JP2000340653A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低誘電率層間絶縁膜を含む多層配線構造にお
いて、開口部から前記低誘電率層間絶縁膜中へのH2 O
の侵入を抑制する。
【解決手段】 前記開口部の側壁を、第1の側壁絶縁膜
と、前記第1の側壁絶縁膜よりも密度の小さい第2の側
壁絶縁膜とを積層した構造の側壁膜で保護する。
(57) Abstract: In a multilayer wiring structure including a low dielectric constant interlayer insulating film, H 2 O is introduced from an opening into the low dielectric constant interlayer insulating film.
Suppress intrusion. SOLUTION: The side wall of the opening is protected by a side wall film having a structure in which a first side wall insulating film and a second side wall insulating film having a lower density than the first side wall insulating film are stacked.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は一般に半導体装置に
関し、特に低誘電率多層配線構造を有する半導体装置お
よびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a low dielectric constant multilayer wiring structure and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】微細化技術の進歩に伴い、大規模集積回
路中に含まれる素子の数は年々増加している。これに伴
い、集積回路中においてこれらの素子を接続する接続パ
ターンも複雑になってきており、最近の先端的半導体集
積回路では、素子間の相互接続に多層配線構造を使うよ
うになっている。多層配線構造では、配線パターンが、
間に層間絶縁膜を挟んで複数層にわたって形成される。2. Description of the Related Art With the advance of miniaturization technology, the number of elements included in a large-scale integrated circuit is increasing year by year. Along with this, connection patterns for connecting these elements in an integrated circuit have become complicated, and in recent advanced semiconductor integrated circuits, a multilayer wiring structure has been used for interconnection between elements. In the multilayer wiring structure, the wiring pattern
A plurality of layers are formed with an interlayer insulating film interposed therebetween.
【0003】ところで、このように複雑なパターンを含
む多層配線構造では、配線長の増大に伴い、層間絶縁膜
の容量に起因する信号遅延の問題が生じる。これは特に
高速動作を要求される論理集積回路において深刻な問題
になる。また、層間絶縁膜の容量は、半導体装置の消費
電力に大きな影響を及ぼす。したがって、層間絶縁膜の
容量の増加は、DRAMにおいてもキャパシタリーク電
流の増加や接合リーク電流の増加等の問題を引き起こ
す。In a multilayer wiring structure including such a complicated pattern, a problem of signal delay due to a capacitance of an interlayer insulating film occurs with an increase in wiring length. This is a serious problem particularly in a logic integrated circuit that requires high-speed operation. Further, the capacity of the interlayer insulating film has a great influence on the power consumption of the semiconductor device. Therefore, an increase in the capacity of the interlayer insulating film causes problems such as an increase in capacitor leak current and an increase in junction leak current in a DRAM.
【0004】このため最近の大規模集積回路では、多層
配線構造を構成する層間絶縁膜に有機系絶縁膜やFドー
プSiO2 膜等の、低誘電率絶縁膜が使われている。一
般にこれらの低誘電率絶縁膜は吸湿性を有するので、多
層配線構造上には耐湿性に優れた保護膜が形成されてい
る。Therefore, in recent large-scale integrated circuits, a low dielectric constant insulating film such as an organic insulating film or an F-doped SiO 2 film is used as an interlayer insulating film constituting a multilayer wiring structure. Generally, since these low dielectric constant insulating films have a hygroscopic property, a protective film having excellent moisture resistance is formed on the multilayer wiring structure.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】図1(A),(B)
は、従来の多層配線構造を有する半導体装置において、
多層配線構造中に電源供給用の開口部を形成する工程を
示す。図1(A)を参照するに、MOSトランジスタ等
の活性素子(図示せず)を形成されたSi基板11上に
は、絶縁膜12を介してAlよりなる配線パターン13
Aおよび電源パッド13Bが形成されており、前記配線
パターン13Aおよび電源パッド13Bは、プラズマC
VD法により形成されたFドープSiO2 膜あるいは有
機絶縁膜等の、低誘電率層間絶縁膜14により覆われ
る。さらに、前記低誘電率層間絶縁膜14は、CVD法
により堆積されたSiO2 膜15およびSiN膜16に
より覆われる。FIG. 1 (A) and FIG. 1 (B)
Is a conventional semiconductor device having a multilayer wiring structure,
5 shows a step of forming an opening for power supply in a multilayer wiring structure. Referring to FIG. 1A, a wiring pattern 13 made of Al is provided on an Si substrate 11 on which an active element (not shown) such as a MOS transistor is formed via an insulating film 12.
A and a power supply pad 13B are formed, and the wiring pattern 13A and the power supply pad 13B
It is covered with a low dielectric constant interlayer insulating film 14 such as an F-doped SiO 2 film or an organic insulating film formed by the VD method. Further, the low dielectric constant interlayer insulating film 14 is covered with a SiO 2 film 15 and a SiN film 16 deposited by a CVD method.
【0006】次に図1(B)の工程において、前記Si
N膜16,SiO2 膜15および低誘電率層間絶縁膜1
4がドライエッチングによりパターニングされ、前記電
源パッド13Bを露出する開口部14Aが形成される。
このような構造においては、前記層間絶縁膜14が前記
SiO2 膜15およびSiN膜16により保護されてい
ても、前記開口部14Aにおいては層間絶縁膜14が大
気に露出するのは回避することができす、また仮に前記
開口部14Aを導体パターンで覆ったとしても、半導体
装置が高温高湿度環境下に置かれた場合、前記開口部1
4Aの側壁面に沿ったH2 Oの侵入を遮断するのは困難
である。特にかかるドライエッチングを行なった場合、
層間絶縁膜14自体が疎水性の表面を有していても、ド
ライエッチングの結果表面が親水性に改質されてしまう
ことがあり、層間絶縁膜14はかかる側壁面に沿って侵
入するH2 Oを容易に吸収してしまう。またこのような
層間絶縁膜14は一般に低密度であるために従来のSi
O2 膜などに比べて耐湿性が劣る。その結果、層間絶縁
膜14にはクラックが生じたり、また配線間のリーク電
流が増大する等の問題が生じる。Next, in the step of FIG.
N film 16, SiO 2 film 15, and low dielectric constant interlayer insulating film 1
4 is patterned by dry etching to form an opening 14A exposing the power supply pad 13B.
In such a structure, even if the interlayer insulating film 14 is protected by the SiO 2 film 15 and the SiN film 16, it is possible to avoid exposing the interlayer insulating film 14 to the atmosphere in the opening 14A. If the semiconductor device is placed in a high-temperature and high-humidity environment, even if the opening 14A is covered with a conductive pattern,
It is difficult to block the intrusion of H 2 O along the side wall surface of 4A. Especially when such dry etching is performed,
Even if the interlayer insulating film 14 itself has a hydrophobic surface, the surface may be modified to be hydrophilic as a result of the dry etching, and the H 2 invading along the side wall surface may be formed. O is easily absorbed. Further, since such an interlayer insulating film 14 generally has a low density,
Moisture resistance is inferior to that of an O 2 film or the like. As a result, problems occur such as cracks occurring in the interlayer insulating film 14 and an increase in leak current between wirings.
