專利名稱：半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多層布線構(gòu)造中半導(dǎo)體器件的制造方法，特別是涉及去除連接在金屬布線側(cè)面上形成的布線材料擴(kuò)散防止膜的層間連接孔的部分的制造方法。
用圖來詳細(xì)說明已有技術(shù)。
圖13(1)示出多層布線構(gòu)造的半導(dǎo)體器件，圖13(2)示出圖13(1)的剖視圖。在下層1291上形成的以銅為主要成分的金屬布線1201的周圍，形成為防止銅原子向?qū)娱g絕緣膜1221擴(kuò)散的銅擴(kuò)散防止膜1211及1212。如果沒有該銅擴(kuò)散防止膜，則銅流向周圍的層間絕緣膜，引起半導(dǎo)體元件的特性劣化，因此，在使用銅作為布線材料的場合，前述銅擴(kuò)散防止膜是必不可缺的。
如圖14所示，在圖13的狀態(tài)的半導(dǎo)體器件的所有面上形成銅擴(kuò)散防止膜1213。在圖15的層間絕緣膜1092上形成的層間連接孔1205和1206，以及在上層1293上形成的布線溝1294，均埋入以銅為主成分的布線材料(未圖示)，由此，制造有多層布線構(gòu)造的半導(dǎo)體器件。
圖15是圖14的半導(dǎo)體器件的層間連接孔1205和1206以及布線溝1294中埋入以銅為主成分的布線材料之后的層間連接孔1205附近的放大剖視圖。如圖15所示，在層間連接孔1205的底部1299有銅擴(kuò)散防止膜。由于銅的擴(kuò)散速度極慢，在如圖15中的電流I1流動的場合，這一銅擴(kuò)散防止膜妨礙了由電流流動產(chǎn)生的銅原子的移動，因此，在布線內(nèi)1200和1201及層間連接孔內(nèi)1205引起空隙(布線材料移動到布線中，在布線內(nèi)引起的空隙現(xiàn)象)和希羅克斯電阻合金(ヒロツク)(布線材料在布線外發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象)，由此成為布線及層間連接孔的斷線原因，因此縮短了布線壽命。而且，在銅擴(kuò)散防止膜的電阻率比以銅為主成分的金屬布線1200和1201的電阻率來得大的場合，造成層間連接孔1205的電阻增加。
如上所述，多層布線構(gòu)造的半導(dǎo)體器件中使用以銅為主要成分的金屬布線的場合，為防止前述金屬布線中含有的銅原子向周圍擴(kuò)散，必須在前述金屬布線的周圍形成銅擴(kuò)散防止膜。然而，如前述那樣的布線構(gòu)造的場合，這種銅擴(kuò)散防止膜會招致由電子遷移而引起的斷線和層間連接孔部分電阻增加的問題。
本發(fā)明的目的在于，通過除去層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜，提供能使布線的長壽命化和連接孔底部的電阻值降低的半導(dǎo)體器件的制造方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的特征在于，不采用掩膜材料而用各向異性蝕刻法除去層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜的時候，將不想除去的銅擴(kuò)散防止膜部分的銅擴(kuò)散防止膜膜厚做得比層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜的膜厚還要厚，借此，除去要想除去的銅擴(kuò)散防止膜。
本發(fā)明能保留不想除去部分的銅擴(kuò)散防止膜，而除去層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜，因此，能解決因存在層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜而引起的電子遷移和層間連接孔部分的電阻增大的問題。
圖1表示本發(fā)明實施例1的半導(dǎo)體器件的制造工藝剖視圖。
圖2表示本發(fā)明實施例1的半導(dǎo)體器件的制造工藝剖視圖。
圖3表示本發(fā)明實施例1的半導(dǎo)體器件的制造工藝剖視圖。
圖4表示本發(fā)明實施例1的半導(dǎo)體器件的制造工藝剖視圖。
圖5表示本發(fā)明實施例2的半導(dǎo)體器件的制造工藝剖視圖。
圖6表示本發(fā)明實施例2的半導(dǎo)體器件的制造工藝剖視圖。
圖7表示本發(fā)明實施例3的半導(dǎo)體器件的制造工藝剖視圖。
