JPH0955431A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0955431A
JPH0955431A JP22970595A JP22970595A JPH0955431A JP H0955431 A JPH0955431 A JP H0955431A JP 22970595 A JP22970595 A JP 22970595A JP 22970595 A JP22970595 A JP 22970595A JP H0955431 A JPH0955431 A JP H0955431A
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JP
Japan
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silicon oxide
film
wiring
films
oxide film
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JP22970595A
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English (en)
Inventor
Tomoyuki Uchiyama
朋幸 内山
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線間容量に起因する信号遅延を抑制する。 【解決手段】 配線となるアルミニウム膜3上にシリコ
ン酸化膜4を形成してからパターニングを行って、アル
ミニウム膜3を配線形状に加工するとともに、アルミニ
ウム膜3間に高アスペクト比の溝部を形成する。しかる
後、溝部が埋め込まれずかつこの溝部の上部が塞がれる
ようにスパッタリング法でシリコン酸化膜6を形成する
ことにより、配線間に空洞Aを形成する。 【効果】 配線間容量が低下し高速化に寄与できる。

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の製造方
法に関し、特に半導体装置において配線間容量を低減す
るために用いて好適である。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路は年々その集積度が増大
し、それに従い配線幅やコンタクト孔径は微細化された
が、この微細化により種々の問題が顕在化してきてい
る。この問題として、例えば、微細なコンタクト孔内で
のメタル配線膜の被覆性の低下の問題、メタル配線幅の
縮小化による配線抵抗増大の問題、あるいは、メタル配
線間隔の縮小化による配線間容量増大の問題がある。
【0003】ところで配線による信号遅延は、配線抵抗
と配線間容量との積で表される。従って、信号遅延を最
小限に抑制するためには、配線抵抗および配線間容量の
両方の低減を図る必要がある。このうち配線抵抗は配線
材料や配線形状で決定され、配線間容量は配線間隔およ
び配線間に存在する絶縁体の誘電率で決定される。配線
間容量Cは、平行平板近似によると、2つの導体板(配
線)の間に挟まれた絶縁体の比誘電率をεr 、真空の誘
電率をεo 、導体の面積をS、導体(配線)間の距離を
Rとしたときに、以下の(1)式のように表される。 C=εr ・εo ・S/R2 (1)
【0004】通常、配線間にはシリコン酸化膜やシリコ
ン窒化膜などの絶縁膜が被覆されるが、“ VLSI Techno
logy second edition (McGRAW-HILL) ”によれば、それ
ぞれの比誘電率は3.9〜4.9、および6〜9と記さ
れている。
【0005】ここで、従来の配線の形成方法を図3に基
づき説明する。図3は、配線が形成された従来の半導体
装置の断面図である。
【0006】図3の構造を得るには、半導体基板21上
にシリコン酸化膜22を形成した後、このシリコン酸化
膜22上の全面に膜厚800nm程度のアルミニウム膜
をスパッタ法で形成する。次に、このアルミニウム膜を
選択的にエッチング除去することにより、アルミニウム
膜からなる複数の配線23を形成する。その後、複数の
配線層23間を埋めるとともに配線23を覆うシリコン
酸化膜24をCVD法により形成する。以上の工程によ
り、図3のような配線23を有する構造を得ることがで
きる。また、シリコン酸化膜24上にはさらに図示しな
い上層配線が形成されて、多層配線構造が形成されるこ
とがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3に
示したような従来の配線構造によると、(1)式から明
らかなように、微細化による配線23間隔の減少に伴っ
て配線間容量が増大するとともに、多層配線構造をとる
ためにシリコン酸化膜24などの層間絶縁膜の表面を平
坦化することによる配線23の真上に位置するシリコン
酸化膜24の膜厚減少に伴って配線間容量が増大するこ
とから、配線間における電気信号の混信(クロストー
ク)および容量抵抗(C−R)結合による電気信号の伝
達遅延が生じてしまっていた。また、絶縁膜が有する応
力に起因して配線に断線が生ずる等の種々問題点があっ
た。
【0008】この問題を解決する技術として、特開昭6
3−179548号公報に記載されているように、配線
間に空洞を設けることにより配線間の比誘電率を低減
し、配線間容量を最小限に抑制し、且つ絶縁膜が有する
応力に起因した配線の断線を防止する技術が知られてい
る。しかし前記公報には、配線間に空洞を設けるための
具体的な方法が示されておらず、配線間に空洞を形成す
る方法を現実に実施することができなかった。
【0009】そこで、本発明の目的は、配線間に空洞を
形成して配線間容量および絶縁膜の応力を低減すること
によって配線間容量を小さくし、電気信号の混信および
信号伝達遅延を少なくするとともに、断線が生じない信
頼性の高い配線構造を得ることができる半導体装置の製
造方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上全
面に導体層を形成する第1の工程と、前記導体層上全面
