專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有與位于半導(dǎo)體襯底上方的導(dǎo)電層連接的連接布線的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
迄今，具有形成貫通覆蓋在第一層間絕緣膜之上形成的導(dǎo)電層的第二層間絕緣膜直至導(dǎo)電層的孔的步驟的半導(dǎo)體裝置的制造方法正在使用。在該半導(dǎo)體裝置的制造方法中，在孔的形成位置從導(dǎo)電層的位置偏離時(shí)，孔就一直到達(dá)導(dǎo)電層下側(cè)的第一層間絕緣膜。這種孔的對準(zhǔn)偏離引起的突伸在微細(xì)化了的現(xiàn)在的半導(dǎo)體裝置中發(fā)生的概率正增大。
作為用來防止由于上述的孔的對準(zhǔn)的偏離而使孔突伸到導(dǎo)電層下側(cè)的第一層間絕緣膜的技術(shù)，在日本專利申請?zhí)亻_平05-299515號公報(bào)中公開了只在導(dǎo)電層的側(cè)壁設(shè)置蝕刻阻止膜的技術(shù)。而且，在特開2000-294631號公報(bào)中公開了在鑲嵌結(jié)構(gòu)中設(shè)置雙重蝕刻阻止膜的技術(shù)。在特開09-007970號公報(bào)中公開了只在導(dǎo)電層下側(cè)設(shè)置蝕刻阻止膜的技術(shù)。
但是，即使用這些技術(shù)也不能完全解決孔到達(dá)第一層間絕緣膜的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供防止了到達(dá)導(dǎo)電層的孔一直到達(dá)在導(dǎo)電層下設(shè)置的層間絕緣膜的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，包括第一層間絕緣膜；在上述第一層間絕緣膜之上形成的第一蝕刻阻止膜；在上述第一蝕刻阻止膜之上形成的導(dǎo)電層；至少在第一蝕刻阻止膜之上形成的第二蝕刻阻止膜。另外，該半導(dǎo)體裝置包括以覆蓋第二蝕刻阻止膜以及導(dǎo)電層的方式形成的第二層間絕緣膜；以在厚度方向上貫通上述第二層間絕緣膜，與上述導(dǎo)電層接觸的方式形成的連接布線。
根據(jù)上述半導(dǎo)體裝置，形成導(dǎo)電層被第一蝕刻阻止膜和第二蝕刻阻止膜夾著的夾層結(jié)構(gòu)。因此，如果用后述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，形成使連接布線埋入的孔時(shí)，防止了孔到達(dá)第一層間絕緣膜的所謂孔的類伸。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括形成第一層間絕緣膜的步驟；在上述第一層間絕緣膜之上形成第一蝕刻阻止膜的步驟；在上述第一蝕刻阻止膜之上形成導(dǎo)電層的步驟。另外，該半導(dǎo)體裝置的制造方法還包括以覆蓋上述第一蝕刻阻止膜和上述導(dǎo)電層的方式形成第二蝕刻阻止膜的步驟；在上述第二蝕刻阻止膜之上形成第二層間絕緣膜的步驟；形成在厚度方向上貫通上述第二層間絕緣膜，到達(dá)上述導(dǎo)電層的孔的步驟；以及在上述孔內(nèi)形成連接布線的步驟。上述形成孔的步驟包括以第一蝕刻條件蝕刻上述第二層間絕緣膜的步驟、和以與上述第一蝕刻條件不同的第二蝕刻條件蝕刻上述第二蝕刻阻止膜的步驟。
上述第一蝕刻阻止膜和第二蝕刻阻止膜可以分別包含硅氮化膜和富硅氧化膜中的任一種。
本發(fā)明的上述以及其它目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)從附圖和下面的相關(guān)的詳細(xì)描述可以更加清楚地了解到。


圖1是用來說明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2～6是用來說明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖。
圖7～8是有來說明比較例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，基于