圖8表示本發(fā)明實施例3的半導(dǎo)體器件的制造工藝剖視圖。
圖9表示本發(fā)明實施例3的半導(dǎo)體器件的制造工藝剖視圖。
圖10表示本發(fā)明實施例3的半導(dǎo)體器件的制造工藝剖視圖。
圖11表示本發(fā)明實施例4的半導(dǎo)體器件的制造工藝剖視圖。
圖12表示本發(fā)明實施例5的半導(dǎo)體器件的制造工藝剖視圖。
圖13表示以往的具有多層布線構(gòu)造的半導(dǎo)體器件的制造工藝剖視圖。
圖14表示以往的具有多層布線構(gòu)造的半導(dǎo)體器件的制造工藝剖視圖。
圖15表示以往的具有多層布線構(gòu)造的半導(dǎo)體器件的層間連接孔附近的放大剖視圖。
下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行說明。
實施例1如圖1(1)所示，用VCD法在半導(dǎo)體基片上形成由厚度為100μm左右的氮化硅構(gòu)成的蝕刻阻擋膜100，在前述蝕刻阻擋膜100上用VCD法形成厚度為0.2～1.0μm左右的二氧化硅組成的層間絕緣膜105，在前述層間絕緣膜105上用一般的光刻法和各向異性蝕刻法形成布線溝110，用濺射法或VCD法在前述布線溝110的內(nèi)面和前述層間絕緣膜105的表示形成厚為50nm左右的氮化硅組成的銅擴(kuò)散防止膜115，在所述銅擴(kuò)散防止膜115上用濺射法形成以銅為主要成分的布線材料120之后，用后退手段使之后退(進(jìn)行研磨)直至露出所述層間絕緣膜105，在所述布線溝110上形成銅擴(kuò)散防止膜和以銅為主要成分的金屬布線(以下包括由純銅構(gòu)成的金屬布線)，由此，形成作為布線使用的下層191。
這里，蝕刻阻擋膜中一般具有由二氧化硅組成的層間絕緣膜和足夠好的蝕刻選擇比，而且采用絕緣性優(yōu)良的氮化硅。
后退手段中采用各向異性和加工控制性優(yōu)良的蝕刻法或是利用活性種的化學(xué)蝕刻法(RIE法)。
在不想對半導(dǎo)體器件加多余熱量時，也可用CMP裝置研磨進(jìn)行后退除去。
形成于布線溝內(nèi)110的銅擴(kuò)散防止膜，雖然使用能簡便成膜的氮化硅膜是最有效果的一種，但銅是擴(kuò)散速度極慢的一種材料，故也可采用電阻率高的非晶鈦SiN、非晶鎢SiN、氮化鈦、鎢、鉭等。
其次如圖1(2)所示，在層間絕緣膜105的上面用濺射法或CVD法形成厚50nm、由氮化硅組成的銅擴(kuò)散防止膜125，在所述銅擴(kuò)散防止膜125上用CVD法形成厚0.5μm左右的由二氧化硅組成的層間絕緣膜130，其上用CVD法形成厚100nm的由氮化硅組成的蝕刻阻擋膜135，再在其上用CVD法形成層間絕緣膜140，對所述層間的絕緣膜140采用一般光刻リングラフィ法和各向異性法形成布線溝145之后，所述布線溝145的內(nèi)表面和層間絕緣膜140的表面上用CVD法形成厚50nm左右的由氮化硅組成的銅擴(kuò)散防止膜150，借此，在層間絕緣膜130上面形成作為布線使用的上層192。
接著，如圖2所示，在圖1(2)的銅擴(kuò)散防止膜150上涂布保護(hù)膜(未圖示)，用一般的光刻法對該保護(hù)膜制作布線圖案，以前述制成的布線圖案為掩膜，采用各向異性蝕刻法，依次蝕刻除去銅擴(kuò)散防止膜150、蝕刻保護(hù)膜135、層間絕緣膜130以及銅擴(kuò)散保護(hù)膜125，使露出前述金屬布線120，借此，形成連接上層192與下層191的層間連接孔155和160。
然后，如圖3所示，對圖2狀態(tài)用CVD法形成厚50nm左右的由氮化硅組成的銅擴(kuò)散防止膜165。而且這樣一來，能夠使布線溝底部170的銅擴(kuò)散防止膜厚比層間連接孔底部175的銅擴(kuò)散防止膜厚還來得厚(約2倍)，并且層間連接孔155和160的側(cè)面也能形成銅擴(kuò)散防止膜。
接著，如圖4所示，對圖3狀態(tài)，不采用掩膜而采用各向異性蝕刻法除去層間連接孔底部175的銅擴(kuò)散防止膜。這時，雖然布線溝底部170的銅擴(kuò)散防止膜的一部分也被除去，但已如前所述，與層間連接孔底部175的銅擴(kuò)散防止膜相比，布線溝底部170的銅擴(kuò)散防止膜來得厚，因此，如圖4所示，除去層間連接孔底部175的銅擴(kuò)散防止膜，并能保留布線溝底部170的銅擴(kuò)散防止膜。然后，在層間連接孔160與155、布線溝145中埋入以銅為主要成分的布線材料，借此，制造有多層布線構(gòu)造的半導(dǎo)體器件。
