JP2010171291A - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配線間の容量の増加が抑制された半導体装置およびその製造方法を実現する。
【解決手段】本実施形態における半導体装置１０は、半導体基板１００と、半導体基板１００上に形成された層間絶縁膜１１０（第一の層間絶縁膜）と、層間絶縁膜１１０上に形成された、層間絶縁膜１１０よりも誘電率が低い層間絶縁膜１２０（第二の層間絶縁膜）と、層間絶縁膜１２０を貫通し、底部が層間絶縁膜１１０に入り込んでいるＣｕ配線１４１と、を備えている。Ｃｕ配線１４１は、下方に向かって幅が狭くなる形状を有しており、層間絶縁膜１２０におけるＣｕ配線１４１の側面の傾斜よりも、層間絶縁膜１１０におけるＣｕ配線１４１の側面の傾斜が大きくなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置のＣｕ多層配線は通常、ダマシン（ｄａｍａｓｃｅｎｅ）法で形成される。ダマシン法には、ビアホールと配線溝とを同時に形成するデュアルダマシン法と、ビアホールと配線溝とを別々に形成するシングルダマシン法とがある。

近年の高集積化の要求に伴う素子の微細化により、Ｃｕ配線の幅が狭くなってきている。そのためＣｕ配線間の寄生容量の増加を低減することが重要である。

特許文献１には、下層配線層上の層間絶縁膜３４とエッチング阻止膜３５と上層絶縁膜３６をビアホール形状にエッチングした後、エッチング阻止膜３５を利用して上層絶縁膜３６を溝形状にエッチングする技術が記載されている（図１０）。このエッチング阻止膜３５により、層間絶縁膜３４のエッチングが阻止できることが記載されている。また、エッチング阻止膜３５としては、例えばＳｉＮ膜、ＳｉＣ膜、ＳｉＯ_２膜が挙げられている。

なお、配線間の寄生容量を減らす方法としては、例えば、特許文献２に、絶縁膜４２上の低誘電体膜４３内に形成された配線用の溝４４において、上部から下部に向けて溝幅を狭くすることが開示されている（図１１）。

特開２００４−１１９８７２号公報 特開平１０−６４９９５号公報

上記特許文献１に記載された技術では、エッチング阻止膜３５が形成されている。エッチング阻止膜３５は、エッチングを阻止するためにＳｉＮ膜、ＳｉＣ膜などが用いられるため、通常の層間絶縁膜と比較して、誘電率が高い。そのため、エッチング阻止膜３５が形成された場合、配線間の容量が増加するという問題があった。

本発明による半導体装置は、
半導体基板と
前記半導体基板上に形成された第一の層間絶縁膜と、
前記第一の層間絶縁膜上に形成された、前記第一の層間絶縁膜よりも誘電率が低い第二の層間絶縁膜と、
前記第二の層間絶縁膜を貫通し、底部が前記第一の層間絶縁膜に入り込んでいる配線と、
を備え、
前記配線は、少なくとも底部に、下方に向かって幅が狭くなる形状を有しており、前記第二の層間絶縁膜における前記配線の側面の傾斜よりも、前記第一の層間絶縁膜における前記配線の側面の傾斜が大きいことを特徴とする。

本発明による半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に第一の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第一の層間絶縁膜上に、前記第一の層間絶縁膜よりも誘電率が低い第二の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第二の層間絶縁膜を貫通し、底部が前記第一の層間絶縁膜に入り込んでいる配線溝を形成する工程と、
前記配線溝に配線材料を埋設して、配線を形成する工程と、
を含み、
前記配線溝を形成する工程において、
前記配線溝を、少なくとも底部が前記半導体基板に向かって幅が狭くなるように形成し、前記第二の層間絶縁膜における前記配線溝の側面の傾斜よりも、前記第一の層間絶縁膜における前記配線溝の側面の傾斜が大きいことを特徴とする。

本発明においては、第一の層間絶縁膜と、第一の層間絶縁膜よりも誘電率が低い第二の層間絶縁膜と、第二の層間絶縁膜を貫通し、底部が第一の層間絶縁膜に入り込んでいる配線と、を有している。この配線は、下方に向かって幅が狭くなる形状を有しており、第二の層間絶縁膜における配線の側面の傾斜よりも、第一の層間絶縁膜における配線の側面の傾斜が大きくなっている。すなわち、少なくとも底部において下方に向かって幅が狭くなるテーパを有しており、第二の層間絶縁膜におけるテーパよりも、第一の層間絶縁膜におけるテーパが大きくなっている。