本發(fā)明的實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。首先，用圖1說明本發(fā)明的實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置具有在半導(dǎo)體襯底上方設(shè)置的層間絕緣膜1。在層間絕緣膜1之上形成蝕刻阻止膜2。在蝕刻阻止膜2之上形成導(dǎo)電層3。以覆蓋蝕刻阻止膜2的上表面、導(dǎo)電層3的一個(gè)側(cè)面和導(dǎo)電層3的上表面的一部分的方式，形成蝕刻阻止膜4。以覆蓋蝕刻阻止膜4的方式形成層間絕緣膜5。形成在厚度方向上貫通層間絕緣膜5到達(dá)導(dǎo)電層3的連接布線8。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，形成使連接布線8埋入的孔時(shí)，只有蝕刻阻止膜2的一部分被蝕刻，孔不會到達(dá)層間絕緣膜1。結(jié)果，半導(dǎo)體裝置的可靠性提高。
用圖2～6說明上述的圖1所示的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
首先，在半導(dǎo)體襯底的上方形成層間絕緣膜1。然后，在層間絕緣膜1之上形成蝕刻阻止膜2，然后在蝕刻阻止膜2之上形成導(dǎo)電層3。由此，得到圖2所示的結(jié)構(gòu)。
然后，如圖3所示，以覆蓋蝕刻阻止膜2和導(dǎo)電層3的上表面和兩側(cè)面的方式形成蝕刻阻止膜4。然后，以覆蓋蝕刻阻止膜4的方式形成層間絕緣膜5。然后，形成已進(jìn)行了用于形成到達(dá)導(dǎo)電層3的孔的構(gòu)圖的光刻膠膜6。由此得到圖4所示的結(jié)構(gòu)。
然后，如圖5所示，以光刻膠膜6作為蝕刻掩模，蝕刻層間絕緣膜5。由此，露出蝕刻阻止膜4。然后，以與用于蝕刻層間絕緣膜5的蝕刻條件不同的蝕刻條件蝕刻蝕刻阻止膜4。由此，如圖6所示，形成到達(dá)導(dǎo)電層3的孔7。在孔7的底面上露出導(dǎo)電層3。
另外，如圖6所示，考慮孔7從導(dǎo)電層3的位置偏離，以導(dǎo)電層3的兩側(cè)面中的一個(gè)露出的方式除去蝕刻阻止膜4的場合。即使在該場合下，由于在蝕刻阻止膜4的下側(cè)設(shè)置了蝕刻阻止膜2，雖然孔7的底面貫通蝕刻阻止膜4到達(dá)蝕刻阻止膜2，但不會到達(dá)層間絕緣膜1。
根據(jù)上述的本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法，在具有從上下夾著導(dǎo)電層3的兩個(gè)蝕刻阻止膜的狀態(tài)下，首先蝕刻位于導(dǎo)電層3上方的層間絕緣膜5，然后除去位于導(dǎo)電層3上的蝕刻阻止膜4。因此，孔7到達(dá)層間絕緣膜1這樣的問題被防止。結(jié)果，半導(dǎo)體裝置的可靠性提高。
另外，蝕刻阻止膜2的膜厚為約20nm～200nm。導(dǎo)電層3是由鎢或鋁等構(gòu)成的膜，厚約200nm。蝕刻阻止膜4的膜厚為50nm。另外，上述層間絕緣膜5的蝕刻用RIE(反應(yīng)離子蝕刻)等的干法蝕刻進(jìn)行。作為蝕刻阻止膜2和4，分別優(yōu)選采用O/Si組成比為1.2左右的富硅的絕緣膜，即SRO(富硅氧化物)膜。另外，蝕刻阻止膜2和4也可以分別是硅氮化膜。
另外，本發(fā)明的第一蝕刻條件中采用的蝕刻氣體基本上是，在作為含有C和F的CF系氣體的C4F8、C5F8、C4F6、C2F4或C3F6、等氣體中添加了O2和CO中的至少一種或Ar得到的氣體。利用該氣體，首先如圖5所示，進(jìn)行層間絕緣膜(硅氧化膜)5的蝕刻。另外，上述的蝕刻氣體是可以相對于蝕刻阻止膜4對層間絕緣膜5選擇性地進(jìn)行蝕刻的氣體的一例，用來蝕刻層間絕緣膜5的氣體并不限于上述蝕刻氣體。
另外，本發(fā)明的第二蝕刻條件中采用的蝕刻氣體是，在含有C、F和H的氣體CHF3或CH2F2中添加了O2和CO中的至少一種或Ar得到的氣體。利用該氣體，如圖6所示，蝕刻露出的蝕刻阻止膜4。結(jié)果，在孔7的底面上露出導(dǎo)電層3。另外，上述蝕刻氣體是用來有效地蝕刻蝕刻阻止膜4的氣體的一例，用來蝕刻蝕刻阻止膜4的氣體并不限于上述氣體。
另一方面，作為上述的本發(fā)明的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的比較例，考慮圖7和圖8所示的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置。
