、水素化シルセスキオキサン、有機
系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロエチレン等の
フッ素樹脂膜、又はフッ化アモルファスカーボン膜から
なる低誘電率層間膜である。

【００３８】７は上敷低誘電率膜４、熱伝導薄膜５、及
び低誘電率層間膜６上に形成された、上敷低誘電率膜４
及び低誘電率層間膜６より高い熱伝導率を有する第４の
絶縁膜であり、本実施の形態１においては、例えば、シ
リコン酸化膜、シリコン窒化酸化膜、シリコン窒化膜又
はフッ化シリコン酸化膜からなる熱伝導層間膜である。

【００３９】８は熱伝導層間膜７上に形成された上層配
線であり、本実施の形態１においては、例えば、上敷低
誘電率膜４及び熱伝導層間膜７を貫通するように形成さ
れた、金属配線３表面に開口する接続孔９を介し、金属
配線３に電気的に接続される、アルミ膜、又は窒化チタ
ン膜／アルミ膜の積層膜からなる上層金属配線である。

【００４０】つぎに、このように構成された半導体装置
の製造方法について図２を用いて説明する。図２は本実
施の形態１における半導体装置の製造方法を工程順に示
した要部断面図である。

【００４１】まず、図２（ａ）に示されるように、例え
ばシリコン基板からなる半導体基板本体と、その上に形
成された半導体素子とを有する半導体基板１上の、例え
ばシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜２上に導電膜３ａ
を形成する。ここで、導電膜３ａは、例えばスパッタ法
を用いて形成された、アルミ膜又は窒化チタン膜／アル
ミ膜の積層膜からなる金属膜である。

【００４２】次に、この金属膜３ａ上に比誘電率が３．
９よりも低い第１の絶縁膜４ａを形成する。ここで、第
１の絶縁膜４ａは、例えば水素化シルセスキオキサン、
有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロエチレン
等のフッ素樹脂膜、又はフッ化アモルファスカーボン膜
からなる低誘電率膜である。

【００４３】ここで、具体的には、水素化シルセスキオ
キサン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロ
エチレン等のフッ素樹脂膜は、適当な溶剤を用いたスピ
ンコート法により金属膜３ａ上に成膜し、更に適当な熱
処理を行うことで、比誘電率が３．９よりも低い所望の
膜質を有する膜となる。

【００４４】一方、フッ化アモルファスカーボン膜は、
プラズマＣＶＤ（化学気相成長：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖ
ａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成す
る。具体的には、例えば、ＥＣＲ（電子スピン共鳴：Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎ
ｃｅ）−ＣＶＤ法により、ＣＦ₄、Ｃ₄Ｆ₈等のフロロカ
ーボンガス、又はそれに水素若しくはＣ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₄等
のハイドロカーボンガスを添加したガスを原料ガスとし
て、金属膜３ａ上に形成する。

【００４５】次に、図２（ｂ）に示すように、例えば、
リソグラフィー、及び、反応性イオンエッチングによ
り、上記金属膜３ａ及び低誘電率膜４ａを所望の配線形
状にパターニングし、金属配線３及びその上に積層され
た上敷低誘電率膜４を形成する。

【００４６】次に、図２（ｃ）に示すように、上記配線
形状にパターニングした金属配線３及び上敷低誘電率膜
４を覆うように、上記半導体基板１上に、低誘電率膜４
ａ及び図２（ｄ）における工程において説明する低誘電
率膜６ａより高い熱伝導率を有する第２の絶縁膜５ａを
形成する。ここで、第２の絶縁膜５ａは、例えばシリコ
ン酸化膜からなる高熱伝導率膜である。

【００４７】ここで、具体的には、上記シリコン酸化膜
は、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて形成する。詳細に
は、容量結合型平行平板電極プラズマＣＶＤ装置を用
い、原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ₄）及び亜酸化窒
素（Ｎ₂Ｏ）、又はＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙ
ｓｉｌａｎｅ）及び酸素を用い、反応室の圧力を０．５
〜１０Ｔｏｒｒ程度に調整し、１３．５６ＭＨｚの高周
波を６００Ｗ印可することで発生するプラズマにより、
上記シリコン酸化膜を形成する。ここで、シリコン基板
本体は４００℃前後の温度に保持されている。

【００４８】なお、ここで、上記高熱伝導率膜５ａとし
て、シリコン酸化膜の代わりに、シリコン窒化酸化膜、
シリコン窒化膜、又はフッ化シリコン酸化膜を用いても
良い。

【００４９】次に、図２（ｄ）に示すように、高熱伝導
率膜５ａ上に比誘電率が３．９よりも低い第３の絶縁膜
６ａを形成する。ここで、第３の絶縁膜６ａは、例えば
水素化シルセスキオキサン、有機系シルセスキオキサ
ン、ポリテトラフロロエチレン等のフッ素樹脂膜、又は
フッ化アモルファスカーボン膜からなる低誘電率膜であ
る。

【００５０】ここで、具体的には、水素化シルセスキオ
キサン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロ
エチレン等のフッ素樹脂膜は、適当な溶剤を用いたスピ
ンコート法により高熱伝導率膜５ａ上に成膜し、更に適
当な熱処理を行うことで、比誘電率が３．９よりも低い
所望の膜質を有する膜となる。

【００５１】一方、フッ化アモルファスカーボン膜は、
プラズマＣＶＤ（化学気相成長：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖ
ａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成す
る。具体的には、例えば、ＥＣＲ（電子スピン共鳴：Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎ
ｃｅ）−ＣＶＤ法により、ＣＦ₄、Ｃ₄Ｆ₈等のフロロカ
ーボンガス、又はそれに水素若しくはＣ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₄等
のハイドロカーボンガスを添加したガスを原料ガスとし
て、高熱伝導率膜５ａ上に形成する。

【００５２】次に、図２（ｅ）に示すように、例えば反
応性イオンエッチング又はＣＭＰ（化学的機械研磨：Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈ
ｉｎｇ）法により、上記低誘電率膜６ａ及び高熱伝導率
膜５ａを、上記上敷低誘電率膜４が露出するまで除去す
る。このとき、熱伝導薄膜５及び低誘電率層間膜６が形
成され、熱伝導薄膜５も露出することとなる。

【００５３】尚、上敷低誘電率膜４が露出するまで低誘
電率膜６ａ及び高熱伝導率膜５ａを除去を行ったが、そ
の代わりに、高熱伝導率膜５ａの上面が露出するまでの
除去を行っても良い。

【００５４】次に、図２（ｆ）に示すように、露出した
上敷低誘電率膜４及び熱伝導薄膜５、並びに低誘電率層
間膜６上の全面に、低誘電率膜４ａ、６ａより高い熱伝
導率を有する第４の絶縁膜７を形成する。ここで、第４
の絶縁膜７は、例えばシリコン酸化膜からなる熱伝導層
間膜である。

【００５５】ここで、具体的には、上記シリコン酸化膜
は、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて形成する。詳細に
は、容量結合型平行平板電極プラズマＣＶＤ装置を用
い、原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ₄）及び亜酸化窒
素（Ｎ₂Ｏ）、又はＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙ
ｓｉｌａｎｅ）及び酸素を用い、反応室の圧力を０．５
〜１０Ｔｏｒｒ程度に調整し、１３．５６ＭＨｚの高周
波を６００Ｗ印可することで発生するプラズマにより、
上記シリコン酸化膜を形成する。ここで、シリコン基板
本体は４００℃前後の温度に保持されている。

【００５６】尚、上記熱伝導層間膜７として、シリコン
酸化膜の代わりに、シリコン窒化酸化膜、シリコン窒化
膜又はフッ化シリコン酸化膜を用いても良い。

【００５７】その後、通常の写真製版技術を用い、所望
の位置に上敷低誘電率膜４及び熱伝導層間膜７を貫通す
るように形成された、金属配線３表面に開口する接続孔
９を形成する。