に第1の絶縁膜を形成する第2の工程と、前記第1の絶
縁膜及び前記導電層を選択的にエッチングすることによ
り、前記導電層からなる複数の配線層を形成する第3の
工程と、前記複数の配線層間の溝部が埋め込まれず且つ
前記溝部がその上部において塞がれるように、スパッタ
法又はCVD法により第2の絶縁膜を形成する第4の工
程とを具備する。
【0011】より具体的には、半導体基板上全面に導体
層を形成する第1の工程と、前記導体層上全面に第1の
絶縁膜を形成する第2の工程と、前記第1の絶縁膜及び
前記導電層を選択的にエッチングすることにより、前記
導電層からなる複数の配線層を形成する第3の工程と、
スパッタ法又はCVD法により、前記配線層間の側壁領
域には空洞が形成され、且つ、前記配線層の直上に形成
された前記第1の絶縁膜上に形成されると共に前記第1
の絶縁膜間の側壁領域を埋める第2の絶縁膜を形成する
第4の工程とを具備する。
【0012】
【作用】導体上に絶縁膜を形成後、前記導体および前記
絶縁膜を配線形状に加工することにより、配線間の溝の
アスペクト比を増加させることができるので、その後の
絶縁膜の形成において配線間の溝の下部には絶縁膜がほ
とんど被覆されず、配線層間には空洞が形成される。従
って、配線間容量が低減すると共に、配線間に絶縁膜の
代わりに空洞を形成することによって絶縁膜が保有する
応力が低下するために配線膜の断線が防止できる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例を図1を用いて
説明する。
【0014】まず、図1(a)に示すように、半導体基
体(シリコン基板)1上にシリコン酸化膜2を形成後、
このシリコン酸化膜2上に膜厚800nm程度のアルミ
ニウム膜3をスパッタリング法で形成する。
【0015】続いて、図1(b)に示すように、アルミ
ニウム膜3上に膜厚2000nm程度のシリコン酸化膜
4をプラズマCVD法で形成する。
【0016】その後、図1(c)に示すように、シリコ
ン酸化膜4上にレジスト5を塗布し、フォトリソグラフ
ィ技術によりレジスト5を配線形状にパターニングす
る。しかる後、このレジスト5をマスクにして、CF4
を主成分とするガスによりシリコン酸化膜4のエッチン
グ加工を行う。このとき、アルミニウム膜3間には、ア
スペクト比が比較的大きな溝部が形成される。なお、本
実施例では配線の最小ライン幅と最小ライン間隔はそれ
ぞれ600nm、800nmに設定されてある。
【0017】次いで、図1(d)に示すように、塩素を
主成分とするガスにより、レジスト5をマスクにしてア
ルミニウム膜3のエッチング加工を行い、アルミニウム
膜3を配線形状にする。その後、酸素プラズマを用いた
アッシング技術によりレジスト5を除去する。
【0018】続いて、図1(e)に示すように、スパッ
タリング法により膜厚1500nm程度のシリコン酸化
膜6を形成する。スパッタリング条件は、ターゲット種
が多結晶シリコン、放電ガス種はアルゴンおよび酸素の
混合ガス、放電モードは高周波スパッタ、放電ガス圧は
4mTorr、放電電力は2kW、成膜温度は100℃
である。スパッタリング法によると、成膜粒子が任意の
方向から直線的に基体上に付着するので、シリコン酸化
膜6は主にシリコン酸化膜4の表面上に成膜されること
になり、パターニングされたアルミニウム膜3間の溝の
下部が埋めこまれる前に溝の上部がシリコン酸化膜6で
塞がれる。これにより、アルミニウム3膜間の側壁領域
には空洞Aが形成される。
【0019】本条件によりアルミニウム膜3間の溝は数
mTorrという低圧力下でシリコン酸化膜6により塞
がれることになり、アルミニウム膜3の配線間の比誘電
率はほぼ1としてよい。これにより、配線間容量を大幅
に低減することができる。また、配線間には絶縁膜の代
わりに空洞が形成されるので、絶縁膜が保有する応力が
低下して配線が断線することがなくなる。
【0020】なお、通常の半導体装置では配線間隔は一
定ではなく、配線間隔が大きくなるにつれて配線間の溝
がスパッタリング法で形成したシリコン酸化膜6で埋め
こまれやすくなるという現象が生じるが、上記(1)式
からも明らかなように、配線間容量は配線間隔の2乗に
逆比例することから、配線間隔が大きい溝部で絶縁膜が
埋めこまれて空洞が形成されなくても実際上は配線間容
量が著しく増大することはない。
【0021】次に、本発明の第2の実施例を、図2に基
づき説明する。
【0022】まず、図2(a)に示すように、半導体基
体(シリコン基板)11上にシリコン酸化膜12を形成
後、このシリコン酸化膜12上に膜厚800nm程度の
アルミニウム膜13をスパッタリング法で形成する。
【0023】続いて、図2(b)に示すように、アルミ
ニウム膜13上に膜厚2000nm程度のシリコン酸化
膜14をプラズマCVD法で形成する。
【0024】その後、図2(c)に示すように、シリコ
ン酸化膜14上にレジスト15を塗布し、フォトリソグ
ラフィ技術によりレジスト15を配線形状にパターニン
グする。しかる後、このレジスト15をマスクにして、
CF4 を主成分とするガスによりシリコン酸化膜14の
エッチング加工を行う。このとき、アルミニウム膜13
間には、アスペクト比が比較的大きな溝部が形成され
る。なお、本実施例では配線の最小ライン幅と最小ライ
ン間隔はそれぞれ600nm、800nmに設定されて
ある。
【0025】次いで、図2(d)に示すように、塩素を
主成分とするガスにより、レジスト15をマスクにして
アルミニウム膜13のエッチング加工を行い、アルミニ
ウム膜13を配線形状にする。その後、酸素プラズマを
用いたアッシング技術によりレジスト15を除去する。
【0026】続いて、図2(e)に示すように、プラズ
マCVD法により膜厚1500nm程度のシリコン酸化
膜16を形成する。このシリコン酸化膜16は主にシリ
コン酸化膜14の表面上に形成されるので、パターニン
グされたアルミニウム膜13間の溝の下部が埋めこまれ
る前に溝の上部がシリコン酸化膜16で塞がれ、アルミ
ニウム膜13の配線間の側壁領域には、空洞Bが形成さ
れる。この際のシリコン酸化膜16の形成条件は、原料
