JP2006135220A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置およびその製造技術に関し、特に、ダマシン配線を有する半導体装置の製造に適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing technique thereof, and more particularly to a technique effective when applied to the manufacture of a semiconductor device having damascene wiring.
日本特開2004−128050号公報(特許文献1)には、銅配線の形状劣化を防止できる多層銅配線を形成する技術が記載されている。具体的には、銅配線上に拡散防止用絶縁膜を形成し、この拡散防止用絶縁膜上にエッチングストッパ膜を形成する。そして、エッチングストッパ膜上に層間絶縁膜を形成し、拡散防止用絶縁膜、エッチングストッパ膜および層間絶縁膜内にデュアルダマシン法を使用してプラグおよび銅配線を形成する技術が開示されている。この技術によれば、層間絶縁膜のエッチングは、エッチングストッパ膜で停止することになるので、拡散防止用絶縁膜までエッチングされることを防止できる。したがって、拡散防止用絶縁膜の膜厚のばらつきを抑制できる。すなわち、この後の工程で、拡散防止用絶縁膜をエッチングして下部に存在する銅配線を露出するが、拡散防止用絶縁膜の膜厚にばらつきが存在すると、拡散防止用絶縁膜の膜厚が薄い領域下に存在する銅配線は過剰にエッチングされる。その結果、銅配線の形状劣化という問題が生じる。しかし、上記した技術によれば、拡散防止用絶縁膜の膜厚のばらつきを抑制できるので、銅配線の形状劣化を抑制できる。
近年、アルミニウムより低い抵抗値を有する銅が配線材料として使用されるようになってきており、この銅を加工して配線を形成する技術としてダマシン(Damascene)と呼ばれる配線形成技術が検討されている。このダマシン法は、シングルダマシン(Single-Damascene)法とデュアルダマシン(Dual-Damascene)法とに大別できる。 In recent years, copper having a resistance value lower than that of aluminum has been used as a wiring material, and a wiring forming technique called damascene has been studied as a technique for forming wiring by processing this copper. . This damascene method can be broadly divided into a single-damascene method and a dual-damascene method.
シングルダマシン法は、例えば絶縁膜に配線溝を形成した後、その絶縁膜上および配線溝内に配線形成用の銅膜を堆積し、さらに、この銅膜を、例えば化学的機械的研磨法(CMP;Chemical Mechanical Polishing)によって配線溝内にのみ残るように研磨することにより、配線溝内に埋め込み配線を形成する方法である。 In the single damascene method, for example, after forming a wiring groove in an insulating film, a copper film for wiring formation is deposited on the insulating film and in the wiring groove, and this copper film is further subjected to, for example, a chemical mechanical polishing method ( In this method, the embedded wiring is formed in the wiring groove by polishing so as to remain only in the wiring groove by CMP (Chemical Mechanical Polishing).
また、デュアルダマシン法は、絶縁膜に配線溝および下層配線との接続を行うための接続孔を形成した後、その絶縁膜上、配線溝および接続孔内に配線形成用の銅膜を堆積し、さらに、堆積した銅膜をCMPによって配線溝および接続孔内にのみ残るように研磨することにより、配線溝および接続孔内に埋め込み配線を形成する方法である。 In the dual damascene method, a connection hole for connecting a wiring groove and a lower layer wiring is formed in an insulating film, and then a copper film for wiring formation is deposited on the insulating film in the wiring groove and the connecting hole. Further, the buried copper film is polished by CMP so as to remain only in the wiring groove and the connection hole, thereby forming a buried wiring in the wiring groove and the connection hole.
ダマシン法で配線およびプラグを製造する際に生じる問題点について図面を参照しながら説明する。図1は、半導体基板上にダマシン法を使用して配線を形成する一工程を示した図である。図1において、半導体基板(図示せず)上には、例えば酸化シリコン膜よりなる絶縁膜1が形成されており、この絶縁膜1上に、例えば炭窒化シリコン膜(SiCN)よりなる絶縁膜2が形成されている。そして、絶縁膜2上には、例えば酸化シリコン膜よりなる絶縁膜3が形成されている。この絶縁膜3には、例えばシングルダマシン法を使用して埋め込まれた配線4が形成されている。配線4は、銅の拡散を防止する導電性バリア膜4aと銅膜4bより構成されている。図1では、この配線4上にデュアルダマシン法を使用してプラグと配線層を形成する一工程を示している。まず、配線4上を含む絶縁膜3上に、順次絶縁膜5〜8を形成する。絶縁膜5、7は、例えば炭窒化シリコン膜より形成され、絶縁膜6、8は、例えば酸化シリコン膜より形成されている。ここで、絶縁膜の形成においては、欠陥が形成される場合があり、例えば絶縁膜5には絶縁膜5を貫通するピンホール(欠陥)5aが形成されている。
Problems that occur when wiring and plugs are manufactured by the damascene method will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a process of forming wiring on a semiconductor substrate using a damascene method. In FIG. 1, an
続いて、絶縁膜8上に、例えば窒化シリコン膜よりなる絶縁膜9を形成した後、この絶縁膜9をパターニングする。パターニングは、配線溝(トレンチ溝)を形成する領域を開口するように行う。そして、図示しないレジスト膜を絶縁膜8および絶縁膜9上に形成した後、このレジスト膜をパターニングする。パターニングは接続孔(ビアホール)10を形成する領域を開口するように行われる。次に、パターニングしたレジスト膜をマスクにしたエッチングにより、絶縁膜6〜8を貫通する接続孔10を形成する。この接続孔10の底部には、ピンホール5aが形成された絶縁膜5が露出している。
Subsequently, after an
次に、パターニングしたレジスト膜を除去する。ここまでの工程で、図1に示すような異物11が付着する場合がある。続いて、図2に示すように、パターニングした絶縁膜9をマスクにして絶縁膜8に配線溝12を形成する。ここで、絶縁膜8上には、異物11が付着しているため、配線溝12が正常に形成されない。このため、配線が正常に形成されないという問題点がある。
Next, the patterned resist film is removed. In the steps so far, the
そこで、接続孔10を形成し、この接続孔10を形成するために使用したレジスト膜を除去した後に、半導体基板を洗浄する工程を追加することが考えられる。すなわち、半導体基板の表面を洗浄することにより、異物11を除去することが考えられる。異物11を除去することができれば、正常に配線溝12を形成することができる。
Therefore, it is conceivable to add a step of cleaning the semiconductor substrate after forming the
しかし、洗浄工程を追加すると、以下に示すような問題点が生じる。図3に示すように、接続孔10の底部には絶縁膜5が露出しているが、この絶縁膜5に例えばピンホール5aが形成されている。すると、洗浄液などがピンホール5aから配線4内に浸入し、配線4を形成する銅が消失してしまう問題点がある。
However, when the cleaning process is added, the following problems occur. As shown in FIG. 3, the
本発明の目的は、洗浄工程において、配線を形成する材料がピンホールを介して消失することを防止できる半導体装置およびその製造技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of preventing a material forming a wiring from disappearing through a pinhole and a manufacturing technique thereof in a cleaning process.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
本願で開示される一つの発明は、(a)半導体基板上に形成された絶縁膜と、(b)前記絶縁膜に埋め込まれた金属配線層と、(c)前記金属配線層上を含む前記絶縁膜上に形成された拡散防止用絶縁膜と、(d)前記拡散防止用絶縁膜を貫通して前記金属配線層に接続するプラグとを備え、前記金属配線上に形成された前記拡散防止用絶縁膜の厚さは、前記絶縁膜上に形成された前記拡散用絶縁膜の厚さよりも厚いものである。 One invention disclosed in the present application includes (a) an insulating film formed on a semiconductor substrate, (b) a metal wiring layer embedded in the insulating film, and (c) the metal wiring layer. A diffusion preventing insulating film formed on the insulating film; and (d) a plug penetrating the diffusion preventing insulating film and connected to the metal wiring layer, the diffusion preventing formed on the metal wiring. The thickness of the insulating film for use is greater than the thickness of the diffusion insulating film formed on the insulating film.
