JPH11220023A

JPH11220023A - 半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11220023A
Application number: JP2114298A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Matsushima; 俊幸松島; Masaaki Nasu; 雅明那須
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】上層配線層と下層配線層とを接続する際に、
配線層間の抵抗を減少させることを課題とする。【解決手段】少なくとも下層配線層１、層間絶縁膜２
及び上層配線層１０をこの順で有し、下層配線層１から
上層配線層１０に向かって層間絶縁膜２を貫通するよう
に形成されたビアホール５ａと、ビアホール５ａ内に形
成されたプラグ１０ａと、プラグ１０ａと層間絶縁膜２
間に形成されたバリアメタル層７とを備えてなり、下層
配線層１と上層配線層１０がプラグ１０ａと直接接する
ことを特徴とする半導体装置により上記課題を解決す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、複数の
配線層を有する半導体装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置の微細化及び高集積化
が進んでおり、半導体装置の配線層やビアホールも更に
縮小される傾向にある。例えば、特開平５−１３５９３
号公報に配線層及びビアホールの形成方法が記載されて
いる。この公報に記載された配線層及びビアホールの形
成方法を図６（ａ）〜（ｇ）を用いて説明する。

【０００３】まず、トランジスタ、キャパシタ等の素子
が形成されたデバイス層６０の上に、例えばアルミニウ
ム又はその合金からなる下層配線層６１がパターニング
されて形成される。この下層配線層６１を覆うようにデ
バイス層６０全面に、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ₂）
からなる層間絶縁膜６２が形成される（図６（ａ）参
照）。

【０００４】次に、層間絶縁膜６２上にバリアメタル層
６３として、窒化チタン（ＴｉＮ；融点２９５０℃）を
反応性スパッタ法により約１０００Åの厚さで堆積させ
る（図６（ｂ）参照）。次に、バリアメタル層６３上
に、ビアホールを形成する部分のみ開口した、所望形状
のレジストパターン６４を形成する（図６（ｃ）参
照）。

【０００５】次いで、塩素（Ｃｌ₂）ガスを用いた通常
の平行平板型の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置
を使用して、異方性エッチングによりバリアメタル層６
３を選択的に除去する。この後、レジストパターン６４
を除去する（図６（ｄ）参照）。次に、バリアメタル層
６３をマスクとして、層間絶縁膜６２を異方性エッチン
グ処理に付し、ビアホール６５を形成する（図６（ｅ）
参照）。なお、この異方性エッチング処理は、フッ化物
系ガスをベースとした混合ガス（例えば、ＣＨＦ ₃、Ｃ
Ｆ₄、Ａｒの混合ガス）を用いた通常のＲＩＥ法により
行う。この場合、ＴｉＮ（バリアメタル層６３）に対す
る被エッチング膜である層間絶縁膜６２の酸化シリコン
のエッチング選択性は約５０であるので、ＴｉＮはマス
ク材料として十分なエッチング選択性を有している。更
に、ＴｉＮは高融点であるため、長時間のエッチングに
も十分耐え、変成及び型崩れ等の障害もない。また、エ
ッチングガスと反応してコンタクト内に反応生成物を形
成することもない。

【０００６】次に、ビアホール６５が埋まるようにバリ
アメタル層６３上に上層配線層用金属層６６を形成する
（図６（ｆ）参照）。この工程により、上層配線層と下
層配線層６１とを電気的に接続することができる。次い
で、通常のパターニング処理により金属膜６６とバリア
メタル層６３を選択的に除去することにより、上層配線
層６７及びプラグ６７ａが形成される（図６（ｇ）参
照）。なお、この工程におけるパターニング処理は、異
方性エッチングにより行うことができ、例えば、Ｃｌ₂
と三塩化ホウ素（ＢＣｌ₃）との混合ガスを用いた通常
のＲＩＥ法が挙げられる。

【０００７】なお、バリアメタル層６３は、上層配線層
６７を構成する金属が層間絶縁膜６２に拡散することを
防ぐ役割を果たす。また、ＴｉＮをバリアメタル層６３
として使用した場合、下層配線層６１のストレスマイグ
レーションを緩和させることができる。しかし、上記形
成方法では、ビアホール６５の側壁にバリアメタル層６
３が形成されないので、ビアホール６５内のプラグ６７
ａが層間絶縁膜を構成する酸素により酸化されると共
に、層間絶縁膜６２へプラグ６７ａを構成する金属が拡
散するという問題を生じる。

【０００８】また、半導体装置の配線が、一層の層間絶
縁膜上だけでは賄いきれなくなってきているため、層間
絶縁膜上に配線層を形成し、更にその上に層間絶縁膜と
配線層をこの順で繰り返し積層し、かつ配線層間の導通
をビアホール内に形成されたプラグで確保する、多層配
線技術が、半導体装置の微細化及び高集積化のために不
可欠になってきている。

【０００９】通常、配線層はアルミニウム系の金属、金
属化合物又は合金からなり、平坦な層間絶縁膜上に形成
される。ここで、上記図６（ｇ）のように従来の配線層
は、層間絶縁膜上に凹凸構造のパターンで存在するた
め、配線層上に更に層間絶縁膜を形成する場合、その表
面が平坦になりにく、段差が形成されることとなる。従
って、配線層を複数積層すれば段差が累積して大きくな
り、配線層の形成が妨げられたり、配線層間の接続ずれ
が生じるおそれがある。そのため、配線層の抵抗の増
大、配線層の断線、配線層のショート等の問題が起こり
やすくなる。

【００１０】このような段差を軽減するために、配線層
及びプラグ形成用の金属膜を熱処理することにより平坦
化する方法が知られている。しかしながら、熱処理は、
半導体装置にストレスを与えると共に半導体装置の特性
に悪影響を与える恐れがあった。そのため、熱処理する
ことなく配線層及びプラグを平坦化することが望まれて
いる。

【００１１】また、半導体装置の微細化及び高集積化の
ために、アルミニウムより低抵抗な銅やその合金を配線
層に使用することが望まれているが、銅は適当なエッチ
ャントがなく所望の形状の配線層を形成することが困難
である。上記問題を解決するために、ダマシン法と呼ば
れる埋め込み配線層形成方法が報告されている。

