JP2006173144A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
Semiconductor device and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006173144A JP2006173144A JP2004358950A JP2004358950A JP2006173144A JP 2006173144 A JP2006173144 A JP 2006173144A JP 2004358950 A JP2004358950 A JP 2004358950A JP 2004358950 A JP2004358950 A JP 2004358950A JP 2006173144 A JP2006173144 A JP 2006173144A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wiring
- insulating film
- semiconductor device
- plasma
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、製造時のプラズマプロセスにおいてダメージを受けにくい半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device that is not easily damaged in a plasma process during manufacturing, and a manufacturing method thereof.
近年、半導体集積回路装置における高集積化が大きく進展してきており、高集積化に対応するためにトランジスタ等の素子の微細化、高性能化が図られており、ゲート絶縁膜の膜厚が薄くなる傾向にある。一方、素子の微細化に伴い、配線工程においてもプラズマ雰囲気において処理を行うプラズマプロセスが多用されるようになってきている。また、素子の高性能化に伴い、銅(Cu)配線の導入が進んでおり、Cu配線の導入によりますます、配線工程においてプラズマプロセスが用いられるようになってきている。 In recent years, high integration in semiconductor integrated circuit devices has greatly advanced, and in order to cope with high integration, elements such as transistors have been miniaturized and high performance has been achieved, and the thickness of the gate insulating film has been reduced. Tend to be. On the other hand, with the miniaturization of elements, a plasma process for performing processing in a plasma atmosphere is also frequently used in the wiring process. In addition, with the increase in performance of elements, the introduction of copper (Cu) wiring is progressing, and with the introduction of Cu wiring, a plasma process is increasingly used in the wiring process.
このように、ゲート絶縁膜が薄膜化されると共に、配線工程においてプラズマプロセスが多用されることによって、プラズマによるデバイスの損傷であるプラズマチャージダメージングが顕在化してきており、大きくクローズアップされてきている(例えば、非特許文献1を参照。)。 As described above, the gate insulating film is thinned and the plasma process is frequently used in the wiring process, so that plasma charge damage, which is a device damage due to plasma, has become obvious and has been greatly closed up. (For example, see Non-Patent Document 1).
プラズマチャージングダメージにより、種々のデバイス特性の劣化を伴う不良が発生しており、特にゲート絶縁膜の信頼性の劣化は重大な問題となっている。例えば、プラズマ雰囲気中において形成途中の半導体装置の表面に露出した配線等の導電部がアンテナとなり、プラズマ中のイオンや電子等の荷電粒子を捕捉する。導電部に捕捉された電荷は、配線を通じてゲート電極に蓄積され、ゲート電極と半導体基板との間に設けられたゲート絶縁膜に電界を発生させる。この電界が一定レベルを超えるとゲート絶縁膜に電流が流れるため、ゲート絶縁膜の劣化が生じる。 Due to the plasma charging damage, various defects with deterioration of device characteristics occur, and in particular, deterioration of the reliability of the gate insulating film is a serious problem. For example, a conductive part such as a wiring exposed on the surface of a semiconductor device being formed in a plasma atmosphere serves as an antenna, and captures charged particles such as ions and electrons in the plasma. The charges trapped in the conductive portion are accumulated in the gate electrode through the wiring, and an electric field is generated in the gate insulating film provided between the gate electrode and the semiconductor substrate. When this electric field exceeds a certain level, a current flows through the gate insulating film, which causes deterioration of the gate insulating film.
ダマシン構造を利用した銅(Cu)配線工程においては、Cuと層間絶縁膜又は配線間絶縁膜との密着性を向上させるために、タンタル(Ta)/窒化タンタル(TaN)膜がバリア膜として用いられている。この、Ta/TaN膜は、プラズマにより形成しているために、チャージングダメージが発生しやすい。(例えば、非特許文献2を参照。)。
In a copper (Cu) wiring process using a damascene structure, a tantalum (Ta) / tantalum nitride (TaN) film is used as a barrier film in order to improve adhesion between Cu and an interlayer insulating film or an inter-wiring insulating film. It has been. Since the Ta / TaN film is formed by plasma, charging damage is likely to occur. (For example, refer
このような、チャージングダメージによるゲート絶縁膜の劣化を防止するために、バイパス用の保護ダイオードを用いる方法が知られている。以下に、従来の保護ダイオードを用いたプラズマチャージングダメージの低減方法の一例を示す。 In order to prevent such deterioration of the gate insulating film due to charging damage, a method using a bypass protective diode is known. Hereinafter, an example of a method for reducing plasma charging damage using a conventional protection diode will be described.
図21は従来のCu配線を備えた半導体装置の製造方法の要部を工程順に示している。図21(a)に示すようにp型シリコンからなる基板101の上にゲート絶縁膜106とゲート電極108とを有するMIS(Metal Insulator Semiconductor)トランジスタと、MISトランジスタとは素子分離102によって分離されたn型の拡散層105からなる保護ダイオードとを形成する。次に、MISトランジスタを覆う第1の層間絶縁膜107を形成した後、第1の層間絶縁膜107を貫通して、ゲート電極108と電気的に接続されたコンタクトプラグ111を形成する。また、第1の層間絶縁膜107を貫通して拡散層105と電気的に接続されたコンタクトプラグ112を形成する。
FIG. 21 shows a main part of a method of manufacturing a semiconductor device having a conventional Cu wiring in the order of steps. As shown in FIG. 21A, a MIS (Metal Insulator Semiconductor) transistor having a gate
次に、第1の層間絶縁膜107の上に、エッチングストッパ109と第2の層間絶縁膜110とを堆積した後、第2の層間絶縁膜110及びエッチングストッパ109を選択的にエッチングして、コンタクトプラグ111及びコンタクトプラグ112が露出した溝部を形成する。
Next, after depositing an
次に、図21(b)に示すように、厚さが20nmのTa/TaNからなるバリア膜113を溝部の底面及び側面並びに第2の層間絶縁膜110の上に形成する。バリア膜113の形成にはプラズマによるスパッタ法が用いられ、一般的な放電電力は1.5kWで放電時間は20秒である。このプラズマプロセスにおいて発生する負の電荷は、コンタクトプラグ112を介して保護ダイオードに流れるため、ゲート絶縁膜106には電流が流れない。従って、プラズマチャージングダメージからMISトランジスタを保護することができる。
しかしながら、従来のプラズマチャージングダメージの回避のために保護ダイオードを設ける方法においては、半導体装置が完成した後にも保護ダイオードが接続されたままになる。半導体素子は微細化されており、わずかなリーク電流の増加によっても半導体装置の性能が大きく劣化する。従って、保護ダイオードによるリーク電流の増加は無視することができない問題である。 However, in the conventional method of providing a protection diode to avoid plasma charging damage, the protection diode remains connected even after the semiconductor device is completed. The semiconductor element is miniaturized, and the performance of the semiconductor device is greatly deteriorated by a slight increase in leakage current. Therefore, an increase in leakage current due to the protection diode is a problem that cannot be ignored.
また、プラズマプロセスにおいては、ゲート電極は負に帯電する場合も、正に帯電する場合もあり得る(例えば、非特許文献3を参照。)。しかし、保護ダイオードは一方方向にしか電流を流すことができないため、例えば図21の場合であれば、ゲート電極108が正に帯電する状態においては、保護ダイオードは機能せず、ゲート絶縁膜106に電流が流れるという問題がある。
In the plasma process, the gate electrode may be negatively charged or positively charged (see Non-Patent
また、バリア膜113の形成工程以外にも、上層の配線を形成するためにエッチングストッパ膜及び上層の層間絶縁膜を銅配線の上にさらに形成する工程等の種々のプラズマプロセスがある。これらの工程においてもバリア膜形成工程と同様に、プラズマによりチャージング電流が流れることが報告されている(例えば、非特許文献4を参照。)。しかし、従来の方法ではこれらのプロセスのことは考慮されておらず、これらのプロセスにおいて生じるプラズマチャージングダメージを防止できないという問題がある。
In addition to the step of forming the
本発明は、前記従来の問題を解決し、保護ダイオードにより半導体装置の特性を劣化させることなく、配線形成工程のプラズマプロセスにおいてプラズマチャージングダメージの発生を防止して、信頼性の高い半導体装置及びその製造方法を実現できるようにすることを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, prevents the occurrence of plasma charging damage in the plasma process of the wiring formation process without deteriorating the characteristics of the semiconductor device by the protection diode, and a highly reliable semiconductor device and It aims at enabling it to realize the manufacturing method.
前記の目的を達成するため、本発明は半導体装置の製造方法を、プラズマからの光を受光することにより導電性を示すプラズマ応答性絶縁膜の形成工程を備え、プラズマ雰囲気中における処理の際にのみプラズマからのチャージを逃がす電流パスが形成される構成とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming a plasma-responsive insulating film that exhibits conductivity by receiving light from plasma, and in the processing in a plasma atmosphere. Only the current path for releasing the charge from the plasma is formed.
具体的に本発明に係る第1の半導体装置の製造方法は、半導体基板の上に、絶縁膜及び該絶縁膜の上に形成された電極を有する半導体素子を形成する工程(a)と、半導体素子の上に、プラズマからの光を受光することにより導電性を示す絶縁体からなるプラズマ応答性絶縁膜を含む第1の絶縁膜積層体を形成する工程(b)と、第1の絶縁膜積層体の上面に露出するように、電極と電気的に接続される第1の配線及び半導体基板と電気的に接続され且つ第1の配線と絶縁されて隣接する第2の配線を形成する工程(c)と、第1の配線及び第2の配線が形成された第1の絶縁膜積層体の上に、プラズマ雰囲気中において第2の絶縁膜積層体を形成する工程(d)とを備え、第1の配線及び第2の配線は、プラズマ応答性絶縁膜と接するように形成され、工程(d)において、第1の配線が捕捉する電荷は、プラズマ応答性絶縁膜及び第2の配線を介して半導体基板へと逃がされることを特徴とする。 Specifically, a first method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step (a) of forming a semiconductor element having an insulating film and an electrode formed on the insulating film on a semiconductor substrate; Forming a first insulating film laminate including a plasma-responsive insulating film made of an insulating material by receiving light from plasma on the element; and a first insulating film Forming a first wiring electrically connected to the electrode and a second wiring electrically connected to the semiconductor substrate and insulated from the first wiring so as to be exposed on the upper surface of the stacked body; (C) and a step (d) of forming a second insulating film stack in a plasma atmosphere on the first insulating film stack on which the first wiring and the second wiring are formed. The first wiring and the second wiring are in contact with the plasma-responsive insulating film. Is formed, in the step (d), the charges first wiring is captured, characterized in that it is released into the semiconductor substrate through the plasma response insulating film and the second wiring.
