JP2003332420A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2003332420A
JP2003332420A JP2002135946A JP2002135946A JP2003332420A JP 2003332420 A JP2003332420 A JP 2003332420A JP 2002135946 A JP2002135946 A JP 2002135946A JP 2002135946 A JP2002135946 A JP 2002135946A JP 2003332420 A JP2003332420 A JP 2003332420A
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JP
Japan
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forming
insulating film
connection hole
wiring groove
wiring
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Application number
JP2002135946A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Yamamura
育弘 山村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device wherein irregularity of depth of a wiring trench and a connection hole is restrained, the wiring trench and the connection hole can be formed without damaging a lower layer wiring, and a stable dual damascene structure can be formed. <P>SOLUTION: An insulating film 15 for forming the connection hole, a stopper layer 16 of etching, an insulating film 17 for forming the wiring trench, and a mask layer 18 are formed on the lower layer wiring W1. Elimination by etching is performed as far as a middle point of the insulating film 15, and an aperture C turning to a pattern of the connection hole is formed. An aperture is formed on the mask layer 18 so as to become a pattern of the wiring trench, and the insulating film 17 and the insulating film 15 are eliminated by etching using the mask layer 18 as a mask, until the stopper layer 16 is exposed. The wiring trench is formed on the insulating film 17, and the connection hole reaching the lower layer wiring is formed on the insulating film 15. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、配線溝と
接続孔を導電材料により埋め込むことにより、配線とコ
ンタクトを同時に形成するデュアルダマシンプロセスを
有する半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a dual damascene process in which a wiring groove and a connection hole are filled with a conductive material to simultaneously form a wiring and a contact.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIの微細化の進展に伴い、配線抵抗
と配線容量によるLSI性能への影響が無視できない値
になりつつある。配線材料にアルミニウム(Al)を用
い、層間絶縁膜に酸化シリコン(SiO2 )を用いた配
線構造では、全体に占める配線遅延の割合が0.18μ
m世代以降、急激に増大する。
2. Description of the Related Art With the progress of miniaturization of LSI, the influence of wiring resistance and wiring capacitance on the LSI performance is becoming a non-negligible value. In the wiring structure in which aluminum (Al) is used as the wiring material and silicon oxide (SiO 2 ) is used as the interlayer insulating film, the proportion of the wiring delay in the whole is 0.18 μm.
It will increase rapidly after the mth generation.

【0003】隣接する配線間隔の縮小化や配線間の対向
面積の増加を抑制しつつ、配線間容量や配線抵抗を低減
するため、絶縁材料には従来の酸化シリコンより低誘電
率の材料を用い、配線材料としてはアルミニウムの代わ
りに銅(Cu)を用いたLSIの開発が進められてい
る。銅は、アルミニウムに比べ比抵抗が低く、融点が高
いことから、配線遅延の低減と信頼性の大幅な向上が期
待されている。
A material having a lower dielectric constant than that of conventional silicon oxide is used as the insulating material in order to reduce the capacitance between wirings and the wiring resistance while suppressing the reduction of the space between adjacent wirings and the increase of the facing area between the wirings. An LSI using copper (Cu) as a wiring material instead of aluminum is under development. Since copper has a lower specific resistance and a higher melting point than aluminum, copper is expected to reduce wiring delay and greatly improve reliability.

【0004】微細な配線パターンの加工は、これまでア
ルミニウムからなるメタル層を全面成膜し、この上にエ
ッチング耐性のあるマスクを被せ、不要なメタル領域を
エッチングにより除去して、所望の配線構造を形成して
いた。
To process a fine wiring pattern, a metal layer made of aluminum has been formed over the entire surface, a mask having etching resistance is covered therewith, and unnecessary metal regions are removed by etching to obtain a desired wiring structure. Had formed.

【0005】しかし、銅配線の場合、ドライエッチング
による微細構造形成が実用上困難であるため、絶縁膜を
エッチングすることにより絶縁膜内に予め配線溝を形成
し、配線溝内に銅を埋め込む方法、いわゆるダマシン
(Damascene)法が用いられている。特に、上下の配線を
相互に接続する接続孔と上層配線の配線溝を予め形成し
た後、一括して銅を埋め込むデュアルダマシン法が開発
の中心となっている。
However, in the case of copper wiring, it is practically difficult to form a fine structure by dry etching. Therefore, a method of forming a wiring groove in the insulating film in advance by etching the insulating film and burying copper in the wiring groove is used. The so-called damascene method is used. In particular, the development of a dual damascene method, in which a connection hole for connecting upper and lower wirings and a wiring groove for an upper layer wiring are formed in advance and then copper is embedded in a lump, is the center of development.

【0006】従来のデュアルダマシンプロセスとして、
例えば、特開平10−229122号公報に記載の技術
がある。上記の公報に記載の技術は、下層配線上に層間
絶縁膜を形成し、当該層間絶縁膜上に、上層配線形成用
の配線溝のパターンで開口するマスク層を形成し、マス
ク層上に、接続孔のパターンで開口するレジストマスク
を形成し、当該レジストマスクをエッチングマスクとし
て層間絶縁膜をハーフエッチングすることにより接続孔
を部分的に形成し、レジストマスクを除去した後、マス
ク層をエッチングマスクとして層間絶縁膜をさらにエッ
チングすることにより、配線溝を形成するとともに接続
孔を下層配線に到達するように形成している。
As a conventional dual damascene process,
For example, there is a technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-229122. The technique described in the above publication forms an interlayer insulating film on the lower layer wiring, forms a mask layer that opens in the pattern of the wiring groove for forming the upper layer wiring on the interlayer insulating film, and on the mask layer, A resist mask that opens in the pattern of connection holes is formed, the connection holes are partially formed by half-etching the interlayer insulating film using the resist mask as an etching mask, and after removing the resist mask, the mask layer is used as an etching mask. As a result, the interlayer insulating film is further etched to form a wiring groove and a connection hole reaching the lower wiring.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
公報に代表される従来の技術では、エッチングにより配
線溝を形成する際に、基板面内において、エッチング深
さのばらつきが生じてしまい、後に当該配線溝に形成す
る配線膜厚のばらつきを生じることとなり、配線抵抗
や、配線間容量のばらつきが大きくなってしまうという
問題がある。
However, in the conventional technique typified by the above publication, when the wiring groove is formed by etching, variations in etching depth occur in the substrate surface, and the etching depth varies later. This causes variations in the film thickness of the wiring formed in the wiring groove, which causes a problem of large variations in wiring resistance and inter-wiring capacitance.

