專利名稱：半導(dǎo)體器件和用于制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件和用于制造半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的半導(dǎo)體器件的多層互連結(jié)構(gòu)中，采用銅互連和低介電常數(shù)(低k)層間絕 緣膜。隨著半導(dǎo)體器件的發(fā)展以進(jìn)一步提供圖案的小型化，出現(xiàn)下述問(wèn)題。更加具體地，互 連的增加的寄生電容或者增加的寄生電阻不利地影響半導(dǎo)體器件的電路操作速度。另外， 增加的寄生電容引起增加的功率消耗。為了減少電路操作速度的降低和功率消耗的增加，具有較低的介電常數(shù)(多孔低 k膜)的多孔低介電常數(shù)膜已經(jīng)被用于層間絕緣膜(日本專利特開(kāi)No. 2005-183，779)。然 而，當(dāng)進(jìn)行反應(yīng)性離子蝕刻工藝以創(chuàng)建用于形成互連的溝槽或者進(jìn)行后續(xù)的灰化工藝以剝 離抗蝕劑時(shí)在多孔低k膜中容易產(chǎn)生損壞。此種損壞可以導(dǎo)致互連之間的泄漏電流的增加或者電介質(zhì)耐壓的降低。因此，由 無(wú)孔保護(hù)膜組成的被稱為“側(cè)壁”的結(jié)構(gòu)被用于覆蓋通孔的側(cè)表面或溝槽的保護(hù)膜。即使 在多孔低k膜中引起小的損壞，此種構(gòu)造防止由此種損壞引起的互連之間的泄漏電流的增 加或者電介質(zhì)耐壓的降低。例如，日本專利特開(kāi)No. H10-284, 600公布了如圖15中所示的半導(dǎo)體器件，其中通 孔和互連溝槽的側(cè)表面覆蓋有由絕緣膜組成的側(cè)壁。在這種半導(dǎo)體器件中，側(cè)壁107形成 在通孔106的側(cè)表面上，并且側(cè)壁109形成在互連溝槽108的側(cè)表面上(圖15)。根據(jù)日本 專利特開(kāi)No. H10-284, 600，在一個(gè)工藝中，側(cè)壁107和109同時(shí)分別形成在通孔的側(cè)表面上 和上層互連溝槽的側(cè)表面上。因此，難以分別地控制側(cè)壁107和109的每個(gè)厚度。另外，側(cè) 壁107和側(cè)壁109至少在底表面上具有基本上相等的厚度。美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 20020192937-A1公布用于在互連溝槽的外壁上形成由絕 緣膜組成的側(cè)壁的制造工藝。美國(guó)專利No. 7，169，698公布了下述半導(dǎo)體器件，其中側(cè)壁被 布置在互連溝槽和通孔的側(cè)表面上。在用于有機(jī)化合物絕緣膜的蝕刻工藝期間為了防止形 狀的變形此種側(cè)壁利用犧牲膜。在美國(guó)專利No. 7，169，698中，沒(méi)有對(duì)通孔內(nèi)的側(cè)壁和互連 溝槽內(nèi)的側(cè)壁之間的厚度差進(jìn)行描述。日本專利特開(kāi)No. 2000-164，707公布了其中多層抗 氧化膜被提供在互連溝槽和連接孔的側(cè)表面上的半導(dǎo)體器件。本發(fā)明具有如下的認(rèn)識(shí)。器件的進(jìn)一步小型化使得通孔延伸超出被布置在通孔上 方的互連或者被布置在通孔下方的互連，使得減少通孔和相鄰的互連之間的距離，這可能 導(dǎo)致諸如電介質(zhì)耐壓的降低以及泄漏電流的增加等等的現(xiàn)象。更加具體地，由于通孔的曲 率的半徑小于互連溝槽的曲率的半徑，所以涂覆通孔的絕緣膜的側(cè)壁的覆蓋容易地減少。 此外，當(dāng)在通孔和相鄰的互連之間產(chǎn)生電勢(shì)差時(shí)，在通孔延伸超出互連的部分中容易出現(xiàn) 電場(chǎng)的集中。
在此構(gòu)造中，如果在從通孔向上延伸的上層互連的突出部分中出現(xiàn)電場(chǎng)的集中， 特別在其上部中，在此部分中會(huì)容易產(chǎn)生電流的泄漏的增加或者電介質(zhì)耐壓降低。如在上述專利文獻(xiàn)中公布的傳統(tǒng)技術(shù)具有下述問(wèn)題。首先，如果以避免電場(chǎng)的集中的觀點(diǎn)來(lái)減少側(cè)壁的厚度以防止通孔延伸超出互 連，那么最終出現(xiàn)電介質(zhì)耐壓的降低和泄漏電流的增加的加速。第二，如果為了改進(jìn)防止泄 漏電流和電介質(zhì)耐壓使得包括通孔和互連溝槽的側(cè)表面的側(cè)壁的整個(gè)厚度增加，那么出現(xiàn) 互連電容的增加和通過(guò)互連傳播信號(hào)的延遲時(shí)間的增加。雖然參考多孔低k膜的示例進(jìn)行 了上述描述，但是此問(wèn)題不特別地限制于此，并且在通常的低介電常數(shù)膜的情況下也會(huì)出 現(xiàn)類似的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括基板；層間絕緣膜，該層間 絕緣膜被提供在基板的上方；由被提供在互連溝槽中的金屬膜組成的互連和由提供在耦接 到互連溝槽的連接孔中的金屬膜組成的栓塞，該互連和栓塞被提供在層間絕緣膜中；第一 側(cè)壁，該第一側(cè)壁被提供在連接孔的側(cè)表面的上方；以及第二側(cè)壁，該第二側(cè)壁被提供在互 連溝槽的側(cè)表面的上方，其中連接孔的側(cè)表面的底部附近的第一側(cè)壁的厚度大于互連溝槽 的側(cè)表面的底部附近的第二側(cè)壁的厚度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括在基板的 上方形成層間絕緣膜；在層間絕緣膜中形成互連溝槽和耦接到互連溝槽的連接孔；在連接 孔的側(cè)表面上方形成第一側(cè)壁并且在互連溝槽的側(cè)表面上方形成第二側(cè)壁；以及在互連溝 槽和在連接孔中形成金屬膜，其中形成第一和第二側(cè)壁包括形成側(cè)壁從而連接孔的側(cè)表面 的底部附近的第一側(cè)壁的厚度大于互連溝槽的側(cè)表面的底部附近的第二側(cè)壁的厚度。在此構(gòu)造中，通孔的第一側(cè)壁可以形成為具有大于互連溝槽的第二側(cè)壁的厚度的 厚度。因此，通孔的第一側(cè)壁的較大厚度提供了防止泄漏電流的增加以避免電介質(zhì)耐壓的 降低，并且互連溝槽的整個(gè)第二側(cè)壁的較小厚度提供了減少互連之間的寄生電容。