また、本願で開示される一つの発明は、(a)半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、(b)前記絶縁膜に埋め込むように金属配線層を形成する工程と、(c)前記絶縁膜上および前記金属配線層上に第1拡散防止用絶縁膜を形成する工程と、(d)前記第1拡散防止用絶縁膜上にエッチングストッパ膜を形成する工程と、(e)前記エッチングストッパ膜上に第2拡散防止用絶縁膜を形成する工程と、(f)前記第1拡散防止用絶縁膜および前記エッチングストッパ膜を介して前記絶縁膜上に形成されている前記第2拡散防止用絶縁膜を除去する一方、前記第1拡散防止用絶縁膜および前記エッチングストッパ膜を介して前記金属配線層上に形成されている前記第2拡散防止用絶縁膜を残す工程とを備えるものである。 Further, one invention disclosed in the present application includes: (a) a step of forming an insulating film on a semiconductor substrate; (b) a step of forming a metal wiring layer so as to be embedded in the insulating film; Forming a first diffusion preventing insulating film on the insulating film and the metal wiring layer; (d) forming an etching stopper film on the first diffusion preventing insulating film; and (e) the etching. Forming a second diffusion preventing insulating film on the stopper film; and (f) the second diffusion preventing film formed on the insulating film via the first diffusion preventing insulating film and the etching stopper film. A step of removing the insulating film for forming, while leaving the second insulating film for preventing diffusion formed on the metal wiring layer through the first insulating film for preventing diffusion and the etching stopper film. is there.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
接続孔底部に露出する絶縁膜の厚さを相対的に厚くしたので、絶縁膜を貫通するピンホールの形成を防止することができる。したがって、洗浄する際、貫通したピンホールを介して配線材料が消失することを防止できる。 Since the thickness of the insulating film exposed at the bottom of the connection hole is relatively increased, it is possible to prevent the formation of a pinhole penetrating the insulating film. Therefore, it is possible to prevent the wiring material from being lost through the pinhole that penetrates when cleaning.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
(実施の形態1)
図4は、本実施の形態1における半導体装置を示した断面図である。図4において、半導体基板20には、複数の素子分離領域21が形成されており、この素子分離領域21で分離された活性領域には、p型ウェル22が形成されている。p型ウェル22上には、nチャネル型MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)が形成されている。具体的に、p型ウェル22上には、例えば酸化シリコン膜よりなるゲート絶縁膜23が形成されており、このゲート絶縁膜23上にゲート電極24が形成されている。ゲート電極24は、例えばポリシリコン膜24aとコバルトシリサイド膜30の積層膜から構成されている。
(Embodiment 1)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the semiconductor device according to the first embodiment. In FIG. 4, a plurality of
ゲート電極24の両側の側壁には、サイドウォール27が形成されており、サイドウォール27下のp型ウェル22内には、低濃度n型不純物拡散領域25、26が形成されている。低濃度n型不純物拡散領域25、26の外側には、高濃度n型不純物拡散領域28、29が形成されており、この高濃度n型不純物拡散領域28、29上には、コバルトシリサイド膜30が形成されている。
低濃度n型不純物拡散領域25、高濃度n型不純物拡散領域28およびコバルトシリサイド膜30によりnチャネル型MISFETのソース領域が形成されている。同様に、低濃度n型不純物拡散領域26、高濃度n型不純物拡散領域29およびコバルトシリサイド膜30によりnチャネル型MISFETのドレイン領域が形成されている。
The low-concentration n-type
次に、nチャネル型MISFETが形成された半導体基板20上には、窒化シリコン膜31および酸化シリコン膜32が形成されている。窒化シリコン膜31および酸化シリコン膜32は層間絶縁膜として機能する膜であり、この窒化シリコン膜31および酸化シリコン膜32には、これらの膜を貫通してソース領域またはドレイン領域に接続するプラグ35が形成されている。プラグ35は例えば、窒化チタン膜とタングステン膜の積層膜から形成されている。
Next, a
プラグ35が形成された酸化シリコン膜32上には、炭窒化シリコン膜36および酸化シリコン膜(絶縁膜)37が形成されている。この炭窒化シリコン膜36および酸化シリコン膜37には、埋め込むように配線(金属配線層)41および配線42が形成されている。配線41および配線42は、例えばタンタル膜をバリア導体膜とし、このタンタル膜上に形成された銅膜より構成されている。そして、配線41および配線42は、プラグ35に接続するように形成されている。
A
次に、配線41、42上を含む酸化シリコン膜37上には、炭窒化シリコン膜43が形成されている。この炭窒化シリコン膜43は、配線41、42を構成する銅原子が他の領域へ拡散するのを防止する機能を有する。すなわち、炭窒化シリコン膜43は、銅原子の拡散防止用絶縁膜である。
Next, a
ここで、本実施の形態1における半導体装置の一つの特徴は、配線41およびその近傍上に形成されている炭窒化シリコン膜43の膜厚が、他の領域、例えば酸化シリコン膜37上に形成されている炭窒化シリコン膜43の膜厚よりも相対的に厚くなっている点である。このように、配線41上に形成されている炭窒化シリコン膜43の膜厚を相対的に厚くすることにより、炭窒化シリコン膜43を貫通するピンホールの発生を防止できる。
Here, one feature of the semiconductor device in the first embodiment is that the film thickness of the