【0007】図2は、本発明の発明者が、本発明の基礎
となる研究において、図1(B)の構造について耐湿試
験を行なった結果を示す。この耐湿試験では、図1
(B)の構造を温度121°C、湿度100%の環境下
に160時間保持し、前記配線パターン13A間のリー
ク電流の変化を測定した。図2を参照するに、耐湿試験
開始直後には前記リーク電流の値は10-12 〜10-13
A程度であったが、耐湿試験終了後には、このリーク電
流の値が二桁増大しているのがわかる。FIG. 2 shows the results of a moisture resistance test performed by the inventor on the structure shown in FIG. 1B in the research on which the present invention is based. In this moisture resistance test, FIG.
The structure (B) was maintained for 160 hours in an environment at a temperature of 121 ° C. and a humidity of 100%, and the change in the leak current between the wiring patterns 13A was measured. Referring to FIG. 2, immediately after the start of the moisture resistance test, the value of the leak current was 10 −12 to 10 −13.
It was about A, but it can be seen that the value of this leak current increased by two digits after the end of the moisture resistance test.
【0008】これに対し、従来より、図3に示すように
開口部側壁をSiON膜16aで覆った構造が提案され
ている。ただし、図3中、先に説明した部分に対応する
部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。図3
を参照するに、この構成では前記層間絶縁膜14はSi
O2 膜15に覆われた後、前記開口部14Aが前記Si
O2 膜15およびその下の層間絶縁膜14を貫通して前
記電源パッド13Bを露出するように形成され、さらに
前記SiON膜16aが、前記SiN膜16の代わりに
前記SiO2 膜15の表面および前記開口部14Aの側
壁面を覆うように、CVD法により形成される。On the other hand, a structure in which the side wall of the opening is covered with a SiON film 16a as shown in FIG. 3 has been proposed. However, in FIG. 3, portions corresponding to the portions described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. FIG.
In this configuration, the interlayer insulating film 14 is made of Si
After being covered with the O 2 film 15, the opening 14A is
The power supply pad 13B is formed so as to expose the power supply pad 13B through the O 2 film 15 and the interlayer insulating film 14 thereunder. Further, the SiON film 16a replaces the SiN film 16 with the surface of the SiO 2 film 15 and It is formed by a CVD method so as to cover the side wall surface of the opening 14A.
【0009】図4は、図3の従来の構造に対して本発明
の発明者が行なった耐湿性試験の結果を示す。図4を参
照するに、耐湿性試験は先の図2の場合と同様に行なわ
れるが、図2の場合と同様に、耐湿性試験後において前
記配線パターン13A間のリーク電流は二桁の増大を示
しているのがわかる。換言すると、図4の前記開口部1
4A側壁面をSiON膜16aで覆う構造は、層間絶縁
膜14中におけるリーク電流の増大の問題、従って層間
絶縁膜14の前記開口部14A側壁面を介した吸湿の問
題を実質的に解決できないものであることがわかる。FIG. 4 shows the results of a moisture resistance test performed by the inventor of the present invention on the conventional structure shown in FIG. Referring to FIG. 4, the moisture resistance test is performed in the same manner as in FIG. 2, but the leakage current between the wiring patterns 13A increases by two digits after the moisture resistance test, as in FIG. It can be seen that In other words, the opening 1 shown in FIG.
The structure in which the 4A side wall surface is covered with the SiON film 16a does not substantially solve the problem of an increase in leakage current in the interlayer insulating film 14, and therefore, the problem of moisture absorption through the opening 14A side wall surface of the interlayer insulating film 14. It can be seen that it is.
【0010】これに対し、図5は、2層の有機絶縁膜1
7,18を積層した構造を有する多層配線構造を示す。
ただし図5中、先に説明した部分に対応する部分には同
一の参照符号を付し、説明を省略する。図5を参照する
に、前記絶縁膜12上には前記配線パターン13Aおよ
び電源パッド13Bを覆うように第1の有機絶縁膜17
が形成され、さらに前記有機絶縁膜17中には前記電源
パッド13Bを露出する開口部17Aが形成される。さ
らに、前記有機絶縁膜17上には前記開口部17Aを覆
うように第2の有機絶縁膜18が形成され、前記有機層
間絶縁膜18中には、前記開口部17Aに含まれるよう
に、前記電源パッド13Bを露出する開口部18Aが形
成される。また、図示の例では、前記有機絶縁膜17上
には配線パターン17Bがめっきにより形成されてお
り、同様に前記有機絶縁膜18上には別の配線パターン
18Bがめっきにより形成されている。On the other hand, FIG. 5 shows a two-layer organic insulating film 1.
7 shows a multilayer wiring structure having a structure in which layers 7 and 18 are stacked.
However, in FIG. 5, portions corresponding to the portions described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Referring to FIG. 5, a first organic insulating film 17 is formed on the insulating film 12 so as to cover the wiring pattern 13A and the power supply pad 13B.
Is formed, and an opening 17A exposing the power supply pad 13B is formed in the organic insulating film 17. Further, a second organic insulating film 18 is formed on the organic insulating film 17 so as to cover the opening 17A. In the organic interlayer insulating film 18, the second organic insulating film 18 is formed so as to be included in the opening 17A. An opening 18A exposing the power supply pad 13B is formed. In the illustrated example, a wiring pattern 17B is formed on the organic insulating film 17 by plating, and another wiring pattern 18B is similarly formed on the organic insulating film 18 by plating.
【0011】かかる多層配線構造では、前記有機絶縁膜
17中の開口部17Aの側壁は前記有機絶縁膜18によ
り覆われているため、かかる開口部17Aの側壁を介し
た絶縁膜17中へのH2 Oの侵入は最小化できるものと
考えられる。しかし、本発明の発明者が行なった、本発
明の基礎となる研究においては、図6に示すように図5
の構造に対して耐湿性試験を図2あるいは図4と同様な
条件で行なった場合、耐湿性試験の前後で配線パターン
13A間のリーク電流は二桁以上増大することが認めら
れた。これは、いかに前記開口部17Aの側壁面を有機
絶縁膜18で覆っても、有機絶縁膜17,18の密度が
低いため、膜に侵入するH2 Oを十分に遮断できないこ
とが理由であると考えられる。In such a multilayer wiring structure, since the side wall of the opening 17A in the organic insulating film 17 is covered with the organic insulating film 18, H is introduced into the insulating film 17 through the side wall of the opening 17A. It is believed that the penetration of 2 O can be minimized. However, in a study performed by the inventor of the present invention on which the present invention is based, as shown in FIG.
When the moisture resistance test was performed on the structure of FIG. 2 under the same conditions as in FIG. 2 or FIG. 4, it was recognized that the leakage current between the wiring patterns 13A increased by two digits or more before and after the moisture resistance test. This is because no matter how the side wall surface of the opening 17A is covered with the organic insulating film 18, the density of the organic insulating films 17 and 18 is so low that H 2 O penetrating into the film cannot be sufficiently blocked. it is conceivable that.