【0008】このようにデュアルダマシンプロセスを用
いた銅配線の高性能化に向けた課題の一つとして、絶縁
膜中に深い配線溝や接続孔を基板面内において均一の深
さでエッチングして、後に形成される配線膜厚を均一に
保つ技術が必要となっている。
As described above, one of the tasks for improving the performance of copper wiring using the dual damascene process is to etch deep wiring trenches and connection holes in the insulating film at a uniform depth within the substrate surface. Therefore, there is a need for a technique for keeping the film thickness of the wiring formed later uniform.

【0009】また、近年、配線溝形成用絶縁膜と接続孔
形成用絶縁膜の2層を設け、上下の絶縁膜の間にエッチ
ングのストッパ層を挿入して、まず、2層の絶縁膜およ
びストッパ層に接続孔を形成し、その後、配線形成用絶
縁膜のみに配線溝を形成することにより、配線溝形成用
と接続孔形成用の絶縁膜にそれぞれ配線溝と接続孔を所
望の深さで形成する技術も開発されている。
In recent years, two layers of an insulating film for forming a wiring groove and an insulating film for forming a connection hole are provided, and an etching stopper layer is inserted between the upper and lower insulating films to first remove the two insulating films. By forming a connection hole in the stopper layer and then forming a wiring groove only in the wiring formation insulating film, the wiring groove and the connection hole can be formed to the desired depth in the wiring groove formation insulating film and the connection hole formation insulating film, respectively. The technology for forming is also being developed.

【0010】しかしながら、パターンの形成のために使
用したレジストマスクを除去するためのアッシングや、
配線溝形成用絶縁膜への配線溝形成のためのエッチング
等により、その前に形成された接続孔を介して下層の配
線層の配線や絶縁膜へダメージを与えてしまう場合もあ
り、配線のオープン、ショート、配線抵抗値不良等の不
具合の原因となってしまうこともある。
However, ashing for removing the resist mask used for forming the pattern, and
Etching or the like for forming the wiring groove in the wiring groove forming insulating film may damage the wiring or the insulating film in the wiring layer in the lower layer through the connection hole formed in front of the wiring hole. This may cause a defect such as an open, a short circuit, or a defective wiring resistance value.

【0011】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、配線溝や接続孔の深さのばらつき
を抑制し、かつ、下層配線にダメージを与えることなく
配線溝および接続孔を形成することができ、安定したデ
ュアルダマシン構造を形成することができる半導体装置
の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to suppress variations in the depths of wiring trenches and connection holes and to prevent damage to lower wirings and wiring trenches and connections. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device that can form holes and can form a stable dual damascene structure.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体装置の製造方法は、下層配線上に接
続孔形成用絶縁膜を形成する工程と、前記接続孔形成用
絶縁膜上にエッチングのストッパ層を形成する工程と、
前記ストッパ層上に配線溝形成用絶縁膜を形成する工程
と、前記配線溝形成用絶縁膜上に配線溝形成のためのエ
ッチングのマスクとなるマスク層を形成する工程と、前
記マスク層、前記配線溝形成用絶縁膜、前記ストッパ層
をエッチングにより除去し、かつ、前記接続孔形成用絶
縁膜の途中までエッチングにより除去して接続孔のパタ
ーンとなる開口を形成する工程と、配線溝のパターンと
なるように前記マスク層に開口を形成する工程と、前記
マスク層をマスクとして、前記ストッパ層を露出させる
まで、前記配線溝形成用絶縁膜および前記接続孔形成用
絶縁膜をエッチングにより除去して、前記配線溝形成用
絶縁膜に配線溝を形成し、かつ、前記接続孔形成用絶縁
膜に前記下層配線に達する接続孔を形成する工程と、前
記マスク層を除去する工程と、前記配線溝および前記接
続孔を導電材料で埋め込む工程とを有する。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a step of forming an insulating film for forming a connection hole on a lower wiring, and the insulating film for forming a connection hole. A step of forming an etching stopper layer on the top,
Forming a wiring groove forming insulating film on the stopper layer; forming a mask layer serving as an etching mask for forming the wiring groove on the wiring groove forming insulating film; A step of removing the insulating film for forming the wiring groove and the stopper layer by etching, and a part of the insulating film for forming the connecting hole by etching to form an opening to be a pattern of the connecting hole; and a wiring groove pattern So as to form an opening in the mask layer, and using the mask layer as a mask, the wiring groove forming insulating film and the connection hole forming insulating film are removed by etching until the stopper layer is exposed. Forming a wiring groove in the wiring groove forming insulating film and forming a connection hole reaching the lower layer wiring in the connecting hole forming insulating film; and removing the mask layer. It has a that step, and a step of embedding the wiring groove and the connection hole with a conductive material.

【0013】前記マスク層、前記配線溝形成用絶縁膜、
前記ストッパ層、および前記接続孔形成用絶縁膜に接続
孔のパターンとなる開口を形成する工程において、前記
接続孔形成用絶縁膜の残り厚さが前記配線溝形成用絶縁
膜の厚さよりも薄くなるように除去する。
The mask layer, the insulating film for forming the wiring groove,
In the step of forming an opening to be a pattern of a connection hole in the stopper layer and the connection hole forming insulating film, the remaining thickness of the connection hole forming insulating film is thinner than the thickness of the wiring groove forming insulating film. To remove.

【0014】前記マスク層、前記配線溝形成用絶縁膜、
前記ストッパ層、および前記接続孔形成用絶縁膜に接続
孔のパターンとなる開口を形成する工程は、前記マスク
層上に接続孔のパターンに開口を有する第1レジストマ
スクを形成する工程と、前記第1レジストマスクをエッ
チングマスクとして、前記マスク層、前記配線溝形成用
絶縁膜、前記ストッパ層をエッチングにより除去し、か
つ、前記接続孔形成用絶縁膜の途中までエッチングによ
り除去する工程と、前記第1レジストマスクを除去する
工程とを有する。
The mask layer, the insulating film for forming the wiring groove,
The step of forming an opening serving as a pattern of the connection hole in the stopper layer and the insulating film for forming the connection hole includes a step of forming a first resist mask having an opening in the pattern of the connection hole on the mask layer; Using the first resist mask as an etching mask, the mask layer, the wiring groove forming insulating film, and the stopper layer are removed by etching, and the connection hole forming insulating film is partially removed by etching; And a step of removing the first resist mask.

【0015】前記配線溝のパターンとなるように前記マ
スク層に開口を形成する工程は、前記マスク層上に配線
溝のパターンに開口を有する第2レジストマスクを形成
する工程と、前記第2レジストマスクをエッチングマス
クとして、前記マスク層をエッチングにより除去して、
前記マスク層に前記配線溝のパターンとなる前記開口を
形成する工程と、前記第2レジストマスクを除去する工
程とを有する。
The step of forming an opening in the mask layer so as to have the pattern of the wiring groove includes a step of forming a second resist mask having an opening in the pattern of the wiring groove on the mask layer, and the second resist. Using the mask as an etching mask, the mask layer is removed by etching,
The method has a step of forming the opening to be a pattern of the wiring groove in the mask layer, and a step of removing the second resist mask.