圖7中，在導(dǎo)電層3之上設(shè)置蝕刻阻止膜4，但在導(dǎo)電層3之下不設(shè)置蝕刻阻止膜2。如果是這樣的結(jié)構(gòu)，在蝕刻了層間絕緣膜5后，必須改變蝕刻條件蝕刻蝕刻阻止膜4以露出導(dǎo)電層3。此時(shí)，如果孔7的形成位置從導(dǎo)電層3的端部偏離，則孔7的底面穿過蝕刻阻止膜4到達(dá)層間絕緣膜1。
圖8中，在導(dǎo)電層3之下設(shè)置蝕刻阻止膜2，但在導(dǎo)電層3之上不設(shè)置蝕刻阻止膜4。如果是這樣的結(jié)構(gòu)，在蝕刻層間絕緣膜5以露出導(dǎo)電層3時(shí)，由于層間絕緣膜5的厚度方向上的距離長，在露出了導(dǎo)電層3的時(shí)刻停止蝕刻有困難。因此，尤其是在孔7的形成位置只能以小于等于20nm的值從導(dǎo)電層3的端部偏離時(shí)，孔7的底面貫通蝕刻阻止膜2到達(dá)層間絕緣膜1。
如從對上述圖7、圖8的比較例的結(jié)構(gòu)和圖1～6所示的本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的比較所看出的，通過設(shè)置從上側(cè)和下側(cè)夾著導(dǎo)電層3的蝕刻阻止膜2和4，首先可以有效地防止孔7穿透到層間絕緣膜1。
雖然詳細(xì)地說明了本發(fā)明，但這僅是例示，并不構(gòu)成限制，很顯然，本發(fā)明的精神和范圍只由所附的權(quán)利要求的范圍限定。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，包括第一層間絕緣膜；在上述第一層間絕緣膜之上形成的第一蝕刻阻止膜；在上述第一蝕刻阻止膜之上形成的導(dǎo)電層；以至少覆蓋上述第一蝕刻阻止膜的方式形成的第二蝕刻阻止膜；以覆蓋上述第二蝕刻阻止膜和上述導(dǎo)電層的方式形成的第二層間絕緣膜；以在厚度方向上貫通上述第二層間絕緣膜，與上述導(dǎo)電層接觸的方式形成的連接布線。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中上述第一蝕刻阻止膜和上述第二蝕刻阻止膜分別包含硅氮化膜和富硅氧化膜中的任一種。
3.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括形成第一層間絕緣膜的步驟；在上述第一層間絕緣膜之上形成第一蝕刻阻止膜的步驟；在上述第一蝕刻阻止膜之上形成導(dǎo)電層的步驟；以覆蓋上述第一蝕刻阻止膜和上述導(dǎo)電層的方式形成第二蝕刻阻止膜的步驟；在上述第二蝕刻阻止膜之上形成第二層間絕緣膜的步驟；形成在厚度方向上貫通上述第二層間絕緣膜，到達(dá)上述導(dǎo)電層的孔的步驟；以及在上述孔內(nèi)形成連接布線的步驟，上述形成孔的步驟包括以第一蝕刻條件蝕刻上述第二層間絕緣膜的步驟、和以與上述第一蝕刻條件不同的第二蝕刻條件蝕刻上述第二蝕刻阻止膜的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中上述第一蝕刻阻止膜和上述第二蝕刻阻止膜分別包含硅氮化膜和富硅氧化膜中的任一種。
全文摘要
提供一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法。在層間絕緣膜(1)之上形成蝕刻阻止膜(2)。在蝕刻阻止膜(2)之上形成導(dǎo)電層(3)。以覆蓋導(dǎo)電層(3)的方式形成蝕刻阻止膜(4)。在蝕刻阻止膜(4)之上形成層間絕緣膜(5)。在上述結(jié)構(gòu)中，首先，在第一蝕刻條件下形成從上下貫通層間絕緣膜(5)、露出蝕刻阻止膜(4)的表面的孔。然后在第二蝕刻條件下除去構(gòu)成該孔底面的蝕刻阻止膜(4)，形成到達(dá)導(dǎo)電層(3)的孔。在孔中埋入連接布線(8)。由此可以防止到達(dá)導(dǎo)電層的孔因?qū)?zhǔn)偏差到達(dá)下側(cè)的層間絕緣膜的問題。
文檔編號H01L21/768GK1758425SQ20051010637
公開日2006年4月12日 申請日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月22日
發(fā)明者上杉勝洋, 片山克生, 酒井克尚 申請人:株式會社瑞薩科技