【0012】図7は、さらに別の従来の多層配線構造を
示す。ただし図7中、先に説明した部分に対応する部分
には同一の参照符号を付し、説明を省略する。図7の構
造では、FドープSiO2 等よりなる低誘電率層間絶縁
膜14上に、前記開口部14Aの形成の後、前記SiN
膜16が直接に、前記開口部14Aの側壁面を覆うよう
に堆積される。さらに前記SiN膜16上に前記開口部
14Aを覆うようにSiO2 膜19を堆積し、レジスト
パターン(図示せず)を使って配線溝19Aを、前記開
口部14Aを含むように形成した後、前記配線溝19A
の底部に露出されているSiN膜16を、前記電源パッ
ド13Bが露出するまでRIE法によりエッチバックす
る。かかるエッチバックの結果、前記開口部14Aの側
壁を覆うようにSiN側壁膜14Bが形成される。前記
開口部14Aの側壁がかかる側壁膜14Bにより覆われ
るため、前記開口部14Aから前記層間絶縁膜14中に
侵入するH2 Oを最小化できると考えられる。FIG. 7 shows still another conventional multilayer wiring structure. However, in FIG. 7, portions corresponding to the portions described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the structure of FIG. 7, after the opening 14A is formed on the low dielectric constant interlayer insulating film 14 made of F-doped SiO 2 or the like, the SiN
The film 16 is directly deposited so as to cover the side wall surface of the opening 14A. Further, a SiO 2 film 19 is deposited on the SiN film 16 so as to cover the opening 14A, and a wiring groove 19A is formed using a resist pattern (not shown) so as to include the opening 14A. The wiring groove 19A
Is etched back by RIE until the power supply pad 13B is exposed. As a result of the etch back, a SiN sidewall film 14B is formed so as to cover the sidewall of the opening 14A. Since the side wall of the opening 14A is covered with the side wall film 14B, it is considered that H 2 O penetrating into the interlayer insulating film 14 from the opening 14A can be minimized.
【0013】これに対し、図7の構造について本発明の
発明者が行なった本発明の基礎となる研究において、図
8に示すように耐湿試験の前後でゲート電極13A間の
リーク電流は、先の場合と同様に二桁の増大を示すこと
が確認された。すなわち、図7の構造において、前記開
口部14Aの側壁面をSiN側壁膜14Bにより覆って
も、層間絶縁膜14中へのH2 Oの侵入は効果的に阻止
できないことが結論される。On the other hand, in the basic research of the present invention conducted by the inventor of the present invention with respect to the structure shown in FIG. 7, as shown in FIG. It was confirmed to show a two-digit increase as in the case of. In other words, it is concluded that in the structure of FIG. 7, even if the side wall surface of the opening 14A is covered with the SiN side wall film 14B, penetration of H 2 O into the interlayer insulating film 14 cannot be effectively prevented.
【0014】そこで、本発明は上記の課題を解決した新
規で有用な半導体装置およびその製造方法を提供するこ
とを概括的課題とする。本発明のより具体的な課題は、
多層配線構造を有する半導体装置において、多層配線構
造中に形成された開口部から前記多層配線構造を構成す
る層間絶縁膜中に侵入するH2 Oの割合を最小化するこ
とにある。Accordingly, it is a general object of the present invention to provide a new and useful semiconductor device which solves the above-mentioned problems, and a method of manufacturing the same. More specific objects of the present invention are:
In a semiconductor device having a multilayer wiring structure, it is an object to minimize a ratio of H 2 O penetrating into an interlayer insulating film constituting the multilayer wiring structure from an opening formed in the multilayer wiring structure.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題
を、請求項1に記載したように、基板と、前記基板上に
形成された、層間絶縁膜を含む多層配線構造と、前記多
層配線構造中に、前記層間絶縁膜を貫通して延在する開
口部と、前記開口部中、前記層間絶縁膜の側壁を覆う第
1の側壁絶縁膜と、前記開口部中、前記第1の側壁絶縁
膜を覆う第2の側壁絶縁膜とよりなり、前記第1および
第2の側壁絶縁膜は、互いに異なった密度を有し、前記
第1および第2の側壁絶縁膜の各々は、前記層間絶縁膜
よりも大きい密度を有することを特徴とする半導体装置
により、または請求項2に記載したように、前記層間絶
縁膜はプラズマCVD法により堆積されたSiO2 膜の
密度よりも小さい密度を有することを特徴とする請求項
1記載の半導体装置により、または請求項3に記載した
ように、前記第1の側壁絶縁膜は、前記第2の側壁絶縁
膜よりも大きな密度を有することを特徴とする請求項1
または2記載の半導体装置により、または請求項4に記
載したように、前記第1の側壁絶縁膜は、前記第2の側
壁絶縁膜に対してエッチングストッパとなりうる材料よ
りなることを特徴とする請求項1〜3のうち、いずれか
一項記載の半導体装置により、または請求項5に記載し
たように、前記多層配線構造は、前記層間絶縁膜の他
に、前記層間絶縁膜を覆う保護膜を含み、前記開口部は
前記層間絶縁膜の他に前記保護膜を貫通して延在し、前
記第1の側壁絶縁膜は、前記開口部において露出した前
記保護膜の側壁をも覆うことを特徴とする請求項1〜4
のうち、いずれか一項記載の半導体装置により、解決す
る。According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a substrate; a multilayer wiring structure including an interlayer insulating film formed on the substrate; An opening extending through the interlayer insulating film in the wiring structure, a first sidewall insulating film covering a sidewall of the interlayer insulating film in the opening, and a first sidewall insulating film in the opening; A second sidewall insulating film covering the sidewall insulating film, wherein the first and second sidewall insulating films have densities different from each other, and each of the first and second sidewall insulating films is According to a semiconductor device having a higher density than an interlayer insulating film, or as described in claim 2, the interlayer insulating film has a density smaller than a density of a SiO 2 film deposited by a plasma CVD method. 2. The semiconductor device according to claim 1, comprising: More or as described in claim 3, wherein the first sidewall insulating film, according to claim 1, characterized in that it has a greater density than said second sidewall insulation films
4. The semiconductor device according to claim 2, wherein the first sidewall insulating film is made of a material which can serve as an etching stopper for the second sidewall insulating film. The semiconductor device according to any one of Items 1 to 3, or as described in Claim 5, wherein the multilayer wiring structure further includes a protective film covering the interlayer insulating film in addition to the interlayer insulating film. Wherein the opening extends through the protective film in addition to the interlayer insulating film, and the first sidewall insulating film also covers a side wall of the protective film exposed at the opening. Claims 1-4
The problem is solved by the semiconductor device according to any one of the above.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】[第1実施例]図9(A)〜図1
0(D)は、本発明の第1実施例による多層配線構造を
有する半導体装置の製造工程を示す。図9(A)を参照
するに、絶縁膜22で覆われたSi基板21上にはAl
よりなる配線パターン23Aおよび電源パッド23Bが
形成されており、前記配線パターン23Aおよび電源パ
ッド23Bは低誘電率層間絶縁膜24により覆われる。
前記低誘電率層間絶縁膜24としては、プラズマCVD
法により堆積されるSiO2 膜の密度(2.2g/cm
3 )よりも密度の低い、例えばFドープSiO 2 膜、有
機SOG膜、アリルエーテル系絶縁膜、多孔質SiO2
膜,多孔質アリルエーテル系絶縁膜,あるいはhydrroge
n silsesquieoxane (HSQ)系絶縁膜でもよい。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] FIGS.
0 (D) shows the multilayer wiring structure according to the first embodiment of the present invention.
