半导体装置及其制造方法

摘要

本发明之目的系在具有铜布线及连接栓塞的布线构造中，可一面抑制布线及连接栓塞的电阻上升，而一面抑制应力迁移引起的空隙的产生。作为解决手段，系在形成于第1绝缘膜1内的第1铜布线2上，介由障壁绝缘膜4，形成第2层间绝缘膜5。在第2层间绝缘膜5内形成第2铜布线6及铜连接栓塞7。在第1铜布线2上部，在仅连接着连接栓塞7的部分形成铜之合金层10。

主权项

1.一种半导体装置,其特征为具备:布线,其以铜为主要成份;连接栓塞,其连接于上述布线上,且以铜为主要成份;及合金层,其在仅形成于连接上述布线上部之上述连接栓塞的部分的铜中添加指定金属元素;上述指定金属元素系包含Cr、Zr、Zn、Sc、Y、In、Sn、Mg、Co、Ag、W、Ti、Al中至少一种;在上述连接栓塞之侧壁不存在依上述指定金属元素而成的合金层。2.一种半导体装置之制造方法,其特征为具备:(a)在半导体基板上的第1绝缘膜内形成以铜为主要成份的布线的步骤;(b)在上述第1绝缘膜上形成第2绝缘膜,在上述第2绝缘膜形成到达上述布线的通孔的步骤;(c)将形成有上述通孔的第2绝缘膜作为遮罩,藉由植入包含Cr、Zr、Zn、Sc、Y、In、Sn、Mg、Co、Ag、W、Ti、Al中至少一种的指定离子,在上述通孔内之上述布线上部形成铜合金层的步骤;及(d)在上述通孔内形成以铜为主要成份的连接栓塞的步骤。3.一种半导体装置之制造方法,其特征为具备:(a)在半导体基板上的第1绝缘膜内形成以铜为主要成份的布线的步骤;(b)在上述第1绝缘膜上形成第2绝缘膜,在上述第2绝缘膜形成到达上述布线的通孔的步骤;(c)在曝露于上述通孔内之上述布线上选择性沉积包含Cr、Zr、Zn、Sc、Y、In、Sn、Mg、Co、Ag、W、Ti、Al中至少一种的指定金属膜的步骤;(d)藉由热处理使上述布线与上述金属膜反应,在上述通孔内之上述布线上部形成铜合金层的步骤;及(e)在上述通孔内形成以铜为主要成份的连接栓塞的步骤。4.一种半导体装置之制造方法,其特征为具备:(a)在半导体基板上的第1绝缘膜内形成以铜为主要成份的布线的步骤;(b)在上述第1绝缘膜上形成第2绝缘膜,在上述第2绝缘膜形成到达上述布线的通孔的步骤;(c)在上述通孔内沉积包含Cr、Zr、Zn、Sc、Y、In、Sn、Mg、Co、Ag、W、Ti、Al中至少一种的指定金属膜的步骤;(d)藉由热处理使上述布线与上述金属膜反应,在上述通孔内之上述布线上部形成铜合金层的步骤;(e)除去上述步骤(d)中尚有未反应的上述金属膜的步骤;及(f)在上述通孔内形成以铜为主要成份的连接栓塞的步骤。5.如申请专利范围第4项之半导体装置之制造方法,其中,在上述步骤(c)之前,执行(g)藉由将形成上述通孔的第2绝缘膜作为遮罩植入指定的离子,以将曝露于上述通孔内之上述布线上部非晶质化的步骤。图式简单说明:图1为显示本发明之半导体装置的布线构造的示意图。图2为说明实施形态1之半导体装置的制造方法用的说明图。图3为说明实施形态1之半导体装置的制造方法用的说明图。图4为说明实施形态1之半导体装置的制造方法用的说明图。图5为说明实施形态1之半导体装置的制造方法用的说明图。图6为说明实施形态1之半导体装置的制造方法用的说明图。图7为说明实施形态1之半导体装置的制造方法用的说明图。图8为说明实施形态1之半导体装置的制造方法用的说明图。图9为显示实施形态1之变化例的图。图10为说明实施形态2之半导体装置的制造方法用的说明图。图11为说明实施形态2之半导体装置的制造方法用的说明图。图12为说明实施形态3之半导体装置的制造方法用的说明图。图13为说明实施形态3之半导体装置的制造方法用的说明图。图14为说明实施形态3之半导体装置的制造方法用的说明图。