JP2006049759A - Semiconductor apparatus and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多層配線を有して成る半導体装置及び半導体装置の製造方法に関するものであり、特に多層配線の狭ピッチ化に対応可能な半導体装置および半導体装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device having a multilayer wiring and a method for manufacturing the semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device that can cope with a narrow pitch of the multilayer wiring.
近年、半導体集積回路の小型化、高性能化に伴って半導体装置の高集積化が進んでいる。そして、半導体装置の高集積化を進めるために多層配線が広く用いられている。このような多層配線を用いた半導体装置として多くの技術が研究されているが、たとえば、基板と、少なくとも1層のメタル配線と、セラミック薄膜容量を有する半導体装置であって前記セラミック薄膜容量は、下部電極、セラミック薄膜、上部電極がこの順に積層されてなり、前記下部電極、セラミック薄膜、上部電極がメタル配線よりも上部に形成されてなる、容易に多層メタル配線を形成可能な半導体装置が提案されている(たとえば特許文献1参照)。 In recent years, with the miniaturization and high performance of semiconductor integrated circuits, higher integration of semiconductor devices has progressed. Multilayer wiring is widely used in order to promote high integration of semiconductor devices. Many technologies have been studied as a semiconductor device using such a multilayer wiring. For example, a semiconductor device having a substrate, at least one layer of metal wiring, and a ceramic thin film capacitance, the ceramic thin film capacitance is: A semiconductor device capable of easily forming a multilayer metal wiring is proposed in which a lower electrode, a ceramic thin film, and an upper electrode are laminated in this order, and the lower electrode, the ceramic thin film, and the upper electrode are formed above the metal wiring. (For example, refer to Patent Document 1).
ところで、このような半導体装置の高集積化が進むにつれて、メタル配線の狭ピッチ化が必須となる。従来の半導体装置においては、たとえば3層のメタル配線を有して成る半導体装置の場合、すなわち半導体基板と、該半導体基板側の第1層目のメタル配線と、その直上の第2層目のメタル配線、さらにその直上の第3層目のメタル配線と、を備えて構成される場合、まず、半導体基板または第1層メタル配線と、第2層メタル配線とをプラグでつなぎ、さらに第2層メタル配線と第3層メタル配線とをプラグでつながなくてはならない。 By the way, as the integration of such semiconductor devices increases, it is essential to reduce the pitch of metal wiring. In the conventional semiconductor device, for example, in the case of a semiconductor device having three layers of metal wiring, that is, the semiconductor substrate, the first layer metal wiring on the semiconductor substrate side, and the second layer immediately above the semiconductor substrate. In the case of being configured to include a metal wiring and a third-layer metal wiring immediately above the metal wiring, first, the semiconductor substrate or the first-layer metal wiring and the second-layer metal wiring are connected by a plug, and then the second layer The layer metal wiring and the third layer metal wiring must be connected by a plug.
このため、メタル配線の狭ピッチ化が進むと、メタル配線全体のレイアウトが第2層メタル配線の最小デザインルールで律速されてしまうことがある。第2層メタル配線のデザインルールをより微細のパターンに対応できるようにするためには、高価な製造装置やプロセスを使用する必要があり、製造コストが高くなるという問題がある。またこれらを使用することができない場合には、レイアウト面積が拡大し、半導体チップのチップサイズが大きくなってしまうという問題がある。 For this reason, when the pitch of the metal wiring is reduced, the layout of the entire metal wiring may be rate-controlled by the minimum design rule of the second layer metal wiring. In order to make the design rule of the second layer metal wiring compatible with a finer pattern, it is necessary to use an expensive manufacturing apparatus or process, which raises a problem that the manufacturing cost increases. Moreover, when these cannot be used, there exists a problem that a layout area will expand and the chip size of a semiconductor chip will become large.
