(57)【要約】【課題】  孤立パターンを介して下層配線層と上層配線層とを安定して接続できるようにする。【解決手段】  下層配線層２と上層配線層１０との間の中間層に孤立パターン６を配置し、下層配線層２と孤立パターン６とを複数のコンタクトＣ１ａ〜Ｃ４ａを介して接続し、孤立パターン６と上層配線層１０とを複数のコンタクトＣ１ｂ〜Ｃ４ｂを介して接続する。【選択図】      図１
2005158802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下層配線層と上層配線層との間の中間層に配置された孤立パターンと、
前記下層配線層と前記孤立パターンとを接続する第１コンタクトと、
前記上層配線層と前記孤立パターンとを接続する第２コンタクトとを備え、
前記第１コンタクトまたは前記第２コンタクトの少なくとも一方は複数設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
下層配線層と上層配線層との間の中間層に配置された複数の孤立パターンと、
前記下層配線層と前記複数の孤立パターンとをそれぞれ接続する複数の第１コンタクトと、
前記上層配線層と前記複数の孤立パターンとをそれぞれ接続する複数の第２コンタクトとを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記第１コンタクトと前記第２コンタクトとは互いに重ならないように配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。
【請求項４】
絶縁層上に形成された下層配線層と、
前記下層配線層上に形成された第１層間絶縁層と、
前記第１層間絶縁層上に形成された孤立パターンと、
前記孤立パターン上に形成された第２層間絶縁層と、
前記第２層間絶縁層上に形成された上層配線層と、
前記第１層間絶縁層に形成された複数の第１開口部と、
前記第１開口部にそれぞれ埋め込まれ、前記下層配線層と前記孤立パターンとを接続する複数の第１プラグと、
前記第２層間絶縁層に形成された複数の第２開口部と、
前記第２開口部にそれぞれ埋め込まれ、前記孤立パターンと前記上層配線層とを接続する複数の第２プラグとを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
絶縁層上に形成された下層配線層と、
前記下層配線層上に形成された第１層間絶縁層と、
前記第１層間絶縁層上に形成された複数の孤立パターンと、
前記孤立パターン上に形成された第２層間絶縁層と、
前記第２層間絶縁層上に形成された上層配線層と、
前記複数の孤立パターンにそれぞれ対応して第１層間絶縁層に形成された複数の第１開口部と、
前記第１開口部にそれぞれ埋め込まれ、前記下層配線層と前記複数の孤立パターンとをそれぞれ接続する複数の第１プラグと、
前記複数の孤立パターンにそれぞれ対応して第２層間絶縁層に形成された複数の第２開口部と、
前記第２開口部にそれぞれ埋め込まれ、前記上層配線層と前記複数の孤立パターンとをそれぞれ接続する複数の第２プラグとを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
絶縁層上に下層配線層を形成する工程と、
前記下層配線層上に第１層間絶縁層を形成する工程と、
前記下層配線層上に形成された第１層間絶縁層を平坦化する工程と、
前記下層配線層を露出させる複数の第１開口部を前記第１層間絶縁層に形成する工程と、
前記第１開口部にそれぞれ埋め込まれた複数の第１プラグを形成する工程と、
前記複数の第１プラグに接続された孤立パターンを前記第１層間絶縁層上に形成する工程と、
前記孤立パターン上に第２層間絶縁層を形成する工程と、
前記孤立パターン上に形成された第２層間絶縁層を平坦化する工程と、
前記孤立パターンを露出させる複数の第２開口部を前記第２層間絶縁層に形成する工程と、
前記第２開口部にそれぞれ埋め込まれた複数の第２プラグを形成する工程と、
前記複数の第２プラグに接続された上層配線層を前記第２層間絶縁層上に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７】
絶縁層上に下層配線層を形成する工程と、
前記下層配線層上に第１層間絶縁層を形成する工程と、
前記下層配線層上に形成された第１層間絶縁層を平坦化する工程と、
