JP2001358214A - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置および半導体装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、基板上の絶縁膜に形成された接続
口の中に導電性のプラグを備える半導体装置に関し、従
来の半導体製造装置を用いて製造方法を複雑化させるこ
となく、リセス部での金属膜の段差被覆性を改善して、
信頼性の高い半導体装置およびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 第４および第５の層間絶縁膜を形成し、
第４および第５の層間絶縁膜を貫通する接続口を形成す
る。接続口に金属プラグを埋め込んだ後、第５の層間絶
縁膜と金属プラグの露出表面をＣＦ4ガスを含む雰囲気
でドライエッチングを行い、エッチバックを実施する。
これにより、金属プラグの表面と第５の層間絶縁膜との
間に生じていた段差高さを軽減するとともに、接続口の
形状を接続口の開口上端部ほど開口径が大きくなるよう
に整形する。次に、第５の層間絶縁膜表面と金属プラグ
表面を酸素を含有するプラズマ雰囲気にさらすか、ある
いは数１０ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光を照射するか、
もしくはＡｒガスを用いたスパッタエッチング処理を施
す。
口の中に導電性のプラグを備える半導体装置に関し、従
来の半導体製造装置を用いて製造方法を複雑化させるこ
となく、リセス部での金属膜の段差被覆性を改善して、
信頼性の高い半導体装置およびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 第４および第５の層間絶縁膜を形成し、
第４および第５の層間絶縁膜を貫通する接続口を形成す
る。接続口に金属プラグを埋め込んだ後、第５の層間絶
縁膜と金属プラグの露出表面をＣＦ4ガスを含む雰囲気
でドライエッチングを行い、エッチバックを実施する。
これにより、金属プラグの表面と第５の層間絶縁膜との
間に生じていた段差高さを軽減するとともに、接続口の
形状を接続口の開口上端部ほど開口径が大きくなるよう
に整形する。次に、第５の層間絶縁膜表面と金属プラグ
表面を酸素を含有するプラズマ雰囲気にさらすか、ある
いは数１０ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光を照射するか、
もしくはＡｒガスを用いたスパッタエッチング処理を施
す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置およ
びその製造方法に関するものであり、より特定的には、
半導体基板上に形成された絶縁膜に開口を形成し、開口
内部に導電体を充填して電極を形成した半導体装置およ
びその製造方法に関する。
びその製造方法に関するものであり、より特定的には、
半導体基板上に形成された絶縁膜に開口を形成し、開口
内部に導電体を充填して電極を形成した半導体装置およ
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の高集積化に伴い、半導体装
置の内部配線の線幅や接続口のサイズは縮小化されてい
る。従来、微細な接続口を介して、上層配線と下層配線
または半導体基板を電気的に接続する際に、接続口内部
に金属膜を選択的に形成するプラグ技術が一般的に用い
られている。プラグ技術では、スパッタリング法により
金属膜を形成する方法では十分な被覆性を得ることが難
しいため、ＣＶＤ法によりＷなどの高融点金属膜を形成
した後エッチバックを施すことによって、接続口内部に
金属膜を選択的に形成している。
置の内部配線の線幅や接続口のサイズは縮小化されてい
る。従来、微細な接続口を介して、上層配線と下層配線
または半導体基板を電気的に接続する際に、接続口内部
に金属膜を選択的に形成するプラグ技術が一般的に用い
られている。プラグ技術では、スパッタリング法により
金属膜を形成する方法では十分な被覆性を得ることが難
しいため、ＣＶＤ法によりＷなどの高融点金属膜を形成
した後エッチバックを施すことによって、接続口内部に
金属膜を選択的に形成している。
【０００３】図１４〜図１８を参照して上述したプラグ
技術を用いた半導体装置とその製造方法について説明す
る。まず、図１４に示すように、半導体基板５１上に素
子分離用酸化膜５２、トランジスタのゲート電極５３と
ソース／ドレイン領域５４ａ〜５４ｅ、第１の層間絶縁
膜５５を形成する。第１の層間絶縁膜５５にはソース／
ドレイン領域５４ｂに貫通する第１の接続口５６を形成
した後、第１の層間絶縁膜５５表面と第１の接続口５６
の内部に金属膜を充填して、写真製版処理とエッチング
処理をおこない、第１の配線層５７を形成する。
技術を用いた半導体装置とその製造方法について説明す
る。まず、図１４に示すように、半導体基板５１上に素
子分離用酸化膜５２、トランジスタのゲート電極５３と
ソース／ドレイン領域５４ａ〜５４ｅ、第１の層間絶縁
膜５５を形成する。第１の層間絶縁膜５５にはソース／
ドレイン領域５４ｂに貫通する第１の接続口５６を形成
した後、第１の層間絶縁膜５５表面と第１の接続口５６
の内部に金属膜を充填して、写真製版処理とエッチング
処理をおこない、第１の配線層５７を形成する。
【０００４】次に、図１５に示すように、第１の配線層
５７を覆うように第２の層間絶縁膜５８を形成した後、
第１の層間絶縁膜５５、第２の層間絶縁膜５８を貫通し
て、ソース／ドレイン領域５４ａ、５４ｃに貫通する第
２の接続口５９を形成する。続いて全面に多結晶シリコ
ン層を形成し、写真製版とエッチング処理を行って電荷
蓄積ノード（以下ストレージノードと記載する）６０を
形成する。さらに、第３の絶縁膜６１を薄く形成した
後、再度多結晶シリコン層を形成し、写真製版とエッチ
ング処理をおこない、電荷蓄積用上部電極（以下セルプ
レートと記載する）６２を形成する。ストレージノード
６０、第３の絶縁膜６１およびセルプレート６２によっ
て、容量素子が形成される。蓄積可能な電荷量はストレ
ージノード６０の表面積に比例し、第３の絶縁膜６１の
膜厚に反比例するが、素子の微細化の進行にともなっ
て、ストレージノード６０のサイズも小さくなるため、
一般的には第３の絶縁膜６１の膜厚の薄膜化やストレー
ジノード６０の高さを大きくすることで蓄積可能な電荷
量を確保するなどの工夫がなされている。
５７を覆うように第２の層間絶縁膜５８を形成した後、
第１の層間絶縁膜５５、第２の層間絶縁膜５８を貫通し
て、ソース／ドレイン領域５４ａ、５４ｃに貫通する第
２の接続口５９を形成する。続いて全面に多結晶シリコ
ン層を形成し、写真製版とエッチング処理を行って電荷
蓄積ノード（以下ストレージノードと記載する）６０を
形成する。さらに、第３の絶縁膜６１を薄く形成した
後、再度多結晶シリコン層を形成し、写真製版とエッチ
ング処理をおこない、電荷蓄積用上部電極（以下セルプ
レートと記載する）６２を形成する。ストレージノード
６０、第３の絶縁膜６１およびセルプレート６２によっ
て、容量素子が形成される。蓄積可能な電荷量はストレ
ージノード６０の表面積に比例し、第３の絶縁膜６１の
膜厚に反比例するが、素子の微細化の進行にともなっ
て、ストレージノード６０のサイズも小さくなるため、
一般的には第３の絶縁膜６１の膜厚の薄膜化やストレー
ジノード６０の高さを大きくすることで蓄積可能な電荷
量を確保するなどの工夫がなされている。
【０００５】次に、図１６を参照して、セルプレート６
２を覆うように第４の層間絶縁膜６３と第５の層間絶縁
膜６４を形成した後、周辺回路領域における第５の層間
絶縁膜６４、第４の層間絶縁膜６３、第２の層間絶縁膜
５８、第１の層間絶縁膜５５を貫通してトランジスタの
ソース／ドレイン領域５４ｄ、５４ｅに貫通する第３の
接続口６５を形成する。ここで、メモリセル領域と周辺
回路領域との間には、メモリセル領域にストレージノー
ド６０を形成することにより、大きな表面段差が生じ
る。この表面段差が写真製版時の焦点深度よりも大きい
場合には、レジストパターンの解像不良が生じることが
ある。また、後述する金属膜のエッチバック処理を施し
た際に、段差部で高融点金属膜のエッチバック残が生
じ、電気的な短絡不良を引き起こす。
２を覆うように第４の層間絶縁膜６３と第５の層間絶縁
膜６４を形成した後、周辺回路領域における第５の層間
絶縁膜６４、第４の層間絶縁膜６３、第２の層間絶縁膜
５８、第１の層間絶縁膜５５を貫通してトランジスタの
ソース／ドレイン領域５４ｄ、５４ｅに貫通する第３の
接続口６５を形成する。ここで、メモリセル領域と周辺
回路領域との間には、メモリセル領域にストレージノー
ド６０を形成することにより、大きな表面段差が生じ
る。この表面段差が写真製版時の焦点深度よりも大きい
場合には、レジストパターンの解像不良が生じることが
ある。また、後述する金属膜のエッチバック処理を施し
た際に、段差部で高融点金属膜のエッチバック残が生
じ、電気的な短絡不良を引き起こす。
【０００６】ストレージノード６０の高さの増大ととも
に深刻となるこのような問題点を軽減するために、第４
の層間絶縁膜６３には通常、ＢＰＳＧ(Boro-Phospho Si
licate Glass)を用いた平坦化手法が用いられている。
ＢＰＳＧ膜は、８００℃以上の高温状態で軟化し、表面
が平滑なフロー形状になるため、表面段差の軽減が可能
である。平坦性がＢ（ボロン）やＰ（リン）の濃度に依
存し、高濃度条件ほど平坦性に優れる。さらに、ＣＭＰ
（化学的機械研磨：Chemical-Mechanical-Polishing)法
によって、第４の層間絶縁膜６３表面を研磨し、表面の
平坦性を改善する場合もある。
に深刻となるこのような問題点を軽減するために、第４
の層間絶縁膜６３には通常、ＢＰＳＧ(Boro-Phospho Si
