(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２ｂの両側にダミー配線層２ａ、２ｃをそれぞれ配置しるとともに、下層配線層２ｂ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、ダミー配線層２ａに複数のダミーコンタクトＣ１を接続し、ダミー配線層２ｃに複数のダミーコンタクトＣ３を接続し、下層配線層２ｂと孤立パターン６とを複数のコンタクトＣ２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Ｃ４を介して接続する。【選択図】      図１
2005158803.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、
前記下層配線層と同一層に形成されたダミーパターンと、
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ることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記ダミーパターンに接続されたダミーコンタクトをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
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、
前記下層配線層と同一層に形成された第１ダミーパターンと、
前記中間層と同一層に形成された第２ダミーパターンと、
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、
前記第１ダミーパターンに接続された第１ダミーコンタクトと、
前記第２ダミーパターンに接続された第２ダミーコンタクトをさらに備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
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、
前記下層配線層と同一層に形成されたダミーパターンと、
前記ダミーパターンに接続されたダミーコンタクトと、
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５】
絶縁層上に形成された下層配線層と、
前記絶縁層上に形成されたダミーパターンと、
前記下層配線層および前記ダミーパターン上に形成された第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第１および第２開口部と、
前記第１開口部に埋め込まれ、前記下層配線層と前記孤立パターンとを接続する第１プラグと、
前記第２開口部に埋め込まれ、前記ダミーパターンに接続された第２プラグと、
前記第２層間絶縁層に形成された第３開口部と、
前記第３開口部に埋め込まれ、前記孤立パターンと前記上層配線層とを接続する第３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】
絶縁層上に形成された下層配線層と、
前記絶縁層上に形成されたダミーパターンと、
前記下層配線層および前記ダミーパターン上に形成された第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、
前記ダミーパターンに対応して第１層間絶縁層に形成された第２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、
前記第２開口部に埋め込まれ、前記ダミーパターンに接続された第２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３開口部と、
前記第３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３プラグとを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
下層配線層およびダミーパターンを絶縁層上に形成する工程と、
前記下層配線層および前記ダミーパターン上に第１層間絶縁層を形成する工程と、
前記下層配線層および前記ダミーパターン上に形成された第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第１開口部および前記ダミーパターンを露出させる第２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開口部に埋め込まれた第１プラグおよび前記第２開口部に埋め込まれた第２プラグを形成する工程と、
前記第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第３開口部を前記第２層間絶縁層に形成する工程と、
前記第３開口部に埋め込まれた第３プラグを形成する工程と、
前記第３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８】
下層配線層およびダミーパターンを絶縁層上に形成する工程と、
前記下層配線層および前記ダミーパターン上に第１層間絶縁層を形成する工程と、
前記下層配線層および前記ダミーパターン上に形成された第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開口部および前記ダミーパターンを露出させる第２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プラグおよび前記第２開口部に埋め込まれた第２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３開口部を前記第２層間絶縁層に形成する工程と、
前記第３開口部にそれぞれ埋め込まれた複数の第３プラグを形成する工程と、
前記複数の第３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、従来の半導体装置では、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、下層配線層と上層配線層との間で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、前記下層配線層と同一層に形成されたダミーパターンと、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ることを特徴とする。
【０００６】
これにより、下層配線層と同一層にダミーパターンを形成することで、下層配線層の近傍のパターンの粗密を均一化することが可能となり、下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の膜厚バラツキを低減することが可能となる。このため、下層配線層と孤立パターン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、前記ダミーパターンに接続されたダミーコンタクトをさらに備えることを特徴とする。
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の近傍にダミーコンタクトを配置することが可能となり、コンタクトの近傍のパターンの粗密を均一化することが可能となる。このため、コンタクトを形成するために、プラグを層間絶縁層に埋め込むための研磨が行われる場合においても、プラグ領域にリセスが発生することを抑制することができる。この結果、プラグの高さを均一化することが可能となり、下層配線層と孤立パターンとを安定して接続することを可能として、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。
【０００８】
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孤立パターンと、前記下層配線層と同一層に形成された第１ダミーパターンと、前記中間層と同一層に形成された第２ダミーパターンと、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、前記第１ダミーパターンに接続された第１ダミーコンタクトと、前記第２ダミーパターンに接続された第２ダミーコンタクトをさらに備えることを特徴とする。
【０００９】