【００５８】次に、この接続孔９の内部を含む半導体基
板１上の全面に、アルミ膜、又は窒化チタン膜／アルミ
膜の積層膜からなる金属膜を形成し、さらに、通常の写
真製版技術を用い、この金属膜を所望の配線形状にパタ
ーニングして、上記金属配線３に電気的に接続される上
層金属配線８を形成し、図１に示す半導体装置を得る。

【００５９】本実施の形態１においては、金属配線３で
発生した熱が、熱伝導薄膜５及び熱伝導層間膜７を通じ
て上層金属配線８に伝わり、最終的に半導体デバイスの
表面に伝わって発散されるので、金属配線３のジュール
熱に起因した溶断による配線信頼性の劣化を防止するこ
とができ、そのため、半導体装置全体としての高い信頼
性を得ることができるという効果を有する。又、このと
き、層間絶縁膜の容量を低減する効果を、従来に比べ、
ほとんど損なうことがないという効果も有する。

【００６０】尚、上記の場合においては、熱伝導層間膜
である第４の絶縁膜７を形成しているが、その代わり
に、当該第４の絶縁膜７を形成しなくても良く、この場
合においても、上記の場合と同様の効果を奏する。

【００６１】しかし、熱伝導層間膜である第４の絶縁膜
７を形成している場合の方が、それを形成していない場
合に比べ、伝熱経路及び放熱面積がより増すこととなる
ので、金属配線３で発生した熱の外部への放熱をより効
率的に達成できることとなる。

【００６２】尚、上記の場合においては、上層配線８は
接続孔９を介して配線３に接続されているが、上層配線
８を配線３に接続孔を用いて接続しなくても良く、この
場合においても、上記の場合と同様の効果を奏する。

【００６３】尚、上記の場合においては、配線３及び上
層配線８として金属配線を用いていたが、その代わり
に、導電性を有する多結晶シリコン膜又はアモルファス
シリコン等のシリコン膜用いても良く、この場合におい
ても、配線３で発生した熱が、熱伝導薄膜５及び熱伝導
層間膜７を通じて上層配線８に伝わり、最終的に半導体
デバイスの表面に伝わって発散されるので、配線３のジ
ュール熱に起因した抵抗値の上昇を抑えることができ、
配線伝達速度の低下を防止でき、そのため、半導体装置
としての高い動作性能を得ることができるという効果を
有する。又、このとき、層間絶縁膜の容量を低減する効
果を、従来に比べ、ほとんど損なうことがないという効
果も有する。

【００６４】実施の形態２．以下に、この発明の実施の
形態２について、図３及び図４に基づいて説明する。図
３はこの発明の実施の形態２における半導体装置の構造
を示す要部断面図であり、図３において、１は例えばシ
リコン基板からなる半導体基板本体と、その上に形成さ
れた半導体素子とを有する半導体基板、２は半導体基板
１上に形成された層間絶縁膜であり、本実施の形態２に
おいては、例えば、シリコン酸化膜である。

【００６５】３は層間絶縁膜２上に形成された配線であ
り、本実施の形態２においては、例えば、アルミ膜、又
は窒化チタン膜／アルミ膜の積層膜からなる金属配線で
ある。

【００６６】４は上記金属配線３の上に積層された比誘
電率が３．９よりも低い第１の絶縁膜であり、本実施の
形態２においては、例えば、水素化シルセスキオキサ
ン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロエチ
レンなどのフッ素樹脂膜、または、フッ化アモルファス
カーボン膜からなる上敷低誘電率膜を用いている。

【００６７】１０は金属配線３及び上敷低誘電率膜４の
側面に接して形成さた、上敷低誘電率膜４及び以下に説
明の低誘電率層間膜６より高い熱伝導率を有する第２の
絶縁膜からなるサイドウォールであり、本実施の形態２
においては、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化酸
化膜、シリコン窒化膜又はフッ化シリコン酸化膜からな
るサイドウォールである。

【００６８】６は、サイドウォール１０を挟んで金属配
線３及び上敷低誘電率膜４の側面に隣接して形成され
た、比誘電率が３．９よりも低い第３の絶縁膜であり、
本実施の形態２においては、例えば、水素化シルセスキ
オキサン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロ
ロエチレン等のフッ素樹脂膜、又はフッ化アモルファス
カーボン膜からなる低誘電率層間膜である。

【００６９】７は上敷低誘電率膜４、サイドウォール１
０、及び低誘電率層間膜６上に形成された、上敷低誘電
率膜４及び低誘電率層間膜６より高い熱伝導率を有する
第４の絶縁膜であり、本実施の形態２においては、例え
ば、シリコン酸化膜、シリコン窒化酸化膜、シリコン窒
化膜又はフッ化シリコン酸化膜からなる熱伝導層間膜で
ある。

【００７０】８は熱伝導層間膜７上に形成された上層配
線であり、本実施の形態２においては、例えば、上敷低
誘電率膜４及び熱伝導層間膜７を貫通するように形成さ
れた、金属配線３表面に開口する接続孔９を介し、金属
配線３に電気的に接続される、アルミ膜、又は窒化チタ
ン膜／アルミ膜の積層膜からなる上層金属配線である。

【００７１】つぎに、このように構成された半導体装置
の製造方法について図４を用いて説明する。図４は本実
施の形態２における半導体装置の製造方法を工程順に示
した要部断面図である。

【００７２】まず、図４（ａ）に示されるように、例え
ばシリコン基板からなる半導体基板本体と、その上に形
成された半導体素子とを有する半導体基板１上の、例え
ばシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜２上に導電膜３ａ
を形成する。ここで、導電膜３ａは、例えばスパッタ法
を用いて形成された、アルミ膜又は窒化チタン膜／アル
ミ膜の積層膜からなる金属膜である。

【００７３】次に、この金属膜３ａ上に比誘電率が３．
９よりも低い第１の絶縁膜４ａを形成する。ここで、第
１の絶縁膜４ａは、例えば水素化シルセスキオキサン、
有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロエチレン
等のフッ素樹脂膜、又はフッ化アモルファスカーボン膜
からなる低誘電率膜である。

【００７４】ここで、具体的には、水素化シルセスキオ
キサン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロ
エチレン等のフッ素樹脂膜は、適当な溶剤を用いたスピ
ンコート法により金属膜３ａ上に成膜し、更に適当な熱
処理を行うことで、比誘電率が３．９よりも低い所望の
膜質を有する膜となる。

【００７５】一方、フッ化アモルファスカーボン膜は、
プラズマＣＶＤ（化学気相成長：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖ
ａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成す
る。具体的には、例えば、ＥＣＲ（電子スピン共鳴：Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎ
ｃｅ）−ＣＶＤ法により、ＣＦ₄、Ｃ₄Ｆ₈等のフロロカ
ーボンガス、又はそれに水素若しくはＣ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₄等
のハイドロカーボンガスを添加したガスを原料ガスとし
て、金属膜３ａ上に形成する。

【００７６】次に、図４（ｂ）に示すように、例えば、
リソグラフィー、及び、反応性イオンエッチングによ
り、上記金属膜３ａ及び低誘電率膜４ａを所望の配線形
状にパターニングし、金属配線３及びその上に積層され
た上敷低誘電率膜４を形成する。

【００７７】次に、図４（ｃ）に示すように、上記配線
形状にパターニングした金属配線３及び上敷低誘電率膜
４を覆うように、上記半導体基板１上に、低誘電率膜４
ａ及び図４（ｅ）における工程において説明する低誘電
率膜６ａより高い熱伝導率を有する第２の絶縁膜１０ａ
を形成する。ここで、第２の絶縁膜１０ａは、例えばシ
リコン酸化膜からなる高熱伝導率膜である。