しかしながら、上述したような特許文献1にかかる従来の技術ではメタル配線の狭ピッチ化については検討されていない。
However, in the conventional technique according to
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、多層配線の狭ピッチ化に対応可能な半導体装置およびその製造方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a semiconductor device that can cope with a narrow pitch of a multilayer wiring and a manufacturing method thereof.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる半導体装置は、半導体基板上に多層にわたって形成された配線層を有する半導体装置であって、その厚み方向に隣り合わない配線層同士、または半導体基板と該半導体基板にその厚み方向に隣り合わない配線層とが、プラグにより直接、電気的に接続されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device having a wiring layer formed over multiple layers on a semiconductor substrate, and is not adjacent in the thickness direction. A semiconductor substrate and a wiring layer that is not adjacent to the semiconductor substrate in the thickness direction are directly electrically connected to each other by a plug.
この発明によれば、その厚み方向に隣り合わない配線層同士、または半導体基板と該半導体基板にその厚み方向に隣り合わない配線層とが、他の配線層を介さずに直接電気的に接続されている。これにより、配線層のレイアウトに因らずその厚み方向に隣り合わない配線層同士、または半導体基板と該半導体基板にその厚み方向に隣り合わない配線層とが接続される。 According to the present invention, wiring layers that are not adjacent to each other in the thickness direction, or a semiconductor substrate and a wiring layer that is not adjacent to the semiconductor substrate in the thickness direction are directly electrically connected without passing through another wiring layer. Has been. Thereby, the wiring layers that are not adjacent to each other in the thickness direction regardless of the layout of the wiring layers, or the semiconductor substrate and the wiring layer that is not adjacent to the semiconductor substrate in the thickness direction are connected.
この発明によれば、多層配線の狭ピッチ化が進んだ場合においても、配線層のデザインルールによらず確実にその厚み方向に隣り合わない配線層同士、または半導体基板と該半導体基板にその厚み方向に隣り合わない配線層とを電気的に接続することが可能である。すなわち、この半導体装置によれば、配線層全体のレイアウトが特定の配線層のデザインルールにより律速されることが無く、多層配線の狭ピッチ化が進んだ場合においても、配線層全体のレイアウトをより微細なパターンに対応させることができ、配線レイアウトの縮小が可能である。したがって、この発明によれば、多層配線の狭ピッチ化に対応可能な半導体装置を提供することができるという効果を奏する。 According to the present invention, even when the pitch of the multilayer wiring is reduced, the wiring layers that are not adjacent to each other in the thickness direction, or the thickness of the semiconductor substrate and the semiconductor substrate, regardless of the design rule of the wiring layer. It is possible to electrically connect wiring layers that are not adjacent to each other in the direction. That is, according to this semiconductor device, the layout of the entire wiring layer is not limited by the design rule of the specific wiring layer, and the layout of the entire wiring layer is further improved even when the pitch of the multilayer wiring is reduced. It is possible to cope with a fine pattern, and the wiring layout can be reduced. Therefore, according to the present invention, there is an effect that it is possible to provide a semiconductor device that can cope with a narrow pitch of multilayer wiring.
