(57)【要約】【課題】配線間にエアギャップを形成する場合の配線間領域の強度劣化を抑制することが可能な半導体装置を提供する。【解決手段】一の実施形態によれば、半導体装置は、半導体基板を備える。さらに、前記装置は、前記半導体基板上に形成された配線材層と、前記配線材層の少なくとも上面または側面に形成された絶縁膜とを含む複数の配線を備える。さらに、前記装置は、前記配線間にエアギャップが形成されるように前記配線上に形成されたキャップ絶縁膜を備える。さらに、前記エアギャップの上端の高さは、前記配線の上面の高さよりも低い。【選択図】図１
2013197407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された配線材層と、前記配線材層の少なくとも上面または側面に形成された絶縁膜とを含む複数の配線と、
前記配線間にエアギャップが形成されるように前記配線上に形成されたキャップ絶縁膜とを備え、
前記エアギャップの上端の高さは、前記配線の上面の高さよりも低く、
前記エアギャップは、第１および第２のエアギャップを含み、
前記第１のエアギャップは、前記第１のエアギャップの両側の前記配線に接しており、
前記第２のエアギャップは、前記第２のエアギャップの両側の前記配線のいずれか一方のみに接しており、
前記第１のエアギャップの上面は、平坦面、または上に凸な形状を有する曲面であり、
前記第１のエアギャップの上面の中央部の高さは、前記第１のエアギャップの上面の端部の高さよりも高い、または同じ高さであり、
前記キャップ絶縁膜は、前記第１のエアギャップの上面および下面のうち、前記第１のエアギャップの上面のみを形成しており、
前記キャップ絶縁膜は、シリコン、酸素、炭素、および水素を含有しており、
前記配線は、
配線間距離が２００ｎｍよりも短く、前記配線間に前記第１または第２のエアギャップが形成されている第１および第２の配線と、
配線間距離が２００ｎｍよりも長く、前記配線間が前記キャップ絶縁膜で埋められている第３および第４の配線とを含む、
半導体装置。
【請求項２】
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された配線材層と、前記配線材層の少なくとも上面または側面に形成された絶縁膜とを含む複数の配線と、
前記配線間にエアギャップが形成されるように前記配線上に形成されたキャップ絶縁膜とを備え、
前記エアギャップの上端の高さは、前記配線の上面の高さよりも低い、半導体装置。
【請求項３】
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された配線材層を含む複数の配線と、
前記配線間にエアギャップが形成されるように前記配線上に形成されたキャップ絶縁膜とを備え、
前記エアギャップの上端の高さは、前記配線の上面の高さよりも低い、半導体装置。
【請求項４】
前記エアギャップは、第１のエアギャップを含み、
前記第１のエアギャップは、前記第１のエアギャップの両側の前記配線に接している、請求項２または３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１のエアギャップの上面は、平坦面、または上に凸な形状を有する曲面である、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１のエアギャップの上面の中央部の高さは、前記第１のエアギャップの上面の端部の高さよりも高い、または同じ高さである、請求項４または５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記キャップ絶縁膜は、前記第１のエアギャップの上面および下面のうち、前記第１のエアギャップの上面のみを形成している、請求項４から６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記エアギャップは、第２のエアギャップを含み、
前記第２のエアギャップは、前記第２のエアギャップの両側の前記配線のいずれか一方のみに接している、請求項２または３に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記エアギャップは、第１および第２のエアギャップを含み、
前記第１のエアギャップは、前記第１のエアギャップの両側の前記配線に接しており、
前記第２のエアギャップは、前記第２のエアギャップの両側の前記配線のいずれか一方のみに接している、
