半导体器件的制造方法技术

本发明专利技术揭示一种半导体器件的制造方法，通过不用掩膜材料的各向异性蚀刻法除去层间连接孔底部的铜扩散防止膜之际，将不想除去铜扩散防止膜部分的铜扩散防止膜厚度做成比层间连接孔底的铜扩散防止膜厚度来得厚，借此来除去想要除去的铜扩散防止膜。本发明专利技术的制造方法通过除去层间连接孔底部的铜扩散防止膜，能实现布线的长寿命化及降低连接孔底部的电阻值。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多层布线构造中，特别是涉及去除连接在金属布线侧面上形成的布线材料扩散防止膜的层间连接孔的部分的制造方法。用图来详细说明已有技术。附图说明图13(1)示出多层布线构造的半导体器件，图13(2)示出图13(1)的剖视图。在下层1291上形成的以铜为主要成分的金属布线1201的周围，形成为防止铜原子向层间绝缘膜1221扩散的铜扩散防止膜1211及1212。如果没有该铜扩散防止膜，则铜流向周围的层间绝缘膜，引起半导体元件的特性劣化，因此，在使用铜作为布线材料的场合，前述铜扩散防止膜是必不可缺的。如图14所示，在图13的状态的半导体器件的所有面上形成铜扩散防止膜1213。在图15的层间绝缘膜1092上形成的层间连接孔1205和1206，以及在上层1293上形成的布线沟1294，均埋入以铜为主成分的布线材料(未图示)，由此，制造有多层布线构造的半导体器件。图15是图14的半导体器件的层间连接孔1205和1206以及布线沟1294中埋入以铜为主成分的布线材料之后的层间连接孔1205附近的放大剖视图。如图15所示，在层间连接孔1205的底部1299有铜扩散防止膜。由于铜的扩散速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的制造方法，在半导体基板上，使绝缘膜介于中间的不同层上形成的第１和第２铜布线相互电连接，其特征在于，包括下述工序：配设其周围由第１铜扩散防止膜包覆的所述第１铜布线的工序；在所述第１铜布线上形成有布线沟的层间绝缘膜的工序；在所述层间绝缘膜表面上形成第２铜扩散防止膜的工序；形成从所述布线沟底部至所述第１铜布线的连接孔的工序；在所述布线沟的底部和侧面与所述连接孔的底部和侧面上形成第３铜扩散防止膜的工序；通过各向异性蚀刻在所述布线沟侧面和所述连接孔侧面上保留所述第３铜扩散防止膜，但除去所述连接孔底部的所述第３铜扩散防止膜，使所述第１铜布线露出的工序；借助所述布线沟和所述连接孔中埋设的铜材...

【技术特征摘要】
JP 1996-3-25 067627/961.一种半导体器件的制造方法，在半导体基板上，使绝缘膜介于中间的不同层上形成的第1和第2铜布线相互电连接，其特征在于，包括下述工序配设其周围由第1铜扩散防止膜包覆的所述第1铜布线的工序；在所述第1铜布线上形成有布线沟的层间绝缘膜的工序；在所述层间绝缘膜表面上形成第2铜扩散防止膜的工序；形成从所述布线沟底部至所述第1铜布线的连接孔的工序；在所述布线沟的底部和侧面与所述连接孔的底部和侧面上形成第3铜扩散防止膜的工序；通过各向异性蚀刻在所述布线沟侧面和所述连接孔侧面上保留所述第3铜扩散防止膜，但除去所述连接孔底部的所述第3铜扩散防止膜，使所述第1铜布线露出的工序；借助所述布线沟和所述连接孔中埋设的铜材料、形成与所述第1铜布线进行电气连接的所述第2铜布线的工序，借助于前述工序，能不通过所述第3铜扩散防止膜、直接连接所述第1铜布线与所述第2铜布线，而且所述连接孔的所述铜材料由所述第3铜扩散防止膜所包覆。2.一种半导体器件的制造方法，在半导体基片上，使绝缘膜介于中间的不同层上形成的第1及第2铜布线相互电连接，其特征在于，包括下述工序配设其周围由第1铜扩散防止膜包覆的所述第1铜布线的工序；顺次形成在所述第1铜布线的上面的第1层间绝缘膜、连接孔预定区域开孔的第2铜扩散防止膜以及形成布线沟的第2层间绝缘膜的工序；形成从所述布线沟底部通过所述第2铜扩散防止膜的开孔部分至所述第1铜布线的连接孔的工序；在所述布线沟的底部和侧面与所述连接孔的底部和侧面上形成第3铜扩散防止膜的工序；通过各向异性蚀刻在所述布线沟侧面和所述连接孔侧面上保留所述第3铜扩散防止膜，除去所述连接孔底部的所述第3铜扩散防止膜，使所述第1铜布线露出的工序；借助在所述布线沟和所述连接孔中埋设的铜材料、形成与所述第1铜布线进行电气连接的所述第2铜布线的工序，借助于前述工序，能不通过所述第3铜扩散防止膜直接连接所述第1铜布线与所述第2铜布线，而且所述连接孔的所述铜材料由所述第3铜扩散防止膜所包覆。3.