JPH1140665A - 半導体集積回路およびその製造方法 - Google Patents
半導体集積回路およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体集積回路を形成する場合に高速化を行
う。 【解決手段】 多層配線構造の層間絶縁膜106を選択
的に形成を行うことにより、空孔105を含んだ層間膜
の構造にすることで静電容量を低減させる。
う。 【解決手段】 多層配線構造の層間絶縁膜106を選択
的に形成を行うことにより、空孔105を含んだ層間膜
の構造にすることで静電容量を低減させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路及
びその製造方法に関する。
びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の層間絶縁膜を用いた多層配線構造
を有する半導体集積回路の配線部分を図6に示す。図6
において、下層配線401は半導体基板400上に蒸着
及びパターニングにより所望形状に形成される。その
後、CVD法等により層間絶縁膜402を堆積して層間
絶縁膜402内に下層配線401を埋込み、エッチング
又はCMP法により層間絶縁膜402の表面を平坦化さ
せる。
を有する半導体集積回路の配線部分を図6に示す。図6
において、下層配線401は半導体基板400上に蒸着
及びパターニングにより所望形状に形成される。その
後、CVD法等により層間絶縁膜402を堆積して層間
絶縁膜402内に下層配線401を埋込み、エッチング
又はCMP法により層間絶縁膜402の表面を平坦化さ
せる。
【0003】その後、層間絶縁膜402上に上層配線4
03を蒸着及びパターニングにより所望形状に形成す
る。
03を蒸着及びパターニングにより所望形状に形成す
る。
【0004】また図7(特開平5−283542号)に
示す方法では、まず、半導体基板500上に下層配線5
01を形成する。その後、半導体基板500、下層配線
501を埋めこむようにキャップ用絶縁膜504を形成
する。そして、キャップ用絶縁膜504上に、サブミク
ロン径のAl微粒子を混合したガラス塗布材を含む層間
絶縁膜502を塗布し、これを400℃程度に加熱しガ
ラス化する。その後、ガラス塗布材に付着したAlのの
みを選択的にエッチングすることで層間絶縁膜502内
に空孔505を形成する。その後、第2のキャップ用絶
縁膜506を形成して上層配線503を形成していた。
示す方法では、まず、半導体基板500上に下層配線5
01を形成する。その後、半導体基板500、下層配線
501を埋めこむようにキャップ用絶縁膜504を形成
する。そして、キャップ用絶縁膜504上に、サブミク
ロン径のAl微粒子を混合したガラス塗布材を含む層間
絶縁膜502を塗布し、これを400℃程度に加熱しガ
ラス化する。その後、ガラス塗布材に付着したAlのの
みを選択的にエッチングすることで層間絶縁膜502内
に空孔505を形成する。その後、第2のキャップ用絶
縁膜506を形成して上層配線503を形成していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
示す従来例は、回路の動作速度が配線容量に律速され、
高速化が困難であるという問題があった。
示す従来例は、回路の動作速度が配線容量に律速され、
高速化が困難であるという問題があった。
【0006】その理由は、層間絶縁膜402が、材料固
有の誘電率を有しており、その容量値は空気より大き
く、高速化を阻止するためである。
有の誘電率を有しており、その容量値は空気より大き
く、高速化を阻止するためである。
【0007】また、図7に示す従来例では、層間絶縁膜
502内に空孔503を形成することが困難であるとい
う問題があった。
502内に空孔503を形成することが困難であるとい
う問題があった。
【0008】その理由は、Alを選択的にエッチング
し、エアギャップ構造を形成するためには、Alの粒子
を塗布材の大半に混合させる必要があり、また、そうし
ないと粒子間が塗布材により分離され、選択的にエッチ
ングができないためである。
し、エアギャップ構造を形成するためには、Alの粒子
を塗布材の大半に混合させる必要があり、また、そうし
ないと粒子間が塗布材により分離され、選択的にエッチ
ングができないためである。
【0009】本発明の目的は、上記のような問題を解消
するためになされたものであり、層間絶縁膜による静電
容量を低減する半導体集積回路及びその製造方法を提供
することにある。
するためになされたものであり、層間絶縁膜による静電
容量を低減する半導体集積回路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集積回路は、上層配線と下層配
線との間に層間絶縁膜を有する半導体集積回路であっ
て、層間絶縁膜は、絶縁枝と、絶縁膜とからなり、前記
絶縁枝は、下層配線から上方に糸状に伸長して前記配線
相互間に空孔を確保するものであり、前記絶縁膜は、前
記絶縁枝の上端に層状に形成され、上層配線を支えるも
のである。
め、本発明に係る半導体集積回路は、上層配線と下層配
線との間に層間絶縁膜を有する半導体集積回路であっ
て、層間絶縁膜は、絶縁枝と、絶縁膜とからなり、前記
絶縁枝は、下層配線から上方に糸状に伸長して前記配線
相互間に空孔を確保するものであり、前記絶縁膜は、前
記絶縁枝の上端に層状に形成され、上層配線を支えるも
のである。
