JP2003332421A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2003332421A
JP2003332421A JP2002136080A JP2002136080A JP2003332421A JP 2003332421 A JP2003332421 A JP 2003332421A JP 2002136080 A JP2002136080 A JP 2002136080A JP 2002136080 A JP2002136080 A JP 2002136080A JP 2003332421 A JP2003332421 A JP 2003332421A
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wiring groove
wiring
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device wherein embedding property of a conducting material into a connection hole can be improved, in the state that a connection area with lower layer wiring is ensured while irregularity of depth of a wiring trench and the connection hole is restrained. <P>SOLUTION: A first insulating film 15 is formed on the lower layer wiring W1, a stopper layer 16 of etching is formed on the first insulating film 15, a second insulating film 17 is formed on the stopper layer 16, the second insulating film 17, the stopper layer 16 and the first insulating film 15 are eliminated by etching, and a connection hole 15a is formed. The second insulating film 17 is eliminated by etching until the stopper layer 16 is exposed, and the wiring trench 17a is formed on the second insulating film 17. Etching is continued further, the stopper layer 16 in a linkage part of the wiring trench 17a and the connection hole 15a and the first insulating film 15 are ground, a diameter of an end portion of the connection hole 15a on a wiring trench 17a side is enlarged, and the wiring trench 17a and the connection hole 15a are filled with the conducting material. <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】しかしながら、デュアルダマシン法では、
配線の微細化が進むと、接続孔と配線溝に銅を隙間なく
埋め込むことが困難となり、その結果、接続孔内にボイ
ドが形成されやすく、導電性不良が発生し易いといった
問題がある。
However, in the dual damascene method,
As the wiring becomes finer, it becomes difficult to bury copper in the connection hole and the wiring groove without any gap, and as a result, there is a problem that voids are easily formed in the connection hole and poor conductivity easily occurs.

【0007】以上の問題を解決する目的から、デュアル
ダマシンプロセスとして、例えば、特開平10−229
122号公報や、特開2000−299376号公報に
記載の技術がある。
In order to solve the above problems, a dual damascene process is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-229.
122 and JP-A 2000-299376.

【0008】特開平10−229122号公報に記載の
技術では、層間絶縁膜を接続孔のパターンでハーフエッ
チングすることにより接続孔を層間絶縁膜の途中まで形
成し、次に、層間絶縁膜を配線溝のパターンでエッチン
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。このときの配
線溝の形成のためのエッチング時において、接続孔の配
線溝側の端部であって、角部となっていた部分をもエッ
チングして、接続孔の開口径が配線溝に向かって広がる
ような形状とすることにより、この後に行う配線溝およ
び接続孔への配線材料の埋め込みにおいて、埋め込み性
を向上させることとしている。
In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-229122, the connection hole is formed halfway in the interlayer insulation film by half-etching the interlayer insulation film with the pattern of the connection hole, and then the interlayer insulation film is wired. By etching with a groove pattern, a wiring groove is formed and a connection hole is formed so as to reach the lower layer wiring. At the time of etching for forming the wiring groove at this time, the end portion of the connection hole on the wiring groove side, which is a corner portion, is also etched so that the opening diameter of the connection hole is directed toward the wiring groove. By embedding the wiring material into the wiring groove and the connection hole after that, the embedding property is improved.

【0009】特開2000−299376号公報に記載
の技術では、下層絶縁膜と上層絶縁膜の2層を形成し、
まず、上層絶縁膜に接続孔のパターンで開口を形成し、
さらに下層絶縁膜にテーパー形状となるような接続孔を
エッチングにより形成し、その後、上層絶縁膜に配線溝
を形成している。
In the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-299376, two layers of a lower insulating film and an upper insulating film are formed,
First, an opening is formed in the upper insulating film with a pattern of connection holes,
Further, a connection hole having a tapered shape is formed in the lower insulating film by etching, and then a wiring groove is formed in the upper insulating film.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
10−229122号公報に記載の技術では、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, according to the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-229122, when the wiring groove is formed by etching, the etching depth varies within the substrate surface, which is later described. Variation in the wiring film thickness formed in the wiring groove will occur,
There is a problem that variations in wiring resistance and wiring capacitance increase.