請求項２または３に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記キャップ絶縁膜は、シリコン、酸素、炭素、および水素を含有している、請求項２から９のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記配線は、
配線間距離が２００ｎｍよりも短く、前記配線間に前記第１または第２のエアギャップが形成されている第１および第２の配線と、
配線間距離が２００ｎｍよりも長く、前記配線間が前記キャップ絶縁膜で埋められている第３および第４の配線とを含む、
請求項２から１０のいずれか１項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、配線間容量の低減を目的として、配線間に空洞領域を形成するエアギャップ技術が注目されている。エアギャップは例えば、基板上に配線を形成した後に、埋め込み性の悪いプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により、基板上の全面に絶縁膜を堆積することで形成可能である。しかしながら、エアギャップを形成すると、配線間の絶縁膜が一部抜けた状態となるため、配線間領域の強度の劣化が問題となる。特に、プラズマＣＶＤでエアギャップを形成すると、エアギャップの上端が尖った形状となるため、エアギャップの上端がクラックの起点となり、絶縁膜に亀裂が入るおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６５８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
配線間にエアギャップを形成する場合の配線間領域の強度劣化を抑制することが可能な半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一の実施形態によれば、半導体装置は、半導体基板を備える。さらに、前記装置は、前記半導体基板上に形成された配線材層と、前記配線材層の少なくとも上面または側面に形成された絶縁膜とを含む複数の配線を備える。さらに、前記装置は、前記配線間にエアギャップが形成されるように前記配線上に形成されたキャップ絶縁膜を備える。さらに、前記エアギャップの上端の高さは、前記配線の上面の高さよりも低い。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態の半導体装置の構造を示す断面図である。
【図２】第２実施形態の半導体装置の構造を示す断面図である。
【図３】第３実施形態の半導体装置の構造を示す断面図である。
【図４】第４実施形態の半導体装置の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の半導体装置の構造を示す断面図である。図１(ａ)と図１(ｂ)は、同じ半導体装置の異なる断面を示している。
【０００９】
図１の半導体装置は、半導体基板１０１と、半導体基板１０１上に形成された層間絶縁膜１０２と、層間絶縁膜１０２上に形成された複数の配線１２１とを備えている。各配線１２１は、金属ライナー膜１１１と、金属配線膜１１２と、ハードマスク膜１１３と、絶縁ライナー膜１１４とを含んでいる。図１の半導体装置はさらに、キャップ絶縁膜１１５と、エアギャップ１１６とを備えている。
【００１０】
半導体基板１０１は、例えばシリコン基板である。また、層間絶縁膜１０２は、例えばシリコン酸化膜である。図１には、半導体基板１０１の主面に平行で、互いに垂直なＸ方向およびＹ方向と、半導体基板１０１の主面に垂直なＺ方向が示されている。
【００１１】
配線１２１は、Ｙ方向に延びており、Ｘ方向に互いに隣接している。図１(ａ)は、配線間距離Ｗ1が短い配線１２１を示し、図１(ｂ)は、配線間距離Ｗ2が長い配線１２１を示している。本実施形態では、距離Ｗ1は、２００ｎｍより短く設定されている。また、距離Ｗ2は、２００ｎｍより長く設定されている。図１(ａ)に示す配線１２１は、本開示の第１および第２の配線の例である。また、図１(ｂ)に示す配線１２１は、本開示の第３および第４の配線の例である。
【００１２】
金属ライナー膜１１１と金属配線膜１１２は、層間絶縁膜１０２上に順に形成されている。金属ライナー膜１１１は、例えばＴｉＮ（チタンナイトライド）膜である。また、金属配線層１１２は、例えばＡｌ（アルミニウム）膜またはＷ（タングステン）膜である。金属ライナー膜１１１と金属配線膜１１２は、本開示の配線材層の例である。
【００１３】