結(jié)合附圖，根據(jù)某些優(yōu)選實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的以上和其它方面、優(yōu)點(diǎn)和特 征將更加明顯，其中圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件的橫截面圖；圖2A和圖2B是示意性地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件的過(guò) 程的橫截面圖；圖3A和圖3B是示意性地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件的過(guò) 程的橫截面圖；圖4A和圖4B是示意性地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件的過(guò) 程的橫截面圖；圖5A和圖5B是示意性地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件的過(guò) 程的橫截面圖；圖6A和圖6B是示意性地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件的過(guò)程的橫截面圖；圖7是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件的橫截面圖；圖8A和圖8B是示意性地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件的過(guò) 程的橫截面圖；圖9A和圖9B是示意性地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件的過(guò) 程的橫截面圖；圖IOA和圖IOB是示意性地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件的 過(guò)程的橫截面圖；圖IlA和圖IlB是示意性地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件的 過(guò)程的橫截面圖；圖12A和圖12B是示意性地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件的 過(guò)程的橫截面圖；圖13包括示出TDDB (時(shí)間相關(guān)電介質(zhì)擊穿)評(píng)估的圖和用于TDDB評(píng)估的圖案的 示意圖；圖14是在描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的效果中有用的示意圖；以及圖15是示意性地示出傳統(tǒng)的半導(dǎo)體器件的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在在此將參考示例性實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解能夠使 用本發(fā)明的教導(dǎo)完成許多可替選的實(shí)施例并且本發(fā)明不限于為解釋性目的而示出的實(shí)施 例。將會(huì)參考附圖如下詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例。在所有的附圖中，相 同的數(shù)字被分配給附圖中出現(xiàn)的相同元件，并且將不會(huì)重復(fù)其詳細(xì)的描述。第一實(shí)施例圖1示意性地示出第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫截面圖。在本實(shí)施例中，沒(méi)有示 出的晶體管等等被形成在半導(dǎo)體基板1上。根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件包括基板(半導(dǎo) 體基板1)；層間絕緣膜，該層間絕緣膜被提供在半導(dǎo)體基板1上；互連(第二銅互連24)， 該互連由被提供在互連溝槽(第二互連溝槽20)中的金屬膜組成；和栓塞，該栓塞由被提供 在耦接到第二互連溝槽20的連接孔(通孔15)中的金屬膜組成，互連和栓塞都被提供在層 間絕緣膜中；第一側(cè)壁(第一側(cè)壁17和第二側(cè)壁22)，該第一側(cè)壁(第一側(cè)壁17和第二側(cè) 壁22)被提供在通孔15的側(cè)表面上；以及第二側(cè)壁(第二側(cè)壁22)，該第二側(cè)壁(第二側(cè) 壁22)被提供在第二互連溝槽20的側(cè)表面上，并且通孔15的側(cè)表面的底部附近的第一側(cè) 壁(第一側(cè)壁17和第二側(cè)壁22)的厚度大于第二互連溝槽20的底部附近的第二側(cè)壁(第 二側(cè)壁22)的厚度。如圖1中所示，第一層間絕緣膜2形成在半導(dǎo)體基板1(硅基板)上。第一蝕刻停 止膜3、第二層間絕緣膜4以及第一覆蓋絕緣膜5按順序形成在第一層間絕緣膜2上。第 一互連溝槽6部分地形成在這些層間絕緣膜(在這里，附圖中箭頭標(biāo)記的尖端指示溝槽或 者孔)中。第一銅互連9通過(guò)用作襯層(liner)的第一阻擋金屬8形成在第一互連溝槽6 中。另外，用作第一層的側(cè)壁7形成在第一互連溝槽6的側(cè)表面上。更加具體地，用作第一
6層的側(cè)壁7形成在第二層間絕緣膜4和第一阻擋金屬8之間。另外，第二蝕刻停止膜10、通孔層間絕緣膜11、第三蝕刻停止膜12、第三層間絕緣 膜13以及第二覆蓋絕緣膜14從底部開(kāi)始直接在第一銅互連9之上順序地形成(圖1)。通 孔15部分地形成在通孔層間絕緣膜11中。第二互連溝槽20形成在第三層間絕緣膜13中。 第二銅互連24通過(guò)用作襯層的第二阻擋金屬23形成在通孔15和第二互連溝槽20的內(nèi)部。在本實(shí)施例中，通孔15和第二銅互連24通過(guò)所謂的雙鑲嵌工藝一體地形成單體。如圖1中所示，第一側(cè)壁17和第二側(cè)壁22形成在通孔15的側(cè)表面上。另一方面， 第二互連溝槽20被提供有形成在其上的第二側(cè)壁22。更加具體地，第一側(cè)壁17和第二側(cè) 壁22形成在通孔層間絕緣膜11和第二阻擋金屬23之間。在這樣的情況下，第二側(cè)壁22 形成為徑向向內(nèi)地布置在通孔15中的第一側(cè)壁17上。第二側(cè)壁22也形成在第三層間絕 緣膜13和第二阻擋金屬23之間。如上所述，在本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，通孔15的側(cè)壁的厚度(第一側(cè)壁17和第 二側(cè)壁22的總厚度)比第二互連溝槽20的第二側(cè)壁22的厚度厚。在這樣的情況下，底部 的厚度的比較至少提供了通孔15的側(cè)壁的厚度較大的結(jié)果。