licate Glass)を用いた平坦化手法が用いられている。
ＢＰＳＧ膜は、８００℃以上の高温状態で軟化し、表面
が平滑なフロー形状になるため、表面段差の軽減が可能
である。平坦性がＢ（ボロン）やＰ（リン）の濃度に依
存し、高濃度条件ほど平坦性に優れる。さらに、ＣＭＰ
（化学的機械研磨：Chemical-Mechanical-Polishing)法
によって、第４の層間絶縁膜６３表面を研磨し、表面の
平坦性を改善する場合もある。
【０００７】図１７を参照して、第３の接続口６５の内
部と第５の層間絶縁膜６４の表面を覆うように第１の高
融点金属層６６と第２の高融点金属層６７を形成する。
第１の高融点金属層６６や第２の高融点金属層６７とし
ては、通常ＴｉやＷあるいはこれらの窒化物、珪化物等
が一般に用いられる。さらに、第５の層間絶縁膜６４の
表面の第１の高融点金属層６６と第２の高融点金属層６
７をエッチング除去することによって、第３の接続口６
５の内部にのみ第１の高融点金属層６６と第２の高融点
金属層６７よりなる金属プラグ６８を形成する。
部と第５の層間絶縁膜６４の表面を覆うように第１の高
融点金属層６６と第２の高融点金属層６７を形成する。
第１の高融点金属層６６や第２の高融点金属層６７とし
ては、通常ＴｉやＷあるいはこれらの窒化物、珪化物等
が一般に用いられる。さらに、第５の層間絶縁膜６４の
表面の第１の高融点金属層６６と第２の高融点金属層６
７をエッチング除去することによって、第３の接続口６
５の内部にのみ第１の高融点金属層６６と第２の高融点
金属層６７よりなる金属プラグ６８を形成する。
【０００８】この後、第５の層間絶縁膜６４と金属プラ
グ６８を覆うように、例えばＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕや
ＡｌＣｕなどのアルミ合金からなる金属膜６９および反
射防止膜７０を形成し、写真製版処理とエッチング処理
をおこなって第２の配線層７１を形成する。アルミ等
は、表面反射率が高いために写真製版処理によってレジ
ストパターンを形成することが難しいため、金属膜６９
の表面には反射防止膜７０を形成する。反射防止膜７０
として、ＴｉＮやＷＳｉ、ＭｏＳｉ、ＴｉＷ、Ｗなどの
高融点金属膜、あるいはその化合物が一般的に用いられ
る。反射防止膜７０は、アルミ合金膜表面の反射率の低
減とともに機械的強度の補強による信頼性向上としての
役割も担う。
グ６８を覆うように、例えばＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕや
ＡｌＣｕなどのアルミ合金からなる金属膜６９および反
射防止膜７０を形成し、写真製版処理とエッチング処理
をおこなって第２の配線層７１を形成する。アルミ等
は、表面反射率が高いために写真製版処理によってレジ
ストパターンを形成することが難しいため、金属膜６９
の表面には反射防止膜７０を形成する。反射防止膜７０
として、ＴｉＮやＷＳｉ、ＭｏＳｉ、ＴｉＷ、Ｗなどの
高融点金属膜、あるいはその化合物が一般的に用いられ
る。反射防止膜７０は、アルミ合金膜表面の反射率の低
減とともに機械的強度の補強による信頼性向上としての
役割も担う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図１８は図１７のＡで
示す部分を拡大した図である。図１８に示すように、従
来の半導体装置では、金属膜６９を形成する際に、スパ
ッタ法により成膜をおこなうため、金属プラグ６８のリ
セス部（第５の層間絶縁膜６４と金属プラグ６８表面と
による段差）で金属膜６９の被覆が劣化し断線不良を起
こすことがある。接続口のサイズの縮小とともにリセス
部のアスペクト比（接続口サイズに対するリセス高さの
比）は上昇し、金属膜の段差被覆性は劣化するため、デ
バイスの微細化とともに問題は深刻化する。
示す部分を拡大した図である。図１８に示すように、従
来の半導体装置では、金属膜６９を形成する際に、スパ
ッタ法により成膜をおこなうため、金属プラグ６８のリ
セス部（第５の層間絶縁膜６４と金属プラグ６８表面と
による段差）で金属膜６９の被覆が劣化し断線不良を起
こすことがある。接続口のサイズの縮小とともにリセス
部のアスペクト比（接続口サイズに対するリセス高さの
比）は上昇し、金属膜の段差被覆性は劣化するため、デ
バイスの微細化とともに問題は深刻化する。
【００１０】このような問題点を解決する手法として、
例えば、特開平７−２８８２４４号公報、特開平９−１
６７７９７号公報に導電層を形成した後、ＣＭＰ法（化
学機械研磨：Chemical Mechanical Polishing)を用いた
形成手法で段差を解消する技術が開示されている。この
化学機械研磨により、導電体プラグを形成する手法では
リセスを小さくすることが可能であり、ＲＩＥ(Reactiv
e Ion Etching)法によるプラグ形成手法での問題点を回
避することが可能である。
例えば、特開平７−２８８２４４号公報、特開平９−１
６７７９７号公報に導電層を形成した後、ＣＭＰ法（化
学機械研磨：Chemical Mechanical Polishing)を用いた
形成手法で段差を解消する技術が開示されている。この
化学機械研磨により、導電体プラグを形成する手法では
リセスを小さくすることが可能であり、ＲＩＥ(Reactiv
e Ion Etching)法によるプラグ形成手法での問題点を回
避することが可能である。
【００１１】しかし、研磨装置や研磨後のウエハを洗浄
するための装置などが新規に必要になることに加えて、
接続口を形成される絶縁膜の表面をあらかじめＣＭＰ法
により平坦化しておく必要があり、製造プロセスが複雑
になるなどの問題点がある。また、別の手法としてスパ
ッタ法により金属膜を形成する際に、４００℃〜５００
℃程度の高温下で成膜することによって金属膜の被覆性
を改善する手法（高温スパッタ法）や通常のスパッタ法
により成膜をおこなった後、４００℃〜５００℃程度の
高温状態で金属膜をフローさせる手法（リフロースパッ
タ法）などが提案されている。
するための装置などが新規に必要になることに加えて、
接続口を形成される絶縁膜の表面をあらかじめＣＭＰ法
により平坦化しておく必要があり、製造プロセスが複雑
になるなどの問題点がある。また、別の手法としてスパ
ッタ法により金属膜を形成する際に、４００℃〜５００
℃程度の高温下で成膜することによって金属膜の被覆性
を改善する手法（高温スパッタ法）や通常のスパッタ法
により成膜をおこなった後、４００℃〜５００℃程度の
高温状態で金属膜をフローさせる手法（リフロースパッ
タ法）などが提案されている。
【００１２】これらの手法により、プラグのリセス部で
の被覆性は飛躍的に改善されるが、いずれの手法におい
てもスパッタ装置に新たに高温による使用に耐えるよう
な改造が必要であることに加えて、高温保持後の冷却条
件によっては、金属膜のグレインに起因した膜表面の凹
凸が激しくなり、これに起因してエッチング時の残差の
発生による製造歩留まりの劣化という問題点がある。
の被覆性は飛躍的に改善されるが、いずれの手法におい
てもスパッタ装置に新たに高温による使用に耐えるよう
な改造が必要であることに加えて、高温保持後の冷却条
件によっては、金属膜のグレインに起因した膜表面の凹
凸が激しくなり、これに起因してエッチング時の残差の
発生による製造歩留まりの劣化という問題点がある。
【００１３】また、ＣＭＰ法を使用せずにプラグリセス
を軽減する手法として、例えば、特開平２−４５９３４
号公報及び特開平８−２５０５９０号公報には、プラグ
形成後に絶縁膜のエッチングをおこない、プラグリセス
を解消する手法が開示されている。しかし、特開平２−
４５９３４号公報に開示されたドライエッチングによる
絶縁膜のエッチバックを行う場合、エッチングガス中に
含まれるＦ、Ｃ、Ｏなどが導電体プラグ表面へ吸着し、
変質層を形成するため、プラグと上層配線との接触抵抗
値が不安定となる問題点がある。
を軽減する手法として、例えば、特開平２−４５９３４
号公報及び特開平８−２５０５９０号公報には、プラグ
形成後に絶縁膜のエッチングをおこない、プラグリセス
を解消する手法が開示されている。しかし、特開平２−
４５９３４号公報に開示されたドライエッチングによる
絶縁膜のエッチバックを行う場合、エッチングガス中に
含まれるＦ、Ｃ、Ｏなどが導電体プラグ表面へ吸着し、
変質層を形成するため、プラグと上層配線との接触抵抗
値が不安定となる問題点がある。
【００１４】本発明は、以上のような従来の半導体装置
およびその製造方法における問題点を解決するためにな
されたものであり、この発明の目的は、従来の半導体製
造装置を用いて、製造方法を複雑化させることなく、リ
セス部での金属膜の段差被覆性を改善して、信頼性の高
い半導体装置およびその製造方法を提供するものであ
る。
およびその製造方法における問題点を解決するためにな
されたものであり、この発明の目的は、従来の半導体製
造装置を用いて、製造方法を複雑化させることなく、リ
セス部での金属膜の段差被覆性を改善して、信頼性の高
い半導体装置およびその製造方法を提供するものであ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、基板上の絶縁膜を貫通する導電性のプラグを含む
配線構造を有する半導体装置であって、第１の絶縁膜
と、第１の絶縁膜の上層に形成された第２の絶縁膜と、
第１および第２の絶縁膜を貫通する接続口内部に充填さ
れた導電性プラグと、第２の絶縁膜の上層に導電性プラ
グと導通するように設けられた配線層とを備え、導電性
プラグが第２の絶縁膜表面より突出した形状であり、接
続口は、接続口の開口上端部に近づくほど開口径が増大
されているものである。
置は、基板上の絶縁膜を貫通する導電性のプラグを含む
配線構造を有する半導体装置であって、第１の絶縁膜
と、第１の絶縁膜の上層に形成された第２の絶縁膜と、