炭窒化シリコン膜43は、形成する際にピンホールなどの欠陥が発生することがある。このピンホールが炭窒化シリコン膜43を貫通するものである場合には、以下に説明するような不具合が発生する。すなわち、図4に示すように、配線41上には、配線41に接続するプラグ52が形成されているが、このプラグ52を作るために接続孔(ビアホール)が形成される。この接続孔は、配線41上に形成された炭窒化シリコン膜43を露出するように形成され、その後、洗浄処理が実施される。したがって、炭窒化シリコン膜43を貫通するピンホールが炭窒化シリコン膜43に形成されていると、このピンホールから洗浄液が配線41に浸入する。すると配線41を構成する銅膜が消失するという不具合が発生する。
When the
そこで、本実施の形態1では、配線41上に形成する炭窒化シリコン膜43の膜厚を厚くすることによって貫通するピンホールの発生を防止している。このように貫通するピンホールの発生を防止できれば、配線41を構成する銅膜の消失を防止することができる。一方、炭窒化シリコン膜43の膜厚を配線41上だけでなく、他の領域にわたっても厚くすると、多層に形成される配線間の容量が増加してしまう。このため、本実施の形態1では、配線41およびその近傍上に形成する炭窒化シリコン膜43の膜厚だけを他の領域に形成されている炭窒化シリコン膜43の膜厚より厚くしている。これにより、配線41上で貫通するピンホールの発生を防止できるとともに、配線間容量の増加を抑制することができる。
Therefore, in the first embodiment, the generation of penetrating pins is prevented by increasing the thickness of the
次に、炭窒化シリコン膜43上には、層間絶縁膜となる酸化シリコン膜44が形成されており、この酸化シリコン膜44上に炭窒化シリコン膜45および酸化シリコン膜46が形成されている。酸化シリコン膜44には、プラグ52が形成されており、このプラグ52は、炭窒化シリコン膜43を貫通して配線41に接続されている。また、プラグ52の上部には、炭窒化シリコン膜45および酸化シリコン膜46に埋め込まれた配線53が形成されている。なお、図4では図示していないが、配線53よりも上層に多層配線が形成されていてもよい。
Next, a
本実施の形態1における半導体装置は上記のように構成されており、以下にその製造方法について説明する。 The semiconductor device according to the first embodiment is configured as described above, and a manufacturing method thereof will be described below.
図5に示すように、例えば1〜10Ωcm程度の比抵抗を有する半導体基板20を用意する。この半導体基板20は、p型の単結晶シリコンよりなり、その主面には、素子分離領域21が形成されている。素子分離領域21は、酸化シリコン膜よりなり、例えばSTI(Shallow Trench Isolation)法やLOCOS(Local Oxidization Of Silicon)などによって形成される。
As shown in FIG. 5, for example, a
次に、素子分離領域21によって分けられた領域、すなわちnチャネル型MISFETを形成する領域にp型ウェル22を形成する。p型ウェル22は、例えばイオン注入法により、ボロン(B)やフッ化ボロン(BF2)を導入することによって形成される。
Next, a p-
続いて、p型ウェル22上に、ゲート絶縁膜23を形成する。ゲート絶縁膜23は、例えば薄い酸化シリコン膜からなり、例えば熱酸化法を使用して形成することができる。
Subsequently, a
そして、ゲート絶縁膜23上に、ゲート電極24を形成する。ゲート電極24は、以下のようにして形成される。まず、半導体基板20のゲート絶縁膜23上にポリシリコン膜24aを形成し、形成したポリシリコン膜24aに、例えばイオン注入法を使用してリン(P)などn型不純物を注入する。このようにして、低抵抗のポリシリコン膜24aを形成した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用してポリシリコン膜24aをパターニングすることにより、ポリシリコン膜24aよりなるゲート電極24を形成する。
Then, a
次に、ゲート電極24の両側の領域に低濃度n型不純物拡散領域25、26を形成する。低濃度n型不純物拡散領域25、26は、例えばイオン注入法を使用してリンなどのn型不純物をpウェル22内に導入することによって形成される。
Next, lightly doped n-type
続いて、ゲート電極24の側壁にサイドウォール27を形成する。サイドウォール27は、半導体基板20上に例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法を使用して酸化シリコン膜を堆積し、堆積した酸化シリコン膜を異方性エッチングすることにより形成することができる。
Subsequently, a
サイドウォール27を形成した後、ゲート電極24の両側の領域に高濃度n型不純物拡散領域28、29を形成する。高濃度n型不純物拡散領域28、29は、例えばイオン注入法を使用して、リンなどのn型不純物を導入することによって形成される。高濃度n型不純物拡散領域28、29は、前述した低濃度n型不純物拡散領域25、26よりも不純物濃度が高い。
After the
次に、ゲート電極24および高濃度n型不純物拡散領域28、29の表面を露出させた後、半導体基板20上に例えばスパッタリング法を使用してコバルト(Co)膜を堆積させる。そして、熱処理を施すことによって、ゲート電極24および高濃度n型不純物拡散領域28、29上に、コバルトシリサイド膜30を形成する。これにより、ゲート電極24は、ポリシリコン膜24aとコバルトシリサイド膜30との積層膜から形成されるので、ゲート電極24を低抵抗化することができる。また、高濃度n型不純物拡散領域28、29の拡散抵抗とコンタクト抵抗を低抵抗化することができる。その後、未反応のコバルト膜は除去される。
Next, after exposing the surfaces of the
このようにして、p型ウェル22上にnチャネル型MISFETを形成することができる。
In this way, an n-channel MISFET can be formed on the p-
続いて、半導体基板20上に、例えばCVD法を使用して窒化シリコン膜31と酸化シリコン膜32を順次、堆積する。その後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、窒化シリコン膜31および酸化シリコン膜32を貫通するコンタクトホール33を形成する。コンタクトホール33の底部では、高濃度n型不純物拡散領域28、29上に形成されたコバルトシリサイド膜30が露出される。
Subsequently, a
次に、コンタクトホール33内にタングステン膜34bを埋め込んだプラグ35を形成する。プラグ35は、例えば以下のようにして形成することができる。まず、コンタクトホール33内を含む酸化シリコン膜32上に、例えばスパッタリング法を使用して、窒化チタン膜34aを形成した後、例えばCVD法を使用してタングステン膜34bをコンタクトホール33内に埋め込むように形成する。そして、酸化シリコン膜32上に形成された不要な窒化チタン膜34aおよびタングステン膜34bをCMP(Chemical Mechanical Polishing)法やエッチバック法を使用して除去することにより、プラグ35が形成される。
Next, the
図6〜図20は、図5に続く半導体装置の製造工程の断面図を示している。なお、理解を簡単にするために、図6〜図20では、酸化シリコン膜32より下の構造についての図示を省略している。