したがって、第一の層間絶縁膜における配線の側面は、少なくとも第一の層間絶縁膜内に位置する部分において、隣り合う配線同士の間隔を広げる方向に傾斜している。これにより、第二の層間絶縁膜における配線同士の間隔よりも、第一の層間絶縁膜における配線同士の間隔が広くなる。そのため、配線溝が誘電率の高い第一の層間絶縁膜に達しても、第一の層間絶縁膜に配線が形成されることに起因して配線間の容量が増加することを抑制できる。

本発明によれば、配線間の容量の増加が抑制された半導体装置およびその製造方法が実現される。

第１の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。 第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一例を示す断面図である。 第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一例を示す断面図である。 第２の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。 本発明に係る半導体装置の部分拡大断面図（ａ）、平面図（ｂ）、及び部分拡大断面図（ｃ）である。 本発明に係る半導体装置の部分拡大断面図（ａ）、平面図（ｂ）、及び部分拡大断面図（ｃ）である。 比較例としての半導体装置の部分拡大断面図（ａ）、平面図（ｂ）、及び部分拡大断面図（ｃ）である。 半導体装置の変形例を示す断面図である。 半導体装置の変形例を示す断面図である。 従来の半導体装置を示す断面図である。 従来の半導体装置を示す断面図である。 比較例としての半導体装置を示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明による半導体装置およびその製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、断面図においては、コンタクトの中心軸を含む平面で切断された半導体装置を示す。

（第１実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る半導体装置１０を示す断面図である。本実施形態において半導体装置１０は、シングルダマシン構造である。コンタクト１１１の中心軸を含む平面で切断した、コンタクト１１１とＣｕ配線１４１との位置関係は、図５（ａ）に示す様になっている。図５（ａ）は、図５（ｂ）のＡ−Ａ’から見た部分拡大断面図となっている。

本実施形態における半導体装置１０は、半導体基板１００と、半導体基板１００上に形成された層間絶縁膜１１０（第一の層間絶縁膜）と、第一の層間絶縁膜１１０上に形成された、層間絶縁膜１１０よりも誘電率が低い層間絶縁膜１２０（第二の層間絶縁膜）と、層間絶縁膜１２０を貫通し、底部が層間絶縁膜１１０に入り込んでいるＣｕ配線１４１と、を備えている。

半導体基板１００は、例えばシリコン基板である。半導体基板１００には、ウエル１０２内に形成されたソース・ドレイン領域１０４と、半導体基板１００上に形成されたゲート酸化膜１０５と、ゲート酸化膜１０５上に形成されたゲート電極１０６を含む電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）が形成されている。また、ゲート電極１０６の両側面には、サイドウォール１０７が形成されている。各ＦＥＴは、半導体基板１００中に形成された、ＳＴＩ等の素子分離領域１０１によって他の素子と分離されている。

半導体基板１００上には、ゲート電極１０６上に形成された層間絶縁膜１１０、層間絶縁膜１２０、及び拡散防止膜１６０が順に積層されている。

層間絶縁膜１２０は、層間絶縁膜１１０よりも誘電率が低い。層間絶縁膜１１０としては、例えば、ＳｉＯ_２膜が挙げられる。層間絶縁膜１２０としては、Ｓｉ，Ｃ，Ｏ及びＨを含む膜であり、例えば、ＳｉＣＯＨ膜が挙げられる。また、層間絶縁膜１１０の真空に対する誘電率は、例えば４．０〜４．７であり、層間絶縁膜１２０の真空に対する誘電率は、例えば１．８〜３．３である。

すなわち、本実施形態において半導体装置１０は、層間絶縁膜１１０と層間絶縁膜１２０とが直接、接しており、層間絶縁膜１１０と層間絶縁膜１２０の間に、エッチング阻止膜を有さない。なお、エッチング阻止膜とは、Ｓｉ、Ｃ、Ｎの元素から構成される絶縁膜であって、例えば、ＳｉＮ膜、ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜などが挙げられる。

