(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部の絶縁膜中に導電性材料からなる配線を形成してなる半導体装置であって、
少なくとも一部の配線は前記絶縁膜中に拡散する性質を有する拡散性の導電性材料からなり、該拡散性の導電性材料からなる配線の少なくとも一部分が前記絶縁膜とバリアメタルを介することなく直接接触しており、かつ、該配線と隣接する隣接配線は、前記絶縁膜中に拡散しない性質を有する非拡散性導電性材料からなる配線である、または、前記拡散性の導電性材料からなり前記絶縁膜と直接接触しない構造の配線であり、
前記絶縁膜と直接接触している配線に印加される電圧は、前記隣接配線に印加される電圧に対して、負の電圧あるいは同じ電圧であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
一部の絶縁膜中に導電性材料からなる配線を形成してなる半導体装置であって、
少なくとも一部の配線は前記絶縁膜中に拡散する性質を有する拡散性の導電性材料からなり、該拡散性の導電性材料からなる配線の少なくとも一部分が前記絶縁膜とバリアメタルを介することなく直接接触しており、かつ、該配線と隣接する隣接配線は、前記絶縁膜中に拡散しない性質を有する非拡散性導電性材料からなる配線である、または、前記拡散性の導電性材料からなり前記絶縁膜と直接接触しない構造の配線であり、
前記絶縁膜と直接接触している配線に印加される電圧信号の各周波数成分のうち直流成分が、隣接する前記隣接配線に印加される電圧の各周波数成分のうちの直流成分に対して、負の電圧あるいは同じ電圧であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
一部の絶縁膜中に導電性材料からなる配線を形成してなる半導体装置であって、
少なくとも一部の配線は前記絶縁膜中に拡散する性質を有する拡散性の導電性材料からなり、該拡散性の導電性材料からなる配線の少なくとも一部分が前記絶縁膜とバリアメタルを介することなく直接接触しており、かつ、該配線と隣接する隣接配線は、前記絶縁膜中に拡散しない性質を有する非拡散性導電性材料からなる配線である、または、前記拡散性の導電性材料からなり前記絶縁膜と直接接触しない構造の配線であり、
前記絶縁膜と直接接触している配線に印加される電圧信号の周波数は、０．１［Ｈｚ］よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記拡散性の材料からなる配線と前記隣接配線とによって伝送線路が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記拡散性の導電性材料が、ＣｕあるいはＣｕの合金、ＡｇあるいはＡｇの合金、ＡｕあるいはＡｕの合金、ＰｔあるいはＰｔの合金のなかのいずれかであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に関するものであり、たとえば集積回路の配線の構造および配線への電圧の印加方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は、たとえば月刊Semiconductor Worldの１９９７年１２月号１０７頁に示された、従来の配線の構造を示す図である。図１４において、１は下層配線、３は上層配線、２は各層の絶縁膜（層間絶縁膜）、４はエッチングストッパ、５は上層配線と下層配線とを接続するヴィア（via）、６は配線およびヴィアを構成するＣｕ材、７はバリアメタルである。
【０００３】
Ｃｕ配線は、層間絶縁膜に溝および接続孔を形成し、これらの溝および接続孔に導電性材料であるＣｕ材を埋め込んだ後、溝および接続孔以外の部分に形成されたＣｕ材を除去することにより配線およびヴィアを形成するダマシンプロセスにより形成される。ダマシンプロセスによるＣｕ配線の形成を、図１４を参照しつつ説明する。
【０００４】