【0016】前記配線溝および前記接続孔を導電材料で
埋め込む工程は、前記配線溝および前記接続孔を埋め込
むように前記配線溝形成用絶縁膜上に導電材料を堆積さ
せる工程と、前記配線溝および前記接続孔に埋め込まれ
た前記導電材料を残しながら、前記配線溝形成用絶縁膜
上に堆積した前記導電材料を研磨により除去する工程と
を有する。
In the step of filling the wiring groove and the connection hole with a conductive material, a step of depositing a conductive material on the wiring groove forming insulating film so as to fill the wiring groove and the connection hole; And removing the conductive material deposited on the wiring groove forming insulating film by polishing while leaving the conductive material buried in the connection hole.

【0017】前記配線溝および前記接続孔を導電材料で
埋め込む工程において、銅を含む導電材料を埋め込む。
In the step of filling the wiring groove and the connection hole with a conductive material, a conductive material containing copper is embedded.

【0018】前記配線溝形成用絶縁膜上に導電材料を堆
積させる工程の前に、前記配線溝および前記接続孔の内
壁面を被覆して、前記配線溝形成用絶縁膜上に銅の拡散
を防止するバリア膜を形成する工程をさらに有し、前記
導電材料を堆積させる工程において、前記配線溝および
前記接続孔を埋め込むように前記バリア膜上に銅を含む
前記導電材料を堆積させ、前記導電材料を研磨により除
去する工程において、前記配線溝および前記接続孔に埋
め込まれた前記バリア膜および前記導電材料を残しなが
ら、前記配線溝形成用絶縁膜上に堆積した前記バリア膜
および前記導電材料を研磨により除去する。
Before the step of depositing a conductive material on the wiring groove forming insulating film, the inner wall surfaces of the wiring groove and the connection hole are covered to diffuse copper on the wiring groove forming insulating film. The method further comprises the step of forming a barrier film to prevent the conductive material from being deposited in the step of depositing the conductive material, the conductive material containing copper being deposited on the barrier film so as to fill the wiring groove and the connection hole. In the step of removing the material by polishing, the barrier film and the conductive material deposited on the insulating film for forming the wiring groove are removed while leaving the barrier film and the conductive material buried in the wiring groove and the connection hole. Remove by polishing.

【0019】上記の本発明の半導体装置の製造方法で
は、配線溝形成用絶縁膜および接続孔形成用絶縁膜の間
にエッチングのストッパ層を形成していることから、マ
スク層をマスクとして配線溝形成用絶縁膜をエッチング
により除去して配線溝を形成する際に、当該エッチング
はストッパ層により停止することから、エッチングばら
つきによる配線溝の深さのばらつきが防止される。ま
た、接続孔形成用絶縁膜の途中まで接続孔のパターンと
なる開口を形成して、下層配線上の接続孔形成用絶縁膜
を一部残しておき、配線溝の形成のためのエッチング時
において、接続孔が下層配線に達するように形成される
ことから、配線溝の形成時まで下層配線は露出せず、下
層配線への影響が低減される。
In the above-described method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, since the etching stopper layer is formed between the wiring groove forming insulating film and the connection hole forming insulating film, the wiring groove is formed using the mask layer as a mask. When the formation insulating film is removed by etching to form the wiring groove, the etching is stopped by the stopper layer, so that variations in the depth of the wiring groove due to variations in etching are prevented. In addition, an opening that serves as a pattern of the connection hole is formed up to the middle of the connection hole forming insulating film, and a part of the connection hole forming insulating film on the lower layer wiring is left. Since the connection hole is formed so as to reach the lower layer wiring, the lower layer wiring is not exposed until the wiring groove is formed, and the influence on the lower layer wiring is reduced.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の半導体装置の製
造方法の実施の形態について、図面を参照して説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】図1は、本実施形態に係る半導体装置の製
造方法により製造したデュアルダマシン構造を有する半
導体装置の一例を示す断面図である。MOSトランジス
タやその他の半導体素子を形成した半導体基板10上
に、例えば酸化シリコンからなる第1絶縁膜11が形成
されており、第1絶縁膜11には、半導体基板10に達
する開口部が形成されており、当該開口部の内壁面を被
覆して銅の拡散を防止するTa、Ti、TaN、TiN
等からなるバリアメタル12が形成され、その内部に例
えば銅等の導電層13が埋め込まれて、第1絶縁膜11
に埋め込まれたバリアメタル12および導電層13によ
り下層配線である第1層配線W1が形成されている。な
お、図示はしないが、当該第1層配線W1は、半導体基
板に形成された半導体素子等と第1層コンタクトを介し
て接続されている。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a semiconductor device having a dual damascene structure manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to this embodiment. A first insulating film 11 made of, for example, silicon oxide is formed on a semiconductor substrate 10 on which MOS transistors and other semiconductor elements are formed, and an opening reaching the semiconductor substrate 10 is formed in the first insulating film 11. And Ta, Ti, TaN, TiN that covers the inner wall surface of the opening to prevent the diffusion of copper.
A barrier metal 12 made of, for example, is formed, and a conductive layer 13 made of, for example, copper is embedded in the barrier metal 12, and the first insulating film 11 is formed.
The barrier metal 12 and the conductive layer 13 embedded in the first layer wiring W1 which is a lower layer wiring is formed. Although not shown, the first layer wiring W1 is connected to a semiconductor element or the like formed on the semiconductor substrate via a first layer contact.

【0022】第1絶縁膜11および第1層配線W1上に
は、例えば窒化シリコン等からなる銅の拡散防止膜14
が形成され、当該拡散防止膜14上に、例えば酸化シリ
コンからなる接続孔形成用絶縁膜15が形成され、接続
孔形成用絶縁膜15上には、窒化シリコンからなるエッ
チングストッパ膜16が形成され、エッチングストッパ
膜16上には酸化シリコンからなる配線溝形成用絶縁膜
17が形成されている。
On the first insulating film 11 and the first layer wiring W1, a copper diffusion preventing film 14 made of, for example, silicon nitride or the like is formed.
Is formed, a connection hole forming insulating film 15 made of, for example, silicon oxide is formed on the diffusion preventing film 14, and an etching stopper film 16 made of silicon nitride is formed on the connecting hole forming insulating film 15. A wiring groove forming insulating film 17 made of silicon oxide is formed on the etching stopper film 16.

