JPH1041382A - 集積回路レベル間絶縁構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比誘電率の小さい材料による絶縁構造。 【解決手段】 金属レベル間誘電体が２種類の相異なる
比誘電率の小さい絶縁体を用いる。１つは金属レベル内
の隙間の充填用（１４０）であり、他方は金属レベル間
用（１５０）である。好ましい実施例は、ＨＳＱ（１４
０）を隙間充填用の比誘電率の小さい絶縁体として使う
と共に、弗素化酸化シリコン（１５０）を金属レベル間
の比誘電率の小さい絶縁体として含んでいる。

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、更に
具体的に云えば、集積回路の絶縁及びその製法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】集積回
路は、典型的には、シリコン基板内に形成されたソース
／ドレイン並びに基板上の絶縁ゲートを持つ電界効果ト
ランジスタと共に、レベルに分けて形成されたそれに重
なる多数の金属（又はポリシリコン）相互接続部を含
む。絶縁層がゲート／ソース／ドレインと第１の金属レ
ベルで形成された相互接続部との間にある（プリ金属誘
電体）と共に、相次ぐ金属レベルの間にもある（金属レ
ベル間誘電体）。金属（又はポリシリコン）で充填され
た絶縁層内の垂直バイアが、隣接した金属レベルに形成
される相互接続部の間、並びにゲート／ソース／ドレイ
ンと第１の金属レベルの相互接続部の間の接続をする。
各々の絶縁層は、金属レベルの相互接続部又はゲートの
比較的隆起の多い形状をカバーしなければならないが、
この形状の中には同じ金属レベル内の密な間隔の相互接
続部の間の割れ目も含まれる。絶縁層の比誘電率は、同
じ金属レベルにある、並びに上又は下に重なる隣接した
金属レベルにある密な間隔の相互接続部の間の容量結合
を制限する為に、実際に可能な限り小さくすべきであ
る。

【０００３】デポジットされた硼燐酸珪酸硝子（ＢＰＳ
Ｇ）のリフロー、スピン・オン硝子（ＳＯＧ）の利用、
テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）及び酸素を源ガスと
したプラズマ強化化学反応気相成長（ＰＥＣＶＤ）でデ
ポジットしながらのスパッタリング、デポジットされた
硝子とスピン・オンした平面化用フォトレジストの積重
ねのエッチバック、及びデポジットされた酸化物の化学
−機械的な研磨（ＣＭＰ）を含めて、種々の方式で、隆
起の多い形状の上に二酸化シリコン（酸化物）の絶縁層
を形成する。

【０００４】これら全ての酸化物方式は、酸化シリコン
の比誘電率が比較的高い、大まかに云うと３．９−４．
２である事を含めて問題がある。これが、相互接続部を
どのくらい密に詰込んでも、容量結合を低く押える事が
出来るかを制限している。

【０００５】１８セミコンダクタ・インターナショナル
７１（１９９５年５月）に発表されたラックスマンの論
文「低ε誘電体：ＣＶＤによる弗素化した二酸化シリコ
ン」には、二酸化シリコンよりも一層低い比誘電率を持
っていて、金属レベル間誘電体として使う為の弗素化し
た二酸化シリコンの報告がまとめられている。特に、四
弗化シリコン（ＳｉＦ₄ ）、シラン（ＳｉＨ₄ ）及び酸
素（Ｏ₂ ）の源ガスを用いたＰＥＣＶＤは、弗素が１０
％迄で、比誘電率が３．０乃至３．７の範囲内であるＳ
ｉＯ_x Ｆ_y をデポジットする事が出来る。しかし、この
比誘電率でも、相互接続部の詰込み密度が依然として制
限される。この他の物は、同形にデポジットされた二酸
化シリコンの層の間に弗素化酸化物を挟み込んでいる。

【０００６】有機重合体絶縁体は、比誘電率の小さい絶
縁体を提供する別の方式になる。気相成長による形成に
より、密な間隔の相互接続部の間の割れ目の充填が確実
になる。例えば、パリレンは小さい比誘電率（例えば
２．３５乃至３．１５）を持ち、水に対する親和力が小
さい熱可塑性重合体であり、溶媒並びに高温硬化を用い
ずに、気相から同形にデポジットする事が出来る。脂肪
族炭素に水素を持つパリレンは、Ｎ₂ 雰囲気のもとで約
４００℃迄の温度で使う事が出来、脂肪族のペル弗素化
により使える温度が約５３０℃迄高くなる。しかし、こ
の同形のデポジッションは平面化しなければならない
し、典型的には重合体をエッチバックし、重合体の上に
平面化用の酸化シリコンのデポジッションを適用する。