1 shows a manufacturing process of a semiconductor device having the same. See FIG. 9 (A)
However, on the Si substrate 21 covered with the insulating film 22, Al
Wiring pattern 23A and power supply pad 23B
The wiring pattern 23A and the power supply
The pad 23B is covered with the low dielectric constant interlayer insulating film 24.
As the low dielectric constant interlayer insulating film 24, plasma CVD
SiO deposited by the methodTwoFilm density (2.2 g / cm
Three), For example F-doped SiO TwoMembrane, yes
SOG film, allyl ether-based insulating film, porous SiOTwo
Film, porous allyl ether-based insulating film, or hydrroge
An nsilsesquieoxane (HSQ) -based insulating film may be used.
【0017】さらに、前記層間絶縁膜24はプラズマC
VD法により堆積されたSiO2 膜25およびSiN膜
26により、それぞれ約200nmおよび約500nm
の厚さに覆われ、さらに図9(B)の工程で、前記Si
N膜26,SiO2 膜25およびその下の層間絶縁膜2
4は、前記SiN膜26上に形成されたレジストパター
ン27をマスクにドライエッチングされ、前記電源パッ
ド23Bを露出する開口部24Aが、前記SiN膜2
6,SiO2 膜25および層間絶縁膜24を貫通して形
成される。Further, the interlayer insulating film 24 is made of plasma C
The SiO 2 film 25 and the SiN film 26 deposited by the VD method provide about 200 nm and about 500 nm, respectively.
9B, and in the step of FIG.
N film 26, SiO 2 film 25 and interlayer insulating film 2 thereunder
4 is dry-etched using a resist pattern 27 formed on the SiN film 26 as a mask, and an opening 24A exposing the power supply pad 23B is formed in the SiN film 2
6, formed through the SiO 2 film 25 and the interlayer insulating film 24.
【0018】さらに、図10(C)の工程において前記
レジストパターン27は除去され、真空中、あるいはH
2 あるいはNH3 雰囲気中において350°Cで5分間
熱処理することにより、図9(B)のドライエッチング
工程により改質されていた前記開口部24Aの側壁面が
安定化される。さらに前記熱処理工程の後、前記SiN
膜26上に、前記開口部24Aの側壁面および底面を連
続して覆うように、SiN膜28がプラズマCVD法に
より、典型的には約200nmの厚さに形成され、さら
に前記SiN膜28上にSiO2 膜が、プラズマCVD
法により、典型的には約200nmの厚さに堆積され
る。かかる堆積の結果、前記SiN膜28は前記開口部
24Aの側壁面上において約70nmの厚さを、また前
記SiO2膜29は前記開口部24Aの側壁面上におい
て約50nmの厚さを有するようになる。Further, the resist pattern 27 is removed in the step of FIG.
By performing a heat treatment at 350 ° C. for 5 minutes in an atmosphere of 2 or NH 3, the side wall surface of the opening 24A that has been modified by the dry etching process of FIG. 9B is stabilized. Further, after the heat treatment step, the SiN
On the film 26, a SiN film 28 is formed to a thickness of typically about 200 nm by a plasma CVD method so as to continuously cover the side wall surface and the bottom surface of the opening 24A. SiO 2 film is, plasma CVD
The method typically deposits to a thickness of about 200 nm. As a result of such deposition, the SiN film 28 has a thickness of about 70 nm on the side wall surface of the opening 24A, and the SiO 2 film 29 has a thickness of about 50 nm on the side wall surface of the opening 24A. become.
【0019】さらに、図10(D)の工程において前記
SiO2 膜29は、前記開口部24Aの底部において前
記SiN膜28が露出するまでドライエッチングにより
エッチバックされ、さらに前記露出したSiN膜28
が、エッチングガスを変更して、前記電源パッド23B
が露出するまでエッチバックされる。その結果、前記開
口部24Aには、SiN側壁絶縁膜28Aが約50nm
の厚さに、また前記SiO2 側壁絶縁膜29Aが約50
nmの厚さに形成される。Further, in the step shown in FIG. 10D, the SiO 2 film 29 is etched back by dry etching until the SiN film 28 is exposed at the bottom of the opening 24A.
However, by changing the etching gas, the power supply pad 23B
Etch back until is exposed. As a result, the SiN sidewall insulating film 28A has a thickness of about 50 nm in the opening 24A.
The thickness of the SiO 2 side wall insulating film 29A is about 50
It is formed to a thickness of nm.
【0020】このように前記開口部24Aの側壁面上に
二層の側壁絶縁膜28A,29Aを有する構造につい
て、耐湿性試験の前後で前記配線パターン23A間のリ
ーク電流を測定した結果を図11に示す。ただし、耐湿
性試験は、先の場合と同様に、湿度100%、温度12
1°Cの環境下で160分間行なった。図11を参照す
るに、図10(D)の装置では、耐湿性試験の前後でほ
とんどリーク電流が変化せず、10-12 〜10-13 A以
下に抑制されているのがわかる。 [第2実施例]図12は、本発明の第2実施例によるD
RAM40の構成を示す。FIG. 11 shows the result of measuring the leakage current between the wiring patterns 23A before and after the moisture resistance test for the structure having the two-layered side wall insulating films 28A and 29A on the side wall surface of the opening 24A. Shown in However, the moisture resistance test was conducted at a humidity of 100% and a temperature of 12 as in the previous case.
The test was performed in an environment of 1 ° C. for 160 minutes. Referring to FIG. 11, it can be seen that in the device of FIG. 10D, the leak current hardly changes before and after the moisture resistance test and is suppressed to 10 −12 to 10 −13 A or less. [Second Embodiment] FIG. 12 is a diagram showing a D according to a second embodiment of the present invention.
2 shows a configuration of a RAM 40.
【0021】図12を参照するに、p型Si基板41上
には周辺回路領域41Aとメモリセル領域41Bとが形
成され、前記周辺回路領域41A中には、STI型の素
子分離構造42A,42Bおよび42Cにより、n型ウ
ェル(41A)1 とp型ウェル(41A)2 とが画成さ
れる。また、前記メモリセル領域41B上には、素子分
離構造42Dが形成される。Referring to FIG. 12, a peripheral circuit area 41A and a memory cell area 41B are formed on a p-type Si substrate 41. In the peripheral circuit area 41A, STI element isolation structures 42A and 42B are formed. And 42C, an n-type well (41A) 1 and a p-type well (41A) 2 are defined. Further, wherein the memory cell region 41B, element isolation structures 42D is formed.
【0022】前記周辺回路領域41A中、前記n型ウェ
ル(41A)1 上には一対の側壁絶縁膜を担持するゲー
ト電極43Aがゲート絶縁膜を介して形成され、また前
記p型ウェル(41A)2 上には一対の側壁絶縁膜を担
持するゲート電極43Bが、対応するゲート絶縁膜を介
して形成される。さらに、前記n型ウェル(41A) 1
中には、前記ゲート電極43Aの両側に、いわゆるLD
D構造を形成するp-型拡散領域41a,41cおよび
p+ 型拡散領域41b,41dが、また前記p型ウェル
(41A)2 中には、前記ゲート電極43Bの両側に、
同様なLDD構造を形成するn- 型拡散領域41e,4
1gおよびn+ 型拡散領域41j,41lが、形成され
ている。In the peripheral circuit area 41A, the n-type wafer
(41A)1A gate supporting a pair of sidewall insulating films
The gate electrode 43A is formed via the gate insulating film.