第１および第２の絶縁膜を貫通する接続口内部に充填さ
れた導電性プラグと、第２の絶縁膜の上層に導電性プラ
グと導通するように設けられた配線層とを備え、導電性
プラグが第２の絶縁膜表面より突出した形状であり、接
続口は、接続口の開口上端部に近づくほど開口径が増大
されているものである。
【００１６】また、この発明に係る半導体装置は、基板
上の絶縁膜を貫通する導電性のプラグを含む配線構造を
有する半導体装置であって、第１の絶縁膜と、第１の絶
縁膜の上層に形成されたエッチングストッパー膜と、第
１の絶縁膜およびエッチングストッパー膜を貫通する第
１の接続口内部に充填された導電性プラグと、エッチン
グストッパー膜の上層に導電性プラグと導通するように
設けられた配線層とを備え、導電性プラグがエッチング
ストッパー膜表面より突出した形状である。
上の絶縁膜を貫通する導電性のプラグを含む配線構造を
有する半導体装置であって、第１の絶縁膜と、第１の絶
縁膜の上層に形成されたエッチングストッパー膜と、第
１の絶縁膜およびエッチングストッパー膜を貫通する第
１の接続口内部に充填された導電性プラグと、エッチン
グストッパー膜の上層に導電性プラグと導通するように
設けられた配線層とを備え、導電性プラグがエッチング
ストッパー膜表面より突出した形状である。
【００１７】さらにまた、この発明に係る半導体装置
は、エッチングストッパー膜の上層に形成された第２の
絶縁膜をさらに備え、配線層は、第２の絶縁膜に形成さ
れた第２の接続口に埋め込まれており、第２の絶縁膜の
膜厚と略同一である。
は、エッチングストッパー膜の上層に形成された第２の
絶縁膜をさらに備え、配線層は、第２の絶縁膜に形成さ
れた第２の接続口に埋め込まれており、第２の絶縁膜の
膜厚と略同一である。
【００１８】また、この発明に係る半導体装置は、基板
上の絶縁膜を貫通する導電性のプラグを含む配線構造を
有する半導体装置であって、第１の絶縁膜と、第１の絶
縁膜の上層に形成されたエッチングストッパー膜と、第
１の絶縁膜およびエッチングストッパー膜を貫通する第
１の接続口内部に充填された第１の導電性プラグと、エ
ッチングストッパー膜の上層に形成された絶縁膜中に、
第１の導電性プラグと導通するように設けられた第２の
導電性プラグとを備え、第１の導電性プラグがエッチン
グストッパー膜表面より突出した形状である。
上の絶縁膜を貫通する導電性のプラグを含む配線構造を
有する半導体装置であって、第１の絶縁膜と、第１の絶
縁膜の上層に形成されたエッチングストッパー膜と、第
１の絶縁膜およびエッチングストッパー膜を貫通する第
１の接続口内部に充填された第１の導電性プラグと、エ
ッチングストッパー膜の上層に形成された絶縁膜中に、
第１の導電性プラグと導通するように設けられた第２の
導電性プラグとを備え、第１の導電性プラグがエッチン
グストッパー膜表面より突出した形状である。
【００１９】さらにまた、この発明に係る半導体装置
は、第１の絶縁膜が酸化膜であり、エッチングストッパ
ー膜が窒化膜である。
は、第１の絶縁膜が酸化膜であり、エッチングストッパ
ー膜が窒化膜である。
【００２０】また、この発明に係る半導体装置の製造方
法は、基板上の絶縁膜を貫通する導電性のプラグを含む
配線構造を有する半導体装置の製造方法であって、基板
上に第１の絶縁膜を形成する工程と、第１の絶縁膜の上
層に第２の絶縁膜を形成する工程と、第１および第２の
絶縁膜を貫通する接続口を形成する工程と、接続口の内
部および第２の絶縁膜の表面に導電膜を形成し、第２の
絶縁膜が露出するまで導電膜をエッチバックすることに
より接続口内部に導電性プラグを形成する工程と、第２
の絶縁膜をドライエッチングによりエッチバックする工
程と、酸素含有のプラズマ雰囲気にさらすか、またはア
ルゴンスパッタエッチングによるクリーニングをおこな
うか、もしくはＵＶ光を照射することにより、第２の絶
縁膜と導電性プラグの露出面上の不純物を除去する工程
と、第２の絶縁膜の上層に導電性プラグと導通するよう
に配線層を形成する工程とを備えたものである。
法は、基板上の絶縁膜を貫通する導電性のプラグを含む
配線構造を有する半導体装置の製造方法であって、基板
上に第１の絶縁膜を形成する工程と、第１の絶縁膜の上
層に第２の絶縁膜を形成する工程と、第１および第２の
絶縁膜を貫通する接続口を形成する工程と、接続口の内
部および第２の絶縁膜の表面に導電膜を形成し、第２の
絶縁膜が露出するまで導電膜をエッチバックすることに
より接続口内部に導電性プラグを形成する工程と、第２
の絶縁膜をドライエッチングによりエッチバックする工
程と、酸素含有のプラズマ雰囲気にさらすか、またはア
ルゴンスパッタエッチングによるクリーニングをおこな
うか、もしくはＵＶ光を照射することにより、第２の絶
縁膜と導電性プラグの露出面上の不純物を除去する工程
と、第２の絶縁膜の上層に導電性プラグと導通するよう
に配線層を形成する工程とを備えたものである。
【００２１】さらにまた、この発明に係る半導体装置の
製造方法は、基板上の絶縁膜を貫通する導電性のプラグ
を含む配線構造を有する半導体装置の製造方法であっ
て、基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、第１の絶
縁膜の上層に第２の絶縁膜を形成する工程と、第１およ
び第２の絶縁膜を貫通する接続口を形成する工程と、接
続口の内部および第２の絶縁膜の表面に導電膜を形成
し、第２の絶縁膜が露出するまで導電膜をエッチバック
することにより接続口内部に導電性プラグを形成する工
程と、第２の絶縁膜を希フッ酸によりエッチング処理す
る工程と、第２の絶縁膜の上層に導電性プラグと導通す
るように配線層を形成する工程とを備えたものである。
製造方法は、基板上の絶縁膜を貫通する導電性のプラグ
を含む配線構造を有する半導体装置の製造方法であっ
て、基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、第１の絶
縁膜の上層に第２の絶縁膜を形成する工程と、第１およ
び第２の絶縁膜を貫通する接続口を形成する工程と、接
続口の内部および第２の絶縁膜の表面に導電膜を形成
し、第２の絶縁膜が露出するまで導電膜をエッチバック
することにより接続口内部に導電性プラグを形成する工
程と、第２の絶縁膜を希フッ酸によりエッチング処理す
る工程と、第２の絶縁膜の上層に導電性プラグと導通す
るように配線層を形成する工程とを備えたものである。
【００２２】また、この発明に係る半導体装置の製造方
法は、基板上の絶縁膜を貫通する導電性のプラグを含む
配線構造を有する半導体装置の製造方法であって、基板
上に第１の絶縁膜を形成する工程と、第１の絶縁膜の上
層にエッチングストッパー膜を形成する工程と、エッチ
ングストッパー膜の上層に第２の絶縁膜を形成する工程
と、第１の絶縁膜、エッチングストッパー膜、および第
２の絶縁膜を貫通する接続口を形成する工程と、接続口
の内部および第２の絶縁膜の表面に導電膜を形成し、第
２の絶縁膜が露出するまで導電膜をエッチバックするこ
とにより接続口内部に導電性プラグを形成する工程と、
エッチングストッパー膜面を露出するまで、第２の絶縁
膜を除去する工程と、エッチングストッパー膜の上層に
導電性プラグと導通するように配線層を形成する工程と
を備えたものである。
法は、基板上の絶縁膜を貫通する導電性のプラグを含む
配線構造を有する半導体装置の製造方法であって、基板
上に第１の絶縁膜を形成する工程と、第１の絶縁膜の上
層にエッチングストッパー膜を形成する工程と、エッチ
ングストッパー膜の上層に第２の絶縁膜を形成する工程
と、第１の絶縁膜、エッチングストッパー膜、および第
２の絶縁膜を貫通する接続口を形成する工程と、接続口
の内部および第２の絶縁膜の表面に導電膜を形成し、第
２の絶縁膜が露出するまで導電膜をエッチバックするこ
とにより接続口内部に導電性プラグを形成する工程と、
エッチングストッパー膜面を露出するまで、第２の絶縁
膜を除去する工程と、エッチングストッパー膜の上層に
導電性プラグと導通するように配線層を形成する工程と
を備えたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１による半導体装置の断面構造図である。実
施の形態１によるメモリセル領域では、半導体基板１の
表面に素子分離絶縁膜２が形成されている。素子分離絶
縁膜２によって囲まれる半導体基板１表面には、ソース
／ドレイン領域４ａ〜４ｅが形成されている。３はゲー
ト電極、５は半導体基板１上に形成された第１の層間絶
縁膜、６は第１の層間絶縁膜を貫通し、トランジスタの
ソース／ドレイン領域４ｂに至るビット線コンタクトで
ある第１の接続口、７は第１の接続口内部と第６の層間
絶縁膜表面に形成されたビット線である第１の配線層、
８は第１の配線層と第１の層間絶縁膜の表面を覆う第２
の層間絶縁膜である。
実施の形態１による半導体装置の断面構造図である。実
施の形態１によるメモリセル領域では、半導体基板１の
表面に素子分離絶縁膜２が形成されている。素子分離絶
縁膜２によって囲まれる半導体基板１表面には、ソース
／ドレイン領域４ａ〜４ｅが形成されている。３はゲー
ト電極、５は半導体基板１上に形成された第１の層間絶
縁膜、６は第１の層間絶縁膜を貫通し、トランジスタの
ソース／ドレイン領域４ｂに至るビット線コンタクトで
ある第１の接続口、７は第１の接続口内部と第６の層間
絶縁膜表面に形成されたビット線である第１の配線層、
８は第１の配線層と第１の層間絶縁膜の表面を覆う第２
の層間絶縁膜である。
【００２４】９はストレージノードコンタクトである第
２の接続口、１０は例えばポリシリコンからなるストレ
ージノード、１１は容量素子用絶縁膜である第３の絶縁
膜、１２はセルプレートである。ストレージノード１
０、第３の絶縁膜１１、セルプレート１２により容量素
子が形成されている。１３は容量素子と第２の層間絶縁
膜８表面を覆い、例えばＢＰＳＧ等の酸化膜からなる第