第1の半導体装置の製造方法によれば、プラズマ雰囲気中において第2の絶縁膜積層体を形成する工程において、第1の配線が捕捉する電荷は、プラズマ応答性絶縁膜及び第2の配線を介して半導体基板へと逃がされるため、電極と接続された配線の上に絶縁膜をプラズマを用いて形成する際に、電極から絶縁膜を介して基板へプラズマチャージング電流が流れることはないので、絶縁膜がプラズマチャージングダメージにより劣化することはない。また、プラズマからの光がプラズマ応答性絶縁膜に入射しない場合には、第1の配線と第2の配線とは絶縁されているので、半導体装置が完成した後にリーク電流が増加することはない。 According to the first method for manufacturing a semiconductor device, in the step of forming the second insulating film stack in the plasma atmosphere, the charge captured by the first wiring is applied to the plasma-responsive insulating film and the second wiring. The plasma charging current does not flow from the electrode to the substrate through the insulating film when the insulating film is formed on the wiring connected to the electrode using plasma. The insulating film is not deteriorated by plasma charging damage. In addition, when light from plasma does not enter the plasma-responsive insulating film, the first wiring and the second wiring are insulated from each other, so that the leakage current does not increase after the semiconductor device is completed. .
第1の半導体装置の製造方法において、工程(c)は、第1の絶縁膜積層体の上部に第1の溝部及び第2の溝部を互いに間隔をおいて形成した後、形成した第1の溝部に第1の配線を形成すると共に、形成した第2の溝部に第2の配線を形成する工程であることが好ましい。このような構成とすることにより、ダマシンプロセスにより金属配線を確実に形成することができる。 In the first method for manufacturing a semiconductor device, the step (c) includes forming the first groove portion and the second groove portion on the first insulating film stacked body at a distance from each other, and then forming the first groove portion. Preferably, the first wiring is formed in the groove and the second wiring is formed in the formed second groove. With such a configuration, metal wiring can be reliably formed by a damascene process.
この場合において、工程(c)は、第1の溝部及び第2の溝部にそれぞれ電極と電気的に接続される第1の導電膜及び半導体基板と電気的に接続される第2の導電膜をプラズマ雰囲気中において形成する工程を含み、第1の導電膜及び第2の導電膜は、プラズマ応答性絶縁膜と接するように形成され、工程(c)において、第1の導電膜を形成する際に第1の導電膜が捕捉する電荷は、プラズマ応答性絶縁膜及び第2の導電膜を介して半導体基板へと逃がされることが好ましい。このような構成とすることにより、金属配線のバリア膜を形成する工程におけるプラズマチャージングダメージの発生を防止することができる。 In this case, in the step (c), a first conductive film electrically connected to the electrode and a second conductive film electrically connected to the semiconductor substrate are respectively connected to the first groove portion and the second groove portion. Including a step of forming in a plasma atmosphere, wherein the first conductive film and the second conductive film are formed to be in contact with the plasma-responsive insulating film, and when the first conductive film is formed in step (c). In addition, the charge captured by the first conductive film is preferably released to the semiconductor substrate through the plasma-responsive insulating film and the second conductive film. With such a configuration, it is possible to prevent the occurrence of plasma charging damage in the step of forming the barrier film of the metal wiring.
この場合において第1の導電膜及び第2の導電膜は、タンタル若しくは窒化タンタルからなる単層膜又はタンタルと窒化タンタルとからなる積層膜であることが好ましい。このような構成とすることにより、第1の配線及び第2の配線をダマシンプロセスにより確実に形成することができる。 In this case, the first conductive film and the second conductive film are preferably a single layer film made of tantalum or tantalum nitride, or a laminated film made of tantalum and tantalum nitride. With such a configuration, the first wiring and the second wiring can be reliably formed by a damascene process.
第1の半導体装置の製造方法は、第2の絶縁膜積層体の上部に第3の溝部を形成した後、形成した第3の溝部に第1の配線と電気的に接続される第3の配線を形成する工程(e)と、第3の配線が形成された第2の絶縁膜積層体の上に、第3の絶縁膜積層体をプラズマ雰囲気中において形成する工程(f)とをさらに備え、工程(e)において、第3の配線が捕捉する電荷は、第1の配線とプラズマ応答性絶縁膜と第2の配線とを介して半導体基板へと逃がされることが好ましい。このような構成とすることにより、上層配線を形成する際にプラズマチャージングダメージが発生することを防止することができる。 In the first method for manufacturing a semiconductor device, a third groove is formed on the second insulating film stack, and then the third groove is electrically connected to the first wiring in the formed third groove. A step (e) of forming a wiring, and a step (f) of forming a third insulating film stack in a plasma atmosphere on the second insulating film stack on which the third wiring is formed. In the step (e), the charge captured by the third wiring is preferably released to the semiconductor substrate through the first wiring, the plasma-responsive insulating film, and the second wiring. With such a configuration, it is possible to prevent plasma charging damage from occurring when the upper layer wiring is formed.
第1の半導体装置の製造方法において、工程(e)は、第2の絶縁膜積層体に第1の配線を露出させるビアホールをプラズマエッチングにより形成する工程を含み、ビアホールを形成する工程において、第1の配線が捕捉する電荷は、プラズマ応答性絶縁膜及び第2の配線を介して半導体基板へと逃がされることが好ましい。このような構成とすることにより、ビアホールを形成する際にプラズマチャージングダメージが発生することを防止することが可能となる。 In the first method for manufacturing a semiconductor device, the step (e) includes a step of forming a via hole that exposes the first wiring in the second insulating film stack by plasma etching. In the step of forming the via hole, The charge captured by one wiring is preferably released to the semiconductor substrate through the plasma-responsive insulating film and the second wiring. With such a configuration, it is possible to prevent the occurrence of plasma charging damage when forming a via hole.
第1の半導体装置の製造方法において、工程(e)は、少なくともビアホールの底面及び側壁に第3の導電膜をプラズマ雰囲気中において形成する工程を含み、第3の導電膜を形成する工程において、第3の導電膜を形成する際に第3の導電膜が捕捉する電荷は、第1の配線とプラズマ応答性絶縁膜と第2の配線とを介して半導体基板へと逃がされることが好ましい。このような構成とすることにより、金属配線のバリア膜を形成する際にプラズマチャージングダメージが発生することを防止できる。この場合において、第3の導電膜は、タンタル若しくは窒化タンタルからなる単層膜又はタンタルと窒化タンタルとからなる積層膜であることが好ましい。 In the first method for manufacturing a semiconductor device, the step (e) includes a step of forming a third conductive film in a plasma atmosphere at least on the bottom and side walls of the via hole. In the step of forming the third conductive film, The charge captured by the third conductive film when the third conductive film is formed is preferably released to the semiconductor substrate through the first wiring, the plasma-responsive insulating film, and the second wiring. By adopting such a configuration, it is possible to prevent plasma charging damage from occurring when the barrier film of the metal wiring is formed. In this case, the third conductive film is preferably a single layer film made of tantalum or tantalum nitride or a laminated film made of tantalum and tantalum nitride.
第1の半導体装置の製造方法は、第2の絶縁膜積層体の上部に、第3の溝部と間隔をおいて第4の溝部を形成した後、電気的に浮遊しているダミー配線を第4の溝部に形成する工程(g)をさらに備え、第2の絶縁膜積層体における、第1の配線と第2の配線との間の領域に形成されたプラズマ応答性絶縁膜の上側の領域には、ダミー配線を形成しないことが好ましい。このような構成とすることにより、上層配線を形成する際に、プラズマ応答性絶縁膜を介して電荷を逃がし、プラズマチャージングダメージの発生を防止することが確実に可能となる。 In the first method for manufacturing a semiconductor device, a fourth groove portion is formed on the second insulating film stacked body at a distance from the third groove portion, and then the electrically floating dummy wiring is connected to the first semiconductor device. And a step (g) of forming in the groove portion of 4 in the second insulating film laminate, the region above the plasma-responsive insulating film formed in the region between the first wiring and the second wiring In this case, it is preferable not to form a dummy wiring. With such a configuration, when forming the upper layer wiring, it is possible to reliably release charges through the plasma-responsive insulating film and prevent the occurrence of plasma charging damage.
第1の半導体装置の製造方法は、第1の絶縁膜積層体に、第1の配線と隣接し且つ電気的に浮遊している第4の配線と、該第4の配線と隣接し且つ半導体基板と電気的に接続される第5の配線とを形成する工程(j)をさらに備え、第4の配線及び第5の配線は、プラズマ応答性絶縁膜と接するように形成され、工程(d)において、第4の配線が捕捉する電荷は、プラズマ応答性絶縁膜及び第5の配線を介して半導体基板へと逃がされることが好ましい。このような構成とすることにより、浮遊配線によりプラズマチャージングダメージが発生することを確実に防止できる。 According to a first method for manufacturing a semiconductor device, a fourth wiring that is adjacent to a first wiring and is electrically floating, a semiconductor that is adjacent to the fourth wiring, and a semiconductor The method further includes a step (j) of forming a fifth wiring electrically connected to the substrate, wherein the fourth wiring and the fifth wiring are formed in contact with the plasma-responsive insulating film, and the step (d) ), The charge captured by the fourth wiring is preferably released to the semiconductor substrate through the plasma-responsive insulating film and the fifth wiring. With this configuration, it is possible to reliably prevent plasma charging damage from being caused by the floating wiring.
