JPH1117005A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number
JPH1117005A
JPH1117005A JP9164467A JP16446797A JPH1117005A JP H1117005 A JPH1117005 A JP H1117005A JP 9164467 A JP9164467 A JP 9164467A JP 16446797 A JP16446797 A JP 16446797A JP H1117005 A JPH1117005 A JP H1117005A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
wiring
wirings
semiconductor device
air gap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9164467A
Other languages
English (en)
Inventor
Norio Okada
紀雄 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP9164467A priority Critical patent/JPH1117005A/ja
Priority to KR1019980023140A priority patent/KR100267408B1/ko
Priority to TW087109923A priority patent/TW401621B/zh
Priority to US09/100,962 priority patent/US6054381A/en
Publication of JPH1117005A publication Critical patent/JPH1117005A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/7682Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing the dielectric comprising air gaps

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エアギャップを含む絶縁膜を有する半導体装
置における配線及びビアの信頼性を向上させる。 【解決手段】 第1の配線2の表面が絶縁膜3で被覆す
ることにより、後工程でエアギャップ5を含む第2の絶
縁膜4を形成する際に粗悪な絶縁膜が形成されたとして
も、絶縁膜3により十分な絶縁性を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の微細化が進むにつれて配線
間容量の増加が問題となっている。絶縁膜の低誘電率を
行っても、同一配線層における配線間隔の縮小にともな
い同一層の配線間容量の増加は抑えることができない。
【0003】上述した配線間容量増加を抑制するため
に、図5に示す特公平7−114236号公報の技術で
は図5(a)に示すように、半導体基板14上に第1の
絶縁膜15を介して配線16が形成され、次に図5
(b)に示すように、配線16間がスパッタリング法に
より埋設され、その埋設部のアスペクト比に併せ制御し
エアギャップ17が形成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示した方法によるエアギャップ17の形成では、配線側
壁に形成される絶縁膜が通常よりも粗な膜となり、配線
の信頼性、特に、耐電圧の低下、配線上に設けるビア
(スルーホール)の目ずれによる配線間のショートが発
生する可能性がある。
【0005】以下、図6を用いて従来の技術で述べたと
おり、配線間にエアギャップを含む絶縁膜を形成した場
合の不具合を具体的に説明する。
【0006】図6(a)に示すように従来の技術では、
配線16間にエアギャップ17を含む絶縁膜18をスパ
ッタリング法やバイアスCVD法により成膜した後、C
MP(化学的機械的研磨)法などにより平坦化させてい
る。この場合、配線16間のスペースが数μm以下の隣
接配線側壁に形成される絶縁膜19は、同一ウェハで配
線間スペースの数10μm以上広い部分に形成される膜
よりも粗な膜として形成されてしまうという問題があっ
た。
【0007】次に図6(b)に示すように、上層配線と
のコンタクトをとるためのビア開口用リソグラフィ工程
が行われるが、下層配線16とビア20とをリソグラフ
ィ技術で形成する際の目合わせ精度を1分に確保するこ
とができないという問題があった。
【0008】また図6(c)に示すように、ビア20を
形成するために、CVD法を用いてタングステンなどの
金属(化合物)を埋設した場合、CVDガスがエアギャ
ップ内壁や、配線側壁に形成されている粗な絶縁膜19
内に膜19a、19bが成膜され、これらの膜19a、
19bがショートの原因を引き起こす。これに加えてエ
アギャップ内にビア開口時の剥離液や、各種ガス(大
気)が入り込むことで、CVD法によりビアを埋設する
際の埋設性の低下をもたらすこともあり、ビアに空洞2
1が形成され、ビアのオープン不良を引き起こすという
問題があった。
【0009】本発明の目的は、エアギャップを含む絶縁
膜を有する半導体装置における配線及びビアの信頼性を
向上させた半導体装置及びその製造方法を提供すること
にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体装置は、半導体基板上に配線を
有する半導体装置であって、配線の表面上に第1の絶縁
膜を形成し、前記第1の絶縁膜で被覆された前記配線間
にエアギャップを含む第2の絶縁膜を形成したものであ
る。
【0011】また本発明に係る半導体装置の製造方法
は、配線形成工程と、第1の絶縁膜形成工程と、第2の
絶縁膜形成工程とを含む半導体装置の製造方法であっ
て、前記配線形成工程は、半導体基板上に配線を形成す
る処理を行なうものであり、前記第1の絶縁膜形成工程
は、配線の表面上に第1の絶縁膜を形成する処理を行な
うものであり、前記第2の絶縁膜形成工程は、前記第1
の絶縁膜で被覆された前記配線間にエアギャップを含む
第2の絶縁膜を形成する処理を行なうものである。
【0012】また、前記第1の絶縁膜をプラズマCVD
法により形成するものである。
【0013】また、前記第1の絶縁膜を塗布膜により形
成するものである。
【0014】また、前記第2の絶縁膜をバイアスCVD
法(高密度プラズマCVD法)により形成するものであ
る。
【0015】また、前記第2の絶縁層をプラズマCVD
法により形成するものである。
【0016】また、前記第2の絶縁層をスパッタリング
法により形成するものである。