以下に、本発明にかかる半導体装置およびその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 Embodiments of a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following description, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態にかかる半導体装置の構成を示す断面図である。まず、半導体装置の構成について説明する。半導体基板であるシリコン基板1上には、ゲート構造30が形成されている。また、このゲート構造30上には層間絶縁膜9を挟んで第1メタル配線40が設けられている。この第1メタル配線40は、窒化チタン(TiN)等から成るバリアメタル膜15、17と、アルミ銅(AlCu)などから成る導電膜16と、が積層されて構成されている。
Embodiment.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. First, the structure of the semiconductor device will be described. A
また、第1メタル配線40上、すなわちバリアメタル膜17上には、該第1メタル配線40の周囲に形成されている層間絶縁膜19よりも高いエッチング選択比を有する酸化膜100が積層されている。この酸化膜100は、シリコン(Si)と酸素(O)との含有比がシリコン(Si)が1に対して酸素(O)が2未満とされている。そして、この第1メタル配線40とゲート構造30のソース/ドレインとして機能する不純物拡散領域8とがコンタクトプラグ14およびバリアメタル膜12を介して電気的に接続されている。
Further, an
第1メタル配線40の上面および周囲は層間絶縁膜19により覆われており、該層間絶縁膜19上に第2メタル配線50が形成されている。この第2メタル配線50は、窒化チタン(TiN)等から成るバリアメタル膜25、27と、アルミ銅(AlCu)などから成る導電膜26と、が積層されて構成されている。そして、この第2メタル配線50と第1メタル配線40とがヴィアプラグ24′およびバリアメタル膜22を介して電気的に接続されている。また、この第2メタル配線50と不純物拡散領域8とがヴィアプラグ24、バリアメタル膜22、コンタクトプラグ14およびバリアメタル膜12を介して電気的に接続されている。すなわち、この第2メタル配線50と不純物拡散領域8とは、第1メタル配線40を介さずに電気的に接続されている。
The upper surface and the periphery of the
上述したように、本実施の形態にかかる半導体装置においては、不純物拡散領域8と第2メタル配線50との接続において、ヴィアプラグ24とコンタクトプラグ14とが、第1メタル配線40を介すことなく直接つながれている。すなわち、この半導体装置においては、ヴィアプラグ24とコンタクトプラグ14とが、第1メタル配線40を介すことなく直接電気的に接続されている。
As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, the
このように、ヴィアプラグ24とコンタクトプラグ14とが、第1メタル配線40を介すことなく直接つながれることにより、第1メタル配線40のデザインルールに起因して第2メタル配線50と不純物拡散領域8とが接続できないという状況が発生せず、第1メタル配線40のデザインルールによらず確実に第2メタル配線50と不純物拡散領域8とを接続することが可能である。
In this way, the
すなわち、この半導体装置によれば、多層配線の狭ピッチ化が進んだ場合においても、第1メタル配線40のデザインルールによらず確実に第2メタル配線50と不純物拡散領域8とを確実に接続することが可能である。したがって、この半導体装置によれば、メタル配線全体のレイアウトが第1層メタル配線の最小デザインルールにより律速されることが無く、多層配線の狭ピッチ化が進んだ場合においても、メタル配線全体のレイアウトをより微細なパターンに対応させることができ、配線レイアウトの縮小が可能である。
That is, according to this semiconductor device, even when the pitch of the multilayer wiring is reduced, the
したがって、本実施の形態にかかる半導体装置によれば、多層配線の狭ピッチ化に対応可能な半導体装置を提供することができる。 Therefore, according to the semiconductor device according to the present embodiment, it is possible to provide a semiconductor device that can cope with the narrow pitch of the multilayer wiring.
また、この半導体装置によれば、第2メタル配線50と不純物拡散領域8とを接続するために、高価な製造装置やプロセスを使用する必要が無く、複雑なレイアウト設計も必要ない。このため、製造コストの増加を伴うことなく安価に製造することができる。そして、多層配線の狭ピッチ化が進んだ場合においても、メタル配線全体のレイアウトをより微細なパターンに対応させることが可能であるため、レイアウト面積を拡大させることなく、小型化された半導体装置を製造することができる。
Further, according to this semiconductor device, it is not necessary to use an expensive manufacturing apparatus or process for connecting the