まず、層間絶縁膜に配線用の溝のパターンを転写し、エッチングにより配線用の溝を形成する。つぎに、バリアメタルとしてＴａＮ膜を成膜した後、Ｃｕ材を溝に埋め込み、ＣＭＰ（化学機械研磨）により溝以外の部分に形成されたＣｕ材およびＴａＮを研磨して除くことにより、下層配線１が形成される。
【０００５】
さらにその上に、エッチングストッパ４としてＳｉＮ膜を、層間絶縁膜としてＳｉＯ2膜をプラズマＣＶＤにより形成する。形成した層間絶縁膜に接続孔のパターンを転写し、エッチングにより接続孔を形成する。このとき、エッチングはエッチングストッパで停止させる。さらに、配線用の溝のパターンを転写し、エッチングにより配線用の溝を形成する。レジスト（パターン）を除去したのち、接続孔の底にあるエッチングストッパをエッチングにより除去する。
【０００６】
このため、レジスト（パターン）除去のためのアッシング時には、接続孔の下にある下層配線のＣｕ表面はエッチングストッパに覆われて露出しておらず、アッシング時に下層配線のＣｕが酸化するのを防ぐことができる。
【０００７】
エッチングストッパの除去後、バリアメタルとしてＴａＮ膜を成膜し、さらにＣｕ材を溝および接続孔に埋め込む。ＣＭＰ（化学機械研磨）により溝および接続孔以外の部分に形成されたＣｕ材およびＴａＮ膜を研磨して除き、ヴィア５と上層配線３とが形成される。以上のようにして多層配線が形成される。
【０００８】
ところで、Ｃｕは絶縁膜中に容易に拡散し、絶縁膜の耐圧や寿命などの特性を劣化させる。以上のようにして形成されたＣｕ配線およびヴィアでは、側面および底面にバリアメタルを形成し、上面にはバリア性があるＳｉＮ膜（図１４では、除去されずに残ったエッチングストッパ４）を形成することにより、Ｃｕの絶縁膜中への拡散を防止していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来の技術では、Ｃｕが絶縁膜中に拡散するのを防止するため、Ｃｕ配線（およびヴィア）の側面および底面にバリアメタルを形成していた。しかし、バリアメタルの抵抗はＣｕの百倍〜千倍と極めて高い。このため、配線抵抗が高くなってしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、Ｃｕのバリアメタルを省略して配線抵抗を低減するとともに、Ｃｕが絶縁膜中に拡散することのない配線を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
Ｃｕの拡散は電界により加速され、その結果、絶縁膜の耐圧や寿命などの特性が劣化する。我々は、絶縁膜の寿命が、とくに配線に印加される信号電圧の極性や周波数に大きく依存することを見出した。
【００１２】
すなわち、Ｃｕ配線に印加される電圧が周囲の電圧に対して正である場合、絶縁膜の寿命は印加電圧が大きくなるにつれて劣化するが、印加電圧が負である場合には、寿命の劣化は見られない。これは、Ｃｕの拡散がＣｕイオンによって支配されており、Ｃｕ配線に負の電圧を印加することにより、正イオンであるＣｕイオンの拡散が防止されるためである。
【００１３】
また、Ｃｕ配線に交流信号を印加した場合、低周波数では絶縁膜の寿命の劣化が見られるのに対し、高周波数では劣化は見られない。これは、低周波数ではＣｕイオンが信号電圧に追随でき、絶縁膜中を動き回るのに対し、高周波数ではＣｕイオンが信号電圧に追随できず、絶縁膜を劣化させないためである。
【００１４】
そこで、本発明による半導体装置では、配線にバリアメタルを設置せず、かわりに、この配線に印加される電圧信号が隣接する他の配線の電圧に対し負あるいは０となるようにする。あるいは、配線に印加される交流電圧信号のうち直流成分を負あるいは０とする。あるいは、印加される交流電圧信号の周波数を０．１［Ｈｚ］よりも大とする。
【００１５】
本発明による半導体装置では、以上のように配線に印加する電圧信号を制限することにより、Ｃｕが絶縁膜中に拡散するのを防止することができるため、バリアメタルを接地する必要がなく、低抵抗の配線を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