【０００７】最後に、重合体及びスピン・オン硝子の一
種の混成であるシルセスキオキサン水素（ＨＳＱ）をス
ピン・オンし、硬化させて、約３．０の比誘電率を持つ
絶縁体を作る事が出来る。実際、最初に、隆起の多い形
状の上に酸化シリコンの同形被覆（ＴＥＯＳのＰＥＣＶ
Ｄ等）をデポジットし、次に平面性を持たせる為に隙間
を埋める為にＨＳＱをスピン・オンし、このＨＳＱを硬
化させ、最後に酸化物のキャップ層をデポジットする。
ＨＳＱは良好な隙間充填能力を持つが、厚手の被膜、例
えば、大まかに云うと１μｍの被膜をひび割れさせる惧
れがある。この為、酸化物のキャップ層は比較的厚手に
なる事がある。しかし、ＨＳＱ／キャップ酸化物構造
は、純粋なＨＳＱよりずっと高い実効的な比誘電率を持
ち、ＨＳＱの若干の利点が失われる。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】こ
の発明は、２種類の（又は更に多くの）比誘電率の小さ
い絶縁材料を用いて金属レベル間誘電体又はプリ金属レ
ベル誘電体構造を提供する。一方の材料は隙間を埋める
為であり、他方の材料は上に重なる金属レベル迄の充填
をする。好ましい実施例では、ＨＳＱのようなスピン・
オン材料による隙間の充填を、ＰＥＣＶＤ弗素化酸化物
のようなレベル充填材料と共に用いる。利点としては、
厚手の層のひび割れのような制約を持つ、隙間の充填が
良好な比誘電率の小さい材料を利用して、実効的な比誘
電率の小さい絶縁構造が提供される事が含まれる。

【０００９】

【実施例】第１の好ましい実施例 図１ａ−１ｅは、集積回路を製造する際、金属線の間に
絶縁体を形成する第１の好ましい実施例の方法の工程を
側面断面図で示している。具体的に云うと、シリコン基
板１０２の上にあって、プリ金属レベル誘電体（ＰＭ
Ｄ）１１０の下方にあるポリシリコン・ゲート１０４及
びフィールド酸化物１０６を含む図１ａに示す途中迄製
造された回路から出発する。ＰＭＤ １１０はその上に
ある金属線１１２−１２０及びＰＭＤ １１０を通抜け
る金属で充填されたバイア１２２−１２４を持ってい
る。金属線は上下にＴｉＮ被覆を持つアルミニウムで作
る事が出来る。金属線１１２−１２０は高さが０．３５
−０．５μｍ及び０．７５−０．５μｍで、線１１２−
１１６の間並びに線１１８−１２０の間の間隔は僅か
０．３５−０．５μｍである。勿論、幅が０．２５μｍ
で高さが０．８μｍと云うように、この他の高さ、幅及
び間隔を使っても良い。即ち、金属線の間の絶縁体の比
誘電率は、容量結合を制限する為に出来るだけ小さくす
べきである。更に、ＰＭＤは、ドープされていない酸化
物の薄い同形層、ドープされた酸化物（ＢＰＳＧ又はＰ
ＳＧ）の同形層及び厚手の弗素化酸化物の積重ねであっ
て良い。この積重ねは、弗素化酸化物を使う事によっ
て、実効的な比誘電率を一層小さくすると共に、ドープ
された酸化物層によるイオン・ゲッタ作用をも持つ。図
１ｅ参照。シルセスキオキサン水素（ＨＳＱ）の層１４
０を約０．３−０．５μｍの平均の厚さになる迄スピン
・オンする。ＨＳＱ層１４０の厚さは、金属線の上では
僅か約０．０５μｍであるが、隙間を充填する。大きな
金属構造（例えばキャパシタ極板）の上では、厚さは平
均値に一層近づく。ＨＳＱを約４００℃で硬化させる。
ＨＳＱは交差結合構造内に大体［ＳｉＨＯ_3/2 ］_N の化
学組成を有する。ＨＳＱ層１４０はひび割れを避ける位
に薄手である。