【0011】また本発明に係る半導体集積回路の製造方
法は、絶縁枝形成工程と、絶縁膜形成工程とを有し、層
間絶縁膜を挾んで上層と下層の配線を形成する半導体集
積回路の製造方法であって、絶縁枝形成工程は、下層配
線上に薄膜の絶縁膜を形成し、かつ、該絶縁膜上に成長
核を形成し、該成長核から絶縁膜を糸状に成長させるも
のであり、絶縁膜形成工程は、前記糸状の絶縁枝の上端
部に絶縁膜を層状に成長させる処理を行うものである。
法は、絶縁枝形成工程と、絶縁膜形成工程とを有し、層
間絶縁膜を挾んで上層と下層の配線を形成する半導体集
積回路の製造方法であって、絶縁枝形成工程は、下層配
線上に薄膜の絶縁膜を形成し、かつ、該絶縁膜上に成長
核を形成し、該成長核から絶縁膜を糸状に成長させるも
のであり、絶縁膜形成工程は、前記糸状の絶縁枝の上端
部に絶縁膜を層状に成長させる処理を行うものである。
【0012】また前記成長核として金属を用いるもので
ある。
ある。
【0013】また前記絶縁枝は、下地依存性が強い成膜
方法を用いて成膜するものである。
方法を用いて成膜するものである。
【0014】また前記絶縁膜は、下地依存性が少ない成
膜方法を用いて成膜するものである。
膜方法を用いて成膜するものである。
【0015】
【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。
【0016】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1に係る半導体集積回路を示す断面図、図2〜図4は、
本発明の実施形態1に係る半導体集積回路の製造方法を
工程順に示す断面図である。
1に係る半導体集積回路を示す断面図、図2〜図4は、
本発明の実施形態1に係る半導体集積回路の製造方法を
工程順に示す断面図である。
【0017】図1において、本発明の実施形態1に係る
半導体集積回路は、半導体基板101上で上層配線10
3と下層配線101との間に層間絶縁膜102を有する
構造のものであり、層間絶縁膜102は、絶縁枝106
aと絶縁膜106bとから構成されている。
半導体集積回路は、半導体基板101上で上層配線10
3と下層配線101との間に層間絶縁膜102を有する
構造のものであり、層間絶縁膜102は、絶縁枝106
aと絶縁膜106bとから構成されている。
【0018】層間絶縁膜102の絶縁枝106aは、下
層配線101から上方に糸状に伸長して配線101、1
03相互間に空孔105を確保するようになっている。
層配線101から上方に糸状に伸長して配線101、1
03相互間に空孔105を確保するようになっている。
【0019】絶縁膜106bは、絶縁枝106aの上端
に層状に形成され、上層配線103を支えるようになっ
ている。
に層状に形成され、上層配線103を支えるようになっ
ている。
【0020】また絶縁枝106aは、下層配線101上
に薄く形成した絶縁膜104から成長核を中心として枝
状に伸長し、空孔105を確保するようになっている。
に薄く形成した絶縁膜104から成長核を中心として枝
状に伸長し、空孔105を確保するようになっている。
【0021】図1に示す本発明の実施形態1によれば、
上層配線103と下層配線101との間に絶縁枝106
aによる空孔105が確保されることとなり、この空孔
105の存在によって上層配線103と下層配線101
との間の静電容量が低下するため、この静電容量による
影響を最小限に抑制することができる。
上層配線103と下層配線101との間に絶縁枝106
aによる空孔105が確保されることとなり、この空孔
105の存在によって上層配線103と下層配線101
との間の静電容量が低下するため、この静電容量による
影響を最小限に抑制することができる。
【0022】次に図1に示す本発明の実施形態1に係る
半導体集積回路の製造方法を説明する。
半導体集積回路の製造方法を説明する。
【0023】まず図2(a)に示すように、半導体基板
200上に下層配線201を所望形状のパターンに形成
する。
200上に下層配線201を所望形状のパターンに形成
する。
【0024】次に図2(b)に示すように、CVD法等
により下層配線201上に第1のキャップ絶縁膜204
を、金属配線の有無等の下地依存性のない条件にて10
00Åの膜厚に薄く形成する。具体的には、第1のキャ
ップ絶縁膜204は、例えばプラズマCVD法によるシ
リコン酸化膜、或いはSiH4系常圧CVD法によるシ
リコン酸化膜を用いて形成する。
により下層配線201上に第1のキャップ絶縁膜204
を、金属配線の有無等の下地依存性のない条件にて10
00Åの膜厚に薄く形成する。具体的には、第1のキャ
ップ絶縁膜204は、例えばプラズマCVD法によるシ
リコン酸化膜、或いはSiH4系常圧CVD法によるシ
リコン酸化膜を用いて形成する。
【0025】次に図2(c)に示すように、第1のキャ
ップ絶縁膜204上に、成長核207となる金属、例え
ばFe,Zn,Pt等の微粒子を吹付ける。この成長核
207は、層間絶縁膜の膜質に合わせて選択する。ま
た、成長核は、絶縁膜を糸状にするためにミクロン以下
のサイズが好ましく、粒状或いは島状の微細パターンを
有する金属を用いる。
ップ絶縁膜204上に、成長核207となる金属、例え
ばFe,Zn,Pt等の微粒子を吹付ける。この成長核
207は、層間絶縁膜の膜質に合わせて選択する。ま
た、成長核は、絶縁膜を糸状にするためにミクロン以下
のサイズが好ましく、粒状或いは島状の微細パターンを