前記下層配線層を露出させる複数の第１開口部を前記第１層間絶縁層に形成する工程と、
前記第１開口部にそれぞれ埋め込まれた複数の第１プラグを形成する工程と、
前記第１プラグにそれぞれ接続された複数の孤立パターンを前記第１層間絶縁層上に形成する工程と、
前記複数の孤立パターン上に第２層間絶縁層を形成する工程と、
前記複数の孤立パターン上に形成された第２層間絶縁層を平坦化する工程と、
前記複数の孤立パターンをそれぞれ露出させる複数の第２開口部を前記第２層間絶縁層に形成する工程と、
前記第２開口部にそれぞれ埋め込まれた複数の第２プラグを形成する工程と、
前記複数の第２プラグに接続された上層配線層を前記第２層間絶縁層上に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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、中間に配置された孤立パターンを介して下層配線層と上層配線層とを接続する方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置では、下層配線層と上層配線層と接続するためのビアホールの深さを浅くして、下層配線層と上層配線層とを安定して接続できるようにするため、下層配線層と上層配線層との間に孤立パターンを配置する方法がある。
一方、特許文献１には、下層アルミニウムのうち左右の２本にスルーホールにて絶縁膜を開孔し、シールド用の上層アルミニウムを接続する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平５−７４７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の下層配線層および上層配線層は、孤立パターンと接続するためのコンタクトがそれぞれ１個しか設けられていなかった。このため、パターンの粗密などにより、層間絶縁層を平坦化する際の研磨レートが異なると、コンタクトの深さにバラツキが発生し、接続不良が発生するという問題があった。
また、特許文献１に開示された方法では、孤立パターンを間に設けることなく、下層配線層と上層配線層とが直接接続される。このため、下層配線層と上層配線層と接続するためのビアホールの深さが深くなると、コンタクトの深さにバラツキが発生し、下層配線層と上層配線層とを安定して接続することが困難になるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、孤立パターンを介して下層配線層と上層配線層とを安定して接続することが可能な半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、下層配線層と上層配線層との間の中間層に配置された孤立パターンと、前記下層配線層と前記孤立パターンとを接続する第１コンタクトと、前記上層配線層と前記孤立パターンとを接続する第２コンタクトとを備え、前記第１コンタクトまたは前記第２コンタクトの少なくとも一方は複数設けられていることを特徴とする。
【０００６】
これにより、複数のコンタクトを介し、下層配線層と孤立パターンまたは上層配線層と孤立パターンとを接続することが可能となり、下層配線層と孤立パターンまたは上層配線層と孤立パターンとを接続するためのいずれか１個のコンタクトに接続不良が発生した場合においても、下層配線層と上層配線層と間の接続を維持することができる。
このため、下層配線層と孤立パターンまたは上層配線層と孤立パターンとの間に設けられる層間絶縁層に膜厚バラツキが発生した場合においても、下層配線層と上層配線層とを安定して接続することが可能となり、下層配線層と上層配線層との間の接続不良を低減することが可能となる。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、下層配線層と上層配線層との間の中間層に配置された複数の孤立パターンと、前記下層配線層と前記複数の孤立パターンとをそれぞれ接続する複数の第１コンタクトと、前記上層配線層と前記複数の孤立パターンとをそれぞれ接続する複数の第２コンタクトとを備えることを特徴とする。
これにより、複数の孤立パターンを介し、下層配線層と上層配線層とを接続することが可能となり、下層配線層と複数の孤立パターンまたは上層配線層と複数の孤立パターンとを接続するコンタクトのいずれか１個に接続不良が発生した場合においても、下層配線層と上層配線層と間の接続を維持することができる。