【0011】また、特開2000−299376号公報
に記載の技術では、下層絶縁膜に接続孔を形成する際
に、上端から下端に向けて連続的に径が狭まるテーパー
形状となるようなエッチング条件でエッチングを行うた
め、接続孔の下端の面積が確保されない場合には、抵抗
の増加等といった不具合が生じることとなってしまう。
接続孔の上端の径を充分大きくすれば、接続孔の下端の
面積を確保することも可能であるが、デザインルールの
制約もあることから下端の面積を確保することに困難を
伴う場合がある。
Further, according to the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-299376, when forming the connection hole in the lower insulating film, the etching condition is such that the diameter is continuously narrowed from the upper end to the lower end. Since the etching is performed in step 1, if the area of the lower end of the connection hole is not secured, problems such as an increase in resistance will occur.
If the diameter of the upper end of the connection hole is made large enough, it is possible to secure the area of the lower end of the connection hole, but it may be difficult to secure the area of the lower end because of the restrictions of the design rule. .

【0012】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
を抑制しつつ、かつ、下層配線との接続面積を確保した
状態で接続孔への導電材料の埋め込み性を向上させるこ
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 it is an object of the present invention to suppress variations in the depths of wiring trenches and connection holes while ensuring a connection area with a lower layer wiring. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of improving the embeddability of a conductive material in a connection hole.

【0013】[0013]

【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、下層配線上に第
1絶縁膜を形成する工程と、前記第1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
に第2絶縁膜を形成する工程と、前記第2絶縁膜、前記
ストッパ層および前記第1絶縁膜をエッチングにより除
去して接続孔を形成する工程と、前記ストッパ層を露出
させるまで前記第2絶縁膜をエッチングにより除去し
て、前記第2絶縁膜に配線溝を形成する工程と、前記エ
ッチングをさらに続けて、前記配線溝と前記接続孔との
連結部における前記ストッパ層および前記第1絶縁膜を
削って、前記配線溝側の前記接続孔の端部の径を拡げる
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。
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the semiconductor device manufacturing method of the present invention is
1 step of forming an insulating film, and etching on the first insulating film
The step of forming a stopper layer for the
Forming a second insulating film on the second insulating film,
The stopper layer and the first insulating film are removed by etching.
To remove the contact hole and expose the stopper layer
Until the second insulating film is removed by etching
Forming a wiring groove in the second insulating film,
The wiring groove and the connection hole.
The stopper layer and the first insulating film in the connecting portion
To increase the diameter of the end of the connection hole on the wiring groove side.
Step and filling the wiring groove and the connection hole with a conductive material
And a step of embedding.

【0014】前記配線溝側の前記接続孔の端部の径を拡
げる工程の後、前記配線溝および前記接続孔を導電材料
で埋め込む工程の前に、前記配線溝に露出した前記スト
ッパ層を除去する工程をさらに有する。
After the step of expanding the diameter of the end portion of the connection hole on the wiring groove side and before the step of filling the wiring groove and the connection hole with a conductive material, the stopper layer exposed in the wiring groove is removed. The method further includes the step of:

【0015】前記第1絶縁膜を形成する工程の前に、前
記下層配線上にエッチングのストッパとなる下層ストッ
パ層を形成する工程をさらに有し、前記接続孔を形成す
る工程において、前記下層ストッパ層を露出させる接続
孔を形成し、前記配線溝側の前記接続孔の端部の径を拡
げる工程の後、前記配線溝および前記接続孔を導電材料
で埋め込む工程の前に、前記接続孔に露出した前記下層
ストッパ層および前記配線溝に露出した前記ストッパ層
を除去する工程をさらに有する。
Prior to the step of forming the first insulating film, the method further comprises the step of forming a lower stopper layer serving as an etching stopper on the lower wiring, and in the step of forming the connection hole, the lower stopper is formed. After forming the connection hole exposing the layer and expanding the diameter of the end portion of the connection hole on the wiring groove side, before the step of filling the wiring groove and the connection hole with a conductive material, The method further includes the step of removing the exposed lower stopper layer and the exposed stopper layer in the wiring groove.

【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
むように前記第2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、前記第2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。
The step of filling the wiring groove and the connection hole with a conductive material includes the step of depositing a conductive material on the second insulating film so as to fill the wiring groove and the connection hole, and the wiring groove and the connection. And removing the conductive material deposited on the second insulating film by polishing while leaving the conductive material buried in the holes.

【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】前記第2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、前記第2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、前記第2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 second insulating film, a barrier film for covering the inner wall surfaces of the wiring groove and the connection hole to prevent copper from diffusing on the second insulating film. The step of depositing the conductive material, the conductive material containing copper is deposited on the barrier film so as to fill the wiring groove and the connection hole, and the conductive material is polished. In the removing step, the barrier film and the conductive material deposited on the second insulating film are removed by polishing while leaving the barrier film and the conductive material buried in the wiring groove and the connection hole.