【００７８】ここで、具体的には、上記シリコン酸化膜
は、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて形成する。詳細に
は、容量結合型平行平板電極プラズマＣＶＤ装置を用
い、原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ₄）及び亜酸化窒
素（Ｎ₂Ｏ）、又はＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙ
ｓｉｌａｎｅ）及び酸素を用い、反応室の圧力を０．５
〜１０Ｔｏｒｒ程度に調整し、１３．５６ＭＨｚの高周
波を６００Ｗ印可することで発生するプラズマにより、
上記シリコン酸化膜を形成する。ここで、シリコン基板
本体は４００℃前後の温度に保持されている。

【００７９】尚、上記高熱伝導率膜１０ａとして、シリ
コン酸化膜の代わりに、シリコン窒化酸化膜、シリコン
窒化膜又はフッ化シリコン酸化膜を用いても良い。

【００８０】次に、図４（ｄ）に示すように、高熱伝導
率膜１０ａを異方性ドライエッチングすることにより、
上記配線形状にパターニングした金属配線３及び上敷低
誘電率膜４の側面にサイドウォール１０を形成する。

【００８１】このとき、層間絶縁膜２に接して、その上
に存在していた高熱伝導率膜１０ａの一部、及び、上敷
低誘電率膜４に接して、その上に存在していた高熱伝導
率膜１０ａの一部も、同時に除去される。

【００８２】次に、図４（ｅ）に示すように、半導体基
板１上の全面に比誘電率が３．９よりも低い第３の絶縁
膜６ａを形成する。ここで、第３の絶縁膜６ａは、例え
ば水素化シルセスキオキサン、有機系シルセスキオキサ
ン、ポリテトラフロロエチレン等のフッ素樹脂膜、又は
フッ化アモルファスカーボン膜からなる低誘電率膜であ
る。

【００８３】ここで、具体的には、水素化シルセスキオ
キサン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロ
エチレン等のフッ素樹脂膜は、適当な溶剤を用いたスピ
ンコート法により半導体基板１上の全面に成膜し、更に
適当な熱処理を行うことで、比誘電率が３．９よりも低
い所望の膜質を有する膜となる。

【００８４】一方、フッ化アモルファスカーボン膜は、
プラズマＣＶＤ（化学気相成長：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖ
ａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成す
る。具体的には、例えば、ＥＣＲ（電子スピン共鳴：Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎ
ｃｅ）−ＣＶＤ法により、ＣＦ₄、Ｃ₄Ｆ₈等のフロロカ
ーボンガス、又はそれに水素若しくはＣ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₄等
のハイドロカーボンガスを添加したガスを原料ガスとし
て、半導体基板１上の全面に形成する。

【００８５】次に、図４（ｆ）に示すように、例えば反
応性イオンエッチング又はＣＭＰ（化学的機械研磨：Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈ
ｉｎｇ）法により、上記低誘電率膜６ａを上記上敷低誘
電率膜４及びサイドウォール１０が露出するまで除去す
る。このとき、低誘電率層間膜６が形成されこととな
る。

【００８６】次に、図４（ｇ）に示すように、露出した
上敷低誘電率膜４及びサイドウォール１０、並びに低誘
電率層間膜６上の全面に、低誘電率膜４ａ、６ａより高
い熱伝導率を有する第４の絶縁膜７を形成する。ここ
で、第４の絶縁膜７は、例えばシリコン酸化膜からなる
熱伝導層間膜である。

【００８７】ここで、具体的には、上記シリコン酸化膜
は、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて形成する。詳細に
は、容量結合型平行平板電極プラズマＣＶＤ装置を用
い、原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ₄）及び亜酸化窒
素（Ｎ₂Ｏ）、又はＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙ
ｓｉｌａｎｅ）及び酸素を用い、反応室の圧力を０．５
〜１０Ｔｏｒｒ程度に調整し、１３．５６ＭＨｚの高周
波を６００Ｗ印可することで発生するプラズマにより、
上記シリコン酸化膜を形成する。ここで、シリコン基板
本体は４００℃前後の温度に保持されている。

【００８８】尚、上記熱伝導層間膜７として、シリコン
酸化膜の代わりに、シリコン窒化酸化膜、シリコン窒化
膜又はフッ化シリコン酸化膜を用いても良い。

【００８９】その後、通常の写真製版技術を用い、所望
の位置に上敷低誘電率膜４及び熱伝導層間膜７を貫通す
るように形成された、金属配線３表面に開口する接続孔
９を形成する。

【００９０】次に、この接続孔９の内部を含む半導体基
板１上の全面に、アルミ膜、又は窒化チタン膜／アルミ
膜の積層膜からなる金属膜を形成し、さらに、通常の写
真製版技術を用い、この金属膜を所望の配線形状にパタ
ーニングして、上記金属配線３に電気的に接続される上
層金属配線８を形成し、図３に示す半導体装置を得る。

【００９１】本実施の形態２においては、金属配線３で
発生した熱が、サイドウォール１０及び熱伝導層間膜７
を通じて上層金属配線８に伝わり、最終的に半導体デバ
イスの表面に伝わって発散されるので、金属配線３のジ
ュール熱に起因した溶断による配線信頼性の劣化を防止
することができ、そのため、半導体装置としての高い信
頼性を得ることができるという効果を有する。又、この
とき、層間絶縁膜の容量を低減する効果を、従来に比
べ、ほとんど損なうことがないという効果も有する。

【００９２】又、本実施の形態２においては、層間絶縁
膜２に接して、その上に存在していた高熱伝導率膜１０
ａの一部を除去しているので、金属配線３及び上層金属
配線８間の層間絶縁膜中の、上記低誘電率層間膜６が占
める体積割合をより増加でき、そのため、層間絶縁膜の
容量のさらなる低減を可能ならしめるという効果を有す
る。

【００９３】尚、上記の場合においては、熱伝導層間膜
である第４の絶縁膜７を形成しているが、その代わり
に、当該第４の絶縁膜７を形成しなくても良く、この場
合においても、上記の場合と同様の効果を奏する。

【００９４】しかし、熱伝導層間膜である第４の絶縁膜
７を形成している場合の方が、それを形成していない場
合に比べ、伝熱経路及び放熱面積がより増すこととなる
ので、金属配線３で発生した熱の外部への放熱をより効
率的に達成できることとなる。

【００９５】尚、上記の場合においては、上層配線８は
接続孔９を介して配線３に接続されているが、上層配線
８を配線３に接続孔を用いて接続しなくても良く、この
場合においても、上記の場合と同様の効果を奏する。

【００９６】尚、上記の場合においては、配線３及び上
層配線８として金属配線を用いていたが、その代わり
に、導電性を有する多結晶シリコン膜又はアモルファス
シリコン等のシリコン膜用いても良く、この場合におい
ても、配線３で発生した熱が、サイドウォール１０及び
熱伝導層間膜７を通じて上層配線８に伝わり、最終的に
半導体デバイスの表面に伝わって発散されるので、配線
３のジュール熱に起因した抵抗値の上昇を抑えることが
でき、配線伝達速度の低下を防止でき、そのため、半導
体装置としての高い動作性能を得ることができるという
効果を有する。又、このとき、層間絶縁膜の容量を低減
する効果を、従来に比べ、ほとんど損なうことがないと
いう効果も有する。

【００９７】実施の形態３．以下に、この発明の実施の
形態３について図５及び図６に基づいて説明する。図５
はこの発明の実施の形態３における半導体装置の構造を
示す要部断面図であり、図５において、１は例えばシリ
コン基板からなる半導体基板本体と、その上に形成され
た半導体素子とを有する半導体基板、２は半導体基板１
上に形成された層間絶縁膜であり、本実施の形態３にお
いては、例えば、シリコン酸化膜である。