つぎに、以上のように構成された本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法について図面を用いて説明する。まず、図2に示すように公知の技術によりシリコン基板1に素子分離酸化膜2、およびゲート構造30を形成する。すなわち、ゲート酸化膜3を介してシリコン基板1上にポリシリコンから成るゲート電極4、タングステンシリサイド(WSi)から成るゲート電極5、シリコン窒化膜(SiN)から成るハードマスク6を形成し、またシリコン基板1中に不純物拡散領域8を形成する。また、ゲート電極4、5およびハードマスク6の側壁に窒化シリコン(SiN)から成るサイドウォール7を形成する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment configured as described above will be described with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 2, an element
つぎに、図3に示すようにプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法などにより、ゲート構造30を覆うようにシリコン基板1上にシリコン酸化膜などから成る層間絶縁膜9を形成し、さらに該層間絶縁膜9上に写真製版によりフォトレジスト10を形成する。ここで、該フォトレジスト10は、次工程におけるコンタクトホールの形成領域に対応する部分に開口部を有するパターンにて形成する。
Next, as shown in FIG. 3, an interlayer
つぎに、フォトレジスト10をエッチングマスクとして層間絶縁膜9をドライエッチングして、コンタクトホールの形成領域の層間絶縁膜9を除去する。そして、ドライエッチング後、フォトレジスト10を除去する。これにより、図4に示すようにコンタクトホール11が形成される。
Next, the
つぎに、図5に示すように層間絶縁膜9の上面およびコンタクトホール11の内壁、すなわち内側面および底面に窒化チタン(TiN)などを成膜してバリアメタル膜12を形成する。そして、図6に示すようにバリアメタル膜12の上面およびコンタクトホール11の内壁に、タングステン(W)などの導電膜13を成膜する。この導電膜13は、コンタクトホール11が確実に埋まるようにコンタクトホール11の上径の半分以上の膜厚で成膜する。
Next, as shown in FIG. 5, titanium nitride (TiN) or the like is formed on the upper surface of the
つぎに、図7に示すように、CMP(Chemical Mechanical Polishing)またはエッチバックによりコンタクトホール11内の導電膜13を残した状態で層間絶縁膜9の上面に成膜された導電膜13およびバリアメタル膜12を除去してコンタクトプラグ14を形成する。ついで、図8に示すように層間絶縁膜9、バリアメタル膜12およびコンタクトプラグ14の上面に窒化チタン(TiN)などを成膜してバリアメタル膜15を形成し、該バリアメタル膜15上にアルミ銅(AlCu)などの導電膜16を形成し、さらにその上に窒化チタン(TiN)などを成膜してバリアメタル膜17を形成する。
Next, as shown in FIG. 7, the
そして、図9に示すようにバリアメタル膜17上に酸化膜100を形成する。ここで、酸化膜100は、シリコン(Si)と酸素(O)との含有比がシリコン(Si)が1に対して酸素(O)が2未満であり、後述する層間絶縁膜19よりもシリコン(Si)の含有率が高くドライエッチングにおいて該層間絶縁膜19よりも高い選択比を有する膜である。また、この酸化膜100は、バリアメタル膜17、導電膜16およびバリアメタル膜15よりも高い選択比を有する膜である。このような酸化膜100としては、たとえばシランと酸素(O2)との混合ガスからプラズマCVD法で作られる酸化膜などを形成することができる。
Then, an
つぎに、図10に示すように写真製版により酸化膜100上にフォトレジスト18を形成する。ここで、該フォトレジスト18は、第1メタル配線40の形成領域に対応する部分を覆い、それ以外の部分に開口部を有するパターンにて形成する。
Next, as shown in FIG. 10, a
つぎに、図11に示すようにフォトレジスト18をエッチングマスクとして酸化膜100をドライエッチングして、第1メタル配線40の形成領域以外の酸化膜100を除去する。そして、ドライエッチング後、フォトレジスト18を除去する。これにより、図12に示すように第1メタル配線40の形成領域にのみ酸化膜100が残されたパターニングがなされる。
Next, as shown in FIG. 11, the
つぎに、図13に示すようにパターニングされた酸化膜100をエッチングマスクとしてバリアメタル膜17、導電膜16およびバリアメタル膜15をドライエッチングする。これにより、図13に示すように第1メタル配線40が形成される。その後、図14に示すように、第1メタル配線40を覆うように酸化膜などから成る層間絶縁膜19を形成し、さらに該層間絶縁膜19上に写真製版によりフォトレジスト20を形成する。ここで、該フォトレジスト20は、コンタクトプラグ14に到達するヴィアホール21および第1メタル配線40に到達するヴィアホール21′の形成領域に対応する部分に開口部を有するパターンにて形成する。
Next, the
つぎに、図15に示すようにフォトレジスト20をエッチングマスクとして層間絶縁膜19をドライエッチングして、ヴィアホール21およびヴィアホール21′の形成領域の層間絶縁膜19を除去しヴィアホールを形成する。ここで、従来の製造方法では、コンタクトプラグ14上と第1メタル配線40上とでは、形成されるヴィアホールの深さが異なるため、コンタクトプラグ14上と第1メタル配線40上とに、同時にヴィアホールを形成することは困難である。
Next, as shown in FIG. 15, the