【0023】上記の配線溝形成用絶縁膜17およびエッ
チングストッパ膜16には、配線溝17aが形成されて
おり、さらに、接続孔形成用絶縁膜15および拡散防止
膜14を貫通して第1層配線W1の上面を露出させる接
続孔15aが上記配線溝17aに連通して形成されてい
る。
A wiring groove 17a is formed in the wiring groove forming insulating film 17 and the etching stopper film 16, and further penetrates the connection hole forming insulating film 15 and the diffusion preventing film 14 to form the first layer. A connection hole 15a exposing the upper surface of the wiring W1 is formed so as to communicate with the wiring groove 17a.

【0024】連通する接続孔15aおよび配線溝17a
の内壁面を被覆して、例えば、銅の拡散を防止するT
a、Ti、TaN、TiN等からなるバリアメタル19
が形成されており、その内部に例えば銅からなる導電層
20が埋め込まれて形成されている。配線溝17aに埋
め込まれたバリアメタル19および導電層20により第
2層配線W2が構成されており、接続孔15aに埋め込
まれたバリアメタル19および導電層20により第2層
コンタクトC2が構成されている。上記の構造におい
て、第2層配線W2は第2層コンタクトC2を介して下
層配線である第1層配線W1に接続している構成となっ
ている。
Connecting hole 15a and wiring groove 17a communicating with each other
Coating the inner wall surface of, for example, T to prevent the diffusion of copper
Barrier metal 19 made of a, Ti, TaN, TiN, etc.
Is formed, and a conductive layer 20 made of, for example, copper is embedded therein. The barrier metal 19 and the conductive layer 20 embedded in the wiring groove 17a form a second layer wiring W2, and the barrier metal 19 and the conductive layer 20 embedded in the connection hole 15a form a second layer contact C2. There is. In the above structure, the second layer wiring W2 is connected to the first layer wiring W1 which is the lower layer wiring via the second layer contact C2.

【0025】次に、上記構成の半導体装置の製造方法に
ついて、図2〜図8を参照して説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device having the above structure will be described with reference to FIGS.

【0026】まず、図2(a)に到るまでの工程につい
て説明する。MOSトランジスタやその他の半導体素子
が形成され、図示しないコンタクトが絶縁膜に埋め込ま
れて形成された半導体基板10上に、例えばCVD(Ch
emical Vapor Deposition )法などにより酸化シリコン
を堆積させ、第1絶縁膜11を形成する。続いて、第1
絶縁膜11に配線の埋め込みのための開口を形成し、当
該開口内にTa、Ti、TaN、TiN等の材料を成膜
してバリアメタル12を形成し、さらに、銅からなる導
電層13を堆積させ、第1絶縁膜11上の余分なバリア
メタル12および導電層13をCMP(Chemical Mecha
nical Polishing)法によって除去し平坦化することによ
り、図2(a)に示すように、第1絶縁膜11に埋め込
まれた導電層13、バリアメタル12からなる第1層配
線W1が形成される。
First, the steps up to FIG. 2A will be described. On a semiconductor substrate 10 in which MOS transistors and other semiconductor elements are formed and contacts (not shown) are embedded in an insulating film, for example, CVD (Ch
A first insulating film 11 is formed by depositing silicon oxide by an emical vapor deposition method or the like. Then, the first
An opening for embedding a wiring is formed in the insulating film 11, a material such as Ta, Ti, TaN, TiN is formed in the opening to form a barrier metal 12, and a conductive layer 13 made of copper is further formed. The excess barrier metal 12 and the conductive layer 13 formed on the first insulating film 11 are deposited by CMP (Chemical Mecha
2A, a first layer wiring W1 made of a conductive layer 13 and a barrier metal 12 embedded in the first insulating film 11 is formed by removing and planarizing by a nical polishing method. .

【0027】次に、図2(b)に示すように、第1絶縁
膜11および第1層配線W1の上に、例えばCVD法に
より窒化シリコンを堆積させて銅の拡散を防止する拡散
防止膜14を形成し、さらに、拡散防止膜14上に、例
えばCVD法により酸化シリコンを堆積させ、接続孔形
成用絶縁膜15を形成する。このとき、接続孔形成用絶
縁膜15および拡散防止膜14の合計膜厚が、後に形成
するコンタクトの高さとなるように形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, a diffusion prevention film for preventing the diffusion of copper by depositing silicon nitride on the first insulating film 11 and the first layer wiring W1 by, for example, the CVD method. 14 is formed, and further, silicon oxide is deposited on the diffusion prevention film 14 by, for example, the CVD method to form the insulating film 15 for forming a connection hole. At this time, the total thickness of the connection hole forming insulating film 15 and the diffusion preventing film 14 is formed to be the height of the contact to be formed later.

【0028】次に、図3(c)に示すように、接続孔形
成用絶縁膜15上に、例えばCVD法により窒化シリコ
ンを堆積させてエッチングストッパ膜16を形成し、さ
らにその上に、例えばCVD法により酸化シリコン膜を
堆積させて配線溝形成用絶縁膜17を形成し、さらにそ
の上に、例えばCVD法により窒化シリコン膜を堆積さ
せてマスク層18を形成する。このとき、配線溝形成用
絶縁膜17およびエッチングストッパ膜16の合計膜厚
が、後に形成する配線膜厚となるように形成する。
Next, as shown in FIG. 3C, an etching stopper film 16 is formed on the insulating film 15 for forming a contact hole by depositing silicon nitride by, for example, a CVD method, and further, for example, on the insulating stopper film 16. A silicon oxide film is deposited by the CVD method to form the wiring groove forming insulating film 17, and a silicon nitride film is further deposited thereon by, for example, the CVD method to form a mask layer 18. At this time, the total film thickness of the wiring groove forming insulating film 17 and the etching stopper film 16 is formed so as to be the wiring film thickness to be formed later.

【0029】次に、図3(d)に示すように、マスク層
18上にレジストを塗布し、例えばフォトリソグラフィ
ー工程により、マスク層18上に接続孔のパターンに開
口するレジストマスクR1をパターニング形成する。
Next, as shown in FIG. 3D, a resist is applied on the mask layer 18, and a resist mask R1 having a pattern of connection holes is formed on the mask layer 18 by patterning, for example, by a photolithography process. To do.