層間絶縁膜１１０中には、コンタクト１１１（１１１ａ及び１１１ｂ）が埋め込まれている。Ｃｕ配線１４１は、コンタクト１１１（１１１ａ及び１１１ｂ）の上に形成されている。そのため、層間絶縁膜１１０中には、Ｃｕ配線１４１の底部が形成される。コンタクト１１１ａは、ゲート電極１０６とその上方に形成されたＣｕ配線１４１とを電気的に接続し、コンタクト１１１ｂは、ソース・ドレイン領域１０４とその上方に形成されたＣｕ配線１４１とを電気的に接続している。

Ｃｕ配線１４１は、下方に向かって幅が狭くなる形状を有しており、層間絶縁膜１２０におけるＣｕ配線１４１の側面の傾斜よりも、層間絶縁膜１１０におけるＣｕ配線１４１の側面の傾斜が大きくなっている。いいかえると、少なくとも底部に、下方に向かって幅が狭くなるテーパを有しており、層間絶縁膜１２０におけるテーパよりも、層間絶縁膜１１０におけるテーパが大きくなっている。すなわち、Ｃｕ配線１４１は、少なくとも層間絶縁膜１１０内に位置する部分において、隣り合うＣｕ配線１４１同士の間隔を広げる方向に傾斜している。本実施形態において、Ｃｕ配線１４１の層間絶縁膜１１０における側面は、層間絶縁膜１１０と層間絶縁膜１２０との境目から内側に向かって傾斜している。これにより、層間絶縁膜１１０におけるＣｕ配線１４１同士の間隔が広げられる。

拡散防止膜１６０は、Ｃｕ配線１４１中のＣｕが拡散することを防止する。拡散防止膜１６０としては、ＳｉＮ、ＳｉＣＮ、ＳｉＣ、またはＳｉＣＮとＳｉＣの積層膜等を用いることができる。

次に、図２及び図３を参照しつつ、半導体装置１０の製造方法の一例を説明する。図２及び図３は、第１実施形態に係る半導体装置１０の製造工程の一例を示す断面図である。

まず、図２（ａ）に示すように、半導体基板１００に、素子分離領域１０１、ウエル１０２、ゲート酸化膜１０５、及びソース・ドレイン領域１０４とゲート電極１０６を含むトランジスタを形成する。また、ドライエッチングにより、ゲート電極１０６の両側面にサイドウォール１０７を形成する。

つづけて、図２（ｂ）に示すように、半導体基板１００上に層間絶縁膜１１０を形成する。これにより、ゲート電極１０６上に層間絶縁膜１１０が形成される。

次に、層間絶縁膜１１０中に、ゲート電極１０６及び、及びソース・ドレイン領域１０４に達する開口を形成し、この開口内に導電体を埋め込む。通常、導電体の埋め込みは、スパッタ法によりバリアメタル膜（図示せず）を成膜後、バリアメタル膜をシード膜として電解メッキ法により導電体をメッキすることで行われる。これにより、層間絶縁膜１１０中にコンタクト１１１が形成される。図２（ｃ）に示すように、コンタクト１１１ａはゲート電極１０６と接続し、コンタクト１１１ｂはソース・ドレイン領域１０４に接続している。

次に、図３（ａ）に示すように、層間絶縁膜１１０、及びコンタクト１１１上に、層間絶縁膜１１０よりも誘電率が低い層間絶縁膜１２０を形成する。

つづいて、層間絶縁膜１２０上にフォトレジスト膜１５０を形成し、フォトレジスト膜１５０をマスクとして、ドライエッチングをおこなう。

層間絶縁膜１１０は層間絶縁膜１２０より誘電率が高いために密度が高く、層間絶縁膜１２０よりもエッチングされにくい性質がある。つまり、同一エッチング条件でエッチングした場合、層間絶縁膜１１０は層間絶縁膜１２０よりも密度が高いため、層間絶縁膜１１０の方が層間絶縁膜１２０よりもエッチングレートが小さくなる。その性質を利用してエッチングすることにより、層間絶縁膜１２０のエッチング条件で層間絶縁膜１１０をエッチングしてエッチング溝により大きな傾斜を形成することができる。つまり、層間絶縁膜１１０の方が層間絶縁膜１２０よりもエッチングレートが小さいため、同一のエッチング条件でエッチングを行うと、層間絶縁膜１１０の側面の勾配の方が、層間絶縁膜１２０の側面の勾配よりも大きくなる。

このようなエッチングによって、図３（ｂ）に示すような、下方に向かって幅が狭くなる形状を有しており、層間絶縁膜１２０における配線溝１４０の側面の傾斜よりも、層間絶縁膜１１０における配線溝１４０の側面の傾斜が大きくなっている配線溝１４０が形成される。なお、配線溝１４０の深さは、互いに均一でなくてもよい。