そこで、本発明においては、第1メタル配線40上に酸化膜100を形成している。ここで酸化膜100は、層間絶縁膜19よりもシリコン(Si)の含有率を高くして、ヴィアホールを形成する際のドライエッチング工程における選択比を層間絶縁膜19よりも高くしている。これにより、フォトレジスト20をエッチングマスクとして層間絶縁膜19をドライエッチングしてヴィアホールを形成する際に、第1メタル配線40上ではエッチングレートが下がることになる。その結果、層間絶縁膜19をエッチングしてヴィアホールを形成する際に、形成するヴィアホールの深さの差を吸収して、コンタクトプラグ14上と第1メタル配線40上とにおいて同時に深さの異なるヴィアホールを形成することができる。
Therefore, in the present invention, the
そして、ドライエッチング後、フォトレジスト20を除去する。これにより、図16に示すようにコンタクトプラグ14に到達するヴィアホール21および第1メタル配線40に到達するヴィアホール21′を同時に形成することができる。
Then, after the dry etching, the
つぎに、図17に示すように層間絶縁膜19の上面、ヴィアホール21およびヴィアホール21′の内壁、すなわち内側面および底面に窒化チタン(TiN)などを成膜してバリアメタル膜22を形成する。そして、図18に示すようにバリアメタル膜22の上面、ヴィアホール21およびヴィアホール21′の内壁に、タングステン(W)などの導電膜23を成膜する。この導電膜23は、ヴィアホール21およびヴィアホール21′が確実に埋まるように、ヴィアホール21およびヴィアホール21′の上径の半分以上の膜厚で成膜する。
Next, as shown in FIG. 17, titanium nitride (TiN) or the like is formed on the upper surface of the
つぎに、図19に示すように、CMPまたはエッチバックによりヴィアホール21内およびヴィアホール21′内の導電膜23を残した状態で層間絶縁膜19の上面に成膜された導電膜23およびバリアメタル膜22を除去する。これにより、バリアメタル膜22を介してコンタクトプラグ14に接続するヴィアプラグ24、およびバリアメタル膜22を介して第1メタル配線40に接続するヴィアプラグ24′を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 19, the
つぎに、図20に示すように層間絶縁膜19、バリアメタル22、ヴィアプラグ24およびヴィアプラグ24′の上面に窒化チタン(TiN)などを成膜してバリアメタル膜25を形成し、該バリアメタル膜25上にアルミ銅(AlCu)などの導電膜26を形成し、さらにその上に窒化チタン(TiN)などを成膜してバリアメタル膜27を形成する。
Next, as shown in FIG. 20, a
ついで、図21に示すようにバリアメタル膜27上に写真製版によりフォトレジスト28を形成する。ここで、該フォトレジスト28は、第2メタル配線50の形成領域に対応する部分を覆い、それ以外の部分に開口部を有するパターンにて形成する。
Next, as shown in FIG. 21, a
つぎに、図22に示すようにフォトレジスト28をエッチングマスクとしてドライエッチングして、第2メタル配線50の形成領域以外のバリアメタル膜27、導電膜26およびバリアメタル膜25を除去する。そして、ドライエッチング後、フォトレジスト28を除去する。これにより、図1に示すような半導体装置を作製することができる。
Next, as shown in FIG. 22, dry etching is performed using the
上述したように、本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法においては、ゲート構造30の不純物拡散領域8と第2メタル配線50とを接続する場合に、第1メタル配線40と第2メタル配線50とをつなぐヴィアプラグ24′と同時に形成したヴィアプラグ24と、不純物拡散領域8に接続するコンタクトプラグ14と、を第1メタル配線40を介すことなく直接つなぐことが可能である。すなわち、ヴィアプラグ24とコンタクトプラグ14とを、第1メタル配線40を介すことなく直接電気的に接続することが可能である。これにより、第2メタル配線50と不純物拡散領域8とを容易に且つ確実に接続することができる。すなわち、第1メタル配線40のデザインルールに起因して第2メタル配線50と不純物拡散領域8とが接続できないという状況の発生を防止することができ、第1メタル配線40のデザインルールによらず確実に第2メタル配線50と不純物拡散領域8とを接続することが可能である。
As described above, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, when the
すなわち、この半導体装置の製造方法によれば、多層配線の狭ピッチ化が進んだ場合においても、第1メタル配線40のデザインルールによらず確実に第2メタル配線50と不純物拡散領域8とを容易に且つ確実に接続することが可能である。したがって、この半導体装置の製造方法によれば、メタル配線全体のレイアウトが第1層メタル配線の最小デザインルールにより律速されることが無く、多層配線の狭ピッチ化が進んだ場合においても、メタル配線全体のレイアウトをより微細なパターンに対応させることができ、配線レイアウトの縮小が可能である。
That is, according to this method of manufacturing a semiconductor device, even when the pitch of the multilayer wiring is reduced, the
したがって、本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法によれば、多層配線の狭ピッチ化に対応可能な半導体装置を提供することができる。 Therefore, according to the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment, it is possible to provide a semiconductor device that can cope with the narrow pitch of the multilayer wiring.