【００１０】次に、弗素化テトラエトキシシラン（弗素
化ＴＥＯＳ）及び酸素の源ガスを使ったプラズマ強化デ
ポジッションにより、ＨＳＱ層１４０の上に厚さ０．９
５μｍの弗素化酸化シリコン（ＦＳＧ）層１５０をデポ
ジットする。（非平衡）反応は次のようになる。 Ｓｉ（Ｃ₂ Ｈ₂ Ｆ₃ ）₄ ＋Ｏ₂ → ＳｉＯ_x Ｆ_y ＋Ｈ₂ Ｏ＋ＨＦ＋ＣＯ₂ ＋・・・ シラン、酸素及び四弗化シリコン及びアルゴン不活性ガ
スのようなこの代りになる多くの源ガスが存在する。
（非平衡）反応はその時、次のようになる。 ＳｉＨ₄ ＋Ｏ₂ ＋ＳｉＦ₄ → ＳｉＯ_x Ｆ_y ＋Ｈ₂ Ｏ＋ＨＦ＋・・・ プラズマ加熱によって基板の温度が高くなるが、これは
約３３０℃に押える。源ガスの流量は約３０ ｓｃｃｍ
ＳｉＨ₄ 、４５ ｓｃｃｍ Ｏ₂ 、１５ ｓｃｃｍ
ＳｉＦ₄ 及び１５ ｓｃｃｍ Ａｒである。反応室内の
全圧は約４−５ミリトルである。弗素化酸化物は約２９
０ｎｍ／分の速度でデポジットされ、弗素含有量が２−
６％であり、比誘電率は約３．５である。図１ｃ参照。
化学−機械的な研磨（ＣＭＰ）を適用して、弗素化酸化
物１５０の表面を平面化する事が出来る事に注意された
い。弗素化酸化物の別の利点は、ドープされていない酸
化物よりも研磨されるのが幾分か一層早い事である。

【００１１】金属レベル間誘電体１４０−１５０が完成
した後、金属線１１２−１２０からそれに重なる金属レ
ベルへの接続の為、バイア１６０−１６２を写真製版法
によってパターン決めしてエッチングする。その後、バ
イアを金属で充填し、第２レベルの金属をデポジットす
る。その後、第２レベルの金属を写真製版法でパターン
決めし、絶縁体の積重ね１４０−１５０の上に第２の金
属レベルの配線１７２−１７４を形成し、バイア１６０
−１６２によって第１の金属レベルの配線に接続する。
バイアの充填は、タングステンの選択的な又は一面の化
学反応気相成長の後にエッチバックし、更にその後、第
２の金属レベルに対するキャップ・アルミニウム層のデ
ポジッションを行なう。或いはバイアの充填は、アルミ
ニウムのリフロー等により、第２の金属レベルのデポジ
ッションと同時にする事が出来る。更に、バイアは、充
填の前に、障壁ライナを形成する事が出来る。Ｔｉ、Ｔ
ｉＮ、ＴｉＷのようなライナをスパッタリングする事が
出来る。第２の金属レベルの配線１７２−１７４を示す
図１ｄを参照されたい。バイアは主に弗素化酸化物１５
０の中を通り、ＨＳＱ １４０を通らず、弗素化酸化物
は非弗素化酸化物と似たエッチング特性を持つ事に注意
されたい。

【００１２】ＨＳＱを隙間の充填材として使うと共に、
（非弗素化）酸化物を金属レベル間の充填材として使う
事により、隙間の充填材並びに金属レベル間の充填材の
両方として、（非弗素化）酸化物を使った時の結合静電
容量に比べて、０．５μｍの間隔を持つ幅０．５μｍの
金属配線の間の結合静電容量が約１３％減少する。これ
と対照的に、ＨＳＱの隙間充填材を金属レベル間充填材
としての弗素化酸化物と共に使う好ましい実施例では、
結合静電容量が約２２％減少する。この為、２種類の比
誘電率の小さい絶縁体を使う事により、１種類の比誘電
率の小さい絶縁体を酸化物と共に使った場合より、ずっ
と良い実効的な比誘電率が得られる。多重レベルの金属
構造に対しては、バイア及びパターン決めした金属層と
共に、ＨＳＱ及び弗素化酸化物のデポジッションを繰返
す事が出来る。