４の層間絶縁膜、１４は第４の層間絶縁膜の表面を保護
し、レジストパターンとの密着性を改善する第５の層間
絶縁膜である。第５の層間絶縁膜１４は、例えばＴＥＯ
ＳとＯ3を用いたプラズマＣＶＤ法により形成される酸
化膜やあるいは無機系のＳＯＧ膜、ＢＰＳＧ、その他の
酸化膜である。１５は、周辺回路領域における第５の層
間絶縁膜１４、第４の層間絶縁膜１３、第２の層間絶縁
膜８、第１の層間絶縁膜５を貫通してトランジスタのソ
ース／ドレイン領域４ｄ、４ｅに貫通する第３の接続口
である。
２の接続口、１０は例えばポリシリコンからなるストレ
ージノード、１１は容量素子用絶縁膜である第３の絶縁
膜、１２はセルプレートである。ストレージノード１
０、第３の絶縁膜１１、セルプレート１２により容量素
子が形成されている。１３は容量素子と第２の層間絶縁
膜８表面を覆い、例えばＢＰＳＧ等の酸化膜からなる第
４の層間絶縁膜、１４は第４の層間絶縁膜の表面を保護
し、レジストパターンとの密着性を改善する第５の層間
絶縁膜である。第５の層間絶縁膜１４は、例えばＴＥＯ
ＳとＯ3を用いたプラズマＣＶＤ法により形成される酸
化膜やあるいは無機系のＳＯＧ膜、ＢＰＳＧ、その他の
酸化膜である。１５は、周辺回路領域における第５の層
間絶縁膜１４、第４の層間絶縁膜１３、第２の層間絶縁
膜８、第１の層間絶縁膜５を貫通してトランジスタのソ
ース／ドレイン領域４ｄ、４ｅに貫通する第３の接続口
である。
【００２５】１６、１７は例えばＴｉやＷあるいはそれ
らの窒化物、珪化物等からなる第１および第２の高融点
金属層、１８はトランジスタのソース／ドレイン領域４
ｄ、４ｅに至る第３の接続口１５内部に形成された金属
プラグである。１９はＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕ、ＡｌＣ
ｕなどのアルミ合金からなる金属膜、２０はＴｉＮ、Ｗ
Ｓｉ、ＭｏＳｉ、ＴｉＷ、Ｗなどの高融点金属膜からな
る反射防止膜、２１は第２の配線層を示す。
らの窒化物、珪化物等からなる第１および第２の高融点
金属層、１８はトランジスタのソース／ドレイン領域４
ｄ、４ｅに至る第３の接続口１５内部に形成された金属
プラグである。１９はＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕ、ＡｌＣ
ｕなどのアルミ合金からなる金属膜、２０はＴｉＮ、Ｗ
Ｓｉ、ＭｏＳｉ、ＴｉＷ、Ｗなどの高融点金属膜からな
る反射防止膜、２１は第２の配線層を示す。
【００２６】図２〜図４は、本発明の半導体装置の製造
方法を示す断面構造模式図であり、第３の接続口のトッ
プ近傍であるＢ部分を拡大して示した断面模式図であ
る。なお、図２に示す構造を得るまでの製造方法は、従
来技術と同様であるため説明を省略する。図２に示すよ
うに、従来と同様の方法により金属プラグ１８を接続口
１５内部に埋め込んだ後で、第５の層間絶縁膜１４と金
属プラグ１８の露出表面をＣＦ4ガスを含む雰囲気でド
ライエッチングを行い、エッチバックを実施する。これ
により、金属プラグ１８の表面と第５の層間絶縁膜との
間に生じていた段差高さを軽減するとともに、接続口の
形状を接続口の開口上端部ほど開口径が大きくなるよう
に整形する。この工程の後、上層に金属膜１９をスパッ
タ法により形成する。
方法を示す断面構造模式図であり、第３の接続口のトッ
プ近傍であるＢ部分を拡大して示した断面模式図であ
る。なお、図２に示す構造を得るまでの製造方法は、従
来技術と同様であるため説明を省略する。図２に示すよ
うに、従来と同様の方法により金属プラグ１８を接続口
１５内部に埋め込んだ後で、第５の層間絶縁膜１４と金
属プラグ１８の露出表面をＣＦ4ガスを含む雰囲気でド
ライエッチングを行い、エッチバックを実施する。これ
により、金属プラグ１８の表面と第５の層間絶縁膜との
間に生じていた段差高さを軽減するとともに、接続口の
形状を接続口の開口上端部ほど開口径が大きくなるよう
に整形する。この工程の後、上層に金属膜１９をスパッ
タ法により形成する。
【００２７】これによって、リセス部での金属膜１９の
被覆性の劣化や断線不良の問題点が解消できる。ドライ
エッチングによるエッチバック処理は、例えばＣＦ4／
Ｏ2／Ａｒの混合ガス、あるいはＣＨＦ3／ＣＦ4／Ａｒ
の混合ガスを用いる。ＳｉＯ膜に対するエッチング処理
を施す際、ＣＦ4／Ｏ2／Ａｒの混合ガス、あるいはＣＨ
Ｆ3／ＣＦ4／Ａｒの混合ガスを用いたエッチング処理で
は、金属膜１８に対するエッチングレートが相対的に十
分小さいため、接続口内部に充填された金属プラグ１８
と層間絶縁膜１４との表面段差（リセス）は、エッチバ
ック量とともに減少する。また、エッチバック量ととも
に接続口の上端部ほど開口径が大きなる形状への整形が
進行し、絶縁膜の膜厚に換算して数１０〜数１００ｎｍ
程度で十分な整形が可能である。
被覆性の劣化や断線不良の問題点が解消できる。ドライ
エッチングによるエッチバック処理は、例えばＣＦ4／
Ｏ2／Ａｒの混合ガス、あるいはＣＨＦ3／ＣＦ4／Ａｒ
の混合ガスを用いる。ＳｉＯ膜に対するエッチング処理
を施す際、ＣＦ4／Ｏ2／Ａｒの混合ガス、あるいはＣＨ
Ｆ3／ＣＦ4／Ａｒの混合ガスを用いたエッチング処理で
は、金属膜１８に対するエッチングレートが相対的に十
分小さいため、接続口内部に充填された金属プラグ１８
と層間絶縁膜１４との表面段差（リセス）は、エッチバ
ック量とともに減少する。また、エッチバック量ととも
に接続口の上端部ほど開口径が大きなる形状への整形が
進行し、絶縁膜の膜厚に換算して数１０〜数１００ｎｍ
程度で十分な整形が可能である。
【００２８】次に、図３に示すように、第５の層間絶縁
膜１４表面と金属プラグ１８表面をＯ（酸素）を含有プ
ラズマ雰囲気にさらすか、あるいは数１０ｎｍ〜４００
ｎｍの波長の光を照射するか、もしくはＡｒガスを用い
たスパッタエッチング処理を施す。そして、図４に示す
ように、金属膜１９および反射防止膜２０からなる第２
の配線層２１を形成する。
膜１４表面と金属プラグ１８表面をＯ（酸素）を含有プ
ラズマ雰囲気にさらすか、あるいは数１０ｎｍ〜４００
ｎｍの波長の光を照射するか、もしくはＡｒガスを用い
たスパッタエッチング処理を施す。そして、図４に示す
ように、金属膜１９および反射防止膜２０からなる第２
の配線層２１を形成する。
【００２９】図２に示す工程において、ＣＦ4ガスを含
む雰囲気でドライエッチングによるエッチバックを実施
する時に、第５の層間絶縁膜１４や金属プラグ１８の露
出表面には、ドライエッチング中の雰囲気中にあるＣ
（炭素）、Ｆ（フッ素）が表面に吸着している。第５の
層間絶縁膜の表面には、このＣやＦが吸着した層が薄く
形成されているため、第２の配線層を形成した際に、配
線層との密着性が十分でなく半導体装置の製造過程にお
いて、後の製造工程において３００℃〜８００℃程度の
熱処理が加わった時に、熱的なストレスに起因して配線
パターンに剥がれが発生する場合がある。
む雰囲気でドライエッチングによるエッチバックを実施
する時に、第５の層間絶縁膜１４や金属プラグ１８の露
出表面には、ドライエッチング中の雰囲気中にあるＣ
（炭素）、Ｆ（フッ素）が表面に吸着している。第５の
層間絶縁膜の表面には、このＣやＦが吸着した層が薄く
形成されているため、第２の配線層を形成した際に、配
線層との密着性が十分でなく半導体装置の製造過程にお
いて、後の製造工程において３００℃〜８００℃程度の
熱処理が加わった時に、熱的なストレスに起因して配線
パターンに剥がれが発生する場合がある。
【００３０】そこで、エッチバック後に表面に吸着した
Ｃを、酸素プラズマ中の酸素ラジカルによってＯ（酸
素）と結合させ、ガス化して除去する。あるいは、数１
０ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光を照射して、数１０ｎｍ
〜４００ｎｍの波長の光を照射した際に発生するＯ3に
よってＯ（酸素）と結合させて除去することも可能であ
る。さらに、表面に吸着したＦは熱的に冷気されて表面
からガス雰囲気中に脱離する。
Ｃを、酸素プラズマ中の酸素ラジカルによってＯ（酸
素）と結合させ、ガス化して除去する。あるいは、数１
０ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光を照射して、数１０ｎｍ
〜４００ｎｍの波長の光を照射した際に発生するＯ3に
よってＯ（酸素）と結合させて除去することも可能であ
る。さらに、表面に吸着したＦは熱的に冷気されて表面
からガス雰囲気中に脱離する。
【００３１】Ａｒガスを用いたスパッタエッチングで
は、第５の層間絶縁膜１４表面や金属プラグ１８表面に
吸着したＣやＦを酸化膜や金属膜と同時にエッチング除
去することが可能である。Ａｒガスを用いたスパッタエ
ッチングを行う場合、金属プラグ１８と層間絶縁膜１４
との間に表面段差（プラグリセス）がある状況では、削
られた層間絶縁膜の粒子がプラグ表面に再付着すること
によって金属プラグ１８と第２の金属配線２１との接触
抵抗が上昇もしくは接触不良を引き起こすことがある。
この実施の形態１においては、プラグリセスを解消した
ので、スパッタされた粒子が再付着して接触抵抗値が上
昇したり接続不良を引き起こしたりすることはない。よ
って、信頼性の高い半導体装置を得ることが可能とな
る。また、金属プラグ１８が第５の層間絶縁膜１４表面
より突出した形状であるため、金属プラグ１８と第２の
配線との接触面積が大きくなり、抵抗値の低減やエレク
トロマイグレーション寿命の改善などの電気特性上の改
善硬化が期待できる。
は、第５の層間絶縁膜１４表面や金属プラグ１８表面に
吸着したＣやＦを酸化膜や金属膜と同時にエッチング除
去することが可能である。Ａｒガスを用いたスパッタエ
ッチングを行う場合、金属プラグ１８と層間絶縁膜１４
との間に表面段差（プラグリセス）がある状況では、削
られた層間絶縁膜の粒子がプラグ表面に再付着すること