ハードマスク膜１１３は、金属配線膜１１２の上面に形成されている。ハードマスク膜１１３は、例えばシリコン窒化膜またはシリコン酸化膜である。また、絶縁ライナー膜１１４は、金属ライナー膜１１１の側面と、金属配線膜１１２の側面と、ハードマスク膜１１３の側面および上面と、配線１２１間の層間絶縁膜１０２の上面に形成されている。絶縁ライナー膜１１４は、例えばシリコン窒化膜である。ハードマスク膜１１３と絶縁ライナー膜１１４は、本開示の絶縁膜の例である。
【００１４】
なお、配線１２１は、層間絶縁膜１０２上の全面に金属ライナー膜１１１と、金属配線膜１１２と、ハードマスク膜１１３とを順に形成しエッチングした後、層間絶縁膜１０２上の全面に絶縁ライナー膜１１４を形成することで形成可能である。
【００１５】
キャップ絶縁膜１１５は、配線１２１間にエアギャップ１１６が形成されるように配線１２１上に形成されている。キャップ絶縁膜１１５は、例えばＳｉＯＣＨ膜（炭素ドープシリコンオキシド膜）である。本実施形態では、配線１２１の形成後に層間絶縁膜１０２上の全面にキャップ絶縁膜１１５を塗布することで、キャップ絶縁膜１１５を形成する。その結果、配線１２１間にエアギャップ１１６が形成される。
【００１６】
符号Ｓ1は、エアギャップ１１６の上面を示す。エアギャップ１１６の上面Ｓ1は、配線１２１間において、一方の配線１２１の側面から他方の配線１２１の側面まで続いている。よって、本実施形態のエアギャップ１１６は、エアギャップ１１６の両側の配線１２１に接している。図１のエアギャップ１１６は、本開示の第１のエアギャップの例である。
【００１７】
なお、図１(ａ)に示す配線１２１間にはエアギャップ１１６が形成され、図１(ｂ)に示す配線１２１間にはエアギャップ１１６が形成されていないことに留意されたい。その理由やメリットについては、後述する。
【００１８】
（１）エアギャップ１１６の構造
次に、引き続き図１を参照し、エアギャップ１１６の構造について詳細に説明する。
【００１９】
以上のように、本実施形態では、キャップ絶縁膜１１５を塗布法により形成する。その結果、エアギャップ１１６の上面Ｓ1が平坦面となっている。よって、本実施形態のエアギャップ１１６は、クラックの起点を有していない。よって、本実施形態によれば、クラックによりキャップ絶縁膜１１５に亀裂が入ることを抑制することが可能となる。
【００２０】
また、本実施形態では、キャップ絶縁膜１１５を塗布法で形成することで、キャップ絶縁膜１１５が、部分的に配線１２１間に入り込んでいる。その結果、エアギャップ１１６の上端（上面Ｓ1）の高さＨ2が、配線１２１の上面の高さＨ1よりも低くなっている（Ｈ2＜Ｈ1）。このような構造には、Ｈ2＞Ｈ1の場合と比べて、配線１２１間の開口部がキャップ絶縁膜１１５で固く閉まり、配線間領域の強度が増すという利点がある。
【００２１】
よって、本実施形態によれば、高さＨ2を高さＨ1よりも低くすることで、エアギャップ１１６に起因する配線間領域の強度劣化を抑制することが可能となる。さらには、エアギャップ１１６の上面Ｓ1を平坦面とすることで、クラックの起点をなくし、キャップ絶縁膜１１５に亀裂が入ることを抑制することが可能となる。
【００２２】
また、エアギャップ１１６の上面Ｓ1の高さＨ2は、金属配線膜１１２の上面の高さより高くても低くてもよい。ただし、本実施形態では、高さＨ2を、金属配線膜１１２の上面の高さよりも高く設定している。理由は、高さＨ2が金属配線膜１１２の上面の高さよりも低い場合と比べて、配線間容量が低くなり、隣り合う金属配線１１２間のリーク電流を抑える効果が期待できるからである。
【００２３】
また、本実施形態では、キャップ絶縁膜１１５を塗布法で形成することで、キャップ絶縁膜１１５より下方の配線間領域をすべてエアギャップ１１６にすることができる。よって、本実施形態では、エアギャップ１１６の上面はキャップ絶縁膜１１５に接しているものの、エアギャップ１１６の側面と下面は、キャップ絶縁膜１１５ではなく、絶縁ライナー膜１１４に接している。このような構造には、エアギャップ１１６の体積を大きくし、配線間容量を大幅に低減できるという利点がある。このように、本実施形態のキャップ絶縁膜１１５は、エアギャップ１１６の上面、下面、および側面のうちの、上面のみを形成している。
【００２４】
また、本実施形態によれば、キャップ絶縁膜１１５を塗布法で形成することで、エアギャップ１１６を、配線間距離が短い配線１２１間のみに形成することが可能である。図１(ａ)は、配線間距離Ｗ1が短い配線１２１間に、エアギャップ１１６が形成された様子を示している。一方、図１(ｂ)は、配線間距離Ｗ2が長い配線１２１間が、キャップ絶縁膜１１５で埋められた様子を示している。