【００１２】ダマシン法は、層間絶縁膜に配線層を埋め
込むための溝（配線溝）を形成し、層間絶縁膜全面に金
属膜を形成して溝を埋め込んだ後、層間絶縁膜上の余分
な金属膜を除去することにより、溝だけに配線層を形成
する方法である。また、配線層間を接続するためのプラ
グを形成する場合、プラグ形成用の層間絶縁膜を形成
し、この層間絶縁膜にビアホールを形成し、ビアホール
に金属を埋め込むことによりプラグを形成する。この
後、配線層形成用の層間絶縁膜を形成し、配線層を埋め
込むための溝をビアホール上に形成し、この溝に金属を
埋め込むことにより配線層が形成される。ここで、通
常、アルミニウム又はその合金からなる配線層はスパッ
タ法で形成されるが、銅からなる配線層は、微細な開口
部への被覆性（カバレッジ）が良好な化学的気相成長
（ＣＶＤ）法で形成されている。

【００１３】上記ダマシン法において、熱処理すること
なく層間絶縁膜上の余分な金属膜を除去し平坦化する方
法として、エッチバック法が挙げられる。エッチバック
法は、配線層形成用の溝やビアホールを金属膜でほぼ完
全に埋め込んだ後に、平坦化する有力な方法である。例
えば、ＣＶＤ法により完全に溝及びビアホールを金属膜
で埋め込んだ後、溝及びビアホールの周辺の金属膜をプ
ラズマエッチング又はウエットエッチング法でエッチバ
ックして除去することにより、溝に配線層を、ビアホー
ルにプラグを形成することができる。しかしながら、エ
ッチバック法では、層間絶縁膜及び金属膜の段差や凹凸
の影響が、配線層やプラグ上に残るため、十分平坦化で
きなかった。また、段差部にエッチングしきれないで残
る金属膜（残渣）が生じやすかった。

【００１４】そこで、エッチバック法に代わり、研磨
法、特に化学的機械研磨（ＣＭＰ）法が平坦化方法とし
て有力視されている。この方法では、層間絶縁膜上に段
差や凹凸があっても、層間絶縁層と金属膜を同時に研磨
して配線層を形成することができると共に、層間絶縁層
と配線層の表面を広い範囲で平坦化することができる。
従って、多層配線や配線間の接続を障害なく形成するこ
とができる。

【００１５】ここで、上記ダマシン法では、配線層とプ
ラグを別々に形成しているが、更に工程数を減少させる
ために、配線層とプラグを同時に形成する方法、デュア
ルダマシン法が報告されている（例えば、1995 Symposi
um on VLSI Technology Digest of Technical Papers
２７〜２８頁及び特開平９−６４０３４号公報参照）。
このデュアルダマシン法を断面図である図７（ａ）〜
（ｅ）を参照しつつ説明する。

【００１６】まず、下層配線層７１上に酸化シリコンか
らなる層間絶縁膜７２を堆積し、平坦化させる。次い
で、層間絶縁膜７２上に窒化シリコン（Ｓｉ₃Ｎ₄）か
らなる拡散防止層７３を堆積する（図７（ａ）参照）。
拡散防止層７３上にレジストを塗布し、露光及び現像を
行うことにより配線層形成用のレジストパターン７４を
形成する。次に、レジストパターン７４をマスクとし
て、異方性エッチング法により、拡散防止層７３を除去
し、更に層間絶縁膜７２を所望の深さで除去することに
より、配線溝７５を形成する（図７（ｂ）参照）。

【００１７】レジストパターン７４を除去した後、レジ
ストを塗布し、露光及び現像を行うことによりビアホー
ル形成用のレジストパターン７６を形成する。なお、レ
ジストパターン７６に形成されたビアホール形成用の開
口部７６ａは、配線溝７５上に形成する。次に、レジス
トパターン７６をマスクとして、異方性エッチング法に
より、下層配線層７１が露出するまで層間絶縁膜７２を
除去し、ビアホール７５ａを形成する（図７（ｃ）参
照）。なお、この異方性エッチング時に、拡散防止層７
３はエッチングストッパの役割も果たしている。

【００１８】レジストパターン７６を除去した後、ＷＳ
ｉＮ、ＴｉＷ、ＴｉＮ等の高融点金属、又はその窒化
物、酸化物、珪化物又は炭化物を全面に被覆してバリア
メタル層７７を形成する。次いで、Ａｌ、Ｃｕ等又はそ
れらの合金を堆積し、熱処理（レーザーアニール処理、
高温熱処理等）することにより、金属膜７８を形成する
（図７（ｄ）参照）。なお、配線溝７５及びビアホール
７５ａは、金属膜７８で埋められる。

【００１９】次に、金属膜７８をＣＭＰ法により平坦に
削ることにより、配線溝７５に上層配線層７９を、ビア
ホール７５ａにプラグ７９ａを同時に形成することがで
きる（図７（ｅ）参照）。このように、デュアルダマシ
ン法によれば、配線層７９とプラグ７９ａが層間絶縁膜
７２に埋め込まれた多層配線を最も容易に形成すること
ができる。

【００２０】更に、上記図７（ａ）〜（ｅ）のデュアル
ダマシン法を、平面図である図８（ａ）〜（ｅ）に基づ
いて説明する。層間絶縁膜７２上に拡散防止層７３を形
成する（図８（ａ）参照）。次いで、拡散防止層７３を
除去し、層間絶縁膜７２を所望深さ除去することによ
り、配線溝７５を形成する（図８（ｂ）参照）。

【００２１】次に、レジストを塗布し、露光及び現像を
行うことによりビアホール形成用のレジストパターン７
４を形成する。このレジストパターン７４をマスクとし
て、異方性エッチング法により、下層配線層７１が露出
するまで層間絶縁膜７２を除去し、ビアホール７５ａを
形成する。この異方性エッチングにより、ビアホール７
５ａの幅が、配線溝７５の幅程度に自己整合的に形成さ
れていることがわかる（図８（ｃ）参照）。

【００２２】この後、全面にバリアメタル層７７を形成
し（図８（ｄ）参照）、続いて金属膜７８を形成する
（図８（ｅ）参照）。更に、ＣＭＰ法により拡散防止層
７３の上面の金属膜７８を除去することにより、上層配
線層７９及びプラグ７９ａを形成することができる（図
８（ｆ）参照）。ここで、上記エッチバック法、ダマシ
ン法及びデュアルダマシン法では、バリアメタル層を設
けない場合、上層配線層及びプラグに外部から酸素等の
不純物が混入して、これらを構成する金属と反応するこ
とにより、抵抗が高くなる等の悪影響がでる。更に、上
層配線層及びプラグに銅、層間絶縁膜に酸化シリコンを
使用した場合、銅は酸化シリコン中に拡散しやすいの
で、上層配線層の結晶性が損なわれたり、上層配線層に
スパイクが生じたり、隣接する配線層とショートする等
の問題が生じる。従って、バリアメタル層を設けること
が好ましい。