【００９８】３は層間絶縁膜２上に形成された配線であ
り、本実施の形態３においては、例えば、アルミ膜、又
は窒化チタン膜／アルミ膜の積層膜からなる金属配線で
ある。

【００９９】１１はこの金属配線３の上に積層された、
以下に説明の上敷低誘電率膜４及び低誘電率層間膜６よ
り高い熱伝導率を有する第５の絶縁膜であり、本実施の
形態３においては、例えば、シリコン酸化膜、シリコン
窒化酸化膜、シリコン窒化膜又はフッ化シリコン酸化膜
からなる上敷熱伝導薄膜である。

【０１００】４はこの上敷熱伝導薄膜１１を介して金属
配線３の上に積層された、比誘電率が３．９よりも低い
第１の絶縁膜であり、本実施の形態３においては、例え
ば、水素化シルセスキオキサン、有機系シルセスキオキ
サン、ポリテトラフロロエチレン等のフッ素樹脂膜、又
はフッ化アモルファスカーボン膜からなる上敷低誘電率
膜である。

【０１０１】５は金属配線３、上敷熱伝導薄膜１１及び
上敷低誘電率膜４の側面に接して形成されるとともに、
層間絶縁膜２上に接して形成された、上敷低誘電率膜４
及び以下に説明の低誘電率層間膜６より高い熱伝導率を
有する第２の絶縁膜であり、本実施の形態３において
は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化酸化膜、シ
リコン窒化膜又はフッ化シリコン酸化膜からなる熱伝導
薄膜である。

【０１０２】６は、熱伝導薄膜５を挟んで金属配線３、
上敷熱伝導薄膜１１及び上敷低誘電率膜４の側面に隣接
し、かつ、熱伝導薄膜５を介して層間絶縁膜２上に形成
された、比誘電率が３．９よりも低い第３の絶縁膜であ
り、本実施の形態３においては、例えば、水素化シルセ
スキオキサン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラ
フロロエチレン等のフッ素樹脂膜、又はフッ化アモルフ
ァスカーボン膜からなる低誘電率層間膜である。

【０１０３】７は上敷低誘電率膜４、熱伝導薄膜５、及
び低誘電率層間膜６上に形成された、上敷低誘電率膜４
及び低誘電率層間膜６より高い熱伝導率を有する第４の
絶縁膜であり、本実施の形態３においては、例えば、シ
リコン酸化膜、シリコン窒化酸化膜、シリコン窒化膜又
はフッ化シリコン酸化膜からなる熱伝導層間膜である。

【０１０４】８は熱伝導層間膜７上に形成された上層配
線であり、本実施の形態３においては、例えば、上敷熱
伝導薄膜１１、上敷低誘電率膜４及び熱伝導層間膜７を
貫通するように形成された、金属配線３表面に開口する
接続孔９を介し、金属配線３に電気的に接続される、ア
ルミ膜、又は窒化チタン膜／アルミ膜の積層膜からなる
上層金属配線である。

【０１０５】つぎに、このように構成された半導体装置
の製造方法について図６を用いて説明する。図６は本実
施の形態３における半導体装置の製造方法を工程順に示
した要部断面図である。

【０１０６】まず、図６（ａ）に示されるように、例え
ばシリコン基板からなる半導体基板本体と、その上に形
成された半導体素子とを有する半導体基板１上の、例え
ばシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜２上に導電膜３ａ
を形成する。ここで、導電膜３ａは、例えばスパッタ法
を用いて形成された、アルミ膜又は窒化チタン膜／アル
ミ膜の積層膜からなる金属膜である。

【０１０７】次に、この金属膜３ａ上に、以下に説明す
る低誘電率膜４ａ、及び図６（ｄ）における工程におい
て説明する低誘電率膜６ａより高い熱伝導率を有する第
５の絶縁膜１１ａを形成する。ここで、第５の絶縁膜１
１ａは、例えばシリコン酸化膜からなる高熱伝導率膜で
ある。

【０１０８】ここで、具体的には、上記シリコン酸化膜
は、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて形成する。詳細に
は、容量結合型平行平板電極プラズマＣＶＤ装置を用
い、原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ₄）及び亜酸化窒
素（Ｎ₂Ｏ）、又はＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙ
ｓｉｌａｎｅ）及び酸素を用い、反応室の圧力を０．５
〜１０Ｔｏｒｒ程度に調整し、１３．５６ＭＨｚの高周
波を６００Ｗ印可することで発生するプラズマにより、
上記シリコン酸化膜を形成する。ここで、シリコン基板
本体は４００℃前後の温度に保持されている。

【０１０９】尚、上記高熱伝導率膜１１ａとして、シリ
コン酸化膜の代わりに、シリコン窒化酸化膜、シリコン
窒化膜又はフッ化シリコン酸化膜を用いても良い。

【０１１０】次に、この高熱伝導率膜１１ａ上に比誘電
率が３．９よりも低い第１の絶縁膜４ａを形成する。こ
こで、第１の絶縁膜４ａは、例えば水素化シルセスキオ
キサン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロ
エチレン等のフッ素樹脂膜、又はフッ化アモルファスカ
ーボン膜からなる低誘電率膜である。

【０１１１】ここで、具体的には、水素化シルセスキオ
キサン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロ
エチレン等のフッ素樹脂膜は、適当な溶剤を用いたスピ
ンコート法により高熱伝導率膜１１ａ上に成膜し、更に
適当な熱処理を行うことで、比誘電率が３．９よりも低
い所望の膜質を有する膜となる。

【０１１２】一方、フッ化アモルファスカーボン膜は、
プラズマＣＶＤ（化学気相成長：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖ
ａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成す
る。具体的には、例えば、ＥＣＲ（電子スピン共鳴：Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎ
ｃｅ）−ＣＶＤ法により、ＣＦ₄、Ｃ₄Ｆ₈等のフロロカ
ーボンガス、又はそれに水素若しくはＣ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₄等
のハイドロカーボンガスを添加したガスを原料ガスとし
て、高熱伝導率膜１１ａ上に形成する。

【０１１３】次に、図６（ｂ）に示すように、例えばリ
ソグラフィー及び反応性イオンエッチングにより、上記
金属膜３ａ、高熱伝導率膜１１ａ及び低誘電率膜４ａを
所望の配線形状にパターニングし、金属配線３、及び上
敷熱伝導薄膜１１を介して、その上に積層された上敷低
誘電率膜４を形成する。

【０１１４】次に、図６（ｃ）に示すように、上記配線
形状にパターニングした金属配線３、上敷熱伝導薄膜１
１及び上敷低誘電率膜４を覆うように、上記半導体基板
１上に、低誘電率膜４ａ及び図６（ｄ）における工程に
おいて説明する低誘電率膜６ａより高い熱伝導率を有す
る第２の絶縁膜５ａを形成する。ここで、第２の絶縁膜
５ａは、例えばシリコン酸化膜からなる高熱伝導率膜で
ある。

【０１１５】ここで、具体的には、上記シリコン酸化膜
は、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて形成する。詳細に
は、容量結合型平行平板電極プラズマＣＶＤ装置を用
い、原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ₄）及び亜酸化窒
素（Ｎ₂Ｏ）、又はＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙ
ｓｉｌａｎｅ）及び酸素を用い、反応室の圧力を０．５
〜１０Ｔｏｒｒ程度に調整し、１３．５６ＭＨｚの高周
波を６００Ｗ印可することで発生するプラズマにより、
上記シリコン酸化膜を形成する。ここで、シリコン基板
本体は４００℃前後の温度に保持されている。