The p-type well (41A)TwoA pair of sidewall insulating films is
Gate electrode 43B is held by a corresponding gate insulating film.
Formed. Further, the n-type well (41A) 1
Inside, a so-called LD is provided on both sides of the gate electrode 43A.
P forming the D structure-Diffusion regions 41a, 41c and
p+Diffusion regions 41b and 41d are provided in the p-type well.
(41A)TwoInside, on both sides of the gate electrode 43B,
N to form a similar LDD structure-Mold diffusion regions 41e, 4
1g and n+Mold diffusion regions 41j and 41l are formed.
ing.
【0023】さらに、前記メモリセル領域41B中にお
いては前記Si基板41上にゲート絶縁膜を介して、ワ
ード線WLを構成するゲート電極43Cが、また前記素
子分離構造42D上に同様なワード線WLを構成するポ
リシリコンパターン43Dが形成されている。前記ゲー
ト電極43Cおよび前記ポリシリコンパターン43Dは
いずれも一対の側壁絶縁膜を担持し、前記Si基板41
中、前記メモリセル領域41Bには前記ゲート電極43
Cの両側に、LDD構造を形成するn- 型拡散領域41
i,41kおよびn+ 型拡散領域41j,41lが、形
成されている。Further, in the memory cell region 41B, a gate electrode 43C constituting a word line WL is formed on the Si substrate 41 via a gate insulating film, and a similar word line WL is formed on the element isolation structure 42D. Is formed. The gate electrode 43C and the polysilicon pattern 43D both carry a pair of side wall insulating films, and the Si substrate 41
In the middle, the gate electrode 43 is provided in the memory cell region 41B.
On both sides of C, n − -type diffusion regions 41 forming an LDD structure
i, 41k and n + type diffusion regions 41j, 41l are formed.
【0024】前記ゲート電極43A〜43Cおよびポリ
シリコンパターン43Dは第1の層間絶縁膜44により
覆われ、前記層間絶縁膜44上には、前記メモリセル領
域41Bにおいてビット線パターンBLが、前記n+ 型
拡散領域41jと前記層間絶縁膜44中に形成されたコ
ンタクトホール44Aを介して電気的に接続された状態
で形成される。The gate electrodes 43A to 43C and the polysilicon pattern 43D are covered with a first interlayer insulating film 44. On the interlayer insulating film 44, a bit line pattern BL in the memory cell region 41B is formed with the n + It is formed in a state of being electrically connected to the mold diffusion region 41j via a contact hole 44A formed in the interlayer insulating film 44.
【0025】さらに、前記層間絶縁膜44上には第2の
層間絶縁膜45が、前記ビット線パターンBLを覆うよ
うに形成され、前記メモリセル領域41Bにおいては前
記層間絶縁膜45中に形成された凹部を覆うように、ポ
リシリコン蓄積電極45Aが、前記層間絶縁膜45およ
び層間絶縁膜44を貫通するコンタクトホール44Bを
介して前記n+ 型拡散領域41lにコンタクトするよう
に形成される。なお、図12では、前記ポリシリコン蓄
積電極45Aが前記コンタクトホール44Bにおいて前
記ビット線BLと交差するように表示してあるが、実際
にはビット線BLと蓄積電極45Aがコンタクトするこ
とはない。Further, a second interlayer insulating film 45 is formed on the interlayer insulating film 44 so as to cover the bit line pattern BL, and is formed in the interlayer insulating film 45 in the memory cell region 41B. A polysilicon storage electrode 45A is formed so as to cover the recessed portion so as to contact the n + -type diffusion region 411 via a contact hole 44B penetrating through the interlayer insulating film 45 and the interlayer insulating film 44. Although FIG. 12 shows that the polysilicon storage electrode 45A crosses the bit line BL in the contact hole 44B, the bit line BL does not actually contact the storage electrode 45A.
【0026】前記蓄積電極45A上にはキャパシタ誘電
体膜45Bが形成され、前記キャパシタ誘電体膜45B
上には対向電極45Cが形成される。さらに、前記層間
絶縁膜45上には前記対向電極45Cを覆うように第3
の層間絶縁膜46が形成され、前記第3の層間絶縁膜4
6中には、前記周辺回路領域41Aにおいてそれぞれ前
記p+ 型拡散領域41b,41dおよびn+ 型拡散領域
41f,41gを露出するコンタクトホール46A〜4
6Dが形成される。前記コンタクトホール46A〜46
D中にはそれぞれの導体プラグが形成され、前記前記層
間絶縁膜46上には、前記コンタクトホール46A〜4
6Dに対応して、配線パターン47A〜47Dがそれぞ
れ形成される。また、前記メモリセル領域41Bにおい
ても、前記層間絶縁膜46上に配線パターン47Eおよ
び47Fが形成される。A capacitor dielectric film 45B is formed on the storage electrode 45A.
A counter electrode 45C is formed thereon. Further, a third layer is formed on the interlayer insulating film 45 so as to cover the counter electrode 45C.
Is formed, and the third interlayer insulating film 4 is formed.
6, contact holes 46A-4A exposing the p + -type diffusion regions 41b and 41d and the n + -type diffusion regions 41f and 41g in the peripheral circuit region 41A.
6D is formed. The contact holes 46A to 46A
D, respective conductor plugs are formed, and the contact holes 46A to 46A are formed on the interlayer insulating film 46.
Wiring patterns 47A to 47D are formed corresponding to 6D. Further, also in the memory cell region 41B, wiring patterns 47E and 47F are formed on the interlayer insulating film 46.
【0027】前記層間絶縁膜46上には、さらに第4の
層間絶縁膜48が形成され、前記層間絶縁膜48上に
は、前記周辺回路領域41Aにおいて配線パターン49
A〜49Cが、また前記メモリセル領域41Bにおいて
配線パターン49Dが形成される。このうち、図示の例
では前記配線パターン49Aが前記配線パターン47A
に、前記層間絶縁膜48中に形成されたコンタクトホー
ル48Aを介して電気的に接続される。A fourth interlayer insulating film 48 is further formed on the interlayer insulating film 46, and a wiring pattern 49 is formed on the interlayer insulating film 48 in the peripheral circuit region 41A.
A to 49C, and a wiring pattern 49D in the memory cell region 41B. Of these, in the illustrated example, the wiring pattern 49A is the wiring pattern 47A.
Is electrically connected via a contact hole 48A formed in the interlayer insulating film 48.