如前述構(gòu)成的本實施形態(tài)，因能保留層間連接孔底部以外的銅擴(kuò)散防止膜，并能除去層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜，所以能夠解決因存在層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜而引起的電子遷移與層間連接孔的電阻增加的問題。
實施例2下面，參照附圖對實例2詳細(xì)地進(jìn)行說明。如圖5(1)所示，在半導(dǎo)體基片上面用CVD法形成厚100nm程度的氮化硅組成的蝕刻阻擋膜500，在所述蝕刻阻擋膜500的上面用CVD法形成厚0.2～1.0μm左右的由二氧化硅組成的層間絕緣膜505，前述層間絕緣膜505上用一般的光刻法及各向異性蝕刻法形成布線溝105，布線溝510的內(nèi)表面及層間絕緣膜505的表面上用濺射法或CVD法形成厚50nm左右由氮化硅組成的銅擴(kuò)散防止膜515之后，再在該銅擴(kuò)散防止膜515上面用濺射法形成以銅為主要成分的布線材料520。
接著如圖5(2)所示，用后退手段蝕刻除去銅擴(kuò)散防止膜515和布線材料520，由此使層間絕緣層505的表面露出，并且也蝕刻除去一部分布線溝510內(nèi)的銅擴(kuò)散防止膜515與布線材料520。
這里，采用利用活性種的化學(xué)蝕刻法例如反應(yīng)性離子蝕刻法(以下稱作RIE法)作為后退手段。這種RIE法的各向異性與微細(xì)加工控制性均優(yōu)。
其次如圖5(3)所示，在露出的層間絕緣膜505與布線材料520的上面用CVD法形成由氮化硅組成的銅擴(kuò)散防止膜516。
接下來如圖5(4)所示，通過用RIE法或CMP裝置研磨銅擴(kuò)散防止膜516，使之后退直至露出所述層間絕緣層505，在布線溝510中形成銅擴(kuò)散防止膜與以銅為主要成分的金屬材料520，由此形成作為布線使用的下層591。
銅擴(kuò)散防止膜515、516，雖然使用可簡便成膜的氮化硅特殊最有效的一種，但銅是擴(kuò)散速度極慢的一種材料，故也可采用電阻率比氮化硅還要低的非晶鈦SiN、非晶鎢SiN、氮化鈦、鎢、鉭等。
其次如圖6(1)所示，用與實施例1的圖1(2)至圖4的相同的工序，制造有多層布線構(gòu)造的半導(dǎo)體器件。
由于本實施例的構(gòu)成如前所述，因此，與實施例1相同，能保留層間連接孔底部以外的銅擴(kuò)散防止膜，并除去層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜，因而能夠解決因存在層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜而引起的電子遷移與層間連接孔的電阻增加的問題。
而且，本實施例與實施例1不同，由于層間絕緣膜505與530之間不存在銅擴(kuò)散防止膜、因此如圖6(2)所示那樣，容易形成比下層591更為下層的連接通孔595。
實施例3下面參照附圖第三對實施例3詳細(xì)地進(jìn)行說明。如圖7(1)所示，用與實施例1中的圖1(1)相同的方法形成下層791。
接著如圖7(2)所示，在層間絕緣膜705的上面用濺射法或CVD法形成厚50nm、由氮化硅組成的銅擴(kuò)散防止膜725，銅擴(kuò)散防止膜725的上面用CVD法形成厚0.5μm左右的、由二氧化硅組成的層間絕緣膜730，在其上用CVD法形成厚200nm左右的、由氮化硅組成的蝕刻阻擋膜735，采用一般的光刻法與各向異性蝕刻法在前述蝕刻阻擋膜735上制作層間連接孔形成用的布線圖案，再在其上用CVD法形成層間絕緣膜740，由此，在層間絕緣膜730上形成作為布線用的上層792。此外，蝕刻阻擋膜735取200nm左右，厚度比實施例1中的更厚(約2倍)。
接著，如圖8所示，在圖7(2)狀態(tài)下在層間絕緣膜740上涂布保護(hù)膜(未圖示)，用一般的光刻法對上述保護(hù)膜制作布線圖案，以制成布線圖案的保護(hù)膜為掩膜，用各向異性蝕刻法蝕刻除去層間絕緣膜740，借此，形成布線溝745，與此同時，以蝕刻阻擋膜735為掩膜對層間絕緣膜730進(jìn)行蝕刻除去，借此，同時形成層間接線孔760與755，使布線材料720的表面露出來。
在該工藝中，由于在形成布線溝745之后連續(xù)形成層間連接孔755和760，因此蝕刻阻擋膜735在形成布線溝745時起蝕刻阻擋膜作用，在形成層間連接孔755和760時起掩膜作用。為此，蝕刻阻擋膜735的膜厚在形成層間連接孔755和760時受到蝕刻除去，必須如前述那樣將其厚度做得較厚，以免層間絕緣層730露出來，其膜厚決定于蝕刻條件(蝕刻氣體種類和蝕刻時間等)和層間連接孔的蝕刻選擇比等。