【0030】次に、図4(e)に示すように、レジスト
マスクR1をエッチングマスクとしてRIEなどのエッ
チングを施して、マスク層18、配線溝形成用絶縁膜1
7、およびエッチングストッパ膜16を順にパターン加
工して、マスク層18、配線溝形成用絶縁膜17、およ
びエッチングストッパ膜16に接続孔のパターンの開口
Cを形成する。なお、このとき、窒化シリコンからなる
マスク層18のエッチング、酸化シリコンからなる配線
溝形成用絶縁膜17のエッチング、エッチングストッパ
膜16のエッチングのエッチング条件をそれぞれ変えて
行う。
Next, as shown in FIG. 4E, etching such as RIE is performed using the resist mask R1 as an etching mask to form the mask layer 18 and the wiring groove forming insulating film 1.
7 and the etching stopper film 16 are sequentially patterned to form an opening C having a pattern of connection holes in the mask layer 18, the wiring groove forming insulating film 17, and the etching stopper film 16. At this time, the etching conditions for etching the mask layer 18 made of silicon nitride, the wiring groove forming insulating film 17 made of silicon oxide, and the etching stopper film 16 are changed.

【0031】次に、図4(f)に示すように、レジスト
マスクR1をマスクとしてRIEなどにより、接続孔形
成用絶縁膜15をハーフエッチングすることにより、開
口Cを接続孔形成用絶縁膜15の途中まで延伸して形成
する。このとき、接続孔形成用絶縁膜15における開口
C下の残り厚さt1が、後の配線溝のエッチング時にエ
ッチングされる膜厚、すなわち、配線溝形成用絶縁膜1
7の膜厚t2よりも薄くなるようにする。これは、配線
形成用絶縁膜17の膜厚t2よりも残り厚さt1が大き
いと、配線溝の形成のためのエッチング時に下層へ到達
する接続孔が形成されないからである。
Next, as shown in FIG. 4F, the opening C is opened by half-etching the connection hole forming insulating film 15 by RIE or the like using the resist mask R1 as a mask. Is formed by stretching halfway. At this time, the remaining thickness t1 below the opening C in the connection hole forming insulating film 15 is a film thickness to be etched during the subsequent etching of the wiring groove, that is, the wiring groove forming insulating film 1.
It is made thinner than the film thickness t2 of 7. This is because if the remaining thickness t1 is larger than the film thickness t2 of the wiring forming insulating film 17, the connection hole reaching the lower layer is not formed during etching for forming the wiring groove.

【0032】次に、図5(g)に示すように、接続孔の
パターンに開口するレジストマスクR1を除去する。
Next, as shown in FIG. 5G, the resist mask R1 having an opening in the pattern of the connection holes is removed.

【0033】次に、図5(h)に示すように、再度、マ
スク層18上にレジストを塗布し、例えばフォトリソグ
ラフィー工程により、マスク層18上に配線溝のパター
ンに開口するレジストマスクR2をパターニング形成す
る。
Next, as shown in FIG. 5 (h), a resist is applied again on the mask layer 18, and a resist mask R2 for opening a wiring groove pattern is formed on the mask layer 18 by, for example, a photolithography process. Patterning is formed.

【0034】次に、図6(i)に示すように、レジスト
マスクR2をエッチングマスクとして、窒化シリコンか
らなるマスク層18をエッチングすることにより、マス
ク層18に配線溝のパターンの開口18aを形成する。
Next, as shown in FIG. 6 (i), the mask layer 18 made of silicon nitride is etched using the resist mask R2 as an etching mask to form openings 18a of the wiring groove pattern in the mask layer 18. To do.

【0035】次に、図6(j)に示すように、配線溝の
パターンに開口するレジストマスクR2を除去する。
Next, as shown in FIG. 6J, the resist mask R2 having an opening in the wiring groove pattern is removed.

【0036】次に、図7(k)に示すように、配線溝の
パターンに開口18aを有するマスク層18をエッチン
グマスクとして、配線溝形成用絶縁膜17および接続孔
形成用絶縁膜15をエッチングすることにより、配線溝
形成用絶縁膜17に配線溝17a’を形成するととも
に、配線溝17a’の底部に連結し拡散防止膜14を露
出させる接続孔15a’を形成する。このとき、窒化シ
リコンからなるエッチングストッパ膜16および拡散防
止膜14に対して、酸化シリコンからなる接続孔形成用
絶縁膜15および配線溝形成用絶縁膜17を選択的にエ
ッチング除去することが可能な条件でエッチングを行う
ことにより、エッチングストッパ膜16および拡散防止
膜14はエッチングストッパとして機能し、必要以上に
エッチングされることが防止される。
Next, as shown in FIG. 7K, the wiring groove forming insulating film 17 and the connection hole forming insulating film 15 are etched using the mask layer 18 having the openings 18a in the wiring groove pattern as an etching mask. By doing so, the wiring groove 17a 'is formed in the wiring groove forming insulating film 17, and the connection hole 15a' which is connected to the bottom of the wiring groove 17a 'and exposes the diffusion prevention film 14 is formed. At this time, the connection hole forming insulating film 15 and the wiring groove forming insulating film 17 made of silicon oxide can be selectively removed by etching from the etching stopper film 16 and the diffusion preventing film 14 made of silicon nitride. By performing the etching under the conditions, the etching stopper film 16 and the diffusion prevention film 14 function as an etching stopper and are prevented from being etched more than necessary.

【0037】次に、図7(l)に示すように、配線溝1
7a’内に露出した窒化シリコンからなるエッチングス
トッパ膜16および接続孔15a’内に露出した窒化シ
リコンからなる拡散防止膜14をエッチングにより除去
することにより、配線溝17aの底部に連結し第1層配
線W1を露出する接続孔15aが形成される。なお、こ
のとき、窒化シリコンからなるマスク層18も同時に除
去される。
Next, as shown in FIG. 7L, the wiring groove 1
The etching stopper film 16 made of silicon nitride exposed in 7a ′ and the diffusion prevention film 14 made of silicon nitride exposed in the connection hole 15a ′ are removed by etching to connect to the bottom of the wiring groove 17a to form the first layer. The connection hole 15a exposing the wiring W1 is formed. At this time, the mask layer 18 made of silicon nitride is also removed at the same time.

【0038】次に、図8(m)に示すように、接続孔1
5aおよび配線溝17aの内壁面を被覆して全面に、例
えば、銅の拡散を防止するTa、Ti、TaN、TiN
等の材料をスパッタリング法により堆積させて、バリア
メタル19を形成する。
Next, as shown in FIG. 8 (m), the connection hole 1
5a and the inner wall surface of the wiring groove 17a are covered, for example, Ta, Ti, TaN, TiN for preventing diffusion of copper.
The barrier metal 19 is formed by depositing such materials as a sputtering method.

