專(zhuān)利名稱(chēng)：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(duì) 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(lái)防止由于上述的孔的對(duì)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(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)平05-299515號(hào)公 報(bào)中公開(kāi)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，在日本 專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)2000-294631號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了在鑲嵌結(jié)構(gòu)中設(shè)置雙重蝕 刻阻止膜的技術(shù)。在日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)09-007970號(hào)公報(bào)中公開(kāi)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(wèn)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(lèi)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l是用來(lái)說(shuō)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(lái)說(shuō)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖。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l說(shuō)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l。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(huì)到達(dá)層間絕緣膜l。結(jié)果，半導(dǎo)體裝置的可 靠性提高。
用圖2 6說(shuō)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(chǎng)合。即使在該 場(chǎng)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(huì)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(wèn)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是由鴒 或鋁等構(gòu)成的膜，厚約200nm。蝕刻阻止膜4的膜厚為50nm。另夕卜， 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0/Si組成比為1.2左右的富珪 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、 CSF8、 C4F6、 (:^4或C3F6、等 氣體中添加了 02和C0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(duì)于蝕刻阻止膜4對(duì)層間絕緣膜5選擇性地進(jìn) 行蝕刻的氣體的一例，用來(lái)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 02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(lái)有 效地蝕刻蝕刻阻止膜4的氣體的一例，用來(lái)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(guò)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(zhǎng)，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)，孑L 7的底面貫通 蝕刻阻止膜2到達(dá)層間絕緣膜1。
如從對(duì)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(guò)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(shuō)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；以覆蓋上述第一蝕刻阻止膜的上表面、上述導(dǎo)電層的一個(gè)側(cè)面和上述導(dǎo)電層的上表面的一部分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)電層以及上述第二蝕刻阻止膜接觸的方式形成的連接布線，上述導(dǎo)電層由鋁或者鎢構(gòu)成。
2. 如權(quán)利要求l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. —種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括 形成第一絕緣膜的步驟；在上述第一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；以及通過(guò)在上述孔內(nèi)形成連接布線，使上述導(dǎo)電層和上述第二蝕刻阻 止膜接觸于上述連接布線的步驟。
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。
5. 如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中形成上述孔的步驟包括以第 一蝕刻條件蝕刻上述第二層間絕緣 膜以露出上述第二蝕刻阻止膜的步驟、和以與上述笫 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以露出上述導(dǎo)電層的步驟， 其中，在上述第一蝕刻條件中使用的蝕刻氣體不同于上述第二蝕刻條 件中使用的蝕刻氣體。
6. 如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中 上述導(dǎo)電層由鋁或者鴒構(gòu)成。
7. 如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中 在上述第一蝕刻條件中采用的上述蝕刻氣體是，在含有C和F的CF系氣體中添加了 02和CO中的至少任一種或Ar得到的氣體；在上述第二蝕刻條件中采用的上述蝕刻氣體是，在CHF3或CH2F2 中添加了 02和CO中的至少任一種或Ar得到的氣體。
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(wèn)題。
文檔編號(hào)H01L21/768GK101546748SQ20091013911
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)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(qǐng)人:株式會(huì)社瑞薩科技