ガスがSiH4 とO2 、成膜温度が400℃、成膜ガス
圧は10Torr、プラズマ電力は4kWである。
【0027】続いて、図2(f)に示すように、プラズ
マCVD法にてシリコン酸化膜16上に膜厚500nm
程度のシリコン窒化膜17を形成する。
【0028】上記第1、第2の実施例では、導体配線層
としてアルミニウム膜3、13を用いたが、アルミニウ
ム以外の金属およびその化合物や合金、多結晶シリコン
のいずれか又はこれらの積層構造の使用が可能である。
また、上記第1、第2の実施例では、アルミニウム膜
3、13上にシリコン酸化膜6、16を成膜して空洞
A、Bを形成したが、シリコン酸化膜6、16の代わり
にCVD法又はスパッタ法などによりシリコン窒化膜、
シリコンオキシナイトライド膜を成膜してもよく、ま
た、CVD法で有機絶縁膜等を成膜してもよい。なお、
シリコン酸化膜4、14及びアルミニウム膜3、13に
形成した孔(溝部)のアスペクト比が3以上であれば空
洞A、Bが形成されやすい。
【0029】上述の実施例の方法は、半導体基板1、1
1上全面にアルミニウム膜3、13を形成する第1の工
程と、アルミニウム膜3、13上全面にシリコン酸化膜
4、14を形成する第2の工程と、このシリコン酸化膜
4、14及びアルミニウム膜3、13を選択的にエッチ
ングすることにより、アルミニウム膜3、13からなる
複数のアルミニウム配線(3、13)を形成する第3の
工程と、スパッタ法(又はCVD法)により、アルミニ
ウム配線(3、13)間の側壁領域には堆積されず空洞
A、Bが形成され、且つ、アルミニウム配線(3、1
3)の直上に形成されたシリコン酸化膜4、14上に形
成されると共にこのシリコン酸化膜4、14の側壁領域
を埋めるシリコン酸化膜6、16を形成する第4の工程
を具備するものである。この実施例によると、同一層内
のアルミニウム配線(3、13)間(導体間)が絶縁膜
で埋めこまれないので、配線間の容量の増大を最小限に
抑えることができるとともに、絶縁膜が有する応力に起
因して配線が断線するのを防止することができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
容易に配線間容量の増大を抑制することが可能となるの
で、電気信号の混信および信号伝達遅延が少なくなると
ともに、断線が生じない信頼性の高い高速動作可能な半
導体装置を製造できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を説明するための工程順
の断面図である。
【図2】本発明による第1の実施例を説明するための工
程順の断面図である。
【図3】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
断面図である。
【符号の説明】
1、11 半導体基体 2、12 シリコン酸化膜 3、13 アルミニウム膜(配線) 4、14 シリコン酸化膜 5、15 レジスト 6、16 シリコン酸化膜 17 シリコン窒化膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上全面に導体層を形成する第
    1の工程と、 前記導体層上全面に第1の絶縁膜を形成する第2の工程
    と、 前記第1の絶縁膜及び前記導電層を選択的にエッチング
    することにより、前記導電層からなる複数の配線層を形
    成する第3の工程と、 前記複数の配線層間の溝部が埋め込まれず且つ前記溝部
    がその上部において塞がれるように、スパッタ法又はC
    VD法により第2の絶縁膜を形成する第4の工程とを具
    備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP22970595A 1995-08-15 1995-08-15 半導体装置の製造方法 Pending JPH0955431A (ja)

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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000042652A1 (fr) * 1999-01-12 2000-07-20 Tokyo Electron Limited Dispositif a semiconducteur et procede de fabrication
US6242336B1 (en) 1997-11-06 2001-06-05 Matsushita Electronics Corporation Semiconductor device having multilevel interconnection structure and method for fabricating the same
US6303487B1 (en) 1998-12-03 2001-10-16 Nec Corporation Method for forming an air gap in an insulating film between adjacent interconnection conductors in a semiconductor device
WO2002095820A3 (de) * 2001-05-22 2003-02-06 Infineon Technologies Ag Hohlraumstruktur in einer integrierten schaltung
WO2002071482A3 (de) * 2001-03-01 2003-05-30 Infineon Technologies Ag Hohlraumstruktur in einer integrierten schaltung und verfahren zum herstellen einer hohlraumstruktur in einer integrierten schaltung