第1の半導体装置の製造方法において、プラズマ応答性絶縁膜は、二酸化シリコンと比べて屈折率が大きい絶縁体からなることが好ましい。この場合において、二酸化シリコンと比べて屈折率が大きい絶縁体は、窒化シリコンであることが好ましい。このような構成とすることにより、プラズマ雰囲気中においてプラズマチャージング電流を基板に確実に逃がすことが可能となる。 In the first method for manufacturing a semiconductor device, the plasma-responsive insulating film is preferably made of an insulator having a higher refractive index than silicon dioxide. In this case, the insulator having a higher refractive index than silicon dioxide is preferably silicon nitride. With such a configuration, it is possible to reliably release the plasma charging current to the substrate in the plasma atmosphere.
第1の半導体装置の製造方法において、第1の絶縁膜積層体は、二酸化シリコンからなる膜を含み、プラズマ応答性絶縁膜は、二酸化シリコンからなる膜に窒素プラズマを照射することにより形成することが好ましい。このような構成とすることにより、プラズマ応答性絶縁間膜を確実に形成することができる。 In the first method for manufacturing a semiconductor device, the first insulating film stack includes a film made of silicon dioxide, and the plasma-responsive insulating film is formed by irradiating the film made of silicon dioxide with nitrogen plasma. Is preferred. With such a configuration, a plasma-responsive inter-insulating film can be reliably formed.
第1の半導体装置の製造方法は、半導体基板における第2の配線と電気的に接続される領域に、不純物拡散層を形成する工程(h)をさらに備えていることが好ましい。
このような構成とすることにより、半導体基板の抵抗を小さくして、電荷を逃がしやすくすることができるので、プラズマチャージングダメージの発生を確実に防止できる。
The first method for manufacturing a semiconductor device preferably further includes a step (h) of forming an impurity diffusion layer in a region electrically connected to the second wiring in the semiconductor substrate.
With such a configuration, the resistance of the semiconductor substrate can be reduced and the charge can be easily released, so that the occurrence of plasma charging damage can be reliably prevented.
第1の半導体装置の製造方法において、工程(c)は、第1の絶縁膜積層体の上部に互いに間隔をおいて複数の第2の溝部を形成した後、形成した複数の第2の溝部にそれぞれが第1の配線と絶縁された複数の第2の配線を形成する工程であることが好ましい。このような構成とすることにより、大きなプラズマチャージング電流が発生した場合にも、プラズマチャージング電流を基板に確実に逃がすことが可能となる。 In the first method for manufacturing a semiconductor device, in the step (c), a plurality of second groove portions are formed after forming a plurality of second groove portions spaced apart from each other on the first insulating film stack. Preferably, the step is a step of forming a plurality of second wirings each insulated from the first wiring. With such a configuration, even when a large plasma charging current is generated, the plasma charging current can be reliably released to the substrate.
この場合において、半導体基板における各第2の配線と電気的に接続される領域に、それぞれダイオードを形成する工程(i)をさらに備えていることが好ましい。また、工程(i)において、ダイオードは、第2の配線から半導体基板に向かって電流が流れる一の素子と、半導体基板から第2の配線へ電流が流れる他の素子とを少なくとも1つずつ形成することが好ましい。このような構成とすることにより、正負いずれの電荷についても基板に確実に逃がすことができる。 In this case, it is preferable that the semiconductor substrate further includes a step (i) of forming a diode in a region electrically connected to each second wiring in the semiconductor substrate. In the step (i), the diode forms at least one element in which current flows from the second wiring toward the semiconductor substrate and another element in which current flows from the semiconductor substrate to the second wiring. It is preferable to do. With such a configuration, both positive and negative charges can be reliably released to the substrate.
第1の半導体装置の製造方法において、第2の絶縁膜積層体は、低誘電率の層間絶縁膜と、層間絶縁膜とはエッチングレートが異なるエッチングストッパ膜とを含むことが好ましい。また、エッチングストッパ層は、炭素含有酸化シリコンからなることが好ましい。このような構成とすることにより、上層配線を確実に形成することができる。 In the first method for manufacturing a semiconductor device, the second insulating film stack preferably includes an interlayer insulating film having a low dielectric constant and an etching stopper film having an etching rate different from that of the interlayer insulating film. The etching stopper layer is preferably made of carbon-containing silicon oxide. With this configuration, the upper layer wiring can be reliably formed.
第1の半導体装置の製造方法において、絶縁膜は容量性の絶縁膜であればよく、ゲート絶縁膜であっても、容量絶縁膜であってもよい。 In the first method for manufacturing a semiconductor device, the insulating film may be a capacitive insulating film, and may be a gate insulating film or a capacitive insulating film.
本発明に係る第2の半導体装置の製造方法は、半導体基板の上に、絶縁膜及び該絶縁膜の上に形成された電極を有する半導体素子を形成する半導体素子形成工程と、半導体基板の上に絶縁膜積層体を形成する絶縁膜積層体形成工程と、絶縁膜積層体の上部に互いに間隔をおいて第1の溝部及び第2の溝部を形成した後、形成した第1の溝部に電極と電気的に接続される第1の配線を形成すると共に、形成した第2の溝部に半導体基板と電気的に接続される第2の配線を形成する配線形成工程とを備え、配線形成工程は、絶縁膜積層体の上に第1の導電膜を形成する工程(a)と、第1の導電膜を形成した絶縁膜積層体に第1の溝部及び第2の溝部を形成した後、形成した第1の溝部及び第2の溝部にそれぞれ電極と電気的に接続される第2の導電膜及び半導体基板と電気的に接続される第3の導電膜をプラズマ雰囲気中において形成する工程(b)と、工程(b)よりも後に、第1の導電膜を除去する工程(c)とを含み、第2の導電膜及び第3の導電膜は、第1の導電膜と接するように形成され、工程(b)において、第2の導電膜を形成する際に第2の導電膜が捕捉する電荷は、第1の導電膜及び第3の導電膜を介して半導体基板へと逃がされることを特徴とする。 A second semiconductor device manufacturing method according to the present invention includes a semiconductor element forming step of forming a semiconductor element having an insulating film and an electrode formed on the insulating film on the semiconductor substrate; Forming an insulating film stack on the insulating film stack, forming a first groove and a second groove on the upper portion of the insulating film stack, and then forming an electrode on the formed first groove Forming a first wiring electrically connected to the semiconductor substrate, and forming a second wiring electrically connected to the semiconductor substrate in the formed second groove, the wiring forming process comprising: (A) forming a first conductive film on the insulating film stack, and forming the first groove and the second groove on the insulating film stack on which the first conductive film is formed. The second groove electrically connected to the electrodes in the first groove and the second groove respectively. A step (b) of forming a third conductive film electrically connected to the electric film and the semiconductor substrate in a plasma atmosphere; and a step (c) of removing the first conductive film after the step (b). The second conductive film and the third conductive film are formed in contact with the first conductive film, and the second conductive film is formed when the second conductive film is formed in the step (b). The charge trapped by is released to the semiconductor substrate through the first conductive film and the third conductive film.
第2の半導体装置の製造方法によれば、第2の導電膜及び第3の導電膜は、第1の導電膜と接するように形成されるため、第2の導電膜を形成する際に第2の導電膜が捕捉する電荷は、第1の導電膜及び第3の導電膜を介して半導体基板へと逃がされる。従って、ダマシンプロセスにおけるバリア膜形成工程においてチャージング電流を基板へ確実に逃がすことが可能となり、その結果、プラズマチャージングダメージの発生を防止することができる。また、第1の導電膜を除去する工程を備えているため、半導体装置が完成した際には第1の配線と第2の配線が絶縁されるので、リーク電流の増加を防止することができる。 According to the second method for manufacturing a semiconductor device, the second conductive film and the third conductive film are formed in contact with the first conductive film, so that the second conductive film is formed when the second conductive film is formed. The charge captured by the second conductive film is released to the semiconductor substrate through the first conductive film and the third conductive film. Therefore, the charging current can be surely released to the substrate in the barrier film forming step in the damascene process, and as a result, the occurrence of plasma charging damage can be prevented. In addition, since the first conductive film is removed, the first wiring and the second wiring are insulated when the semiconductor device is completed, so that an increase in leakage current can be prevented. .
第2の半導体装置の製造方法において、第1の導電膜は、タンタル若しくは窒化タンタルからなる単層膜又はタンタルと窒化タンタルとからなる積層膜であることが好ましく、工程(c)は、第1の導電膜を化学的機械的研磨法により除去する工程であることが好ましい。 In the second method for manufacturing a semiconductor device, the first conductive film is preferably a single layer film made of tantalum or tantalum nitride or a laminated film made of tantalum and tantalum nitride, and step (c) The conductive film is preferably removed by a chemical mechanical polishing method.
第2の半導体装置の製造方法において、絶縁膜は容量性の絶縁膜であればよく、ゲート絶縁膜であっても、容量絶縁膜であってもよい。 In the second method for manufacturing a semiconductor device, the insulating film may be a capacitive insulating film, and may be a gate insulating film or a capacitive insulating film.
本発明に係る半導体装置は、半導体基板の上に形成された絶縁膜及び該絶縁膜の上に形成された電極を有する半導体素子と、半導体基板の上に半導体素子を覆うように形成された、プラズマからの光を受光すると導電性を示す絶縁体からなるプラズマ応答性絶縁膜を含む第1の絶縁膜積層体と、第1の絶縁膜積層体に形成され且つ電極と電気的に接続された第1の配線と、第1の絶縁膜積層体における第1の配線の周辺部に設けられ且つ半導体基板と電気的に接続された第2の配線とを備え、第1の配線及び第2の配線は、プラズマ応答性絶縁膜と接していることを特徴とする。 A semiconductor device according to the present invention is formed so as to cover a semiconductor element on a semiconductor substrate, and a semiconductor element having an insulating film formed on the semiconductor substrate and an electrode formed on the insulating film. A first insulating film stack including a plasma-responsive insulating film made of an insulator that exhibits conductivity when receiving light from plasma, and is formed on the first insulating film stack and electrically connected to the electrode A first wiring; and a second wiring that is provided in a peripheral portion of the first wiring in the first insulating film stack and is electrically connected to the semiconductor substrate. The first wiring and the second wiring The wiring is in contact with the plasma-responsive insulating film.