有する金属を用いる。
【0026】次に図3(d)、(e)に示すように、成
長核207の部分から絶縁膜を糸状に伸長成長させ、層
間絶縁膜202内に空孔205を確保する。ここで、実
験の結果、触媒としての成長核207が付着した絶縁膜
204の成長の割合は、それ以外の場所と比較すると、
約100倍以上の速さで形成することが得られている。
これは、成長核としての金属が触媒として作用するもの
と考えられる。
長核207の部分から絶縁膜を糸状に伸長成長させ、層
間絶縁膜202内に空孔205を確保する。ここで、実
験の結果、触媒としての成長核207が付着した絶縁膜
204の成長の割合は、それ以外の場所と比較すると、
約100倍以上の速さで形成することが得られている。
これは、成長核としての金属が触媒として作用するもの
と考えられる。
【0027】また、金属を触媒として絶縁膜を付着させ
るにあたっては、Fe,Zn,Pt等の微粒子を分散さ
せた液を塗布する、前記液を霧状に吹き付ける、金属を
溶解した溶液を霧状に吹き付ける等の方法を行なう。ま
た、サブミクロン開口パターンを有するレジスト膜を形
成して金属膜を全面に蒸着法等で成膜し、硫酸過水等で
レジストを溶解除去することにより、レジスト上の不要
な金属膜を除去して必要なパターンに金属を形成すると
いうレフト法等を用いて付着するようにしてよい。
るにあたっては、Fe,Zn,Pt等の微粒子を分散さ
せた液を塗布する、前記液を霧状に吹き付ける、金属を
溶解した溶液を霧状に吹き付ける等の方法を行なう。ま
た、サブミクロン開口パターンを有するレジスト膜を形
成して金属膜を全面に蒸着法等で成膜し、硫酸過水等で
レジストを溶解除去することにより、レジスト上の不要
な金属膜を除去して必要なパターンに金属を形成すると
いうレフト法等を用いて付着するようにしてよい。
【0028】また、糸状の絶縁膜を成膜させるには、素
材としてHTO、原料ガスとしてSiH4,N2Oガスを
用い、温度700〜850゜C、約1Torrに設定し
た減圧CVD法を用いる。金属微細パターン上では、第
1キャップ絶縁膜上の約100倍の速度で成長するた
め、糸状となる。
材としてHTO、原料ガスとしてSiH4,N2Oガスを
用い、温度700〜850゜C、約1Torrに設定し
た減圧CVD法を用いる。金属微細パターン上では、第
1キャップ絶縁膜上の約100倍の速度で成長するた
め、糸状となる。
【0029】次に図3(f)に示すように、絶縁枝20
2の上端に層状の絶縁膜206をCVD法等により形成
する。絶縁膜206は、第1のキャップ絶縁膜と同様に
下地依存性のない条件で等方的に成長するため、層状と
なる。
2の上端に層状の絶縁膜206をCVD法等により形成
する。絶縁膜206は、第1のキャップ絶縁膜と同様に
下地依存性のない条件で等方的に成長するため、層状と
なる。
【0030】そして図4(g)に示すように、絶縁膜2
06の表面を平坦化し、図4(h)に示すように平坦化
した絶縁膜206の上面に上層配線203を所望形状の
パターンに形成する。
06の表面を平坦化し、図4(h)に示すように平坦化
した絶縁膜206の上面に上層配線203を所望形状の
パターンに形成する。
【0031】(実施形態2)図5は、本発明の実施形態
2に係る半導体集積回路の製造方法を工程順に示す断面
図である。
2に係る半導体集積回路の製造方法を工程順に示す断面
図である。
【0032】まず図5(a)に示すように、第1のキャ
ップ絶縁膜304上に有機化合物307を塗布し、その
後、有機化合物307をパターニングして部分的に有機
化合物307を絶縁膜304上に選択的に残留させる。
ップ絶縁膜304上に有機化合物307を塗布し、その
後、有機化合物307をパターニングして部分的に有機
化合物307を絶縁膜304上に選択的に残留させる。
【0033】その後、残留した有機化合物307を選択
的に成長させるように、有機系の反応ガスを用いて有機
化合物307を成長させる。これにより成長した有機化
合物307間に空孔305が確保される。
的に成長させるように、有機系の反応ガスを用いて有機
化合物307を成長させる。これにより成長した有機化
合物307間に空孔305が確保される。
【0034】次に図5(b)に示すように、有機系の反
応ガスを用いてCVD法により第2のキャップ絶縁膜3
06を形成する。その後、絶縁膜306の表面を平坦化
し、その表面上に上層配線を形成する。
応ガスを用いてCVD法により第2のキャップ絶縁膜3
06を形成する。その後、絶縁膜306の表面を平坦化
し、その表面上に上層配線を形成する。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、上
下層配線間の層間絶縁膜に空孔を有するため、静電容量
を小さくして集積回路の動作速度を速くすることができ
る。
下層配線間の層間絶縁膜に空孔を有するため、静電容量
を小さくして集積回路の動作速度を速くすることができ
る。
【0036】さらに絶縁枝を糸状に伸長成長させて空孔
を確保するため、製造工程が容易かつ簡素化することが
できる。
を確保するため、製造工程が容易かつ簡素化することが
できる。
【図1】本発明の実施形態1に係る半導体集積回路を示
す断面図である。
す断面図である。
【図2】本発明の実施形態1に係る半導体集積回路の製
造方法を工程順に示す断面図である。
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1に係る半導体集積回路の製