【0019】上記の本発明の半導体装置の製造方法で
は、まず、第2絶縁膜、ストッパ層および第1絶縁膜を
エッチングにより除去して接続孔を形成することによ
り、下端の面積を確保した状態の接続孔を形成してお
く。次に、ストッパ層を露出させるまで第2絶縁膜をエ
ッチングにより除去して、第2絶縁膜に配線溝を形成す
る。このとき、ストッパ層はエッチングのストッパとな
ることから、形成される配線溝の深さのばらつきが抑制
された状態で配線溝が形成される。次に、エッチングを
さらに続けることにより、配線溝と接続孔との連結部に
おけるストッパ層および第1絶縁膜を削って、配線溝側
の接続孔の端部の径を拡げる。これにより、接続孔の下
層配線との接続面積を確保した状態で、配線溝側の接続
孔の端部の径が拡がることとなる。その後、配線溝およ
び接続孔を導電材料で埋め込む。このとき、配線溝側の
接続孔の端部の径が拡がった状態にあることから、接続
孔への導電材料の埋め込みは容易となる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, first, the second insulating film, the stopper layer and the first insulating film are removed by etching to form a connection hole, so that the area of the lower end is secured. The connection hole of is formed. Next, the second insulating film is removed by etching until the stopper layer is exposed, and a wiring groove is formed in the second insulating film. At this time, since the stopper layer serves as an etching stopper, the wiring groove is formed in a state where variations in the depth of the wiring groove to be formed are suppressed. Next, by further continuing the etching, the stopper layer and the first insulating film in the connection portion between the wiring groove and the connection hole are removed, and the diameter of the end portion of the connection hole on the wiring groove side is expanded. As a result, the diameter of the end portion of the connection hole on the wiring groove side is expanded in a state where the connection area with the lower layer wiring of the connection hole is secured. After that, the wiring groove and the connection hole are filled with a conductive material. At this time, since the diameter of the end portion of the connection hole on the wiring groove side is expanded, it is easy to embed the conductive material in the connection hole.

【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下層絶縁膜11が形成
されており、下層絶縁膜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、下層絶縁膜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10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 lower layer 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 lower layer insulating film 11. , Ta, Ti, TaN, TiN that covers the inner wall surface of the opening to prevent copper diffusion
A barrier metal 12 made of, for example, is formed, and a conductive layer 13 made of, for example, copper is embedded inside the barrier metal 12 to form
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 10 via a first layer contact.

【0022】下層絶縁膜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を防止する
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等からなる第1絶縁膜15が形成さ
れている。
A diffusion prevention film 14 for preventing the diffusion of copper such as silicon nitride is formed on the lower insulating film 11 and the first layer wiring W1, and on the diffusion prevention film 14,
A first insulating film 15 made of, for example, silicon oxide is formed.

【0023】第1絶縁膜15上には、例えば窒化シリコ
ン等からなりエッチングのストッパとなるエッチングス
トッパ膜16が形成され、エッチングストッパ膜16上
には、例えば酸化シリコン等からなる第2絶縁膜17が
形成されている。
An etching stopper film 16 made of, for example, silicon nitride or the like and serving as an etching stopper is formed on the first insulating film 15, and a second insulating film 17 made of, for example, silicon oxide or the like is formed on the etching stopper film 16. Are formed.

【0024】上記の第2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、第1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 second insulating film 17 and the etching stopper film 16, and further penetrates the first insulating film 15 and the diffusion prevention film 14 to form the upper surface of the first layer wiring W1. A connection hole 15a exposing the wiring is formed so as to communicate with the wiring groove 17a.

【0025】本実施形態では、第1絶縁膜15に形成さ
れた接続孔15aの径が、配線溝17a側の端部におい
て広がった形状を有しており、当該接続孔15aへ導電
材料が埋め込まれやすいようになっている。
In the present embodiment, the diameter of the connection hole 15a formed in the first insulating film 15 has a shape that widens at the end portion on the wiring groove 17a side, and a conductive material is embedded in the connection hole 15a. It is easy to be damaged.