【０１１６】尚、上記高熱伝導率膜５ａとして、シリコ
ン酸化膜の代わりに、シリコン窒化酸化膜、シリコン窒
化膜又はフッ化シリコン酸化膜を用いても良い。

【０１１７】次に、図６（ｄ）に示すように、高熱伝導
率膜５ａ上に比誘電率が３．９よりも低い第３の絶縁膜
６ａを形成する。ここで、第３の絶縁膜６ａは、例えば
水素化シルセスキオキサン、有機系シルセスキオキサ
ン、ポリテトラフロロエチレン等のフッ素樹脂膜、又は
フッ化アモルファスカーボン膜からなる低誘電率膜であ
る。

【０１１８】ここで、具体的には、水素化シルセスキオ
キサン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロ
エチレン等のフッ素樹脂膜は、適当な溶剤を用いたスピ
ンコート法により高熱伝導率膜５ａ上に成膜し、更に適
当な熱処理を行うことで、比誘電率が３．９よりも低い
所望の膜質を有する膜となる。

【０１１９】一方、フッ化アモルファスカーボン膜は、
プラズマＣＶＤ（化学気相成長：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖ
ａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成す
る。具体的には、例えば、ＥＣＲ（電子スピン共鳴：Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎ
ｃｅ）−ＣＶＤ法により、ＣＦ₄、Ｃ₄Ｆ₈等のフロロカ
ーボンガス、又はそれに水素若しくはＣ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₄等
のハイドロカーボンガスを添加したガスを原料ガスとし
て、高熱伝導率膜５ａ上に形成する。

【０１２０】次に、図６（ｅ）に示すように、例えば反
応性イオンエッチング又はＣＭＰ（化学的機械研磨：Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈ
ｉｎｇ）法により、上記低誘電率膜６ａ及び高熱伝導率
膜５ａを、上記上敷低誘電率膜４が露出するまで除去す
る。このとき、熱伝導薄膜５及び低誘電率層間膜６が形
成され、熱伝導薄膜５も露出することとなる。

【０１２１】尚、上敷低誘電率膜４が露出するまで低誘
電率膜６ａ及び高熱伝導率膜５ａを除去を行ったが、そ
の代わりに、高熱伝導率膜５ａの上面が露出するまでの
除去を行っても良い。

【０１２２】次に、図６（ｆ）に示すように、露出した
上敷低誘電率膜４及び熱伝導薄膜５、並びに低誘電率層
間膜６上の全面に、低誘電率膜４ａ、６ａより高い熱伝
導率を有する第４の絶縁膜７を形成する。ここで、第４
の絶縁膜７は、例えばシリコン酸化膜からなる熱伝導層
間膜である。

【０１２３】ここで、具体的には、上記シリコン酸化膜
は、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて形成する。詳細に
は、容量結合型平行平板電極プラズマＣＶＤ装置を用
い、原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ₄）及び亜酸化窒
素（Ｎ₂Ｏ）、又はＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙ
ｓｉｌａｎｅ）及び酸素を用い、反応室の圧力を０．５
〜１０Ｔｏｒｒ程度に調整し、１３．５６ＭＨｚの高周
波を６００Ｗ印可することで発生するプラズマにより、
上記シリコン酸化膜を形成する。ここで、シリコン基板
本体は４００℃前後の温度に保持されている。

【０１２４】尚、上記熱伝導層間膜７として、シリコン
酸化膜の代わりに、シリコン窒化酸化膜、シリコン窒化
膜又はフッ化シリコン酸化膜を用いても良い。

【０１２５】その後、通常の写真製版技術を用い、所望
の位置に上敷熱伝導薄膜１１、上敷低誘電率膜４及び熱
伝導層間膜７を貫通するように形成された、金属配線３
表面に開口する接続孔９を形成する。

【０１２６】次に、この接続孔９の内部を含む半導体基
板１上の全面に、アルミ膜、又は窒化チタン膜／アルミ
膜の積層膜からなる金属膜を形成し、さらに、通常の写
真製版技術を用い、この金属膜を所望の配線形状にパタ
ーニングして、上記金属配線３に電気的に接続される上
層金属配線８を形成し、図５に示す半導体装置を得る。

【０１２７】本実施の形態３においては、金属配線３で
発生した熱が、上敷熱伝導薄膜１１、熱伝導薄膜５及び
熱伝導層間膜７を通じて上層金属配線８に伝わり、最終
的に半導体デバイスの表面に伝わって発散されるので、
金属配線３のジュール熱に起因した溶断による配線信頼
性の劣化を防止することができ、そのため、半導体装置
としての高い信頼性を得ることができるという効果を有
する。又、このとき、層間絶縁膜の容量を低減する効果
を、従来に比べ、ほとんど損なうことがないという効果
も有する。

【０１２８】又、本実施の形態３においては、金属配線
３の上部に接するように上敷熱伝導薄膜１１を形成して
いるので、金属配線３の上面からも当該上敷熱伝導薄膜
１１を通じて当該金属配線３で発生した熱を伝導、分散
させることができ、そのため、より配線信頼性を高める
ことができ、半導体装置としてのさらなる高信頼性を得
ることができるという効果を有する。

【０１２９】尚、上記の場合においては、熱伝導層間膜
である第４の絶縁膜７を形成しているが、その代わり
に、当該第４の絶縁膜７を形成しなくても良く、この場
合においても、上記の場合と同様の効果を奏する。

【０１３０】しかし、熱伝導層間膜である第４の絶縁膜
７を形成している場合の方が、それを形成していない場
合に比べ、伝熱経路及び放熱面積がより増すこととなる
ので、金属配線３で発生した熱の外部への放熱をより効
率的に達成できることとなる。

【０１３１】尚、上記の場合においては、上層配線８は
接続孔９を介して配線３に接続されているが、上層配線
８を配線３に接続孔を用いて接続しなくても良く、この
場合においても、上記の場合と同様の効果を奏する。

【０１３２】尚、上記の場合においては、配線３及び上
層配線８として金属配線を用いていたが、その代わり
に、導電性を有する多結晶シリコン膜又はアモルファス
シリコン等のシリコン膜用いても良く、この場合におい
ても、配線３で発生した熱が、上敷熱伝導薄膜１１、熱
伝導薄膜５及び熱伝導層間膜７を通じて上層配線８に伝
わり、最終的に半導体デバイスの表面に伝わって発散さ
れるので、配線３のジュール熱に起因した抵抗値の上昇
を抑えることができ、配線伝達速度の低下を防止でき、
そのため、半導体装置としての高い動作性能を得ること
ができるという効果を有する。又、このとき、層間絶縁
膜の容量を低減する効果を、従来に比べ、ほとんど損な
うことがないという効果も有する。

【０１３３】実施の形態４．以下に、この発明の実施の
形態４について図７及び図８に基づいて説明する。図７
はこの発明の実施の形態４における半導体装置の構造を
示す要部断面図であり、図７において、１は例えばシリ
コン基板からなる半導体基板本体と、その上に形成され
た半導体素子とを有する半導体基板、２は半導体基板１
上に形成された層間絶縁膜であり、本実施の形態４にお
いては、例えば、シリコン酸化膜である。

【０１３４】３は層間絶縁膜２上に形成された配線であ
り、本実施の形態４においては、例えば、アルミ膜、又
は窒化チタン膜／アルミ膜の積層膜からなる金属配線で
ある。

【０１３５】１１はこの金属配線３の上に積層された、
以下に説明の上敷低誘電率膜４及び低誘電率層間膜６よ
り高い熱伝導率を有する第５の絶縁膜であり、本実施の
形態３においては、例えば、シリコン酸化膜、シリコン
窒化酸化膜、シリコン窒化膜又はフッ化シリコン酸化膜
からなる上敷熱伝導薄膜である。

【０１３６】４はこの上敷熱伝導薄膜１１を介して金属
配線３の上に積層された、比誘電率が３．９よりも低い
第１の絶縁膜であり、本実施の形態４においては、例え
ば、水素化シルセスキオキサン、有機系シルセスキオキ
サン、ポリテトラフロロエチレン等のフッ素樹脂膜、又
はフッ化アモルファスカーボン膜からなる上敷低誘電率
膜である。

