JP2001028369A - 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
JP2001028369A
JP2001028369A JP19950199A JP19950199A JP2001028369A JP 2001028369 A JP2001028369 A JP 2001028369A JP 19950199 A JP19950199 A JP 19950199A JP 19950199 A JP19950199 A JP 19950199A JP 2001028369 A JP2001028369 A JP 2001028369A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
wiring layers
wiring
forming
semiconductor device
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
JP19950199A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Noma
崇 野間
Yoichi Shikanuma
洋一 鹿沼
Katsuhiko Kitagawa
勝彦 北川
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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 Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP19950199A priority Critical patent/JP2001028369A/ja
Publication of JP2001028369A publication Critical patent/JP2001028369A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】配線間容量を大幅に低減し、配線遅延を大幅に
低減する。 【解決手段】半導体基板上に延在された複数の配線層
と、該複数の配線層を被覆する絶縁膜を有する半導体装
置において、前記配線層2,3間の絶縁膜5に選択的に
空洞部9が設けられていることを特徴としている。上記
の構成によれば、空洞部9(誘電率ε=1)の形成によ
り、配線間容量を大幅に低減し、配線遅延を大幅に低減
できる。また、すべての配線間に空洞部9を設けるので
はなく、選択的に空洞部9を設けることにより、信頼性
の向上が図られる