【０００８】
このため、下層配線層と孤立パターンまたは上層配線層と孤立パターンとの間に設けられる層間絶縁層に膜厚バラツキが発生した場合においても、下層配線層と上層配線層とを安定して接続することが可能となり、下層配線層と上層配線層との間の接続不良を低減することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、前記第１コンタクトと前記第２コンタクトとは互いに重ならないように配置されていることを特徴とする。
【０００９】
これにより、下層配線層と孤立パターンとを接続するためのコンタクト領域をリセスが発生した場合においても、そのリセス領域を避けるようにして、上層配線層と孤立パターンとを接続することが可能となり、上層配線層と孤立パターンとの接続不良を低減することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、絶縁層上に形成された下層配線層と、前記下層配線層上に形成された第１層間絶縁層と、前記第１層間絶縁層上に形成された孤立パターンと、前記孤立パターン上に形成された第２層間絶縁層と、前記第２層間絶縁層上に形成された上層配線層と、前記第１層間絶縁層に形成された複数の第１開口部と、前記第１開口部にそれぞれ埋め込まれ、前記下層配線層と前記孤立パターンとを接続する複数の第１プラグと、前記第２層間絶縁層に形成された複数の第２開口部と、前記第２開口部にそれぞれ埋め込まれ、前記孤立パターンと前記上層配線層とを接続する複数の第２プラグとを備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、複数の第１プラグを介し、下層配線層と孤立パターンとを接続することが可能となるとともに、複数の第２プラグを介し、上層配線層と孤立パターンとを接続することが可能となる。このため、層間絶縁層に膜厚バラツキが発生した場合においても、下層配線層と上層配線層とを安定して接続することが可能となり、下層配線層と上層配線層との間の接続不良を低減することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、絶縁層上に形成された下層配線層と、前記下層配線層上に形成された第１層間絶縁層と、前記第１層間絶縁層上に形成された複数の孤立パターンと、前記孤立パターン上に形成された第２層間絶縁層と、前記第２層間絶縁層上に形成された上層配線層と、前記複数の孤立パターンにそれぞれ対応して第１層間絶縁層に形成された複数の第１開口部と、前記第１開口部にそれぞれ埋め込まれ、前記下層配線層と前記複数の孤立パターンとをそれぞれ接続する複数の第１プラグと、前記複数の孤立パターンにそれぞれ対応して第２層間絶縁層に形成された複数の第２開口部と、前記第２開口部にそれぞれ埋め込まれ、前記上層配線層と前記複数の孤立パターンとをそれぞれ接続する複数の第２プラグとを備えることを特徴とする。
【００１２】
これにより、複数の孤立パターンを介し、下層配線層と上層配線層とを接続することが可能となり、層間絶縁層に膜厚バラツキが発生した場合においても、下層配線層と上層配線層との間の接続不良を低減することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、絶縁層上に下層配線層を形成する工程と、前記下層配線層上に第１層間絶縁層を形成する工程と、前記下層配線層上に形成された第１層間絶縁層を平坦化する工程と、前記下層配線層を露出させる複数の第１開口部を前記第１層間絶縁層に形成する工程と、前記第１開口部にそれぞれ埋め込まれた複数の第１プラグを形成する工程と、前記複数の第１プラグに接続された孤立パターンを前記第１層間絶縁層上に形成する工程と、前記孤立パターン上に第２層間絶縁層を形成する工程と、前記孤立パターン上に形成された第２層間絶縁層を平坦化する工程と、前記孤立パターンを露出させる複数の第２開口部を前記第２層間絶縁層に形成する工程と、前記第２開口部にそれぞれ埋め込まれた複数の第２プラグを形成する工程と、前記複数の第２プラグに接続された上層配線層を前記第２層間絶縁層上に形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１３】