【０１３７】１０は金属配線３、上敷熱伝導薄膜１１及
び上敷低誘電率膜４の側面に接して形成さた、上敷低誘
電率膜４及び以下に説明の低誘電率層間膜６より高い熱
伝導率を有する第２の絶縁膜からなるサイドウォールで
あり、本実施の形態４においては、例えば、シリコン酸
化膜、シリコン窒化酸化膜、シリコン窒化膜又はフッ化
シリコン酸化膜からなるサイドウォールである。

【０１３８】６は、サイドウォール１０を挟んで金属配
線３、上敷熱伝導薄膜１１、及び上敷低誘電率膜４の側
面に隣接して形成された、比誘電率が３．９よりも低い
第３の絶縁膜であり、本実施の形態４においては、例え
ば、水素化シルセスキオキサン、有機系シルセスキオキ
サン、ポリテトラフロロエチレン等のフッ素樹脂膜、又
はフッ化アモルファスカーボン膜からなる低誘電率層間
膜である。

【０１３９】７は上敷低誘電率膜４、サイドウォール１
０、及び低誘電率層間膜６上に形成された、上敷低誘電
率膜４及び低誘電率層間膜６より高い熱伝導率を有する
第４の絶縁膜であり、本実施の形態４においては、例え
ば、シリコン酸化膜、シリコン窒化酸化膜、シリコン窒
化膜又はフッ化シリコン酸化膜からなる熱伝導層間膜で
ある。

【０１４０】８は熱伝導層間膜７上に形成された上層配
線であり、本実施の形態４においては、例えば、上敷熱
伝導薄膜１１、上敷低誘電率膜４及び熱伝導層間膜７を
貫通するように形成された、金属配線３表面に開口する
接続孔９を介し、金属配線３に電気的に接続される、ア
ルミ膜、又は窒化チタン膜／アルミ膜の積層膜からなる
上層金属配線である。

【０１４１】つぎに、このように構成された半導体装置
の製造方法について図８を用いて説明する。図８は本実
施の形態４における半導体装置の製造方法を工程順に示
した要部断面図である。

【０１４２】まず、図８（ａ）に示されるように、例え
ばシリコン基板からなる半導体基板本体と、その上に形
成された半導体素子とを有する半導体基板１上の、例え
ばシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜２上に導電膜３ａ
を形成する。ここで、導電膜３ａは、例えばスパッタ法
を用いて形成された、アルミ膜又は窒化チタン膜／アル
ミ膜の積層膜からなる金属膜である。

【０１４３】次に、この金属膜３ａ上に、以下に説明す
る低誘電率膜４ａ、及び図８（ｅ）における工程におい
て説明する低誘電率膜６ａより高い熱伝導率を有する第
５の絶縁膜１１ａを形成する。ここで、第５の絶縁膜１
１ａは、例えばシリコン酸化膜からなる高熱伝導率膜で
ある。

【０１４４】ここで、具体的には、上記シリコン酸化膜
は、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて形成する。詳細に
は、容量結合型平行平板電極プラズマＣＶＤ装置を用
い、原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ₄）及び亜酸化窒
素（Ｎ₂Ｏ）、又はＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙ
ｓｉｌａｎｅ）及び酸素を用い、反応室の圧力を０．５
〜１０Ｔｏｒｒ程度に調整し、１３．５６ＭＨｚの高周
波を６００Ｗ印可することで発生するプラズマにより、
上記シリコン酸化膜を形成する。ここで、シリコン基板
本体は４００℃前後の温度に保持されている。

【０１４５】尚、上記高熱伝導率膜１１ａとして、シリ
コン酸化膜の代わりに、シリコン窒化酸化膜、シリコン
窒化膜又はフッ化シリコン酸化膜を用いても良い。

【０１４６】次に、この高熱伝導率膜１１ａ上に比誘電
率が３．９よりも低い第１の絶縁膜４ａを形成する。こ
こで、第１の絶縁膜４ａは、例えば水素化シルセスキオ
キサン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロ
エチレン等のフッ素樹脂膜、又はフッ化アモルファスカ
ーボン膜からなる低誘電率膜である。

【０１４７】ここで、具体的には、水素化シルセスキオ
キサン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロ
エチレン等のフッ素樹脂膜は、適当な溶剤を用いたスピ
ンコート法により高熱伝導率膜１１ａ上に成膜し、更に
適当な熱処理を行うことで、比誘電率が３．９よりも低
い所望の膜質を有する膜となる。

【０１４８】一方、フッ化アモルファスカーボン膜は、
プラズマＣＶＤ（化学気相成長：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖ
ａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成す
る。具体的には、例えば、ＥＣＲ（電子スピン共鳴：Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎ
ｃｅ）−ＣＶＤ法により、ＣＦ₄、Ｃ₄Ｆ₈等のフロロカ
ーボンガス、又はそれに水素若しくはＣ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₄等
のハイドロカーボンガスを添加したガスを原料ガスとし
て、高熱伝導率膜１１ａ上に形成する。

【０１４９】次に、図８（ｂ）に示すように、例えばリ
ソグラフィー及び反応性イオンエッチングにより、上記
金属膜３ａ、高熱伝導率膜１１ａ及び低誘電率膜４ａを
所望の配線形状にパターニングし、金属配線３、及び上
敷熱伝導薄膜１１を介して、その上に積層された上敷低
誘電率膜４を形成する。

【０１５０】次に、図８（ｃ）に示すように、上記配線
形状にパターニングした金属配線３、上敷熱伝導薄膜１
１、及び上敷低誘電率膜４を覆うように、上記半導体基
板１上に、低誘電率膜４ａ、及び、以下に図８（ｅ）に
おける工程において説明する低誘電率膜６ａより高い熱
伝導率を有する第２の絶縁膜１０ａを形成する。ここ
で、第２の絶縁膜１０ａは、例えばシリコン酸化膜から
なる高熱伝導率膜である。

【０１５１】ここで、具体的には、上記シリコン酸化膜
は、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて形成する。詳細に
は、容量結合型平行平板電極プラズマＣＶＤ装置を用
い、原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ₄）及び亜酸化窒
素（Ｎ₂Ｏ）、又はＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙ
ｓｉｌａｎｅ）及び酸素を用い、反応室の圧力を０．５
〜１０Ｔｏｒｒ程度に調整し、１３．５６ＭＨｚの高周
波を６００Ｗ印可することで発生するプラズマにより、
上記シリコン酸化膜を形成する。ここで、シリコン基板
本体は４００℃前後の温度に保持されている。

【０１５２】尚、上記高熱伝導率膜１０ａとして、シリ
コン酸化膜の代わりに、シリコン窒化酸化膜、シリコン
窒化膜又はフッ化シリコン酸化膜を用いても良い。

【０１５３】次に、図８（ｄ）に示すように、高熱伝導
率膜１０ａを異方性ドライエッチングすることにより、
上記配線形状にパターニングした金属配線３、上敷熱伝
導薄膜１１及び上敷低誘電率膜４の側面にサイドウォー
ル１０を形成する。

【０１５４】このとき、層間絶縁膜２に接して、その上
に存在していた高熱伝導率膜１０ａの一部、及び、上敷
低誘電率膜４に接して、その上に存在していた高熱伝導
率膜１０ａの一部も、同時に除去される。

【０１５５】次に、図８（ｅ）に示すように、半導体基
板１上の全面に比誘電率が３．９よりも低い第３の絶縁
膜６ａを形成する。ここで、第３の絶縁膜６ａは、例え
ば水素化シルセスキオキサン、有機系シルセスキオキサ
ン、ポリテトラフロロエチレン等のフッ素樹脂膜、又は
フッ化アモルファスカーボン膜からなる低誘電率膜であ
る。

