(57)【要約】【課題】半導体基板の側面側から照射されるＸ線を遮蔽可能な半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板上に設けられたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に設けられたゲート電極と、ゲート電極に隣接して半導体基板に設けられたソース・ドレイン領域と、ゲート電極及びソース・ドレイン領域を囲むように設けられた素子分離領域と、素子分離領域を囲むように半導体基板に設けられたガードリングと、ゲート電極、ソース・ドレイン領域、素子分離領域、及びガードリングを覆うように設けられた層間絶縁膜と、素子分離領域を囲み、ガードリングの表面を露出するように層間絶縁膜に設けられたライン状のコンタクトトレンチと、コンタクトトレンチの内側面及び底面を覆うように設けられたＸ線を遮蔽可能なバリアメタル膜と、バリアメタル膜を介してガードリングと電気的に接続された金属膜とを備える。【選択図】図２
2019186473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に設けられたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に設けられたゲート電極と、
前記ゲート電極に隣接して前記半導体基板に設けられたソース・ドレイン領域と、
前記ゲート電極及び前記ソース・ドレイン領域を囲むように設けられた素子分離領域と、
前記素子分離領域を囲むように前記半導体基板に設けられたガードリングと、
前記ゲート電極、前記ソース・ドレイン領域、前記素子分離領域、及び前記ガードリングを覆うように設けられた第１の層間絶縁膜と、
前記素子分離領域を囲み、前記ガードリングの表面を露出するように前記第１の層間絶縁膜に設けられたライン状のコンタクトトレンチと、
前記コンタクトトレンチの内側面及び底面を覆うように設けられたＸ線を遮蔽可能な第１のバリアメタル膜と、
前記第１のバリアメタル膜を介して前記コンタクトトレンチ内に埋め込まれた第１のプラグ部及び前記第１のプラグ部と接続されて前記第１の層間絶縁膜上に設けられた第１の配線部を含み、前記ガードリングと電気的に接続された第１の金属膜とを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１の層間絶縁膜上において、少なくとも前記ゲート絶縁膜と平面視で重なる領域に設けられたＸ線を遮蔽可能な第２のバリアメタル膜と、
前記第２のバリアメタル膜上に設けられ、前記第１の配線部と同一の金属配線層の一部を構成する第２の配線部とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１のバリアメタル膜と前記第２のバリアメタル膜とが同一の材料であることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記ソース・ドレイン領域の表面を露出するように前記第１の層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールと、
前記コンタクトホールの内側面及び底面を覆うように設けられた前記第１のバリアメタル膜と同一材料の第３のバリアメタル膜と、
前記第３のバリアメタル膜を介して前記コンタクトホール内に埋め込まれた第２のプラグ部及び前記第２のプラグ部と接続されて前記第１の層間絶縁膜上に設けられた前記第１の配線部と同一の金属配線層の一部を構成する第３の配線部を含み、前記ソース・ドレイン領域と電気的に接続された前記第１の金属膜と同一材料の第２の金属膜とをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１の層間絶縁膜上に前記第１の配線部を覆うように設けられた第２の層間絶縁膜と、
前記第２の層間絶縁膜上において、少なくとも前記ゲート絶縁膜と平面視で重なる領域に設けられたＸ線を遮蔽可能な第２のバリアメタル膜と、
前記第２のバリアメタル膜上に設けられた第２の配線部とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１のバリアメタル膜がチタンタングステンを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極に隣接するように半導体基板にソース・ドレイン領域を形成する工程と、
前記ゲート電極及び前記ソース・ドレイン領域が形成される領域を囲むように素子分離領域を形成する工程と、
前記素子分離領域を囲むように前記半導体基板にガードリングを形成する工程と、