によって金属プラグ１８と第２の金属配線２１との接触
抵抗が上昇もしくは接触不良を引き起こすことがある。
この実施の形態１においては、プラグリセスを解消した
ので、スパッタされた粒子が再付着して接触抵抗値が上
昇したり接続不良を引き起こしたりすることはない。よ
って、信頼性の高い半導体装置を得ることが可能とな
る。また、金属プラグ１８が第５の層間絶縁膜１４表面
より突出した形状であるため、金属プラグ１８と第２の
配線との接触面積が大きくなり、抵抗値の低減やエレク
トロマイグレーション寿命の改善などの電気特性上の改
善硬化が期待できる。
【００３２】実施の形態２．図５および図６は、実施の
形態２による半導体装置の製造工程を説明するための断
面構造模式図であり、第３の接続口のトップ近傍を拡大
して示した断面模式図である。図５に示す構造を得るま
での製造方法は、実施の形態１と同一であるため説明を
省略する。
形態２による半導体装置の製造工程を説明するための断
面構造模式図であり、第３の接続口のトップ近傍を拡大
して示した断面模式図である。図５に示す構造を得るま
での製造方法は、実施の形態１と同一であるため説明を
省略する。
【００３３】図５に示すように、第５の層間絶縁膜１４
の表面を例えば希ＨＦ（フッ酸）溶液によりエッチバッ
クすることにより金属プラグリセスの低減と接続口トッ
プの形状を改善する。希ＨＦによるウェットエッチング
では等方的にエッチングが進行するため、金属プラグ１
８のトップ部近傍ではスパッタ法により金属膜１９を形
成する際のアスペクト比が小さくなり、図６に示すよう
に金属膜１９の被覆性を改善することが可能である。図
５に示す構造では、金属プラグ１８が突出した形状にな
るので、図６に示すように第２の配線層２１と金属プラ
グ１８との接触面積が大きくなり、抵抗値の低減やエレ
クトロマイグレーション寿命の改善などの電気特性上の
改善効果が期待できる。
の表面を例えば希ＨＦ（フッ酸）溶液によりエッチバッ
クすることにより金属プラグリセスの低減と接続口トッ
プの形状を改善する。希ＨＦによるウェットエッチング
では等方的にエッチングが進行するため、金属プラグ１
８のトップ部近傍ではスパッタ法により金属膜１９を形
成する際のアスペクト比が小さくなり、図６に示すよう
に金属膜１９の被覆性を改善することが可能である。図
５に示す構造では、金属プラグ１８が突出した形状にな
るので、図６に示すように第２の配線層２１と金属プラ
グ１８との接触面積が大きくなり、抵抗値の低減やエレ
クトロマイグレーション寿命の改善などの電気特性上の
改善効果が期待できる。
【００３４】また、実施の形態１のようにＣＦ4ガスを
用いたドライエッチングによるエッチバック処理により
段差を低減しないので、第５の層間絶縁膜１４や金属プ
ラグ１８表面にＣやＦが吸着することにより、密着性が
劣化するなどの派生的な問題点も発生しない。
用いたドライエッチングによるエッチバック処理により
段差を低減しないので、第５の層間絶縁膜１４や金属プ
ラグ１８表面にＣやＦが吸着することにより、密着性が
劣化するなどの派生的な問題点も発生しない。
【００３５】実施の形態３．図７は実施の形態３による
半導体装置を示す断面模式図である。また、図８および
図９は、図７に示す半導体装置の製造方法を示す断面模
式図であり、図７におけるＣ部分の第３の接続口１５の
トップ近傍を拡大した断面模式図である。図７において
は、第４の層間絶縁膜１３を形成するまでは、実施の形
態１と同様に形成する。
半導体装置を示す断面模式図である。また、図８および
図９は、図７に示す半導体装置の製造方法を示す断面模
式図であり、図７におけるＣ部分の第３の接続口１５の
トップ近傍を拡大した断面模式図である。図７において
は、第４の層間絶縁膜１３を形成するまでは、実施の形
態１と同様に形成する。
【００３６】第４の層間絶縁膜１３を形成した後、図８
に示すように、第５の層間絶縁膜１４のエッチバックに
際して、第５の層間絶縁膜１４よりエッチングレートが
小さくなるような第６の層間絶縁膜２２を第４の層間絶
縁膜１３の上に予め形成し、続いて第５の層間絶縁膜１
４を形成する。そして、写真製版処理とドライエッチン
グ処理により第４、第６、第５の層間絶縁膜を貫通し
て、接続口１５を形成する。接続口１５内部を実施の形
態１と同様に第１の高融点金属膜１６及び第２の高融点
金属膜１７によって充填した後、ＲＩＥ法によるエッチ
バック処理をおこない第３の接続口１５内部に金属プラ
グ１８を形成する。この時、金属プラグ１８のオーバー
エッチング処理により、第５の層間絶縁膜１４表面と金
属プラグ１８表面とに段差（リセス）が生じる。
に示すように、第５の層間絶縁膜１４のエッチバックに
際して、第５の層間絶縁膜１４よりエッチングレートが
小さくなるような第６の層間絶縁膜２２を第４の層間絶
縁膜１３の上に予め形成し、続いて第５の層間絶縁膜１
４を形成する。そして、写真製版処理とドライエッチン
グ処理により第４、第６、第５の層間絶縁膜を貫通し
て、接続口１５を形成する。接続口１５内部を実施の形
態１と同様に第１の高融点金属膜１６及び第２の高融点
金属膜１７によって充填した後、ＲＩＥ法によるエッチ
バック処理をおこない第３の接続口１５内部に金属プラ
グ１８を形成する。この時、金属プラグ１８のオーバー
エッチング処理により、第５の層間絶縁膜１４表面と金
属プラグ１８表面とに段差（リセス）が生じる。
【００３７】続いて、図９に示すように、第５の層間絶
縁膜１４をエッチング処理により除去し、第６の層間絶
縁膜２２を露出させる。第５の層間絶縁膜１４のエッチ
ングに際しては、金属プラグ１８と第６の層間絶縁膜２
２をエッチングしない条件を選び、選択的に第５の層間
絶縁膜１４のみを除去する。また、予め第５の層間絶縁
膜１４の膜厚をリセス量と同一になるように設定してお
くことで、第５の層間絶縁膜１４を除去した後で、金属
プラグ１８のリセスが解消できる。あるいは、エッチン
グ条件をリセス量に対して大きく設定しておくことによ
って、第５の層間絶縁膜１４の除去後にプラグが第６の
層間絶縁膜２２表面から突出した形状になるように設定
することも可能である。
縁膜１４をエッチング処理により除去し、第６の層間絶
縁膜２２を露出させる。第５の層間絶縁膜１４のエッチ
ングに際しては、金属プラグ１８と第６の層間絶縁膜２
２をエッチングしない条件を選び、選択的に第５の層間
絶縁膜１４のみを除去する。また、予め第５の層間絶縁
膜１４の膜厚をリセス量と同一になるように設定してお
くことで、第５の層間絶縁膜１４を除去した後で、金属
プラグ１８のリセスが解消できる。あるいは、エッチン
グ条件をリセス量に対して大きく設定しておくことによ
って、第５の層間絶縁膜１４の除去後にプラグが第６の
層間絶縁膜２２表面から突出した形状になるように設定
することも可能である。
【００３８】第５の層間絶縁膜１４として、例えばＴＥ
ＯＳとＯ3を用いたプラズマＣＶＤ法により形成される
ＳｉＯ膜を用いて、第６の層間絶縁膜２２としては、減
圧熱ＣＶＤ法により形成される窒化膜を用いて、第５の
層間絶縁膜１４のエッチングレートが第６の層間絶縁膜
２２のエッチングレートに対して大きくなるような材料
を選定することで、製造プロセスの制御性を改善するこ
とが好ましい。第５の層間絶縁膜１４としては、希ＨＦ
溶液に対して、エッチングレートが大きい膜としてその
他に例えば溶質中に有機成分を含有しない無機系のＳＯ
Ｇ膜やＢやＰを含有するＣＶＤ法により形成された酸化
膜等がある。
ＯＳとＯ3を用いたプラズマＣＶＤ法により形成される
ＳｉＯ膜を用いて、第６の層間絶縁膜２２としては、減
圧熱ＣＶＤ法により形成される窒化膜を用いて、第５の
層間絶縁膜１４のエッチングレートが第６の層間絶縁膜
２２のエッチングレートに対して大きくなるような材料
を選定することで、製造プロセスの制御性を改善するこ
とが好ましい。第５の層間絶縁膜１４としては、希ＨＦ
溶液に対して、エッチングレートが大きい膜としてその
他に例えば溶質中に有機成分を含有しない無機系のＳＯ
Ｇ膜やＢやＰを含有するＣＶＤ法により形成された酸化
膜等がある。
【００３９】この後、図７に示すように、金属膜１９お
よび反射防止膜２０をスパッタリング法により形成し
て、写真製版処理とエッチング処理をおこない、第２の
配線層２１を形成する。このように、この実施の形態３
においては、第５の層間絶縁膜１４の下にエッチング時
にストッパ層として作用する第６の層間絶縁膜２２を挿
入した構造にしたので、第５の層間絶縁膜１４のエッチ
バック処理時にエッチング量が変動することによって、
金属プラグ１８の上部での金属膜１９の被覆性が変化す
るという不安定要因を解消して、安定性、再現性よく製
造することが可能となる。
よび反射防止膜２０をスパッタリング法により形成し
て、写真製版処理とエッチング処理をおこない、第２の
配線層２１を形成する。このように、この実施の形態３
においては、第５の層間絶縁膜１４の下にエッチング時
にストッパ層として作用する第６の層間絶縁膜２２を挿
入した構造にしたので、第５の層間絶縁膜１４のエッチ
バック処理時にエッチング量が変動することによって、
金属プラグ１８の上部での金属膜１９の被覆性が変化す
るという不安定要因を解消して、安定性、再現性よく製
造することが可能となる。
【００４０】実施の形態４．図１０は、実施の形態４に
おける半導体装置を示す断面摸式図である。また、図１
１（ａ）（ｂ）は図１０におけるＤ部分の第３の接続口
のトップ近傍を拡大した断面構造図である。実施の形態
４では、第４の層間絶縁膜１３、第６の層間絶縁膜２
２、第５の層間絶縁膜１４を形成して、第３の接続口１
５を開口し、第１の高融点金属膜１６と第２の高融点金
属膜１７を形成し、ＲＩＥ法によるエッチバック処理を
おこない、第３の接続口１５内部に金属プラグ１８を形
成するまでは実施の形態３と同様に形成する。
おける半導体装置を示す断面摸式図である。また、図１