以下、本発明の一実施の形態を、添付の図面を使用して説明する。
【００１７】
図１において、１は下層配線、２は層間絶縁膜、３は上層配線、５は下層配線と上層配線とを接続するヴィア、６はＣｕ材、８はＣｕを０．５［ｗｔ％］含有するＡｌ材（以下、ＡｌＣｕ材と呼ぶ）、９はＴｉＮ材である。
【００１８】
図１の配線の形成方法について説明する。下層配線１はＡｌＣｕ材をＴｉＮ材で挟んだ積層構造を有しており、積層したＡｌＣｕ材およびＴｉＮ材をＲＩＥ（reactive ion etching）によりエッチングして形成した。ＡｌＣｕの膜厚は０．５μｍ、上下のＴｉＮの膜厚はそれぞれ５０ｎｍである。また、下層配線のサイズは１００μｍ角である。
【００１９】
つぎに、下層配線上に層間絶縁膜としてプラズマＳｉＯ2膜を形成し、ＣＭＰ（化学機械研磨）により平坦化を行なった。このとき、下層配線上に層間絶縁膜が０．８μｍの厚さに残るようにした。
【００２０】
その後、層間絶縁膜に接続孔のパターンを転写し、エッチングにより接続孔を形成した。さらに、配線用の溝のパターンを転写し、エッチングにより配線用の溝を形成した。溝の深さは０．５μｍである。この溝および接続孔にＣｕ材を埋め込み、ＣＭＰ（化学機械研磨）により溝および接続孔以外の部分に形成されたＣｕ材を研磨して除き、ヴィア５と上層配線３とを形成した。
【００２１】
以上のようにして形成した２層の配線間（下層配線１と、下層配線１に接続されていない上層配線３との間）に直流電圧を印加し、層間絶縁膜が絶縁破壊するまでの時間を測定した。サンプルの温度は１００［℃］である。リファレンスとして、従来と同様に上層配線にバリアメタルとしてＴａＮを３５ｎｍの厚さで形成したサンプルについても測定を行った。その結果を図２に示す。
【００２２】
図２においては、下層配線に対し上層配線に正の電圧を印加した場合を実線Ｌ1（●印）で、上層配線に対し下層配線に正の電圧を印加した場合を実線Ｌ2（□印）で示した。また、上層配線にバリアメタルを形成したサンプル（リファレンス）については、実線Ｌ0（△印）で示した。
【００２３】
図２から、下層配線に対し上層配線に正の電圧を印加した場合は、層間絶縁膜の寿命が極めて低いことがわかる。しかし、上層配線に対し下層配線に正の電圧を印加することにより寿命は大幅に改善されており、バリアメタルを有するリファレンスと同等の寿命が得られている。
【００２４】
また、Ｃｕ材の層間絶縁膜への拡散を評価するために、上層配線および下層配線に同じ直流電圧２００［Ｖ］を３時間印加した。このとき、サンプルの温度は１００［℃］とした。３時間の電圧印加後、上層配線を除去してＳＩＭＳによりＣｕの有無を評価した。同様に、下層配線を接地し、上層配線に直流電圧５０［Ｖ］を３時間印加したサンプルについても評価を行なった。その結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
0004672186.tif 000002
【００２６】
下層配線を接地し上層配線のみに正の電圧を印加した場合は、Ｃｕの拡散が生じているが、上層配線と下層配線に同じ電圧を印加した場合には、Ｃｕの拡散は生じないことがわかる。
【００２７】
また、本発明による上層配線および従来例による上層配線のシート抵抗をそれぞれ測定した。ただし、シート抵抗は配線抵抗に配線幅を乗じたものである。配線のパターンは４端子パターンであり、配線の長さは１ｃｍである。結果を図３に示す。図３においては、本発明による配線のシート抵抗を実線Ｒ1（◆印）で、従来例による配線のシート抵抗を実線Ｒ0（黒四角印）で示した。本発明では、バリアメタルを無くすことにより、配線のシート抵抗を１０％程度低減できた。
【００２８】
以上のように、Ｃｕ配線のバリアメタルを無くすことにより配線抵抗を低減できるとともに、バリアメタル無しのＣｕ配線、すなわちＣｕ材と絶縁膜とが直接触れている配線（本実施の形態では、上層配線３）には、隣接する配線（本実施の形態では、下層配線１）に対して負あるいは０の電圧を印加することにより、Ｃｕの絶縁膜中への拡散を防止できた。