【0028】さらに、前記層間絶縁膜48上には第5の
層間絶縁膜50が、前記配線パターン49A〜49Dを
覆うように形成され、前記層間絶縁膜50上には前記周
辺回路領域41Aに対応して配線パターン51Aおよび
51Bが、また前記メモリセル領域41Bに対応して配
線パターン51Cおよび51Dが形成される。前記配線
パターン51Aおよび51Bは、それぞれ前記配線パタ
ーン49Aおよび49Cに前記層間絶縁膜50中に形成
されたコンタクトホール50A,50Bを介して電気的
に接続され、前記配線パターン51A〜51DはFドー
プSiO2 あるいは有機絶縁膜よりなる低誘電率層間絶
縁膜52により覆われる。さらに前記低誘電率層間絶縁
膜52はSiO膜53とSiN膜54を積層したパッシ
ベーション膜により保護され、前記パッシベーション膜
中には、前記配線パターン51Aを露出する開口部51
Aが形成される。前記低誘電率層間絶縁膜52として
は、アリルエーテル系絶縁膜、多孔質SiO2 膜、HS
Q膜等が可能である。Further, a fifth interlayer insulating film 50 is formed on the interlayer insulating film 48 so as to cover the wiring patterns 49A to 49D, and a fifth interlayer insulating film 50 is formed on the interlayer insulating film 50 so as to correspond to the peripheral circuit region 41A. Thus, wiring patterns 51A and 51B are formed, and wiring patterns 51C and 51D are formed corresponding to the memory cell region 41B. The wiring patterns 51A and 51B are electrically connected to the wiring patterns 49A and 49C via contact holes 50A and 50B formed in the interlayer insulating film 50, respectively, and the wiring patterns 51A to 51D are F-doped SiO2. 2 or a low dielectric constant interlayer insulating film 52 made of an organic insulating film. Further, the low dielectric constant interlayer insulating film 52 is protected by a passivation film in which a SiO film 53 and a SiN film 54 are laminated, and an opening 51 exposing the wiring pattern 51A is formed in the passivation film.
A is formed. As the low dielectric constant interlayer insulating film 52, an allyl ether based insulating film, a porous SiO 2 film, HS
A Q film or the like is possible.
【0029】本実施例では、前記開口部52Aの側壁面
上に、SiNあるいはSiONよりなる高密度側壁絶縁
膜52aを形成し、さらに前記高密度側壁絶縁膜52a
上にプラズマCVD法により形成したSiO2 よりなる
低密度側壁絶縁膜52bを形成する。その際、先の実施
例と同用に、前記膜52a,52bの平均厚さは約50
nm以上とするのが好ましい。In this embodiment, a high-density sidewall insulating film 52a made of SiN or SiON is formed on the side wall surface of the opening 52A.
A low-density sidewall insulating film 52b of SiO 2 formed by a plasma CVD method is formed thereon. At this time, as in the previous embodiment, the average thickness of the films 52a and 52b is about 50.
It is preferably at least nm.
【0030】前記配線パターン51Aは典型的には電源
パッドであり、例えばワイヤボンディングにより、外部
装置に電気的に接続される。かかる構成により、前記開
口部51Aを介して層間絶縁膜52中に侵入するH 2 O
が阻止され、その結果図12のDRAM40では先に図
11で説明したのと同様なリーク電流低減の効果が得ら
れる。これに伴い、DRAMのリフレッシュ特性および
アクセス速度も、以下の表1に示すように、大きく改善
される。The wiring pattern 51A is typically a power supply.
Pad, for example, by wire bonding,
It is electrically connected to the device. With this configuration, the opening
H penetrating into the interlayer insulating film 52 through the opening 51A TwoO
12, and as a result, the DRAM 40 shown in FIG.
The same effect of reducing the leak current as described in FIG.
It is. Accordingly, the refresh characteristics of the DRAM and
Access speed is also greatly improved as shown in Table 1 below.
Is done.
【0031】[0031]
【表1】 [Table 1]
【0032】このように、本発明は、DRAM等の半導
体記憶装置において動作特性を向上させるのに有効であ
る。 [第3実施例]図13は、本発明の第3実施例による論
理半導体装置60の構成を示す。図13を参照するに、
p型Si基板61上には第1の領域61Aと第2の領域
61Bとが形成され、前記第1の領域61A中には、S
TI型の素子分離構造62A,62Bおよび62Cによ
り、n型ウェル(61A)1 とp型ウェル(61A)2
とが画成される。また、前記第2の領域61B上には、
同じくSTI型の素子分離構造62D,62Eおよび6
2Fが形成され、前記素子分離構造により、前記領域6
1B中にはn型ウェル(61B)1 とp型ウェル(61
B)2 とが形成される。As described above, the present invention is effective for improving the operating characteristics of a semiconductor memory device such as a DRAM. Third Embodiment FIG. 13 shows a structure of a logic semiconductor device 60 according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG.
A first region 61A and a second region 61B are formed on a p-type Si substrate 61. In the first region 61A, S
The n-type well (61A) 1 and the p-type well (61A) 2 are formed by the TI element isolation structures 62A, 62B and 62C.
Is defined. Also, on the second area 61B ,
STI type element isolation structures 62D, 62E and 6
2F is formed, and the region 6 is formed by the element isolation structure.
1B includes an n-type well (61B) 1 and a p-type well (61B).
B) 2 is formed.
【0033】前記第1の領域61A中、前記n型ウェル
(61A)1 上には一対の側壁絶縁膜を担持するゲート
電極63Aがゲート絶縁膜を介して形成され、また前記
p型ウェル(61A)2 上には一対の側壁絶縁膜を担持
するゲート電極63Bが、対応するゲート絶縁膜を介し
て形成される。さらに、前記n型ウェル(61A)1中
には、前記ゲート電極63Aの両側に、いわゆるLDD
構造を形成するp- 型拡散領域61a,61cおよびp
+ 型拡散領域61b,61dが、また前記p型ウェル
(61A)2 中には、前記ゲート電極63Bの両側に、
同様なLDD構造を形成するn- 型拡散領域61e,6
1gおよびn+ 型拡散領域61j,61lが、形成され
ている。In the first region 61A, a gate electrode 63A carrying a pair of sidewall insulating films is formed on the n-type well (61A) 1 via a gate insulating film, and the p-type well (61A) is formed. ) 2 gate electrode 63B carrying a pair of sidewall insulation films on is formed through a corresponding gate insulating film. Further, in the n-type well (61A) 1 , so-called LDDs are provided on both sides of the gate electrode 63A.
P − type diffusion regions 61a, 61c and p
+ -Type diffusion regions 61b and 61d are provided in the p-type well (61A) 2 on both sides of the gate electrode 63B.
N − -type diffusion regions 61e, 6 forming a similar LDD structure
1g and n + type diffusion regions 61j and 61l are formed.
【0034】さらに、前記メモリセル領域61B中にお
いては前記n型ウェル(61B)1上に対応するゲート
絶縁膜を介してゲート電極63Cが、また前記p型ウェ
ル(61B)2 上に対応するゲート絶縁膜を介してゲー
ト電極63Dが形成されている。前記ゲート電極63C
およ63Dはいずれも一対の側壁絶縁膜を担持し、前記
Si基板61中、前記第2の領域46Bには前記ゲート
電極63Cの両側に、LDD構造を形成するn- 型拡散
領域61i,61kおよびn+ 型拡散領域61j,61
lが、また前記ゲート電極63Dの両側に、LDD構造
を形成するn-型拡散領域61m,61nおよびn+ 型
拡散領域61o,61pが形成されている。Further, in the memory cell region 61B, a gate electrode 63C is provided via a gate insulating film corresponding to the n-type well (61B) 1 and a gate corresponding to the p-type well (61B) 2 is provided. A gate electrode 63D is formed via an insulating film. The gate electrode 63C
Both 63D carry a pair of sidewall insulating films, and in the Si substrate 61, the second region 46B is provided on both sides of the gate electrode 63C with n − -type diffusion regions 61i and 61k forming an LDD structure. And n + type diffusion regions 61j and 61
1 and n − -type diffusion regions 61m and 61n and n + -type diffusion regions 61o and 61p forming an LDD structure are formed on both sides of the gate electrode 63D.
