【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及包括具有以Cu(铜)为主要成分(即大于等于50％)的布线本体层的布线(以下为方便起见也叫做Cu布线)的半导体器件，和用来用势垒自形成工艺形成这样的布线的半导体器件的制造方法，特别是涉及使用金属镶嵌布线构造的。
技术介绍
近些年来，在硅(Si)半导体集成电路中，为了高速化和高集成化正在开发使用Cu和低介电系数绝缘膜的布线构造。在要实现Cu布线构造的情况下，在用于集成电路的制造的各种热处理中，Cu布线在与周边的绝缘层之间易于产生相互扩散，此外，还因在氧气氛中容易进行反应而形成Cu氧化膜。为此，必须在Cu层(布线本体层)的形成之前，先形成钽(Ta)或氮化钽(TaN)等的扩散势垒膜。特别是像金属镶嵌布线构造那样要在层间绝缘膜内形成埋入Cu层的情况下，Cu向绝缘膜中的扩散就变得更为显著，扩散势垒膜就成为不可或缺。为了确保Cu布线构造的可靠性，在目前的工艺技术中厚度大于等于10nm的势垒膜是必须的。为了实现今后的布线宽度的缩小化所伴生的布线电阻的降低，每一个产品世代都要求使扩散势垒膜的厚度薄膜化。然而，若使用现有的势垒膜的形成方法，则难于向布线沟或通路孔(布...
【技术保护点】
一种半导体器件，具备：设置于半导体衬底上且具有开口部分的层间绝缘膜；埋入到上述开口部分内的以Ｃｕ为主要成分的布线本体层；在上述开口部分内存在于上述层间绝缘膜与上述布线本体层之间的势垒膜，上述势垒膜的主要成分为由规定的 金属元素和上述层间绝缘膜的构成元素所构成的化合物。
【技术特征摘要】
JP 2004-2-27 2004-053458;JP 2005-2-3 2005-0277561.一种半导体器件，具备设置于半导体衬底上且具有开口部分的层间绝缘膜；埋入到上述开口部分内的以Cu为主要成分的布线本体层；在上述开口部分内存在于上述层间绝缘膜与上述布线本体层之间的势垒膜，上述势垒膜的主要成分为由规定的金属元素和上述层间绝缘膜的构成元素所构成的化合物。2.根据权利要求1所述的半导体器件，上述开口部分被形成为达到设置在上述层间绝缘膜下面的导电层，在上述导电层与上述布线本体层之间不存在上述势垒膜。3.根据权利要求1所述的半导体器件，上述开口部分包括布线沟和布线连接孔中的一方或双方。4.根据权利要求1所述的半导体器件，上述势垒膜还覆盖上述布线本体层的上侧表面。5.根据权利要求1所述的半导体器件，上述规定的金属元素具备从由Mn、Nb、Zr、Cr、V、Y、Tc和Re构成的组中选择的至少一种元素。6.根据权利要求1所述的半导体器件，上述层间绝缘膜具备从由Si、C和F构成的组中选择的至少一种元素和O，上述势垒膜以从由αxOy、αxSiyOz、αxCyOz和αxFyOz构成的组中选择的材料为主要成分，其中α表示上述规定的金属元素。7.根据权利要求2所述的半导体器件，上述导电层是下侧布线层，上述器件还具备存在于上述下侧布线层与上述层间绝缘膜之间的下侧绝缘膜，上述开口部分贯通上述下侧绝缘膜。8.根据权利要求7所述的半导体器件，上述下侧绝缘膜含有浓度小于等于33原子％的氧。9.根据权利要求8所述的半导体器件，上述下侧绝缘膜的氧浓度被设定为在上述下层布线层一侧比在上述层间绝缘膜一侧更低。10.根据权利要求7所述的半导体器件，上述下侧绝缘膜以从由SiC、SiCN和SiN构成的组中选择出来的材料为主要成分。11.根据权利要求2所述的半导体器件，上述导电层是下侧布线层，上述器件还具备存在于上述下侧布线层与上述层间绝缘膜之间的高熔点金属层。12.根据权利要求11所述的半导体器件，上述高熔点金属层还存在于上述下侧布线层与上述布线本体层之间。13.根据权利要求11所述的半导体器件，上述高熔点金属层以从由CoW、CoWB、CoWP和CuSi构成的组中选择出来的材料为主要成分。14.根据权利要求1所述的半导体器件，上述层间绝缘膜是多孔质的低介电系数膜，上述器件还具备存在于上述层间绝缘膜与上述势垒膜之间的、原子密度比上述层间绝缘膜更高的覆盖膜。15.根据权利要求14所述的半导体器件，上述层间绝缘膜与上述覆盖膜以同一材料为主要成分。16.根据权利要求1所述的半导体器件，上述势垒膜具有小于等于5nm的厚度。17.一种半导体器件的制造方法，具备在设置于半导体衬底上的层间绝缘膜中形成开口部分的工序；用包含规定的金属元素的辅助膜把上述开口部分的内表面覆盖起来的工序；在用上述辅助膜进行覆盖的工序之后，形成以作为布线本体层材料的Cu为主要成分的主膜以便填埋上述开口部分内部的工序；通过在填埋...
【专利技术属性】
技术研发人员：小池淳一，和田真，高桥新吾，清水纪嘉，柴田英毅，西川哲，臼井孝公，那须勇人，吉丸正树，
申请(专利权)人：半导体理工学研究中心股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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