接著如圖9所示，對圖8的狀態(tài)用濺射法或CVD法形成厚50nm、由氮化硅組成的銅擴(kuò)散防止膜765。
接著，如圖10所示，對圖9的狀態(tài)，不用掩膜而用各向異性蝕刻法蝕刻除去層間連接孔底部775的銅擴(kuò)散防止膜765。這時，層間絕緣膜740的上表面和布線溝底部770的銅擴(kuò)散防止膜765雖也同時被除去，但布線溝底部770由于存在蝕刻阻擋膜735，并不露出層間絕緣膜730。而且，此后在層間連接孔760和755及布線溝745中埋入以銅為主要成分的布線材料，由此，制成多層布線構(gòu)造的半導(dǎo)體器件。
而且，如前所述，由于蝕刻阻擋膜735由具有防止銅擴(kuò)散作用的物質(zhì)(本實施形態(tài)中為氮化硅)所組成，因此布線材料中所含有的銅原子不會從布線溝底部770擴(kuò)散到層間絕緣膜730中。
本實施例如前述構(gòu)成，因此能除去層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜，從而能解決因存在層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜而引起電子遷移造成斷線和層間連接孔的電阻增加的問題。
實施例4下面，參照附圖對實施例4詳細(xì)地進(jìn)行說明。如圖11所，用與圖5(1)至(4)所示完全相同的工藝，在層間絕緣膜1105上形成布線溝1110，在所述布線溝1110中埋入其周圍由銅擴(kuò)散防止膜1116和1115所被覆的布線材料1120，形成下層1191。
采用與實施例3所示的圖7(2)至圖10所示的完全相同的工藝，制成如圖11(2)所示的多層布線構(gòu)造的半導(dǎo)體器件。
銅擴(kuò)散防止膜1116，雖然使用可簡便成膜的氮化硅是最為有效的一種，但銅是擴(kuò)散速度極慢的一種材料，故也可采用電阻率比氮化硅還低的非晶鈦SiN、非晶鎢SiN、氮化鈦、鎢、鉭等。
本實施形態(tài)如前述構(gòu)成，因與實施例3相同，能除去層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜，所以能解決因存在層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜而引起電子遷移造成斷線和層間連接孔的電阻增加的問題。
前述的全部實施例，雖然在上層形成的布線溝145和745與下層形成的布線溝110和710是平行的，但也可如圖12所示，上層布線1196與下層布線1197位置是扭曲的。
前述的實施例中雖然布線材料的主成份是銅，但也可以用鋁作主成分(包括純鋁)。這種場合，使用壁壘金屬代替銅擴(kuò)散防止膜。
半導(dǎo)體器件的設(shè)計上，其布線的配置受到限制的場合，希望上層與下層的布線平走。
在下層布線與上層布線平走的場合，為了最短地連接上層布線與下層布線的層間連接，下層布線必須位于上層布線的正下面。然而，在上層和下層的布線做成扭曲位置時，因無其必要而增加了上層與下層的布線的配置自由度。
采用本發(fā)明，則因能夠除去層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜，所以能解決因存在層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜而造成電子遷移及層間連接孔的電阻增加的問題，并能確實防止銅向?qū)娱g絕緣膜的擴(kuò)散。進(jìn)而增加布線的配置自由度。
為此，本發(fā)明能用于要求布線低電阻化、長壽命化、配置自由度增加以及防止向銅等布線材料的周邊流出的高集成度的DRAM中。