前記ゲート電極、前記ソース・ドレイン領域、前記素子分離領域、及び前記ガードリングを覆うように第１の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記素子分離領域を囲み、前記ガードリングの表面を露出するように前記第１の層間絶縁膜にライン状のコンタクトトレンチを形成する工程と、
前記コンタクトトレンチの内側面及び底面を覆うようにＸ線を遮蔽可能な第１のバリアメタル膜を形成する工程と、
前記第１のバリアメタル膜を介して前記コンタクトトレンチ内に埋め込まれた第１のプラグ部及び前記第１のプラグ部と接続されて前記第１の層間絶縁膜上に形成された第１の配線部とを含み、前記ガードリングと電気的に接続された第１の金属膜を形成する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１のバリアメタル膜を形成する工程及び前記第１の金属膜を形成する工程は、
前記コンタクトトレンチの内側面及び底面、並びに前記第１の層間絶縁膜上にＸ線を遮蔽可能なバリアメタル層を形成する工程と、
前記バリアメタル層を介して、前記コンタクトトレンチ内及び前記第１の層間絶縁膜上に金属層を形成する工程と、
前記金属層上の少なくとも前記コンタクトトレンチと平面視で重なる領域に選択的にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記金属層及び前記バリアメタル層をエッチングすることにより、前記コンタクトトレンチ内に前記バリアメタル層を残存させて前記第１のバリアメタル膜を形成するとともに、前記第１の金属膜を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１のバリアメタル膜を形成する工程及び前記第１の金属膜を形成する工程において、
前記レジストパターンが前記金属層上の少なくとも前記ゲート絶縁膜と平面視で重なる領域にも選択的に形成され、
前記レジストパターンをマスクとして前記金属層及び前記バリアメタル層をエッチングすることにより、少なくとも前記ゲート絶縁膜と平面視で重なる領域に前記バリアメタル層が残存して第２のバリアメタル膜が形成されるとともに、前記第２のバリアメタル膜上に前記金属層が残存して前記第１の配線部と同一の金属配線層の一部を構成する第２の配線部が形成されることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記ソース・ドレイン領域の表面を露出するように前記第１の層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程をさらに備え、
前記第１のバリアメタル膜を形成する工程及び前記第１の金属膜を形成する工程において、
前記バリアメタル層が前記コンタクトホールの内側面及び底面上にも形成され、
前記レジストパターンが前記金属層上の少なくとも前記コンタクトホールと平面視で重なる領域にも選択的に形成され、
前記レジストパターンをマスクとして前記金属層及び前記バリアメタル層をエッチングすることにより、前記コンタクトホール内に前記バリアメタル層が残存して第３のバリアメタル膜が形成されるとともに、前記金属層が残存して、前記第コンタクトホール内に前記第３のバリアメタル膜を介して埋め込まれた第２のプラグ部及び前記第２のプラグ部と接続されて前記第１の層間絶縁膜上に設けられた前記第１の配線部と同一の金属配線層の一部を構成する第３の配線部を含み、前記ソース・ドレイン領域と電気的に接続された第２の金属膜が形成されることを特徴とする請求項８又は９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の層間絶縁膜上に前記第１の配線部を覆うように第２の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の層間絶縁膜上において、少なくとも前記ゲート絶縁膜と平面視で重なる領域にＸ線を遮蔽可能な第２のバリアメタル膜を形成する工程と、
前記第２のバリアメタル膜上に第２の配線部を形成する工程とをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第１のバリアメタル膜がチタンタングステンを含むことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の検査工程において、半導体装置内部、特にパッケージ内部のリードフレームと半導体チップとを結線しているボンディングワイヤの断線検査や、樹脂パッケージ内部の空隙検査、半導体装置と実装基板との実装状態の検査のため、非破壊検査としてＸ線照射の手法が広く用いられている。
【０００３】