１（ａ）（ｂ）は図１０におけるＤ部分の第３の接続口
のトップ近傍を拡大した断面構造図である。実施の形態
４では、第４の層間絶縁膜１３、第６の層間絶縁膜２
２、第５の層間絶縁膜１４を形成して、第３の接続口１
５を開口し、第１の高融点金属膜１６と第２の高融点金
属膜１７を形成し、ＲＩＥ法によるエッチバック処理を
おこない、第３の接続口１５内部に金属プラグ１８を形
成するまでは実施の形態３と同様に形成する。
【００４１】続いて、図１１（ａ）に示すように、第５
の層間絶縁膜１４と金属プラグ１８を覆うようにレジス
ト膜２３を塗布形成し、写真製版処理をおこなって、配
線形成用のレジストパターン２３を形成する。レジスト
パターン２３をマスクとして、第５の層間絶縁膜１４を
異方性エッチングすることによって配線形成用の溝２４
を形成する。第５の層間絶縁膜をエッチングし、溝パタ
ーン２４を形成する際に第６の層間絶縁膜２２はエッチ
ングストッパ層として作用し、エッチングは第６の層間
絶縁膜の表面で終端する。このため、後に形成する第２
の配線層２１の膜厚は、第５の層間絶縁膜１４の膜厚と
同一に規定することが可能である。
の層間絶縁膜１４と金属プラグ１８を覆うようにレジス
ト膜２３を塗布形成し、写真製版処理をおこなって、配
線形成用のレジストパターン２３を形成する。レジスト
パターン２３をマスクとして、第５の層間絶縁膜１４を
異方性エッチングすることによって配線形成用の溝２４
を形成する。第５の層間絶縁膜をエッチングし、溝パタ
ーン２４を形成する際に第６の層間絶縁膜２２はエッチ
ングストッパ層として作用し、エッチングは第６の層間
絶縁膜の表面で終端する。このため、後に形成する第２
の配線層２１の膜厚は、第５の層間絶縁膜１４の膜厚と
同一に規定することが可能である。
【００４２】図１１（ｂ）に示すように、配線形成用の
溝の内部を充填するように金属膜からなる第２の配線層
２１を形成する。続いて、第５の層間絶縁膜１４の表面
の金属膜からなる第２の配線層をＲＩＥ法などの手法で
エッチバックし、配線形成用の溝パターン２４の内部に
のみ金属膜からなる第２の配線層２１を残すことで、第
５の層間絶縁膜に埋め込まれた第２の配線層２１を形成
する。このように、この実施の形態４では、金属プラグ
１８のリセス解消とともに上層配線を絶縁膜中に埋め込
んで形成するために、金属膜の段差被覆性の解消と同時
に上層配線表面の凹凸がなくなり、多層配線構造の実現
が容易になる。
溝の内部を充填するように金属膜からなる第２の配線層
２１を形成する。続いて、第５の層間絶縁膜１４の表面
の金属膜からなる第２の配線層をＲＩＥ法などの手法で
エッチバックし、配線形成用の溝パターン２４の内部に
のみ金属膜からなる第２の配線層２１を残すことで、第
５の層間絶縁膜に埋め込まれた第２の配線層２１を形成
する。このように、この実施の形態４では、金属プラグ
１８のリセス解消とともに上層配線を絶縁膜中に埋め込
んで形成するために、金属膜の段差被覆性の解消と同時
に上層配線表面の凹凸がなくなり、多層配線構造の実現
が容易になる。
【００４３】実施の形態５．図１２は、実施の形態５に
よる製造方法を示す断面模式図であり、第３の接続口１
５のトップ近傍を拡大して示した断面模式図である。図
１２に示す構造を得るまでの製造方法は、実施の形態３
における図９までの製造方法と同一であるため説明を省
略する。
よる製造方法を示す断面模式図であり、第３の接続口１
５のトップ近傍を拡大して示した断面模式図である。図
１２に示す構造を得るまでの製造方法は、実施の形態３
における図９までの製造方法と同一であるため説明を省
略する。
【００４４】図１２に示すように、第６の層間絶縁膜２
２と金属プラグ１８を覆うように、第７の層間絶縁膜２
５、第８の層間絶縁膜２６、第９の層間絶縁膜２７を形
成して、レジストパターン(図示せず）をマスクとして
写真製版処理とエッチング処理をおこない、第７の層間
絶縁膜２５、第８の層間絶縁膜２６、第９の層間絶縁膜
２７を貫通する第４の接続口２８を形成する。第４の接
続口２８は、第６の層間絶縁膜２２ないし金属プラグ１
８によってエッチングを終端させて形成する。
２と金属プラグ１８を覆うように、第７の層間絶縁膜２
５、第８の層間絶縁膜２６、第９の層間絶縁膜２７を形
成して、レジストパターン(図示せず）をマスクとして
写真製版処理とエッチング処理をおこない、第７の層間
絶縁膜２５、第８の層間絶縁膜２６、第９の層間絶縁膜
２７を貫通する第４の接続口２８を形成する。第４の接
続口２８は、第６の層間絶縁膜２２ないし金属プラグ１
８によってエッチングを終端させて形成する。
【００４５】そして、図１３に示すように、レジストパ
ターンを除去した後、第９の層間絶縁膜２７の表面と第
４の接続口２８の内部に、第３の金属膜２９及び第４の
金属膜３０を形成し、第３の金属膜２９、第４の金属膜
３０をエッチバックすることによって接続口２８の内部
に金属プラグ３１を形成する。そして、第９の層間絶縁
膜２７をエッチング処理により除去し、第８の層間絶縁
膜２６を露出させる。第９の層間絶縁膜２７のエッチン
グに際しては、金属プラグ３１と第８の層間絶縁膜２６
をエッチングしない条件を選び、選択的に第８の層間絶
縁膜２６のみを除去する。
ターンを除去した後、第９の層間絶縁膜２７の表面と第
４の接続口２８の内部に、第３の金属膜２９及び第４の
金属膜３０を形成し、第３の金属膜２９、第４の金属膜
３０をエッチバックすることによって接続口２８の内部
に金属プラグ３１を形成する。そして、第９の層間絶縁
膜２７をエッチング処理により除去し、第８の層間絶縁
膜２６を露出させる。第９の層間絶縁膜２７のエッチン
グに際しては、金属プラグ３１と第８の層間絶縁膜２６
をエッチングしない条件を選び、選択的に第８の層間絶
縁膜２６のみを除去する。
【００４６】この実施の形態５による製造方法では、金
属プラグ１８と金属プラグ２８を積層して形成した場合
においても、あらかじめ金属プラグ１８が絶縁膜表面に
突出した形状に形成されているため、下層の金属プラグ
１８の上面及び側面において、上層の金属プラグ３１と
の電気的な接続が可能であり、電気抵抗値の低減と安定
化が実現できる。また、金属プラグ同士を直接接続する
ことが可能であり、図１３に示すように金属配線層を介
して接続する場合に比べて配線レイアウトの縮小が可能
となりチップサイズの縮小が実現できる。
属プラグ１８と金属プラグ２８を積層して形成した場合
においても、あらかじめ金属プラグ１８が絶縁膜表面に
突出した形状に形成されているため、下層の金属プラグ
１８の上面及び側面において、上層の金属プラグ３１と
の電気的な接続が可能であり、電気抵抗値の低減と安定
化が実現できる。また、金属プラグ同士を直接接続する
ことが可能であり、図１３に示すように金属配線層を介
して接続する場合に比べて配線レイアウトの縮小が可能
となりチップサイズの縮小が実現できる。
【００４７】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る半導体装
置によれば、導電性プラグが第２の絶縁膜表面より突出
した形状であり、接続口は、接続口の開口上端部に近づ
くほど開口径が増大されているので、プラグ上に設けら
れた配線層の被覆性を改善し、半導体装置の信頼性を改
善できる。また、配線層と導電性プラグとの接触面積が
大きくなり、抵抗値の低減の改善等の電気特性も改善で
きる。
置によれば、導電性プラグが第２の絶縁膜表面より突出
した形状であり、接続口は、接続口の開口上端部に近づ
くほど開口径が増大されているので、プラグ上に設けら
れた配線層の被覆性を改善し、半導体装置の信頼性を改
善できる。また、配線層と導電性プラグとの接触面積が
大きくなり、抵抗値の低減の改善等の電気特性も改善で
きる。
【００４８】また、導電性プラグがエッチングストッパ
ー膜表面より突出した形状であるので、配線層と導電性
プラグとの接触面積が大きくなり、抵抗値の低減の改善
等の電気特性が改善できる。
ー膜表面より突出した形状であるので、配線層と導電性
プラグとの接触面積が大きくなり、抵抗値の低減の改善
等の電気特性が改善できる。
【００４９】さらにまた、エッチングストッパー膜の上
層に形成された第２の絶縁膜をさらに備え、配線層は、
第２の絶縁膜に形成された第２の接続口に埋め込まれて
おり第２の絶縁膜の膜厚と略同一であるので、配線層を
第２の絶縁膜中の第２の接続口に埋め込んで形成するの
で、配線層表面の凹凸がなくなり、多層配線構造の実現
が容易になる。
層に形成された第２の絶縁膜をさらに備え、配線層は、
第２の絶縁膜に形成された第２の接続口に埋め込まれて
おり第２の絶縁膜の膜厚と略同一であるので、配線層を
第２の絶縁膜中の第２の接続口に埋め込んで形成するの
で、配線層表面の凹凸がなくなり、多層配線構造の実現
が容易になる。
【００５０】また、基板上の絶縁膜を貫通する導電性の
プラグを含む配線構造を有する半導体装置であって、第
１の絶縁膜と、第１の絶縁膜の上層に形成されたエッチ
ングストッパー膜と、第１の絶縁膜およびエッチングス
トッパー膜を貫通する第１の接続口内部に充填された第
１の導電性プラグと、エッチングストッパー膜の上層に
形成された絶縁膜中に、第１の導電性プラグと導通する
ように設けられた第２の導電性プラグとを備え、第１の
導電性プラグがエッチングストッパー膜表面より突出し
た形状であるので、突出形プラグを積層して形成して配
線層を介さずに接続することで配線の高密度化を図るこ
とが可能となる。
プラグを含む配線構造を有する半導体装置であって、第
１の絶縁膜と、第１の絶縁膜の上層に形成されたエッチ
ングストッパー膜と、第１の絶縁膜およびエッチングス
トッパー膜を貫通する第１の接続口内部に充填された第
１の導電性プラグと、エッチングストッパー膜の上層に
形成された絶縁膜中に、第１の導電性プラグと導通する
ように設けられた第２の導電性プラグとを備え、第１の