【００２３】特に、上層配線層及びプラグに銅、層間絶
縁膜に酸化シリコンを使用した場合、バリアメタル層に
ＷＳｉＮを使用すれば、銅と酸化シリコンとの密着性及
び被覆性が向上することが報告されている（例えば、半
導体・集積回路技術第４９回シンポジウム講演論文集１
９９５年１２月７〜８日東京第４２頁参照）。なお、埋
め込み配線層の形成方法ではないが、ビアホールにＣＶ
Ｄ法によりタングステン（Ｗ）からなるプラグをバリア
メタル層を介して埋め込む方法（特開平５−１０９９０
３号公報）や、アルミニウムからなるプラグをバリアメ
タル層を介して埋め込む方法（特開平５−２５９１１６
号公報）が知られている。

【００２４】特開平５−１０９９０３号公報に記載され
た方法を図９（ａ）〜（ｄ）を使用して説明する。ま
ず、Ｗ膜９１ｃ／ＡｌＣｕ膜９１ｂ／ＴｉＮ膜９１ａの
積層体からなる下層配線層９１上に層間絶縁膜９２を形
成し、層間絶縁膜９２の所望の位置に下層配線層９１が
露出するビアホール９３を形成する（図９（ａ）参
照）。次に、ビアホール９３内にバリアメタル層９４及
び密着層９５として、例えば、ＴｉＮ膜及びＴｉ（チタ
ン）膜をスパッタ法により形成する（図９（ｂ）参
照）。更に、ＣＶＤ法によりビアホール９３内をＷで埋
め込み、続いてエッチバック法により余分なＷを除去す
ることにより、ビアホール９３内にプラグ９６を形成す
る（図９（ｃ）参照）。この後、例えば、ＴｉＮ膜／Ａ
ｉＣｕ膜をスパッタ法により形成し、加工することによ
り上層配線層９７を形成する。更に、上層配線層９７上
に保護膜９８を堆積させる（図９（ｄ）参照）。

【００２５】次に、特開平５−２５９１１６号公報に記
載された方法を図１０（ａ）〜（ｄ）を使用して説明す
る。まず、半導体基板の表面層に下層配線層１０１とし
ての不純物拡散層を形成し、上記図９（ａ）及び（ｂ）
と同様にして、層間絶縁膜１０２及びビアホール１０３
を形成する。この後、ビアホール１０３内にバリアメタ
ル層１０４及び密着層１０５として、ＴｉＯＮ膜及びＴ
ｉ膜が形成される（図１０（ａ）及び（ｂ）参照）。更
に、密着層１０５上に、後に積層される上層金属層の埋
め込み性を高めるために、濡れ層１０６として高融点金
属であるＴｉ膜をスパッタ法により形成する（図１０
（ｃ）参照）。この後、Ａｌ系合金膜を高温条件下での
スパッタ法により形成し、加工することにより上層配線
層１０７及びプラグ１０７ａを形成する（図１０（ｄ）
参照）。なお、この方法は、上記Ｗからなるプラグを形
成する方法に比べて工程を減らすことができるというメ
リットがある。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】上記いずれの方法も、
上層配線層と下層配線層は、ビアホール内で、プラグに
よりバリアメタル層を介して接続されている。そのた
め、ビアホールの底部に存在するバリアメタル層の抵抗
（寄生抵抗）が増大し、配線層間に余分な抵抗が生じ、
そのため駆動電流が小さくなっていた。

【００２７】また、上層配線層と下層配線層は、異なる
金属からなるバリアメタル層を介して接続されているの
で、密着性が悪くなり、ビアホールの底部やその近傍の
下層配線層でエレクトロ・マイグレーションが起こりや
すい。その結果、下層配線層とバリアメタル層間にスト
レスが生じ、金属のスパイクやボイドが発生するため、
配線不良や断線が生じる恐れがあった。

【００２８】更に、ビアホールの底部のバリアメタル層
の存在により、ビアホール内部のプラグを構成する金属
の結晶性が向上しにくく、低抵抗のプラグを得ることが
困難であった。また、Ｗからなるプラグを使用した場
合、異なる材料間を電流が流れるため、配線層を構成す
る金属の移動の需給バランスがくずれ、エレクトロ・マ
イグレーションが生じていた。

【００２９】更に、配線層に銅を使用する場合、アルミ
ニウム又はその合金からなる配線層を使用した場合よ
り、バリアメタル（例えば、ＴｉＮ）層の厚さを薄くす
ることができなかった。そのため、寄生抵抗が上昇して
いた。また、ＷＳｉＮからなるバリアメタル層は、良好
な比抵抗と耐熱性を有することが知られているが、銅の
拡散を抑えるためには１０００Å程度の厚さが必要とな
る。そのため、微細な配線層を形成するのは困難であっ
た。

【００３０】

【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、少なくとも下層配線層、層間絶縁膜及び上層配線層
をこの順で有し、下層配線層から上層配線層に向かって
層間絶縁膜を貫通するように形成されたビアホールと、
ビアホール内に形成されたプラグと、プラグと層間絶縁
膜間に形成されたバリアメタル層とを備えてなり、下層
配線層と上層配線層がプラグと直接接することを特徴と
する半導体装置が提供される。

【００３１】また、本発明によれば、下層配線層上に層
間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜の表面から下層配線層に
向かって層間絶縁膜を貫通するようにビアホールを形成
し、層間絶縁膜の表面とビアホールの側壁及び底部にバ
リアメタル層を形成し、ビアホールの底部のバリアメタ
ル層を下層配線層が露出するまで除去した後、プラグ及
び上層配線層を形成することを特徴とする半導体装置の
製造方法が提供される。