6 to 20 are sectional views of the semiconductor device manufacturing process following FIG. For the sake of easy understanding, the structures below the
まず、図6に示すように、プラグ35を形成した酸化シリコン膜32上に、例えばCVD法を使用して炭窒化シリコン膜36を形成する。炭窒化シリコン膜36は、その後行われるエッチングのストッパ膜となる。すなわち、炭窒化シリコン膜36は、酸化シリコン膜37に配線形成用の溝を形成する際、過度のエッチングにより下層に損傷を与えたり、加工寸法精度の劣化を防止するために形成される。
First, as shown in FIG. 6, a
その後、炭窒化シリコン膜36上に、例えばCVD法を使用して酸化シリコン膜(絶縁膜)37を形成する。この酸化シリコン膜37を形成する際、フッ素を添加してもよい。酸化シリコン膜37にフッ素を添加することにより、酸化シリコン膜37の誘電率を下げることができるため、配線遅延を抑制することができる。なお、酸化シリコン膜37の代わりに有機系の低誘電率材料を使用してもよい。
Thereafter, a silicon oxide film (insulating film) 37 is formed on the
次に、図7に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して炭窒化シリコン膜36および酸化シリコン膜37に配線溝(トレンチ溝)38を形成する。配線溝38の底部には、窒化チタン膜34aおよびタングステン膜34bが埋め込まれたプラグ35が露出している。
Next, as shown in FIG. 7, a wiring trench (trench trench) 38 is formed in the
続いて、図8に示すように、半導体基板20の主面上にタンタル膜39を形成する。タンタル膜39は、例えばスパッタリング法を使用して形成することができる。このタンタル膜39は、導電性バリア膜としての機能を有している。すなわち、後述するように配線溝21へ埋め込まれる銅のシリコンなどへの拡散を防止する機能を有している。このような導電性バリア膜としては、タンタル膜39に代えて、例えば、窒化タンタル膜、チタン(Ti)膜、窒化チタン(TiN)膜、タングステン(W)膜、窒化タングステン(WN)膜、窒化チタンシリサイド膜、窒化タングステンシリサイド膜などを用いてもよい。また、これらの合金を主材料に用いている膜でもよい。さらに、上記した単体膜だけでなく積層膜を使用することもできる。
Subsequently, as shown in FIG. 8, a
次に、タンタル膜39上に銅(Cu)膜からなる比較的薄いシード膜40aを形成する。シード膜40aは、例えばスパッタリング法を使用して形成することができる。このシード膜40aは、後述する主導体膜である銅膜40とタンタル膜39との密着性を向上させるために形成される。また、シード膜40aは、後述する電解めっき法を行う際の電極としての役割も有する。
Next, a relatively
その後、図9に示すように、半導体基板20の全面にシード膜40aに比べて相対的に厚い銅膜40を、配線溝38へ埋め込むように形成する。銅膜40は、例えば電解めっきや無電解めっきなどのめっき法を使用して形成される。また、導電性バリア膜上に直接スパッタリング法により銅膜40を形成した後、リフローすることにより表面を平坦化することによっても形成することができるし、CVD法を使用して銅膜40を堆積させるようにしてもよい。
Thereafter, as shown in FIG. 9, a
銅膜40の材料は、銅よりなるが、銅合金より構成してもよい。例えば、銅合金として、銅を主体とし、Mg、Ag、Pd、Ti、Ta、Al、Nb、ZrまたはZnなどを含むようなものが挙げられる。
The material of the
続いて、図10に示すように、配線溝38に埋め込まれたタンタル膜39および銅膜40を残す一方で、酸化シリコン膜37上に形成された不要なタンタル膜39および銅膜40を除去することにより、配線(金属配線層)41および配線42を形成する。不要なタンタル膜39および銅膜40の除去には、例えばCMPを使用した研磨によって行うことができる。配線41、42は、プラグ35を介してソース領域やドレイン領域などと電気的に接続されている。
Subsequently, as shown in FIG. 10, while leaving the
ここで、図9においては、シード膜40aと主導電膜である銅膜40とを分けて記載したが、シード膜40aと銅膜40は、一体化されているため、以後の図面においては銅膜40として記載する。
Here, in FIG. 9, the
次に、図11に示すように、配線41、42上を含む酸化シリコン膜37上に、炭窒化シリコン膜(拡散防止用絶縁膜)43を形成する。炭窒化シリコン膜43は、例えばCVD法により形成することができる。この炭窒化シリコン膜43は、配線41、42の主成分である銅が他の領域へ拡散することを防止する機能を有している。すなわち、炭窒化シリコン膜43は、銅の拡散を防止する拡散防止用絶縁膜として機能する。
Next, as shown in FIG. 11, a silicon carbonitride film (diffusion prevention insulating film) 43 is formed on the
炭窒化シリコン膜43は、形成する際にピンホール43aと呼ばれる欠陥が発生する場合がある。ピンホール43aが大きい場合、炭窒化シリコン膜43を貫通する可能性がある。このように、炭窒化シリコン膜43を貫通するピンホール43aが形成されると、後述するように配線41を構成する銅膜が消失する不具合が発生する。
When the
そこで、本実施の形態1では、炭窒化シリコン膜43にピンホール43aが発生しても、ピンホール43aが炭窒化シリコン膜43を貫通しないように、炭窒化シリコン膜43の膜厚を厚くしている。つまり、図11に示すように、配線41上にピンホール43aが発生しても、従来に比べて炭窒化シリコン膜43の膜厚を厚くしたので、ピンホール43aは、炭窒化シリコン膜43を貫通しない。具体的に、炭窒化シリコン膜43の膜厚は、例えば、約70nm〜約100nmである。
Therefore, in the first embodiment, even if a
続いて、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して炭窒化シリコン膜43を加工する。具体的には、図12に示すように、配線41およびその近傍上に形成された炭窒化シリコン膜43の膜厚を厚くしたまま、配線41上以外の例えば酸化シリコン膜37上に形成された炭窒化シリコン膜43の膜厚を薄くするように加工する。すなわち、配線41上および配線41近傍の酸化シリコン膜37上に形成された炭窒化シリコン膜43の厚さは、配線41から離れた酸化シリコン膜37上に形成された炭窒化シリコン膜43の厚さよりも厚くなっている。この相対的に薄い炭窒化シリコン膜43の膜厚は、例えば、約50nmである。
Subsequently, the
このように、配線41およびその近傍上に形成された炭窒化シリコン膜43の膜厚を相対的に厚くする一方、その他の領域上に形成された炭窒化シリコン膜43の膜厚を相対的に薄くしている。これにより、ピンホール43aが貫通した炭窒化シリコン膜43を配線41上に形成することを防止できるとともに、配線間容量の増加を抑制することができる。
Thus, while the film thickness of the
次に、図13に示すように、炭窒化シリコン膜43上に、酸化シリコン膜44、炭窒化シリコン膜45、酸化シリコン膜46および窒化シリコン膜47を順次、形成する。それぞれの膜は、例えばCVD法によって形成することができる。
Next, as shown in FIG. 13, a
続いて、図14に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、窒化シリコン膜47をパターニングする。パターニングは、配線溝(トレンチ溝)を形成する領域を開口するように行う。