【0017】また、前記第2の絶縁膜を塗布膜により形
成するものである。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。
【0019】(実施形態1)図1(a)、(b)は、本
発明の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【0020】図1(a)に示す本発明の実施形態に係る
半導体装置は、半導体基板1上に第1の配線2を形成
し、第1の配線2の表面をプラズマCVD法による第1
の絶縁膜3で被覆し、絶縁膜3で被覆された配線2間を
エアギャップ5を含む第2の絶縁膜4で埋設した構造と
なっている。絶縁膜4を形成するにあたっては、バイア
スCVD法や高密度プラズマCVD法などを用いる。
【0021】本発明の実施形態によれば、第1の配線2
の表面が絶縁膜3で被覆されているため、後工程でエア
ギャップ5を含む第2の絶縁膜4を形成する際に粗悪な
絶縁膜6が形成されたとしても、絶縁膜3により十分な
絶縁性を確保することができる。
【0022】また図1(b)に示す本発明の実施形態に
係る半導体装置は、第1の配線2に対してビア(スルー
ホール)7を設けたものである。この場合に、第1の配
線2で絶縁膜3で被覆されているため、第1配線2上に
設けるビア(スルーホール)7がリソグラフィ工程にて
目ずれをして配線2から肩落ちした場合においても、第
1の絶縁膜3により十分な絶縁性を確保でき、高信頼性
を有する配線を形成することができる。
【0023】(実施形態2)次に、図1に示す半導体装
置を実現するための製造方法を図2、図3を用いて説明
する。
【0024】まず図2(a)に示すように、半導体基板
1上に金属をスパッタリング法により成膜し、選択的に
エッチングし第1配線2を形成する。
【0025】次に、図2(b)に示すように、第1配線
2上にプラズマCVD法により第1の絶縁膜3を1,0
00Å成膜する。 これにより、配線側壁には十分密な
酸化膜が成膜されることになる。第1の絶縁膜3の成膜
膜厚は、上層に設けるビアとの目合わせ精度や、配線間
隔から適当な成膜膜厚を選べばよいことは言うまでもな
い。
【0026】次に、図2(c)に示すように、バイアス
CVD法によりエアギャップ5を含む第2の絶縁膜4を
成膜し、配線2間を絶縁膜4で埋設する。その後、CM
P(化学的機械的研磨)法により、第2の絶縁膜4を平
坦化をする。
【0027】次に、図2(d)に示すように、下層配線
2に達するビア7を絶縁膜4に選択的に開口する。
【0028】次に、図2(e)に示すように、スパッタ
リング法によりTiN500Åのバリア層8を形成した
後、ブランケット、CVD法とドライエッチバック法に
より、タングステン・プラグ9をビア7内に形成する。
【0029】開口したビア7が第1配線2から肩落ちし
た場合でも、第1の絶縁膜3が存在するため、歩留まり
良くWプラグ9を形成することができる。
【0030】図2(e)において、バリア層を形成しな
いで、選択CVD法により、プラグ形成する場合も、同
様に歩留まり良くできることはいうまでもない。
【0031】また、第2の絶縁膜を形成する工程におい
て、スパッタリング法(特にバイアススパッタリング
法)や、プラズマCVD法を用いて所望のエアギャップ
を含む絶縁膜を形成しても良い。
【0032】(実施形態3)次に、図1に示す本発明の
配線構造を実現するための製造方法を図4を用いて説明
する。
【0033】まず、図4(a)に示すように、半導体基
板1上に選択的に形成された第1の配線層2の表面に回
転塗布法及び熱処理により、無機系塗布膜である第1の
絶縁膜3を2,000Å成膜する。これにより、配線側
壁には十分密な絶縁膜が成膜されることになる。
【0034】次に、図4(b)に示すように、バイアス
CVD法によりエアギャップ5を含む第2の絶縁膜4を
成膜する。これ以降は、実施形態2と同様な製法を取る
ことで、安定した配線構造を得ることができる。
【0035】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、第1の配
線の表面が絶縁膜で被覆されているため、後工程でエア
ギャップを含む第2の絶縁膜を形成する際に粗悪な絶縁
膜が形成されたとしても、絶縁膜により十分な絶縁性を
確保することができる。
【0036】さらに、エアギャップを含む絶縁膜を形成
した際、下層配線とビアとの目ずれマージンを大きくす
ることができるため、ビアを含む配線の信頼性を向上さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る半導体装置を示す断面
図である。
【図2】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法
を工程順に示す断面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法
を工程順に示す断面図である。
【図4】本発明の実施形態に係る半導体装置の別の製造
方法を工程順に示す断面図である。
【図5】従来例の半導体装置を示す断面図である。
【図6】従来例の問題点を説明する断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 第1の配線 3 絶縁膜 4 第2の絶縁膜 5 エアギャップ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に配線を有する半導体装置
    であって、 配線の表面上に第1の絶縁膜を形成し、 前記第1の絶縁膜で被覆された前記配線間にエアギャッ
    プを含む第2の絶縁膜を形成したものであることを特徴
    とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 配線形成工程と、第1の絶縁膜形成工程
    と、第2の絶縁膜形成工程とを含む半導体装置の製造方
    法であって、 前記配線形成工程は、半導体基板上に配線を形成する処
    理を行なうものであり、 前記第1の絶縁膜形成工程は、配線の表面上に第1の絶
    縁膜を形成する処理を行なうものであり、 前記第2の絶縁膜形成工程は、前記第1の絶縁膜で被覆
    された前記配線間にエアギャップを含む第2の絶縁膜を
    形成する処理を行なうものであることを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記第1の絶縁膜をプラズマCVD法に
    より形成することを特徴とする請求項2に記載の半導体
    装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記第1の絶縁膜を塗布膜により形成す
    ることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造