接下來(lái)，將會(huì)參考圖2至圖6B描述用于制造第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的方法。圖 2A和圖2B、圖3A和圖3B、圖4A和圖4B、圖5A和圖5B、以及圖6A和圖6B是示意性地示出 用于制造第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的過(guò)程的橫截面圖。用于制造根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的方法包括在基板(半導(dǎo)體基板1)上形成 層間絕緣膜；在層間絕緣膜中形成互連溝槽(第二互連溝槽20)和耦接到第二互連溝槽20 的連接孔(通孔15)；在通孔15的側(cè)表面上形成第一側(cè)壁(第一側(cè)壁17和第二側(cè)壁22)并 且在第二互連溝槽20的側(cè)表面上形成第二側(cè)壁(第二側(cè)壁22)；在第二互連溝槽20的內(nèi) 部和通孔15的內(nèi)部形成金屬膜(第二阻擋金屬23)，其中通孔15的側(cè)表面的底部附近的 第一側(cè)壁(第一側(cè)壁17和第二側(cè)壁22)的厚度比第二互連溝槽20的側(cè)表面的底部附近的 第二側(cè)壁(第二側(cè)壁22)的厚度大。在本實(shí)施例中，上述層間絕緣膜由提供在通孔層間絕 緣膜11上的第二層間絕緣膜(第三層間絕緣膜13)和第一層間絕緣膜(通孔層間絕緣膜 11)組成。通孔15也被提供在通孔絕緣膜11中，并且第二互連溝槽20被提供在第三層間 絕緣膜13中。首先，諸如晶體管等等的有源器件和諸如電容電阻器等等的無(wú)源器件形成在半導(dǎo) 體基板1上。為了電氣地絕緣除了接觸導(dǎo)電部分之外的互連和元件的部分，沉積第一層間 絕緣膜2，如圖2A中所示。具有200nm至SOOnm的厚度的磷硅玻璃(PSG)膜被用于第一層 間絕緣膜2，并且通過(guò)等離子體化學(xué)氣相沉積(等離子體CVD)工藝沉積膜。通過(guò)化學(xué)氣相 沉積(CVD)工藝按順序?qū)⒂米鞯谝晃g刻停止膜3的具有20nm至70nm的厚度的碳氮化硅 (SiCN)膜以及作為第二層間絕緣膜4的具有SOnm至150nm的厚度的包含二氧化硅(多孔 SiOCH:多孔低k膜)的多孔碳沉積在第一層間絕緣膜2上或者上方。(在整個(gè)描述中示出 的值的范圍分別包括示出的范圍的下限和上限的值。)接下來(lái)，在350攝氏度(°C )至420°C的基板溫度的條件下使用例如包含200nm 到500nm的波長(zhǎng)的紫外線照射第二層間絕緣膜4。通過(guò)紫外線的照射提供多孔低k膜中由 Si-O-Si組成的加強(qiáng)的骨架結(jié)構(gòu)，并且同時(shí)允許加速由C-Hn組成的致孔劑的消除。接下來(lái)，通過(guò)等離子體CVD將作為第一覆蓋絕緣膜5的具有IOnm到50nm的厚度的SiOC沉積在第二層間絕緣膜4上。然后，進(jìn)行光刻工藝、反應(yīng)性干蝕刻工藝以及灰化工藝。 這允許在第一蝕刻停止層3、第一覆蓋絕緣膜5以及第二層間絕緣膜4中形成具有所想要的 圖案的第一互連溝槽6。然后，沉積具有IOnm到40nm的平均厚度的碳氧化硅(SiOC)，并且 然后進(jìn)行回蝕工藝以在第一互連溝槽6的內(nèi)部的側(cè)表面上或者上方形成用于側(cè)壁7的第一 層的2nm到20nm的SiOC膜。其內(nèi)部被進(jìn)一步填充有第一阻擋金屬8和第一銅互連9 (圖 2A)。在這里，鉭(Ta)被用于第一阻擋金屬8。接下來(lái)，如圖2B中所示，按順序?qū)⒆鳛榈诙g刻停止膜10的具有20nm到70nm的 厚度的SiCN膜和作為通孔層間絕緣膜11的具有50nm到120nm的厚度的SiOCH膜沉積在第 一互連溝槽6上或者上方。然后，沉積用作第三蝕刻停止膜12的20nm到70nm的SiCN膜， 并且沉積用作第三層間絕緣膜13的50nm到120nm的多孔硅碳氧化物。此外，通過(guò)等離子 體工藝將用作第二覆蓋絕緣膜14的30nm到60nm的SiOC膜沉積在第三層間絕緣膜13上 或者上方。接下來(lái)，如圖3A中所示，執(zhí)行光刻工藝和反應(yīng)性干蝕刻工藝以選擇性地開(kāi)口以形 成第一通孔15，從而孔終止于蝕刻停止膜層10內(nèi)。在此構(gòu)造中，通孔15延伸通過(guò)第二覆蓋 絕緣膜14、第三層間絕緣膜13、第三蝕刻停止膜12以及通孔層間絕緣膜11。更加具體地， 通孔15形成在第一互連溝槽6中的第一銅互連9的上方，從而在根據(jù)基板的表面的剖面圖
中與其重疊。接下來(lái)，如圖3B中所示，用作用于形成第一側(cè)壁的絕緣膜16的SiOC膜被沉積在 通孔15的內(nèi)部和第二覆蓋絕緣膜14上以在通孔15中具有IOnm到50nm的平均厚度。接 下來(lái)，如圖4A中所示，回蝕用于形成第一側(cè)壁的絕緣膜16。這允許在通孔15 (通過(guò)用于形 成側(cè)壁的絕緣膜16的回蝕工藝剩余的部分)中形成具有3nm到40nm的平均厚度的由SiOC 膜組成的第一側(cè)壁17。在此情況下，第一側(cè)壁17的上部的外周成錐形。然后，如圖4B中所示，掩埋材料18填充通孔15的內(nèi)部并且覆蓋在第二覆蓋絕緣 膜14的上方。例如，有機(jī)材料基涂膜被用于掩埋材料18。光刻膠膜形成在掩埋材料18的 上方，并且然后光刻膠被部分地移除以留下用于形成第二互連溝槽的光刻膠19以暴露專 用于形成第二互連溝槽20的區(qū)域。在此階段，光刻膠19的開(kāi)口圖案被提供為在后續(xù)工藝 中將通孔15布置在第一銅互連9與第二銅互連24重疊的位置中。然后，如圖5A中所示， 第二互連溝槽20被選擇性地移除，并且在蝕刻通過(guò)第三蝕刻停止膜12之前停止蝕刻工藝。然后，如圖5B中所示，掩埋材料18和光刻膠19被移除。然后，用于形成具有IOnm 到50nm的厚度的第二側(cè)壁的絕緣膜21被沉積在第二覆蓋絕緣膜14的上方和第二互連溝 槽20和通孔15中。然后，如圖6A中所示，經(jīng)由反應(yīng)性離子蝕刻工藝回蝕用于形成第二側(cè)壁的絕緣膜 21。這允許在第二互連溝槽20的側(cè)表面的上方和通孔15的側(cè)表面的上方形成第二側(cè)壁22， 對(duì)于第一通孔15的上方的部分，第二側(cè)壁22的最終獲得的側(cè)表面部分的平均厚度是3nm 至40nm，并且對(duì)于第二互連溝槽20上方的部分，是2nm至20nm。在這樣的情況下，通孔15 中的第二側(cè)壁22的上部的外周成錐形。