【００３２】更に、本発明によれば、下層配線層上に層
間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜の表面から下層配線層に
向かって層間絶縁膜を貫通しないように上層配線層形成
用の配線溝を、層間絶縁膜の表面から下層配線層に向か
って層間絶縁膜を貫通するようにビアホールを形成し、
層間絶縁膜の表面、配線溝及びビアホールの側壁及び底
部にバリアメタル層を形成し、ビアホールの底部のバリ
アメタル層を下層配線層が露出するまで除去した後、上
層配線層形成用の材料を全面に堆積させることにより、
上層配線層とプラグとを同時に形成することを特徴とす
る半導体装置の製造方法が提供される。

【００３３】

【発明の実施の形態】まず、下層配線層とは、絶縁膜上
に形成された配線層、半導体基板（例えば、シリコン基
板）上に形成されたゲート電極、半導体基板の表面層に
形成されたソース及びドレイン領域等の不純物拡散層も
含まれる。ここで、下層配線層は、絶縁膜上に形成され
る場合、アルミニウム、銅等の金属及びＡｌＣｕ等の合
金からなる。ゲート電極である場合、前記と同様の金属
及び合金、シリコン、シリサイド等を使用することがで
きる。また、ソース及びドレイン領域である場合、不純
物を含むシリコンからなる。

【００３４】次に、下層配線層上の層間絶縁膜として
は、当該分野で公知のものをいずれも使用することがで
きる。例えば、ＳｉＯ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳＯＧ、ＰＳ
Ｇ、ＢＰＳＧ等が挙げられる。層間絶縁膜は、０．７〜
１．５μｍの厚さを有していることが好ましい。次い
で、層間絶縁膜上に形成される上層配線層は、アルミニ
ウム、銅等の金属及びＡｌＣｕ、ＡｌＳｉＣｕ等の合金
からなる。

【００３５】更に、層間絶縁膜には、ビアホールが形成
され、ビアホール内には上層配線層と下層配線層とを電
気的に導通させるプラグが形成されている。ここで、プ
ラグは、上層配線層及び下層配線層と別の材料から構成
されていてもよいが、上層配線層と下層配線層とをより
低抵抗に接続するために、同一の材料からなることが好
ましい。

【００３６】また、プラグと層間絶縁膜の間にはバリア
メタル層が形成される。このバリアメタル層は、プラグ
を構成する材料が、層間絶縁膜に拡散することを防止す
る働きを有している。本発明では、バリアメタル層は、
プラグと層間絶縁膜の間（即ち、ビアホールの側壁）に
のみ存在し、従来のようにビアホールの底部に存在して
いない。従って、バリアメタル層による寄生抵抗の増大
や、配線不良及び断線等の問題は生じず、プラグの結晶
性も阻害されない。なお、ビアホールの底部にバリアメ
タル層が存在する場合、プラグの結晶性が阻害されるの
は、従来、バリアメタル層がプラグの結晶配向の制御及
び結晶性の促進に寄与していると考えられていたが、ビ
アホールの底部では結晶配向を制御する能力が失われて
いるためであると考えられる。

【００３７】上記バリアメタル層は、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ等
の高融点金属、ＴｉＮ、窒化タングステン（ＷＮ）、Ｔ
ａＮ等の高融点金属の窒化物、ＷＳｉＮ等の高融点金属
シリサイドの窒化物等からなる層が挙げられる。この
内、Ｗ、ＴｉＮの金属層や、ＷとＴｉＮとの積層体を使
用することが好ましい。特に、少なくともＷ膜を含み、
Ｗ膜がプラグと接するバリアメタル層を使用することが
好ましい。この理由は、Ｔｉ又はその化合物のみからな
るバリアメタル層は、比抵抗が６０〜１００μΩｃｍと
比較的高いため、もしプラグ内でボイドが発生するとプ
ラグの抵抗が急激に高くなる。しかしながら、Ｗの比抵
抗は約１５μΩｃｍと比較的低いため、プラグ内でボイ
ドが発生してもプラグの抵抗の上昇を抑えることが可能
だからである。その結果、配線の信頼性を更に高めるこ
とができる。バリアメタル層の厚さは、プラグを構成す
る材料が層間絶縁膜に拡散しない程度であれば特に限定
されないが、通常０．０５〜０．１５μｍである。

【００３８】また、上層配線層と層間絶縁膜との間に、
上層配線層を構成する材料が層間絶縁膜に拡散すること
を防ぐ拡散防止層を形成してもよい。拡散防止層は、通
常窒化シリコンからなり、その厚さは、０．０５〜０．
２０μｍ程度である。更に、上層配線層は、層間絶縁膜
に埋め込まれ、上層配線層と層間絶縁膜の上面が、同一
平面でありかつ略平坦である構成を有していてもよい。
上層配線層をこのような構成にすることにより、配線層
を繰り返し積層した場合に生じる段差が軽減され、より
多層の配線層を形成することができる。

【００３９】更に、本発明の半導体装置は、上層配線
層、層間絶縁膜と下層配線層を繰り返し積層した多層配
線を有していてもよい。次に、本発明の半導体装置の製
造方法を説明する。以下では、上層配線層を層間絶縁膜
上に形成する場合と、層間絶縁膜に埋め込む場合に分け
て説明する。

【００４０】（上層配線層を層間絶縁膜上に形成する場
合）まず、下層配線層上に層間絶縁膜を形成する。下層
配線層は、金属、合金、シリコン又はシリサイドからな
る場合は、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により膜を
形成した後、公知の方法で所定のパターンに成形するこ
とにより形成することができる。また、下層配線層がソ
ース及びドレイン領域である場合は、半導体基板の表面
層の所定の領域に不純物を注入することにより形成する
ことができる。一方、層間絶縁膜の形成方法は、この膜
に使用される材料に応じて選択される。例えば、蒸着
法、スパッタ法、ＣＶＤ法、焼成法等が挙げられる。

【００４１】なお、拡散防止層を形成する場合は、上記
層間絶縁膜に続いて形成することができる。拡散防止層
の形成方法は、この膜に使用される材料に応じて選択さ
れる。例えば、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、焼成法
等が挙げられる。次に、層間絶縁膜及び任意に形成され
る拡散防止層にその表面から下層配線層に向かって貫通
するビアホールが形成される。ビアホールの形成方法
は、特に限定されず、例えばマスクを使用したドライエ
ッチング法、ウエットエッチング法等の公知の方法をい
ずれも使用することができる。