【０１５６】ここで、具体的には、水素化シルセスキオ
キサン、有機系シルセスキオキサン、ポリテトラフロロ
エチレン等のフッ素樹脂膜は、適当な溶剤を用いたスピ
ンコート法により半導体基板１上の全面に成膜し、更に
適当な熱処理を行うことで、比誘電率が３．９よりも低
い所望の膜質を有する膜となる。

【０１５７】一方、フッ化アモルファスカーボン膜は、
プラズマＣＶＤ（化学気相成長：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖ
ａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて形成す
る。具体的には、例えば、ＥＣＲ（電子スピン共鳴：Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎ
ｃｅ）−ＣＶＤ法により、ＣＦ₄、Ｃ₄Ｆ₈等のフロロカ
ーボンガス、又はそれに水素若しくはＣ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₄等
のハイドロカーボンガスを添加したガスを原料ガスとし
て、半導体基板１上の全面に形成する。

【０１５８】次に、図８（ｆ）に示すように、例えば反
応性イオンエッチング又はＣＭＰ（化学的機械研磨：Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈ
ｉｎｇ）法により、上記低誘電率膜６ａを上記上敷低誘
電率膜４及びサイドウォール１０が露出するまで除去す
る。このとき、低誘電率層間膜６が形成されこととな
る。

【０１５９】次に、図８（ｇ）に示すように、露出した
上敷低誘電率膜４及びサイドウォール１０、並びに低誘
電率層間膜６上の全面に、低誘電率膜４ａ、６ａより高
い熱伝導率を有する第４の絶縁膜７を形成する。ここ
で、第４の絶縁膜７は、例えばシリコン酸化膜からなる
熱伝導層間膜である。

【０１６０】ここで、具体的には、上記シリコン酸化膜
は、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて形成する。詳細に
は、容量結合型平行平板電極プラズマＣＶＤ装置を用
い、原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ₄）及び亜酸化窒
素（Ｎ₂Ｏ）、又はＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙ
ｓｉｌａｎｅ）及び酸素を用い、反応室の圧力を０．５
〜１０Ｔｏｒｒ程度に調整し、１３．５６ＭＨｚの高周
波を６００Ｗ印可することで発生するプラズマにより、
上記シリコン酸化膜を形成する。ここで、シリコン基板
本体は４００℃前後の温度に保持されている。

【０１６１】尚、上記熱伝導層間膜７として、シリコン
酸化膜の代わりに、シリコン窒化酸化膜、シリコン窒化
膜又はフッ化シリコン酸化膜を用いても良い。

【０１６２】その後、通常の写真製版技術を用い、所望
の位置に上敷熱伝導薄膜１１、上敷低誘電率膜４及び熱
伝導層間膜７を貫通するように形成された、金属配線３
表面に開口する接続孔９を形成する。

【０１６３】次に、この接続孔９の内部を含む半導体基
板１上の全面に、アルミ膜、又は窒化チタン膜／アルミ
膜の積層膜からなる金属膜を形成し、さらに、通常の写
真製版技術を用い、この金属膜を所望の配線形状にパタ
ーニングして、上記金属配線３に電気的に接続される上
層金属配線８を形成し、図７に示す半導体装置を得る。

【０１６４】本実施の形態４においては、金属配線３で
発生した熱が、上敷熱伝導薄膜１１、サイドウォール１
０及び熱伝導層間膜７を通じて上層金属配線８に伝わ
り、最終的に半導体デバイスの表面に伝わって発散され
るので、金属配線３のジュール熱に起因した溶断による
配線信頼性の劣化を防止することができ、そのため、半
導体装置としての高い信頼性を得ることができるという
効果を有する。又、このとき、層間絶縁膜の容量を低減
する効果を、従来に比べ、ほとんど損なうことがないと
いう効果も有する。

【０１６５】又、本実施の形態４においては、層間絶縁
膜２に接して、その上に存在していた高熱伝導率膜１０
ａの一部を除去しているので、金属配線３及び上層金属
配線８間の層間絶縁膜中の、上記低誘電率層間膜６が占
める体積割合をより増加でき、そのため、層間絶縁膜の
容量のさらなる低減を可能ならしめるという効果を有す
る。

【０１６６】又、本実施の形態４においては、金属配線
３の上部に接するように上敷熱伝導薄膜１１を形成して
いるので、金属配線３の上面からも当該上敷熱伝導薄膜
１１を通じて当該金属配線３で発生した熱を伝導、分散
させることができ、そのため、より配線信頼性を高める
ことができ、半導体装置としてのさらなる高信頼性を得
ることができるという効果を有する。

【０１６７】尚、上記の場合においては、熱伝導層間膜
である第４の絶縁膜７を形成しているが、その代わり
に、当該第４の絶縁膜７を形成しなくても良く、この場
合においても、上記の場合と同様の効果を奏する。

【０１６８】しかし、熱伝導層間膜である第４の絶縁膜
７を形成している場合の方が、それを形成していない場
合に比べ、伝熱経路及び放熱面積がより増すこととなる
ので、金属配線３で発生した熱の外部への放熱をより効
率的に達成できることとなる。

【０１６９】尚、上記の場合においては、上層配線８は
接続孔９を介して配線３に接続されているが、上層配線
８を配線３に接続孔を用いて接続しなくても良く、この
場合においても、上記の場合と同様の効果を奏する。

【０１７０】尚、上記の場合においては、配線３及び上
層配線８として金属配線を用いていたが、その代わり
に、導電性を有する多結晶シリコン膜又はアモルファス
シリコン等のシリコン膜用いても良く、この場合におい
ても、配線３で発生した熱が、上敷熱伝導薄膜１１、サ
イドウォール１０及び熱伝導層間膜７を通じて上層配線
８に伝わり、最終的に半導体デバイスの表面に伝わって
発散されるので、配線３のジュール熱に起因した抵抗値
の上昇を抑えることができ、配線伝達速度の低下を防止
でき、そのため、半導体装置としての高い動作性能を得
ることができるという効果を有する。又、このとき、層
間絶縁膜の容量を低減する効果を、従来に比べ、ほとん
ど損なうことがないという効果も有する。

【０１７１】

【発明の効果】この発明に係る半導体装置は、半導体基
板上に形成された配線と、この配線上に積層された第１
の絶縁膜と、上記配線の側面に接する第２の絶縁膜と、
この第２の絶縁膜を挟んで上記配線の側面に隣接する、
上記半導体基板上に形成された第３の絶縁膜とを備え、
上記第１及び第３の絶縁膜は上記第２の絶縁膜よりも低
い比誘電率を有し、一方、上記第２の絶縁膜は上記第１
及び第３の絶縁膜よりも高い熱伝導率を有することを特
徴とするので、層間絶縁膜の容量の低減効果を損なうこ
となく、配線で発生した熱を、第２の絶縁膜を通じて外
部に放熱することができるという効果を有する。

【０１７２】又、上記第２の絶縁膜に接して、その上に
形成された、第１及び第３の絶縁膜よりも高い熱伝導率
を有する第４の絶縁膜を備えたものであるので、伝熱経
路及び放熱面積がそれぞれ増すために、配線で発生した
熱の外部への放熱を、より効率的に達成できるという効
果を有する。

【０１７３】又、上記第１の絶縁膜は、当該第１の絶縁
膜よりも高い熱伝導率を有する第５の絶縁膜を介して、
配線上に形成されていることを特徴とするので、配線上
面からも第５の絶縁膜を通じて当該配線で発生した熱を
伝導、分散させることができ、そのため、配線で発生し
た熱の外部への放熱を、より効率的に達成できるという
効果を有する。