【００２９】
なお、本実施の形態では上層に設けたＣｕ配線が絶縁膜と直接触れている例について述べたが、下層に設けたＣｕ配線が絶縁膜と直接触れている場合、あるいは同じ層（絶縁膜）内で隣接する配線のうちの一方においてＣｕ材が絶縁膜と直接触れている場合についても同様の効果が得られる。
【００３０】
実施の形態２
実施の形態１と同様の方法で形成した配線に対し、下層配線を接地し、１００［Ｖ］の交流電圧を上層配線に２４時間印加した。その後、下層配線を接地し、上層配線に正の電圧３００［Ｖ］を印加し、絶縁破壊するまでの時間を測定した。サンプルの温度は１００［℃］に保持した。結果を図４に示す。
【００３１】
周波数０．１［Ｈｚ］以下の交流電圧を印加した場合は寿命が大幅に低下するのに対し、０．１［Ｈｚ］を越える交流電圧を印加した場合には、寿命は交流電圧を印加しなかった場合とほぼ同等となっている。
【００３２】
以上の結果から、Ｃｕが絶縁膜と直接触れている配線には０．１［Ｈｚ］以下の信号を印加しないことにより、Ｃｕのバリアメタルを無くして配線抵抗の低減を実現しつつ、Ｃｕの絶縁膜への拡散を防止できることがわかる。
【００３３】
実施の形態３
実施の形態１と同様の方法で形成した配線に対し、下層配線を接地し、上層配線に１００［Ｖ］・２０［Ｈｚ］の交流電圧と直流電圧（５０［Ｖ］、０［Ｖ］、−５０［Ｖ］の３例）とを重畳して８時間印加した。その後、下層配線を接地し、上層配線に正の電圧３００［Ｖ］を印加し、絶縁破壊するまでの時間を測定した。サンプルの温度は１００［℃］に保持した。その結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
0004672186.tif 000003
【００３５】
重畳した直流電圧成分が正の場合は寿命が劣化しているが、重畳した直流電圧成分が負の場合は直流成分を重畳しなかった場合と同等の寿命となっており、寿命が劣化していないことがわかる。
【００３６】
以上より、Ｃｕが絶縁膜と直接触れている配線に交流電圧と直流電圧を重畳して印加する場合、直流電圧成分を負あるいは０にすることにより、Ｃｕのバリアメタルを無くして配線抵抗を低減できるとともに、Ｃｕの拡散を防止できることがわかる。
【００３７】
実施の形態４
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。図５において、２は層間絶縁膜、６はＣｕ材、１０は配線である。
【００３８】
つぎに、図５の配線の形成方法について説明する。
【００３９】
まず、層間絶縁膜としてプラズマＳｉＯ2膜を形成する。つぎに、配線用の溝のパターンを転写し、エッチングにより配線用の溝を形成する。溝の深さは１μｍである。その後、Ｃｕ材を溝に埋め込み、ＣＭＰ（化学機械研磨）により溝以外の部分に形成されたＣｕ材を研磨することにより、配線１０が形成される。
【００４０】
配線の平面形状は櫛形とし、２つの櫛形の配線を互いの櫛歯部が噛み合い、かつ平行となるように形成した。このとき、櫛歯部において、配線幅を１μｍ、隣り合う配線間の間隔を０．３μｍとした。
【００４１】
以上のようにして形成した櫛形パターンの配線に対し、隣接する両配線に同じ直流電圧２００［Ｖ］を３時間印加した。このとき、サンプルの温度は１００［℃］とした。３時間の電圧印加後に配線を除去して、ＳＩＭＳにより配線間の層間絶縁膜におけるＣｕの有無を評価した。また同時に、一方の配線を接地し、他方の配線に直流電圧５０［Ｖ］を３時間印加したサンプルについても、同様にＣｕの有無を評価した。結果を表３に示す。
【００４２】
【表３】
0004672186.tif 000004
【００４３】
隣接する両配線に同じ直流電圧を印加した場合、Ｃｕの拡散は生じていないが、一方の配線のみに直流電圧を印加した場合には、Ｃｕの拡散が生じることがわかる。
【００４４】
以上のように、隣接する配線に同じ直流電圧を印加することにより、Ｃｕ配線のバリアメタルを無くして配線抵抗を低減できるとともに、Ｃｕの絶縁膜中への拡散を防止することができる。