これにより、複数の第１プラグを介し、下層配線層と孤立パターンとを接続することが可能となるとともに、複数の第２プラグを介し、上層配線層と孤立パターンとを接続することが可能となる。このため、層間絶縁層を平坦化する際に層間絶縁層に膜厚バラツキが発生した場合においても、下層配線層と上層配線層とを安定して接続することが可能となり、下層配線層と上層配線層との間の接続不良を低減することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、絶縁層上に下層配線層を形成する工程と、前記下層配線層上に第１層間絶縁層を形成する工程と、前記下層配線層上に形成された第１層間絶縁層を平坦化する工程と、前記下層配線層を露出させる複数の第１開口部を前記第１層間絶縁層に形成する工程と、前記第１開口部にそれぞれ埋め込まれた複数の第１プラグを形成する工程と、前記第１プラグにそれぞれ接続された複数の孤立パターンを前記第１層間絶縁層上に形成する工程と、前記複数の孤立パターン上に第２層間絶縁層を形成する工程と、前記複数の孤立パターン上に形成された第２層間絶縁層を平坦化する工程と、前記複数の孤立パターンをそれぞれ露出させる複数の第２開口部を前記第２層間絶縁層に形成する工程と、前記第２開口部にそれぞれ埋め込まれた複数の第２プラグを形成する工程と、前記複数の第２プラグに接続された上層配線層を前記第２層間絶縁層上に形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１５】
これにより、複数の孤立パターンを介し、下層配線層と上層配線層とを接続することが可能となり、層間絶縁層を平坦化する際に層間絶縁層に膜厚バラツキが発生した場合においても、下層配線層と上層配線層との間の接続不良を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係る半導体装置およびその製造方法について図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ´線で切断した断面図である。
図１（ａ）において、下層配線層２と上層配線層１０との間の中間層には、孤立パターン６が配置されている。そして、下層配線層２と孤立パターン６とは複数のコンタクトＣ１ａ〜Ｃ４ａを介して接続され、孤立パターン６と上層配線層１０とは複数のコンタクトＣ１ｂ〜Ｃ４ｂを介して接続されている。
【００１７】
すなわち、図１（ｂ）に示すように、絶縁層１上には、下層配線層２が形成され、下層配線層２上には、層間絶縁層３が形成されている。そして、層間絶縁層３には、下層配線層２を露出させる複数の開口部４が形成され、これらの開口部４内には、下層配線層２に接続されたタングステンプラグ５がそれぞれ埋め込まれている。
そして、複数のタングステンプラグ５が埋め込まれた層間絶縁層３上には、これらのタングステンプラグ５に接続された孤立パターン６が形成され、孤立パターン６上には、層間絶縁層７が形成されている。そして、層間絶縁層７には、孤立パターン６を露出させる複数の開口部８が形成され、これらの開口部８内には、孤立パターン６に接続されたタングステンプラグ９がそれぞれ埋め込まれている。そして、複数のタングステンプラグ９が埋め込まれた層間絶縁層７上には、これらのタングステンプラグ９に接続された上層配線層１０が形成されている。
【００１８】
これにより、複数のコンタクトＣ１ａ〜Ｃ４ａを介して下層配線層２と孤立パターン６とを接続することが可能となるとともに、複数のコンタクトＣ１ｂ〜Ｃ４ｂを介して孤立パターン６と上層配線層１０とを接続することが可能となる。
このため、下層配線層２と孤立パターン６または孤立パターン６と上層配線層１０とを接続するためのいずれか１個のコンタクトＣ１ａ〜Ｃ４ａ、Ｃ１ｂ〜Ｃ４ｂに接続不良が発生した場合においても、下層配線層２と上層配線層１０と間の導通状態を維持することができる。
【００１９】
この結果、下層配線層２と孤立パターン６または孤立パターン６と上層配線層１０との間に設けられた層間絶縁層３、７に膜厚バラツキが発生した場合においても、下層配線層２と上層配線層１０とを安定して接続することが可能となり、下層配線層２と上層配線層１０との間の接続不良を低減することが可能となる。