US7473632B2 (en) 2004-10-25 2009-01-06 Panasonic Corporation Semiconductor device with an air gap between lower interconnections and a connection portion to the lower interconnections not formed adjacent to the air gap
US7557029B2 (en) 2002-11-15 2009-07-07 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device and fabrication process thereof
JP2011066068A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体装置およびその製造方法
CN113766096A (zh) * 2020-06-05 2021-12-07 宁波舜宇光电信息有限公司 线路板、感光组件、摄像模组和感光组件的制备方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6242336B1 (en) 1997-11-06 2001-06-05 Matsushita Electronics Corporation Semiconductor device having multilevel interconnection structure and method for fabricating the same
US6545361B2 (en) 1997-11-06 2003-04-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device having multilevel interconnection structure and method for fabricating the same
US6303487B1 (en) 1998-12-03 2001-10-16 Nec Corporation Method for forming an air gap in an insulating film between adjacent interconnection conductors in a semiconductor device
WO2000042652A1 (fr) * 1999-01-12 2000-07-20 Tokyo Electron Limited Dispositif a semiconducteur et procede de fabrication
US7259441B2 (en) 2001-03-01 2007-08-21 Infineon Technologies Ag Hollow structure in an integrated circuit and method for producing such a hollow structure in an integrated circuit
WO2002071482A3 (de) * 2001-03-01 2003-05-30 Infineon Technologies Ag Hohlraumstruktur in einer integrierten schaltung und verfahren zum herstellen einer hohlraumstruktur in einer integrierten schaltung
WO2002095820A3 (de) * 2001-05-22 2003-02-06 Infineon Technologies Ag Hohlraumstruktur in einer integrierten schaltung
US7557029B2 (en) 2002-11-15 2009-07-07 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device and fabrication process thereof
US7473632B2 (en) 2004-10-25 2009-01-06 Panasonic Corporation Semiconductor device with an air gap between lower interconnections and a connection portion to the lower interconnections not formed adjacent to the air gap
US7622807B2 (en) 2004-10-25 2009-11-24 Panasonic Corporation Semiconductor device with a low dielectric constant film between lower interconnections
US7749891B2 (en) 2004-10-25 2010-07-06 Panasonic Corporation Method and fabricating semiconductor device and semiconductor device
US7830014B2 (en) 2004-10-25 2010-11-09 Panasonic Corporation Method for fabricating semiconductor device and semiconductor device
US8034707B2 (en) 2004-10-25 2011-10-11 Panasonic Corporation Method for fabricating semiconductor device and semiconductor device
JP2011066068A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体装置およびその製造方法
CN113766096A (zh) * 2020-06-05 2021-12-07 宁波舜宇光电信息有限公司 线路板、感光组件、摄像模组和感光组件的制备方法

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