【0026】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18
が形成されており、その内部に例えば銅からなる導電層
19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18および導電層19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18および導電層19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。
A connecting hole 15a and a wiring groove 17a which communicate with each other.
Coating the inner wall surface of, for example, T to prevent the diffusion of copper
Barrier metal 18 made of a, Ti, TaN, TiN, etc.
Is formed, and a conductive layer 19 made of, for example, copper is embedded therein. The barrier metal 18 and the conductive layer 19 embedded in the wiring groove 17a form a second layer wiring W2, and the barrier metal 18 and the conductive layer 19 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.

【0027】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.

【0028】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、下層絶縁膜11を形成する。続いて、下層
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、下層絶縁膜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、下層絶縁膜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
The lower insulating film 11 is formed by depositing silicon oxide by the emical vapor deposition method or the like. Subsequently, an opening for burying the wiring is formed in the lower insulating film 11, a material such as Ta, Ti, TaN, or TiN is formed in the opening to form the barrier metal 12, and further, it is made of copper. The conductive layer 13 is deposited, and the excess barrier metal 12 and the conductive layer 13 on the lower insulating film 11 are subjected to CMP (Chemical Mecha
As shown in FIG. 2A, the first layer wiring W1 made of the conductive layer 13 and the barrier metal 12 embedded in the lower insulating film 11 is formed by removing and planarizing by the nical polishing method.

【0029】次に、図2(b)に示すように、下層絶縁
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、第1絶縁
膜15を形成する。このとき、第1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 14 for preventing the diffusion of copper by depositing silicon nitride on the lower insulating film 11 and the first layer wiring W1 by, for example, the CVD method. Then, silicon oxide is deposited on the diffusion prevention film 14 by, for example, the CVD method to form the first insulating film 15. At this time, the total thickness of the first insulating film 15 and the diffusion prevention film 14 is formed so as to be the height of the contact to be formed later.

【0030】次に、図3(c)に示すように、第1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
て第2絶縁膜17を形成する。このとき、第2絶縁膜1
7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 first insulating film 15 by depositing silicon nitride by, for example, a CVD method, and further, an etching stopper film 16 is formed thereon. Then, a silicon oxide film is deposited to form a second insulating film 17. At this time, the second insulating film 1
7 and the etching stopper film 16 are formed so as to have a total film thickness of a wiring to be formed later.

【0031】次に、図3(d)に示すように、第2絶縁
膜17上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術
により、第2絶縁膜17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 coated on the second insulating film 17 and a resist mask R1 is formed on the second insulating film 17 by a photolithography technique to form a pattern of connection holes. Is patterned.

【0032】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、第2絶縁膜17、エッチングストッパ
膜16および第1絶縁膜15を順に除去することによ
り、第1絶縁膜15に接続孔15bを形成する。なお、
このとき、酸化シリコンからなる第2絶縁膜17のエッ
チング、窒化シリコンからなるエッチングストッパ膜1
6のエッチング、酸化シリコンからなる第1絶縁膜15
のエッチングの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 remove the second insulating film 17, the etching stopper film 16 and the first insulating film 15 in order. By doing so, the connection hole 15b is formed in the first insulating film 15. In addition,
At this time, the second insulating film 17 made of silicon oxide is etched and the etching stopper film 1 made of silicon nitride is formed.
6, the first insulating film 15 made of silicon oxide
The etching conditions are changed.

【0033】次に、図4(f)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. 4F, the resist mask R1 having an opening in the pattern of the connection holes is removed.

【0034】次に、図5(g)に示すように、再度、第
2絶縁膜17上にレジストを塗布し、フォトリソグラフ
ィ技術により、第2絶縁膜17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. 5G, a resist is again coated on the second insulating film 17 and a resist is formed on the second insulating film 17 in the pattern of the wiring groove by the photolithography technique. The mask R2 is formed by patterning.

【0035】次に、図5(h)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、拡散防止膜14
やエッチングストッパ膜16の窒化シリコン膜に対し
て、選択的に酸化シリコンからなる第2絶縁膜17をエ
ッチング除去できる条件で、酸化シリコンからなる第2
絶縁膜17をエッチングすることにより、第2絶縁膜1
7に配線溝17aを形成する。
Next, as shown in FIG. 5H, the diffusion preventive film 14 is formed by using the resist mask R2 as an etching mask.
The second insulating film 17 made of silicon oxide can be selectively removed from the silicon nitride film of the etching stopper film 16 and the second insulating film 17 made of silicon oxide by etching.
By etching the insulating film 17, the second insulating film 1
A wiring groove 17a is formed in the wiring 7.