    方法。
  5. 【請求項5】 前記第2の絶縁膜をバイアスCVD法
    (高密度プラズマCVD法)により形成することを特徴
    とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記第2の絶縁層をプラズマCVD法に
    より形成することを特徴とする請求項2に記載の半導体
    装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記第2の絶縁層をスパッタリング法に
    より形成することを特徴とする前記第2の絶縁層を半導
    体装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 前記第2の絶縁膜を塗布膜により形成す
    ることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造
    方法。
JP9164467A 1997-06-20 1997-06-20 半導体装置及びその製造方法 Pending JPH1117005A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9164467A JPH1117005A (ja) 1997-06-20 1997-06-20 半導体装置及びその製造方法
KR1019980023140A KR100267408B1 (ko) 1997-06-20 1998-06-19 반도체 장치 및 그 제조 방법
TW087109923A TW401621B (en) 1997-06-20 1998-06-19 Semiconductor device and its manufacture method
US09/100,962 US6054381A (en) 1997-06-20 1998-06-22 Semiconductor device, and method of manufacturing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9164467A JPH1117005A (ja) 1997-06-20 1997-06-20 半導体装置及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1117005A true JPH1117005A (ja) 1999-01-22

Family

ID=15793742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9164467A Pending JPH1117005A (ja) 1997-06-20 1997-06-20 半導体装置及びその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6054381A (ja)
JP (1) JPH1117005A (ja)
KR (1) KR100267408B1 (ja)
TW (1) TW401621B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7067380B2 (en) 2003-03-10 2006-06-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2011181898A (ja) * 2010-02-04 2011-09-15 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd エアギャップ形成用シリカ系被膜形成材料及びエアギャップ形成方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6211057B1 (en) * 1999-09-03 2001-04-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method for manufacturing arch air gap in multilevel interconnection
US6291030B1 (en) * 1999-12-21 2001-09-18 Promos Technologies, Inc. Method for reducing capacitance in metal lines using air gaps
FR2803092B1 (fr) * 1999-12-24 2002-11-29 St Microelectronics Sa Procede de realisation d'interconnexions metalliques isolees dans des circuits integres
US6509623B2 (en) * 2000-06-15 2003-01-21 Newport Fab, Llc Microelectronic air-gap structures and methods of forming the same
US6445072B1 (en) 2000-07-17 2002-09-03 Advanced Micro Devices, Inc. Deliberate void in innerlayer dielectric gapfill to reduce dielectric constant
JP3654830B2 (ja) * 2000-11-17 2005-06-02 松下電器産業株式会社 半導体装置及びその製造方法
US6917109B2 (en) * 2002-11-15 2005-07-12 United Micorelectronics, Corp. Air gap structure and formation method for reducing undesired capacitive coupling between interconnects in an integrated circuit device
US7138329B2 (en) * 2002-11-15 2006-11-21 United Microelectronics Corporation Air gap for tungsten/aluminum plug applications
US7449407B2 (en) * 2002-11-15 2008-11-11 United Microelectronics Corporation Air gap for dual damascene applications
JP4106048B2 (ja) * 2004-10-25 2008-06-25 松下電器産業株式会社 半導体装置の製造方法及び半導体装置