【0039】次に、図8(n)に示すように、バリアメ
タル19上に、スパッタリング法、CVD法、またはメ
ッキ法によって、接続孔15aおよび配線溝17aの内
部が埋め込まれるまで、例えば銅からなる導電層20を
堆積させる。なお、電解メッキにより導電層20を堆積
させる場合には、スパッタリング法により、導電層20
と同種の材料で図示しないシード膜を形成した後に行
う。
Next, as shown in FIG. 8N, for example, copper is formed on the barrier metal 19 by sputtering, CVD, or plating until the insides of the connection holes 15a and the wiring grooves 17a are filled. A conductive layer 20 is deposited. When the conductive layer 20 is deposited by electrolytic plating, the conductive layer 20 is formed by the sputtering method.
This is performed after forming a seed film (not shown) with the same material as the above.

【0040】以降の工程としては、配線溝形成用絶縁膜
17上の余分な導電層20およびバリアメタル19をC
MP法によって除去し平坦化して、接続孔15aおよび
配線溝17a内のみに、導電層20およびバリアメタル
19を残すことで、配線溝17aに埋め込まれたバリア
メタル19および導電層20からなる第2層配線W2が
形成され、接続孔15aに埋め込まれたバリアメタル1
9および導電層20からなる第2層コンタクトC2が形
成される。
In the subsequent steps, the excess conductive layer 20 and the barrier metal 19 on the wiring groove forming insulating film 17 are removed by C.
By removing and planarizing by the MP method and leaving the conductive layer 20 and the barrier metal 19 only in the connection hole 15a and the wiring groove 17a, a second layer formed of the barrier metal 19 and the conductive layer 20 embedded in the wiring groove 17a is formed. Barrier metal 1 in which the layer wiring W2 is formed and embedded in the connection hole 15a
A second layer contact C2 consisting of 9 and the conductive layer 20 is formed.

【0041】なお、3層目以降の配線層を形成する場合
には、図2(b)〜図8(n)の工程を繰り返し行うこ
とにより、多層配線を形成する。以上のようにして、図
1に示すデュアルダマシン構造を有する半導体装置が製
造される。
When forming the third and subsequent wiring layers, the multilayer wiring is formed by repeating the steps of FIGS. 2 (b) to 8 (n). As described above, the semiconductor device having the dual damascene structure shown in FIG. 1 is manufactured.

【0042】上記の本実施形態に係る半導体装置の製造
方法によれば、配線溝形成用絶縁膜17および接続孔形
成用絶縁膜15の間にエッチングストッパ膜16を設け
ていることから、配線溝形成用絶縁膜17が必要以上に
エッチングされることを防止することができ、基板面内
における配線溝17aの深さのばらつきを抑制すること
ができることから、後に形成される配線の膜厚の均一性
を向上させることができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present embodiment described above, since the etching stopper film 16 is provided between the wiring groove forming insulating film 17 and the connection hole forming insulating film 15, the wiring groove is formed. It is possible to prevent the formation insulating film 17 from being etched more than necessary, and to suppress the variation in the depth of the wiring groove 17a in the surface of the substrate. Therefore, the film thickness of the wiring to be formed later can be made uniform. It is possible to improve the sex.

【0043】また、配線溝の形成前に接続孔を接続孔形
成用絶縁膜15を貫通するように形成せずに、図4
(f)に示すように接続孔形成用絶縁膜15にハーフエ
ッチングを施して膜厚t1だけ残していることから、そ
の後のレジストマスクR1,R2のアッシング等による
除去時に、下層配線である第1層配線W1へダメージを
与えることを防止することができ、配線のオープン、シ
ョート、配線抵抗値不良等を防止することができる。
Further, before forming the wiring trench, the connection hole is not formed so as to penetrate the connection hole forming insulating film 15, and
As shown in (f), since the connection hole forming insulating film 15 is half-etched to leave the film thickness t1, only the lower layer wiring which is the lower layer wiring is removed when the resist masks R1 and R2 are removed by ashing or the like thereafter. It is possible to prevent the layer wiring W1 from being damaged, and it is possible to prevent the wiring from being opened, shorted, or having a defective wiring resistance value.

【0044】上述したように、ハーフエッチング後の接
続孔形成用絶縁膜15の残り厚さt1は、後の配線溝1
7aの形成時にエッチングされる膜厚、すなわち、配線
溝形成用絶縁膜17の膜厚t2よりも薄く形成しておく
必要があるが、接続孔形成用絶縁膜15上には膜種の異
なるエッチングストッパ膜16が存在することから、図
4(e)に示すようにエッチングストッパ膜16までは
順にエッチング除去し、その後の、図4(f)に示す酸
化シリコンからなる接続孔形成用絶縁膜15のハーフエ
ッチングのみの制御で足り、容易に残り膜厚t1を制御
することができる。
As described above, the remaining thickness t1 of the insulating film 15 for forming a contact hole after half-etching is determined by the following wiring groove 1
It is necessary to form the film thickness to be etched when forming 7a, that is, the film thickness t2 of the wiring groove forming insulating film 17, but on the connecting hole forming insulating film 15, etching of different film types is performed. Since the stopper film 16 is present, as shown in FIG. 4E, the etching stopper film 16 is sequentially removed by etching, and then the insulating film 15 for forming a contact hole made of silicon oxide shown in FIG. 4F is formed. It is sufficient to control only the half etching, and the remaining film thickness t1 can be easily controlled.

【0045】以上のように、本実施形態に係る半導体装
置の製造方法によれば、配線溝や接続孔の深さのばらつ
きを抑制し、かつ、下層配線にダメージを与えることな
く配線溝および接続孔を形成することができ、安定した
デュアルダマシン構造を形成することができる。
As described above, according to the method of manufacturing the semiconductor device of this embodiment, the variation in the depth of the wiring groove and the connection hole is suppressed, and the wiring groove and the connection are not damaged to the lower wiring. Holes can be formed and a stable dual damascene structure can be formed.

【0046】本発明の半導体装置の製造方法は、上記の
実施形態の説明に限定されない。例えば、本実施形態で
は、接続孔形成用絶縁膜15および配線溝形成用絶縁膜
17に酸化シリコンを用いた例について説明したが、こ
れに限定されるものでなく、誘電率が3.0以下のキセ
ロゲル等の低誘電率材料を用いることもできる。
The method of manufacturing the semiconductor device of the present invention is not limited to the above description of the embodiment. For example, in the present embodiment, an example in which silicon oxide is used for the connection hole forming insulating film 15 and the wiring groove forming insulating film 17 has been described, but the present invention is not limited to this, and the dielectric constant is 3.0 or less. It is also possible to use a low dielectric constant material such as xerogel.

【0047】また、マスク層18として、窒化シリコン
膜を用いる例について説明したが、微細なパターンを形
成する場合には、必要に応じて下層からの反射を抑制で
きる膜を用いてもよい。
Further, although the example in which the silicon nitride film is used as the mask layer 18 has been described, a film capable of suppressing reflection from the lower layer may be used as necessary when forming a fine pattern.

