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
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- 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
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- wirings
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/70—Manufacture 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
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
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- H01L21/76801—Applying 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
- H01L21/7682—Applying 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。
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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
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) |
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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 |
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