Subsequently, as shown in FIG. 14, the
その後、図15に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、酸化シリコン膜44、炭窒化シリコン膜45および酸化シリコン膜46を貫通する接続孔(ビアホール)48を形成する。この接続孔48の底部には、炭窒化シリコン膜43が露出している。次に、半導体基板20上にある異物を除去するため、洗浄処理が行われる。ここで、接続孔48の底部には、炭窒化シリコン膜43が露出しているが、この炭窒化シリコン膜43の膜厚が充分に厚くなっているため、ピンホール43aは炭窒化シリコン膜43を貫通していない。したがって、洗浄処理の際、洗浄液がピンホール43aから配線41内に浸入することはなく、洗浄液によって配線41の主成分である銅膜が消失することを防止できる。
Thereafter, as shown in FIG. 15, a connection hole (via hole) 48 penetrating the
続いて、図16に示すように、パターニングした窒化シリコン膜47をマスクにして酸化シリコン膜46をエッチングすることにより、配線溝49を形成する。そして、図17に示すように、接続孔48の底部に露出している炭窒化シリコン膜43、配線溝49の底部に露出している炭窒化シリコン膜45およびパターニングした窒化シリコン膜47をエッチングにより除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 16, the
次に、図18に示すように、半導体基板20の主面上の全面に、例えばスパッタリング法を使用して、タンタル膜50を形成する。タンタル膜50は、前述したタンタル膜39と同様の機能を有し、例えば銅の拡散を防止する機能を有する。このとき、配線溝49および接続孔48にもタンタル膜50が形成される。
Next, as shown in FIG. 18, a
続いて、タンタル膜50が形成された半導体基板20に、例えばスパッタリング法を使用して銅膜よりなる比較的薄いシード膜51aを形成する。そして、図19に示すように、銅膜51を配線溝49および接続孔48へ埋め込むように形成する。銅膜51は、例えばめっき法を使用して形成することができ、銅や銅合金より形成されている。
Subsequently, a relatively
次に、図20に示すように、配線溝49および接続孔48に埋め込まれたタンタル膜50および銅膜51を残す一方で、酸化シリコン膜46上に形成された不要なタンタル膜50および銅膜51を除去することにより、プラグ52および配線53を形成する。不要なタンタル膜50および銅膜51の除去は、例えばCMP法を使用して行うことができる。
Next, as shown in FIG. 20, while leaving the
さらに、同様の製造工程を繰り返すことによって、第2層配線以降の配線を形成することもできるが、ここでは省略する。このようにして、nチャネル型MISFET上に多層配線を形成することができる。 Furthermore, by repeating the same manufacturing process, the wiring after the second layer wiring can be formed, but it is omitted here. In this way, a multilayer wiring can be formed on the n-channel MISFET.
以上説明したように、本実施の形態1によれば、配線41およびその近傍上に形成する炭窒化シリコン膜43の膜厚をそれ以外の領域に形成する炭窒化シリコン膜43より厚く形成したので、配線41上の炭窒化シリコン膜43を貫通するピンホール43aの発生を防止することができる。したがって、炭窒化シリコン膜43を露出する接続孔48を形成した後に行われる洗浄工程で、洗浄液がピンホール43aを介して配線41に浸入することを防止できるため、銅膜の消失を防止できる。
As described above, according to the first embodiment, the
また、配線41上以外の領域に形成する炭窒化シリコン膜43の膜厚を相対的に薄く形成したので、多層配線間の容量の増加を抑制することができる。つまり、貫通するピンホールの発生を防止するため、炭窒化シリコン膜43の膜厚を均一に厚くすると、多層配線間の容量の増加を招くことになる。そこで、本実施の形態1では、ピンホールの貫通を防止する必要のある領域(配線41上の領域)で、炭窒化シリコン膜43の膜厚を厚くする一方、その他の領域では、炭窒化シリコン膜43の膜厚を薄くしているのである。
In addition, since the
さらに、接続孔48を形成した後に、洗浄工程を追加することができるので、半導体基板20上に付着した異物を除去することができる。したがって、パターン欠陥の発生を抑制することができ、製品の歩留まり向上を図ることができる。
Furthermore, since the cleaning process can be added after the
(実施の形態2)
前記実施の形態1では、拡散防止用絶縁膜として機能する炭窒化シリコン膜を一度の工程で形成する例を示した。つまり、一回の工程で膜厚の厚い炭窒化シリコン膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、配線41以外の領域上に形成されている炭窒化シリコン膜の膜厚を薄くしていた。本実施の形態2では、炭窒化シリコン膜を2層にわたって形成する例について説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the example in which the silicon carbonitride film functioning as the diffusion-preventing insulating film is formed in one step has been described. That is, after a thick silicon carbonitride film is formed in a single process, the film thickness of the silicon carbonitride film formed on the region other than the
図5〜図10までの工程は、前記実施の形態1と同様である。続いて、図21に示すように、配線41、42上を含む酸化シリコン膜37上に炭窒化シリコン膜(第1拡散防止用絶縁膜)55を形成する。この炭窒化シリコン膜55は、例えばCVD法を使用して形成することができ、例えば、その膜厚は約35nmである。このように、本実施の形態2で形成される炭窒化シリコン膜55の膜厚は、前記実施の形態1で形成される炭窒化シリコン膜43の膜厚に比べて薄くなっている。したがって、本実施の形態2では、炭窒化シリコン膜55を貫通するピンホール55aが炭窒化シリコン膜55に形成されている。
5 to 10 are the same as those in the first embodiment. Subsequently, as shown in FIG. 21, a silicon carbonitride film (first diffusion preventing insulating film) 55 is formed on the
そして、図22に示すように、炭窒化シリコン膜55上に、例えばCVD法を使用して炭窒化シリコン膜(第2拡散防止用絶縁膜)56を形成する。この炭窒化シリコン膜56の膜厚は、例えば約35nmであり、炭窒化シリコン膜56を貫通するピンホール56aが形成されている。
Then, as shown in FIG. 22, a silicon carbonitride film (second diffusion prevention insulating film) 56 is formed on the