また、エッチングにより、配線溝１４０の底部にコンタクト１１１の上面が露出する。これにより、その後に形成するＣｕ配線１４１と、コンタクト１１１との接続を確実にできる。

次に、例えばスパッタ法と電界メッキ法を用いて、層間絶縁膜１２０の全面にバリアメタル膜１４４を成膜し、つぎにバリアメタル膜１４４をシード膜として、Ｃｕ配線材料を電解メッキ法により成膜することにより、配線溝１４０にＣｕ配線材料を埋設する。つづけて、例えばＣＭＰ法により層間絶縁膜１２０上の余剰Ｃｕを除去して、図３（ｃ）に示すような、Ｃｕ配線１４１を形成する。これにより、下方に向かって幅が狭くなる形状を有しており、層間絶縁膜１２０におけるＣｕ配線１４１の側面の傾斜よりも、層間絶縁膜１１０におけるＣｕ配線１４１の側面の傾斜が大きいＣｕ配線１４１が形成される。いいかえると、少なくとも底部に、下方に向かって幅が狭くなるテーパを有しており、層間絶縁膜１２０におけるテーパよりも、層間絶縁膜１１０におけるテーパが大きいＣｕ配線１４１が形成される。

その後、Ｃｕ配線１４１及び層間絶縁膜１２０上に、拡散防止膜１６０を形成する（図１）。以上により、半導体装置１０が得られる。

次に、本実施形態に係る半導体装置１０の効果を説明する。図１２（ａ）〜（ｄ）は、比較例としての半導体装置を示す断面図であり、発明者の考察に基づくものである。

図１２（ａ）、（ｂ）において、半導体装置３０にはエッチングストッパ膜３１０が形成されている。また、配線３４１の底部にはいずれも角がある。その他の構成は、半導体装置１０と同様である。

ここで、エッチングストッパ膜３１０は、通常Ｓｉ、Ｃ、Ｎの元素から構成される絶縁膜であるため、層間絶縁膜と比べて誘電率が高い。このため、半導体装置の配線間の容量が増加する可能性がある。

また、図１２（ｃ）、（ｄ）において、半導体装置３１にはエッチングストッパ膜３１０が形成されていない。また、配線３４１の底部にはいずれも角がある。その他の構成は、半導体装置１０と同様である。

半導体装置３１は、エッチングストッパ膜３１０が形成されていないため、エッチングストッパ膜３１０による誘電率の増加は阻止できるものの、エッチングストッパ膜３１０がないため配線溝の形成時に溝の深さを制御することが難しく、配線溝が層間絶縁膜１２０を貫通して層間絶縁膜１１０に達してしまう場合が考えられる。このとき、層間絶縁膜１１０の誘電率が層間絶縁膜１２０の誘電率よりも高く、また層間絶縁膜１１０における配線３４１同士の距離が近いため、層間絶縁膜１１０に配線が形成されることに起因して配線間の容量が増加しやすい。

すなわち、図１２（ａ）〜（ｄ）に示されたいずれの半導体装置においても配線間の容量の増加を抑制できない。

これに対し、本発明においては、層間絶縁膜１１０と、層間絶縁膜１１０よりも誘電率が低い層間絶縁膜１２０と、層間絶縁膜１２０を貫通し、底部が層間絶縁膜１１０に入り込んでいるＣｕ配線１４１と、を有している。このＣｕ配線１４１は、下方に向かって幅が狭くなる形状を有しており、層間絶縁膜１２０におけるＣｕ配線１４１の側面の傾斜よりも、層間絶縁膜１１０におけるＣｕ配線１４１の側面の傾斜が大きい。いいかえると、Ｃｕ配線１４１は、少なくとも底部において下方に向かって幅が狭くなるテーパを有しており、層間絶縁膜１２０におけるテーパよりも、層間絶縁膜１１０におけるテーパが大きくなっている。

すなわち、層間絶縁膜１１０におけるＣｕ配線１４１の側面は、少なくとも層間絶縁膜１１０内に位置する部分において、隣り合うＣｕ配線１４１同士の間隔を広げる方向に傾斜している。これにより、Ｃｕ配線１４１が層間絶縁膜１１０に達しても、層間絶縁膜１２０におけるＣｕ配線１４１同士の間隔よりも、層間絶縁膜１１０におけるＣｕ配線１４１同士の間隔が広くなる。そのため、Ｃｕ配線１４１が層間絶縁膜１１０に達しても、配線間の容量が増加することを抑制できる。