本発明の半導体装置によれば、第1の配線及び第2の配線は、プラズマ応答性絶縁膜と接しているため、半導体装置を製造する際のプラズマ処理工程においては電極と接続された第1の配線と基板との間に電流パスが形成されるので、チャージング電流を絶縁膜を迂回させて基板へ逃がすことができると共に、完成した半導体装置においては電極と基板とは絶縁されているため、リーク電流が増加することがない。 According to the semiconductor device of the present invention, since the first wiring and the second wiring are in contact with the plasma-responsive insulating film, the first wiring connected to the electrode in the plasma processing step when manufacturing the semiconductor device. Since a current path is formed between the wiring and the substrate, the charging current can be diverted to the substrate by bypassing the insulating film, and in the completed semiconductor device, the electrode and the substrate are insulated. Leakage current will not increase.
本発明の半導体装置において、プラズマ応答性絶縁膜は、二酸化シリコンと比べて屈折率が大きい絶縁体からなることが好ましい。また、二酸化シリコンと比べて屈折率が大きい絶縁体は、窒化シリコンであることが好ましい。このような構成とすることにより、プラズマ応答性絶縁膜を確実に形成することができる。 In the semiconductor device of the present invention, the plasma-responsive insulating film is preferably made of an insulator having a higher refractive index than silicon dioxide. Further, the insulator having a higher refractive index than silicon dioxide is preferably silicon nitride. With such a configuration, the plasma-responsive insulating film can be reliably formed.
本発明の半導体装置において、第1の配線及び第2の配線の上面と、プラズマ応答性絶縁膜の上面とは、同一面であることが好ましい。このような構成とすることによりプラズマ照射時に、第1の配線と第2の配線との間に電流を確実に流すことができる。また、プラズマ応答性絶縁膜にCMPストッパとしての機能を持たせることができるので、構造が簡略化できる。 In the semiconductor device of the present invention, the top surfaces of the first wiring and the second wiring and the top surface of the plasma-responsive insulating film are preferably the same surface. With such a configuration, a current can be reliably passed between the first wiring and the second wiring during plasma irradiation. In addition, since the plasma-responsive insulating film can have a function as a CMP stopper, the structure can be simplified.
本発明の半導体装置は、第1の配線及び第2の配線を覆う第2の絶縁膜積層体と、第2の絶縁膜積層体に形成され且つ第1の配線と電気的に接続された第3の配線と、第2の絶縁膜積層体に形成され且つ電気的に浮遊した複数のダミー配線とをさらに備え、第2の絶縁膜積層体における、第1の配線と第2の配線との間に形成されたプラズマ応答性絶縁膜の上側の領域にはダミー配線が形成されていないことが好ましい。このような構成とすることにより、上部配線を形成する際にもプラズマチャージングダメージを受けない半導体装置を確実に得ることができる。 The semiconductor device of the present invention includes a second insulating film stack covering the first wiring and the second wiring, and a second insulating film formed on the second insulating film stack and electrically connected to the first wiring. 3 and a plurality of dummy wirings formed in the second insulating film stack and electrically floating, and the first wiring and the second wiring in the second insulating film stack It is preferable that no dummy wiring is formed in a region above the plasma-responsive insulating film formed therebetween. By adopting such a configuration, it is possible to reliably obtain a semiconductor device that is not subject to plasma charging damage even when the upper wiring is formed.
本発明の半導体装置において第1の絶縁膜は、ゲート絶縁膜であっても、容量絶縁膜であってもよい。 In the semiconductor device of the present invention, the first insulating film may be a gate insulating film or a capacitive insulating film.
本発明の半導体装置において、半導体基板における第2の配線が電気的に接続された領域には、不純物拡散層が形成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、プラズマ照射時に形成される電流パスの抵抗を低減することができる。 In the semiconductor device of the present invention, an impurity diffusion layer is preferably formed in a region of the semiconductor substrate where the second wiring is electrically connected. With such a configuration, it is possible to reduce the resistance of a current path formed during plasma irradiation.
本発明の半導体装置において、第2の配線は複数の配線からなり、複数の第2の配線は、第1の配線の周辺部に形成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、大きなプラズマチャージング電流が発生した場合にもプラズマチャージングダメージの発生を確実に防止できる。 In the semiconductor device of the present invention, it is preferable that the second wiring includes a plurality of wirings, and the plurality of second wirings are formed in a peripheral portion of the first wiring. With such a configuration, it is possible to reliably prevent the occurrence of plasma charging damage even when a large plasma charging current is generated.
本発明の半導体装置において、半導体基板における各第2の配線が電気的に接続された領域には、それぞれダイオードが形成され、ダイオードは、第2の配線から半導体基板に向かって電流が流れる一の素子と、半導体基板から第2の配線に向かって電流が流れる他の素子とが少なくとも1つずつ形成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、正負いずれのチャージが発生した場合においても、チャージング電流を基板に確実に逃がすことができる。 In the semiconductor device of the present invention, a diode is formed in a region where each second wiring in the semiconductor substrate is electrically connected, and the diode has a current flowing from the second wiring toward the semiconductor substrate. It is preferable that at least one element and another element through which current flows from the semiconductor substrate toward the second wiring are formed. By adopting such a configuration, the charging current can be surely released to the substrate when either positive or negative charge occurs.
本発明の半導体装置は、第1の絶縁膜積層体において第1の配線に隣接して形成され且つ第1の配線よりも下層に形成された配線とは電気的に接続されていない第4の配線と、層間絶縁膜において第4の配線に隣接して形成され且つ半導体基板と電気的に接続された複数の第5の配線とを備え、第4の配線及び第5の配線は、プラズマ応答性絶縁膜と接していることが好ましい。このような構成とすることにより、浮遊配線により半導体素子にプラズマチャージングダメージが発生することを確実に防止できる。 In the semiconductor device of the present invention, the fourth insulating film stack is formed adjacent to the first wiring and is not electrically connected to the wiring formed below the first wiring. And a plurality of fifth wirings formed adjacent to the fourth wiring in the interlayer insulating film and electrically connected to the semiconductor substrate. The fourth wiring and the fifth wiring each have a plasma response. It is preferable to be in contact with the conductive insulating film. With such a configuration, it is possible to reliably prevent plasma charging damage from occurring in the semiconductor element due to the floating wiring.
本発明は、保護ダイオードにより半導体装置の特性を劣化させることなく、配線形成工程のプラズマプロセスにおいてプラズマチャージングダメージの発生を防止して、信頼性の高い半導体装置及びその製造方法を実現できる。 The present invention can realize a highly reliable semiconductor device and a method for manufacturing the same by preventing the occurrence of plasma charging damage in the plasma process of the wiring forming process without degrading the characteristics of the semiconductor device by the protective diode.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について図を参照して説明する。図1から図5は本実施形態の半導体装置の製造方法の各工程における断面の状態を示している。
(First embodiment)
A semiconductor device and a manufacturing method thereof according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 5 show cross-sectional states in the respective steps of the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment.
図1に示すように既知の方法に従い、p型の半導体基板1に形成されたp型の活性(pウェル)領域3に互いに素子分離2により分離されたMIS(Metal Insulator Semiconductor)トランジスタと保護ダイオードを形成した後、基板1の上に第1の層間絶縁膜10を形成する。
As shown in FIG. 1, according to a known method, a MIS (Metal Insulator Semiconductor) transistor and a protection diode separated from each other by
ここで、MISトランジスタは、pウェル3に間隔をおいて形成された、それぞれがn型拡散層からなるソース4A及びドレイン4Bとを備えている。基板1の上のソース4Aとドレイン4Bとをまたぐ領域には、厚さが2.2nmのゲート絶縁膜6が形成されている。ゲート絶縁膜6の上には、n+ポリシリコンからなるゲート電極7が形成され、ゲート絶縁膜6及びゲート電極7の側面はサイドウォール絶縁膜8に覆われている。保護ダイオードは、pウェル3に形成されたn型拡散層4Cを備えている。
Here, the MIS transistor includes a
続いて、第1の層間絶縁膜10を貫通しMISトランジスタのゲート電極7と電気的に接続されたコンタクトプラグ9Aと保護ダイオードの拡散層4Cと電気的に接続されたコンタクトプラグ9Bとを形成する。
Subsequently, a