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
製造方法に関し、特に、配線間に生じる寄生容量を低減
し、LSIの動作速度を向上させる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、LSIのデザインルールの縮小
化、多層配線構造の採用に伴い、配線間容量に起因した
デバイスの動作遅延が無視できなくなってきた。図9
は、従来例に係る半導体装置の断面図である。
【0003】半導体基板上に形成された絶縁膜51上に
第1層配線52、53が形成され、これらを被覆する層
間絶縁膜54を介して、第2層配線55が形成されてい
る。LSIのデザインルールの縮小化に伴い、隣接する
第1層配線52と53との水平距離L1が小さくなる。
これに対して、第1層配線52,53と第2層配線55
との垂直距離L2は、層間絶縁膜54の信頼性・平坦化
の確保のために、サブミクロンのデザインルールにおい
ては、水平距離L1よりも大きくなる。したがって、配
線の遅延を考慮する場合、第1層配線52と53との間
に生じる容量が支配的になっている。
【0004】いま、第1層配線52、53の抵抗をRと
すると、配線を伝達する信号の遅延時間tは、次式のよ
うに表されることが知られている。ここで、Cは、隣接
する配線間に生じる容量値である。
【0005】
【数1】
【0006】容量値Cは層間絶縁膜54が有する誘電率
εに比例することから、低誘電率の層間絶縁膜の開発が
さかんに進められている。例えば、TEOS膜やSiO
2膜などの無機シラン系の酸化膜の誘電率が3.7〜
4.0であるのに対して、3.4程度の低誘電率を有す
るSiOF膜、HSQ膜の応用が検討されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、誘電率
3.0以下の低誘電率膜は、現時点で開発されていな
い。このため、デザインルールの更なる縮小化、すなわ
ち、配線間のスペースの縮小化を進める上で、上述のよ
うな配線間容量によるデバイスの動作速度の低下が問題
になっていた。
【0008】本発明は、上記の課題に鑑みて為されたも
のであり、隣接する配線間に生じる容量を大幅に低減
し、デバイス動作速度の向上を可能にすることを目的と
している。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体基板上に形成された複数の回路素子と、該複数の
回路素子間の必要な結線をするために、該半導体基板上
に延在された複数の配線層と、該複数の配線層を被覆す
る絶縁膜を有する半導体装置において、前記配線層間の
絶縁膜に選択的に空洞部が設けられていることを特徴と
している。
【0010】上記の構成によれば、空洞部(誘電率ε=
1)の形成により、配線間容量を大幅に低減し、配線遅
延を大幅に低減できる。また、すべての配線間に空洞部
を設けるのではなく、選択的に空洞部を設けることによ
り、信頼性の向上が図られる。
【0011】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に複数の配線層と該複数の配線層のうち選
ばれた配線層対の間にダミー配線層を形成する工程と、
前記複数の配線層と前記ダミー配線層の上面及び側面を
被覆する第1の絶縁膜を形成する工程と、前記ダミー配
線層の上面を被覆する第1の絶縁膜に選択的に孔を形成
する工程と、前記孔からエッチング液を浸入させ、前記
ダミー配線層を前記孔から溶出し、前記第1絶縁膜の空
洞部を形成する工程と、前記空洞部上を含む前記第1の
絶縁膜上に第2の絶縁膜を形成する工程と、を有するこ
とを特徴としている。
【0012】上記の構成によれば、低誘電率の空洞部
(誘電率ε=1)を精度よく形成できる。
【0013】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板上に複数の配線層を形成する工程と、前記複数の配
線層の上面及び側面を被覆する第1の絶縁膜を形成する
工程と、前記複数の配線層のうち選ばれた隣接する配線
層対間の前記第1の絶縁膜を選択的にエッチングする工
程と、前記第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を形成する工
程とを有し、前記エッチングされた絶縁膜部分を空洞部
とすることを特徴としている。
【0014】上記の構成によれば、低誘電率の空洞部
(誘電率ε=1)をダミー配線層を用いることなく、容
易に形成することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第1の実施の形態
を図1乃至図5を参照しながら説明する。
【0016】図1に示すように、半導体基板上にトラン
ジスタ、容量,抵抗などの回路素子を形成し、その上に
絶縁膜1を形成する。2,3は、この絶縁膜1上に回路
素子の必要な結線をするために形成された配線層の一例
である。そして、配線層2,3の間にダミー配線層4を
形成する。これらの配線層2,3,4は、例えば、Al
層、Ti層、TiN層を順に積層して成る金属層をエッ
チングすることによって形成される。
【0017】次に、図2に示すように、配線層2,3,
4の上面及び側面を被覆する第1の層間絶縁膜5を形成
する。この第1の層間絶縁膜5は、TEOS膜5aをC
VD法によって堆積し、SOG膜5bを塗布し、SOG
膜5bを必要に応じてエッチバックし、さらにTEOS
膜5cをCVD法によって堆積することによって形成す
る。
【0018】次に、図3に示すように、第1の層間絶縁
膜5上にホトレジスト6を形成し、ダミー配線層4上の
ホトレジスト6部分に開口部7を形成する。そして、こ
のホトレジスト6をマスクとして第1の層間絶縁膜5を
エッチングして、ダミー配線層4上の第1の層間絶縁膜
5に孔8を形成する。
【0019】次に、図4に示すように、ホトレジスト6
をレジスト剥離液によって除去し、さらに、硫酸洗浄に
よって空洞部9を形成する。つまり、エッチング液とし
て硫酸を孔8から浸入させ、ダミー配線層4を溶出する
ことによって空洞部9が形成される。なお、ダミー配線
層4をコンタクト孔を介して基板に接続しておくことに
より、電池効果を利用して硫酸洗浄によるダミー配線層
4の溶出を容易に行える。
【0020】次に、図5に示すように、第1の層間絶縁
膜5上に第2の層間絶縁膜10を形成することにより、
孔8を埋める。これは、第2層配線形成時のエッチン
グ、洗浄工程から配線層2,3を保護するためである。
そして、この第2の層間絶縁膜10上に、第2層配線層
(図示しない)を形成する。第2層配線層についても、
同様に、隣接する配線間に選択的に空洞部を設けても良
い。
【0021】このように、本実施の形態によれば、図5
に示したように、空洞部(誘電率ε=1)が形成される
ことにより、配線間容量を大幅に低減し、配線遅延を大
幅に低減できる。従来、配線層上に層間絶縁膜を形成す
る際に、無機SiO2膜などを用いることにより、配線
間に間隙が生じさせることも考えられる。しかし、これ
では、層間絶縁膜の平坦性が確保できず、また空洞部の
形状が制御できず、信頼性上問題であった。すべての配
線間に空洞部を設けるのではなく、配線遅延が問題とな
る配線間に選択的に空洞部を設けることにより、信頼性
の向上が図られる。また、本実施形態は、いわゆる空中
配線と異なり、配線層の上面及び側面は絶縁膜で覆わ
れ、機械的強度、耐湿性等を確保している。
【0022】なお、ダミー配線層4は、配線密度の向上
を考えると最小デザインルールで形成することが好まし
いが、配線間に余裕がある場合には、ダミー配線層4が
ある程度幅広くなる場合がある。このときは、ダミー配
線4にスリットを設けることによって、ダミー配線を抜
いて空洞化した際の機械的強度を確保することができ
る。
【0023】本発明の第2の実施形態を図6乃至図8を
参照しながら説明する。
【0024】図6に示すように、第1の実施の形態と同
様にして、絶縁膜21上に配線層22、23、24を形
成する。配線層22、23、24の上面及び側面を被覆
する第1の層間絶縁膜25を形成する。この第1の層間
絶縁膜25は、TEOS膜25aをCVD法によって堆
積し、SOG膜25bを塗布し、SOG膜25bを必要
に応じてエッチバックし、さらにTEOS膜25cをC
VD法によって堆積することによって形成する。
【0025】次に、図7に示すように、第1の層間絶縁
膜25上にホトレジスト26を形成し、選択された配線
22,23上のホトレジスト26部分に開口部27を形
成する。そして、このホトレジスト26をマスクとして
第1の層間絶縁膜25をエッチングし、溝を形成する。
【0026】次に、図8に示すように、ホトレジスト2
6をレジスト剥離液によって除去し第1の層間絶縁膜2
5上に第2の層間絶縁膜28を形成する。第2の層間絶
縁膜28は、無機SiO2などをプラズマCVD法によ
って形成する。この膜は、ステップカバレージが悪いた
めに、エッチングされた溝の中には入らず、溝の上部に
蓋をするように形成される。これにより、空洞部28が
形成される。
【0027】そして、この第2の層間絶縁膜28上に、
第2層配線層(図示しない)を形成する。第2層配線層
についても、同様に、隣接する配線間に選択的に空洞部
を設けても良い。
【0028】
【発明の効果】上記のように、本発明の半導体装置によ
れば、空洞部(誘電率ε=1)の形成により、配線間容
量を大幅に低減し、配線遅延を大幅に低減できる。ま
た、すべての配線間に空洞部を設けるのではなく、選択
的に空洞部を設けることにより、信頼性の向上が図られ
る。
【0029】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、低誘電率の空洞部(誘電率ε=1)を精度よく形
成できる。
【0030】さらに、低誘電率の空洞部(誘電率ε=
1)をダミー配線層を用いることなく、容易に形成する
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の製造方法
を説明するための断面図である。
【図2】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法
を説明するための断面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法
を説明するための断面図である。
【図4】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法
を説明するための断面図である。
【図5】本発明の実施形態に係る半導体装置及びその製
造方法を説明するための断面図である。
【図6】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法
を説明するための断面図である。
【図7】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法
を説明するための断面図である。
【図8】本発明の実施形態に係る半導体装置及びその製
造方法を説明するための断面図である。
【図9】従来例に係る半導体装置を説明するための断面
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 勝彦 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5F033 HH08 HH18 HH33 MM08 QQ08 QQ09 QQ19 QQ31 RR04 RR09 RR29 SS04 SS11 SS21 VV01 XX25