また、この半導体装置の製造方法によれば、高価な製造装置やプロセスを使用する必要が無く、複雑なレイアウト設計も必要ないため、製造コストの増加を伴うことなく安価に半導体装置を製造することができる。そして、多層配線の狭ピッチ化が進んだ場合においても、メタル配線全体のレイアウトをより微細なパターンに対応させることが可能であるため、レイアウト面積を拡大させることなく、小型化された半導体装置を製造することができる。 In addition, according to this method for manufacturing a semiconductor device, it is not necessary to use an expensive manufacturing device or process, and a complicated layout design is not required. Therefore, a semiconductor device can be manufactured at low cost without increasing the manufacturing cost. Can do. Even when the pitch of multilayer wiring is reduced, the layout of the entire metal wiring can be made to correspond to a finer pattern, so that a miniaturized semiconductor device can be manufactured without increasing the layout area. Can be manufactured.
なお、上記においては、多層配線として第1メタル配線40と第2メタル配線50とを有し、第2メタル配線50と不純物拡散領域8とを電気的に接続する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、さらに多くの多層配線を有する場合に、メタル配線と不純物拡散領域8、またはメタル配線同士を電気的に接続する場合についても広く適用可能である。
In the above description, the case where the
以上のように、本発明にかかる半導体装置は、多層配線を有する半導体装置に有用であり、特に、多層配線が狭ピッチ化された半導体装置に適している。 As described above, the semiconductor device according to the present invention is useful for a semiconductor device having a multilayer wiring, and is particularly suitable for a semiconductor device in which the multilayer wiring has a narrow pitch.
1 シリコン基板
2 素子分離酸化膜
3 ゲート酸化膜
4 ポリシリコンから成るゲート電極
5 タングステンシリサイド(WSi)から成るゲート電極
6 ハードマスク
7 サイドウォール
8 不純物拡散領域
9 層間絶縁膜
10 フォトレジスト
11 コンタクトホール
12 バリアメタル膜
13 導電膜
14 コンタクトプラグ
15 バリアメタル膜
16 導電膜
17 バリアメタル膜
18 フォトレジスト
19 層間絶縁膜
20 フォトレジスト
21 ヴィアホール
21′ ヴィアホール
22 バリアメタル膜
23 導電膜
24 ヴィアプラグ
24′ ヴィアプラグ
25 バリアメタル膜
26 導電膜
27 バリアメタル膜
28 フォトレジスト
30 ゲート構造
100 酸化膜
DESCRIPTION OF
Claims (9)
その厚み方向に隣り合わない配線層同士、または前記半導体基板と該半導体基板にその厚み方向に隣り合わない配線層とが、プラグにより直接、電気的に接続されていること
を特徴とする半導体装置。 A semiconductor device having a wiring layer formed over multiple layers on a semiconductor substrate,
Wiring layers that are not adjacent to each other in the thickness direction, or the semiconductor substrate and the wiring layer that is not adjacent to the semiconductor substrate in the thickness direction are directly electrically connected by a plug. .
を特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 A wiring layer formed between the wiring layers not adjacent to each other has a layer having a higher etching selectivity than an interlayer insulating film layer covering the wiring layer, and the wiring layer is an upper layer of the wiring layer and the wiring layer. 2. The semiconductor according to claim 1, wherein the semiconductor layer is electrically connected to each other via a plug penetrating the interlayer insulating film layer and a layer having a higher etching selectivity than the interlayer insulating film layer in a thickness direction thereof. apparatus.
を特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2, wherein a layer having a higher etching selectivity than the interlayer insulating film layer has a higher etching selectivity than the wiring layer.