次に、第1の層間絶縁膜10の上にSiNからなるエッチングストッパ膜11を形成する。続いて、エッチングストッパ膜11の上に第2の層間絶縁膜14を形成する。本実施形態において第2の層間絶縁膜14は、SiO2膜12と厚さが20nmのSiN膜13とを化学気相堆積(CVD)法により順次堆積することにより形成する。
Next, an
次に、図2に示すように第2の層間絶縁膜14をエッチングして、コンタクトプラグ9Aが露出した第1の配線形成用の溝部14aと、コンタクトプラグ9Bが露出した第2の配線形成用の溝部14bとを形成する。
Next, as shown in FIG. 2, the second
次に、図3に示すように溝部14a及び溝部14bの底面からエッチングストッパ膜11を取り除いた後、Ta/TaNからなる厚さが数nmのバリア膜15を溝部11aと溝部11bとの底面及び側面並びに第2の層間絶縁膜14の上にプラズマを用いたスパッタ法により堆積する。
Next, as shown in FIG. 3, after removing the
次に、図4に示すように溝部11a及び溝部11bにCu膜を埋め込んだ後、化学的機械的研磨(CMP)法により平坦化して、第1の配線16A及び第2の配線16Bを形成する。この際に、第2の層間絶縁膜14の上に形成されたバリア膜15を除去する。この場合には、SiN膜13をCMPストッパとして研磨するため、第1の配線16A、第2の配線16B及びSiN膜13の上面は同一面となっている。
Next, as shown in FIG. 4, a Cu film is embedded in the groove 11a and the groove 11b, and then planarized by a chemical mechanical polishing (CMP) method to form the
次に、図5に示すように2層目の配線を形成するために、第1の配線16A及び第2の配線16B並びに第2の層間絶縁膜14の上に炭素含有シリコン酸化膜(SiOC)からなるエッチングストッパ膜17を形成した後、SiO2からなる2層目の層間絶縁膜18を形成する。この後、2層目にも1層目と同様にして配線を形成し、必要に応じてさらに上層の配線を形成する。2層目以降の層間絶縁膜18はフッ素イオンを含むSiO2のようなLow−k膜としてもよい。なお、MISトランジスタのソース及びドレインに接続される配線については説明を省略している。
Next, as shown in FIG. 5, a carbon-containing silicon oxide film (SiOC) is formed on the
以下に、本実施形態の半導体装置の製造方法においてゲート絶縁膜が保護される原理について説明する。図4に示すように本実施形態の半導体装置においては、MISトランジスタのゲート電極7と接続された第1の配線16Aと保護ダイオードの拡散層4Cと接続された第2の配線16Bとは第2の層間絶縁膜14によって絶縁されている。従って、通常は保護ダイオードに電流が流れることはなく、保護ダイオードは完成した半導体装置の特性に影響を与えない。
Hereinafter, the principle of protecting the gate insulating film in the method for manufacturing the semiconductor device of this embodiment will be described. As shown in FIG. 4, in the semiconductor device of this embodiment, the
一方、本実施形態においては第2の層間絶縁膜14をSiO2膜12とSiN膜13とによって形成している。SiNはエネルギーギャップEgが7eV程度の絶縁体である。しかし、SiN膜はプラズマプロセスにおいてプラズマからの高エネルギーの光が入射すると、導電性を示すプラズマ応答性の絶縁材料であることが実験的に明らかになった。
On the other hand, in the present embodiment, the second
本実施形態の半導体装置は、プラズマプロセスにおいて第1の配線16Aと第2の配線16Bとの間のSiN膜13にプラズマからの光が入射すると、SiN膜13が導電性を示し、第1の配線16Aと第2の配線16Aとの間に電流が流れるようになる。従って、プラズマプロセスにおいてはMISトランジスタのゲート電極7と保護ダイオードの拡散層4Cとが電気的に接続されるので、ゲート電極7からゲート絶縁膜6を通らずに基板1へ電流を流すことができる。その結果、プラズマプロセスにおいて発生するチャージによってゲート絶縁膜6が破壊されるプラズマチャージングダメージを防止することができる。
In the semiconductor device of this embodiment, when light from plasma is incident on the
例えば、図5に示すSiOCからなるエッチングストッパ膜17は、プラズマCVD法により通常形成する。この際に、配線16Aにプラズマからの電荷が捕捉され配線16Aの電位が上昇する。しかし、プラズマが照射されている場合には、SiN膜13により第1の配線16Aと第2の配線16Bとの間に電流が流れるため、プラズマにより生じたチャージは第1の配線16Aからゲート絶縁膜6を介して基板1へ流れるのではなく、第2の配線16Bと保護ダイオードを経て基板1へ流れる。
For example, the
また、エッチングストッパ膜17の上に、SiO2からなる2層目の層間絶縁膜18をプラズマCVDを用いて形成する際にも同様の効果が得られる。さらに、2層目の配線を形成する際には、層間絶縁膜18をエッチングして溝部を形成するが、このエッチングの際に生じるチャージも、同様にして基板1へと逃がすことが可能である。
The same effect can be obtained when the second
バリア膜15をプラズマを用いたスパッタ法により形成する場合には、第1の配線16A及び第2の配線16Bがまだ形成されていない。しかし、バリア膜15はTa/TaNからなり導電性であるため、バリア膜15によりコンタクトプラグ9Aとコンタクトプラグ9Bとが電気的に接続された場合には、チャージを保護ダイオードを介して逃がすことができる。
When the
しかし、スパッタ法によりバリア膜15を堆積する場合にはカバレッジが悪いため、特に第2の層間絶縁膜14の上部の角部分において膜厚が薄くなり、溝部14aに形成されたバリア膜15と溝部14bに形成されたバリア膜15との間が電気的に接続されないおそれがある。この場合には、溝部14aにおいて捕捉されたチャージング電流は、ゲート絶縁膜6を介して基板1へ流れるため、ゲート絶縁膜6の劣化が生じる。
However, when the
本実施形態においては、層間絶縁膜14の上部にはプラズマ応答性を有するSiN膜13が設けられているため、バリア膜15のカバレッジが悪い場合であっても、プラズマ照射時に発生するチャージング電流を保護ダイオードへ流すことができる。
In the present embodiment, since the
なお、第1の配線16Aに隣接して第2の配線16Bを1個設ける例を示したが、図6に示すように複数の第2の配線16Bを第1の配線16Aの周辺部に設けてもよい。このようにすることにより、大きなチャージング電流が発生した場合にも、ゲート絶縁膜6にダメージを与えることがない。
Although an example in which one
複数の第2の配線16Bを設ける場合に、各第2の配線16B同士及び各第2の配線16Bと第1の配線16Aとは、プラズマが照射されていない場合には絶縁されているため、第2の配線16Bに接続されている各保護ダイオードを任意の極性に設定することができる。これにより、ゲート電極7が正に帯電した場合においても、負に帯電した場合においてもチャージング電流は保護ダイオードを介して基板1に逃がされる。この場合、隣り合う第2の配線16Bがそれぞれ逆の極性を有する保護ダイオードに接続されるようにすれば、電流パスのバランスをとることができる。また、すべての第2の配線16Bを保護ダイオードに接続する必要はなく、第1の配線16Aの面積等により決まるバイパスさせなければならない電流の大きさに応じて、必要とされる第2の配線16Bのみを保護ダイオードと接続すればよい。
When the plurality of
さらに、本実施形態の第2の配線16Bは、保護ダイオードではなく直接基板1のpウェル3と接続してもよい。このようにすれば、保護ダイオードを形成する工程を省略できる。また、ゲート電極7が正負いずれに帯電した場合にもチャージングダメージの発生を防止できる。このようにしても、半導体装置が完成した後は、第1の配線16Aと第2の配線16Bとは絶縁されるため、半導体装置のリーク電流が増加することはない。この場合、pウェルのコンタクトプラグ9Bが接続される領域に高濃度のp型不純物を導入することにより、電流パスの抵抗をより低減することも可能である。
Furthermore, the
図7は本実施形態の半導体装置の評価結果を示している。図7において横軸はゲート絶縁膜の品質の指標となるゲートリーク電流の値を示し、縦軸は累積頻度を示している。なお、測定に用いたトランジスタのゲート長、ゲート幅及びゲート絶縁膜の厚さはそれぞれ、1.0μm、0.2μm及び2.2nmであり、ゲートに印加する電圧は1.2Vとした。また、ゲート電極と接続された第1の配線16Aの面積が10000μm2あたり4個の第2の配線16Bを設け、第2の配線16Bは交互に異なる極性の保護ダイオードに接続した。
FIG. 7 shows the evaluation result of the semiconductor device of this embodiment. In FIG. 7, the horizontal axis indicates the value of the gate leakage current that is an index of the quality of the gate insulating film, and the vertical axis indicates the cumulative frequency. Note that the gate length, the gate width, and the thickness of the gate insulating film of the transistor used for measurement were 1.0 μm, 0.2 μm, and 2.2 nm, respectively, and the voltage applied to the gate was 1.2 V. Further, four
図7に示すように、図中の○印で示した保護ダイオードを設けていない場合には、グラフは直線とならず、リーク電流が増大しており、ゲート絶縁膜が劣化していることが明らかである。また、△印で示したn型の保護ダイオードのみを設けた場合には、リーク電流の増大がかなり抑制されているが、まだ不良が発生している。一方、□印で示したn型の保護ダイオードとp型の保護ダイオードの両方を設けた半導体装置においては、グラフはきれいな直線となりゲート絶縁膜の劣化は認められなかった。 As shown in FIG. 7, in the case where the protective diodes indicated by ◯ in the figure are not provided, the graph is not a straight line, the leakage current is increased, and the gate insulating film is deteriorated. it is obvious. Further, when only the n-type protection diode indicated by Δ is provided, an increase in leakage current is suppressed considerably, but a defect still occurs. On the other hand, in the semiconductor device provided with both the n-type protection diode and the p-type protection diode indicated by □, the graph was a clean straight line, and no deterioration of the gate insulating film was observed.
本実施形態においてはnチャネルのトランジスタを形成する例を示したが、pチャネルのトランジスタについても同様にして形成することができる。図8にはpチャネルのトランジスタを形成した場合の評価結果を示している。この場合にもnチャネルのトランジスタの場合と同様に、ゲート電極に電気的に接続された配線と、保護ダイオードに接続されたダミー配線とをプラズマ応答性の絶縁膜により接続することにより、ゲート絶縁膜の劣化を完全に防止することができた。なお、測定に用いたトランジスタのゲート長、ゲート幅及びゲート絶縁膜の厚さはそれぞれ、2.6μm、0.5μm及び2.2nmであり、ゲートに印加する電圧は−1.2Vとした。 Although an example in which an n-channel transistor is formed has been described in this embodiment, a p-channel transistor can be formed in the same manner. FIG. 8 shows an evaluation result when a p-channel transistor is formed. In this case as well, as in the case of the n-channel transistor, the wiring electrically connected to the gate electrode and the dummy wiring connected to the protective diode are connected by a plasma-responsive insulating film, whereby gate insulation is achieved. The deterioration of the film could be completely prevented. Note that the gate length, the gate width, and the thickness of the gate insulating film of the transistor used for the measurement were 2.6 μm, 0.5 μm, and 2.2 nm, respectively, and the voltage applied to the gate was −1.2V.
本実施形態においては、プラズマ応答性の絶縁膜としてSiNを用いたが、プラズマからの高エネルギーの光を受光した際に電流を流すことが可能な絶縁体であればよく、SiO2よりも屈折率が大きな絶縁体であれば同様に用いることができる。また、プラズマ応答性の絶縁膜の膜厚は、任意に変更してもかまわない。 In this embodiment, SiN is used as the plasma-responsive insulating film. However, any insulator that can flow current when receiving high-energy light from plasma is used, and is more refractory than SiO 2. An insulator having a high rate can be used similarly. The film thickness of the plasma-responsive insulating film may be arbitrarily changed.