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括下述工序在半导体基片上，通过绝缘膜形成周围有由第1布线材料扩散防止膜包覆的第1布线的布线层的工序；在所述布线层上面层积形成有绝缘性的第1层间绝缘膜层、蚀刻阻挡膜、第2层间绝缘膜层的工序；在所述第2层间绝缘膜上形成第1布线沟的同时，在该第2层间绝缘膜的上面及所述第1布线沟的内表面上形成第2布线材料扩散防止膜的工序；有选择地除去在所述第1布线沟的底部的所述第2材料扩散防止膜、所述蚀刻阻挡膜、所述第1层间绝缘膜及包覆所述第1布线材料上面的所述第1布线材料扩散防止膜，使所述第1布线露出，由此形成层间连接孔的工序；在所述第2布线材料扩散防止膜表面及所述层间连接孔内侧面及所述第1布线材料的上面，形成第3布线材料扩散防止膜的工序；一边保留在所述层间连接孔内侧面及所述第1布线沟侧面上的所述第3布线材料扩散防止膜，一边除去所述第1布线材料上面的第2布线材料扩散防止膜的工序；在所述层间连接孔及所述第1布线沟中埋入第2布线材料的工序。4.一种半导体器件的制造方法，其侧面有由布线材料扩散防止膜所包覆的布线的布线层通过绝缘膜进行层积形成，连接所述布线之间的导通孔，其特征在于，包括下述工序形成侧面有由布线材料扩散防止膜包覆的第1布线材料的布线层的工序；借助在所述布线层上形成第1层间绝缘膜形成层间绝缘膜的工序；在所述层间绝缘膜层上形成蚀刻阻挡膜的工序；在所述蚀刻阻挡膜上形成第2层间绝缘膜的工序；在所述第2层间绝缘膜上涂布第1保护膜，然后用光刻法对所述第1布线材料上方的所述第1保护膜制作布线图案，以所述制成的布线图案的第1保护膜为掩膜，通过各向异性蚀刻法蚀刻除去第2层间绝缘膜直至所述蚀刻阻挡膜露出，由此，在所述第2层间绝缘膜上形成第1布线沟的工序；剥离所述第1保护膜之后，在所述第2层间绝缘膜上面及所述第1布线沟内面形成第1布线材料扩散防止膜的工序；在所述第1布线材料扩散防止膜上面涂布第2保护膜，通过光刻法对所述第1布线沟内的所述第2保护膜制作布线图案，以所述制成的布线图案的第2保护膜为掩膜，采用各向异性蚀刻法，除去在所述第1布线沟底部的所述第1布线材料扩散防止膜、所述蚀刻阻挡膜、所述第1层间绝缘膜及包覆在所述第1布线材料上面的所述布线材料扩散防止膜，使第1布线材料露出，由此形成层间连接孔的工序；剥离所述第2保护膜之后，至少在所述第1布线材料扩散防止膜表示面和所述层间连接孔侧面及所述第1布线材料的上面，形成第2布线材料扩散防止膜的工序；保留所述层间连接孔内侧面及所述第1布线沟侧面的第2布线材料扩散防止膜，并用各向异性蚀刻法除去所述第1布线材料的上面的第2布线材料扩散防止膜的工序；将第2布线材料埋入所述层间连接孔及所述第1布线沟的工序。5.如权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其特征还在于，形成所述布线层的工艺包括下列工序通过光刻法及各向异性蚀刻法在第3层间绝缘膜上形成第2布线沟的工序；在所述第2布线沟中埋入所述第1布线材料之际，形成仅将与所述第1布线材料的所述第2布线沟相接的面用第3布线材料扩散防止膜包覆的第1布线材料的工序；在所述第3层间绝缘膜的上面和所述第2布线沟中埋入的所述第1布线材料的上面，形成第4布线材料扩散防止膜的工序。6.如权利要求4所述的半导体器件的制造方法，其特征还在于，形成所述布线层的工艺包括下列工序通过光刻法及各向异性蚀刻法在第3层间绝缘膜上形成第2布线沟的工序；在所述第2布线沟中埋入所述第1布线材料之际，形成仅将与所述第1布线材料的所述第2布线沟相接的面用第3布线材料扩散防止膜包覆的第1布线材料的工序；在所述第3层间绝缘膜的上面和所述第2布线沟中埋入的所述第1布线材料的上面，形成第4布线材料扩散防止膜的工序。7.如权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其特征还在于，形成所述布线层的工艺包括下列工序通过光刻法及各向异性蚀刻法在第3层间绝缘膜上形成第2布线沟的工序；在所述第2布线沟的内面及所述第3层间绝缘膜的上面形成第3布线材料扩散防止膜的工序；在所述第1布线材料扩散防止膜的上面层积形成所述第1布线材料的工序；通过第1后退除去手段除去所述被层积形成的第3布线材料扩散防止膜及所述第1布线材料直至所述第3层间绝缘膜露出，同时还后退除去所述第2布线沟内的第3布线材料扩散防止膜及所述第1材料的一部分的工序；在至少一部分被除去的所述第2布线沟内的第3布线材料扩散防止膜及所述第1布线材料的上面，形成第4布线材料扩散防止膜的工序；仅在用第2后退除去手段部分除去所述第4布线材料扩散防止膜直至第3层间绝缘膜的所述布线沟内露出，保留第4有线扩散防止膜的工序。8.如权利要求4所述的半导体器件制造方法，其特征还在于，形成所述布线层的工艺包括下列工序通过光刻法及各向异性蚀刻法在第3层间绝缘膜上形成第2布线沟的工序；在所述第2布线沟的内面及所述第3层间绝缘膜的上面形成第3布线材料扩散防止膜的工序；在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：猪原正弘，亚南度MB，松能正，
申请(专利权)人：东芝株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]