前記第1配線層を覆うように第1層間絶縁膜層を形成する第1層間絶縁層形成工程と、
前記第1層間絶縁膜層に、表面からその厚み方向に貫いて前記第1配線層に接続する複数の第1プラグを形成する第1プラグ形成工程と、
前記第1層間絶縁層上であって、前記第1プラグのうち一部の第1プラグの直上部に第2配線層を形成する第2配線層形成工程と、
前記第1層間絶縁膜層上に前記第2配線層を覆うように第2層間絶縁膜層を形成する第2層間絶縁膜層形成工程と、
前記第2層間絶縁膜層に、表面からその厚み方向に貫いて前記第2配線層に接続する第2プラグと、表面からその厚み方向に貫いて前記第1プラグに直接接続する第3プラグと、を同時に形成する第2および第3プラグ形成工程と、
前記第2層間絶縁膜層上であって、前記第2プラグおよび第3プラグの直上部に第3配線層を形成する第3配線形成工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A first wiring layer forming step of forming a plurality of first wiring layers on a semiconductor substrate;
A first interlayer insulating layer forming step of forming a first interlayer insulating film layer so as to cover the first wiring layer;
A first plug forming step of forming a plurality of first plugs that penetrate the first interlayer insulating film layer from the surface in the thickness direction and connect to the first wiring layer;
A second wiring layer forming step of forming a second wiring layer on the first interlayer insulating layer and immediately above a part of the first plugs of the first plugs;
A second interlayer insulating film layer forming step of forming a second interlayer insulating film layer on the first interlayer insulating film layer so as to cover the second wiring layer;
A second plug that penetrates the second interlayer insulating film layer from the surface in the thickness direction and connects to the second wiring layer; and a third plug that penetrates from the surface in the thickness direction and connects directly to the first plug; , And a second plug forming step for simultaneously forming,
Forming a third wiring layer on the second interlayer insulating film layer and immediately above the second plug and the third plug;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第2配線層上に前記第2層間絶縁膜層よりもエッチング選択比の高い層を形成する工程をさらに含み、
前記第2および第3プラグ形成工程において、
前記第2層間絶縁膜層および前記エッチング選択比の高い層をエッチングすることにより前記第3のプラグを前記第2のプラグと同時に形成すること
を特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。 The second wiring layer forming step includes
Forming a layer having a higher etching selectivity than the second interlayer insulating film layer on the second wiring layer;
In the second and third plug forming steps,
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the third plug is formed simultaneously with the second plug by etching the second interlayer insulating film layer and the layer having a high etching selectivity. 6. Method.
前記第1層間絶縁層上に第2配線層膜を成膜する工程と、
前記第2配線層膜上に、前記第2層間絶縁膜層と前記第2配線層膜とよりもエッチング選択比の高い膜を成膜する工程と、
前記エッチング選択比の高い膜をエッチングによりパターニングして前記第2層間絶縁膜層および前記第2配線層膜よりもエッチング選択比の高い層を形成する工程と、
前記エッチング選択比の高い層をエッチングマスクとして前記第2配線層膜をエッチングすることにより前記第2配線層を形成する工程と、
を含み、
前記第2および第3プラグ形成工程において、
前記第2層間絶縁膜層および前記エッチング選択比の高い層をエッチングすることにより前記第3のプラグを前記第2のプラグと同時に形成すること
を特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。 The second wiring layer forming step includes
Forming a second wiring layer film on the first interlayer insulating layer;
Forming a film having a higher etching selectivity than the second interlayer insulating film layer and the second wiring layer film on the second wiring layer film;
Patterning the film having a high etching selectivity by etching to form a layer having a higher etching selectivity than the second interlayer insulating film layer and the second wiring layer film;
Forming the second wiring layer by etching the second wiring layer film using the layer having a high etching selectivity as an etching mask;
Including
In the second and third plug forming steps,
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the third plug is formed simultaneously with the second plug by etching the second interlayer insulating film layer and the layer having a high etching selectivity. 6. Method.