造方法を工程順に示す断面図である。
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1に係る半導体集積回路の製
造方法を工程順に示す断面図である。
造方法を工程順に示す断面図である。
【図5】本発明の実施形態2に係る半導体集積回路の製
造方法を工程順に示す断面図である。
造方法を工程順に示す断面図である。
【図6】従来例を示す断面図である。
【図7】従来例を示す断面図である。
100、200 半導体基板 101、201 下層配線 102、202 層間絶縁膜 103、203 上層配線 104、204 第1のキャップ絶縁膜 105、205 空孔 106、206 第2のキャップ絶縁膜 207 成長核
Claims (5)
- 【請求項1】 上層配線と下層配線との間に層間絶縁膜
を有する半導体集積回路であって、 層間絶縁膜は、絶縁枝と、絶縁膜とからなり、 前記絶縁枝は、下層配線から上方に糸状に伸長して前記
配線相互間に空孔を確保するものであり、 前記絶縁膜は、前記絶縁枝の上端に層状に形成され、上
層配線を支えるものであることを特徴とする半導体集積
回路。 - 【請求項2】 絶縁枝形成工程と、絶縁膜形成工程とを
有し、層間絶縁膜を挾んで上層と下層の配線を形成する
半導体集積回路の製造方法であって、 絶縁枝形成工程は、下層配線上に薄膜の絶縁膜を形成
し、かつ、該絶縁膜上に成長核を形成し、該成長核から
絶縁膜を糸状に成長させるものであり、 絶縁膜形成工程は、前記糸状の絶縁枝の上端部に絶縁膜
を層状に成長させる処理を行うものであることを特徴と
する半導体集積回路の製造方法。 - 【請求項3】 前記成長核として金属を用いることを特
徴とする請求項2に記載の半導体集積回路の製造方法。 - 【請求項4】 前記絶縁枝は、下地依存性が強い成膜方
法を用いて成膜することを特徴とする請求項2に記載の
半導体集積回路の製造方法。 - 【請求項5】 前記絶縁膜は、下地依存性が少ない成膜
方法を用いて成膜することを特徴とする請求項2に記載
の半導体集積回路の製造方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9194381A JPH1140665A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 半導体集積回路およびその製造方法 |
US09/114,173 US6162740A (en) | 1997-07-18 | 1998-07-13 | Semiconductor device and method of forming semiconductor device |
KR1019980028872A KR100273494B1 (ko) | 1997-07-18 | 1998-07-16 | 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
CN98103248A CN1207580A (zh) | 1997-07-18 | 1998-07-17 | 半导体器件及其制作方法 |
GB9815644A GB2327535B (en) | 1997-07-18 | 1998-07-17 | Semiconductor device and method of forming semiconductor device |
US09/695,839 US6333276B1 (en) | 1997-07-18 | 2000-10-26 | Semiconductor device and method of forming semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9194381A JPH1140665A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 半導体集積回路およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1140665A true JPH1140665A (ja) | 1999-02-12 |
Family
ID=16323661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9194381A Pending JPH1140665A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 半導体集積回路およびその製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6162740A (ja) |
JP (1) | JPH1140665A (ja) |
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CN (1) | CN1207580A (ja) |
GB (1) | GB2327535B (ja) |
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DE10161312A1 (de) | 2001-12-13 | 2003-07-10 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Herstellen einer Schicht-Anordnung und Schicht-Anordnung |