【００４２】次いで、層間絶縁膜の表面、ビアホールの
側壁及び底部にバリアメタル層を形成する。バリアメタ
ル層の形成方法は、特に限定されず、例えば、蒸着法が
挙げられる。また、Ｗ膜をバリアメタル層が含む場合、
全面にＷ膜を積層した後、エッチバック法でエッチング
すれば、プラグの側壁にのみＷ膜を残存させることがで
きる。

【００４３】更に、ビアホールの底部のバリアメタル層
を下層配線層が露出するまで除去する。除去方法として
は、ビアホール上に開口部を有するマスクを使用した異
方性エッチング法が好ましい。なお、層間絶縁膜上に拡
散防止層を形成しておけば、異方性エッチングにより層
間絶縁膜が除去されないので、前記マスクに形成される
開口部の形成精度を緩和することができる。

【００４４】この後、ビアホール内にプラグが、層間絶
縁膜上に上層配線層が形成される。ここで、プラグと上
層配線層の形成は別々に行ってもよいが、同時に形成す
ることにより工程を減らすことができる。プラグ及び上
層配線層の形成方法は、特に限定されることなく、蒸着
法、スパッタ法、ＣＶＤ法、焼成法等が挙げられる。な
お、上記層間絶縁膜及び上層配線層の形成を所望数繰り
返すことにより、多層配線を形成することができる。

【００４５】（上層配線層を層間絶縁膜に埋め込む場
合）まず、上記上層配線層を層間絶縁膜上に形成する場
合と同様にして、下層配線層、層間絶縁膜及び任意に拡
散防止層を形成する。次に、層間絶縁膜にその表面から
下層配線層に向かって貫通しない上層配線層形成用の溝
とその表面から下層配線層に向かって貫通するビアホー
ルを形成する。上層配線層形成用の溝及びビアホールの
形成方法は、特に限定されず、公知の方法をいずれも使
用することができる。例えば、次の方法が挙げられる。

【００４６】まず、所望パターンの上層配線層形成用の
溝を、マスクを使用したドライエッチング法、ウエット
エッチング法等の方法により層間絶縁膜にその表面から
下層配線層に向かって貫通しない深さで形成する。次い
で、ビアホールの形成を所望する領域に開口部を有する
マスクを使用して、層間絶縁膜を下層配線層が露出する
まで除去することにより前記溝にビアホールを形成す
る。

【００４７】次に、層間絶縁膜の表面、上層配線層形成
用の溝内及びビアホール内にバリアメタル層を形成す
る。バリアメタル層は、上記上層配線層を層間絶縁膜上
に形成する場合と同様の方法で形成することができる。
更に、ビアホールの底部のバリアメタル層を下層配線層
が露出するまで除去する。除去方法は、上記上層配線層
を層間絶縁膜上に形成する場合と同様の方法で行うこと
ができる。

【００４８】この後、上層配線層形成用の材料を全面に
堆積させることにより、上層配線層とプラグとを同時に
形成することができる。上層配線層とプラグは、例え
ば、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、焼成法等の方法で
形成することができる。更に、上層配線層形成後、エッ
チバック法、ＣＭＰ法等で、層間絶縁膜の上面より上に
存在する上層配線層を除去することにより、層間絶縁膜
に埋め込まれ、上層配線層と層間絶縁膜の上面が、同一
平面でありかつ略平坦である上層配線層を形成すること
ができる。なお、上層配線層が、銅又はその合金からな
る場合、ＣＭＰ法で平坦化することが好ましい。

【００４９】なお、上記層間絶縁膜及び上層配線層の形
成を所望数繰り返すことにより、多層配線を形成するこ
とができる。この方法では、多層配線を形成した場合の
段差を、上記上層配線層を層間絶縁膜上に形成する場合
より、低減することができる。

【００５０】

【実施例】実施例１実施例１では、図１（ａ）に示すような単結晶シリコン
基板上にアルミニウムからなる下層配線層１を形成した
基板を用いた。また、層間絶縁膜２には、ＣＶＤ法で形
成した厚さ約１．２μｍの厚い酸化シリコン膜を用い、
拡散防止層３には、ＣＶＤ法で形成した厚さ約１０００
Åの薄い窒化シリコン膜を用いた。

【００５１】また、配線溝５及びビアホール５ａの形成
には、ＲＩＥ法を用いた。具体的には、シリコン酸化膜
は、一般的なＣ_xＦ_yガスによる異方性プラズマエッチ
ング法でエッチングした。一方、シリコン窒化膜は、Ｃ
_xＨ_yＦ_zガスによる異方性プラズマエッチング法でエ
ッチングした。なお、これらエッチング法には、それぞ
れの膜に対して選択比が十分高いエッチャントを使用し
た。

【００５２】上層配線層１０及びプラグ１０ａ用の金属
には、下層配線層１と同じアルミニウムを使用し、バリ
アメタル層７には、ＴｉＮを使用した。なお、配線溝５
の幅は、０．２５〜１．０μｍ、深さは約３０００Åと
した。更に、ビアホール５ａの直径は、０．２５〜１．
０μｍ、深さは約１．０μｍとした。以下では、実施例
１の半導体装置の製造方法を図１（ａ）〜（ｆ）の断面
図を用いて説明する。

【００５３】シリコン基板上に所定のパターンで下層配
線層１を形成した。シリコン基板及び下層配線層１上
に、層間絶縁膜２及び拡散防止層３をこの順で堆積した
（図１（ａ）参照）。次に、耐エッチングマスクとして
レジストパターン４を拡散防止層３上に形成した。この
レジストパターン４を使用して、約１０００Åの拡散防
止層３を異方性プラズマエッチング法で除去し、続いて
層間絶縁膜２をその表面から約２０００Å異方性プラズ
マエッチング法で除去した。この結果、深さ約３０００
Åの配線溝５が形成された（図１（ｂ）参照）。

【００５４】レジストパターン４を除去した後、更にレ
ジストを塗布、露光及び現像することにより、ビアホー
ル形成用の開口部６ａを有するレジストパターン６を形
成した。なお、開口部６ａは、配線溝５より広い幅で形
成した。更に、このレジストパターン６を使用して、下
層配線層１を過剰に除去しない程度に開口部６ａ下の層
間絶縁膜２をエッチングすることにより、ビアホール５
ａを形成した（図１（ｃ）参照）。この後、レジストパ
ターン６をアッシングし、ＯＭＲ剥離液を使用すること
により除去した。