【０１７４】又、上記第２、第４又は第５の絶縁膜は、
シリコン酸化膜、シリコン窒化酸化膜、シリコン窒化膜
又はフッ化シリコン酸化膜であることを特徴とするの
で、当該第２、第４又は第５の絶縁膜の形成が容易であ
り、そのため、半導体装置の製造が容易であるという効
果を有する。

【０１７５】又、上記第１又は第３の絶縁膜は、フッ素
樹脂膜又はフッ化アモルファスカーボン膜であることを
特徴とするので、当該第１又は第３の絶縁膜の形成が困
難なものではなく、そのため、半導体装置の製造が容易
化できるという効果を有する。

【０１７６】この発明に係る半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に導電膜を形成する工程と、上記導電膜上
に第１の絶縁膜を形成する工程と、上記導電膜及び第１
の絶縁膜を所望の配線形状にパターニングする工程と、
上記配線形状にパターニングした導電膜及び第１の絶縁
膜を覆うように、上記半導体基板上に第２の絶縁膜を形
成する工程と、上記第２の絶縁膜上に第３の絶縁膜を形
成する工程と、上記第１の絶縁膜上に形成した上記第３
の絶縁膜を除去し、上記第２の絶縁膜を露出させる工程
とを含み、上記第１及び第３の絶縁膜は上記第２の絶縁
膜よりも低い比誘電率を有し、一方、上記第２の絶縁膜
は上記第１及び第３の絶縁膜よりも高い熱伝導率を有す
ることを特徴とするので、層間絶縁膜の容量の低減効果
を損なうことなく、配線で発生した熱を、第２の絶縁膜
を通じて外部に放熱することのできる半導体装置を得る
ことができる。

【０１７７】又、上記露出した第２の絶縁膜に接するよ
うに、当該第２の絶縁膜上に、第１及び第３の絶縁膜よ
りも高い熱伝導率を有する第４の絶縁膜を形成する工程
を含むので、この方法を用いて製造された半導体装置に
おいては、伝熱経路及び放熱面積がそれぞれ増すため
に、配線で発生した熱の外部への放熱を、より効率的に
達成できるという効果を有する。

【０１７８】又、上記第２の絶縁膜を異方性ドライエッ
チングすることにより、配線形状にパターニングした導
電膜及び第１の絶縁膜の側面にサイドウォールを形成す
る工程を含むので、この方法を用いて製造された半導体
装置においては、上記配線形状にパターニングした導電
膜及び第１の絶縁膜の側面以外の領域に存在する第２の
絶縁膜の一部も、上記工程において同時に除去されるの
で、層間絶縁膜中の第３の絶縁膜が占める体積割合をよ
り増加でき、そのため、層間絶縁膜の容量のさらなる低
減を可能ならしめるという効果を有する。

【０１７９】又、上記導電膜上に第１の絶縁膜を形成す
る工程は、上記導電膜上に上記第１の絶縁膜よりも高い
熱伝導率を有する第５の絶縁膜を形成する工程と、上記
第５の絶縁膜上に上記第１の絶縁膜を形成する工程を含
むことを特徴とするので、この方法を用いて製造された
半導体装置においては、配線上面からも第５の絶縁膜を
通じて当該配線で発生した熱を伝導、分散させることが
でき、そのため、配線で発生した熱の外部への放熱を、
より効率的に達成できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１における半導体装置
の構造を示す要部断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１における半導体装置
の製造方法を工程順に示す要部断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態２における半導体装置
の構造を示す要部断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態２における半導体装置
の製造方法を工程順に示す要部断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態３における半導体装置
の構造を示す要部断面図である。

【図６】 この発明の実施の形態３における半導体装置
の製造方法を工程順に示す要部断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態４における半導体装置
の構造を示す要部断面図である。

【図８】 この発明の実施の形態４における半導体装置
の製造方法を工程順に示す要部断面図である。

【図９】 従来の半導体装置の構造を示す要部断面図で
ある。

【図１０】 従来の半導体装置の製造方法を工程順に示
す要部断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体基板、 ３ 配線、 ３ａ 導電
膜、４、４ａ 第１の絶縁膜、 ５、５
ａ 第２の絶縁膜、６、６ａ 第３の絶縁膜、
７ 第４の絶縁膜、１０ サイドウォール、
１０ａ 第２の絶縁膜、１１、１１ａ
第５の絶縁膜。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に形成された配線と、 この配線上に積層された第１の絶縁膜と、 上記配線の側面に接する第２の絶縁膜と、 この第２の絶縁膜を挟んで上記配線の側面に隣接する、
   上記半導体基板上に形成された第３の絶縁膜とを備え、 上記第１及び第３の絶縁膜は上記第２の絶縁膜よりも低
   い比誘電率を有し、一方、上記第２の絶縁膜は上記第１
   及び第３の絶縁膜よりも高い熱伝導率を有することを特
   徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 第２の絶縁膜は、シリコン酸化膜、シリ
   コン窒化酸化膜、シリコン窒化膜又はフッ化シリコン酸
   化膜であることを特徴とする請求項１記載の半導体装
   置。
3. 【請求項３】 第２の絶縁膜に接して、その上に形成さ
   れた、第１及び第３の絶縁膜よりも高い熱伝導率を有す
   る第４の絶縁膜を備えた請求項１又は２記載の半導体装
   置。
4. 【請求項４】 第４の絶縁膜は、シリコン酸化膜、シリ
   コン窒化酸化膜、シリコン窒化膜又はフッ化シリコン酸
   化膜であることを特徴とする請求項３記載の半導体装
   置。
5. 【請求項５】 第１の絶縁膜は、当該第１の絶縁膜より
   も高い熱伝導率を有する第５の絶縁膜を介して、配線上
   に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４の
   いずれか１項記載の半導体装置。
6. 【請求項６】 第５の絶縁膜は、シリコン酸化膜、シリ
   コン窒化酸化膜、シリコン窒化膜又はフッ化シリコン酸
   化膜であることを特徴とする請求項５記載の半導体装
   置。
7. 【請求項７】 第１又は第３の絶縁膜は、フッ素樹脂膜
   又はフッ化アモルファスカーボン膜であることを特徴と
   する請求項１ないし６のいずれか１項記載の半導体装
   置。
8. 【請求項８】 半導体基板上に導電膜を形成する工程
   と、 上記導電膜上に第１の絶縁膜を形成する工程と、 上記導電膜及び第１の絶縁膜を所望の配線形状にパター
   ニングする工程と、 上記配線形状にパターニングした導電膜及び第１の絶縁
   膜を覆うように、上記半導体基板上に第２の絶縁膜を形
   成する工程と、 上記第２の絶縁膜上に第３の絶縁膜を形成する工程と、 上記第１の絶縁膜上に形成した上記第３の絶縁膜を除去
   し、上記第２の絶縁膜を露出させる工程とを含み、 上記第１及び第３の絶縁膜は上記第２の絶縁膜よりも低
   い比誘電率を有し、一方、上記第２の絶縁膜は上記第１
   及び第３の絶縁膜よりも高い熱伝導率を有することを特
   徴とする半導体装置の製造方法。
9. 【請求項９】 露出した第２の絶縁膜に接するように、
   当該第２の絶縁膜上に、第１及び第３の絶縁膜よりも高
   い熱伝導率を有する第４の絶縁膜を形成する工程を含む
   請求項８記載の半導体装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 第２の絶縁膜を異方性ドライエッチン
    グすることにより、配線形状にパターニングした導電膜
    及び第１の絶縁膜の側面にサイドウォールを形成する工
    程を含む請求項８又は９記載の半導体装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 導電膜上に第１の絶縁膜を形成する工
    程は、上記導電膜上に上記第１の絶縁膜よりも高い熱伝
    導率を有する第５の絶縁膜を形成する工程と、上記第５
    の絶縁膜上に上記第１の絶縁膜を形成する工程を含むこ
    とを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項記載
    の半導体装置の製造方法。