【００１３】ライナ及び隔離材の好ましい実施例 図２ａ−２ｄは、金属配線に対する誘電体ライナ並びに
２種類の比誘電率の小さい絶縁体の間の誘電体隔離材を
含むＩＬＤを製造する第２の好ましい実施例を示す。特
に、第１の好ましい実施例の場合のように、プリ金属レ
ベル誘電体１１０の上にある第１のレベルの金属配線１
１２−１２０から開始する。次に、厚さ５０−１００ｎ
ｍの（非弗素化）酸化物２１０を同形にデポジットす
る。図２ａ参照。酸化物２１０はＰＥＴＥＯＳによって
デポジットする事が出来、金属配線１１２−１２０に対
する保護ライナになる。次にＨＳＱ １４０を約０．５
μｍの厚さにスピン・オンして、第１のレベルの金属配
線１１２−１２０の間の隙間を充填する。ＨＳＱを硬化
させる。その後、ＨＳＱ １４０の上に酸化物の厚さ５
０−１００ｎｍの隔離材層２４０をデポジットする。図
２ｂ参照。隔離材２４０は、ＨＳＱ １４０とこの後に
その上に重なる弗素化酸化物の間の隔離障壁になる。こ
の隔離材は、弗素がＨＳＱの中に拡散して、それを劣化
させる事を防止する。

【００１４】その後、１μｍより厚い弗素化酸化物１５
０をデポジットし、弗素化酸化物を隔離材２４０上で
０．８５μｍの厚さになる迄（ＣＭＰで）研磨する。こ
のデポジッションは、第１の好ましい実施例について前
に述べた通りであって良い。弗素化酸化物１５０の上に
厚さ５０−１００ｎｍの別の隔離材酸化物２５０をデポ
ジットする。図２ｃ参照。この場合も、隔離材２５０
は、弗素がこの後でその上に重なる金属に拡散するのを
阻止する事が出来る。

【００１５】第１の好ましい実施例と同じく、金属線１
１２−１２０からそれに重なる金属レベルへの接続の
為、隔離材２５０、弗素化酸化物１５０、隔離材２４
０、ＨＳＱ １４０及びライナ２１０にバイア１６０−
１６２を写真製版法でパターン決めしてエッチングす
る。その後、バイアを金属で充填し、第２レベルの金属
をデポジットする。この場合も、充填及び第２の金属の
デポジッションは同時であって良く、バイアはライナを
持っていて良い。次に、第２レベルの金属を写真製版法
でパターン決めして、隔離材２４０，２５０及びライナ
２１０を持つ絶縁体の積重ね１４０−１５０の上に第２
の金属レベルの配線１７２−１７４を形成し、バイア１
６０−１６２によって第１の金属レベルの配線に接続す
る。最後に、第２のレベルの金属配線１７２−１７４の
上に厚さ５０−１００ｎｍの金属ライナ２７０をデポジ
ットする。このデポジッションはＰＥＣＶＤ酸化物であ
って良い。図２ｄ参照。

【００１６】ＨＳＱ、隔離材、弗素化酸化物、隔離材、
バイア、バイアの充填、第２の金属のデポジッション及
びパターン決め、及び金属ライナの各工程を繰返して、
比誘電率の小さい絶縁構造で第３、第４、第５レベル等
の金属配線を形成する事が出来る。隔離材層２４０，２
５０及びライナ層２１０，２７０の内の任意の１つ又は
更に多くを省略する事が出来る。隔離材又はライナは、
窒化シリコンのような絶縁体で作る事が出来るが、窒化
物の比誘電率は約７．９であり、その為、こういう層は
非常に薄くしなければならない。

【００１７】挿入の好ましい実施例 図３ａ−３ｃは、３種類の誘電体を使う第３の好ましい
実施例の比誘電率の低い絶縁体構造を作る方法を示す。
特に図３ａは、図１ａと同じように２つの金属配線１１
２−１２０と、これらの金属線に重なるパリレン（ポリ
−パラキシレン）のような同形にデポジットした重合体
３３０を示している。パリレンは比誘電率が非常に小さ
く、弗素化したパリレンでは２．３５と低く、活性単量
体から気相からデポジットする事が出来る。