ここで、炭窒化シリコン膜55と炭窒化シリコン膜56とは別の工程で形成されている。このため、炭窒化シリコン膜55に形成されるピンホール55aの位置と炭窒化シリコン膜56に形成されるピンホール56aの位置は、ずれることになる。したがって、炭窒化シリコン膜55および炭窒化シリコン膜56をともに貫通するピンホールの発生を防止することができる。このように、本実施の形態2では、薄い炭窒化シリコン膜を2層にわたって形成することにより、貫通するピンホールの発生を防止している。
Here, the
前記実施の形態1では、炭窒化シリコン膜43が1層で形成されているため、ピンホール43aが発生したとき、貫通を防止するためには膜厚を充分に厚くする必要がある。これに対し、本実施の形態2では、炭窒化シリコン膜55と炭窒化シリコン膜56とを別の工程で形成している。すなわち、本実施の形態2では、炭窒化シリコン膜を2層にわたって形成している。したがって、2層の膜間でピンホールの発生位置がずれるため、実施の形態1に比べて薄い膜でピンホールの貫通を防止できる効果が得られる。
In the first embodiment, since the
次に、図23に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、炭窒化シリコン膜56をパターニングする。パターニングは、配線41およびその近傍上に炭窒化シリコン膜56が残るように行われ、その他の領域に炭窒化シリコン膜56が残らないように行われる。これにより、配線41上に形成されている炭窒化シリコン膜55、56を貫通するピンホールの発生を防止できる。また、配線41およびその近傍領域以外の領域では、炭窒化シリコン膜56が除去されていることから、多層配線間の容量の増加を抑制することができる。
Next, as shown in FIG. 23, the
続いて、図24に示すように、炭窒化シリコン膜55、56上に、酸化シリコン膜44、炭窒化シリコン膜45、酸化シリコン膜46および窒化シリコン膜47を順次、形成する。そして、図25に示すように、窒化シリコン膜47をパターニングした後、図26に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、酸化シリコン膜44、炭窒化シリコン膜45および酸化シリコン膜46を貫通する接続孔48を形成する。その後、半導体基板20に付着した異物を除去するため、洗浄処理が行われる。
Subsequently, as shown in FIG. 24, a
このとき、接続孔48の底部に炭窒化シリコン膜56が露出している。露出している炭窒化シリコン膜56には、ピンホール56aが形成されているが、炭窒化シリコン膜56の下層には、炭窒化シリコン膜55が形成されているため、ピンホール56aは配線41にまで貫通していない。したがって、上述した洗浄工程において、洗浄液がピンホール56aを介して配線41に浸入することを防止でき、銅膜の消失を防止できる。
At this time, the
次に、図27に示すように、パターニングした窒化シリコン膜47をマスクにしたエッチングにより、酸化シリコン膜46に配線溝49を形成する。そして、図28に示すように、接続孔48の底部に露出した炭窒化シリコン膜55、56、配線溝49の底部に露出した炭窒化シリコン膜45およびパターニングした窒化シリコン膜47を除去する。
Next, as shown in FIG. 27, a
その後、図29に示すように、接続孔48および配線溝49内にタンタル膜50および銅膜51を埋め込むことにより、プラグ52および配線53を形成する。このようにして、多層配線を形成することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 29, plug 52 and
(実施の形態3)
前記実施の形態2では、拡散防止用絶縁膜となる炭窒化シリコン膜を2層構造で形成する例を説明した。本実施の形態3では、拡散防止用絶縁膜となる炭窒化シリコン膜を2層構造で形成し、さらにその間にエッチングストッパ膜を形成する例について説明する。
(Embodiment 3)
In the second embodiment, the example in which the silicon carbonitride film serving as the diffusion preventing insulating film is formed in a two-layer structure has been described. In the third embodiment, an example will be described in which a silicon carbonitride film serving as a diffusion preventing insulating film is formed in a two-layer structure, and an etching stopper film is further formed therebetween.
図21までの工程は、前記実施の形態2と同様である。続いて、図30に示すように、炭窒化シリコン膜(第1拡散防止用絶縁膜)55上に、エッチングストッパ膜57を形成する。このエッチングストッパ膜は、例えば酸化シリコン膜よりなり、その膜厚は、例えば、約5nm〜約10nmである。
The steps up to FIG. 21 are the same as those in the second embodiment. Subsequently, as shown in FIG. 30, an
その後、エッチングストッパ膜57上に図31に示すような炭窒化シリコン膜(第2拡散防止用絶縁膜)56を形成する。この炭窒化シリコン膜56の膜厚は、例えば約35nmであり、炭窒化シリコン膜56を貫通するピンホール56aが形成されている。
Thereafter, a silicon carbonitride film (second diffusion preventing insulating film) 56 as shown in FIG. 31 is formed on the
次に、図32に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、炭窒化シリコン膜56をパターニングする。パターニングは、配線41およびその近傍上に炭窒化シリコン膜56が残るように行われ、その他の領域に炭窒化シリコン膜56が残らないように行われる。これにより、配線41上に形成されている炭窒化シリコン膜55、56を貫通するピンホールの発生を防止できる。また、配線41およびその近傍領域以外の領域では、炭窒化シリコン膜56が除去されていることから、多層配線間の容量の増加を抑制することができる。
Next, as shown in FIG. 32, the
ここで、炭窒化シリコン膜56のパターニングはエッチングによって行われる。すなわち、配線41およびその近傍上以外の領域に形成されている炭窒化シリコン膜56はエッチングによって除去される。このとき、前記実施の形態2とは異なり本実施の形態3では、炭窒化シリコン膜56の下層にエッチングストッパ膜57が形成されている。したがって、炭窒化シリコン膜56のエッチングは、エッチングストッパ膜57が露出するまで行われ、その後のエッチングは進行しない。このように、エッチングストッパ膜57を形成することにより、制御性よく炭窒化シリコン膜56のエッチングを行うことができる。つまり、エッチングストッパ膜57を設けることにより、炭窒化シリコン膜56のエッチングを均一に行うことができる。なお、エッチングストッパ膜57は、炭窒化シリコン膜56のエッチングの際、高選択比がとれる材料であればよく、上述した酸化シリコン膜に限らない。
Here, the patterning of the