如前述那樣構(gòu)成的本發(fā)明，能夠只除去層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜。所以，能夠抑制由于存在層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜引起的電子遷移造成布線壽命縮短和層間連接孔的電阻增加使半導(dǎo)體器件的特性劣化。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，在半導(dǎo)體基板上，使絕緣膜介于中間的不同層上形成的第1和第2銅布線相互電連接，其特征在于，包括下述工序配設(shè)其周圍由第1銅擴(kuò)散防止膜包覆的所述第1銅布線的工序；在所述第1銅布線上形成有布線溝的層間絕緣膜的工序；在所述層間絕緣膜表面上形成第2銅擴(kuò)散防止膜的工序；形成從所述布線溝底部至所述第1銅布線的連接孔的工序；在所述布線溝的底部和側(cè)面與所述連接孔的底部和側(cè)面上形成第3銅擴(kuò)散防止膜的工序；通過各向異性蝕刻在所述布線溝側(cè)面和所述連接孔側(cè)面上保留所述第3銅擴(kuò)散防止膜，但除去所述連接孔底部的所述第3銅擴(kuò)散防止膜，使所述第1銅布線露出的工序；借助所述布線溝和所述連接孔中埋設(shè)的銅材料、形成與所述第1銅布線進(jìn)行電氣連接的所述第2銅布線的工序，借助于前述工序，能不通過所述第3銅擴(kuò)散防止膜、直接連接所述第1銅布線與所述第2銅布線，而且所述連接孔的所述銅材料由所述第3銅擴(kuò)散防止膜所包覆。
2.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，在半導(dǎo)體基片上，使絕緣膜介于中間的不同層上形成的第1及第2銅布線相互電連接，其特征在于，包括下述工序配設(shè)其周圍由第1銅擴(kuò)散防止膜包覆的所述第1銅布線的工序；順次形成在所述第1銅布線的上面的第1層間絕緣膜、連接孔預(yù)定區(qū)域開孔的第2銅擴(kuò)散防止膜以及形成布線溝的第2層間絕緣膜的工序；形成從所述布線溝底部通過所述第2銅擴(kuò)散防止膜的開孔部分至所述第1銅布線的連接孔的工序；在所述布線溝的底部和側(cè)面與所述連接孔的底部和側(cè)面上形成第3銅擴(kuò)散防止膜的工序；通過各向異性蝕刻在所述布線溝側(cè)面和所述連接孔側(cè)面上保留所述第3銅擴(kuò)散防止膜，除去所述連接孔底部的所述第3銅擴(kuò)散防止膜，使所述第1銅布線露出的工序；借助在所述布線溝和所述連接孔中埋設(shè)的銅材料、形成與所述第1銅布線進(jìn)行電氣連接的所述第2銅布線的工序，借助于前述工序，能不通過所述第3銅擴(kuò)散防止膜直接連接所述第1銅布線與所述第2銅布線，而且所述連接孔的所述銅材料由所述第3銅擴(kuò)散防止膜所包覆。
3.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括下述工序在半導(dǎo)體基片上，通過絕緣膜形成周圍有由第1布線材料擴(kuò)散防止膜包覆的第1布線的布線層的工序；在所述布線層上面層積形成有絕緣性的第1層間絕緣膜層、蝕刻阻擋膜、第2層間絕緣膜層的工序；在所述第2層間絕緣膜上形成第1布線溝的同時，在該第2層間絕緣膜的上面及所述第1布線溝的內(nèi)表面上形成第2布線材料擴(kuò)散防止膜的工序；有選擇地除去在所述第1布線溝的底部的所述第2材料擴(kuò)散防止膜、所述蝕刻阻擋膜、所述第1層間絕緣膜及包覆所述第1布線材料上面的所述第1布線材料擴(kuò)散防止膜，使所述第1布線露出，由此形成層間連接孔的工序；在所述第2布線材料擴(kuò)散防止膜表面及所述層間連接孔內(nèi)側(cè)面及所述第1布線材料的上面，形成第3布線材料擴(kuò)散防止膜的工序；一邊保留在所述層間連接孔內(nèi)側(cè)面及所述第1布線溝側(cè)面上的所述第3布線材料擴(kuò)散防止膜，一邊除去所述第1布線材料上面的第2布線材料擴(kuò)散防止膜的工序；在所述層間連接孔及所述第1布線溝中埋入第2布線材料的工序。
4.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其側(cè)面有由布線材料擴(kuò)散防止膜所包覆的布線的布線層通過絕緣膜進(jìn)行層積形成，連接所述布線之間的導(dǎo)通孔，其特征在于，包括下述工序形成側(cè)面有由布線材料擴(kuò)散防止膜包覆的第1布線材料的布線層的工序；借助在所述布線層上形成第1層間絕緣膜形成層間絕緣膜的工序；在所述層間絕緣膜層上形成蝕刻阻擋膜的工序；在所述蝕刻阻擋膜上形成第2層間絕緣膜的工序；在所述第2層間絕緣膜上涂布第1保護(hù)膜，然后用光刻法對所述第1布線材料上方的所述第1保護(hù)膜制作布線圖案，以所述制成的布線圖案的第1保護(hù)膜為掩膜，通過各向異性蝕刻法蝕刻除去第2層間絕緣膜直至所述蝕刻阻擋膜露出，由此，在所述第2層間絕緣膜上形成第1布線溝的工序；剝離所述第1保護(hù)膜之后，在所述第2層間絕緣膜上面及所述第1布線溝內(nèi)面形成第1布線材料擴(kuò)散防