さらに、図５〜図７を用いて、半導体装置１０が他の効果を奏することを説明する。この構造は、ビアホールとＣｕ配線１４１とを別々に形成するシングルダマシン法において、下記の効果を奏する。下記では、ビアホールをＣｕ配線１４１よりも先行して形成するビアファースト法での効果を説明する。

図５（ａ）は、本発明に係る半導体装置１０のコンタクト１１１の中心軸を含む平面で切断した部分拡大断面図、図５（ｂ）は、その上から見た透視平面図である。図５（ａ）は、図５（ｂ）におけるＡ−Ａ’の断面図となっている。図５（ｃ）は、配線溝１４０を形成し、バリアメタル膜１４４をスパッタ法により成膜した後の図５（ｂ）のＡ−Ａ’部分拡大断面図である。図６（ａ）は、本発明に係る半導体装置１０の部分拡大断面図、図６（ｂ）は、その上からみた透視平面図である。図６（ａ）は、図６（ｂ）におけるＡ−Ａ’断面図となっている。図６（ｃ）は、配線溝１４０を形成し、バリアメタル膜１４４をスパッタ法により成膜した後の図６（ｂ）のＡ−Ａ’部分拡大断面図である。図７（ａ）は、比較例としての半導体装置の部分拡大断面図、図７（ｂ）は、その上から見た透視平面図である。図７（ａ）は、図７（ｂ）におけるＡ−Ａ’断面図となっている。図７（ｃ）は、配線溝３４０を形成し、バリアメタル膜３４４をスパッタ法により成膜した後の図７（ｂ）のＡ−Ａ’部分拡大断面図である。

図７（ｃ）に示すように、比較例の半導体装置では、配線溝３４０の下部には角がある。そのため、配線溝３４０に例えば配線材料を埋め込む際に、配線溝３４０の下部の角まで十分に配線材料をいきわたらせることが困難であった。そのため、図７（ａ）に示すように、配線溝３４０内に形成される配線３４１との間にボイド２２が形成される場合があった。

これに対し図５（ｃ），６（ｃ）に示すように、半導体装置１０では、配線溝１４０は、下方に向かって幅が狭くなる形状を有しており、層間絶縁膜１２０における側面の傾斜よりも、層間絶縁膜１１０における側面の傾斜が大きくなっている。すなわち、配線溝１４０は、層間絶縁膜１１０において、少なくとも底部に下方に向かって幅が狭くなるテーパを有している。そのため、配線溝１４０の下方側面に形成された傾斜によって、配線材料を配線溝１４０とコンタクト１１１との間にまで埋設しやすくなる。これにより、Ｃｕ配線１４１とコンタクト１１１との間にボイドが形成されにくくなる。

さらに、図６に示すように、Ｃｕ配線１４１の真下にコンタクト１１１が形成されず、フォトレジストマスク等の目合わせずれが発生して、Ｃｕ配線１４１とコンタクト１１１とがの位置がずれた場合でも、配線溝１４０の底部に配線材料を埋設しやすいという効果が得られる。配線溝１４０の底部に下方に向かって幅が狭くなるテーパを有しているため、配線材料が埋め込みやすく、Ｃｕ配線１４１とコンタクト１１１との間にボイドが形成されにくくなる。一方、図７に示す配線溝３４０（配線３４１を形成するための配線溝）では、コンタクト１１１が図７（ａ）の真ん中から右にずれた場合、配線溝３４０の右下の幅が狭くなり、配線材料の埋設がさらに困難になる。

（第２実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。

図４に示すように、半導体装置２０は、さらに、層間絶縁膜１１０と層間絶縁膜１２０の間に、層間絶縁膜１１０と層間絶縁膜１２０との密着性を高める密着性膜１１５を有する。その他の構成は、半導体装置１０と同様である。