【0048】また、本実施形態では、バリアメタル1
2,19の材料の一例について説明したが、これに限ら
れるものでなく、バリアメタルとしての機能を有する種
々の材料を用いることができ、また、導電層13,20
として銅以外の材料を用いることも可能である。
In the present embodiment, the barrier metal 1
Although an example of the materials 2 and 19 has been described, the material is not limited to this, and various materials having a function as a barrier metal can be used, and the conductive layers 13 and 20 can be used.
It is also possible to use a material other than copper.

【0049】また、本実施形態では、銅の拡散を防止す
る絶縁膜からなる拡散防止膜14を配線層間に挿入し
て、当該拡散防止膜14を接続孔15a形成時のエッチ
ングのストッパ層としても兼用する例について説明した
が、銅の露出表面のみCoWP等の材料により選択的に
無電解メッキして銅の拡散を防止するバリアメタルを形
成するようにしてもよい。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々の変更が可能である。
Further, in this embodiment, the diffusion prevention film 14 made of an insulating film for preventing the diffusion of copper is inserted between the wiring layers, and the diffusion prevention film 14 is also used as a stopper layer for etching when the connection hole 15a is formed. Although the dual-purpose example has been described, only the exposed surface of copper may be selectively electroless-plated with a material such as CoWP to form a barrier metal that prevents diffusion of copper. Besides, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、配線溝や接続孔の深さのばらつきを抑制し、かつ、
下層配線にダメージを与えることなく配線溝および接続
孔を形成することができ、安定したデュアルダマシン構
造を形成することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, variations in the depths of wiring trenches and connection holes are suppressed, and
A wiring groove and a connection hole can be formed without damaging the lower layer wiring, and a stable dual damascene structure can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施形態に係る半導体装置の製造方法により
製造したデュアルダマシン構造を有する半導体装置の一
例を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor device having a dual damascene structure manufactured by a method of manufacturing a semiconductor device according to this embodiment.

【図2】本実施形態に係る半導体装置の製造において、
接続孔形成用絶縁膜の形成後の断面図である。
FIG. 2 is a plan view of a semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment.
It is sectional drawing after formation of the insulating film for connection hole formation.

【図3】本実施形態に係る半導体装置の製造において、
マスク層上に接続孔のパターンに開口するレジストマス
クの形成後の断面図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view after forming a resist mask having a pattern of connection holes on the mask layer.

【図4】本実施形態に係る半導体装置の製造において、
接続孔形成用絶縁膜のハーフエッチング後の断面図であ
る。
FIG. 4 is a plan view of the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment.
It is sectional drawing after the half etching of the insulating film for connection hole formation.

【図5】本実施形態に係る半導体装置の製造において、
マスク層上に配線溝のパターンに開口するレジストマス
クの形成後の断面図である。
FIG. 5 is a view showing manufacturing of the semiconductor device according to the present embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view after forming a resist mask having openings in a wiring groove pattern on a mask layer.

【図6】本実施形態に係る半導体装置の製造において、
マスク層に配線溝のパターンの開口を形成後の断面図で
ある。
FIG. 6 is a view showing manufacturing of the semiconductor device according to the present embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view after forming an opening of a wiring groove pattern in a mask layer.

【図7】本実施形態に係る半導体装置の製造において、
配線溝および接続孔の形成後の断面図である。
FIG. 7 is a view showing manufacturing of the semiconductor device according to the present embodiment.
It is sectional drawing after the formation of a wiring groove and a connection hole.

【図8】本実施形態に係る半導体装置の製造において、
配線溝および接続孔へバリアメタルおよび導電層の堆積
後の断面図である。
FIG. 8 is a view showing a method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view after depositing a barrier metal and a conductive layer on a wiring groove and a connection hole.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…半導体基板、11…第1絶縁膜、12…バリアメ
タル、13…導電層、14…拡散防止膜、15…接続孔
形成用絶縁膜、15a,15a’…接続孔、16…エッ
チングストッパ膜、17…配線溝形成用絶縁膜、17
a,17a’…配線溝、18…マスク層、18a…開
口、19…バリアメタル、20…導電層、W1…第1層
配線、W2…第2層配線、C2…第2層コンタクト、R
1,R2…レジストマスク、t1…接続孔形成用絶縁膜
の残り厚さ、t2…配線溝形成用絶縁膜の厚さ、C…開
口。
10 ... Semiconductor substrate, 11 ... First insulating film, 12 ... Barrier metal, 13 ... Conductive layer, 14 ... Diffusion preventive film, 15 ... Connection hole forming insulating film, 15a, 15a '... Connection hole, 16 ... Etching stopper film , 17 ... Insulating film for forming wiring groove, 17
a, 17a '... Wiring groove, 18 ... Mask layer, 18a ... Opening, 19 ... Barrier metal, 20 ... Conductive layer, W1 ... First layer wiring, W2 ... Second layer wiring, C2 ... Second layer contact, R
1, R2 ... Resist mask, t1 ... Remaining thickness of connection hole forming insulating film, t2 ... Thickness of wiring groove forming insulating film, C ... Opening.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F004 BA04 DB03 EA23 EA28 EA37 EB01 EB03 EB08 5F033 HH11 HH15 HH18 HH21 HH32 HH33 JJ01 JJ11 JJ18 JJ21 JJ32 JJ33 KK01 KK11 KK15 KK18 KK21 KK32 KK33 MM01 MM02 MM12 MM13 NN06 NN07 PP06 PP15 PP27 PP28 PP33 QQ03 QQ04 QQ09 QQ10 QQ13 QQ21 QQ25 QQ28 QQ37 QQ48 RR04 RR06 SS11 TT02 XX01 XX03 XX28 XX31    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5F004 BA04 DB03 EA23 EA28 EA37                       EB01 EB03 EB08                 5F033 HH11 HH15 HH18 HH21 HH32                       HH33 JJ01 JJ11 JJ18 JJ21                       JJ32 JJ33 KK01 KK11 KK15                       KK18 KK21 KK32 KK33 MM01                       MM02 MM12 MM13 NN06 NN07                       PP06 PP15 PP27 PP28 PP33                       QQ03 QQ04 QQ09 QQ10 QQ13                       QQ21 QQ25 QQ28 QQ37 QQ48                       RR04 RR06 SS11 TT02 XX01                       XX03 XX28 XX31