しかし、半導体装置内の半導体基板上に設けられたゲート絶縁膜に多量のＸ線が照射されると、半導体装置の電気特性が恒久的に変動してしまうことが知られている。この問題への対策として、特許文献１では、半導体装置の最上保護層の上に新たに金属層を設け、この金属層をＸ線遮蔽膜として利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１６９８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年では半導体基板に平行な方向からＸ線を照射する検査装置が用いられることも多くなっており、特許文献１の構造では、このような半導体基板に平行な方向からのＸ線を遮蔽することは困難である。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、Ｘ線による検査において、Ｘ線が半導体基板に平行な方向、すなわち半導体基板の側面側から照射された場合でも、Ｘ線を遮蔽してゲート絶縁膜にＸ線が照射されることを防止することが可能な半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の半導体装置は、半導体基板上に設けられたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に設けられたゲート電極と、前記ゲート電極に隣接して前記半導体基板に設けられたソース・ドレイン領域と、前記ゲート電極及び前記ソース・ドレイン領域を囲むように設けられた素子分離領域と、前記素子分離領域を囲むように前記半導体基板に設けられたガードリングと、前記ゲート電極、前記ソース・ドレイン領域、前記素子分離領域、及び前記ガードリングを覆うように設けられた層間絶縁膜と、前記素子分離領域を囲み、前記ガードリングの表面を露出するように前記層間絶縁膜に設けられたライン状のコンタクトトレンチと、前記コンタクトトレンチの内側面及び底面を覆うように設けられたＸ線を遮蔽可能なバリアメタル膜と、前記バリアメタル膜を介して前記コンタクトトレンチ内に埋め込まれたプラグ部及び前記プラグ部と接続されて前記層間絶縁膜上に設けられた配線部を含み、前記ガードリングと電気的に接続された金属膜とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極に隣接するように半導体基板にソース・ドレイン領域を形成する工程と、前記ゲート電極及び前記ソース・ドレイン領域が形成される領域を囲むように素子分離領域を形成する工程と、前記素子分離領域を囲むように前記半導体基板にガードリングを形成する工程と、前記ゲート電極、前記ソース・ドレイン領域、前記素子分離領域、及び前記ガードリングを覆うように層間絶縁膜を形成する工程と、前記素子分離領域を囲み、前記ガードリングの表面を露出するように前記層間絶縁膜にライン状のコンタクトトレンチを形成する工程と、前記コンタクトトレンチの内側面及び底面を覆うようにＸ線を遮蔽可能なバリアメタル膜を形成する工程と、前記バリアメタル膜を介して前記コンタクトトレンチ内に埋め込まれたプラグ部及び前記プラグ部と接続されて前記層間絶縁膜上に形成された配線部とを含み、前記ガードリングと電気的に接続された金属膜を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、半導体基板に設けられたガードリングと電気的に接続される金属膜を形成するために層間絶縁膜に設けられたライン状のコンタクトトレンチを設け、該コンタクトトレンチの内側面を覆うようにＸ線を遮蔽可能なバリアメタル膜を形成しているため、Ｘ線による検査において、半導体基板の側面側からＸ線が照射された場合に、Ｘ線がゲート絶縁膜に照射されることを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の半導体装置の構造を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態の半導体装置の構造を示す断面図である。
【図３】図１及び図２に示す半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図４】図１及び図２に示す半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図５】図１及び図２に示す半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図６】図１及び図２に示す半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図７】図１及び図２に示す半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図８】図１及び図２に示す半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