密着性膜１１５は、層間絶縁膜１１０と層間絶縁膜１２０との密着性を高める膜である。密着性膜１１５と層間絶縁膜１２０は、同一工程内で最初に密着性膜１１５が形成され、続いて層間絶縁膜１２０が形成される。同一工程内で連続的に形成されることにより密着性膜１１５と層間絶縁膜１２０の密着性は確保され、さらに密着性膜１１５のＣを少なくすることにより層間絶縁膜１１０の膜質に近づけることが可能である。その結果、密着性膜１１５と層間絶縁膜１１０との密着性も向上できる。密着性膜１１５は、Ｓｉ，Ｃ，Ｏ及びＨからなり、層間絶縁膜１２０よりもＣが少ない膜である。

かかる半導体装置２０の製法方法は、半導体装置１０と同様に、層間絶縁膜１１０を形成した後に、層間絶縁膜１１０にコンタクト１１１を形成する。次に、層間絶縁膜１１０及びコンタクト１１１上に、密着性膜１１５及び層間絶縁膜１２０を連続して形成する。例えば、１つのＣＶＤ装置内で成膜条件を途中で切り替えることにより、同一工程内で密着性膜１１５と層間絶縁膜１２０を連続して成膜できる。その後、半導体装置１０と同様に、層間絶縁膜１２０及び密着性膜１１５を貫通し、底部が層間絶縁膜１１０に入り込んでいるＣｕ配線１４１を形成して、半導体装置２０を製造できる。

本実施形態において、層間絶縁膜１１０と層間絶縁膜１２０の間に密着性膜１１５が形成されている。これにより、層間絶縁膜１１０と層間絶縁膜１２０との密着性を高くできる。
本実施形態のその他の効果は、上記実施形態と同様である。

なお、本発明による半導体装置およびその製造方法は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

図８に示すように、層間絶縁膜１１０、層間絶縁膜１２０、及び層間絶縁膜１３０が順に形成され、Ｃｕ配線１４１が、層間絶縁膜１３０及び層間絶縁膜１２０を貫通し、底部が層間絶縁膜１１０に入り込んでいてもよい。

層間絶縁膜１３０としては、例えば、ＳｉＯ_２またはＳｉ，Ｃ，Ｏ及びＨを含む膜である。ただし、層間絶縁膜１３０と層間絶縁膜１２０とは成分元素が同じでもあっても、成分元素の構成比は異なる。

なお、本実施形態においては単層のＣｕ配線１４１を図示したが、Ｃｕ配線層が複数設けられていてもよい。その場合、Ｃｕ配線１４１上に、ビアプラグおよび他のＣｕ配線を交互に積み上げていけばよい。例えば、図９に示すように、層間絶縁膜１２０、拡散防止膜１６０、層間絶縁膜１３０をこの順で積層し、Ｃｕ配線１４１（第一の配線）上の層間絶縁膜１３０にＣｕ配線１４２（第二の配線）が形成されていてもよい。

また、平面視において、コンタクト１１１の幅とＣｕ配線１４１（または配線溝１４０）の幅は、同一でもよく、Ｃｕ配線１４１がコンタクト１１１の幅よりも大きい場合であってもよい。またコンタクト１１１がＣｕ配線１４１の幅よりも大きい場合であってもよい。この場合でも、配線溝１４０の底部に下方に向かって幅が狭くなるテーパを有しているため、配線材料を埋め込みやすくしつつ、容量の増加を抑制できる。

上記実施形態では、Ｃｕ配線１４１の下にコンタクト１１１が接続されている例について説明したが、Ｃｕ配線１４１の下にはコンタクト１１１が接続されていなくてもよい。

１０ 半導体装置
２０ 半導体装置
３０ 半導体装置
３１ 半導体装置
１００ 半導体基板
１０１ 素子分離領域
１０２ ウエル
１０４ ソース・ドレイン領域
１０５ ゲート酸化膜
１０６ ゲート電極
１０７ サイドウォール
１１０ 層間絶縁膜
１１１ コンタクト
１１１ａ コンタクト
１１１ｂ コンタクト
１１５ 密着性膜
１２０ 層間絶縁膜
１３０ 層間絶縁膜
１４０ 配線溝
１４１ Ｃｕ配線
１４２ Ｃｕ配線
１４４ バリアメタル膜
１５０ フォトレジスト膜
１６０ 拡散防止膜
３１０ エッチングストッパ膜
３４０ 配線溝
３４１ 配線
３４４ バリアメタル膜

Claims (12)

