[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 200810091997.0
• 申請日: 2004-09-22
• 公開（公告）號: CN101257001A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 磯野俊介
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L23/532;H01L23/58;H01L21/768
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 汪惠民

技術領域

本發明涉及半導體器件及其制造方法，特別是，涉及在布線層上具有接觸導體部的半導體器件及其制造方法。

背景技術

近年來，半導體集成電路的微細化，高集成化進展顯著。隨著微細化的進展，可以縮短由于晶體管的動作引起的延遲時間，但由于布線電阻及寄生電容增加，所以，布線延遲時間的縮短變得很困難。作為縮短布線延遲時間的對策，為了降低布線電阻，作為代替過去的鋁的布線材料，采用電阻率更低的銅。此外，為了降低寄生電容，作為層間絕緣膜等的材料，采用低介電常數的絕緣膜。

對于銅而言，進行蝕刻比較困難。因此，在利用銅形成布線時，采用在利用鑲嵌法在絕緣膜上形成孔狀圖形或溝槽狀圖形之后，將銅埋入的方法。

不過，對于半導體器件的芯片，為了保護設置在芯片內的晶體管及布線等不受外部的濕氣的影響，形成稱之為密封環的溝槽狀圖形。密封環以包圍晶體管或布線的周圍的方式形成。密封環與用于形成孔狀圖形(通孔)的蝕刻的同時形成。

孔狀圖形及用于密封環的溝槽狀圖形，利用下述方法形成。

首先，為了形成孔狀圖形及溝槽狀圖形，以光致抗蝕劑作為掩模，將層間絕緣膜除去到中間的深度。這里，之所以在中途將工序停止，是因為，假如在該時刻位于孔狀圖形及溝槽狀圖形的布線層露出的話，在以后進行除去光致抗蝕劑的灰化或聚合物的除去時，布線層會受到腐蝕。因此，在將層間絕緣膜殘留一部分的厚度的狀態下，進行灰化或聚合物的除去，然后，將層間絕緣膜本身作為掩模，使孔狀圖形及溝槽狀圖形達到布線層。

[專利文獻1]特開2002-118078號公報

但是，在現有技術的半導體器件中，會產生以下不當之處。

一般地，進行蝕刻時的蝕刻速度，隨著開口面積的增大而增大。這里，溝槽狀圖形的開口面積比孔狀圖形的開口面積大。因此，當通過蝕刻同時形成溝槽狀圖形和孔狀圖形時，溝槽狀的圖形的深度會更深。因此，不能將溝槽狀圖形的深度停止在層間絕緣膜的中途，位于下面的布線層的金屬有露出的危險性。當金屬在這一階段露出時，存在著以后經過借助灰化除去抗蝕劑、聚合物的清洗工序，會將金屬腐蝕的不合適之處。

這種不適當之處，在層間絕緣膜上形成多個孔狀圖形時也會產生。即，由于各個孔狀圖形的圖形密度等不同，在形成孔狀圖形時，不能以均勻的深度除去絕緣膜。因此，存在著位于孔狀圖形下面的布線層會露出的不適當之處。

發明內容

本發明的目的是，提供一種通過在形成孔狀圖形、溝槽狀圖形時，采取用于不使布線層露出的機構，難以引起布線層上的金屬的腐蝕的半導體器件的制造方法。

本發明的第一種半導體器件，包括：半導體基板，設于上述半導體基板的上方的第一絕緣膜，設置在上述第一絕緣膜的至少上部的布線層，設于上述第一絕緣膜及上述布線層上的第二絕緣膜，設于上述第二絕緣膜上的第三絕緣膜，貫穿上述第三絕緣膜及上述第二絕緣膜、到達上述布線層的至少一個的接觸導體部，在所述半導體器件中，在上述布線層的上部設置凹部，上述第二絕緣膜中、位于上述布線層的上部的部分的膜厚，比上述第二絕緣膜中位于上述第一絕緣膜上的部分的膜厚更厚。

這樣，由于第二絕緣膜中位于布線層上的部分的厚度形成得較厚，所以，在為了形成接觸導體部除去第三絕緣膜和第二絕緣的工序中，在布線層上容易殘存第二絕緣膜的一部分，布線層不容易露出。在這種狀態下，進行灰化或聚合物除去等的有使金屬腐蝕的危險的處理，然后，除去第三絕緣膜和第二絕緣膜，使布線層露出，可以埋入接觸導體部用的導體。即，由于在布線層未露出的狀態下，進行有使金屬腐蝕的危險的處理，所以，可以防止布線層的腐蝕。

另一方面，由于第二絕緣膜中除位于布線層上的部分之外的膜厚不是很厚，所以，可以保持層間的介電常數恒定。

上述布線層為第一布線層，上述接觸導體部是第一接觸導體部，進一步包括設于上述第一絕緣膜的至少上部的第二布線層，以及貫穿上述第三絕緣膜及上述第二絕緣膜、到達上述第二布線層的第二接觸導體部，在上述第二絕緣膜中，位于上述第一布線層的上部的部分的膜厚比上述第二絕緣膜中位于上述第二布線層上部的部分的膜厚更厚。在這種情況下，即使為了形成接觸導體部，除去第三絕緣膜及第二絕緣膜，由于第二絕緣膜中形成第一接觸導體部的區域比較厚，所以，能夠難以露出第一布線層。從而，使形成第一接觸導體部的面積比第二接觸導體部大時，為了形成接觸導體部除去第三絕緣膜及第二絕緣膜時，即使在將形成第一接觸導體部的區域較深地除去的情況下，也能夠不容易露出第一布線層。