【0036】次に、図6(i)に示すように、上記のエ
ッチングをさらに続け、すなわち、エッチングを第2絶
縁膜17の膜厚以上に行うことにより、接続孔15bの
配線溝17a側の端部であって、図5(h)に示す工程
において角部Aとなっていた部分におけるエッチングス
トッパ膜16が、当該エッチングの物理的なスパッタリ
ング作用により削られ、さらに露出した角部Aにおける
酸化シリコンからなる第1絶縁膜15がエッチングされ
ることにより、配線溝17a側の端部の径が広がった接
続孔15aが形成される。なお、当該工程において、図
5(h)の右側に図示するような、接続孔15bの径
と、配線溝17aの幅とがほぼ同じであり配線溝17a
から接続孔15bへの連結部において径の相違に伴う角
部(段差部)が存在しない平坦部Bにおいては、上記の
角部Aにおけるようなスパッタリング作用は起こらない
ことから、接続孔15aの配線溝17a側の端部は、配
線溝17aの幅以上に広がってしまうことはない。
Next, as shown in FIG. 6 (i), the above etching is further continued, that is, etching is performed to a thickness of the second insulating film 17 or more, so that the contact hole 15b on the wiring groove 17a side is formed. The etching stopper film 16 at the end portion, which was the corner portion A in the step shown in FIG. 5H, was scraped by the physical sputtering action of the etching, and the exposed corner portion A was oxidized. By etching the first insulating film 15 made of silicon, the connection hole 15a having a wider diameter at the end portion on the wiring groove 17a side is formed. In the process, the diameter of the connection hole 15b and the width of the wiring groove 17a are substantially the same as shown on the right side of FIG.
In the flat portion B where there is no corner portion (step portion) due to the difference in diameter in the connecting portion from the connection hole 15b to the connection hole 15b, the sputtering action as in the above corner portion A does not occur. The end portion on the groove 17a side does not expand beyond the width of the wiring groove 17a.

【0037】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.

【0038】次に、図7(k)に示すように、配線溝1
7a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とする。
Next, as shown in FIG. 7K, the wiring groove 1
The etching stopper film 16 made of silicon nitride exposed at 7a and the diffusion prevention film 14 made of silicon nitride exposed at the connection hole 15a are removed by etching to connect to the bottom of the wiring groove 17a and expose the first layer wiring W1. Connection hole 15a.

【0039】次に、図7(l)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18を形成する。
Next, as shown in FIG. 7 (l), 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 18 is formed by depositing such materials as a sputtering method.

【0040】次に、図8(m)に示すように、バリアメ
タル18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19を
堆積させる。なお、電解メッキにより導電層19を堆積
させる場合には、スパッタリング法により、導電層19
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. 8 (m), for example, copper is formed on the barrier metal 18 by sputtering, CVD, or plating until the insides of the connection hole 15a and the wiring groove 17a are filled. A conductive layer 19 is deposited. When the conductive layer 19 is deposited by electrolytic plating, the conductive layer 19 is formed by the sputtering method.
This is performed after forming a seed film (not shown) with the same material as the above.

【0041】以降の工程としては、第2絶縁膜17上の
余分な導電層19およびバリアメタル18をCMP法に
よって除去し平坦化して、接続孔15aおよび配線溝1
7a内のみに、導電層19およびバリアメタル18を残
すことで、配線溝17aに埋め込まれたバリアメタル1
8および導電層19により第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18および導
電層19により第2層コンタクトC2が形成される。
In the subsequent steps, the excess conductive layer 19 and the barrier metal 18 on the second insulating film 17 are removed by the CMP method and planarized, and the connection hole 15a and the wiring groove 1 are formed.
By leaving the conductive layer 19 and the barrier metal 18 only in the inside 7a, the barrier metal 1 embedded in the wiring groove 17a is formed.
8 and the conductive layer 19 form the second layer wiring W2,
The barrier metal 18 and the conductive layer 19 embedded in the connection hole 15a form a second layer contact C2.

【0042】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(m)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 (m). As described above, the semiconductor device having the dual damascene structure shown in FIG. 1 is manufactured.

