JP2008306207A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下部配線4を直接覆うようにシリコン窒化膜などの接続孔ストッパ膜6を形成する。その接続孔ストッパ膜を直接覆うように下部層間絶縁膜8を形成する。その下部層間絶縁膜を直接覆うように下部層間絶縁膜とはエッチング特性の異なる上部層間絶縁膜10を形成する。その上部層間絶縁膜10に異方性エッチングを施すことにより上部配線溝18を形成する。その上部配線溝18に上部配線20を形成する。
【選択図】図5
Description
本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法と、その方法によって得られる半導体装置について説明する。まず図1を参照して、シリコン基板1上に、CVD法等によりシリコン酸化膜などの膜厚300〜1500nmの層間絶縁膜2を形成する。その層間絶縁膜2に膜厚300〜1500nmの下部配線4を形成する。その下部配線4を直接覆うように、たとえばプラズマCVD法等によりシリコン窒化膜などの膜厚30〜150nmのエッチングストッパ膜としての接続孔ストッパ膜6を形成する。
C=C1+C2 …(1)
となる。ここで、C1=ε1×S1/d、C2=ε2×S2/dであり、dは隣り合う上部配線間の距離である。
C=2.64/D …(2)
となる。
C′=C1+C2+C3 …(3)
となる。ここで、C3=ε3×S3/dである。
C′=3.18/d …(4)
となる。したがって、(2)と(4)とを比較すると、本半導体装置では、従来の半導体装置に比べて、隣り合う2つの上部配線20a、20b間の容量を従来の容量の約83%にまで低減することができる。
本発明の実施の形態2に係る半導体装置の製造方法と、その方法によって得られる半導体装置について説明する。まず、図10に示す工程までは、実施の形態1の図1に示された下部層間絶縁膜8を形成する工程までと同様なので詳しい説明を省略する。次に図11を参照して、下部層間絶縁膜8上にレジストパターン26を形成する。そのレジストパターン26をマスクとして、下部層間絶縁膜8に異方性エッチングを施すことにより、接続孔ストッパ膜6の表面を露出する接続孔14aを形成する。
本発明の実施の形態3に係る半導体装置の製造方法と、その方法によって得られる半導体装置について説明する。まず図15を参照して、シリコン基板1上に、CVD法等によりシリコン酸化膜などの膜厚300〜1500nmの層間絶縁膜2を形成する。その層間絶縁膜2に、膜厚300〜1500nmの下部配線4を形成する。その下部配線4を直接覆うように層間絶縁膜2上に、たとえばスパッタ法等により導電性エッチングストッパ膜としてのTiNバリア層(図示せず)を形成する。そのTiNバリア層上にレジストパターン34を形成する。そのレジストパターン34をマスクとして、TiNバリア層に異方性エッチングを施すことによりTiNバリア膜32を形成する。
Claims (11)
- 主表面を有する半導体基板上に第1配線を形成する工程と、
前記第1配線上にエッチングストッパ膜を形成する工程と、
前記エッチングストッパ膜上に第1絶縁膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜上に、前記第1絶縁膜とエッチング特性の異なる所定厚さの第2絶縁膜を形成する工程と、
前記第2絶縁膜上に第1レジストパターンを形成する工程と、
前記第1レジストパターンをマスクとして前記第2絶縁膜および前記第1絶縁膜に異方性エッチングを施すことにより、前記エッチングストッパ膜の表面を露出する第1開口部を形成する工程と、
前記第2絶縁膜上に第2レジストパターンを形成する工程と、
前記第2レジストパターンをマスクとして前記第2絶縁膜に異方性エッチングを施すことにより、前記第1絶縁膜の表面を露出する配線溝を形成する工程と、
前記第1開口部の底に露出する前記エッチングストッパ膜を除去することにより、前記第1開口部に連通し前記第1配線の表面を露出する第2開口部を形成する工程と、
前記第1開口部、前記第2開口部および前記配線溝に所定の金属を埋め込んで、前記配線溝内に第2配線を形成するとともに、前記第1開口部内および前記第2開口部内に、前記第1配線と前記第2配線とを電気的に接続する金属コンタクトを形成する工程と
を備え、
前記配線溝を形成する工程は、前記第1開口部を形成する工程の後に行なわれ、
前記配線溝を形成する工程では、前記第1絶縁膜のエッチングレートは前記第2絶縁膜のエッチングレートよりも低く、
前記第1絶縁膜および前記第2絶縁膜のそれぞれの膜厚は、前記エッチングストッパ膜の膜厚の2〜50倍であり、