前記半導体素子を覆うように第1層間絶縁膜層を形成する第1層間絶縁膜層形成工程と、
前記第1層間絶縁膜層に、表面からその厚み方向に貫いて前記不純物拡散層に接続する複数の第1プラグを形成する第1プラグ形成工程と、
前記第1層間絶縁層上であって、前記第1プラグのうち一部の第1プラグの直上部に第1配線層を形成する第1配線層形成工程と、
前記第1層間絶縁膜層上に前記第1配線層を覆うように第2層間絶縁膜層を形成する第2層間絶縁膜層形成工程と、
前記第2層間絶縁膜層に、表面からその厚み方向に貫いて前記第1配線層に接続する第2プラグと、表面からその厚み方向に貫いて前記第1プラグに直接接続する第3プラグと、を同時に形成する第2および第3プラグ形成工程と、
前記第2層間絶縁膜層上であって、前記第2プラグおよび第3プラグの直上部に第2配線層を形成する第2配線層形成工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A semiconductor element step of forming a semiconductor element including an impurity diffusion layer on a semiconductor substrate;
A first interlayer insulating film layer forming step of forming a first interlayer insulating film layer so as to cover the semiconductor element;
A first plug forming step of forming a plurality of first plugs penetrating from the surface in the thickness direction to the impurity diffusion layer in the first interlayer insulating film layer;
Forming a first wiring layer on the first interlayer insulating layer and immediately above a part of the first plugs of the first plugs;
A second interlayer insulating film layer forming step of forming a second interlayer insulating film layer on the first interlayer insulating film layer so as to cover the first wiring layer;
A second plug that penetrates from the surface in the thickness direction to the second wiring layer and connects to the first wiring layer; and a third plug that penetrates from the surface in the thickness direction and connects directly to the first plug; , And a second plug forming step for simultaneously forming,
A second wiring layer forming step of forming a second wiring layer on the second interlayer insulating film layer and immediately above the second plug and the third plug;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第1配線層上に前記第2層間絶縁膜層よりもエッチング選択比の高い層を形成する工程をさらに含み、
第2および第3プラグ形成工程において、
前記第2層間絶縁膜層および前記エッチング選択比の高い層をエッチングすることにより前記第3のプラグを前記第2のプラグと同時に形成すること
を特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。 The first wiring layer forming step includes
Forming a layer having a higher etching selectivity than the second interlayer insulating film layer on the first wiring layer;
In the second and third plug forming steps,
The semiconductor device according to claim 7, wherein the third plug is formed simultaneously with the second plug by etching the second interlayer insulating film layer and the layer having a high etching selectivity. Method.
前記第1層間絶縁層上に第1配線層膜を成膜する工程と、
前記第1配線層膜上に、前記第2層間絶縁膜層と前記第1配線層膜とよりもエッチング選択比の高い膜を成膜する工程と、
前記エッチング選択比の高い膜をエッチングによりパターニングして前記第2層間絶縁膜層および前記第1配線層膜よりもエッチング選択比の高い層を形成する工程と、
前記エッチング選択比の高い層をエッチングマスクとして前記第2配線層膜をエッチングすることにより前記第2配線層を形成する工程と、
を含み、
前記第2および第3プラグ形成工程において、
前記第2層間絶縁膜層および前記エッチング選択比の高い層をエッチングすることにより前記第3のプラグを前記第2のプラグと同時に形成すること
を特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
The first wiring layer forming step includes
Forming a first wiring layer film on the first interlayer insulating layer;
Forming a film having a higher etching selectivity than the second interlayer insulating film layer and the first wiring layer film on the first wiring layer film;
Patterning the film having a high etching selectivity by etching to form a layer having a higher etching selectivity than the second interlayer insulating film layer and the first wiring layer film;
Forming the second wiring layer by etching the second wiring layer film using the layer having a high etching selectivity as an etching mask;
Including
In the second and third plug forming steps,
The semiconductor device according to claim 7, wherein the third plug is formed simultaneously with the second plug by etching the second interlayer insulating film layer and the layer having a high etching selectivity. Method.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008159651A (en) * | 2006-12-21 | 2008-07-10 | Elpida Memory Inc | Multilayer wiring, laminated aluminum wiring, semiconductor device, and method for manufacturing the same |
US9520359B2 (en) | 2014-10-30 | 2016-12-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device, display driver integrated circuit including the device, and display device including the device |
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- 2004-08-09 JP JP2004232098A patent/JP2006049759A/en active Pending
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