また、下層配線層２と孤立パターン６とを接続するコンタクトＣ１ａ〜Ｃ４ａおよび孤立パターン６と上層配線層１０とを接続するコンタクトＣ１ｂ〜Ｃ４ｂが重ならないように配置することにより、下層配線層２と孤立パターン６とを接続するためのコンタクトＣ１ａ〜Ｃ４ａにリセスが発生した場合においても、そのリセスを避けるようにして、孤立パターン６と上層配線層１０とを接続することが可能となり、孤立パターン６と上層配線層１０との接続不良を低減することが可能となる。
【００２０】
なお、下層配線層２、孤立パターン６および上層配線層１０としては、例えば、ＴｉＮ／Ａｌ−Ｃｕ／Ｔｉ／ＴｉＮ構造の他、ＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＮ構造、ＴｉＮ／Ａｌ−Ｃｕ／ＴｉＮ構造、ＴｉＮ／Ｔｉ／Ａｌ−Ｃｕ／Ｔｉ／ＴｉＮ構造、ＴｉＮ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＮ構造、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ−Ｃｕ／Ｔｉ／ＴｉＮ構造、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＮ構造、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ｔｉ／Ａｌ−Ｃｕ／Ｔｉ／ＴｉＮ構造またはＴｉ／ＴｉＮ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＮ構造などをそれぞれ用いるようにしてもよい。
【００２１】
また、絶縁層１、層間絶縁層３、７としては、例えば、シリコン酸化膜またはフッ化珪酸ガラス膜（ＦＳＧ膜）などを用いることができる。また、例えば、「Ｓｉｌｋ（米Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．製）」などのＰＡＥ（ｐｏｌｙ  ａｒｙｌｅｎｅｅｔｈｅｒ）系材料、ＨＳＱ（ｈｙｄｒｏｇｅｎｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）系材料、ＭＳＱ（ｍｅｔｈｙｌ  ｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）系材料などの有機ｌｏｗｋ材料あるいはこれらのポーラス膜などを用いるようにしてもよい。
【００２２】
また、コンタクトＣ１ａ〜Ｃ４ａ、Ｃ１ｂ〜Ｃ４ｂを形成する場合、タングステンプラグ５、９を層間絶縁層３、７にそれぞれ埋め込む方法について説明したが、例えば、Ｓｉ、ＡｉまたはＣｕなどからなるプラグを層間絶縁層３、７にそれぞれ埋め込むようにしてもよい。
また、コンタクトＣ１ａ〜Ｃ４ａ、Ｃ１ｂ〜Ｃ４ｂを形成する場合、例えば、Ｔｉ／ＴｉＮ構造などからなるバリアメタル膜を開口部４、８に形成してから、タングステンプラグ５、９を層間絶縁層３、７にそれぞれ埋め込むようにしてもよい。
【００２３】
また、上述した実施形態では、下層配線層２と孤立パターン６とを複数のコンタクトＣ１ａ〜Ｃ４ａを介して接続するとともに、孤立パターン６と上層配線層１０とを複数のコンタクトＣ１ｂ〜Ｃ４ｂを介して接続する方法について説明したが、下層配線層２と孤立パターン６とを１個のコンタクトを介して接続するとともに、孤立パターン６と上層配線層１０とを複数のコンタクトを介して接続するようにしてもよく、あるいは、下層配線層２と孤立パターン６とを複数のコンタクトを介して接続するとともに、孤立パターン６と上層配線層１０とを１個のコンタクトを介して接続するようにしてもよい。
【００２４】
図２は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図２（ａ）において、例えば、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＮを絶縁層１１上に順次スパッタし、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＮからなる積層構造をパターニングすることにより、絶縁層１１上に下層配線層１２を形成する。
【００２５】
そして、例えば、高密度プラズマＣＶＤにより、下層配線層１２間の隙間の深い部分が埋め込まれるように、層間絶縁膜１３を下層配線層１２上に形成する。ここで、高密度プラズマＣＶＤを用いて層間絶縁膜１３を形成することにより、ギャップフィル特性を向上させることが可能となり、下層配線層１２のアスペクト比が高く、間隔が狭い場合においても、下層配線層１２間の隙間を精度よく埋め込むことができる。