【００１８】図３ｂは、重合体３３０の異方性エッチを
して、側壁並びに極小さい空間を充填する重合体３３２
を残した状態の構造を示す。この為、下にあるＰＭＤ及
び金属に対する接着力及び重合体３３２の機械的な強度
は、それが次の層に対する主な支持材料ではないので、
大きくする必要はない。この代りに、充分な接着力及び
機械的な強度を持つ重合体では、異方性エッチバックを
省略し、ＨＳＱ又は弗素化酸化物又はその両方のような
次の層を図３ａに示す構造に直接的に適用する事が出来
る。

【００１９】図３ｃは平面化用のＨＳＱ ３４２を示し
ており、これをスピン・オンして、ＨＳＱ ３４２の上
にデポジットされた弗素化酸化物（ＦＳＧ）３５２と重
合体の側壁を持つ金属線の間を埋め、第１の好ましい実
施例と同じく、上側に重なる金属レベル迄の充填材とな
る。勿論、第２の好ましい実施例に示したようなライナ
及び隔離材を加えても良く、弗素化酸化物はＣＭＰによ
って平面化する事も出来る。側壁並びに極小さな隙間の
充填材としてだけ重合体を用いた金属レベル間誘電体
（ＩＬＤ）は、機械的な強度が欠けるというような制約
が他の点では持っているような多くの重合体を使う事が
出来るようにし、ＨＳＱ及びＦＳＧとの組合せが、実効
的な比誘電率を小さく押える。

【００２０】重合体の好ましい実施例 図４ａ−４ｃは、相次ぐ２つの金属レベルに、第３の好
ましい実施例形のＩＬＤを簡単にしたものを２回相次い
で適用した場合を示す。特に、図４ａは、絶縁体４０２
上の金属線４１２−４２０の上に同形にデポジットされ
た弗素化重合体４３０を示す。金属線４１４−４２０は
幅が約０．２５μｍ、高さが０．７μｍで、間隔が０．
２５μｍであり、金属線４１２は幅が約０．４μｍであ
って、垂直バイアの接続の為に金属線の幅を広げたもの
である。この場合も、金属は、上下両方にＴｉＮのよう
な被覆を持つアルミニウムにする事が出来る。

【００２１】図４ｂは、密な間隔の金属線の間を埋める
と共に、他の金属線に側壁を形成するようにエッチバッ
クされた弗素化重合体４３２を示す。更に図４ｂは、金
属線並びに弗素化重合体を約０．７μｍの厚さ迄覆う平
面化された弗素化酸化物４５０をも示している。弗素化
酸化物４５０は（源ガスとして弗素化ＴＥＯＳ又はシラ
ンと酸素と四弗化シリコンを使って）プラズマ強化デポ
ジッションで作る事が出来、同時に平面化の為のスパッ
タリングをする事が出来るが、平面化の為に犠牲層のエ
ッチバック又はＣＭＰを使っても良い。

【００２２】図４ｃは、第１レベルの金属線４１２を弗
素化酸化物４５０の中を通って第２レベルの金属線４６
２に接続する金属で充填されたバイア４５２を、弗素化
酸化物４５０上にあるこの他の第２レベルの金属線４６
４−４７０と共に示している。エッチバックされた弗素
化重合体４８２が、密な間隔の金属線４６２−４７０の
間を埋め、他の金属線では側壁スペーサを形成し、平面
化された弗素化酸化物４９０が第２レベルの金属線を覆
っている。金属で充填されたバイア４９２が、第２レベ
ルの金属線４７０を、この後で弗素化酸化物４９０の上
に形成される第３レベルの金属線（図に示してない）に
接続する。金属で充填されたバイア４５２，４９２は、
最初に酸化物を写真製版法でパターン決めしてエッチン
グし、その後、一面のデポジッション及びエッチバック
により、又は選択的なデポジッションにより、タングス
テンで充填する事によって形成する事が出来る。金属線
は、一面の金属のデポジッションの後、写真製版法によ
るパターン決め及び異方性エッチングによって形成され
る。これを繰返す事により、この後のレベルも作る事が
出来る。