止膜的工序；在所述第1布線材料擴(kuò)散防止膜上面涂布第2保護(hù)膜，通過光刻法對所述第1布線溝內(nèi)的所述第2保護(hù)膜制作布線圖案，以所述制成的布線圖案的第2保護(hù)膜為掩膜，采用各向異性蝕刻法，除去在所述第1布線溝底部的所述第1布線材料擴(kuò)散防止膜、所述蝕刻阻擋膜、所述第1層間絕緣膜及包覆在所述第1布線材料上面的所述布線材料擴(kuò)散防止膜，使第1布線材料露出，由此形成層間連接孔的工序；剝離所述第2保護(hù)膜之后，至少在所述第1布線材料擴(kuò)散防止膜表示面和所述層間連接孔側(cè)面及所述第1布線材料的上面，形成第2布線材料擴(kuò)散防止膜的工序；保留所述層間連接孔內(nèi)側(cè)面及所述第1布線溝側(cè)面的第2布線材料擴(kuò)散防止膜，并用各向異性蝕刻法除去所述第1布線材料的上面的第2布線材料擴(kuò)散防止膜的工序；將第2布線材料埋入所述層間連接孔及所述第1布線溝的工序。
5.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征還在于，形成所述布線層的工藝包括下列工序通過光刻法及各向異性蝕刻法在第3層間絕緣膜上形成第2布線溝的工序；在所述第2布線溝中埋入所述第1布線材料之際，形成僅將與所述第1布線材料的所述第2布線溝相接的面用第3布線材料擴(kuò)散防止膜包覆的第1布線材料的工序；在所述第3層間絕緣膜的上面和所述第2布線溝中埋入的所述第1布線材料的上面，形成第4布線材料擴(kuò)散防止膜的工序。
6.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征還在于，形成所述布線層的工藝包括下列工序通過光刻法及各向異性蝕刻法在第3層間絕緣膜上形成第2布線溝的工序；在所述第2布線溝中埋入所述第1布線材料之際，形成僅將與所述第1布線材料的所述第2布線溝相接的面用第3布線材料擴(kuò)散防止膜包覆的第1布線材料的工序；在所述第3層間絕緣膜的上面和所述第2布線溝中埋入的所述第1布線材料的上面，形成第4布線材料擴(kuò)散防止膜的工序。
7.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征還在于，形成所述布線層的工藝包括下列工序通過光刻法及各向異性蝕刻法在第3層間絕緣膜上形成第2布線溝的工序；在所述第2布線溝的內(nèi)面及所述第3層間絕緣膜的上面形成第3布線材料擴(kuò)散防止膜的工序；在所述第1布線材料擴(kuò)散防止膜的上面層積形成所述第1布線材料的工序；通過第1后退除去手段除去所述被層積形成的第3布線材料擴(kuò)散防止膜及所述第1布線材料直至所述第3層間絕緣膜露出，同時還后退除去所述第2布線溝內(nèi)的第3布線材料擴(kuò)散防止膜及所述第1材料的一部分的工序；在至少一部分被除去的所述第2布線溝內(nèi)的第3布線材料擴(kuò)散防止膜及所述第1布線材料的上面，形成第4布線材料擴(kuò)散防止膜的工序；僅在用第2后退除去手段部分除去所述第4布線材料擴(kuò)散防止膜直至第3層間絕緣膜的所述布線溝內(nèi)露出，保留第4有線擴(kuò)散防止膜的工序。
8.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征還在于，形成所述布線層的工藝包括下列工序通過光刻法及各向異性蝕刻法在第3層間絕緣膜上形成第2布線溝的工序；在所述第2布線溝的內(nèi)面及所述第3層間絕緣膜的上面形成第3布線材料擴(kuò)散防止膜的工序；在所述第1布線材料擴(kuò)散防止膜的上面層積形成所述第1布線材料的工序；通過第1后退除去手段除去所述被層積形成的第3布線材料擴(kuò)散防止膜及所述第1布線材料直至所述第3層間絕緣膜露出，同時還后退除去所述第2布線溝內(nèi)的第3布線材料擴(kuò)散防止膜及所述第1材料的一部分的工序；在至少一部分被除去的所述第2布線溝內(nèi)的第3布線材料擴(kuò)散防止膜及所述第1布線材料的上面，形成第4布線材料擴(kuò)散防止膜的工序；僅在用第2后退除去手段部分除去所述第4布線材料擴(kuò)散防止膜直至第3層間絕緣膜的所述布線溝內(nèi)露出，保留第4有線擴(kuò)散防止膜的工序布線擴(kuò)散防止膜的工序。