【００２６】
なお、下層配線層１２上に層間絶縁膜１３を形成する場合、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いたプラズマＣＶＤにより、層間絶縁膜１３を成膜するようにしてもよい。
そして、層間絶縁膜１３が下層配線層１２上に形成されると、図２（ｂ）に示すように、例えば、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）を用いて、層間絶縁膜１３の表面を研磨することにより、層間絶縁膜１３の表面を平坦化する。
【００２７】
そして、層間絶縁膜１３の表面が平坦化されると、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、層間絶縁膜１３をパターニングすることにより、下層配線層１２を露出させる複数の開口部１４ａ、１４ｂを層間絶縁膜１３に形成する。
そして、開口部１４ａ、１４ｂが層間絶縁膜１３に形成されると、スパッタリングなどの方法を用いてＴｉ／ＴｉＮを順次成膜することにより、開口部１４ａ、１４ｂが設けられた層間絶縁膜１３にバリアメタル膜を必要に応じて形成することができる。そして、例えば、ＷＦ6／ＳｉＨ4／Ｈ2／Ａｒ系ガスを用いたＣＶＤを行うことにより、開口部１４ａ、１４ｂが形成された層間絶縁膜１３上にタングステン膜を成膜する。
【００２８】
そして、例えば、ＣＭＰを用いてタングステン膜の研磨を行うことにより、層間絶縁膜１３の表面を露出させ、開口部１４ａ、１４ｂ内にそれぞれ埋め込まれたタングステンプラグ１５ａ、１５ｂを形成する。
次に、図２（ｃ）に示すように、例えば、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＮを層間絶縁膜１３上に順次スパッタし、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＮからなる積層構造をパターニングすることにより、複数のタングステンプラグ１５ａ、１５ｂに接続された孤立パターン１６を層間絶縁膜１３上に形成する。
【００２９】
ここで、複数のタングステンプラグ１５ａ、１５ｂを介して下層配線層１２と孤立パターン１６とを接続することにより、下層配線層１２と孤立パターン１６とを接続するためのいずれか１個のコンタクトに接続不良が発生した場合においても、下層配線層１２と孤立パターン１６と間の導通状態を維持することができる。このため、層間絶縁層１３を平坦化するための研磨時に層間絶縁層１３に膜厚バラツキが発生した場合においても、下層配線層１２と孤立パターン１６とを安定して接続することが可能となり、下層配線層１２と孤立パターン１６との間の接続不良を低減することが可能となる。
【００３０】
そして、例えば、高密度プラズマＣＶＤにより、孤立パターン１６上に層間絶縁膜１７を形成する。そして、層間絶縁膜１７が孤立パターン１６上に形成されると、例えば、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）を用いて、層間絶縁膜１７の表面を研磨することにより、層間絶縁膜１７の表面を平坦化する。
そして、層間絶縁膜１７の表面が平坦化されると、図２（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、層間絶縁膜１７をパターニングすることにより、孤立パターン１６を露出させる複数の開口部１８ａ、１８ｂを層間絶縁膜１７に形成する。
【００３１】
そして、開口部１８ａ、１８ｂが層間絶縁膜１７に形成されると、スパッタリングなどの方法を用いてＴｉ／ＴｉＮを順次成膜することにより、開口部１８ａ、１８ｂが設けられた層間絶縁膜１７にバリアメタル膜を必要に応じて形成することができる。そして、例えば、ＷＦ6／ＳｉＨ4／Ｈ2／Ａｒ系ガスを用いたＣＶＤを行うことにより、開口部１８ａ、１８ｂが形成された層間絶縁膜１７上にタングステン膜を成膜する。
【００３２】
そして、例えば、ＣＭＰを用いてタングステン膜の研磨を行うことにより、層間絶縁膜１７の表面を露出させ、開口部１８ａ、１８ｂ内にそれぞれ埋め込まれたタングステンプラグ１９ａ、１９ｂを形成する。