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下層配線上に接続孔形成用絶縁膜を形成す
る工程と、 前記接続孔形成用絶縁膜上にエッチングのストッパ層を
形成する工程と、 前記ストッパ層上に配線溝形成用絶縁膜を形成する工程
と、 前記配線溝形成用絶縁膜上に配線溝形成のためのエッチ
ングのマスクとなるマスク層を形成する工程と、 前記マスク層、前記配線溝形成用絶縁膜、前記ストッパ
層をエッチングにより除去し、かつ、前記接続孔形成用
絶縁膜の途中までエッチングにより除去して接続孔のパ
ターンとなる開口を形成する工程と、 配線溝のパターンとなるように前記マスク層に開口を形
成する工程と、 前記マスク層をマスクとして、前記ストッパ層を露出さ
せるまで、前記配線溝形成用絶縁膜および前記接続孔形
成用絶縁膜をエッチングにより除去して、前記配線溝形
成用絶縁膜に配線溝を形成し、かつ、前記接続孔形成用
絶縁膜に前記下層配線に達する接続孔を形成する工程
と、 前記マスク層を除去する工程と、 前記配線溝および前記接続孔を導電材料で埋め込む工程
とを有する半導体装置の製造方法。
1. A step of forming a connection hole forming insulating film on a lower layer wiring, a step of forming an etching stopper layer on the connection hole forming insulating film, and a wiring groove forming insulating film on the stopper layer. A step of forming a film; a step of forming a mask layer serving as an etching mask for forming a wiring groove on the wiring groove forming insulating film; the mask layer, the wiring groove forming insulating film, and the stopper layer By etching, and forming a connection hole pattern opening by etching the connection hole formation insulating film halfway, and forming an opening in the mask layer so as to form a wiring groove pattern. And a step of forming the wiring layer forming insulating film and the connection hole forming insulating film by etching until the stopper layer is exposed using the mask layer as a mask. Forming a wiring groove in the insulating film for forming a wiring groove, and forming a connection hole reaching the lower layer wiring in the insulating film for forming a connection hole; removing the mask layer; And a step of filling the connection hole with a conductive material.
【請求項2】前記マスク層、前記配線溝形成用絶縁膜、
前記ストッパ層、および前記接続孔形成用絶縁膜に接続
孔のパターンとなる開口を形成する工程において、前記
接続孔形成用絶縁膜の残り厚さが前記配線溝形成用絶縁
膜の厚さよりも薄くなるように除去する請求項1記載の
半導体装置の製造方法。
2. The mask layer, the insulating film for forming the wiring groove,
In the step of forming an opening to be a pattern of a connection hole in the stopper layer and the connection hole forming insulating film, the remaining thickness of the connection hole forming insulating film is thinner than the thickness of the wiring groove forming insulating film. 2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is removed so that
【請求項3】前記マスク層、前記配線溝形成用絶縁膜、
前記ストッパ層、および前記接続孔形成用絶縁膜に接続
孔のパターンとなる開口を形成する工程は、 前記マスク層上に接続孔のパターンに開口を有する第1
レジストマスクを形成する工程と、 前記第1レジストマスクをエッチングマスクとして、前
記マスク層、前記配線溝形成用絶縁膜、前記ストッパ層
をエッチングにより除去し、かつ、前記接続孔形成用絶
縁膜の途中までエッチングにより除去する工程と、 前記第1レジストマスクを除去する工程とを有する請求
項1記載の半導体装置の製造方法。
3. The mask layer, the insulating film for forming the wiring groove,
The step of forming an opening serving as a pattern of the connection hole in the stopper layer and the insulating film for forming the connection hole includes forming an opening in the pattern of the connection hole on the mask layer
Forming a resist mask; etching the mask layer, the wiring groove forming insulating film, and the stopper layer using the first resist mask as an etching mask, and in the middle of the connecting hole forming insulating film. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising: a step of removing by etching, and a step of removing the first resist mask.
【請求項4】前記配線溝のパターンとなるように前記マ
スク層に開口を形成する工程は、 前記マスク層上に配線溝のパターンに開口を有する第2
レジストマスクを形成する工程と、 前記第2レジストマスクをエッチングマスクとして、前
記マスク層をエッチングにより除去して、前記マスク層
に前記配線溝のパターンとなる前記開口を形成する工程
と、 前記第2レジストマスクを除去する工程とを有する請求
項1記載の半導体装置の製造方法。
4. The step of forming an opening in the mask layer so as to form the pattern of the wiring groove includes a step of forming an opening in the pattern of the wiring groove on the mask layer.
A step of forming a resist mask; a step of removing the mask layer by etching using the second resist mask as an etching mask to form the opening to be a pattern of the wiring groove in the mask layer; The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of removing the resist mask.
【請求項5】前記配線溝および前記接続孔を導電材料で
埋め込む工程は、 前記配線溝および前記接続孔を埋め込むように前記配線
溝形成用絶縁膜上に導電材料を堆積させる工程と、 前記配線溝および前記接続孔に埋め込まれた前記導電材
料を残しながら、前記配線溝形成用絶縁膜上に堆積した
前記導電材料を研磨により除去する工程とを有する請求
項1記載の半導体装置の製造方法。
5. The step of filling the wiring groove and the connection hole with a conductive material, the step of depositing a conductive material on the wiring groove forming insulating film so as to fill the wiring groove and the connection hole, and the wiring. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of removing the conductive material deposited on the wiring groove forming insulating film by polishing while leaving the conductive material buried in the groove and the connection hole.
【請求項6】前記配線溝および前記接続孔を導電材料で
埋め込む工程において、銅を含む導電材料を埋め込む請
求項5記載の半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein in the step of filling the wiring groove and the connection hole with a conductive material, a conductive material containing copper is embedded.
【請求項7】前記配線溝形成用絶縁膜上に導電材料を堆
積させる工程の前に、前記配線溝および前記接続孔の内
壁面を被覆して、前記配線溝形成用絶縁膜上に銅の拡散
を防止するバリア膜を形成する工程をさらに有し、 前記導電材料を堆積させる工程において、前記配線溝お
よび前記接続孔を埋め込むように前記バリア膜上に銅を
含む前記導電材料を堆積させ、 前記導電材料を研磨により除去する工程において、前記
配線溝および前記接続孔に埋め込まれた前記バリア膜お
よび前記導電材料を残しながら、前記配線溝形成用絶縁
膜上に堆積した前記バリア膜および前記導電材料を研磨
により除去する請求項6記載の半導体装置の製造方法。
7. Before the step of depositing a conductive material on the wiring groove forming insulating film, the inner wall surfaces of the wiring groove and the connection hole are covered with copper on the wiring groove forming insulating film. The method further comprises the step of forming a barrier film for preventing diffusion, and in the step of depositing the conductive material, depositing the conductive material containing copper on the barrier film so as to fill the wiring trench and the connection hole, In the step of removing the conductive material by polishing, the barrier film and the conductive film deposited on the wiring groove forming insulating film while leaving the barrier film and the conductive material buried in the wiring groove and the connection hole. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the material is removed by polishing.
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