【００４５】
実施の形態５
実施の形態４と同様の方法で形成した配線に対し、一方の配線には直流電圧５０［Ｖ］を、他方の配線には直流電圧（５０［Ｖ］または０［Ｖ］）と交流電圧（１００［Ｖ］・２０［Ｈｚ］または１００［Ｖ］・０．１［Ｈｚ］）とを重畳して、３時間印加した。サンプルの温度は１００℃である。その後配線を除去し、ＳＩＭＳにより配線間の層間絶縁膜におけるＣｕの有無を評価した。結果を表４に示す。
【００４６】
【表４】
0004672186.tif 000005
【００４７】
隣り合う配線に同じ直流電圧を印加し、かつ一方の配線に周波数が０．１［Ｈｚ］を越えるような交流電圧を重畳した場合には、Ｃｕの拡散が生じないことがわかる。
【００４８】
以上のように、Ｃｕ材が絶縁膜と直接触れている配線が隣接している場合、いずれの配線に対しても同じ直流電圧を印加し、一方の配線に重畳する交流電圧の周波数を０．１［Ｈｚ］よりも大きくすることにより、Ｃｕ材のバリアメタルを設けることなく、Ｃｕの絶縁膜中への拡散を防止でき、配線抵抗の低減と絶縁膜の長寿命化を同時に達成できる。
【００４９】
実施の形態６
前記の実施の形態では、配線の材料としてＣｕを用いた例について示したが、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔおよびこれらの金属の合金、あるいはＣｕ合金を用いた場合にも同様の効果が得られる。
【００５０】
Ｃｕのバリアメタルとして、ＴａＮ以外にＴａ、ＴｉＮ、ＷＮ、ＴｉＷＮ、ＴａＳｉＮ、ＴｉＳｉＮや、これらの積層膜を用いることもできる。また、層間絶縁膜としてＳｉＯ2を用いた例を示したが、ＳｉＮ、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＦ、Ｃ、あるいは有機膜を用いた場合についても、前記実施の形態と同様の効果が得られる。エッチングストッパとしてＳｉＮを用いた例について示したが、ＳｉＣやＢＮを用いた場合にも、前記実施の形態と同様の効果が得られる。
【００５１】
実施の形態７
配線を伝搬する信号の周波数が高くなると、表皮効果により電流が表面のみを流れるようになる。たとえば、周波数１００［ＧＨｚ］の信号の電流分布を図６に示す。電流分布は、導体の表面で最大であり、深さが深くなるにつれて（導体の中心に向かって）指数関数的に減少する。このように、高周波信号が配線を伝搬する場合、電流が導体表面に集中するため、配線抵抗に対するバリアメタルの影響がより一層大きくなる。このような理由により、実施の形態１〜５の配線は、とくに高周波信号が伝搬するような配線で有効である。
【００５２】
ところで、高周波の信号を伝搬させる場合、信号線と接地線とを対にして設けることが望ましい。これにより、安定して高周波信号の電磁波を伝搬させることができるとともに、他の配線を伝搬する電磁波の影響を避けることができる。
【００５３】
本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。図７において、１は下層配線、３は上層配線、２は層間絶縁膜、４はエッチングストッパ、６はＣｕ材、７はバリアメタルである。
【００５４】
図７の配線の形成方法について説明する。
【００５５】
層間絶縁膜に配線用の溝のパターンを転写し、エッチングにより配線用の溝を形成する。バリアメタルとしてＴａＮ膜を成膜した後、Ｃｕ材を溝に埋め込み、ＣＭＰ（化学機械研磨）により溝以外の部分に形成されたＣｕ材およびＴａＮ膜を研磨して除くことにより、下層配線１が形成される。
【００５６】
さらにその上にエッチングストッパとしてＳｉＮ膜を、層間絶縁膜としてＳｉＯ2膜をプラズマＣＶＤにより形成する。形成した層間絶縁膜に配線用の溝のパターンを転写し、エッチングにより配線用の溝を形成する。Ｃｕ材を溝に埋め込み、ＣＭＰ（化学機械研磨）により溝以外の部分に形成されたＣｕ材を研磨することにより、上層配線３が形成される。
【００５７】