図９】図１及び図２に示す半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１０】本発明の実施形態の第一の変形例による半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１１】図１０に示す半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１２】図１０に示す半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１３】図１０に示す半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１４】本発明の実施形態の第二の変形例による半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１５】図１４に示す半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１６】図１４に示す半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１７】図１４に示す半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１８】図１４に示す半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１９】図１４に示す半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態の半導体装置１００の構造を説明するための概略平面図であり、図２は、図１に示すＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【００１３】
図１及び図２に示すように、本実施形態の半導体装置１００は、半導体基板１０１と、半導体基板１０１に設けられたＰ型のウェル１０２と、半導体基板１０１の素子形成領域を取り囲むように設けられた素子分離領域１０３と、素子形成領域において半導体基板１０１上に設けられたゲート絶縁膜１０４と、ゲート絶縁膜１０４上に設けられたゲート電極１０５と、ゲート電極１０５に隣接して半導体基板１０１に設けられたＮ型拡散層からなるソース・ドレイン領域１０６と、素子分離領域１０３を囲むように半導体基板１０１に設けられたＰ型拡散層からなるガードリング１０７と、ゲート電極１０５、ソース・ドレイン領域１０６、素子分離領域１０３及びガードリング１０７を覆うように設けられた層間絶縁膜１０８と、素子分離領域１０３を囲み、ガードリング１０７の表面を露出するように層間絶縁膜１０８に設けられたライン状のコンタクトトレンチ１１０ｔと、コンタクトトレンチ１１０ｔの内側面及び底面を覆うように設けられたＸ線を遮蔽可能なバリアメタル膜１１０と、バリアメタル膜１１０を介してコンタクトトレンチ１１０ｔ内に埋め込まれたプラグ部１１１ｐ及びプラグ部１１１ｐと接続されて層間絶縁膜１０８上に設けられた配線部１１１ｗを含み、ガードリング１０７と電気的に接続された金属膜１１１とを備えている。ここで、ガードリング１０７は、ウェル１０２に電位を供給するために設けられている。
【００１４】
層間絶縁膜１０８には、ソース・ドレイン領域１０６の表面を露出するコンタクトホール１０９ｈが設けられ、該コンタクトホール１０９ｈ内にコンタクトプラグ１０９が埋め込まれている。
【００１５】
半導体装置１００は、さらに、層間絶縁膜１０８上において、少なくともゲート絶縁膜１０４と平面視で重なる領域に設けられたＸ線を遮蔽可能なバリアメタル膜１１２と、コンタクトプラグ１０９上に設けられたバリアメタル膜１１４と、バリアメタル膜１１２及び１１４上にそれぞれ設けられ、配線部１１１ｗと同一の金属配線層の一部を構成する配線部１１３及び１１５を備えている。バリアメタル膜１１０、１１２、及び１１４は、いずれもＸ線を遮蔽可能な同一の材料からなり、本実施形態では、チタンタングステンを含む膜で形成されている。
【００１６】
以上のように構成された半導体装置１００によれば、ガードリング１０７と配線部１１１ｗとを電気的に接続する部分を、層間絶縁膜１０８にライン状のコンタクトトレンチ１１０ｔを設け、コンタクトトレンチ１１０ｔの内側面を覆うようにＸ線を遮蔽可能なバリアメタル膜１１０を設け、バリアメタル膜１１０を介してプラグ部１１１ｐを形成した構成としていることにより、Ｘ線による検査において、半導体基板１０１に対して平行な方向、すなわち側面方向からのＸ線を遮蔽し、ゲート絶縁膜１０４にＸ線が照射されることを防止することができる。
【００１７】