続いて、図33に示すように、炭窒化シリコン膜56およびエッチングストッパ膜57上に、酸化シリコン膜44、炭窒化シリコン膜45、酸化シリコン膜46および窒化シリコン膜47を順次、形成する。そして、窒化シリコン膜47をパターニングした後、図34に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、酸化シリコン膜44、炭窒化シリコン膜45および酸化シリコン膜46を貫通する接続孔48を形成する。その後、半導体基板20に付着した異物を除去するため、洗浄処理が行われる。
Subsequently, as shown in FIG. 33, a
このとき、接続孔48の底部に炭窒化シリコン膜56が露出している。露出している炭窒化シリコン膜56には、ピンホール56aが形成されているが、炭窒化シリコン膜56の下層には、エッチングストッパ膜57が形成されているため、ピンホール56aは配線41にまで貫通していない。したがって、上述した洗浄工程において、洗浄液がピンホール56aを介して配線41に浸入することを防止でき、銅膜の消失を防止できる。
At this time, the
次に、図35に示すように、パターニングした窒化シリコン膜47をマスクにしたエッチングにより、酸化シリコン膜46に配線溝49を形成する。そして、図36に示すように、接続孔48の底部に露出した炭窒化シリコン膜55、56、配線溝49の底部に露出した炭窒化シリコン膜45およびパターニングした窒化シリコン膜47を除去する。
Next, as shown in FIG. 35, a
その後、図37に示すように、接続孔48および配線溝49内にタンタル膜50および銅膜51を埋め込むことにより、プラグ52および配線53を形成する。このようにして、多層配線を形成することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 37, plug 52 and
(実施の形態4)
前記実施の形態2では、拡散防止用絶縁膜となる炭窒化シリコン膜を2層構造で形成する例を説明した。本実施の形態3では、拡散防止用絶縁膜となる炭窒化シリコン膜を2層構造で形成し、さらに配線およびその近傍領域上以外の領域には拡散防止用絶縁膜を形成しない例について説明する。
(Embodiment 4)
In the second embodiment, the example in which the silicon carbonitride film serving as the diffusion preventing insulating film is formed in a two-layer structure has been described. In the third embodiment, an example will be described in which a silicon carbonitride film serving as a diffusion-preventing insulating film is formed in a two-layer structure, and a diffusion-preventing insulating film is not formed in a region other than on the wiring and its neighboring region. .
図22までの工程は、前記実施の形態2と同様である。続いて、図38に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、炭窒化シリコン膜55および炭窒化シリコン膜56をパターニングする。パターニングは、配線41、42およびこれらの近傍領域上にだけ炭窒化シリコン膜55、56が残るように行われる。言い換えれば、酸化シリコン膜37の大部分の領域上に形成されている炭窒化シリコン膜55、56は除去される。
The steps up to FIG. 22 are the same as those in the second embodiment. Subsequently, as shown in FIG. 38, the
ここで、炭窒化シリコン膜55と炭窒化シリコン膜56を合わせた拡散防止用絶縁膜の厚さは、貫通するピンホールが形成されないのに充分な厚さを有している。これにより、配線41上に形成されている炭窒化シリコン膜55、56を貫通するピンホールの発生を防止できる。また、配線41、42上には、拡散防止用絶縁膜としての機能を有する炭窒化シリコン膜55、56が形成されているので、配線41、42からの銅原子の拡散を防止することができる。さらに、配線41、42およびこれらの近傍領域以外の領域では、炭窒化シリコン膜55、56の両方が除去されていることから、前記実施の形態2に比べて多層配線間の容量の増加を抑制することができる。
Here, the thickness of the diffusion preventing insulating film including the
続いて、図39に示すように、炭窒化シリコン膜55、56および酸化シリコン膜37上に、酸化シリコン膜44、炭窒化シリコン膜45、酸化シリコン膜46および窒化シリコン膜47を順次、形成する。そして、窒化シリコン膜47をパターニングした後、図40に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、酸化シリコン膜44、炭窒化シリコン膜45および酸化シリコン膜46を貫通する接続孔48を形成する。その後、半導体基板20に付着した異物を除去するため、洗浄処理が行われる。
Subsequently, as shown in FIG. 39, a
このとき、接続孔48の底部に炭窒化シリコン膜56が露出している。露出している炭窒化シリコン膜56には、ピンホール56aが形成されているが、炭窒化シリコン膜56の下層には、炭窒化シリコン膜55が形成されているため、ピンホール56aは配線41にまで貫通していない。したがって、上述した洗浄工程において、洗浄液がピンホール56aを介して配線41に浸入することを防止でき、銅膜の消失を防止できる。
At this time, the
次に、図41に示すように、パターニングした窒化シリコン膜47をマスクにしたエッチングにより、酸化シリコン膜46に配線溝49を形成する。そして、図42に示すように、接続孔48の底部に露出した炭窒化シリコン膜55、56、配線溝49の底部に露出した炭窒化シリコン膜45およびパターニングした窒化シリコン膜47を除去する。
Next, as shown in FIG. 41, a
その後、図43に示すように、接続孔48および配線溝49内にタンタル膜50および銅膜51を埋め込むことにより、プラグ52および配線53を形成する。このようにして、多層配線を形成することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 43, plug 52 and
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
前記実施の形態では、銅原子の拡散を防止する拡散防止用絶縁膜として、炭窒化シリコン膜を例にして説明したが、これに限らず、例えば、SiCNH膜、SiCH膜、SiCOH膜などであってもよい。 In the above embodiment, the silicon carbonitride film has been described as an example of the diffusion preventing insulating film for preventing the diffusion of copper atoms. However, the present invention is not limited to this. May be.
本発明は、半導体装置を製造する製造業に幅広く利用することができる。 The present invention can be widely used in the manufacturing industry for manufacturing semiconductor devices.