【００５５】次に、拡散防止層３、配線溝５及びビアホ
ール５ａを覆うように厚さ約１０００Åのバリアメタル
層７を堆積した（図１（ｄ）参照）。次いで、従来で
は、上層配線層を形成するが、本発明では、ビアホール
５ａの底部のバリアメタル層７をエッチバックにより除
去した。但し、全面をエッチバックすると配線溝５の底
部のバリアメタル層７まで除去されてしまうため、ビア
ホール５ａ上に開口部８ａを有するレジストパターン８
で覆った。なお、レジストパターン８の開口部８ａの幅
を、配線方向のみビアホール５ａの幅と合わせた（図１
（ｅ）参照）。ここで、レジストパターン８の開口部８
ａにおいて、拡散防止層３上のバリアメタル層７も除去
された。しかしながら、層間絶縁膜２は、拡散防止層３
が窒化シリコンからなるので、エッチングされず、露出
することはなかった。なお、層間絶縁膜２が露出する
と、上層配線層及びプラグを構成する金属が、層間絶縁
膜２中に拡散したり、層間絶縁膜２に含まれる酸素によ
り金属が酸化する恐れがある。また、ビアホール５ａの
側壁のバリアメタル層７は、エッチングされずに残るの
で、側壁から層間絶縁膜２中に拡散したり、層間絶縁膜
２に含まれる酸素により金属が酸化する恐れはなかっ
た。

【００５６】次に、アルミニウム膜９を、スパッタリン
グ法で全面に堆積させ、リフローすることにより配線溝
５及びビアホール５ａに埋め込んだ。更に、ＣＭＰ法に
より、層間絶縁膜２の表面のアルミニウム膜９及びバリ
アメタル層７を研磨して除去することにより上層配線層
１０及びプラグ１０ｂを形成した（図１（ｆ）参照）。
形成された上層配線層１０及びプラグ１０ｂは、下層配
線層１と同種の金属からなり、ビアホール５ａの底部で
プラグ１０ａと下層配線層１を直接接続することができ
た。このため、プラグ１０ａを構成する金属の結晶化を
容易に向上させることができた。

【００５７】次に、図２（ａ）〜（ｆ）の平面図を用い
て実施例１の半導体装置の製造方法を説明する。下層配
線層１（アルミニウム膜）、層間絶縁膜２（シリコン酸
化膜）及び拡散防止層３（シリコン窒化膜）が形成され
たシリコン基板上に、配線溝５を形成した。全面にレジ
ストを塗布した後、ビアホール５ａの形成用の開口部を
レジストに形成することによりレジストパターンを得
た。この開口部は、配線溝５に平行な方向より垂直な方
向の幅を広くした。レジストパターンをマスクとして、
層間絶縁膜２を下層配線層１が露出するまで除去し、レ
ジストパターンを除去すると、配線溝５の幅と同程度の
ビアホール５ａを自己整合的に形成することができた
（図２（ａ）参照）。

【００５８】次に、全面にバリアメタル層７（ＴｉＮ
膜）を形成した（図２（ｂ）参照）。次いで、すぐに上
層配線層を形成せずに、以下の方法でビアホール５ａの
底部のバリアメタル層７を除去した。即ち、レジストを
全面に塗布し、ビアホール５ａの底部のバリアメタル層
７を除去するための開口部８ａをレジストに形成するこ
とによりレジストパターン８を得た。この開口部８ａ
は、配線溝５に平行な方向より垂直な方向の幅を広くし
た。また、ビアホール５ａが形成されていない配線溝５
は、レジストで埋め込んだ。更に、配線溝５が形成され
ていない領域では、バリアメタル層７が残存することに
よる配線間の短絡を防ぐために、レジストを除去した
（図２（ｃ）参照）。

【００５９】次に、レジストパターン８を用いてＲＩＥ
法によりバリアメタル層７をエッチングした。この結
果、ビアホール５ａの底部のバリアメタル層７が除去さ
れ、下層配線層１が露出した（図２（ｄ）参照）。更
に、レジストパターン８を除去した（図２（ｅ）参
照）。図２（ｅ）から判るように、ビアホール５ａの底
部の下層配線層１が露出した部分を除けば、配線溝５の
殆どがバリアメタル層７で覆われていた。

【００６０】この後、アルミニウム膜９を、スパッタリ
ング法で全面に堆積させ、リフローすることにより配線
溝５及びビアホール５ａに埋め込んだ。更に、ＣＭＰ法
により、表面のアルミニウム膜９及びバリアメタル層７
を研磨して除去することにより上層配線層１０及びプラ
グ１０ａを形成した。実施例１により得られた半導体装
置のプラグ１０ａの抵抗を、ケルビン抵抗測定法により
測定した。更に、比較のために、ビアホール５ａの底部
のバリアメタル層７を除去しないこと以外は、実施例１
と同様に形成した従来の半導体装置（図３（ｅ）参照）
のプラグの抵抗も測定した。その結果、実施例１の半導
体装置は、従来の半導体装置に比べて、ビアホールの底
部のバリアメタル層の厚さ分だけ寄生抵抗が除かれてい
ることが確認できた。これは、ビアホールの底部のバリ
アメタル層の抵抗がアルミニウム膜の抵抗と置き換わる
ためである。また、プラグの抵抗も、従来の半導体装置
と比較して、１０分の１以下にすることができた。この
理由は、寄生抵抗が除かれていることに加えて、実施例
１のプラグの結晶性が向上したためである。

【００６１】更に、実施例１と従来の半導体装置のプラ
グに長時間電流を流した後、プラグのエレクトロマイグ
レーションの発生を、プラグの断面を観察することによ
り評価した。その結果、従来の半導体装置は、プラグを
構成するバリアメタル層がストレスにより破れ、バリア
メタル層と接触する下層配線層にスパイクやボイドが発
生した。これに対して、実施例１の半導体装置では、プ
ラグに変化はなく、下層配線層にスパイクやボイドの発
生もなかった。この理由は、実施例１の半導体装置には
プラグの底部にバリアメタル層がないため、異種金属間
のストレスが生じないこと、及び、プラグと下層配線層
を構成する金属が同じであるため、エレクトロマイグレ
ーションによる局所的なボイドがプラグと下層配線層を
構成する金属によりリカバー（再埋め込み）されるため
であると考えられる。