【0043】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、図4(e)に示す工程において、接続孔
のパターンに開口するレジストマスク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、第1絶
縁膜15に底面の面積を確保した状態で接続孔15bを
形成した後に、図5(h)に示す配線溝17aの形成の
際に、第2絶縁膜17の膜厚以上にエッチングを行うこ
とで、接続孔15bの配線溝17a側の端部であって、
角部Aとなっていたエッチングストッパ膜16がエッチ
ング時の物理的なスパッタリング作用により削られ、露
出した第1絶縁膜15がエッチングされることにより、
図6(i)に示すような配線溝17a側の端部の径のみ
が拡がった接続孔15aを形成することができることか
ら、接続孔15aの底面積を確保しつつ、その上部形状
のみを拡げることができる。従って、その後に堆積する
導電層19の埋め込み性を向上させることができ、接続
孔へのボイドの形成を防止することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present embodiment described above, in the step shown in FIG. 4E, etching such as RIE is performed using the resist mask R1 opened in the pattern of the connection hole as an etching mask. After forming the connection hole 15b in the state where the bottom surface area is secured in the first insulating film 15, when forming the wiring groove 17a shown in FIG. By performing the above step, at the end of the connection hole 15b on the wiring groove 17a side,
The etching stopper film 16 that has become the corner portion A is scraped by the physical sputtering action during etching, and the exposed first insulating film 15 is etched,
Since it is possible to form the connection hole 15a in which only the diameter of the end portion on the wiring groove 17a side is widened as shown in FIG. 6I, it is possible to widen only the upper shape of the connection hole 15a while securing the bottom area of the connection hole 15a. be able to. Therefore, the filling property of the conductive layer 19 deposited thereafter can be improved, and the formation of voids in the connection hole can be prevented.

【0044】図9に、図6(i)に示す工程において配
線溝17aおよび接続孔15aを加工した後の上面図の
一例を示す。加工後の接続孔15aは、その下端15a
−1に対して、その上端15a−2の径は、配線溝17
a内において広がった形状となっている。ここで、上述
したように、図9の右側に図示するような配線溝17a
および接続孔15aにおいて、接続孔15aの径と、配
線溝17aの幅とがほぼ同じ部分においては、配線溝1
7aから接続孔15aへの連結部において平坦部となっ
ており、エッチング時のスパッタリング作用による形状
の変化が起こらないことから、接続孔15aの配線溝1
7a側の端部は、配線溝17aの幅以上に広がってしま
うことはない。従って、接続孔15aの上端15a−2
の径が必要以上に広がってしまい、隣合う配線と短絡す
るといった問題はない。なお、この場合においても、配
線溝17aの延伸方向においては接続孔15aの上端1
5a−2の径が拡がることから、接続孔15aへの導電
層19の埋め込み性は向上する。
FIG. 9 shows an example of a top view after the wiring groove 17a and the connection hole 15a are processed in the step shown in FIG. 6 (i). The processed connection hole 15a has a lower end 15a.
-1, the diameter of the upper end 15a-2 is equal to that of the wiring groove 17
The shape is expanded in a. Here, as described above, the wiring groove 17a as illustrated on the right side of FIG.
In the connection hole 15a and the diameter of the connection hole 15a and the width of the wiring groove 17a are substantially the same, the wiring groove 1
Since the connecting portion from 7a to the connecting hole 15a is a flat portion and the shape of the connecting hole 15a does not change due to the sputtering action at the time of etching, the wiring groove 1 of the connecting hole 15a is formed.
The end on the 7a side does not expand beyond the width of the wiring groove 17a. Therefore, the upper end 15a-2 of the connection hole 15a is
There is no problem that the diameter of the wiring becomes wider than necessary and short-circuits with the adjacent wiring. Even in this case, the upper end 1 of the connection hole 15a is extended in the extending direction of the wiring groove 17a.
Since the diameter of 5a-2 is expanded, the embeddability of the conductive layer 19 in the connection hole 15a is improved.

【0045】また、本実施形態では、第2絶縁膜17お
よび第1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、第2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、後にバリアメタル18および導電層19
の埋め込みにより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。
Further, in the present embodiment, since the etching stopper film 16 is provided between the second insulating film 17 and the first insulating film 15, the second insulating film 17 is prevented from being etched more than necessary. Since it is possible to suppress the variation in the depth of the wiring groove 17a in the surface of the substrate, the barrier metal 18 and the conductive layer 19 can be formed later.
The uniformity of the film thickness of the wiring formed by embedding can be improved.