這樣，獲得用作通孔15中的側(cè)壁的多層結(jié)構(gòu)，其包括沉積在第一側(cè)壁17上的第二 側(cè)壁22。因此，這些側(cè)壁被形成為通孔15的側(cè)壁的厚度(第一側(cè)壁17和第二側(cè)壁22的總 厚度)比第二互連溝槽20的第二側(cè)壁22的厚度厚。在這樣的情況下，這些側(cè)壁被形成為底部厚度的比較至少提供通孔15的側(cè)壁的厚度較大的結(jié)果。在下文中，第二阻擋金屬23被形成為覆蓋第二側(cè)壁22和通孔15的內(nèi)表面。在這 里，Ta被用于第二阻擋金屬23。然后，形成銅(Cu)種子層以掩埋通孔15和第二側(cè)壁22， 并且然后進(jìn)行鍍的工藝以形成銅膜。在下文中，經(jīng)由化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝移除形成在 第二互連溝槽20的外部的過(guò)多金屬以形成第二銅互連24。這樣，獲得包括通過(guò)通孔15耦 接的第一銅互連9和第二銅互連24的多層互連結(jié)構(gòu)(圖6B)。通過(guò)上述工藝獲得如圖1中 所示的具有雙層互連結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。接下來(lái)，將會(huì)描述本實(shí)施例的有利效果。在本實(shí)施例中，側(cè)壁可以被形成為通孔15 中的側(cè)壁的厚度比第二互連溝槽20的第二側(cè)壁22的厚度大。另外，由于通孔15中的側(cè)壁 可以由第一側(cè)壁17和第二側(cè)壁22的多層結(jié)構(gòu)組成，所以能夠僅增加通孔15中的側(cè)壁(第 一側(cè)壁17)的厚度同時(shí)減少第二互連溝槽20的第二側(cè)壁22的厚度。因此，通孔15中的側(cè) 壁的增加的厚度提供了防止泄漏電流的增加以避免電介質(zhì)耐壓的降低?；ミB溝槽的整個(gè)第 二側(cè)壁的較小厚度提供了減少互連之間的寄生電容。另外，由于能夠減少整個(gè)第二互連溝槽20中的第二側(cè)壁22的厚度，所以當(dāng)形成恒 定線寬以增加低介電常數(shù)膜的比率時(shí)能夠減少在間距的上方具有更高特定介電常數(shù)的側(cè) 壁的部分的占有率，導(dǎo)致減少互連之間的寄生電容。如上所述，能夠?qū)崿F(xiàn)具有改進(jìn)的可靠性 的半導(dǎo)體器件。在本實(shí)施例中，致密絕緣膜，優(yōu)選不包含孔的絕緣膜可以用于側(cè)壁。因此，能夠?qū)?現(xiàn)改進(jìn)電介質(zhì)耐壓和減少泄漏電流。另一方面，由于此致密側(cè)壁具有較高的介電常數(shù)，所以 減少在互連溝槽的整個(gè)側(cè)表面的上方的側(cè)壁的厚度。這允許減少間距上方具有較高的特定 介電常數(shù)的側(cè)壁的部分的占有率。這導(dǎo)致減少互連電容的增加并且減少通過(guò)本實(shí)施例中的 互連的信號(hào)傳播延遲時(shí)間。在本實(shí)施例中，從減少電路操作速度中的降低和功率消耗的增加的角度，具有較 低的介電常數(shù)，優(yōu)選地具有等于或者小于3的介電常數(shù)的多孔低介電常數(shù)膜(多孔低k膜) 被用于層間絕緣膜(第一層間絕緣膜2、第二層間絕緣膜4以及第三層間絕緣膜13)。在這 樣的情況下，通過(guò)側(cè)壁保護(hù)層間絕緣膜的側(cè)表面。因此，即使在用于創(chuàng)建互連溝槽等等的工 藝中剝離光刻膠膜的后續(xù)灰化工藝或者反應(yīng)性離子蝕刻工藝期間在層間絕緣膜的側(cè)表面 上方產(chǎn)生一些損壞，能夠避免在由此種損壞引起的互連之間的電介質(zhì)耐壓的降低。這是由 覆蓋具有損壞的層間絕緣膜的外部或者更加具體地通過(guò)比層間絕緣膜更致密的側(cè)壁(化 學(xué)穩(wěn)定膜)與溝槽互連接觸的部分的影響引起的。在本說(shuō)明書(shū)中涉及的損壞意指通過(guò)從多 孔低k膜消除碳來(lái)組成膜或者支配整個(gè)膜的密度的化學(xué)鍵(Si-O-Si鍵)的密度或者強(qiáng)度 的減小。在本實(shí)施例中，如圖1中所示，通孔15中的側(cè)壁的上部的外周，或者更加具體地第 二側(cè)壁22和第一側(cè)壁17的上部的外周成錐形。這允許在通孔15的側(cè)壁的上方提供第二 阻擋金屬23的改進(jìn)的覆蓋。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)具有改進(jìn)的可靠性的半導(dǎo)體器件。另外，能夠 改進(jìn)本實(shí)施例的制造余量。根據(jù)本實(shí)施例的操作，共形第二側(cè)壁22形成在第二互連溝槽20的側(cè)表面上方。在 這樣的情況下，在第二互連溝槽20的側(cè)表面的上部中表示的第二側(cè)壁22的橫截面幾何圖 形包括角。沿著與基板正交的線的第二側(cè)壁22的橫截面形狀可以至少部分地成錐形。另外，通過(guò)從上端部分到底端部分的第二互連溝槽20的側(cè)表面至少確保第二側(cè)壁22的特定 厚度。因此，如圖1中所示，構(gòu)造為第二側(cè)壁22被提供在第二阻擋金屬23和由第三蝕刻停 止膜12、第三層間絕緣膜13和第二覆蓋絕緣膜14組成的多層結(jié)構(gòu)之間。這允許防止第二 阻擋金屬23與主要被包含在第三層間絕緣膜13中的水發(fā)生反應(yīng)。這還允許防止主要由于 從第三層間絕緣膜13除氣導(dǎo)致的在第二阻擋金屬23的沉積期間可能引起的銅互連或者阻 擋金屬的上方的覆蓋的減少。這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)具有改進(jìn)的可靠性的半導(dǎo)體器件。第二實(shí)施例 將會(huì)參考圖7描述第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。圖7示意性地示出第二實(shí)施例的半 導(dǎo)體器件的橫截面圖。除了通孔15和第二互連溝槽20的位置關(guān)系不同之外，根據(jù)第二實(shí) 施例的器件與第一實(shí)施例的器件相類似。在第二實(shí)施例中，如圖7中所示，由于未對(duì)準(zhǔn)等等 導(dǎo)致通孔15的端部突出到第二層互連(第二互連溝槽20)的端部的外部。更加具體地，與 圖1中所示的第一實(shí)施例的器件相比較，第一側(cè)壁17被形成為在徑向上布置在第二互連溝 槽20中的第二側(cè)壁22之外。如圖7中所示，第一側(cè)壁17的一部分和第二側(cè)壁22的一部分共用，其用作通孔15 和第二互連溝槽20的側(cè)壁。