本実施の形態では、配線はマイクロストリップ構造をとっており、上層配線が信号線であり、下層配線が接地線である。信号線にはバリアメタルが設置されていないため、バリアメタルの抵抗成分による信号の損失を低減することができる。なお、この例では接地線を下層に配置したが、信号線を下層に設け、接地線を上層に設けてもよい。また、層間絶縁膜および接地線をもう一層設け、最上層および下層の接地線のあいだに信号線が位置するようにしてもよい。
【００５８】
信号線と接地線の構造を、プレーナ型あるいはペアラインとしても良い。図８にプレーナ型の例を、図９にペアラインの例を示す。これらの場合、接地線と信号線は同じ絶縁膜内に配置され、いずれの配線にもバリアメタルは設置されない。
【００５９】
これらの配線は、伝送線路に使えるだけでなく、インダクタにも使うことができる。インダクタを形成した例を図１０に示す。インダクタのコイル部分の配線にはバリアメタルを設置しないようにすることで、抵抗成分による損失を低減できる。
【００６０】
高周波信号をトランジスタで増幅する場合、高周波信号に直流電圧を重畳したうえでトランジスタのゲートに入力する必要がある。このような場合、ゲートへと接続される信号線に対して接地線を対に設け、信号線および接地線にバリアメタルを設置せず、信号線上の高周波信号に重畳させた直流電圧を接地線にも印加することにより、これらの配線間でのＣｕの拡散を防止することができる。
【００６１】
実施の形態８
実施の形態１〜５で示したように、配線および隣接配線間に印加する電圧信号によっては、バリアメタルを設置することなくＣｕの拡散を防止することができ、配線抵抗を下げることができる。
【００６２】
このような配線による多層配線の例を、図１１に示す。図１１において、２は層間絶縁膜、４はエッチングストッパ、６はＣｕ材、７はバリアメタルである。図１１の例では、同じ層間絶縁膜内にバリアメタルを設置した配線とバリアメタルを設置しない配線とが混在している。
【００６３】
本発明によれば、たとえば高周波の信号配線などバリアメタルを設けたくない配線がある場合、隣接する配線に印加する電圧信号を適宜設定することにより、この高周波信号配線からのＣｕ拡散を防止することができる。設定した電圧によっては、隣接配線においてＣｕの拡散が生じることも考えられるが、その場合には隣接配線にバリアメタルを形成すればよい。
【００６４】
このように、本発明によれば、きわめて高い自由度で必要な配線を選択してバリアメタルを設置せずにすますことができるので、バリアメタルの省略による配線抵抗の低減効果を最大限に利用することができる。
【００６５】
同じ絶縁膜内にバリアメタルを設置した配線と設置しない配線とを形成する方法について、図１２を参照して説明する。
【００６６】
まず、層間絶縁膜に下層配線を形成し、さらにエッチングストッパ４を形成する（従来の技術にて説明済みのため、ここでは詳述しない）。
【００６７】
つぎに、層間絶縁膜を形成し、この層間絶縁膜に接続孔のパターンを転写し、エッチングにより接続孔を形成する。さらに、配線用の溝のパターンを転写し、エッチングにより配線用の溝を形成する。レジスト（パターン）を除去した後、接続孔の底にあるエッチングストッパをエッチングにより除去する。バリアメタルとしてＴａＮ膜を成膜した後、Ｃｕ材を溝および接続孔に埋め込み、ＣＭＰ（化学機械研磨）により溝および接続孔以外の部分に形成されたＣｕおよびＴａＮを研磨して除く。
【００６８】
このようにしてバリアメタルを設置した配線とヴィアとを形成した後、ＳｉＮの膜４ａをプラズマＣＶＤにより形成する。つぎに、接続孔のパターンを転写し、エッチングにより接続孔を形成する。さらに、配線用の溝のパターンを転写し、エッチングにより配線用の溝を形成する。レジスト（パターン）を除去した後、接続孔の底にあるエッチングストッパをエッチングにより除去する。このとき、配線上に形成したＳｉＮ膜４ａを除去しても良く、また残しても良い。
【００６９】