導電性プラグがエッチングストッパー膜表面より突出し
た形状であるので、突出形プラグを積層して形成して配
線層を介さずに接続することで配線の高密度化を図るこ
とが可能となる。
【００５１】さらにまた、第１の絶縁膜が酸化膜であ
り、エッチングストッパー膜が窒化膜であるので、エッ
チングの制御ができる。
り、エッチングストッパー膜が窒化膜であるので、エッ
チングの制御ができる。
【００５２】また、基板上の絶縁膜を貫通する導電性の
プラグを含む配線構造を有する半導体装置の製造方法で
あって、基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、第１
の絶縁膜の上層に第２の絶縁膜を形成する工程と、第１
および第２の絶縁膜を貫通する接続口を形成する工程
と、接続口の内部および第２の絶縁膜の表面に導電膜を
形成し、第２の絶縁膜が露出するまで導電膜をエッチバ
ックすることにより接続口内部に導電性プラグを形成す
る工程と、第２の絶縁膜をドライエッチングによりエッ
チバックする工程と、酸素含有のプラズマ雰囲気にさら
すか、またはアルゴンスパッタエッチングによるクリー
ニングをおこなうか、もしくはＵＶ光を照射することに
より、第２の絶縁膜と導電性プラグの露出面上の不純物
を除去する工程と、第２の絶縁膜の上層に導電性プラグ
と導通するように配線層を形成する工程とを備えたの
で、導電性プラグと第２の絶縁膜のリセスを解消できる
とともに、第２の絶縁膜をドライエッチングによりエッ
チバックする際に、第２の絶縁膜と導電性プラグ表面に
吸着した不純物を除去して配線層との密着性を改善する
ことができる。
プラグを含む配線構造を有する半導体装置の製造方法で
あって、基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、第１
の絶縁膜の上層に第２の絶縁膜を形成する工程と、第１
および第２の絶縁膜を貫通する接続口を形成する工程
と、接続口の内部および第２の絶縁膜の表面に導電膜を
形成し、第２の絶縁膜が露出するまで導電膜をエッチバ
ックすることにより接続口内部に導電性プラグを形成す
る工程と、第２の絶縁膜をドライエッチングによりエッ
チバックする工程と、酸素含有のプラズマ雰囲気にさら
すか、またはアルゴンスパッタエッチングによるクリー
ニングをおこなうか、もしくはＵＶ光を照射することに
より、第２の絶縁膜と導電性プラグの露出面上の不純物
を除去する工程と、第２の絶縁膜の上層に導電性プラグ
と導通するように配線層を形成する工程とを備えたの
で、導電性プラグと第２の絶縁膜のリセスを解消できる
とともに、第２の絶縁膜をドライエッチングによりエッ
チバックする際に、第２の絶縁膜と導電性プラグ表面に
吸着した不純物を除去して配線層との密着性を改善する
ことができる。
【００５３】さらにまた、基板上の絶縁膜を貫通する導
電性のプラグを含む配線構造を有する半導体装置の製造
方法であって、基板上に第１の絶縁膜を形成する工程
と、第１の絶縁膜の上層に第２の絶縁膜を形成する工程
と、第１および第２の絶縁膜を貫通する接続口を形成す
る工程と、接続口の内部および第２の絶縁膜の表面に導
電膜を形成し、第２の絶縁膜が露出するまで導電膜をエ
ッチバックすることにより接続口内部に導電性プラグを
形成する工程と、第２の絶縁膜を希フッ酸によりエッチ
ング処理する工程と、第２の絶縁膜の上層に導電性プラ
グと導通するように配線層を形成する工程とを備えたの
で、導電性プラグと第２の絶縁膜のリセスを解消するこ
とができる
電性のプラグを含む配線構造を有する半導体装置の製造
方法であって、基板上に第１の絶縁膜を形成する工程
と、第１の絶縁膜の上層に第２の絶縁膜を形成する工程
と、第１および第２の絶縁膜を貫通する接続口を形成す
る工程と、接続口の内部および第２の絶縁膜の表面に導
電膜を形成し、第２の絶縁膜が露出するまで導電膜をエ
ッチバックすることにより接続口内部に導電性プラグを
形成する工程と、第２の絶縁膜を希フッ酸によりエッチ
ング処理する工程と、第２の絶縁膜の上層に導電性プラ
グと導通するように配線層を形成する工程とを備えたの
で、導電性プラグと第２の絶縁膜のリセスを解消するこ
とができる
【００５４】また、基板上の絶縁膜を貫通する導電性の
プラグを含む配線構造を有する半導体装置の製造方法で
あって、基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、第１
の絶縁膜の上層にエッチングストッパー膜を形成する工
程と、エッチングストッパー膜の上層に第２の絶縁膜を
形成する工程と、第１の絶縁膜、エッチングストッパー
膜、および第２の絶縁膜を貫通する接続口を形成する工
程と、接続口の内部および第２の絶縁膜の表面に導電膜
を形成し、第２の絶縁膜が露出するまで導電膜をエッチ
バックすることにより接続口内部に導電性プラグを形成
する工程と、エッチングストッパー膜面を露出するま
で、第２の絶縁膜を除去する工程と、エッチングストッ
パー膜の上層に導電性プラグと導通するように配線層を
形成する工程とを備えたので、第２の絶縁膜の除去に際
してストッパー層を設けることでエッチバック量の制御
性を改善することができる。
プラグを含む配線構造を有する半導体装置の製造方法で
あって、基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、第１
の絶縁膜の上層にエッチングストッパー膜を形成する工
程と、エッチングストッパー膜の上層に第２の絶縁膜を
形成する工程と、第１の絶縁膜、エッチングストッパー
膜、および第２の絶縁膜を貫通する接続口を形成する工
程と、接続口の内部および第２の絶縁膜の表面に導電膜
を形成し、第２の絶縁膜が露出するまで導電膜をエッチ
バックすることにより接続口内部に導電性プラグを形成
する工程と、エッチングストッパー膜面を露出するま
で、第２の絶縁膜を除去する工程と、エッチングストッ
パー膜の上層に導電性プラグと導通するように配線層を
形成する工程とを備えたので、第２の絶縁膜の除去に際
してストッパー層を設けることでエッチバック量の制御
性を改善することができる。
【図１】 この発明の実施の形態１における半導体装置
の断面構造を示す模式図である。
の断面構造を示す模式図である。
【図２】 この発明の実施の形態１における半導体装置
の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
【図３】 この発明の実施の形態１における半導体装置
の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
【図４】 この発明の実施の形態１における半導体装置
の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
【図５】 この発明の実施の形態２における半導体装置
の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
【図６】 この発明の実施の形態２における半導体装置
の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
【図７】 この発明の実施の形態３における半導体装置
の断面構造を示す模式図である。
の断面構造を示す模式図である。
【図８】 この発明の実施の形態３における半導体装置
の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
【図９】 この発明の実施の形態３における半導体装置
の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４における半導体装
置を示す断面構造図である。
置を示す断面構造図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４における半導体装
置の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
置の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５における半導体装
置の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
置の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
【図１３】 この発明の実施の形態５における半導体装
置の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
置の製造プロセスを説明するための断面構造図である。
【図１４】 従来の半導体装置の製造方法を説明するた
めの断面構造図である。
めの断面構造図である。
【図１５】 従来の半導体装置の製造方法を説明するた
めの断面構造図である。
めの断面構造図である。
【図１６】 従来の半導体装置の製造方法を説明するた
めの断面構造図である。
めの断面構造図である。
【図１７】 従来の半導体装置の断面構造を示す模式図
である。
である。
【図１８】 図１７のＡ部を拡大した模式図である。
１ 半導体基板、 ２ 素子分離酸化膜、 ３ ゲート
電極、 ４ ソース／ドレイン領域、 ５ 第１の層間
絶縁膜、 ６ 第１の接続口、 ７ 第１の配線層、
８ 第２の層間絶縁膜、 ９ 第２の接続口、 １０
ストレージノード、 １１ 第３の絶縁膜、 １２ セ
ルプレート、 １３ 第４の層間絶縁膜、 １４ 第５
の層間絶縁膜、 １５ 第３の接続口、 １６ 第１の
高融点金属層、 １７ 第２の高融点金属層、 １８
金属プラグ、 １９ 金属膜、２０ 反射防止膜、 ２
１ 第２の配線層、 ２２ 第６の層間絶縁膜、
電極、 ４ ソース／ドレイン領域、 ５ 第１の層間
絶縁膜、 ６ 第１の接続口、 ７ 第１の配線層、
８ 第２の層間絶縁膜、 ９ 第２の接続口、 １０
ストレージノード、 １１ 第３の絶縁膜、 １２ セ