(第1の実施形態の一変形例)
以下に第1の実施形態の一変形例に係る半導体装置の製造方法について図を参照して説明する。図9は本変形例の半導体装置の製造方法の一工程における断面状態を示す図である。
(One modification of the first embodiment)
A method for manufacturing a semiconductor device according to a modification of the first embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional state in one step of the manufacturing method of the semiconductor device of the present modification.
図9に示すエッチングストッパ11を形成するまでは、第1の実施形態と同じであるため説明を省略する。本実施形態においては、エッチングストッパ11の上にSiO2からなる第2の層間絶縁膜14を形成した後、第2の層間絶縁膜14に窒素ガスを含んだプラズマを照射することにより、第2の層間絶縁膜14の表面にSiN膜14Aを形成する。これにより表面がプラズマ応答性の絶縁膜となった第2の層間絶縁膜14が得られる。
Until the
第2の層間絶縁膜14を形成した後は、第1の実施形態と同様にして第1の配線16A及び第2の配線16B等を形成し、半導体装置を形成する。
After forming the second
このようにして得られた半導体装置のゲート絶縁膜の特性を評価した結果を図10に示す。本変形例に示す方法により形成した半導体装置も、第1の実施形態の半導体装置と同様に、ゲート絶縁膜の劣化が認められず、プラズマチャージングダメージの発生を防止できることが明らかである。 FIG. 10 shows the result of evaluating the characteristics of the gate insulating film of the semiconductor device thus obtained. As with the semiconductor device of the first embodiment, the semiconductor device formed by the method shown in this modification does not show deterioration of the gate insulating film, and it is clear that plasma charging damage can be prevented.
なお、本変形例において、窒素ガスを含んだプラズマは、10Torrの圧力において放電電圧2kWの条件で形成し、プラズマ処理時間は30秒とした。 In this modification, the plasma containing nitrogen gas was formed under the condition of a discharge voltage of 2 kW at a pressure of 10 Torr, and the plasma treatment time was 30 seconds.
(第2の実施形態)
以下に、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について図を参照して説明する。図11から図15は本実施形態の半導体装置の製造方法の各工程における断面状態を示している。図11から図15において図1から図5と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
(Second Embodiment)
A semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 11 to 15 show cross-sectional states in the respective steps of the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment. In FIG. 11 to FIG. 15, the same components as those in FIG. 1 to FIG.
図11に示すように第1の実施形態と同様にして、p型の半導体基板1の上にMISトランジスタと保護ダイオードとを形成し、MISトランジスタと保護ダイオードとを覆う第1の層間絶縁膜10の上にエッチングストッパ11を形成する。
As shown in FIG. 11, in the same manner as in the first embodiment, a MIS transistor and a protection diode are formed on a p-
次に、エッチングストッパ11の上に、SiO2からなる第2の層間絶縁膜14を形成する。続いて第2の層間絶縁膜14の上にTaN膜24をCVD法により形成する。
Next, a second
次に、図12に示すようにTaN膜24及び第2の層間絶縁膜14をエッチングして溝部14a及び溝部14bを形成する。
Next, as shown in FIG. 12, the
次に、図13に示すように溝部14a及び溝部14bの底面のエッチングストッパ11を除去した後、Ta/TaNからなるバリア膜15をスパッタ法により形成する。
Next, as shown in FIG. 13, after removing the
次に、図14に示すように溝部14a及び溝部14bにCu膜をメッキ法により形成した後、CMP法により研磨して、バリア膜15を露出させる。
Next, as shown in FIG. 14, a Cu film is formed on the
次に、図15に示すようにさらにCMP法を用いて第2の層間絶縁膜14の上に形成されたバリア膜15及びTaN膜24を除去する。この後、第1の実施形態と同様にして必要に応じてさらに上層の配線を形成する。
Next, as shown in FIG. 15, the
本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、第2の層間絶縁膜14の上に導電性のTaN膜が形成された状態において、バリア膜15をスパッタ法により形成している。このため、カバレッジが悪いスパッタ法によりバリア膜15を形成する場合においても、溝部14aと溝部14bとを導通状態とすることができる。従って、バリア膜15を形成する際のチャージ電流を保護ダイオードに逃がすことができるので、ゲート絶縁膜6がチャージングダメージにより劣化することを防止できる。
According to the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment, the
また、Cu配線を形成した後、TaN膜24を除去するので、完成した半導体装置においては第1の配線16Aと第2の配線16Bとは絶縁されている。従って、保護ダイオードによるリークは生じない。本実施形態の半導体装置においても、第1の実施形態と同様に異なる極性を有する複数の保護ダイオードを設けることができる。従って、ゲート電極7が正に帯電した場合にも、負に帯電した場合にもチャージングダメージは発生しない。また、保護ダイオードを設けずに、コンタクトプラグ9Bを基板に直接接続することも可能である。さらに、層間絶縁膜14にSiNを用いていないため、配線遅延が発生しにくいという利点もある。
Further, since the
図16は本実施形態の半導体装置のゲート絶縁膜の特性を評価した結果を示している。図16に示すようにゲート電流の値と累積不良率とは良好な直線関係を示しており、本実施形態の半導体装置においてもゲート絶縁膜の劣化がないことが明らかである。 FIG. 16 shows the results of evaluating the characteristics of the gate insulating film of the semiconductor device of this embodiment. As shown in FIG. 16, the value of the gate current and the cumulative defect rate show a good linear relationship, and it is clear that the gate insulating film is not deteriorated even in the semiconductor device of this embodiment.
(第3の実施形態)
以下に、本発明の第3の実施形態に係る半導体装置について図を参照して説明する。図17(a)及び図17(b)は本実施形態の半導体装置であり、(a)は上から見た平面の状態を示し、(b)は(a)のXVIIb−XVIIb線における断面の状態を示している。図17において図5と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
(Third embodiment)
A semiconductor device according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 17A and 17B show the semiconductor device of the present embodiment, where FIG. 17A shows a planar state viewed from above, and FIG. 17B shows a cross-section taken along line XVIIb-XVIIb in FIG. Indicates the state. In FIG. 17, the same components as those in FIG.
図17に示すように本実施形態の半導体装置は、第1の実施形態の半導体装置の上層にさらに配線が形成されている。第1の配線16Aと第2の配線16Bとが形成された第2の層間絶縁膜14の上にはSiOCからなるエッチングストッパ17と3層目の層間絶縁膜18が形成され、層間絶縁膜18の上にはさらにSiOCからなるエッチングストッパ33と4層目の層間絶縁膜34とが形成されている。
As shown in FIG. 17, in the semiconductor device of this embodiment, wiring is further formed in the upper layer of the semiconductor device of the first embodiment. An
3層目の層間絶縁膜18及び4層目の層間絶縁膜34にはデュアルダマシン構造の第3の配線36Aが形成されていおり、第1の配線16Aと電気的に接続されている。また、層間絶縁膜34には、第3の配線36Aとは絶縁されたダミー配線36Bが形成されている。ダミー配線36BはCMPにおけるダミー配線であり、電気的に浮遊している。
A
第3の配線36Aを形成する際にも、第3の配線36Aを埋め込む溝部の形成及びTa/TaN膜からなるバリア膜36の形成等のプラズマプロセスを必要とする。この際に、第3の配線36Aにプラズマからの電荷が捕捉され、第3の配線36Aと電気的に接続された第1の配線16Aに電流が流れる。しかし、第1の配線16Aと第2の配線16Bとの間に形成された第2の層間絶縁膜14の上層はプラズマ応答性のSiN膜13であるため、プラズマ照射時には第1の配線16Aと第2の配線16Bとが導通状態となるので、チャージング電流はゲート絶縁膜6ではなく保護ダイオードへ流れる。
When the
しかし、第1の配線16Aと第2の配線16Bとに挟まれた領域の上部にCMP用のダミー配線36Bが形成されると、プラズマからの高エネルギーの光がSiN膜13に到達しなくなるため、第1の配線16Aと第2の配線16Bとの間は絶縁状態のままとなり、チャージング電流はゲート絶縁膜6へ流れ、ゲート絶縁膜6が劣化する。
However, if the
これを防止するため、本実施形態の半導体装置は、第1の配線16Aと第2の配線16Bとに挟まれた領域の上部に、ダミー配線36Bの形成を禁止する領域30を設け、ダミー配線36Bによりプラズマからの高エネルギーの光が遮られないようにする構成とした。
In order to prevent this, the semiconductor device of this embodiment is provided with a
図18は本実施形態の半導体装置のゲート絶縁膜の特性を評価した結果を示している。図18に示すようにゲート電流の値と累積不良率とは良好な直線関係を示しており、本実施形態の半導体装置においてもゲート絶縁膜の劣化がないことが明らかである。 FIG. 18 shows the result of evaluating the characteristics of the gate insulating film of the semiconductor device of this embodiment. As shown in FIG. 18, the value of the gate current and the cumulative defect rate show a good linear relationship, and it is clear that the gate insulating film is not deteriorated even in the semiconductor device of this embodiment.
本実施形態においては、2層目の配線を形成する場合について述べたが、さらに上層の配線を形成する場合についても適用することができる。 In this embodiment, the case where the second-layer wiring is formed has been described, but the present invention can also be applied to the case where an upper-layer wiring is formed.
また、ダミー配線のパターンは通常コンピュータにより自動的に計算されるが、この計算プログラムに、本実施形態の禁止領域の情報を適用することにより、1層目の配線とダミー配線とに挟まれた領域の上部にダミー配線が形成されることを容易に防止できる。 In addition, the dummy wiring pattern is usually automatically calculated by a computer. By applying the information of the prohibited area of this embodiment to this calculation program, the dummy wiring pattern is sandwiched between the first layer wiring and the dummy wiring. It is possible to easily prevent the dummy wiring from being formed in the upper part of the region.