また、本実施形態においては、層間絶縁膜１０８上におけるゲート絶縁膜１０４と平面視で重なる領域にＸ線を遮蔽可能なバリアメタル膜１１２が設けられていることにより、半導体基板１０１の上面方向からＸ線を照射する検査装置を用いた場合でも、Ｘ線がゲート絶縁膜１０４に照射されることを防止できる。
【００１８】
次に、図１及び図２に示す半導体装置１００の製造方法について、図３乃至９に示す工程断面図を用いて説明する。
【００１９】
まず、図３に示すように、半導体基板１０１に素子形成領域を取り囲むように、例えばＬＯＣＯＳ法により素子分離領域１０３を形成する。次に、半導体基板１０１にＰ型の不純物を導入して、Ｐ型のウェル１０２を形成する。次に、半導体基板１０１上に絶縁膜及びポリシリコン膜を順次形成した後、当該絶縁膜とポリシリコン膜の積層膜をフォトリソグラフィ及びエッチングによりパターニングすることにより、素子形成領域における半導体基板１０１上にゲート絶縁膜１０４及びゲート電極１０５を形成する。次に、ゲート電極１０５をマスクとしてＮ型の不純物をイオン注入することにより、半導体基板１０１にソース・ドレイン領域１０６を形成する。その後、素子分離領域１０３に囲まれた素子形成領域を覆うレジストパターン（図示せず）をマスクとしてＰ型の不純物をイオン注入することにより、半導体基板１０１にＰ型のガードリング１０７を形成する。
【００２０】
次に、図４に示すように、ゲート電極１０５、ソース・ドレイン領域１０６、素子分離領域１０３及びガードリング１０７を覆うように全面に層間絶縁膜１０８を形成する。
【００２１】
次に、図５に示すように、層間絶縁膜１０８上に、ソース・ドレイン領域１０６と平面視で重なる領域に開口を有するレジストパターン１２１を形成し、該レジストパターン１２１をマスクとして層間絶縁膜１０８をエッチングすることにより、ソース・ドレイン領域１０６の表面を露出するコンタクトホール１０９ｈを形成する。
【００２２】
レジストパターン１２１を除去した後、コンタクトホール１０９ｈ内及び層間絶縁膜１０８上に導電膜を形成し、層間絶縁膜１０８上の導電膜をエッチバックにより除去してコンタクトホール１０９ｈ内のみに導電膜を残存させることにより、図６に示すように、コンタクトホール１０９ｈに埋め込まれたコンタクトプラグ１０９を形成する。
【００２３】
次に、図７に示すように、ガードリング１０７と平面視で重なる領域に開口を有するレジストパターン１２２を形成し、該レジストパターン１２２をマスクとして層間絶縁膜１０８をエッチングすることにより、ガードリング１０７の表面を露出するコンタクトトレンチ１１０ｔを形成する。
【００２４】
レジストパターン１２２を除去した後、図８に示すように、コンタクトトレンチ１１０ｔの内側面及び底面と、層間絶縁膜１０８の上面とを覆うように、Ｘ線を遮蔽可能な材料であるチタンタングステンを含むバリアメタル層１２３を形成する。
【００２５】
続いて、図９に示すように、バリアメタル層１２３を介して、コンタクトトレンチ１１０ｔ内及び層間絶縁膜１０８上に金属層１２４を形成する。次に、金属層１２４上において、コンタクトトレンチ１１０ｔ、コンタクトホール１０９ｈ、及びゲート絶縁膜１０４それぞれと平面視で重なる領域を選択的に覆うレジストパターン１２５を形成する。
【００２６】
その後、レジストパターン１２５をマスクとして金属層１２４及びバリアメタル層１２３をエッチングによりパターニングすることにより、図２に示すバリアメタル膜１１０、１１２、及び１１４と、プラグ部１１１ｐと配線部１１１ｗとからなる金属膜１１１、配線部１１３、及び配線部１１５とを同時に形成する。
【００２７】
以上のようにして、図１及び図２に示す半導体装置１００が形成される。
【００２８】
このように、本実施形態の半導体装置１００の製造方法によれば、半導体基板１０１の側面方向からのＸ線を遮蔽するためのバリアメタル膜１１０と、半導体基板１０１の上面方向からのＸ線を遮蔽するためのバリアメタル膜１１２とを同一工程で同時に形成することができるという利点がある。
【００２９】
図１０は、本発明の実施形態の第一の変形例による半導体装置２００の構造を説明するための断面図である。なお、図１及び図２に示す半導体装置１００と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００３０】
第一の変形例の半導体装置２００では、層間絶縁膜１０８のソース・ドレイン領域１０６を露出するコンタクトホール２０９ｈの開口面積が図２に示す半導体装置１００におけるコンタクトホール１０９ｈよりも大きくなっており、コンタクトホール２０９ｈの内側面及び底面を覆うようにＸ線を遮蔽可能なバリアメタル膜２１４が設けられている。コンタクトホール２０９ｈ内には、バリアメタル膜２１４を介してプラグ部２１５ｐが埋め込まれ、さらに、プラグ部２１５ｐと接続された配線部２１５ｗが層間絶縁膜１０８上に設けられ、プラグ部２１５ｐと配線部２１５ｗとにより金属膜２１５が構成されている。配線部２１５ｗは、配線部１１１ｗ及び１１３と同一の金属配線層の一部を構成している。