次に、図２（ｅ）に示すように、例えば、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＮを層間絶縁膜１７上に順次スパッタし、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＮからなる積層構造をパターニングすることにより、複数のタングステンプラグ１９ａ、１９ｂに接続された上層配線層２０を層間絶縁膜１７上に形成する。
【００３３】
ここで、複数のタングステンプラグ１９ａ、１９ｂを介して孤立パターン１６と上層配線層２０とを接続することにより、孤立パターン１６と上層配線層２０とを接続するためのいずれか１個のコンタクトに接続不良が発生した場合においても、孤立パターン１６と上層配線層２０と間の導通状態を維持することができる。このため、層間絶縁層１７を平坦化するための研磨時に層間絶縁層１７に膜厚バラツキが発生した場合においても、孤立パターン１６と上層配線層２０とを安定して接続することが可能となり、孤立パターン１６と下層配線層２０との間の接続不良を低減することが可能となる。
【００３４】
図３（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ´線で切断した断面図である。
図３（ａ）において、下層配線層３２と上層配線層４０との間の中間層には、複数の孤立パターン３６ａ、３６ｂが配置されている。そして、下層配線層３２と複数の孤立パターン３６ａ、３６ｂとはコンタクトＣ１１ａ、Ｃ１２ａをそれぞれ介して接続され、複数の孤立パターン３６ａ、３６ｂと上層配線層４０とはコンタクトＣ１１ｂ、Ｃ１２ｂをそれぞれ介して接続されている。
【００３５】
すなわち、図３（ｂ）に示すように、絶縁層３１上には、下層配線層３２が形成され、下層配線層３２上には、層間絶縁層３３が形成されている。そして、層間絶縁層３３には、下層配線層３２を露出させる複数の開口部３４が形成され、これらの開口部３４内には、下層配線層３２に接続されたタングステンプラグ３５がそれぞれ埋め込まれている。
そして、タングステンプラグ３５が埋め込まれた層間絶縁層３３上には、複数の孤立パターン３６ａ、３６ｂが形成され、これらの孤立パターン３６ａ、３６ｂ上には、層間絶縁層３７が形成されている。そして、層間絶縁層３７には、孤立パターン３６ａ、３６ｂをそれぞれ露出させる複数の開口部３８が形成され、これらの開口部３８内には、孤立パターン３６ａ、３６ｂにそれぞれ接続されたタングステンプラグ３９がそれぞれ埋め込まれている。そして、複数のタングステンプラグ３９が埋め込まれた層間絶縁層３７上には、これらのタングステンプラグ３９に接続された上層配線層４０が形成されている。
【００３６】
これにより、複数の孤立パターン３６ａ、３６ｂを介し、下層配線層３２と上層配線層４０とを接続することが可能となり、下層配線層３２と複数の孤立パターン３６ａ、３６ｂまたは上層配線層４０と複数の孤立パターン３６ａ、３６ｂとを接続するコンタクトのいずれか１個に接続不良が発生した場合においても、下層配線層３２と上層配線層４０と間の接続を維持することができる。
【００３７】
このため、下層配線層３２と複数の孤立パターン３６ａ、３６ｂまたは複数の孤立パターン３６ａ、３６と上層配線層４０との間に設けられる層間絶縁層３３、３７に膜厚バラツキが発生した場合においても、下層配線層３２と上層配線層４０とを安定して接続することが可能となり、下層配線層３２と上層配線層４０との間の接続不良を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１、１１、３１  絶縁層、２、１２、３２  下層配線層、３、７、１３、１７、３３  層間絶縁層、４、８、１４ａ、１４ｂ、１８ａ、１８ｂ、３４、３８  開口部、５、９、１５ａ、１５ｂ、１９ａ、１９ｂ、３５、３９  タングステンプラグ、６、１６、３６  孤立パターン、１０、２０、４０  上層配線層、Ｃ１ａ〜Ｃ４ａ、Ｃ１ｂ〜Ｃ４ｂ、Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａ、Ｃ１１ｂ、Ｃ１２ｂ  コンタクト
【図１】
2005158802.tif 000003
【図２】
2005158802.tif 000004
【図３】
2005158802.tif 000005