【0035】前記ゲート電極63A〜63Dは第1の層
間絶縁膜64により覆われ、前記層間絶縁膜64上に
は、前記第1の領域61Aにおいて配線パターン65A
〜65Dが、それぞれ前記n+ 型拡散領域61b,61
d,およびp+ 型拡散領域61fおよび61hと、前記
層間絶縁膜64中に形成されたコンタクトホール64A
〜64Dを介して電気的に接続された状態で形成され
る。同様に、前記層間絶縁膜64上には、前記第2の領
域61Bにおいて配線パターン65E〜65Hが、それ
ぞれ前記p+ 型拡散領域61j,61l,およびn+ 型
拡散領域61fおよび61hと、前記層間絶縁膜64中
に形成されたコンタクトホール64A〜64Dを介して
電気的に接続された状態で形成される。The gate electrodes 63A to 63D are covered with a first interlayer insulating film 64. On the interlayer insulating film 64, a wiring pattern 65A is formed in the first region 61A.
To 65D correspond to the n + type diffusion regions 61b and 61b, respectively.
d, and p + -type diffusion regions 61f and 61h, and contact holes 64A formed in interlayer insulating film 64
It is formed in a state where it is electrically connected via 6464D. Similarly, on the interlayer insulating film 64, in the second region 61B, wiring patterns 65E to 65H are provided respectively with the p + -type diffusion regions 61j and 611 and the n + -type diffusion regions 61f and 61h, and It is formed in a state where it is electrically connected through contact holes 64A to 64D formed in insulating film 64.
【0036】前記配線パターン65A〜65Hは前記層
間絶縁膜64上に形成された層間絶縁膜66により覆わ
れ、前記層間絶縁膜66上には、前記第1の領域Aにお
いて配線パターン67A〜67Cが、また前記第2の領
域Bにおいて配線パターン67Dが形成される。図示の
例では、このうち前記配線パターン67Aが前記配線パ
ターン65Aに、前記層間絶縁膜66中に形成されたコ
ンタクトホールを介して電気的に接続されている。The wiring patterns 65A to 65H are covered with an interlayer insulating film 66 formed on the interlayer insulating film 64. On the interlayer insulating film 66, wiring patterns 67A to 67C are formed in the first region A. Further, a wiring pattern 67D is formed in the second region B. In the illustrated example, the wiring pattern 67A is electrically connected to the wiring pattern 65A via a contact hole formed in the interlayer insulating film 66.
【0037】前記配線パターン67A〜67Dは、前記
層間絶縁膜66上に形成された別の層間絶縁膜68によ
り覆われ、前記層間絶縁膜68上には前記領域Aにおい
て配線パターン69Aおよび69Bが、また前記領域B
において配線パターン69CがFドープSiO2 あるい
は有機絶縁膜等の低誘電率層間絶縁膜70により覆わ
れ、前記低誘電率層間絶縁膜70上にはSiO2 膜72
とSiN膜73とよりなるパッシベーション膜が形成さ
れる。前記低誘電率層間絶縁膜70としては、Fドープ
SiO2 膜やアリルエーテル系有機絶縁膜、多孔質Si
O2 膜、あるいはHSQ膜を使うことが可能である。The wiring patterns 67A to 67D are covered with another interlayer insulating film 68 formed on the interlayer insulating film 66. On the interlayer insulating film 68, wiring patterns 69A and 69B in the region A are formed. The area B
The wiring pattern 69C is covered with a low dielectric constant interlayer insulating film 70 such as F-doped SiO 2 or an organic insulating film, and an SiO 2 film 72 is formed on the low dielectric constant interlayer insulating film 70.
And a passivation film including SiN film 73 is formed. As the low dielectric constant interlayer insulating film 70, an F-doped SiO 2 film, an allyl ether-based organic insulating film, a porous Si
An O 2 film or an HSQ film can be used.
【0038】前記パッシベーション膜72,73および
層間絶縁膜70中には、前記配線パターン69Aを露出
するように開口部70Aが形成され、前記開口部70A
の側壁面上にはSiNあるいはSiONよりなる高密度
側壁絶縁膜70aと、その上に形成されたより低密度
の、プラズマCVD法で形成したSiO2 よりなる低密
度側壁絶縁膜70bとが形成される。その際、先の実施
例と同様に、各々の膜70a,70bの平均厚さは、前
記開口部70Aの側壁面上において約50nm以上に設
定するのが好ましい。An opening 70A is formed in the passivation films 72, 73 and the interlayer insulating film 70 so as to expose the wiring pattern 69A.
A high-density sidewall insulating film 70a made of SiN or SiON and a lower-density low-density sidewall insulating film 70b made of SiO 2 formed by a plasma CVD method are formed on the side wall surface. . At this time, it is preferable that the average thickness of each of the films 70a and 70b is set to about 50 nm or more on the side wall surface of the opening 70A, as in the previous embodiment.
【0039】前記配線パターン69Aは、典型的には半
導体装置60の電源パッドであり、ワイヤボンディング
等により外部装置に電気的に接続される。本実施例によ
れば、前記低誘電率層間絶縁膜の特性が安定し、リーク
電流が減少するため、集積密度をさらに向上させても集
積回路の動作が不安定になる等の問題は生じない。本発
明は論理集積回路において動作速度を向上させるのにも
有効である。先の表1のアクセス特性について参照され
たい。The wiring pattern 69A is typically a power supply pad of the semiconductor device 60, and is electrically connected to an external device by wire bonding or the like. According to the present embodiment, the characteristics of the low dielectric constant interlayer insulating film are stabilized, and the leakage current is reduced. Therefore, even if the integration density is further improved, problems such as unstable operation of the integrated circuit do not occur. . The present invention is also effective for improving the operation speed of a logic integrated circuit. See the access characteristics in Table 1 above.
【0040】以上本発明を好ましい実施例について説明
したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるもの
ではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様
々な変形・変更が可能である。Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and alterations are possible within the scope of the appended claims. .
【0041】[0041]
【発明の効果】本発明によれば、低誘電率層間絶縁膜を
使った多層配線構造において、コンタクトホール側壁面
など、外気に触れる部分が密度の高い絶縁膜と密度の低
い絶縁膜を組み合わせた構造の側壁膜により保護される
ため、層間絶縁膜の特性が安定し、リーク電流が減少
し、DRAMに適用した場合にはリフレッシュ特性およ
びアクセス特性が向上する。同様な動作速度の向上が、
本発明を論理集積回路に対して適用した場合にも得られ
る。According to the present invention, in a multilayer wiring structure using a low dielectric constant interlayer insulating film, an insulating film having a high density and a low density insulating film, such as a side wall surface of a contact hole, are exposed to the outside air. Since the structure is protected by the side wall film, the characteristics of the interlayer insulating film are stabilized, the leak current is reduced, and when applied to a DRAM, the refresh characteristics and the access characteristics are improved. A similar increase in operating speed
The present invention is also obtained when the present invention is applied to a logic integrated circuit.