【００２３】重合体再充填の好ましい実施例 図５ａ−５ｄは、２つの相次ぐ金属レベルに対し、重合
体再充填の好ましい実施例形式のＩＭＤを２回相次いで
適用した場合を示す側面断面図である。実際、図５ａは
絶縁層５１０上の金属線５１２−５２０を示しており、
平面化した弗素化酸化物層５３０が金属線の上に重なっ
ている。金属線５１４，５１６，５１８，５２０は、約
０．２５μｍ幅という極小さい線幅、及び約０．７μｍ
の高さを持つが、金属線５１２は、バイアの整合を容易
にする為、約０．４μｍに幅を拡大した事を示してい
る。金属線の対５１４−５１６及び５１８−５２０にあ
る金属線の間の間隔は約０．２５μｍと極く小さいが、
他の間隔は一層大きい。金属線は、一面のデポジッショ
ンの後、写真製版法によるパターン決めによって形成さ
れる。金属は被覆アルミニウムであって良い。極く小さ
い金属線の間隔を写真製版法によって定め、この極く小
さい間隔から弗素化酸化物５３０をエッチングして取出
す。エッチは異方性プラズマ・エッチであって良いが、
金属に対して選択的にし、金属線を横方向のエッチスト
ッパとして使う事が出来る。下側にある絶縁体５１０へ
の過剰エッチを使う事が出来る。弗素化酸化物のエッチ
の後、前に述べたように、弗素化重合体５４０を同形に
デポジットする。少なくとも０．１２５μｍの厚さ迄同
形にデポジッションすると、この小さい間隔が埋まる。
約０．４μｍの重合体のデポジッションを示した図５ｂ
を参照されたい。

【００２４】図５ｃは、小さい間隔内に重合体充填材５
４２だけを残す重合体５４０のエッチバックを示してい
る。重合体のエッチバックの後、約０．５μｍの弗素化
酸化物５５０をデポジットする。弗素化酸化物５３０，
５５０が１個の弗素化酸化物５８０を形成する。

【００２５】弗素化酸化物５８０内に、金属線５１２の
ような金属線の幅の広い部分迄、バイアを写真製版法に
よって定めてエッチングする事により、金属レベルが完
成し、その後、選択的な金属のデポジッション又は一面
のデポジッション及びエッチバックにより、バイアを充
填する。バイアは、障壁層を持つタングステンを用いて
充填する事が出来る。金属で充填されたバイア５６０
が、今述べた金属レベルと同じように形成される第２の
金属レベルに対する接続をする。再充填の重合体５８２
を持つ弗素化酸化物５９０がそれに重なる。図５ｄ参
照。この代りの案として、バイア５６０を充填する金属
をデポジットし、パターン決めして、１工程で第２レベ
ルの金属線を形成する。これは、化学反応気相成長のよ
うな任意の同形金属デポジッション方法又はアルミニウ
ムのような金属のリフローによって行なう事が出来る。
随意選択により、最初にスパッタリングによって障壁金
属層をデポジットしても良い。前に述べたように、金属
線に対するライナ並びに／又は誘電体材料の間の隔離材
を使う事が出来る。

【００２６】引込んだ金属の好ましい実施例 図６ａ−６ｃは、引込んだ金属（ダマシーン）の好まし
い実施例のＩＭＤ及び方法を示す側面断面図である。特
に、図６ａは、隔離材層６０４上の金属レベル間充填材
としての弗素化酸化物層６０２と、誘電体層６１０に埋
設されたライナ層６０６及び金属配線６０８を示してい
る。誘電体層６２０が弗素化酸化物６０２の上にあり、
誘電体層６２０には、配線溝６３０−６３２が写真製版
法によってパターン決めされてエッチングされている。
溝６３０−６３２は０．３μｍ幅であって良い。隔離材
６０４及びライナ６０６は、約１０ｎｍの厚さを持つプ
ラズマ強化デポジッションによるＴＥＯＳ酸化物であっ
て良い。弗素化酸化物層６０２は厚さ１μｍであって良
く、誘電体層６２０の厚さは０．８μｍであって良く、
弗素化酸化物又は硬化したＨＳＱ又は重合体のような比
誘電率の小さい材料で作る事が出来る。溝６３０−６３
２は、一層厚手の誘電体層では、誘電体層６２０を完全
に通抜ける必要はない。