(第4の実施形態)
以下に、本発明の第4の実施形態係る半導体装置及びその製造方法について図を参照して説明する。図19(a)及び図19(b)は形成途中の本実施形態の半導体装置であり、(a)は上から見た平面の構成を示し、(b)は(a)のXIXb−XIXb線における断面の状態を示している。図19において図4と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
(Fourth embodiment)
A semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 19A and 19B show the semiconductor device of the present embodiment in the process of being formed. FIG. 19A shows a planar configuration viewed from above, and FIG. 19B shows the XIXb-XIXb line of FIG. The state of the cross section in is shown. In FIG. 19, the same components as those of FIG.
図19に示すように本実施形態の半導体装置には、半導体基板1の上に形成された第2の層間絶縁膜14に相互に絶縁されて埋め込まれている第1の配線56A、第2の配線56B、第3の配線56C及び第4の配線56Dが形成されている。
As shown in FIG. 19, in the semiconductor device of this embodiment, the first wiring 56 </ b> A and the second wiring embedded in the second
第1の配線56Aと第3の配線56Cとは互いに間隔をおいて平面的に平行に形成されており、第1の配線56Aの第3の配線56Cと対向する辺と反対側の辺に対向して複数の第2の配線56Bが形成されている。また、第3の配線56Cの第1の配線56Aと対向する辺と反対側の辺に対向して複数の第4の配線56Dが形成されている。
The
第1の配線56Aはコンタクトプラグ9Aを介してゲート電極7と電気的に接続されており、第3の配線56Cは上層の配線が形成された際に接続される配線であり、現在は電気的に浮遊した状態にある。第2の配線56B及び第4の配線56Dはそれぞれコンタクトプラグ9Bを介して保護ダイオードの拡散層4Cと電気的に接続されている。また、隣り合う第2の配線56B及び隣り合う第4の配線56Dは互いに異なる極性の保護ダイオードと接続されている。
The
次のステップにおいて、例えばSiOCからなるエッチングストッパを第2の層間絶縁膜14の上にプラズマを用いて形成する場合には、プラズマによる電荷が第1の配線56A及び第3の配線56Cに捕捉される。第1の配線56Aに捕捉された電荷は、第2の配線56Bを介して保護ダイオードへ逃がされる。
In the next step, when an etching stopper made of, for example, SiOC is formed on the second
一方、第3の配線56Cに捕捉された電荷は、第4の配線56Dがない場合又は第4の配線56Dが電気的に浮遊状態である場合には、第1の配線56Aに流れる。配線に捕捉される電荷は、配線の面積に応じて増大するため、第3の配線56Cに捕捉された電荷がすべて第1の配線56Aに流れると、第2の配線56Bの容量をオーバーするため、ゲート絶縁膜6に電流が流れ、ゲート絶縁膜6の劣化が生じる。
On the other hand, the charge captured by the
また、プラズマ照射時においてもSiN膜13に流れる電流はごくわずかであるため、第1の配線56Aと第3の配線56Cとの間の電位差が大きくなると、第2の層間絶縁膜14の絶縁破壊が生じ、半導体装置が破壊されてしまう。
Further, since the current flowing through the
これを防止するために、本実施形態においては浮遊状態にある第3の配線56Cの周りに保護ダイオードと接続された複数の第4の配線56Dを設けている。これにより第3の配線56Cに捕捉された電荷は、各第4の配線56Dに分散して流れるため、第1の配線56Aに電流が流れることはない。また、第2の層間絶縁膜14に局部的に高電圧が印加され絶縁破壊が生じることもない。
In order to prevent this, in the present embodiment, a plurality of
図20(a)及び図20(b)はそれぞれ本実施形態の半導体装置及び第4の配線56Dが電気的に浮遊状態である従来の半導体装置のゲート絶縁膜の特性を示している。図20において横軸はゲート電圧を示し、縦軸はリーク電流の値を示しており、25個のトランジスタについて測定を行った結果を示している。
20A and 20B show the characteristics of the gate insulating film of the semiconductor device of the present embodiment and the conventional semiconductor device in which the
図20(b)に示すように、第3の配線56Cの周辺部に形成されたの第4の配線56Dが電気的に浮遊状態の場合には、リーク電流の値にばらつきが認められる。これは、プラズマチャージングダメージによりゲート絶縁膜6が劣化したことを示している。一方、図20(a)に示すように第4の配線56Dを保護ダイオードに接続した場合にはリーク電流の値にばらつきは認められず、ゲート絶縁膜6に劣化は認められなかった。
As shown in FIG. 20B, when the
なお、本実施形態においては第2の配線56B及び第4の配線56Dを保護ダイオードの拡散層4Cと接続したが、ダイオードを形成せずに半導体基板1と直接接続してもよい。
In the present embodiment, the
本発明の第1から第4の実施形態において、半導体素子としてMISトランジスタを形成し、ゲート絶縁膜を保護する例を示したが、上部電極と下部電極との間に絶縁膜が形成された容量素子を形成する場合には、容量絶縁膜を保護することが可能である。 In the first to fourth embodiments of the present invention, the example in which the MIS transistor is formed as the semiconductor element and the gate insulating film is protected is shown. When an element is formed, the capacitor insulating film can be protected.
本発明は、保護ダイオードにより半導体装置の特性を劣化させることなく、配線形成工程のプラズマプロセスにおいてプラズマチャージングダメージの発生を防止して、信頼性の高い半導体装置及びその製造方法を実現できるので、プラズマプロセスにおけるダメージが低減された半導体装置及びその製造方法等に有用である。 The present invention can prevent the occurrence of plasma charging damage in the plasma process of the wiring formation process without deteriorating the characteristics of the semiconductor device due to the protective diode, and can realize a highly reliable semiconductor device and its manufacturing method. This is useful for a semiconductor device with reduced damage in a plasma process, a manufacturing method thereof, and the like.
1 p型シリコン基板
2 素子分離
3 活性領域(pウェル)、
4 n型のソース及びドレイン層
5 n型拡散層
6 ゲート絶縁膜
7 ゲート電極、
8 サイドウォール酸化膜、
9A 第1のコンタクトプラグ
9B 第2のコンタクトプラグ
10 第1の層間絶縁膜
11 エッチングストッパ膜
12 シリコン酸化(SiO2)膜
13 シリコン窒化(SiN)膜
14 第2の層間絶縁膜
14A SiN膜
14a 第1の溝部
14b 第2の溝部
15 バリア膜
16A 第1の配線
16B 第2の配線
17 エッチングストッパ膜
18 層間絶縁膜
24 TaN膜
30 ダミー形成禁止領域
33 エッチングストッパ膜
34 層間絶縁膜
36A 第3の配線
36B ダミー配線
56A 第1の配線
56B 第2の配線
56C 第3の配線
56D 第4の配線
1 p-
4 n-type source and drain layer 5 n-
8 sidewall oxide film,
9A First contact plug 9B Second contact plug 10 First
Claims (37)
前記半導体素子の上に、プラズマからの光を受光することにより導電性を示す絶縁体からなるプラズマ応答性絶縁膜を含む第1の絶縁膜積層体を形成する工程(b)と、
前記第1の絶縁膜積層体の上面に露出するように、前記電極と電気的に接続される第1の配線及び前記半導体基板と電気的に接続され且つ前記第1の配線と絶縁されて隣接する第2の配線を形成する工程(c)と、
前記第1の配線及び第2の配線が形成された前記第1の絶縁膜積層体の上に、プラズマ雰囲気中において第2の絶縁膜積層体を形成する工程(d)とを備え、
前記第1の配線及び第2の配線は、前記プラズマ応答性絶縁膜と接するように形成され、
前記工程(d)において、前記第1の配線が捕捉する電荷は、前記プラズマ応答性絶縁膜及び第2の配線を介して前記半導体基板へと逃がされることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a semiconductor element having an insulating film and an electrode formed on the insulating film on a semiconductor substrate;
Forming a first insulating film stack including a plasma-responsive insulating film made of an insulating material by receiving light from plasma on the semiconductor element;
The first wiring electrically connected to the electrode and the semiconductor substrate are electrically connected and insulated from the first wiring so as to be exposed on the upper surface of the first insulating film stack. Forming a second wiring to be performed (c);
A step (d) of forming a second insulating film laminate in a plasma atmosphere on the first insulating film laminate on which the first wiring and the second wiring are formed;
The first wiring and the second wiring are formed in contact with the plasma-responsive insulating film,
In the step (d), the charge captured by the first wiring is released to the semiconductor substrate through the plasma-responsive insulating film and the second wiring.
前記第1の導電膜及び第2の導電膜は、前記プラズマ応答性絶縁膜と接するように形成され、
前記工程(c)において、前記第1の導電膜を形成する際に前記第1の導電膜が捕捉する電荷は、前記プラズマ応答性絶縁膜及び第2の導電膜を介して前記半導体基板へと逃がされることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。 In the step (c), a first conductive film electrically connected to the electrode and a second conductive film electrically connected to the semiconductor substrate are respectively connected to the first groove portion and the second groove portion. Including a step of forming in a plasma atmosphere,
The first conductive film and the second conductive film are formed in contact with the plasma-responsive insulating film,
In the step (c), the charge captured by the first conductive film when forming the first conductive film is transferred to the semiconductor substrate through the plasma-responsive insulating film and the second conductive film. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor device is escaped.
前記第3の配線が形成された前記第2の絶縁膜積層体の上に、前記第3の絶縁膜積層体をプラズマ雰囲気中において形成する工程(f)とをさらに備え、
前記工程(e)において、前記第3の配線が捕捉する電荷は、前記第1の配線と前記プラズマ応答性絶縁膜と前記第2の配線とを介して前記半導体基板へと逃がされることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 Forming a third groove on the second insulating film stack and then forming a third wiring electrically connected to the first wiring in the formed third groove (e); When,
A step (f) of forming the third insulating film stack in a plasma atmosphere on the second insulating film stack on which the third wiring is formed;
In the step (e), the charge captured by the third wiring is released to the semiconductor substrate through the first wiring, the plasma-responsive insulating film, and the second wiring. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
前記ビアホールを形成する工程において、前記第1の配線が捕捉する電荷は、前記プラズマ応答性絶縁膜及び第2の配線を介して前記半導体基板へと逃がされることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。 The step (e) includes forming a via hole that exposes the first wiring in the second insulating film stack by plasma etching,
The charge formed by the first wiring in the step of forming the via hole is released to the semiconductor substrate through the plasma-responsive insulating film and the second wiring. Semiconductor device manufacturing method.