另外，通孔15和第二互連溝槽20由基本上同一表面(第一側(cè) 壁17的內(nèi)表面)組成。另外，沿著與基板垂直的方向看的通孔15的曲率半徑與第二互連 溝槽20的基本上相同。接下來(lái)，將會(huì)描述用于制造第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的方法。圖8A和圖8B、圖9A 和圖9B、圖IOA和圖10B、圖IlA和圖11B、以及圖12A和圖12B是示意性地示出用于制造第 一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的過(guò)程的橫截面圖。類似于用于制造根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的方法，用于制造根據(jù)第二實(shí)施例 的半導(dǎo)體器件的方法包括在層間絕緣模中形成連接孔(通孔15)；在通孔15的內(nèi)部形成 第一絕緣膜(用于形成第一側(cè)壁的絕緣膜16)并且然后執(zhí)行回蝕以將用于形成第一側(cè)壁的 絕緣膜16留在通孔15的側(cè)表面的上方；在層間絕緣膜中形成耦接到通孔15的第二互連溝 槽20 ；在通孔15的內(nèi)部和第二互連溝槽20的內(nèi)部中形成第二絕緣膜(用于形成第二側(cè)壁 的絕緣膜21)；以及執(zhí)行回蝕以將第二絕緣膜(用于形成第二側(cè)壁的絕緣膜21)留在通孔 15的側(cè)表面的第一絕緣膜(用于形成第一側(cè)壁的絕緣膜16)的上方和第二互連溝槽20的 側(cè)表面的上方以將包括第一絕緣膜(用于形成第一側(cè)壁的絕緣膜16)和第二絕緣膜(用于 形成第二側(cè)壁的絕緣膜21)的第一側(cè)壁(第一側(cè)壁17和第二側(cè)壁22)形成在通孔15的側(cè) 表面的上方并且以將包括第二絕緣膜(用于形成第二側(cè)壁的絕緣膜21)的第二側(cè)壁(第二 側(cè)壁22)形成在第二互連溝槽20的側(cè)表面的上方。在這樣的情況下，通過(guò)執(zhí)行回蝕工藝以 部分地保留第一絕緣膜(用于形成第一側(cè)壁的絕緣膜16)和第二絕緣膜(用于形成第二側(cè) 壁的絕緣膜21)來(lái)形成第一側(cè)壁(第一側(cè)壁17和第二側(cè)壁22)。如圖8A和圖8B、圖9A和圖9B、圖IOA和圖10B、圖IlA和圖11B、以及圖12A和圖 12B中所示的用于制造第二實(shí)施例的器件的方法與如圖2A和圖2B、圖3A和圖3B、圖4A和 圖4B、圖5A和圖5B、以及圖6A和圖6B中所示的用于制造第一實(shí)施例的器件的方法相類 似，不同之處在于下述要點(diǎn)。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于如圖IOA中所示的 通孔15的位置和與如圖IlA中所示的通孔15相關(guān)的第二互連溝槽20的位置。在此操作 中，執(zhí)行通孔15和第二互連溝槽的形成從而通孔15的外周的一部分與第二互連溝槽20的
10外周的一部分重疊(或者這兩部分處于“共線”的關(guān)系)。更加具體地，當(dāng)?shù)诙ミB溝槽20 形成時(shí)，沿著與基板正交的方向的通孔15的外周(第一側(cè)壁17)的延長(zhǎng)部分與第二互連溝 槽20的外周共用。如上所述，通孔15的外周的一部分和第二互連溝槽20的外周的一部分 被形成為其間是無(wú)縫的。另外，在本實(shí)施例中，第二互連溝槽20的側(cè)表面上方的第二側(cè)壁22的上部的橫截 面幾何圖形部分地包括角。另外，通孔15的側(cè)表面上的側(cè)壁(通孔15和第二側(cè)壁22)的 上部的一部分和第二互連溝槽20的側(cè)表面上的第二側(cè)壁22的上部的一部分成錐形。在圖IOA中所示的操作中，通過(guò)調(diào)整光刻膠中的開(kāi)口的位置來(lái)調(diào)整通孔15的位 置。另外，在圖IlA中所示的操作中，通過(guò)調(diào)整光刻膠19中的開(kāi)口的位置來(lái)調(diào)整第二互連 溝槽20的位置。這樣，如圖7中所示，由于未對(duì)準(zhǔn)等等導(dǎo)致通孔15的端部突出到第二層互 連(第二互連溝槽20)的端部之外。將會(huì)描述本實(shí)施例的有利效果。第二互連溝槽20和通孔15的側(cè)表面部分被共同地提供有延伸整個(gè)側(cè)表面(第一 側(cè)壁17和第二側(cè)壁22)的較厚的側(cè)壁。因此，第二實(shí)施例中的器件具有對(duì)于TDDB(時(shí)間相 關(guān)電介質(zhì)擊穿)的較長(zhǎng)的壽命。另外，由于側(cè)壁的較厚部分被限制到通孔15附近中的部分， 所以能夠保持第二互連溝槽20的減少的寄生電容。參考圖14將會(huì)進(jìn)一步描述第二實(shí)施例的有利效果。圖14示意性地示出第二層中 的兩個(gè)第二銅互連24、通孔15、第一側(cè)壁17以及第二側(cè)壁22。在圖14中，區(qū)域A示出其 中提供通孔的互連之間的區(qū)域，并且區(qū)域B示出其中沒(méi)有提供通孔的互連之間的區(qū)域。在 區(qū)域A中，提供通孔的側(cè)表面上的側(cè)壁的增加的厚度。因此，這允許提供減少的泄漏電流和 改進(jìn)的TDDB耐性。另一方面，在占據(jù)互連的較大部分的區(qū)域B中，提供側(cè)壁的減少的厚度。 因此，能夠減少互連之間的寄生電容。在這樣的情況下，在區(qū)域B中，能夠確?；ミB之間的 充分的距離。因此，即使側(cè)壁的厚度較小，也不會(huì)發(fā)生與泄漏電流和TDDB耐性有關(guān)的問(wèn)題。示例在本示例中，為如下所述分別在示例和比較示例中制造并且是比較示例的對(duì)于樣 品1和樣品2進(jìn)行對(duì)Cu互連之間的TDDB耐性的評(píng)估，其中所述樣品1和樣品2是分別在 示例和比較示例中制造的(溫度被升高到150攝氏度，并且沒(méi)有引起絕緣膜的擊穿的最高 為3. 6V的電壓電平的電壓被連續(xù)地施加，并且在此條件下，獲得引起擊穿所需要的時(shí)間)。 除了上述之外，Cu互連的線寬被選擇為70nm，并且互連之間的距離被選擇為70nm。另外， 通孔的尺寸被選擇為70ηπιΦ。TDDB的評(píng)估的結(jié)果如圖13中所示。在圖13中，黑點(diǎn)表示示 例的結(jié)果，并且白點(diǎn)表示比較示例的結(jié)果。(1)示例根據(jù)上述制造工藝制造具有其中通孔和互連形成無(wú)縫互連的與根據(jù)第一實(shí)施例 的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)的器件以給出上述樣品1，并且進(jìn)一步還制造具有其中通孔以失配距 離未對(duì)準(zhǔn)的與根據(jù)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)的器件。在樣品1中，通孔中的側(cè)壁的 厚度被選擇為大于第二層互連中的側(cè)壁的厚度。(2)比較示例制造具有下述結(jié)構(gòu)的器件以給出上述樣品2，該結(jié)構(gòu)與樣品1的結(jié)構(gòu)相類似，不同 之處在于通孔中的側(cè)壁的厚度與第二層互連中的側(cè)壁的厚度基本上相同。