【0046】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17aや接続孔15aの
深さのばらつきを抑制しつつ、かつ、下層配線W1との
接続面積を確保した状態で接続孔15aへの導電性層1
9の埋め込み性を向上させることができる。従って、配
線幅がさらに微細化された場合においても、接続孔への
ボイドの発生を抑制することができる。
As described above, according to the method of manufacturing the semiconductor device of the present embodiment, the variation in the depth of the wiring groove 17a and the connection hole 15a is suppressed and the connection area with the lower layer wiring W1 is secured. Conductive layer 1 to connection hole 15a
The embedding property of No. 9 can be improved. Therefore, even when the wiring width is further miniaturized, the generation of voids in the connection hole can be suppressed.

【0047】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、第1絶縁膜15および第2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 first insulating film 15 and the second insulating film 17 has been described, but the present invention is not limited to this, and xerogel having a dielectric constant of 3.0 or less may be used. A low dielectric constant material can also be used.

【0048】また、本実施形態では、バリアメタル1
2,18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13,19
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 18 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 19 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】本発明によれば、配線溝や接続孔の深さ
のばらつきを抑制しつつ、かつ、下層配線との接続面積
を確保した状態で接続孔への導電材料の埋め込み性を向
上させることができる。
According to the present invention, the burying property of the conductive material in the connection hole is improved while suppressing the variation in the depths of the wiring groove and the connection hole and ensuring the connection area with the lower layer wiring. Can be made.

【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、
第1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 1st insulating film.

【図3】本実施形態に係る半導体装置の製造において、
第2絶縁膜上へ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 formation of a resist mask that opens in a pattern of connection holes on the second insulating film.

【図4】本実施形態に係る半導体装置の製造において、
第1絶縁膜へ接続孔形成後の断面図である。
FIG. 4 is a plan view of the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view after forming a connection hole in the first insulating film.

【図5】本実施形態に係る半導体装置の製造において、
第2絶縁膜へ配線溝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 wiring groove in a second insulating film.

【図6】本実施形態に係る半導体装置の製造において、
接続孔の上端の径を拡げた後の断面図である。
FIG. 6 is a view showing manufacturing of the semiconductor device according to the present embodiment.
It is sectional drawing after expanding the diameter of the upper end of a connection hole.

【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へのバリアメタルの堆積後の断面図
である。
FIG. 7 is a view showing manufacturing of the semiconductor device according to the present embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view after a barrier metal is deposited on 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の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 a conductive layer is deposited on the wiring groove and the connection hole.

【図9】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を形成した後の上面図である。
FIG. 9 is a view illustrating manufacturing of the semiconductor device according to the present embodiment.
It is a top view after forming a wiring groove and a connection hole.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…半導体基板、11…下層絶縁膜、12…バリアメ
タル、13…導電層、14…拡散防止膜、15…第1絶
縁膜、15a,15b…接続孔、15a−1…接続孔の
下端、15a−2…接続孔の上端、16…エッチングス
トッパ膜、17…第2絶縁膜、17a…配線溝、18…
バリアメタル、19…導電層、W1…第1層配線、W2
…第2層配線、C2…第2層コンタクト、R1,R2…
レジストマスク、A…角部、B…平坦部。
10 ... Semiconductor substrate, 11 ... Lower insulating film, 12 ... Barrier metal, 13 ... Conductive layer, 14 ... Diffusion preventive film, 15 ... First insulating film, 15a, 15b ... Connection hole, 15a-1 ... Lower end of connection hole, 15a-2 ... Upper end of connection hole, 16 ... Etching stopper film, 17 ... Second insulating film, 17a ... Wiring groove, 18 ...
Barrier metal, 19 ... Conductive layer, W1 ... First layer wiring, W2
... second layer wiring, C2 ... second layer contacts, R1, R2 ...
Resist mask, A ... corner, B ... flat part.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 BB04 BB14 BB17 BB30 BB32 BB36 CC01 DD07 DD08 DD12 DD16 DD17 DD37 DD43 DD52 DD53 DD75 EE08 EE12 EE14 EE17 FF17 FF18 FF22 GG09 GG10 GG14 HH05 HH12 HH13 HH14 HH20 5F004 AA12 BA04 DB03 DB07 EA23 EA28 EA37 EB01 EB03 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 NN32 PP06 PP15 PP27 PP28 PP33 QQ09 QQ10 QQ13 QQ14 QQ21 QQ25 QQ34 QQ37 QQ48 RR04 RR06 SS11 TT02 XX00 XX01 XX02 XX03 XX28 XX31   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4M104 BB04 BB14 BB17 BB30 BB32                       BB36 CC01 DD07 DD08 DD12                       DD16 DD17 DD37 DD43 DD52                       DD53 DD75 EE08 EE12 EE14                       EE17 FF17 FF18 FF22 GG09                       GG10 GG14 HH05 HH12 HH13                       HH14 HH20                 5F004 AA12 BA04 DB03 DB07 EA23                       EA28 EA37 EB01 EB03                 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                       NN32 PP06 PP15 PP27 PP28                       PP33 QQ09 QQ10 QQ13 QQ14                       QQ21 QQ25 QQ34 QQ37 QQ48                       RR04 RR06 SS11 TT02 XX00                       XX01 XX02 XX03 XX28 XX31