1 絶縁膜
2 絶縁膜
3 絶縁膜
4 配線
4a 導電性バリア膜
4b 銅膜
5 絶縁膜
5a ピンホール
6 絶縁膜
7 絶縁膜
8 絶縁膜
9 絶縁膜
10 接続孔
11 異物
12 配線溝
20 半導体基板
21 素子分離領域
22 p型ウェル
23 ゲート絶縁膜
24 ゲート電極
24a ポリシリコン膜
25 低濃度n型不純物拡散領域
26 低濃度n型不純物拡散領域
27 サイドウォール
28 高濃度n型不純物拡散領域
29 高濃度n型不純物拡散領域
30 コバルトシリサイド膜
31 窒化シリコン膜
32 酸化シリコン膜
33 コンタクトホール
34a 窒化チタン膜
34b タングステン膜
35 プラグ
36 炭窒化シリコン膜
37 酸化シリコン膜
38 配線溝
39 タンタル膜
40 銅膜
40a シード膜
41 配線
42 配線
43 炭窒化シリコン膜
43a ピンホール
44 酸化シリコン膜
45 炭窒化シリコン膜
46 酸化シリコン膜
47 窒化シリコン膜
48 接続孔
49 配線溝
50 タンタル膜
51 銅膜
51a シード膜
52 プラグ
53 配線
55 炭窒化シリコン膜
55a ピンホール
56 炭窒化シリコン膜
56a ピンホール
57 エッチングストッパ膜
DESCRIPTION OF
Claims (5)
(b)前記絶縁膜に埋め込まれた金属配線層と、
(c)前記金属配線層上を含む前記絶縁膜上に形成された拡散防止用絶縁膜と、
(d)前記拡散防止用絶縁膜を貫通して前記金属配線層に接続するプラグとを備え、
前記金属配線層上および前記金属配線層近傍の前記絶縁膜上に形成された前記拡散防止用絶縁膜の厚さは、前記金属配線層から離れた前記絶縁膜上に形成された前記拡散防止用絶縁膜の厚さよりも厚い半導体装置。 (A) an insulating film formed on the semiconductor substrate;
(B) a metal wiring layer embedded in the insulating film;
(C) a diffusion preventing insulating film formed on the insulating film including the metal wiring layer;
(D) including a plug that penetrates the diffusion-preventing insulating film and connects to the metal wiring layer;
The diffusion preventing insulating film formed on the metal wiring layer and on the insulating film in the vicinity of the metal wiring layer has a thickness for preventing the diffusion formed on the insulating film apart from the metal wiring layer. A semiconductor device that is thicker than the thickness of the insulating film.
(b)前記絶縁膜に埋め込まれた金属配線層と、
(c)前記絶縁膜上および前記金属配線層上に形成された第1拡散防止用絶縁膜と、
(d)前記金属配線層上の前記第1拡散防止用絶縁膜上および前記金属配線層近傍の前記絶縁膜上にある前記第1拡散防止用絶縁膜上に形成された第2拡散防止用絶縁膜と、
(e)前記第1拡散防止用絶縁膜および前記第2拡散防止用絶縁膜を貫通して前記金属配線層に接続するプラグとを備える半導体装置。 (A) an insulating film formed on the semiconductor substrate;
(B) a metal wiring layer embedded in the insulating film;
(C) a first diffusion preventing insulating film formed on the insulating film and on the metal wiring layer;
(D) a second diffusion preventing insulation formed on the first diffusion preventing insulating film on the metal wiring layer and on the first diffusion preventing insulating film on the insulating film near the metal wiring layer; A membrane,
(E) A semiconductor device comprising: a plug that penetrates the first diffusion preventing insulating film and the second diffusion preventing insulating film and is connected to the metal wiring layer.
(b)前記絶縁膜に埋め込まれた金属配線層と、
(c)前記絶縁膜上および前記金属配線層上に形成された第1拡散防止用絶縁膜と、
(d)前記金属配線層上の前記第1拡散防止用絶縁膜上および前記金属配線層近傍の前記絶縁膜上にある前記第1拡散防止用絶縁膜上に形成された第2拡散防止用絶縁膜と、
(e)前記第1拡散防止用絶縁膜と前記第2拡散防止用絶縁膜との間に形成されたエッチングストッパ膜と、
(f)前記第1拡散防止用絶縁膜、前記第2拡散防止用絶縁膜および前記エッチングストッパ膜を貫通して前記金属配線層に接続するプラグとを備える半導体装置。 (A) an insulating film formed on the semiconductor substrate;
(B) a metal wiring layer embedded in the insulating film;
(C) a first diffusion preventing insulating film formed on the insulating film and on the metal wiring layer;
(D) a second diffusion preventing insulation formed on the first diffusion preventing insulating film on the metal wiring layer and on the first diffusion preventing insulating film on the insulating film near the metal wiring layer; A membrane,
(E) an etching stopper film formed between the first diffusion preventing insulating film and the second diffusion preventing insulating film;
(F) A semiconductor device comprising: a first diffusion preventing insulating film; a second diffusion preventing insulating film; and a plug that penetrates the etching stopper film and connects to the metal wiring layer.
(b)前記絶縁膜に埋め込まれた金属配線層と、
(c)前記金属配線層上および前記金属配線層近傍の前記絶縁膜上に形成された拡散防止用絶縁膜と、
(d)前記拡散防止用絶縁膜を貫通して前記金属配線層に接続するプラグとを備え、
前記拡散防止用絶縁膜は、前記拡散防止用絶縁膜を貫通するピンホールの発生を防止する厚さを有する半導体装置。 (A) an insulating film formed on the semiconductor substrate;
(B) a metal wiring layer embedded in the insulating film;
(C) a diffusion preventing insulating film formed on the metal wiring layer and on the insulating film in the vicinity of the metal wiring layer;
(D) including a plug that penetrates the diffusion-preventing insulating film and connects to the metal wiring layer;
The diffusion preventing insulating film is a semiconductor device having a thickness that prevents the generation of pinholes penetrating the diffusion preventing insulating film.
(b)前記絶縁膜に埋め込むように金属配線層を形成する工程と、
(c)前記絶縁膜上および前記金属配線層上に第1拡散防止用絶縁膜を形成する工程と、
(d)前記第1拡散防止用絶縁膜上にエッチングストッパ膜を形成する工程と、
(e)前記エッチングストッパ膜上に第2拡散防止用絶縁膜を形成する工程と、
(f)前記第2拡散防止用絶縁膜をエッチングすることにより、前記第1拡散防止用絶縁膜および前記エッチングストッパ膜を介して前記金属配線層上にある前記第2拡散防止用絶縁膜と、前記第1拡散防止用絶縁膜および前記エッチングストッパ膜を介して前記金属配線層近傍の前記絶縁膜上にある前記第2拡散防止用絶縁膜とを残す工程とを備える半導体装置の製造方法。 (A) forming an insulating film on the semiconductor substrate;
(B) forming a metal wiring layer so as to be embedded in the insulating film;
(C) forming a first diffusion preventing insulating film on the insulating film and the metal wiring layer;
(D) forming an etching stopper film on the first diffusion preventing insulating film;
(E) forming a second diffusion preventing insulating film on the etching stopper film;
(F) etching the second diffusion preventing insulating film to form the second diffusion preventing insulating film on the metal wiring layer via the first diffusion preventing insulating film and the etching stopper film; And a step of leaving the second diffusion preventing insulating film on the insulating film in the vicinity of the metal wiring layer via the first diffusion preventing insulating film and the etching stopper film.
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