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上に形成された複数の回路素子
    と、該複数の回路素子間の必要な結線をするために、該
    半導体基板上に延在された複数の配線層と、該複数の配
    線層を被覆する絶縁膜を有する半導体装置において、前
    記配線層間の絶縁膜に選択的に空洞部が設けられている
    ことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】前記複数の配線層のうち選ばれた隣接する
    配線層対と、該配線層対の上面及び側面を被覆する絶縁
    膜とを有し、配線層対の間の該絶縁膜に空洞部が設けら
    れていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装
    置。
  3. 【請求項3】半導体基板上に複数の配線層と該複数の配
    線層のうち選ばれた配線層対の間にダミー配線層を形成
    する工程と、 前記複数の配線層と前記ダミー配線層の上面及び側面を
    被覆する第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記ダミー配線層の上面を被覆する第1の絶縁膜に選択
    的に孔を形成する工程と、 前記孔からエッチング液を浸入させ、前記ダミー配線層
    を前記孔から溶出し、前記第1絶縁膜の空洞部を形成す
    る工程と、 前記空洞部上を含む前記第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜
    を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  4. 【請求項4】半導体基板上に複数の配線層を形成する工
    程と、 前記複数の配線層の上面及び側面を被覆する第1の絶縁
    膜を形成する工程と、前記複数の配線層のうち選ばれた
    隣接する配線層対間の前記第1の絶縁膜を選択的にエッ
    チングする工程と、 前記第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を形成する工程とを
    有し、前記エッチングされた絶縁膜部分を空洞部とする
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP19950199A 1999-07-13 1999-07-13 半導体装置及びその製造方法 Pending JP2001028369A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19950199A JP2001028369A (ja) 1999-07-13 1999-07-13 半導体装置及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19950199A JP2001028369A (ja) 1999-07-13 1999-07-13 半導体装置及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001028369A true JP2001028369A (ja) 2001-01-30

Family

ID=16408881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19950199A Pending JP2001028369A (ja) 1999-07-13 1999-07-13 半導体装置及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001028369A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006255664A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Sumitomo Electric Ind Ltd マイクロ流路デバイスの製造方法
JP2008103610A (ja) * 2006-10-20 2008-05-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体集積回路の配線構造およびその設計方法と設計装置
JP2009099821A (ja) * 2007-10-18 2009-05-07 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006255664A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Sumitomo Electric Ind Ltd マイクロ流路デバイスの製造方法
JP2008103610A (ja) * 2006-10-20 2008-05-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体集積回路の配線構造およびその設計方法と設計装置
JP2009099821A (ja) * 2007-10-18 2009-05-07 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3790469B2 (ja) 半導体装置
JP3074713B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US7560375B2 (en) Gas dielectric structure forming methods
JP2964537B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2004221444A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH1117005A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2001028369A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2005079513A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2960538B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2001053144A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP4717972B2 (ja) 集積回路の製造方法
JP3235581B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2900909B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2000306999A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH11233624A (ja) 半導体装置及びその製造方法
WO2002003458A1 (fr) Dispositif semi-conducteur et son procede de fabrication
JP2001148423A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2702010B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS5893353A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH05347360A (ja) 多層配線構造およびその製造方法
JPH0758204A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2002083867A (ja) 半導体装置及びその製造方法
KR100778852B1 (ko) 반도체 소자 및 그 제조방법
JPH01189939A (ja) 半導体集積回路
JPH02240947A (ja) 半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Effective date: 20051227

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421