【００３１】
次に、図１０に示す半導体装置２００の製造方法について、図１１乃至１３に示す工程断面図を用いて説明する。
【００３２】
半導体装置２００の製造方法は、図４に示す層間絶縁膜１０８を形成する工程までは半導体装置１００の製造方法と同様である。
【００３３】
図４の工程の後、図１１に示すように、層間絶縁膜１０８上に、ソース・ドレイン領域１０６及びガードリング１０７と平面視で重なる領域に開口を有するレジストパターン２２１を形成し、該レジストパターン２２１をマスクとして層間絶縁膜１０８をエッチングすることにより、ソース・ドレイン領域１０６及びガードリング１０７の表面それぞれを露出するコンタクトホール２０９ｈ及びコンタクトトレンチ１１０ｔを形成する。
【００３４】
レジストパターン２２１を除去した後、図１２に示すように、コンタクトホール２０９ｈ及びコンタクトトレンチ１１０ｔそれぞれの内側面及び底面、並びに層間絶縁膜１０８上に、Ｘ線を遮蔽可能な材料であるチタンタングステンを含むバリアメタル層２２２を形成する。
【００３５】
続いて、図１３に示すように、バリアメタル層２２２を介して、コンタクトホール２０９ｈ内、コンタクトトレンチ１１０ｔ内、及び層間絶縁膜１０８上に金属層２２３を形成する。次に、金属層２２３上において、コンタクトトレンチ１１０ｔ、コンタクトホール２０９ｈ、及びゲート絶縁膜１０４と平面視で重なる領域を選択的に覆うレジストパターン２２４を形成する。その後、レジストパターン２２４をマスクとして金属層２２３及びバリアメタル層２２２をエッチングによりパターニングすることにより、図１０に示すバリアメタル膜１１０、１１２、及び２１４と、プラグ部１１１ｐと配線部１１１ｗとからなる金属膜１１１、配線部１１３、及びプラグ部２１５ｐと配線部２１５ｗとからなる金属膜２１５とを同時に形成する。
【００３６】
以上のようにして、図１０に示す半導体装置２００が形成される。
【００３７】
本変形例によれば、コンタクトホール内にバリアメタル膜を形成する必要がある場合に、コンタクトホール２０９ｈ内のバリアメタル膜２１４と、コンタクトトレンチ１１０ｔ内のバリアメタル膜１１０とを同一の工程で形成することができる。すなわち、コンタクトトレンチ１１０ｔ内にバリアメタル膜１１０を形成するための専用の工程を追加することなく、Ｘ線を遮蔽可能なバリアメタル膜１１０をコンタクトトレンチ１１０ｔ内に形成することができる。
【００３８】
なお、本変形例において、ゲート電極１０５の両側に形成されたソース・ドレイン領域１０６の一方と配線部１１３とを電気的に接続してよい場合は、図１３に示すレジストパターン２２４を形成する工程において、例えば、ゲート絶縁膜１０４の上部に位置するレジストパターン２２４と一方のコンタクトホール２０９ｈの上部に位置する２２４とを分離せずに一体的に形成しておき、これをマスクとして金属層２２３及びバリアメタル層２２２をパターニングすることにより、バリアメタル膜１１２と一方のバリアメタル膜２１４、及び配線部１１３と一方の配線部２１５ｗをそれぞれ一体的に形成するのが好ましい。
【００３９】
図１４は、本発明の実施形態の第二の変形例による半導体装置３００の構造を説明するための断面図である。本変形例についても、図１及び図２に示す半導体装置１００と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００４０】
第二の変形例の半導体装置３００は、半導体装置１００におけるバリアメタル膜１１２及び配線部１１３を設けずに、二層目の層間絶縁膜上において、少なくともゲート絶縁膜１０４と平面視で重なる領域にＸ線を遮蔽可能なバリアメタル膜を設けたものである。
【００４１】
具体的には、半導体装置３００は、半導体装置１００においてバリアメタル膜１１２及び配線部１１３が設けられていない構成に、一層目の金属配線層を構成している配線部１１１ｗ及び１１５を覆うように設けられた二層目の層間絶縁膜３１６と、層間絶縁膜３１６に設けられた配線部１１５の表面を露出するコンタクトホール３１７ｈと、コンタクトホール３１７ｈの内側面及び底面を覆うとともに層間絶縁膜３１６上において、少なくともゲート絶縁膜１０４と平面視で重なる領域に設けられたＸ線を遮蔽可能なバリアメタル膜３１８と、バリアメタル膜３１８を介してコンタクトホール３１７ｈ内に埋め込まれたプラグ部３１９ｐ及びプラグ部３１９ｐと接続されて層間絶縁膜３１６上にバリアメタル膜３１８を介して設けられた配線部３１９ｗを含み、配線部１１５と電気的に接続された金属膜３１９とをさらに備えた構成となっている。
【００４２】