【００６２】実施例２下層配線層１、プラグ１０ａ及び上層配線層１０を構成
する金属を銅に換えること以外は実施例１と同様にして
半導体装置を製造した。また、比較のために、ビアホー
ル５ａの底部のバリアメタル層７を除去しないこと以外
は、実施例２と同様にして従来の半導体装置を製造し
た。

【００６３】実施例２及び従来の半導体装置のプラグの
抵抗とエレクトロマイグレーションの発生の評価を実施
例１と同様にして評価した。その結果、実施例１と同様
に、実施例２の半導体装置は、従来の半導体装置に比べ
て、プラグの抵抗が低く、下層配線層にスパイクやボイ
ドの発生もなかった。また、プラグの結晶性も向上して
いた。

【００６４】実施例３実施例１の図１（ａ）〜（ｄ）と同様にして、拡散防止
層３及びビアホール５ａを厚さ１０００Åのバリアメタ
ル層７で覆った（図３（ａ）〜（ｃ）参照）。次に、レ
ジストを全面に塗布し、ビアホール５ａの底部のバリア
メタル層７を除去するための開口部８ａをレジストに形
成することによりレジストパターン８を得た（図４
（ａ）参照）。レジストパターン８を使用して、ＲＩＥ
法によりビアホール５ａの底部のバリアメタル層７を除
去した。ここで、エッチャントにはＣｌ₂ガスを使用し
た。また、ＲＩＥ法では、ビアホール５ａの底部の下部
配線層１を１００Åエッチングすることにより、バリア
メタル層７を完全に除去した（図４（ｂ）参照）。図４
（ｂ）から明らかなように、ビアホール５ａの側壁には
バリアメタル層７が存在する。一方、層間絶縁膜２上に
は拡散防止層３が存在している。そのため、後に形成さ
れるプラグ１０ａ及び上層配線層１０を構成する金属
が、層間絶縁膜２に拡散することを防止することができ
た。この後、レジストパターン８を除去した（図３
（ｄ）参照）。

【００６５】次に、アルミニウム膜９を積層した（図３
（ｅ）参照）。アルミニウム膜９は、ビアホール５ａ内
にも埋め込まれ、その結果ビアホール５ａ内にプラグ１
０ａが形成された。次いで、通常のパターニング処理で
上層配線層１０を形成することにより、半導体装置を製
造した（図３（ｆ）参照）。

【００６６】得られた半導体装置を実施例１と同様にし
て評価した。また、比較のために、ビアホール５ａの底
部のバリアメタル層７を除去しないこと以外は、実施例
３と同様にして従来の半導体装置を製造した。その結
果、実施例１と同様に、実施例３の半導体装置は、従来
の半導体装置に比べて、プラグの抵抗が低く、下層配線
層にスパイクやボイドの発生もなかった。また、プラグ
の結晶性も向上していた。

【００６７】実施例４下層配線層１、プラグ１０ａ及び上層配線層１０を構成
する金属を銅に換えること以外は実施例３と同様にして
半導体装置を製造した。また、比較のために、ビアホー
ル５ａの底部のバリアメタル層７を除去しないこと以外
は、実施例４と同様にして従来の半導体装置を製造し
た。

【００６８】実施例４及び従来の半導体装置のプラグの
抵抗とエレクトロマイグレーションの発生の評価を実施
例１と同様にして評価した。その結果、実施例１と同様
に、実施例４の半導体装置は、従来の半導体装置に比べ
て、プラグの抵抗が低く、下層配線層にスパイクやボイ
ドの発生もなかった。また、プラグの結晶性も向上して
いた。

【００６９】実施例５ＢＰＳＧからなる絶縁膜１１上に
下層配線層１を形成した。ここで、下層配線層１は、５
００ÅのＴｉＮ膜１ａ、５０００ÅのＡｌＣｕ膜１ｂ及
び３００ÅのＴｉＮ膜１ｃからなる。次に、ＴＥＯＳを
原料としてプラズマＣＶＤ（ＰＣＶＤ）法により酸化シ
リコンからなる層間絶縁膜２を形成した。次いで、下層
配線層１上の層間絶縁膜２に、ビアホール５ａ（ホール
直径０．６μｍ、深さ０．６μｍ）を形成した（図５
（ａ）参照）。

【００７０】次に、下層配線層１上の自然酸化膜を除去
するために、酸化膜相当で１５０Å程度、Ａｒにより逆
スパッタした。この後、全面にＴｉＮ膜７ａを５００Å
積層した（図５（ｂ）参照）。更に、全面にブランケッ
トＷ−ＣＶＤ法により約１５００ÅのＷ膜７ｂを積層し
た（図５（ｃ）参照）。なお、ＴｉＮ膜７ａ及びＷ膜７
ｂは、バリアメタル層７として機能する。

【００７１】次いで、エッチバックにより、下層配線層
１の上部のＴｉＮ膜７ａ及びＷ膜７ｂ、及びビアホール
５ａの側壁以外のＷ膜７ｂを除去した（図５（ｄ）参
照）。なお、下層配線層１の上部のＴｉＮ膜７ａ及びＷ
膜７ｂの厚さは、それぞれ１００Å及び１０００Å程度
であり、下層配線層１を構成するＴｉＮ膜１ｃの厚さ
は、３００Åである。そのため、選択比Ｗ／ＴｉＮが２
程度（エッチングガスの流量ＳＦ₆／Ａｒ＝８０ｓｃｃ
ｍ／４０ｓｃｃｍ）、圧力１６５ｍＴｏｒｒ、ＲＦパワ
ー２５０Ｗの条件下でエッチバックを行った。

【００７２】次に、４５０℃の温度及び７０ＭＰａの圧
力からなる高温高圧の条件下で、ＡｌＣｕ膜９ａとＴｉ
Ｎ膜９ｂをスパッタ法により形成した。この後、ＡｌＣ
ｕ膜９ａとＴｉＮ膜９ｂを所望のパターンに、通常の方
法によりエッチングすることにより、プラグ１０ａ及び
上層配線層１０を形成して、実施例５の半導体装置を製
造することができた（図５（ｅ）参照）。また、比較の
ために、ビアホール５ａの底部のバリアメタル層７を除
去しないこと以外は、実施例５と同様にして従来の半導
体装置を製造した。