前記第3の導電膜を形成する工程において、前記第3の導電膜を形成する際に前記第3の導電膜が捕捉する電荷は、前記第1の配線と前記プラズマ応答性絶縁膜と前記第2の配線とを介して前記半導体基板へと逃がされることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。 The step (e) includes a step of forming a third conductive film in a plasma atmosphere at least on the bottom and side walls of the via hole,
In the step of forming the third conductive film, the charge captured by the third conductive film when the third conductive film is formed is the first wiring, the plasma-responsive insulating film, and the first The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the semiconductor substrate is escaped to the semiconductor substrate through two wirings.
前記第2の絶縁膜積層体における、前記第1の配線と前記第2の配線との間の領域に形成された前記プラズマ応答性絶縁膜の上側の領域には、前記ダミー配線を形成しないことを特徴とする請求項5から8のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 Forming an electrically floating dummy wiring in the fourth groove portion after forming a fourth groove portion spaced apart from the third groove portion on the second insulating film stack; (G)
Do not form the dummy wiring in a region above the plasma-responsive insulating film formed in a region between the first wiring and the second wiring in the second insulating film laminate. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein:
前記第4の配線及び第5の配線は、前記プラズマ応答性絶縁膜と接するように形成され、
前記工程(d)において、前記第4の配線が捕捉する電荷は、前記プラズマ応答性絶縁膜及び第5の配線を介して前記半導体基板へと逃がされることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 The first insulating film stack is adjacent to the first wiring and electrically floating, and is electrically insulated from the semiconductor substrate and adjacent to the fourth wiring. A step (j) of forming a fifth wiring connected to
The fourth wiring and the fifth wiring are formed in contact with the plasma-responsive insulating film,
10. The charge captured by the fourth wiring in the step (d) is released to the semiconductor substrate through the plasma-responsive insulating film and the fifth wiring. A manufacturing method of a semiconductor device given in any 1 paragraph.
前記プラズマ応答性絶縁膜は、前記二酸化シリコンからなる膜に窒素プラズマを照射することにより形成することを特徴とする請求項12に記載の半導体装置の製造方法。 The first insulating film stack includes a film made of silicon dioxide,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the plasma-responsive insulating film is formed by irradiating the film made of silicon dioxide with nitrogen plasma.
前記半導体基板の上に絶縁膜積層体を形成する絶縁膜積層体形成工程と、
前記絶縁膜積層体の上部に互いに間隔をおいて第1の溝部及び第2の溝部を形成した後、形成した第1の溝部に前記電極と電気的に接続される第1の配線を形成すると共に、形成した第2の溝部に前記半導体基板と電気的に接続される第2の配線を形成する配線形成工程とを備え、
前記配線形成工程は、
前記絶縁膜積層体の上に第1の導電膜を形成する工程(a)と、
前記第1の導電膜を形成した前記絶縁膜積層体に前記第1の溝部及び第2の溝部を形成した後、形成した第1の溝部及び第2の溝部にそれぞれ前記電極と電気的に接続される第2の導電膜及び前記半導体基板と電気的に接続される第3の導電膜をプラズマ雰囲気中において形成する工程(b)と、
前記工程(b)よりも後に、前記第1の導電膜を除去する工程(c)とを含み、
前記第2の導電膜及び第3の導電膜は、前記第1の導電膜と接するように形成され、
前記工程(b)において、前記第2の導電膜を形成する際に前記第2の導電膜が捕捉する電荷は、前記第1の導電膜及び第3の導電膜を介して前記半導体基板へと逃がされることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a semiconductor element having an insulating film and an electrode formed on the insulating film on the semiconductor substrate; and
An insulating film laminate forming step of forming an insulating film laminate on the semiconductor substrate;
A first groove and a second groove are formed on the insulating film stack at a distance from each other, and then a first wiring electrically connected to the electrode is formed in the formed first groove. And a wiring forming step of forming a second wiring electrically connected to the semiconductor substrate in the formed second groove portion,
The wiring formation step includes
A step (a) of forming a first conductive film on the insulating film laminate;
The first groove portion and the second groove portion are formed in the insulating film laminated body on which the first conductive film is formed, and then electrically connected to the electrode in the formed first groove portion and second groove portion, respectively. Forming a second conductive film and a third conductive film electrically connected to the semiconductor substrate in a plasma atmosphere (b);
And (c) removing the first conductive film after the step (b),
The second conductive film and the third conductive film are formed in contact with the first conductive film,
In the step (b), the charge captured by the second conductive film when forming the second conductive film is transferred to the semiconductor substrate through the first conductive film and the third conductive film. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor device is released.
前記半導体基板の上に前記半導体素子を覆うように形成された、プラズマからの光を受光すると導電性を示す絶縁体からなるプラズマ応答性絶縁膜を含む第1の絶縁膜積層体と、
前記第1の絶縁膜積層体に形成され且つ前記電極と電気的に接続された第1の配線と、
前記第1の絶縁膜積層体における前記第1の配線の周辺部に設けられ且つ前記半導体基板と電気的に接続された第2の配線とを備え、
前記第1の配線及び第2の配線は、前記プラズマ応答性絶縁膜と接していることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor element having an insulating film formed on a semiconductor substrate and an electrode formed on the insulating film;
A first insulating film stack including a plasma-responsive insulating film formed of an insulator that exhibits conductivity when receiving light from plasma formed on the semiconductor substrate so as to cover the semiconductor element;
A first wiring formed in the first insulating film stack and electrically connected to the electrode;
A second wiring provided in a peripheral portion of the first wiring in the first insulating film laminate and electrically connected to the semiconductor substrate;
The semiconductor device, wherein the first wiring and the second wiring are in contact with the plasma-responsive insulating film.
前記第2の絶縁膜積層体に形成され且つ前記第1の配線と電気的に接続された第3の配線と、
前記第2の絶縁膜積層体に形成され且つ電気的に浮遊した複数のダミー配線とをさらに備え、
前記第2の絶縁膜積層体における、前記第1の配線と前記第2の配線との間に形成された前記プラズマ応答性絶縁膜の上側の領域には前記ダミー配線が形成されていないことを特徴とする請求項27から30のいずれか1項に記載の半導体装置。 A second insulating film laminate covering the first wiring and the second wiring;
A third wiring formed in the second insulating film stack and electrically connected to the first wiring;
A plurality of dummy wirings formed in the second insulating film stack and electrically floating;
The dummy wiring is not formed in a region above the plasma-responsive insulating film formed between the first wiring and the second wiring in the second insulating film laminate. 31. The semiconductor device according to claim 27, wherein the semiconductor device is characterized in that:
前記ダイオードは、前記第2の配線から前記半導体基板に向かって電流が流れる一の素子と、前記半導体基板から前記第2の配線に向かって電流が流れる他の素子とが少なくとも1つずつ形成されていることを特徴とする請求項35に記載の半導体装置。 A diode is formed in each region of the semiconductor substrate where the second wirings are electrically connected.
The diode includes at least one element in which current flows from the second wiring toward the semiconductor substrate and another element in which current flows from the semiconductor substrate toward the second wiring. 36. The semiconductor device according to claim 35, wherein:
前記層間絶縁膜において前記第4の配線に隣接して形成され且つ前記半導体基板と電気的に接続された複数の第5の配線とを備え、
前記第4の配線及び第5の配線は、前記プラズマ応答性絶縁膜と接していることを特徴とする請求項27から36のいずれか1項に記載の半導体装置。
A fourth wiring that is formed adjacent to the first wiring in the first insulating film stack and is not electrically connected to a wiring formed in a layer lower than the first wiring;
A plurality of fifth wirings formed adjacent to the fourth wiring in the interlayer insulating film and electrically connected to the semiconductor substrate;
37. The semiconductor device according to claim 27, wherein the fourth wiring and the fifth wiring are in contact with the plasma-responsive insulating film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004358950A JP2006173144A (en) | 2004-12-10 | 2004-12-10 | Semiconductor device and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004358950A JP2006173144A (en) | 2004-12-10 | 2004-12-10 | Semiconductor device and its manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006173144A true JP2006173144A (en) | 2006-06-29 |
Family
ID=36673593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004358950A Withdrawn JP2006173144A (en) | 2004-12-10 | 2004-12-10 | Semiconductor device and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006173144A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9257484B2 (en) | 2013-01-30 | 2016-02-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Non-volatile memory device and method of manufacturing the same |
-
2004
- 2004-12-10 JP JP2004358950A patent/JP2006173144A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9257484B2 (en) | 2013-01-30 | 2016-02-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Non-volatile memory device and method of manufacturing the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8686532B2 (en) | Semiconductor device having an annular guard ring | |
JP3962729B2 (en) | Semiconductor device | |
US8810001B2 (en) | Seal ring structure with capacitor | |
US20060145347A1 (en) | Semiconductor device and method for fabricating the same | |
JP5324822B2 (en) | Semiconductor device | |
TWI540725B (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
US7932602B2 (en) | Metal sealed wafer level CSP | |
CN102290378B (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
US8669601B2 (en) | Method for producing semiconductor device and semiconductor device having pillar-shaped semiconductor | |
US20190348398A1 (en) | Semiconductor device, manufacturing method for semiconductor device, and electronic device | |
CN110061030B (en) | Method for protecting embedded MRAM array on integrated circuit product | |
JP2009021319A (en) | Nonvolatile semiconductor storage device and manufacturing method thereof | |
JP4609982B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2006344773A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
US20050006707A1 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
JP2002334927A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP2006173144A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
JP2000183043A (en) | Semiconductor device and its manufacture | |
JP7242210B2 (en) | semiconductor equipment | |
KR101053667B1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US20210057640A1 (en) | Semiconductor device and method of fabricating the same | |
US9734271B2 (en) | Method of determining galvanic corrosion and interconnect structure in a semiconductor device for prevention of galvanic corrosion | |
JP2005150396A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
CN115064515A (en) | Semiconductor structure and manufacturing method thereof | |
JP2013016721A (en) | Semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070921 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20090309 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |