JP2007103824A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の半導体装置は、半導体基板101と、半導体基板101上に形成された開口部102aを有する層間絶縁膜102と、開口部102a内を埋設するタングステン膜(Wプラグ108)と、タングステン膜の表面に形成された、Ti膜以外の第1バリアメタル膜110と、第1バリアメタル膜110上に形成された、Ti含有膜である第2バリアメタル膜111と、第2バリアメタル膜111の表面に形成された金属配線膜116と、を備える。
【選択図】 図1
Description
図1(b)に示すように、本実施形態の半導体装置は、半導体基板101と、半導体基板101上に形成された開口部102aを有する層間絶縁膜102と、開口部102a内を埋設するタングステン膜(Wプラグ108)と、Wプラグ108の表面に形成された第1バリアメタル膜110と、第1バリアメタル膜110上に形成された第2バリアメタル膜111と、第2バリアメタル膜111の表面に形成された金属配線膜116と、を備える。開口部102aの内壁と、Wプラグ108との間には、Ti膜104とTiN膜106が積層されている。なお、半導体基板101表面には、下層配線(不図示)が形成されていてもよい。
そして、TiN膜114表面に、金属配線膜116と、Ti膜118と、TiN膜120とを順に形成する(図1(a))。
さらに、特許文献2の半導体装置において、Wプラグ表面に形成された単層のTiN膜の表面に、配線層が形成されている。このような従来の半導体装置においては、配線層の成膜性が低下し、歩留まりが低下することがあった。
さらに、本実施形態におけるバリアメタル膜は、Ti膜以外の第1バリアメタル膜110と、Ti含有膜である第2バリアメタル膜111との積層構造を有する。これにより、タングステン膜(Wプラグ108)や層間絶縁膜102の影響を排することができ、さらにTi含有膜である第2バリアメタル膜111により、配線層の成膜性を向上させることができる。そのため、半導体装置の製品の歩留まりが向上する。
これにより、配線を形成するドライエッチング工程の際に、第1バリアメタル膜110がサイドエッチングされることが抑制される。そのため、Wプラグ208と第1バリアメタル膜110との電気的接続の低下が、特に抑制される。
アルミ配線214の成膜性の低下としては、具体的には、Alの配向性が低下によるマイグレーション耐性の低下を挙げることができる。このマイグレーション耐性に影響を及ぼすAlの配向性は、下地であるTiN膜212の表面状態の影響を受ける。さらに、このTiN膜212の表面状態は、さらにその下地膜であるTi膜210や、層間絶縁膜202およびWプラグ208の影響を受ける。そのため、バリアメタル層が単層のTiN層から形成されている特許文献2に記載の半導体装置においては、特にマイグレーション耐性が低下する。
102 層間絶縁膜
102a 開口部
104 Ti膜
106 TiN膜
108 Wプラグ
110 第1バリアメタル膜
111 第2バリアメタル膜
112 Ti膜
114 TiN膜
116 金属配線膜
118 Ti膜
120 TiN膜
201 半導体基板
202 層間絶縁膜
202a 開口部
204 Ti膜
206 TiN膜
208 Wプラグ
210 Ti膜
212 TiN膜
214 アルミ配線
216 Ti膜
218 TiN膜
222 損傷箇所
Claims (6)
- 半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された開口部を有する層間絶縁膜と、
前記開口部内を埋設するタングステン膜と、
前記タングステン膜の表面に形成された、Ti膜以外の第1バリアメタル膜と、
前記第1バリアメタル膜上に形成された、Ti含有膜である第2バリアメタル膜と、
前記第2バリアメタル膜の表面に形成された金属配線膜と、
を備える、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置であって、
前記第1バリアメタル膜が窒化膜である、半導体装置。 - 請求項1または2に記載の半導体装置であって、
前記第1バリアメタル膜がTiN膜である、半導体装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記第2バリアメタル膜が、Ti膜とTiN膜とを順に積層した積層膜である、半導体装置。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記金属配線膜がアルミニウム配線である、半導体装置。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記金属配線膜がタングステン配線である、半導体装置。
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