US8390079B2 (en) 2010-10-28 2013-03-05 International Business Machines Corporation Sealed air gap for semiconductor chip
US20120199886A1 (en) * 2011-02-03 2012-08-09 International Business Machines Corporation Sealed air gap for semiconductor chip
CN103151301A (zh) * 2013-02-25 2013-06-12 上海宏力半导体制造有限公司 半导体器件的形成方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07114236B2 (ja) * 1986-10-15 1995-12-06 日本電信電話株式会社 配線構造の製造方法
JPS63318752A (ja) * 1987-06-22 1988-12-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置
JPH05283542A (ja) * 1992-03-31 1993-10-29 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置及びその製造方法
JPH07114236A (ja) * 1993-10-15 1995-05-02 Konica Corp カラー画像形成装置のドラムカートリッジ
JP3371576B2 (ja) * 1994-10-27 2003-01-27 ソニー株式会社 半導体集積回路装置の製法
US5955786A (en) * 1995-06-07 1999-09-21 Advanced Micro Devices, Inc. Semiconductor device using uniform nonconformal deposition for forming low dielectric constant insulation between certain conductive lines
JP3399173B2 (ja) * 1995-08-18 2003-04-21 ソニー株式会社 半導体集積回路装置
US5728631A (en) * 1995-09-29 1998-03-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for forming a low capacitance dielectric layer
US5783481A (en) * 1996-06-05 1998-07-21 Advanced Micro Devices, Inc. Semiconductor interlevel dielectric having a polymide for producing air gaps

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7067380B2 (en) 2003-03-10 2006-06-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2011181898A (ja) * 2010-02-04 2011-09-15 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd エアギャップ形成用シリカ系被膜形成材料及びエアギャップ形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW401621B (en) 2000-08-11
KR19990007153A (ko) 1999-01-25
KR100267408B1 (ko) 2000-10-16
US6054381A (en) 2000-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100308101B1 (ko) 반도체장치와그의제조방법
JPS62279661A (ja) 集積回路に貫通導体を形成する方法
JPH1117005A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH01503021A (ja) シリコンウエハ内に貫通導体を形成する為の平担化方法
JP2000294628A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US6064119A (en) Wiring structure and formation method thereof for semiconductor device
KR20000035246A (ko) 반도체 구조물의 제조 방법
JP2001185614A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3123450B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2948588B1 (ja) 多層配線を有する半導体装置の製造方法
JPH1074837A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US6284645B1 (en) Controlling improvement of critical dimension of dual damasceue process using spin-on-glass process
JPH07122518A (ja) コンタクト電極の形成方法
JPH10116903A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH08330251A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2000058651A (ja) 多層配線を有する半導体装置及びその製造方法
KR100265828B1 (ko) 반도체소자 제조방법
KR100338605B1 (ko) 반도체디바이스의콘택홀형성방법
JP3295172B2 (ja) ドライエッチング方法及び半導体装置の製造方法
JPH065711A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH06236931A (ja) 配線構造及びその製造方法
JPH0621233A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH06349828A (ja) 集積回路装置の製造方法
JPH0846033A (ja) 多層配線層の形成方法
JPH0831929A (ja) 半導体装置の製造方法