【００７３】実施例５及び従来の半導体装置のプラグの
抵抗とエレクトロマイグレーションの発生の評価を実施
例１と同様にして評価した。その結果、実施例１と同様
に、実施例５の半導体装置は、従来の半導体装置に比べ
て、プラグの抵抗が低く、下層配線層にスパイクやボイ
ドの発生もなかった。また、プラグの結晶性も向上して
いた。

【００７４】また、実施例５の半導体装置は、プラグ１
０ａの側壁がＷ膜７ａにより覆われているため、プラグ
１０ａ自体にボイドが発生しても、プラグ１０ａの抵抗
の上昇を抑えることができた。この理由は、ＴｉＮ、Ｔ
ｉ及びＴｉＮ／Ｔｉ等の比抵抗が６０〜１００μΩｃｍ
であるのに比べて、Ｗの比抵抗が１５μΩｃｍと低いた
めである。従って、プラグ１０ａの側壁をＷ膜７ｂで覆
うことにより、配線の信頼性をより高めることができ
た。

【００７５】

【発明の効果】本発明の半導体装置は、上層配線層と下
層配線層がバリアメタル層を介することなく、プラグに
より直接接続されているため、従来の半導体装置で存在
するバリアメタル層による寄生抵抗は存在しない。ま
た、バリアメタル層により、プラグを構成する金属の結
晶性が阻害されないので、良好な結晶性を保つことがで
きる。従って、上層配線層と下層配線層との間の抵抗を
従来より格段に低減することができる。

【００７６】また、上層配線層と下層配線層がバリアメ
タル層を介することなく、プラグにより直接接続されて
いるため、エレクトロマイグレーションやストレスによ
る断線を防止することができ、配線の信頼性を向上させ
ることができる。更に、上層配線層、下層配線層及びプ
ラグからなる配線を同一金属により形成すれば、配線中
の金属の移動の需給バランスの不良が原因と考えられて
いるエレクトロマイグレーションへの耐性を向上させる
ことができる。

【００７７】また、プラグ側にＷ膜が存在するバリアメ
タル層を使用すれば、以下の理由により、配線の信頼性
を更に高めることができる。即ち、Ｔｉ又はその化合物
のみからなるバリアメタル層は、比抵抗が６０〜１００
μΩｃｍと比較的高いため、もしプラグ内でボイドが発
生するとプラグの抵抗が急激に高くなる。しかしなが
ら、Ｗの比抵抗は約１５μΩｃｍと比較的低いため、プ
ラグ内でボイドが発生してもプラグの抵抗の上昇を抑え
ることが可能なためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体装置の製造方法の概略工程断面
図である。

【図２】本発明の半導体装置の製造方法の概略工程平面
図である。

【図３】本発明の半導体装置の製造方法の概略工程断面
図である。

【図４】図３の半導体装置の製造方法の要部拡大図であ
る。

【図５】本発明の半導体装置の製造方法の概略工程断面
図である。

【図６】従来の半導体装置の製造方法の概略工程断面図
である。

【図７】従来の半導体装置の製造方法の概略工程断面図
である。

【図８】従来の半導体装置の製造方法の概略工程平面図
である。

【図９】従来の半導体装置の製造方法の概略工程断面図
である。

【図１０】従来の半導体装置の製造方法の概略工程断面
図である。

【符号の説明】１、６１、７１、９１、１０１下層配線層１ａ、１ｃ、７ａ、９ｂ、９１ａＴｉＮ膜１ｂ、９ａ、９１ｂＡｌＣｕ膜２、６２、７２、９２、１０２層間絶縁膜３、７３拡散防止層４、６、８、６４、７４、７６レジストパターン５、７５配線溝５ａ、６５、７５ａ、９３、１０３ビアホール６ａ、８ａ、７６ａ開口部７、６３、７７、９４、１０４バリアメタル層７ｂ、９１ｃＷ膜９アルミニウム膜１０、６７、７９、９７、１０７上層配線層１０ａ、６７ａ、７９ａ、９６、１０７ａプラグ６０デバイス層６６、７８金属膜９５、１０５密着層９８保護膜１０６濡れ層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも下層配線層、層間絶縁膜及び
上層配線層をこの順で有し、下層配線層から上層配線層
に向かって層間絶縁膜を貫通するように形成されたビア
ホールと、ビアホール内に形成されたプラグと、プラグ
と層間絶縁膜間に形成されたバリアメタル層とを備えて
なり、下層配線層と上層配線層がプラグと直接接するこ
とを特徴とする半導体装置。
【請求項２】上層配線層が、層間絶縁膜に埋め込ま
れ、上層配線層と層間絶縁膜の上面が、同一平面であり
かつ略平坦である請求項１の装置。
【請求項３】下層配線層、上層配線層及びプラグが、
同じ材料からなる請求項１又は２の装置。
【請求項４】上層配線層と層間絶縁膜との間に、上層
配線層を構成する材料が層間絶縁膜に拡散することを防
ぐ拡散防止層が形成されてなる請求項１〜３いずれか１
つの装置。
【請求項５】バリアメタル層が、Ｗ、Ｔｉ、ＴｉＮ又
はそれらの積層体である請求項１〜４いずれか１つの装
置。
【請求項６】バリアメタル層が少なくともＷ膜を含
み、Ｗ膜がプラグと接する請求項５の装置。
【請求項７】下層配線層上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜の表面から下層配線層に向かって層間絶縁膜
を貫通するようにビアホールを形成し、層間絶縁膜の表面とビアホールの側壁及び底部にバリア
メタル層を形成し、ビアホールの底部のバリアメタル層を下層配線層が露出
するまで除去した後、プラグ及び上層配線層を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】下層配線層上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜の表面から下層配線層に向かって層間絶縁膜
を貫通しないように上層配線層形成用の配線溝を、層間
絶縁膜の表面から下層配線層に向かって層間絶縁膜を貫
通するようにビアホールを形成し、層間絶縁膜の表面、配線溝及びビアホールの側壁及び底
部にバリアメタル層を形成し、ビアホールの底部のバリアメタル層を下層配線層が露出
するまで除去した後、上層配線層形成用の材料を全面に堆積させることによ
り、上層配線層とプラグとを同時に形成することを特徴
とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】下層配線層上に層間絶縁膜を形成した
後、ビアホールを形成する前に、層間絶縁膜上に上層配
線層を構成する材料が層間絶縁膜に拡散することを防ぐ
拡散防止層を形成する請求項７又は８の製造方法。