【００２５】
エアギャップ１１６が形成される配線間距離の上限値は、塗布膜の乾燥時間や加熱温度を調整することで調整可能である。本実施形態では、この上限値を２００ｎｍ程度に設定している。理由は、配線間距離が概ね２００ｎｍよりも長くなると、一般に配線間容量の低減はあまり求められないため、配線間領域の強度を確保する方が望ましいからである。よって、本実施形態では、上記の上限値を約２００ｎｍに設定することで、配線間距離が２００ｎｍよりも長い配線１２１間をキャップ絶縁膜１１５で埋め込んでいる。
【００２６】
（２）第１実施形態の効果
最後に、第１実施形態の効果について説明する。
【００２７】
以上のように、本実施形態では、エアギャップ１１６の上端（上面Ｓ1）の高さＨ2を、配線１２１の上面の高さＨ1よりも低く設定する（Ｈ2＜Ｈ1）。よって、本実施形態によれば、Ｈ2＞Ｈ1の場合と比べて、配線１２１間の開口部をキャップ絶縁膜１１５で固く閉じることができ、エアギャップ１１６に起因する配線間領域の強度劣化を抑制することが可能となる。
【００２８】
なお、本実施形態の配線１２１は、半導体基板１０１上に層間絶縁膜１０２を介して形成されているが、代わりに、半導体基板１０１上に直接形成してもよい。すなわち、配線１２１の下面に接する下地層は、層間絶縁膜１０２でも半導体基板１０１でもよい。さらに、配線１２１の下地層は、半導体基板１０１や層間絶縁膜１０２以外の層でもよい。
【００２９】
また、本実施形態の配線１２１の配線材層は、導体層（具体的には金属導体層）であるが、例えばポリシリコン層などの半導体層としてもよい。
【００３０】
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態の半導体装置の構造を示す断面図である。図２(ａ)と図２(ｂ)は、同じ半導体装置の異なる断面を示している。
【００３１】
図２の半導体装置は、半導体基板１０１と、半導体基板１０１上に形成された層間絶縁膜１０２と、層間絶縁膜１０２上に形成されたエッチングストッパ膜２０１と、層間絶縁膜１０２上に形成された複数の配線２１１とを備えている。各配線２１１は、バリアメタル膜２０２と、配線膜２０３と、パッシベーション膜２０４とを含むダマシン配線となっている。図２の半導体装置はさらに、キャップ絶縁膜２０５と、エアギャップ２０６とを備えている。
【００３２】
配線２１１は、図１の配線１２１と同様に、Ｙ方向に延びており、Ｘ方向に互いに隣接している。図２(ａ)は、配線間距離Ｗ3が短い配線２１１を示し、図２(ｂ)は、配線間距離Ｗ4が長い配線２１１を示している。本実施形態では、距離Ｗ3は、２００ｎｍより短く設定されている。また、距離Ｗ4は、２００ｎｍより長く設定されている。図２(ａ)に示す配線２１１は、本開示の第１および第２の配線の例である。また、図２(ｂ)に示す配線２１１は、本開示の第３および第４の配線の例である。なお、図２の配線２１１は、エッチングストッパ膜２０１を貫通して層間絶縁膜１０２上に形成されている。
【００３３】
配線膜２０３は、配線膜２０３の下面と側面に接するバリアメタル膜２０２を介して、層間絶縁膜１０２上に形成されている。また、パッシベーション膜２０４は、配線膜２０３の上面に形成されている。バリアメタル膜２０２は、例えばＴｉＮ膜またはＴａＮ（タンタルナイトライド）膜である。配線膜２０３は、例えばＣｕ（銅）膜である。パッシベーション膜２０４は、例えばＣｕＳｉＮ膜である。バリアメタル膜２０２と配線膜２０３は、本開示の配線材層の例である。また、パッシベーション膜２０４は、本開示の絶縁膜の例である。
【００３４】
なお、配線２１１は、パッシベーション膜２０４を有していなくてもよい。この場合、配線２１１は、絶縁膜を有さない構造となる。
【００３５】
また、配線２１１は、パッシベーション膜２０４と共に、またはパッシベーション膜２０４の代わりに、図１の絶縁ライナー膜１１４を有していてもよい。絶縁ライナー膜１１４は、本開示の絶縁膜の例である。
【００３６】
キャップ絶縁膜２０５は、配線２１１間にエアギャップ２０６が形成されるように配線２１１上に形成されている。キャップ絶縁膜２０５は、例えばＳｉＯＣＨ膜である。本実施形態では、第１実施形態と同様に、配線２１１の形成後に層間絶縁膜１０２上の全面にキャップ絶縁膜２０５を塗布することで、キャップ絶縁膜２０５を形成する。その結果、配線２１１間にエアギャップ２０６が形成される。