【００２７】図６ｂは、誘電体層６２０の上及び溝の中
にある同形ライナ層６２６を示しており、金属６２８が
溝を充填するようにデポジットされる。金属６２８は、
化学反応気相成長又はリフローにより溝を埋めるように
形成する事が出来る。その後で適用されたＣＭＰが、溝
の外側にある全部の金属６２８を平面化して除き、図６
ｃに示すように、溝内に金属線６２７，６２９を残す。
図６ｄは、平面化された表面の上にデポジットされた隔
離材層６２４及び金属レベル間充填材としての弗素化酸
化物層６２２を示しており、これによって金属線６２
７、６２９と、弗素化酸化物６２２の上に形成される金
属線の間のＩＭＤが完成する。この場合も、隔離材層６
２６は非常に薄く（１０ｎｍ）し、ＰＥＴＥＯＳにする
事が出来る。弗素化酸化物６２２は約１μｍの厚さにす
る。

【００２８】変形 実効的な比誘電率を小さく押えたまま、レベル間誘電体
（ＰＭＤ又はＩＭＤの何れか）に対する２種類又は更に
多くの比誘電率の小さい材料を用いた好ましい実施例の
変形を作る事が出来る。例えば、使われた弗素化酸化物
は、実効的な弗素含有量が一層低く又は高くし、こうし
て比誘電率が３．０迄下がるか或いは３．６乃至は３．
７迄上るようにしても良い。金属及びポリシリコン線の
寸法及び水平並びに垂直の両方に於ける線の間の間隔を
変える事が出来る。金属配線層の間に使われる異なる絶
縁体の数を変える事が出来、弗素化酸化物内で弗素含有
量が変化するというように、傾斜形の組成を使う事が出
来る。更に、完成された集積回路を覆う不活性化オーバ
ーコートの少なくとも一部分として、比誘電率の小さい
絶縁体を使う事が出来る。実際、上側レベルの金属線の
間の隙間を充填し、それに重なる窒化シリコン層を持つ
第１のＳｉＯ_x Ｆ_y 層を使う事が出来るし、或いは重合
体或いはスピン・オングラスによる隙間の充填に、それ
に重なるＳｉＯ_x Ｆ_y 及び１番頂部の窒化シリコンを重
ねたものを使う事が出来る。

【００２９】以上の説明に関し、更に以下の項目を開示
する。 （１） 多くとも約３．７の比誘電率を持つ第１の誘電
体材料で作られた、第１の導体に隣接する第１の絶縁体
領域と、前記第１の誘電体材料とは異なり、約３．７未
満の比誘電率を持つ第２の誘電体材料で作られていて、
前記第１の絶縁体領域及び前記第１の導体の上方並びに
第２の導体の下方にある第２の絶縁体領域とを含む集積
回路レベル間絶縁構造。 （２） 第１項記載の集積回路レベル間絶縁構造に於い
て、前記第１の誘電体材料が前記第２の誘電体材料より
小さい比誘電率を有する集積回路レベル間絶縁構造。

【００３０】（３） 第１項記載の集積回路レベル間絶
縁構造に於いて、前記第１の領域及び前記第２の領域の
間にある隔離材層を有する集積回路レベル間絶縁構造。 （４） 金属レベル間誘電体が２種類の相異なる比誘電
率の小さい絶縁体を用いる。１つは金属レベル内の隙間
の充填用１４０であり、他方は金属レベル間用１５０で
ある。好ましい実施例は、ＨＳＱ１４０を隙間充填用の
比誘電率の小さい絶縁体として使うと共に、弗素化酸化
シリコン１５０を金属レベル間の比誘電率の小さい絶縁
体として含んでいる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の好ましい実施例の方法の工程を示す側面
断面図。

【図２】第２の好ましい実施例の方法の工程を示す側面
断面図。

【図３】第３の好ましい実施例の方法の工程を示す側面
断面図。

【図４】第４の好ましい実施例の方法の工程を示す側面
断面図。

【図５】第５の好ましい実施例の方法の工程を示す側面
断面図。

【図６】引込んだ配線の好ましい実施例及びその方法を
示す側面断面図。

【符号の説明】

１１２乃至１４０，１７２，１７４ 金属線 １４０ シルセキオキサン水素（ＨＳＱ）層 １５０ 弗素化酸化シリコン（ＦＳＧ）層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多くとも約３．７の比誘電率を持つ第１
   の誘電体材料で作られた、第１の導体に隣接する第１の
   絶縁体領域と、 前記第１の誘電体材料とは異なり、約３．７未満の比誘
   電率を持つ第２の誘電体材料で作られていて、前記第１
   の絶縁体領域及び前記第１の導体の上方並びに第２の導
   体の下方にある第２の絶縁体領域とを含む集積回路レベ
   ル間絶縁構造。