前記配線溝を形成した後前記第2開口部を形成する前に、前記第2レジストパターンを酸素プラズマにより除去する工程を備えた、半導体装置の製造方法。 - 前記配線溝を形成する際の異方性エッチングによる前記第1絶縁膜のエッチングレートは、前記第2絶縁膜のエッチングレートの1/2以下である、請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1開口部を形成する際の異方性エッチングによる前記エッチングストッパ膜のエッチングレートは、前記第1絶縁膜のエッチングレートの1/5以下である、請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2レジストパターンは、前記第1開口部上に開口パターンを有する態様で形成され、
前記エッチングストッパ膜は窒素を含有する絶縁膜であり、
前記第1配線、前記金属コンタクトおよび前記第2配線は銅から形成された、請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1絶縁膜および前記第2絶縁膜のそれぞれの膜厚は300〜1500nmであり、前記エッチングストッパ膜の膜厚は30〜150nmである、請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 主表面を有する半導体基板上に第1配線を形成する工程と、
前記第1配線上にエッチングストッパ膜を形成する工程と、
前記エッチングストッパ膜上に第1絶縁膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜上に所定厚さの第2絶縁膜を形成する工程と、
前記第2絶縁膜上に第1レジストパターンを形成する工程と、
前記第1レジストパターンをマスクとして前記第2絶縁膜および前記第1絶縁膜に異方性エッチングを施すことにより、前記エッチングストッパ膜の表面を露出する第1開口部を形成する工程と、
前記第2絶縁膜上に第2レジストパターンを形成する工程と、
前記第2レジストパターンをマスクとして前記第2絶縁膜に異方性エッチングを施すことにより、前記第2絶縁膜に配線溝を形成する工程と、
前記第2レジストパターンを酸素プラズマにより除去する工程と、
前記第1開口部の底に露出する前記エッチングストッパ膜を除去することにより、前記第1開口部に連通し前記第1配線の表面を露出する第2開口部を形成する工程と、
前記第1開口部、前記第2開口部および前記配線溝に所定の金属を埋め込みつつ、前記第2絶縁膜上に前記所定の金属を形成する工程と、
前記所定の金属に化学的機械研磨処理を施すことにより、前記第2絶縁膜の上面上に位置する前記所定の金属の部分を除去することにより、前記配線溝内に第2配線を形成するとともに、前記第1開口部内および前記第2開口部内に、前記第1配線と前記第2配線とを電気的に接続する金属コンタクトを形成する工程と
を備え、
前記第2レジストパターンを酸素プラズマにより除去する工程は、前記配線溝を形成した後前記第2開口部を形成する前に行われ、
前記配線溝を形成する工程は、前記第1開口部を形成する工程の後に行なわれ、
前記第1絶縁膜および前記第2絶縁膜のそれぞれの膜厚は、前記エッチングストッパ膜の膜厚の2〜50倍である、半導体装置の製造方法。 - 前記第2絶縁膜に配線溝を形成する工程では、前記第1絶縁膜のエッチングレートは前記第2絶縁膜のエッチングレートよりも低く、前記配線溝は前記第1絶縁膜の表面を露出する態様で形成される、請求項6記載の半導体装置の製造方法。
- 前記配線溝を形成する際の異方性エッチングによる前記第1絶縁膜のエッチングレートは、前記第2絶縁膜のエッチングレートの1/2以下である、請求項7記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1開口部を形成する際の異方性エッチングによる前記エッチングストッパ膜のエッチングレートは、前記第1絶縁膜のエッチングレートの1/5以下である、請求項6記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2レジストパターンは、前記第1開口部上に開口パターンを有する態様で形成され、
前記エッチングストッパ膜は窒素を含有する絶縁膜であり、
前記第1配線、前記金属コンタクトおよび前記第2配線は銅から形成された、請求項6記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1絶縁膜および前記第2絶縁膜のそれぞれの膜厚は300〜1500nmであり、前記エッチングストッパ膜の膜厚は30〜150nmである、請求項6記載の半導体装置の製造方法。
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