本変形例によれば、図２に示す半導体装置１００において、微細化が進み、配線部１１３及びバリアメタル膜１１２と配線部１１５及びバリアメタル膜１１４との配線間隔を確保することが困難となり、層間絶縁膜１０８上において、ゲート絶縁膜１０４と平面視で重なる領域にＸ線を遮蔽可能なバリアメタル膜１１２を設けられない場合でも、層間絶縁膜３１６上における少なくともゲート絶縁膜１０４と平面視で重なる領域にＸ線を遮蔽可能なバリアメタル膜３１８を設けていることにより、半導体基板１０１の上面方向からＸ線が照射されても、Ｘ線がゲート絶縁膜１０４に照射されることを防止することができる。
【００４３】
ここで、本変形例の半導体装置３００では、バリアメタル膜３１８と金属膜３１９とを配線部１１５と電気的に接続させる構成としているが、層間絶縁膜１０８上において、ゲート絶縁膜１０４と平面視で重なる領域にバリアメタル膜３１８（及び金属膜３１９）を形成できればよく、バリアメタル膜３１８と金属膜３１９とを電気的に接続させる一層目の金属配線層の配線部は、配線部１１５に限られない。
【００４４】
次に、図１４に示す半導体装置３００の製造方法について、図１５乃至１９に示す工程断面図を用いて説明する。
【００４５】
半導体装置３００の製造方法は、図８に示すバリアメタル層１２３の形成までは半導体装置１００の製造方法と同様である。
【００４６】
図８の工程の後、図１５に示すように、バリアメタル層１２３を介して、コンタクトトレンチ１１０ｔ内及び層間絶縁膜１０８上に金属層１２４を形成する。次に、金属層１２４上のコンタクトトレンチ１１０ｔ及びコンタクトプラグ１０９それぞれと平面視で重なる領域を選択的に覆うレジストパターン３２１を形成する。その後、レジストパターン３２１をマスクとして金属層１２４及びバリアメタル層１２３をエッチングによりパターニングすることにより、図１６に示すバリアメタル膜１１０及び１１４と、プラグ部１１１ｐと配線部１１１ｗとからなる金属膜１１１及び配線部１１５とを同時に形成する。
【００４７】
レジストパターン３２１を除去した後、図１７に示すように、配線部１１１ｗ及び１１５を覆うように層間絶縁膜１０８上に層間絶縁膜３１６を形成する。次に、層間絶縁膜３１６上に、配線部１１５と平面視で重なる領域に開口を有するレジストパターン３２２を形成し、該レジストパターン３２２をマスクとして層間絶縁膜３１６をエッチングすることにより、配線部１１５の表面を露出するコンタクトホール３１７ｈを形成する。
【００４８】
レジストパターン３２２を除去した後、図１８に示すように、コンタクトホール３１７ｈの内側面及び底面と、層間絶縁膜３１６の上面とを覆うように、Ｘ線を遮蔽可能な材料であるチタンタングステンを含むバリアメタル層３２３を形成する。
【００４９】
その後、図１９に示すように、バリアメタル層３２３を介して、コンタクトホール３１７ｈ内及び層間絶縁膜３１６上に上に金属層３２４を形成する。次に、金属層３２４上の少なくともゲート絶縁膜１０４と平面視で重なる領域上に開口を有するレジストパターン３２５を形成する。
【００５０】
続いて、レジストパターン３２５をマスクとして金属層３２４及びバリアメタル層３２３をエッチングによりパターニングすることにより、図１４に示すバリアメタル膜３１８と、プラグ部３１９ｐと配線部３１９ｗとからなる金属膜３１９とを同時に形成する。
【００５１】
以上のようにして、図１４に示す半導体装置３００が形成される。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００５３】
例えば、上記実施形態では、ソース・ドレイン領域１０６をＮ型、ウェル１０２及びガードリング１０７をＰ型とした例を示したが、これらの導電型を反転させても構わない。
【符号の説明】
【００５４】
１００、２００、３００  半導体装置
１０１  半導体基板
１０２  ウェル
１０３  素子分離領域
１０４  ゲート絶縁膜
１０５  ゲート電極
１０６  ソース・ドレイン領域
１０７  ガードリング
１０８、３１６  層間絶縁膜
１０９  コンタクトプラグ
１０９ｈ、２０９ｈ、３１７ｈ  コンタクトホール
１１０、１１２、１１４、２１４、３１８  バリアメタル膜
１１０ｔ  コンタクトトレンチ
１１１、２１５、３１９  金属膜
１１１ｐ、２１５ｐ、３１９ｐ  プラグ部
１１１ｗ、１１３、１１５、２１５ｗ、３１９ｗ  配線部
１２１、１２２、１２５、２２１、２２４、３２１、３２２、３２５  レジストパターン
１２３、２２２、３２３  バリアメタル層
１２４、２２３、３２４  金属層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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