1. 半導体基板と
   前記半導体基板上に形成された第一の層間絶縁膜と、
   前記第一の層間絶縁膜上に形成された、前記第一の層間絶縁膜よりも誘電率が低い第二の層間絶縁膜と、
   前記第二の層間絶縁膜を貫通し、底部が前記第一の層間絶縁膜に入り込んでいる配線と、
   を備え、
   前記配線は、少なくとも底部に、下方に向かって幅が狭くなる形状を有しており、前記第二の層間絶縁膜における前記配線の側面の傾斜よりも、前記第一の層間絶縁膜における前記配線の側面の傾斜が大きいことを特徴とする半導体装置。
2. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記第一の層間絶縁膜と前記第二の層間絶縁膜の間に、前記第一の層間絶縁膜と前記第二の層間絶縁膜との密着性を高める密着性膜を有することを特徴とする半導体装置。
3. 請求項２に記載の半導体装置において、
   前記第一の層間絶縁膜は、ＳｉＯ_２膜であり、
   前記第二の層間絶縁膜は、Ｓｉ，Ｃ，Ｏ及びＨを含む膜であり、
   前記密着性膜は、Ｓｉ，Ｃ，Ｏ及びＨを含み、かつ該Ｃが前記第二の層間絶縁膜のＣよりも少ない膜であることを特徴とする半導体装置。
4. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記半導体装置は、前記第一の層間絶縁膜と前記第二の層間絶縁膜とが直接、接していることを特徴とする半導体装置。
5. 請求項１乃至４いずれかに記載の半導体装置において、
   前記半導体装置は、前記半導体基板上に形成されたゲート電極を含むトランジスタを備え、
   前記第一の層間絶縁膜は、前記ゲート電極上に形成されており、
   前記第一の層間絶縁膜に埋め込まれており、前記ゲート電極と前記配線とを接続するコンタクトを含むことを特徴とする半導体装置。
6. 請求項１乃至５いずれかに記載の半導体装置において、
   前記半導体装置は、シングルダマシン構造であることを特徴とする半導体装置。
7. 請求項１乃至６いずれかに記載の半導体装置において、
   前記配線は、前記コンタクトの上に形成されていることを特徴とする半導体装置。
8. 半導体基板上に第一の層間絶縁膜を形成する工程と、
   前記第一の層間絶縁膜上に、前記第一の層間絶縁膜よりも誘電率が低い第二の層間絶縁膜を形成する工程と、
   前記第二の層間絶縁膜を貫通し、底部が前記第一の層間絶縁膜に入り込んでいる配線溝を形成する工程と、
   前記配線溝に配線材料を埋設して、配線を形成する工程と、
   を含み、
   前記配線溝を形成する工程において、
   前記配線溝を、少なくとも底部が前記半導体基板に向かって幅が狭くなるように形成し、前記第二の層間絶縁膜における前記配線溝の側面の傾斜よりも、前記第一の層間絶縁膜における前記配線溝の側面の傾斜が大きいことを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. 請求項８に記載された半導体装置の製造方法において、
   前記第一の層間絶縁膜を形成する工程の前に、前記半導体基板にゲート電極を含むトランジスタを形成する工程、を含み、
   前記第一の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第二の層間膜を形成する工程との間に、前記第一の層間絶縁膜中に、前記ゲート電極に接続するコンタクトを形成する工程、を含み、
   前記第一の層間絶縁膜を形成する工程において、
   前記ゲート電極上に前記第一の層間絶縁膜を形成し、
   前記配線溝を形成する工程において、
   前記配線溝の底部に前記コンタクトの上面を露出させ、
   前記配線を形成する工程において、
   前記コンタクトと前記配線とを接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。
10. 請求項８または９に記載された半導体装置の製造方法において、
    前記第一の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第二の層間絶縁膜を形成する工程との間に、前記第一の層間絶縁膜上に、前記第一の層間絶縁膜と前記第二の層間絶縁膜との密着性を高める密着性膜を形成する工程、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
11. 請求項１０に記載された半導体装置の製造方法において、
    前記密着性膜を形成する工程と、前記第二の層間絶縁膜を形成する工程とを連続して行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
12. 請求項１０または１１に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第一の層間絶縁膜は、ＳｉＯ_２膜であり、
    前記第二の層間絶縁膜は、Ｓｉ，Ｃ，Ｏ及びＨを含む膜であり、
    前記密着性膜は、Ｓｉ，Ｃ，Ｏ及びＨを含み、かつ該Ｃが前記第二の層間絶縁膜のＣよりも少ない膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。

Images