9.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括下述工序在半導(dǎo)體基片上，通過絕緣膜形成周圍有由第1布線材料擴(kuò)散防止膜包覆的第1布線的布線層的工序；在所述布線層上面層積形成有絕緣性的第1層間絕緣膜層、連接孔預(yù)定區(qū)域開孔的第2布線材料擴(kuò)散防止膜、第2層間絕緣膜層的工序；在所述第2層間絕緣膜上形成有第1布線溝的工序；通過所述第1布線溝底部的所述第2布線材料擴(kuò)散防止膜的開孔區(qū)域，有選擇地除去所述第1層間絕緣膜及包覆所述第1布線材料上面的所述第1布線材料擴(kuò)散防止膜，使所述第1布線露出，由此形成層間連接孔的工序；在所述第2布線材料擴(kuò)散防止膜表面及所述層間連接孔內(nèi)側(cè)面及所述第1布線材料的上面及第2層間絕緣膜表面上形成第3布線材料擴(kuò)散防止膜的工序；一邊保留在所述層間連接孔內(nèi)側(cè)面及所述第1布線溝側(cè)面上的所述第3布線材料擴(kuò)散防止膜，一邊除出所述第1布線材料上面的第3布線材料擴(kuò)散防止膜的工序；在所述層間連接孔及所述第1布線溝中埋入第2布線材料的工序。
10.一種半導(dǎo)體器件制造方法，其側(cè)面有由布線材料擴(kuò)散防止膜所包覆的布線的布線層通過層間絕緣膜進(jìn)行層積形成，連接所述布線之間的導(dǎo)通孔，其特征在于，包括下述工序形成側(cè)面有由布線材料擴(kuò)散防止膜包覆的第1布線材料的布線層的工序；借助在所述布線層上形成第1層間絕緣膜形成層間絕緣膜層的工序；在所述層間絕緣層上形成具有銅擴(kuò)散防止功能的蝕刻阻擋膜的工序；在所述蝕刻阻擋膜上涂布第1保護(hù)膜，采用光刻法對所述第1布線材料的上方部分的所述第1保護(hù)膜制作布線圖案，以制成的布線圖案的第1保護(hù)膜為掩膜，用各用異性法蝕刻除去所述蝕刻阻擋膜，由此，形成層間連接孔形成用圖案的工序；剝離所述第1保護(hù)膜之后，在所述層間連接孔形成用圖案內(nèi)及所述蝕刻阻擋膜的表面上形成第2層間絕緣膜的工序；在所述第2層間絕緣膜上涂布第2保護(hù)膜，用光刻法，至少對所述層間連接孔形成用圖案上部的所述第2保護(hù)膜制作布線圖案，用所述制成圖案的第2保護(hù)膜作為掩膜，蝕刻除去第2層間絕緣膜，由此，形成第1布線溝，并且，以用于層間連接孔形成的制成圖案的所述蝕刻阻擋膜及所述制成圖案的第2保護(hù)膜作為掩膜，除去第1層間絕緣膜及包覆在所述第1布線材料上面的布線材料擴(kuò)散防止膜，使所述第1布線材料露出，由此，形成層間連接孔的工序；剝離所述制成圖案的第2保護(hù)膜后，在所述第1布線溝內(nèi)面、所以第2層間絕緣膜的上面，所述層間連接孔的側(cè)面以及所述已露出的第1布線材料的上面，形成第1布線材料擴(kuò)散防止膜的工序；采用各向異性蝕刻法除去在所述第2層間絕緣膜的上面及所述第1布線材料上面的所述布線材料擴(kuò)散防止膜的工序；在所述層間連接孔及所述第1布線溝中埋入第2布線材料的工序。
11.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征還在于，形成所述布線層的工序包括下述工序在第3層間絕緣膜上用光刻法和各向異性蝕刻法形成第二布線溝的工序；在所述第2布線溝埋入第1布線材料之際，用第3布線材料擴(kuò)散防止膜包覆所述第1布線材料的側(cè)面的工序。
12.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征還在于，形成所述布線層的工序包括下述工序在第3層間絕緣膜上用光刻法和各向異性蝕刻法形成第二布線溝的工序；在所述第2布線溝埋入第1布線材料之際，用第3布線材料擴(kuò)散防止膜包覆所述第1布線材料的側(cè)面的工序。
13.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置制造方法，其特征還在于，形成所述布線層的工序包括下述工序在第3層間絕緣膜用光刻法和各向異性蝕刻法形成第2布線溝的工序；在所述第2布線溝的內(nèi)面和所述第3層間絕緣膜的上面形成第2布線材料擴(kuò)散防止膜的工序；在所述第1布線材料擴(kuò)散防止膜的上面積層形成第1布線材料，用第1后退除去手段后退除去所述被積層形成的第2布線材料擴(kuò)散防止膜第1布線材料直所述第3層間絕緣膜露出，同時也后退除去所述第2布線溝內(nèi)的第1布線材料擴(kuò)散防止膜與所述第1布線材料的一部分的工序；在至少一部分被除去的所述第2布線溝內(nèi)的第2布線材料擴(kuò)散防止膜與所述第1布線材料的上面，形成第3布線材料擴(kuò)散防止膜，并僅在用第2后退除去手段部分除去所述第3布線材料擴(kuò)散防止膜直至第3層間絕緣膜的所述布線溝內(nèi)露出，保留第3布線擴(kuò)散防止膜的工序。