US6984579B2 (en) * | 2003-02-27 | 2006-01-10 | Applied Materials, Inc. | Ultra low k plasma CVD nanotube/spin-on dielectrics with improved properties for advanced nanoelectronic device fabrication |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
JPH0722583A (ja) * | 1992-12-15 | 1995-01-24 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 多層回路装置 |
USRE36475E (en) * | 1993-09-15 | 1999-12-28 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method of forming a via plug in a semiconductor device |
US5470802A (en) * | 1994-05-20 | 1995-11-28 | Texas Instruments Incorporated | Method of making a semiconductor device using a low dielectric constant material |
US5461003A (en) * | 1994-05-27 | 1995-10-24 | Texas Instruments Incorporated | Multilevel interconnect structure with air gaps formed between metal leads |
DE69531571T2 (de) * | 1994-05-27 | 2004-04-08 | Texas Instruments Inc., Dallas | Verbesserungen in Bezug auf Halbleitervorrichtungen |
US5548159A (en) * | 1994-05-27 | 1996-08-20 | Texas Instruments Incorporated | Porous insulator for line-to-line capacitance reduction |
US5504042A (en) * | 1994-06-23 | 1996-04-02 | Texas Instruments Incorporated | Porous dielectric material with improved pore surface properties for electronics applications |
US5567982A (en) * | 1994-09-30 | 1996-10-22 | Bartelink; Dirk J. | Air-dielectric transmission lines for integrated circuits |
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 |
US5847464A (en) * | 1995-09-27 | 1998-12-08 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Method for forming controlled voids in interlevel dielectric |
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-
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- 1997-07-18 JP JP9194381A patent/JPH1140665A/ja active Pending
-
1998
- 1998-07-13 US US09/114,173 patent/US6162740A/en not_active Expired - Fee Related
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-
2000
- 2000-10-26 US US09/695,839 patent/US6333276B1/en not_active Expired - Fee Related
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---|---|
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GB2327535B (en) | 1999-09-15 |
US6162740A (en) | 2000-12-19 |
CN1207580A (zh) | 1999-02-10 |
KR100273494B1 (ko) | 2001-02-01 |
GB2327535A (en) | 1999-01-27 |
US6333276B1 (en) | 2001-12-25 |
GB9815644D0 (en) | 1998-09-16 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010306 |