ルプレート、 １３ 第４の層間絶縁膜、 １４ 第５
の層間絶縁膜、 １５ 第３の接続口、 １６ 第１の
高融点金属層、 １７ 第２の高融点金属層、 １８
金属プラグ、 １９ 金属膜、２０ 反射防止膜、 ２
１ 第２の配線層、 ２２ 第６の層間絶縁膜、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹若 博基 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5F004 AA02 AA11 DA01 DA16 DA23 DA26 DB03 DB06 DB07 DB08 DB10 DB12 EA23 EA27 EA31 5F033 HH09 HH19 HH23 HH28 HH29 JJ18 JJ19 JJ27 JJ28 JJ33 JJ34 KK01 NN06 NN07 NN15 NN32 PP15 QQ03 QQ08 QQ09 QQ10 QQ13 QQ14 QQ19 QQ25 QQ31 QQ34 QQ35 QQ92 RR06 RR09 RR15 SS04 SS13 SS15 VV16 XX02 XX05 XX09 5F083 AD48 AD56 JA35 JA36 JA39 JA40 MA06 MA19 NA08 PR03 PR06 PR21 PR23 PR39
Claims (8)
- 【請求項１】 基板上の絶縁膜を貫通する導電性のプラ
グを含む配線構造を有する半導体装置であって、 第１の絶縁膜と、 前記第１の絶縁膜の上層に形成された第２の絶縁膜と、 前記第１および第２の絶縁膜を貫通する接続口内部に充
填された導電性プラグと、 前記第２の絶縁膜の上層に前記導電性プラグと導通する
ように設けられた配線層とを備え、 前記導電性プラグが前記第２の絶縁膜表面より突出した
形状であり、 前記接続口は、接続口の開口上端部に近づくほど開口径
が増大されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 基板上の絶縁膜を貫通する導電性のプラ
グを含む配線構造を有する半導体装置であって、 第１の絶縁膜と、 前記第１の絶縁膜の上層に形成されたエッチングストッ
パー膜と、 前記第１の絶縁膜およびエッチングストッパー膜を貫通
する第１の接続口内部に充填された導電性プラグと、 前記エッチングストッパー膜の上層に前記導電性プラグ
と導通するように設けられた配線層とを備え、 前記導電性プラグが前記エッチングストッパー膜表面よ
り突出した形状であることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】 エッチングストッパー膜の上層に形成さ
れた第２の絶縁膜をさらに備え、 配線層は、前記第２の絶縁膜に形成された第２の接続口
に埋め込まれており、前記第２の絶縁膜の膜厚と略同一
であることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。 - 【請求項４】 基板上の絶縁膜を貫通する導電性のプラ
グを含む配線構造を有する半導体装置であって、 第１の絶縁膜と、 前記第１の絶縁膜の上層に形成されたエッチングストッ
パー膜と、 前記第１の絶縁膜およびエッチングストッパー膜を貫通
する第１の接続口内部に充填された第１の導電性プラグ
と、 前記エッチングストッパー膜の上層に形成された絶縁膜
中に、前記第１の導電性プラグと導通するように設けら
れた第２の導電性プラグとを備え、 前記第１の導電性プラグが前記エッチングストッパー膜
表面より突出した形状であることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項５】 第１の絶縁膜が酸化膜であり、エッチン
グストッパー膜は窒化膜であることを特徴とする請求項
２ないし請求項４のいずれか１項記載の半導体装置。 - 【請求項６】 基板上の絶縁膜を貫通する導電性のプラ
グを含む配線構造を有する半導体装置の製造方法であっ
て、 前記基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、 前記第１の絶縁膜の上層に第２の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第１および第２の絶縁膜を貫通する接続口を形成す
る工程と、 前記接続口の内部および前記第２の絶縁膜の表面に導電
膜を形成し、前記第２の絶縁膜が露出するまで前記導電
膜をエッチバックすることにより前記接続口内部に導電
性プラグを形成する工程と、 前記第２の絶縁膜をドライエッチングによりエッチバッ
クする工程と、 酸素含有のプラズマ雰囲気にさらすか、またはアルゴン
スパッタエッチングによるクリーニングをおこなうか、
もしくはＵＶ光を照射することにより、前記第２の絶縁
膜と前記導電性プラグの露出面上の不純物を除去する工
程と、 前記第２の絶縁膜の上層に前記導電性プラグと導通する
ように配線層を形成する工程と、を備えた半導体装置の
製造方法。 - 【請求項７】 基板上の絶縁膜を貫通する導電性のプラ
グを含む配線構造を有する半導体装置の製造方法であっ
て、 前記基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、 前記第１の絶縁膜の上層に第２の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第１および第２の絶縁膜を貫通する接続口を形成す
る工程と、 前記接続口の内部および前記第２の絶縁膜の表面に導電
膜を形成し、前記第２の絶縁膜が露出するまで前記導電
膜をエッチバックすることにより前記接続口内部に導電
性プラグを形成する工程と、 前記第２の絶縁膜を希フッ酸によりエッチング処理する
工程と、 前記第２の絶縁膜の上層に前記導電性プラグと導通する
ように配線層を形成する工程と、を備えた半導体装置の
製造方法。 - 【請求項８】 基板上の絶縁膜を貫通する導電性のプラ
グを含む配線構造を有する半導体装置の製造方法であっ
て、 前記基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、 前記第１の絶縁膜の上層にエッチングストッパー膜を形
成する工程と、 前記エッチングストッパー膜の上層に第２の絶縁膜を形
成する工程と、 前記第１の絶縁膜、前記エッチングストッパー膜、およ
び第２の絶縁膜を貫通する接続口を形成する工程と、 前記接続口の内部および前記第２の絶縁膜の表面に導電
膜を形成し、前記第２の絶縁膜が露出するまで前記導電
膜をエッチバックすることにより前記接続口内部に導電
性プラグを形成する工程と、 前記エッチングストッパー膜面を露出するまで、前記第
２の絶縁膜を除去する工程と、 前記エッチングストッパー膜の上層に前記導電性プラグ
と導通するように配線層を形成する工程と、を備えた半
導体装置の製造方法。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP2000179519A JP2001358214A (ja) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| US09/757,579 US6448658B2 (en) | 2000-06-15 | 2001-01-11 | Semiconductor device having improved interconnection-wiring structures |
| DE10104204A DE10104204A1 (de) | 2000-06-15 | 2001-01-31 | Halbleiter-Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben |
| TW090105261A TW517295B (en) | 2000-06-15 | 2001-03-07 | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| KR10-2001-0012452A KR100415045B1 (ko) | 2000-06-15 | 2001-03-10 | 반도체 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 |
| CNB011113480A CN1172370C (zh) | 2000-06-15 | 2001-03-12 | 半导体装置和半导体装置的制造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP2000179519A JP2001358214A (ja) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001358214A true JP2001358214A (ja) | 2001-12-26 |
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ID=18680780
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|---|---|---|---|
| JP2000179519A Pending JP2001358214A (ja) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP2001358214A (ja) |
| KR (1) | KR100415045B1 (ja) |
| CN (1) | CN1172370C (ja) |
| DE (1) | DE10104204A1 (ja) |
| TW (1) | TW517295B (ja) |
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