【００３７】
符号Ｓ2は、エアギャップ２０６の上面を示す。エアギャップ２０６の上面Ｓ2は、配線２１１間において、一方の配線２１１の側面から他方の配線２１１の側面まで続いている。よって、本実施形態のエアギャップ２０６は、エアギャップ２０６の両側の配線２１１に接している。図２のエアギャップ２０６は、図１のエアギャップ１１６と同様に、本開示の第１のエアギャップの例である。
【００３８】
なお、図２(ａ)に示す配線２１１間にはエアギャップ２０６が形成され、図２(ｂ)に示す配線２１１間にはエアギャップ２０６が形成されていないことに留意されたい。
【００３９】
以上のように、本実施形態では、キャップ絶縁膜２０５を塗布法により形成する。その結果、エアギャップ２０６の上面Ｓ2が平坦面となっている。よって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、クラックによりキャップ絶縁膜２０５に亀裂が入ることを抑制することが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態では、キャップ絶縁膜２０５を塗布法で形成することで、キャップ絶縁膜２０５が、部分的に配線２１１間に入り込んでいる。その結果、エアギャップ２０６の上端（上面Ｓ2）の高さＨ4が、配線２１１の上面の高さＨ3よりも低くなっている（Ｈ4＜Ｈ3）。よって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、配線２１１間の開口部をキャップ絶縁膜２０５で固く閉じることができ、エアギャップ２０６に起因する配線間領域の強度劣化を抑制することが可能となる。
【００４１】
（第３実施形態）
図３は、第３実施形態の半導体装置の構造を示す断面図である。図３に示す構造は、図１(ａ)に示す構造の変形例に相当する。
【００４２】
本実施形態のエアギャップ１１６の上面Ｓ1は、第１実施形態と同様に、配線１２１間において、一方の配線１２１の側面から他方の配線１２１の側面まで続いている。しかしながら、本実施形態のエアギャップ１１６の上面Ｓ1は、第１実施形態とは異なり、上に凸な形状を有する滑らかな曲面となっている。より詳細には、エアギャップ１１６の上面Ｓ1の形状は、図３に示す上に凸な断面形状がＹ方向に続くアーチ形となっている。このような構造は例えば、キャップ絶縁膜１１５を塗布法で形成する際に、配線間距離Ｗ1を図１よりも長く設定することで実現可能である。
【００４３】
本実施形態の上面Ｓ1は、第１実施形態と同様、尖った部分を有しておらず、クラックの起点を有していない。よって、本実施形態によれば、クラックによりキャップ絶縁膜１１５に亀裂が入ることを抑制することが可能となる。
【００４４】
符号Ｈ2は、エアギャップ１１６の上面Ｓ1の中央部の高さを示す。よって、符号Ｈ2は、図１の場合と同様に、エアギャップ１１６の上端を示している。一方、符号Ｈ5は、エアギャップ１１６の上面Ｓ1の端部の高さを示す。本実施形態では、上面Ｓ1が上に凸な形状を有しているため、高さＨ2が高さＨ5よりも高くなっている（Ｈ2＞Ｈ5）。なお、第１実施形態では、高さＨ2は高さＨ5と同じ高さとなっている（Ｈ2＝Ｈ5）。
【００４５】
本実施形態では、キャップ絶縁膜１１５を塗布法で形成することで、キャップ絶縁膜１５が、部分的に配線１２１間に入り込んでいる。その結果、第１実施形態と同様、エアギャップ１１６の上端（上面Ｓ1の中央部）の高さＨ2が、配線１２１の上面の高さＨ1よりも低くなっている（Ｈ2＜Ｈ1）。よって、本実施形態によれば、配線１２１間の開口部をキャップ絶縁膜１１５で固く閉じることができ、エアギャップ１１６に起因する配線間領域の強度劣化を抑制することが可能となる。
【００４６】
高さＨ2、Ｈ5はそれぞれ、層間絶縁膜（下地層）１０２の上面から中央部、端部までの高さを示している。高さＨ2と高さＨ5の差が小さいと、上面Ｓ1は緩やかな曲面となり、高さＨ2と高さＨ5の差が大きいと、上面Ｓ1は急傾斜な曲面となる。本実施形態では、キャップ絶縁膜１１５の亀裂をより確実に抑制するために、上面Ｓ1を緩やかな曲面に設定している。本実施形態では例えば、高さＨ5を、高さＨ2の１／２以上の高さに設定する。
【００４７】
最後に、第３実施形態の効果について説明する。
【００４８】
以上のように、本実施形態では、エアギャップ１１６の上端（上面Ｓ1の中央部）の高さＨ2を、配線１２１の上面の高さＨ1よりも低く設定する（Ｈ2＜Ｈ1）。よって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、配線１２１間の開口部をキャップ絶縁膜１１５で固く閉じることができ、エアギャップ１１６に起因する配線間領域の強度劣化を抑制することが可能となる。