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通過(guò)比較比較示例參考圖13將會(huì)描述本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的有利效果。圖13 示出作為T(mén)DDB評(píng)估結(jié)果的TDDB壽命與互連通孔之間的失配的距離依賴性。如比較示例中所示，當(dāng)被形成在通孔中的側(cè)表面上的側(cè)壁的厚度與被形成在第二 層互連中的側(cè)表面上的側(cè)壁的厚度基本上相同時(shí)，較小的失配距離引起TDDB壽命的降低， 不能達(dá)到TDDB壽命的目標(biāo)值。另一方面，如果為了防止上述降低而增加布置在通孔中的側(cè) 表面上和第二層互連溝槽中的側(cè)表面上的側(cè)壁絕緣膜的厚度，第二層互連之間的絕緣膜的 介電常數(shù)被增加以提供增加的寄生電容。相反地，如示例中所示，通孔中側(cè)壁的增加的厚度和第二層互連溝槽內(nèi)部中側(cè)壁 的增加的厚度允許提供提高的TDDB壽命。即使電場(chǎng)被集中在通孔延伸超出互連的部分上， 也能夠避免在此部分中產(chǎn)生泄漏電流或者容易降低電介質(zhì)耐壓的趨勢(shì)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)具 有改進(jìn)的可靠性的半導(dǎo)體器件。這時(shí)，當(dāng)形成具有恒定的線寬的互連時(shí)能夠減少在間距部 分中具有較高的特定介電常數(shù)的側(cè)壁的部分的比率，提供低介電常數(shù)膜的增加的比率。結(jié) 果，在本實(shí)施例中能夠獲得互連之間減少的寄生電容。雖然參考附圖已經(jīng)在上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)注意的是，為 了示出本發(fā)明給出了上述公開(kāi)，并且除了上述之外的各種修改也是可用的。例如，雖然在第一實(shí)施例中已經(jīng)描述采用雙層互連的情況，但是在實(shí)際產(chǎn)品中通 常采用多層互連，并且如果形成三層或者更多層銅互連層，那么圖2A至圖6B中所示的工藝 被重復(fù)多個(gè)周期。另外，額外地執(zhí)行用于形成用于在組件中進(jìn)行接合的焊盤(pán)的操作，并且在 這里不詳細(xì)描述此種操作。在本實(shí)施例中，通孔15和第二互連溝槽20之間的位置關(guān)系沒(méi)有被特別地限制到 任何特定的關(guān)系。通孔15的外周可以與第二互連溝槽20的外周重疊，或者與第二互連溝 槽20的外周處于共線的關(guān)系，或者可以被提供在第二互連溝槽的外周的外部或者內(nèi)部。例 如，如果在本實(shí)施例中位置關(guān)系是共線關(guān)系，那么通孔15中的側(cè)壁由兩層組成，并且第二 互連溝槽20中的側(cè)壁的部分由單層或者兩層組成。如果位置關(guān)系不是共線關(guān)系，那么通孔 15中的側(cè)壁由兩層組成，并且第二互連溝槽20中的側(cè)壁由單層組成。另外，在本實(shí)施例中， 沒(méi)有與第二互連溝槽20相關(guān)地對(duì)通孔15的直徑進(jìn)行特別的限制，并且通孔的直徑可以基 本上等于，或者大于，或者小于第二互連溝槽20的寬度。例如，二氧化硅膜、氮化硅膜或者磷硅玻璃(PSG)膜等等可以用于第一層間絕緣 膜2。例如，第一層間絕緣膜2的厚度可以處于從200nm到SOOnm的范圍內(nèi)。第一蝕刻停止 膜3的厚度和材料沒(méi)有被特別地限制，只要第一蝕刻停止膜3用作用于第一互連溝槽6的 蝕刻停止膜。當(dāng)互連被嵌入在溝槽中時(shí)，可以利用第一蝕刻停止膜3的存在以減少在某變 化的條件下形成的溝槽的深度的變化。例如，第一蝕刻停止膜3由SiC、SiCN、SiOC構(gòu)成，或 者由其組成的多層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。另外，第一蝕刻停止膜3的厚度可以是20nm到70nm。用于第二層間絕緣膜4和第三層間絕緣膜13的材料不特別地限制于任何特定材 料，只要采用具有低介電常數(shù)的多孔絕緣膜或者即多孔低k膜。通常的多孔低k膜可以是 包含硅(Si)和氧(0)作為組成元素的膜，或者包含Si、碳(C)、0以及氫(H)作為組成元素 的膜。另外，例如，第二層間絕緣膜4的厚度可以是SOnm至150nm。例如，第三層間絕緣膜 13的厚度可以是50nm至120nm。另外，層間絕緣膜可以由諸如聚硅氧烷膜、氫化反應(yīng)硅氧烷膜、或者這些膜的多孔膜的低介電常數(shù)膜組成。除了上述之外，第二層間絕緣膜4的材料和第三層間絕緣膜13的 材料可以是相同的，或者不同的。例如，低介電常數(shù)膜的具體介電常數(shù)可以等于或者小于 3. 5，并且優(yōu)選地等于或者小于3。用于通孔層間絕緣膜11的材料沒(méi)有被特別地限制于任何特定的材料并且可以 是，例如，包含Si、c、0以及H作為組成元素的無(wú)孔膜。例如，通孔層間絕緣膜11的厚度可 以是 50nm 至 120nm。用于第一覆蓋絕緣膜5和第二覆蓋絕緣膜14的材料沒(méi)有被特別地限制，并且例如 可以采用包含Si、C以及0作為組成元素的膜。另外，例如，第一覆蓋絕緣膜5的厚度可以 是IOnm至50nm。第二覆蓋絕緣膜14的厚度可以是30nm至60nm。用于第一層的側(cè)壁7、第一側(cè)壁17以及第二側(cè)壁22的材料沒(méi)有被特別地限制于任 何特定的材料，只要膜由致密絕緣膜組成。也可以采用不具有孔的絕緣膜。此種致密絕緣 膜用作保護(hù)膜。更加具體地，與第二層間絕緣膜4、通孔層間絕緣膜11以及第三層間絕緣膜 13的第一互連溝槽6、通孔15以及第二互連溝槽20接觸的部分可以覆蓋有化學(xué)穩(wěn)定的膜。 