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下層配線上に第1絶縁膜を形成する工程
と、 前記第1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第2絶縁膜を形成する工程と、 前記第2絶縁膜、前記ストッパ層および前記第1絶縁膜
をエッチングにより除去して接続孔を形成する工程と、 前記ストッパ層を露出させるまで前記第2絶縁膜をエッ
チングにより除去して、前記第2絶縁膜に配線溝を形成
する工程と、 前記エッチングをさらに続けて、前記配線溝と前記接続
孔との連結部における前記ストッパ層および前記第1絶
縁膜を削って、前記配線溝側の前記接続孔の端部の径を
拡げる工程と、 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 first insulating film on a lower wiring, a step of forming an etching stopper layer on the first insulating film, and a step of forming a second insulating film on the stopper layer. A step of etching the second insulating film, the stopper layer and the first insulating film to form a connection hole; and etching the second insulating film until the stopper layer is exposed, The step of forming a wiring groove in the second insulating film and the etching are further continued, and the stopper layer and the first insulating film in the connecting portion between the wiring groove and the connection hole are removed to remove the wiring groove side portion. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: expanding the diameter of the end portion of the connection hole; and burying the wiring groove and the connection hole with a conductive material.
【請求項2】前記配線溝側の前記接続孔の端部の径を拡
げる工程の後、前記配線溝および前記接続孔を導電材料
で埋め込む工程の前に、前記配線溝に露出した前記スト
ッパ層を除去する工程をさらに有する請求項1記載の半
導体装置の製造方法。
2. The stopper layer exposed in the wiring groove after the step of expanding the diameter of the end portion of the connection hole on the wiring groove side and before the step of filling the wiring groove and the connection hole with a conductive material. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of removing the.
【請求項3】前記第1絶縁膜を形成する工程の前に、前
記下層配線上にエッチングのストッパとなる下層ストッ
パ層を形成する工程をさらに有し、 前記接続孔を形成する工程において、前記下層ストッパ
層を露出させる接続孔を形成し、 前記配線溝側の前記接続孔の端部の径を拡げる工程の
後、前記配線溝および前記接続孔を導電材料で埋め込む
工程の前に、前記接続孔に露出した前記下層ストッパ層
および前記配線溝に露出した前記ストッパ層を除去する
工程をさらに有する請求項1記載の半導体装置の製造方
法。
3. Before the step of forming the first insulating film, the method further comprises the step of forming a lower stopper layer serving as an etching stopper on the lower wiring, and in the step of forming the connection hole, After forming the connection hole exposing the lower stopper layer and expanding the diameter of the end portion of the connection hole on the wiring groove side, and before the step of filling the wiring groove and the connection hole with a conductive material, the connection The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of removing the lower stopper layer exposed in the hole and the stopper layer exposed in the wiring groove.
【請求項4】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第2
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、前記第2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。
4. The step of filling the wiring groove and the connection hole with a conductive material comprises the step of filling the second wiring groove and the connection hole with each other.
A step of depositing a conductive material on the insulating film, and a step of removing the conductive material deposited on the second insulating film by polishing while leaving the conductive material buried in the wiring groove and the connection hole. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising.
【請求項5】前記配線溝および前記接続孔を導電材料で
埋め込む工程において、銅を含む導電材料を埋め込む請
求項4記載の半導体装置の製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, 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6】前記第2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、前記第2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、前記第2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5記載の半導体装置の製造方法。
6. Before the step of depositing a conductive material on the second insulating film, the inner wall surfaces of the wiring groove and the connection hole are covered to prevent copper from diffusing on the second insulating film. The method further comprises the step of forming a barrier film, wherein in the step of depositing the conductive material, the conductive material containing copper is deposited on the barrier film so as to fill the wiring groove and the connection hole, In the step of removing by polishing, the barrier film and the conductive material deposited on the second insulating film are removed by polishing while leaving the barrier film and the conductive material buried in the wiring groove and the connection hole. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5.
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