14.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征還在于，形成所述布線層的工序包括下述工序在第3層間絕緣膜用光刻法和各向異性蝕刻法形成第2布線溝的工序；在所述第2布線溝的內(nèi)面和所述第3層間絕緣膜的上面形成第2布線材料擴(kuò)散防止膜的工序；在所述第1布線材料擴(kuò)散防止膜的上面積層形成第1布線材料，用第1后退除去手段后退除去所述被積層形成的第2布線材料擴(kuò)散防止膜第1布線材料直所述第3層間絕緣膜露出，同時也后退除去所述第2布線溝內(nèi)的第1布線材料擴(kuò)散防止膜與所述第1布線材料的一部分的工序；在至少一部分被除去的所述第2布線溝內(nèi)的第2布線材料擴(kuò)散防止膜與所述第1布線材料的上面，形成第3布線材料擴(kuò)散防止膜，并僅在用第2后退除去手段部分除去所述第3布線材料擴(kuò)散防止膜直至第3層間絕緣膜的所述布線溝內(nèi)露出，保留第3布線擴(kuò)散防止膜的工序。
15.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征還在于，所述第1及第2后退除去手段是利用活性種的化學(xué)蝕刻法。
16.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征還在于，所述第1及第2后退除去手段是利用活性種的化學(xué)蝕刻法。
17.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征還在于，所述第1及第2后退除去手段是利用活性種的化學(xué)蝕刻法。
18.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征還在于，所述第1及第2后退除去手段是利用活性種的化學(xué)蝕刻法。
19.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征還在于，所述第2后退除去手段是研磨法。
20.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征還在于，所述第2后退除去手段是研磨法。
21.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征還在于，所述第2后退除去手段是研磨法。
22.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征還在于，所述第2后退除去手段是研磨法。
23.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征還在于，所述蝕刻阻擋膜由氮化硅組成。
24.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征還在于，所述蝕刻阻擋膜由氮化硅組成。
25.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征還在于，所述蝕刻阻擋膜由氮化硅組成。
26.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征還在于，所述蝕刻阻擋膜由氮化硅組成。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種半導(dǎo)體器件的制造方法，通過不用掩膜材料的各向異性蝕刻法除去層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜之際，將不想除去銅擴(kuò)散防止膜部分的銅擴(kuò)散防止膜厚度做成比層間連接孔底的銅擴(kuò)散防止膜厚度來得厚，借此來除去想要除去的銅擴(kuò)散防止膜。本發(fā)明的制造方法通過除去層間連接孔底部的銅擴(kuò)散防止膜，能實現(xiàn)布線的長壽命化及降低連接孔底部的電阻值。
文檔編號H01L23/52GK1167338SQ9711021
公開日1997年12月10日 申請日期1997年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月25日
發(fā)明者豬原正弘, 亞南度M·B·, 松能正 申請人:東芝株式會社