特別地，多孔低k膜能夠得到保護(hù)。例如，可用于第一絕緣膜側(cè)壁7、第一側(cè)壁17以及第二側(cè)壁22的材料可以是包含 Si和C作為組成元素的膜、包含Si、C以及0作為組成元素的膜、包含Si、C以及N作為組 成元素的膜以及包含Si和0作為組成元素的膜。例如，可以采用包含SiC、SiOC、二氧化硅 (SiO2)或者SiCN的材料。另外，例如，第一側(cè)壁17的厚度可以是2nm至20nm。例如，第一側(cè)壁17的厚度可 以是3nm至40nm。例如，第二側(cè)壁22的厚度可以是2nm至20nm。除了上述之外，用于制造這些膜的方法沒(méi)有被特別地限制，并且，可以利用例如化 學(xué)氣相沉積(CVD)工藝，或者涂覆工藝。除了上述之外，在本實(shí)施例中，構(gòu)造為通孔的側(cè)表面上和從通孔延伸到上部互連 的互連溝槽的側(cè)表面的部分上的絕緣膜側(cè)壁的厚度大于形成在除了存在通孔的部分之外 的互連溝槽的部分上的絕緣膜側(cè)壁的厚度。這允許通過(guò)提供在具有最短的距離的通孔和相 鄰的互連的間距部分之間具有較大的厚度的無(wú)孔低k材料，來(lái)防止泄漏特性、TDDB等等的 降低。雖然示出鉭(Ta)用于本實(shí)施例中的阻擋金屬膜，但是用于阻擋金屬膜的材料不 限于此，并且例如，當(dāng)互連由Cu作為主要成分的金屬元素組成時(shí)，可以采用諸如氮化鉭 (TaN)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、碳氮化鎢(WCN)、釕(Ru)等等的難熔的金屬或者其氮化物，或 者其多層膜。另外，上述金屬膜也可以用于采用鎢作為主要成分的接觸栓塞中的阻擋金屬。另外，當(dāng)本實(shí)施例的構(gòu)造被應(yīng)用于利用雙鑲嵌工藝的互連結(jié)構(gòu)時(shí)，獲得本發(fā)明的 增加的有利效果。更加具體地，通過(guò)單鑲嵌工藝或者雙鑲嵌工藝可以形成本發(fā)明中的金屬 區(qū)域。單鑲嵌工藝可以包含下述操作(a)用于在半導(dǎo)體基板上或者上方形成由金屬膜組成的第一互連的操作；(b)用于在整個(gè)半導(dǎo)體基板上方形成第一層間絕緣膜以覆蓋第一互連的操作；(c)用于選擇性地移除第一層間絕緣膜以形成延伸到第一互連的上表面的連接孔 的操作；
(d)用于在形成阻擋金屬膜以覆蓋連接孔的內(nèi)表面之后形成金屬膜以填充連接孔 的操作；(e)用于移除形成在連接孔的外部的金屬膜的操作；(d)用于在整個(gè)半導(dǎo)體基板的上方形成第二層間絕緣膜以覆蓋形成在連接孔中的 金屬膜的操作；(f)用于選擇性地移除第二層間絕緣膜以形成具有暴露的金屬膜形成在連接孔中 的底表面的互連溝槽；(g)用于在形成阻擋金屬膜以覆蓋互連溝槽的內(nèi)表面之后形成金屬膜以填充互連 溝槽的操作；以及(h)用于移除形成在互連溝槽的外部的金屬膜以形成第二互連的操作。通過(guò)將第一和第二互連和連接孔的整個(gè)或一部分應(yīng)用于本發(fā)明中的“金屬區(qū)域”， 可以將根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件和用于制造的方法應(yīng)用于此種工藝。在這里，可以不進(jìn)行 上述(a)至(h)的操作的一部分。雙鑲嵌工藝可以包含下述操作。(a)用于在半導(dǎo)體基板上或者上方形成由金屬膜組成的第一互連的操作；(b)用于在整個(gè)半導(dǎo)體基板上方形成第一層間絕緣膜以覆蓋第一互連的操作；(c)用于選擇性地移除第一層間絕緣膜以形成延伸到第一互連的上表面的連接孔 和耦接到連接孔的上部的互連溝槽的操作；(d)用于在形成阻擋金屬膜以覆蓋連接孔和互連溝槽的內(nèi)表面之后形成金屬膜以 填充連接孔和互連溝槽的操作；以及(e)用于移除形成在連接孔的外部的金屬膜以形成第二互連的操作。通過(guò)將第一和第二互連和連接孔的整個(gè)或一部分應(yīng)用于本發(fā)明的“金屬區(qū)域”，可 以將根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件和用于制造的方法應(yīng)用于此種工藝。在這里，可以不進(jìn)行上 述(a)至(e)的操作的一部分。在上述鑲嵌工藝中形成的互連結(jié)構(gòu)具有下述構(gòu)造，其包括半導(dǎo)體基板；第一互 連，該第一互連形成在半導(dǎo)體基板上或者上方；耦接栓塞，該耦接栓塞被提供為耦接到第一 互連；以及第二互連，該第二互連被提供為耦接到耦合栓塞。另外，雖然在上述實(shí)施例中已經(jīng)描述了被提供有銅互連的半導(dǎo)體器件的示例性實(shí) 施，但是互連可以主要由含銅金屬材料組成。另外，用于形成互連的工藝不限于鍍的工藝， 并且例如，可以替代地使用CVD工藝。在本實(shí)施例中，用于金屬互連的材料和用于接觸栓塞的材料可以包含Cu作為主 要成分。為了提供金屬互連材料的改進(jìn)的可靠性，除了 Cu之外的金屬元素可以被包含在由 Cu組成的組件中，或者除了 Cu之外的金屬元素可以被形成在Cu的側(cè)表面或者上表面中。半導(dǎo)體基板是包含其中構(gòu)造的半導(dǎo)體器件的工件或者基板，并且沒(méi)有特別地限制 于形成在單晶硅基板上的工件，而是包括具有形成在絕緣材料上的半導(dǎo)體的薄膜的絕緣體 上硅(SOI)，絕緣體上鍺硅(SGOI)、具有形成在混合基板上的半導(dǎo)體元件的工件、薄膜晶體 管(TFT)、用于制造液晶的基板等等。顯然的是，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，并且可以在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的 情況下可以進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體器件，包括基板；層間絕緣膜，所述層間絕緣膜被提供在所述基板的上方，由被提供在互連溝槽中的金屬膜組成的互連和由被提供在耦接到所述互連溝槽的連接孔中的金屬膜組成的栓塞，所述互連和所述栓塞被提供在所述層間絕緣膜中；第一側(cè)壁，所述第一側(cè)壁被提供在所述連接孔的側(cè)表面的上方；以及第二側(cè)壁，所述第二側(cè)壁被提供在所述互連溝槽的側(cè)表面的上方，其中所述連接孔的側(cè)表面的底部附近的所述第一側(cè)壁的厚度大于所述互連溝槽的側(cè)表面的底部附近的所述第二側(cè)壁的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一側(cè)壁具有多層結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二側(cè)壁的上部的橫截面幾何形狀具 有角。