【００４９】
（第４実施形態）
図４は、第４実施形態の半導体装置の構造を示す断面図である。図４に示す構造は、図１(ａ)に示す構造の変形例に相当する。
【００５０】
図１のエアギャップ１１６は、エアギャップ１１６の両側の配線１２１に接している。これに対し、図４のエアギャップ１１６は、エアギャップ１１６の両側の配線１２１のいずれか一方のみに接している。図４のエアギャップ１１６は、本開示の第２のエアギャップの例である。
【００５１】
図４のエアギャップ１１６は例えば、キャップ絶縁膜１１５を塗布法で形成する際に、配線間距離Ｗ1を図１よりも長く設定することで実現可能である。図１では、距離Ｗ1を、例えば１００ｎｍ以下に設定する。また、図４では、距離Ｗ1を、例えば１００〜２００ｎｍに設定する。
【００５２】
符号Ｗ5は、エアギャップ１１６の幅を示す。本実施形態では、エアギャップ１１６が片側の配線１２１のみに接しているため、エアギャップ幅Ｗ5は配線間距離Ｗ1よりも短くなっている（Ｗ5＜Ｗ1）。なお、エアギャップ１１６を塗布法で形成する場合、各エアギャップ１１６がどちらの配線１２１の側面に形成されるかは、ランダムに決定される。
【００５３】
本実施形態では、キャップ絶縁膜１１５を塗布法で形成することで、キャップ絶縁膜１５が、部分的に配線１２１間に入り込んでいる。その結果、第１実施形態と同様、エアギャップ１１６の上端の高さＨ2が、配線１２１の上面の高さＨ1より低くなっている（Ｈ2＜Ｈ1）。よって、本実施形態によれば、配線１２１間の開口部をキャップ絶縁膜１１５で固く閉じることができ、エアギャップ１１６に起因する配線間領域の強度劣化を抑制することが可能となる。
【００５４】
また、本実施形態では、エアギャップ１１６が片側の配線１２１のみに接しており、エアギャップ１１６ともう片側の配線１２１との間に、キャップ絶縁膜１１５が入り込んでいる。よって、本実施形態によれば、このキャップ絶縁膜１１５の入り込みにより、配線間領域の強度をさらに増大させることが可能となる。
【００５５】
また、本実施形態のエアギャップ１１６は、配線１２１との界面部分に上端を有しているため、第１実施形態と同様、その上面に尖った部分を有しておらず、クラックの起点を有していない。よって、本実施形態によれば、クラックによりキャップ絶縁膜１１５に亀裂が入ることを抑制することが可能となる。
【００５６】
なお、第１〜第４実施形態の構造は、互いに組合わせて用いてもよい。例えば、第３、第４実施形態のエアギャップは、第２実施形態に適用してもよい。また、第１〜第３実施形態のエアギャップと、第４実施形態のエアギャップは、同じ半導体装置内に形成してもよい。この場合、この半導体装置は、第１および第２のエアギャップの両方を有することとなる。
【００５７】
また、第１〜第４実施形態では、キャップ絶縁膜１１５を塗布法で形成することで、エアギャップ１１６の上端の高さを配線１２１の上面の高さよりも低くしたが、キャップ絶縁膜１１５を他の方法で形成することで、このような構造を実現してもよい。
【００５８】
以上、第１から第４実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施することができる。また、これらの実施形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことにより、様々な変形例を得ることもできる。これらの形態や変形例は、発明の範囲や要旨に含まれており、特許請求の範囲及びこれに均等な範囲には、これらの形態や変形例が含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１０１：半導体基板、１０２：層間絶縁膜、
１１１：金属ライナー膜、１１２：金属配線膜、
１１３：ハードマスク膜、１１４：絶縁ライナー膜、
１１５：キャップ絶縁膜、１１６：エアギャップ、１２１：配線、
２０１：エッチングストッパ膜、２０２：バリアメタル膜、
２０３：配線膜、２０４：パッシベーション膜、
２０５：キャップ絶縁膜、２０６：エアギャップ、２１１：配線
【図１】
2013197407.tif 000003
【図２】
2013197407.tif 000004
【図３】
2013197407.tif 000005
【図４】
2013197407.tif 000006