【図1】(A),(B)は、従来の半導体装置の製造工
程を示す図である。FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a manufacturing process of a conventional semiconductor device.
【図2】図1の従来の半導体装置について見出された問
題点を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a problem found in the conventional semiconductor device of FIG. 1;
【図3】(A),(B)は、従来の別の半導体装置の製
造工程を示す図である。FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a process of manufacturing another conventional semiconductor device. FIGS.
【図4】図3の従来の半導体装置について見出された問
題点を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a problem found in the conventional semiconductor device of FIG. 3;
【図5】(A),(B)は、従来のさらに別の半導体装
置の製造工程を示す図である。FIGS. 5A and 5B are diagrams showing a manufacturing process of still another conventional semiconductor device.
【図6】図5の従来の半導体装置について見出された問
題点を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a problem found in the conventional semiconductor device of FIG. 5;
【図7】(A),(B)は、さらに別の従来の半導体装
置の製造工程を示す図である。FIGS. 7A and 7B are diagrams showing still another conventional semiconductor device manufacturing process.
【図8】図7の従来の半導体装置について見出された問
題点を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a problem found in the conventional semiconductor device of FIG. 7;
【図9】(A),(B)は、本発明の第1実施例による
半導体装置の製造工程を示す図(その1)である。FIGS. 9A and 9B are diagrams (part 1) illustrating the steps of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図10】(C),(D)は、本発明の第1実施例によ
る半導体装置の製造工程を示す図(その2)である。FIGS. 10C and 10D are diagrams (part 2) illustrating the steps of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention; FIGS.
【図11】本発明の第1実施例の効果を説明する図であ
る。FIG. 11 is a diagram illustrating the effect of the first embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第2実施例によるDRAMの構成を
示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a DRAM according to a second embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第3実施例による論理集積回路の構
成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a logic integrated circuit according to a third embodiment of the present invention.
11,21,41,61 基板 12,22 絶縁膜 13A,17B,18B,23A 配線パターン 13B,23B 電源パッド 14,24、44,45,46,48,50,52,6
4,66,68,70層間絶縁膜 14A,17A,17B,19A,24A,52A 開
口部 15,19,25,29,53,72 SiO2 膜 16,16a,26,28,54,73 SiN膜 17,18 有機絶縁膜 28A,52a,70a SiN側壁絶縁膜 29A,52b,70b SiO2 側壁絶縁膜 41A 周辺回路領域 41B メモリセル領域 41a〜41l,61a〜61p 拡散領域 42A〜42D 素子分離領域 43A〜43D ゲート電極 44A,44B コンタクトホール 45A 蓄積電極 45B キャパシタ誘電体膜 45C 対向電極 46A〜46D,48A,50A〜50B コンタクト
ホール 47A〜47F,49A〜49D,51A〜51D,6
5A〜65H,67A〜67D,69A〜69C 配線
パターン11, 21, 41, 61 Substrate 12, 22 Insulating film 13A, 17B, 18B, 23A Wiring pattern 13B, 23B Power pad 14, 24, 44, 45, 46, 48, 50, 52, 6
4, 66, 68, 70 interlayer insulating film 14A, 17A, 17B, 19A, 24A, 52A Opening 15, 19, 25, 29, 53, 72 SiO 2 film 16, 16a, 26, 28, 54, 73 SiN film 17, 18 Organic insulating film 28A, 52a, 70a SiN side wall insulating film 29A, 52b, 70b SiO 2 side wall insulating film 41A Peripheral circuit area 41B Memory cell area 41a-411, 61a-61p Diffusion area 42A-42D Element isolation area 43A- 43D Gate electrode 44A, 44B Contact hole 45A Storage electrode 45B Capacitor dielectric film 45C Counter electrode 46A-46D, 48A, 50A-50B Contact hole 47A-47F, 49A-49D, 51A-51D, 6
5A-65H, 67A-67D, 69A-69C Wiring pattern
フロントページの続き Fターム(参考) 5F033 QQ09 QQ11 QQ23 QQ31 QQ37 RR04 RR06 RR11 RR25 SS15 TT01 TT07 VV16 XX18 XX27 5F058 BA07 BA20 BD02 BD04 BD06 BD10 BD19 BF07 BJ01 BJ02 5F083 AD45 GA03 JA55 PR03 PR09 PR21 PR39 Continued on the front page F-term (reference) 5F033 QQ09 QQ11 QQ23 QQ31 QQ37 RR04 RR06 RR11 RR25 SS15 TT01 TT07 VV16 XX18 XX27 5F058 BA07 BA20 BD02 BD04 BD06 BD10 BD19 BF07 BJ01 BJ02 5F083 AD45 PR09PR03PR
Claims (5)
造と、 前記多層配線構造中に、前記層間絶縁膜を貫通して延在
する開口部と、 前記開口部中、前記層間絶縁膜の側壁を覆う第1の側壁
絶縁膜と、 前記開口部中、前記第1の側壁絶縁膜を覆う第2の側壁
絶縁膜とよりなり、 前記第1および第2の側壁絶縁膜は、互いに異なった密
度を有し、 前記第1および第2の側壁絶縁膜の各々は、前記層間絶
縁膜よりも大きい密度を有することを特徴とする半導体
装置。A multilayer wiring structure including an interlayer insulating film formed on the substrate; an opening extending through the interlayer insulating film in the multilayer wiring structure; A first side wall insulating film covering a side wall of the interlayer insulating film, and a second side wall insulating film covering the first side wall insulating film in the opening; A semiconductor device, wherein sidewall insulating films have different densities, and each of the first and second sidewall insulating films has a higher density than the interlayer insulating film.
り堆積されたSiO 2 膜の密度よりも小さい密度を有す
ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。2. The method according to claim 1, wherein the interlayer insulating film is formed by a plasma CVD method.
Deposited SiO TwoHas a density lower than the density of the film
The semiconductor device according to claim 1, wherein:
壁絶縁膜よりも大きな密度を有することを特徴とする請
求項1または2記載の半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said first sidewall insulating film has a higher density than said second sidewall insulating film.
壁絶縁膜に対してエッチングストッパとなりうる材料よ
りなることを特徴とする請求項1〜3のうち、いずれか
一項記載の半導体装置。4. The device according to claim 1, wherein the first sidewall insulating film is made of a material that can serve as an etching stopper for the second sidewall insulating film. Semiconductor device.
他に、前記層間絶縁膜を覆う保護膜を含み、前記開口部
は前記層間絶縁膜の他に前記保護膜を貫通して延在し、
前記第1の側壁絶縁膜は、前記開口部において露出した
前記保護膜の側壁をも覆うことを特徴とする請求項1〜
4のうち、いずれか一項記載の半導体装置。5. The multilayer wiring structure includes a protective film covering the interlayer insulating film in addition to the interlayer insulating film, and the opening extends through the protective film in addition to the interlayer insulating film. And
The first sidewall insulating film also covers sidewalls of the protective film exposed in the opening.
5. The semiconductor device according to any one of the items 4.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11152942A JP2000340653A (en) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11152942A JP2000340653A (en) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | Semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000340653A true JP2000340653A (en) | 2000-12-08 |
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ID=15551535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000340653A (en) |
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-
1999
- 1999-05-31 JP JP11152942A patent/JP2000340653A/en active Pending
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