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一側(cè)壁的上部的外周成錐形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二側(cè)壁的上部的橫截面幾何形狀部 分地具有角。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一側(cè)壁的上部和所述第二側(cè)壁的上 部分別成錐形。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一側(cè)壁的一部分和所述第二側(cè)壁的一部分共用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述連接孔和所述互連溝槽被形成為其間 是無(wú)縫的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述層間絕緣膜包括第一層間絕緣膜和被提供在所述第一層間絕緣膜的上方的 第二層間絕緣膜，其中所述連接孔被提供在所述第一層間絕緣膜中，并且 其中所述互連溝槽被提供在所述第二層間絕緣膜中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二層間絕緣膜由多孔絕緣膜組成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其中所述多孔絕緣膜是包含Si和0作為組成 元素的多孔膜，或者包含Si、C、0以及H作為組成元素的多孔膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一層間絕緣膜是包含Si、C、0以及 H作為組成元素的膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一側(cè)壁由包含SiC、SiOC,SiO2或 者SiCN的材料組成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二側(cè)壁由包含SiC、SiOC,SiO2或 者SiCN的材料組成。
15.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 在基板的上方形成層間絕緣膜；在所述層間絕緣膜中形成互連溝槽和耦接到所述互連溝槽的連接孔； 在所述連接孔的側(cè)表面的上方形成第一側(cè)壁并且在所述互連溝槽的側(cè)表面的上方形成第二側(cè)壁；以及在所述互連溝槽中和在所述連接孔中形成金屬膜，其中所述形成第一和第二側(cè)壁包括形成所述側(cè)壁，使得所述連接孔的側(cè)表面的底部附 近的所述第一側(cè)壁的厚度大于所述互連溝槽的側(cè)表面的底部附近的所述第二側(cè)壁的厚度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中形成第一和第二側(cè)壁的 所述步驟包括在所述層間絕緣膜中形成所述連接孔；在所述連接孔的內(nèi)部形成第一絕緣膜，并且然后執(zhí)行回蝕以將所述第一絕緣膜保留在 所述連接孔的側(cè)表面的上方；在所述層間絕緣膜中形成耦接到所述連接孔的所述互連溝槽；在所述連接孔的內(nèi)部和在所述互連溝槽的內(nèi)部形成第二絕緣膜；以及執(zhí)行回蝕以將所述第二絕緣膜保留在所述連接孔的所述側(cè)表面的所述第一絕緣膜的 上方和所述互連溝槽的側(cè)表面的上方，以在所述連接孔的所述側(cè)表面的上方形成包括所述 第一絕緣膜和所述第二絕緣膜的所述第一側(cè)壁，并且在所述互連溝槽的所述側(cè)表面的上方 形成包括所述第二絕緣膜的所述第二側(cè)壁。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中所述連接孔和所述互連 溝槽被形成為其間是無(wú)縫的。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中所述層間絕緣膜包括第一層間絕緣膜和形成在所述第一層間絕緣膜的上方的第 二層間絕緣膜，并且其中所述連接孔形成在所述第一層間絕緣膜中并且所述互連溝槽形成在所述第二層 間絕緣膜中。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中所述第二層間絕緣膜由 多孔絕緣膜組成。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中所述多孔絕緣膜是包含 Si和0作為組成元素的多孔膜，或者包含Si、C、0以及H作為組成元素的多孔膜。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中所述第一層間絕緣膜是 包含Si、C、0以及H作為組成元素的膜。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中所述第一側(cè)壁由包含 SiC、SiOC, SiO2或者SiCN的材料組成。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中所述第二側(cè)壁由包含 SiC、SiOC, SiO2或者SiCN的材料組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件和用于制造半導(dǎo)體器件的方法。半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體基板；層間絕緣膜，該層間絕緣膜被提供在半導(dǎo)體基板上；由被提供在互連溝槽即第二互連溝槽中的金屬膜組成的互連即第二銅互連和由被提供在耦接到互連溝槽的連接孔即通孔中的金屬膜組成的栓塞，互連和栓塞都被提供在層間絕緣膜中；第一側(cè)壁，該第一側(cè)壁被提供在通孔的側(cè)表面上；以及第二側(cè)壁，該第二側(cè)壁被提供在第二互連溝槽的側(cè)表面上，并且通孔的側(cè)表面的底部附近的第一側(cè)壁的厚度大于第二互連溝槽的側(cè)表面的底部附近的第二側(cè)壁的厚度。
文檔編號(hào)H01L23/528GK101937902SQ201010194978
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月15日
發(fā)明者小田典明 申請(qǐng)人:瑞薩電子株式會(huì)社