Ｃｕ材を溝および接続孔に埋め込み、ＣＭＰ（化学機械研磨）により溝および接続孔以外の部分に形成されたＣｕ材を研磨して除く。このようにしてバリアメタルを設置しない配線とヴィアとを形成することができる。
【００７０】
配線上に形成したＳｉＮを除去しない場合には、図１２に示すようにバリアメタルの有無により配線の深さが変わることになる。しかし、図１２に示すように、バリアメタルを設置しない配線を形成する際のＣＭＰ（化学機械研磨）において、バリアメタルを設置した配線の表面が研磨されるのを防ぐことができる。
【００７１】
配線上に形成したＳｉＮを除去した場合には、バリアメタルの有無により配線の深さは同じになるが、バリアメタルを設置しない配線を形成する際のＣＭＰ（化学機械研磨）において、バリアメタルを設置した配線の表面が再度研磨されることになる。
【００７２】
以上、同じ層（絶縁膜）内にバリアメタルを設置した配線とバリアメタルを設置しない配線とを混在させた例について述べたが、図１３に示すように、バリアメタルを設置する層と設置しない層とによって多層配線を構成しても良い。図１３において、２は層間絶縁膜、４はエッチングストッパ、６はＣｕ材、７はバリアメタルである。
【００７３】
層内にバリアメタルを設置した配線とバリアメタルを設置しない配線とが混在しないこの方法では、配線の形成が簡単であり、工程数を低減することができるというメリットがある。たとえば、高周波信号を扱う回路ではインダクタなどの高周波用の素子のために専用の配線層を設けることがあり、このような配線層についてはバリアメタルを設置しないようにすることにより、工程数を増やすことなく信号の損失を効率的に低減することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、同じ層内あるいは異なる層間において隣接する配線のうち、少なくとも一方の配線がＣｕなどの絶縁膜中を拡散する拡散性の導電性材料よりなり、この拡散性の導電性材料と絶縁膜とが直接接触している半導体装置において、この拡散性の導電性材料からなる配線に印加される電圧を隣接する配線に印加される電圧に対して負あるいは０とする、あるいはこの拡散性の導電性材料からなる配線に印加される電圧における直流成分を、隣接する配線に印加される電圧にの直流成分に対して負あるいは０とする、またはこの拡散性の導電性材料からなる配線に印加される交流電圧信号の周波数を０．１［Ｈｚ］をこえるものとすることにより、バリアメタルを設置することなくＣｕが絶縁膜中に拡散することを防止することができる。その結果、配線の抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による配線を示す図である。
【図２】  配線への印加電圧の極性と層間絶縁膜の寿命との関係を示す図である。
【図３】  バリアメタルの有無と配線のシート抵抗との関係を示す図である。
【図４】  配線への印加電圧の周波数と層間絶縁膜の寿命との関係を示す図である。
【図５】  本発明による配線を示す図である。
【図６】  高周波における電流密度の深さ分布を示す図である。
【図７】  本発明による伝送線路を示す図である。
【図８】  本発明による伝送線路を示す図である。
【図９】  本発明による伝送線路を示す図である。
【図１０】  本発明によるインダクタを示す図である。
【図１１】  本発明による多層配線を示す図である。
【図１２】  ＳｉＮを残した場合の配線を示す図である。
【図１３】  本発明による多層配線を示す図である。
【図１４】  従来技術における配線を示す図である。
【符号の説明】
１  下層配線、２  層間絶縁膜、３  上層配線、４  エッチングストッパ、５  ヴィア、６  Ｃｕ材、７  バリアメタル、８  ＡｌＣｕ材、９  ＴｉＮ材、１０  配線、１１  信号線、１２  接地線、１３  引き出し配線。
【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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