これにより、下層配線層の近傍のパターンの粗密を均一化することが可能となるとともに、孤立パターンの近傍のパターンの粗密を均一化することが可能となり、下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の膜厚バラツキを低減することが可能となるとともに、孤立パターンと上層配線層との間に設けられる層間絶縁層の膜厚バラツキを低減することが可能となる。このため、下層配線層と孤立パターンとを安定して接続することが可能となるとともに、孤立パターン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。
【００１０】
また、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および孤立パターンと上層配線層とを接続するためのコンタクトを形成するために、層間絶縁層にプラグをそれぞれ埋め込むための研磨が行われる場合においても、プラグ領域にリセスが発生することを抑制することができる。この結果、プラグの高さを均一化することが可能となり、下層配線層と孤立パターンならびに孤立パターンと上層配線層を安定して接続することを可能として、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、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、前記下層配線層と同一層に形成されたダミーパターンと、前記ダミーパターンに接続されたダミーコンタクトと、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。
【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、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。
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の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。
【００１３】
また、下層配線層と同一層にダミーパターンを形成することで、下層配線層の近傍のパターンの粗密を均一化することが可能となり、下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の膜厚バラツキを低減することが可能となる。このため、下層配線層と孤立パターン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】
さらに、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の近傍にダミーコンタクトを配置することで、コンタクトの近傍のパターンの粗密を均一化することが可能となる。このため、コンタクトを形成するために、層間絶縁層にプラグを埋め込むための研磨が行われる場合においても、プラグ領域にリセスが発生することを抑制することができる。この結果、プラグの高さを均一化することが可能となり、下層配線層と孤立パターンとを安定して接続することを可能として、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。
【００１５】
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、前記絶縁層上に形成されたダミーパターンと、前記下層配線層および前記ダミーパターン上に形成された第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第１および第２開口部と、前記第１開口部に埋め込まれ、前記下層配線層と前記孤立パターンとを接続する第１プラグと、前記第２開口部に埋め込まれ、前記ダミーパターンに接続された第２プラグと、前記第２層間絶縁層に形成された第３開口部と、前記第３開口部に埋め込まれ、前記孤立パターンと前記上層配線層とを接続する第３プラグとを備えることを特徴とする。
【００１６】
これにより、下層配線層と同一層にダミーパターンを形成することが可能となるとともに、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の近傍にダミーコンタクトを配置することが可能となる。このため、下層配線層の近傍のパターンの粗密を均一化することが可能となるとともに、コンタクトを形成するために、層間絶縁層にプラグを埋め込むための研磨が行われる場合においても、プラグ領域にリセスが発生することを抑制することができる。この結果、下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の膜厚バラツキを低減することが可能となるとともに、プラグの高さを均一化することが可能となり、下層配線層と孤立パターンとを安定して接続することを可能として、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。
【００１７】
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、前記絶縁層上に形成されたダミーパターンと、前記下層配線層および前記ダミーパターン上に形成された第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、前記ダミーパターンに対応して第１層間絶縁層に形成された第２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、前記第２開口部に埋め込まれ、前記ダミーパターンに接続された第２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３開口部と、前記第３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３プラグとを備えることを特徴とする。
【００１８】
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を可能として、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。
【００１９】
また、下層配線層と同一層にダミーパターンを形成することが可能となるとともに、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の近傍にダミーコンタクトを配置することが可能となる。このため、下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の膜厚バラツキを低減することが可能となるとともに、コンタクトを形成するためのプラグの高さを均一化することが可能となり、下層配線層と孤立パターンとを安定して接続することを可能として、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。
【００２０】
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、下層配線層およびダミーパターンを絶縁層上に形成する工程と、前記下層配線層および前記ダミーパターン上に第１層間絶縁層を形成する工程と、前記下層配線層および前記ダミーパターン上に形成された第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第１開口部および前記ダミーパターンを露出させる第２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開口部に埋め込まれた第１プラグおよび前記第２開口部に埋め込まれた第２プラグを形成する工程と、前記第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第３開口部を前記第２層間絶縁層に形成する工程と、前記第３開口部に埋め込まれた第３プラグを形成する工程と、前記第３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。
【００２１】
これにより、下層配線層と同一層にダミーパターンを形成することで、下層配線層の近傍のパターンの粗密を均一化することが可能となり、層間絶縁層を平坦化するための研磨が行われる場合においても、層間絶縁層の研磨レートを均一化することを可能として、層間絶縁層の膜厚バラツキを低減することが可能となる。
また、下層配線層と孤立パターンとを接続するためのプラグの近傍にダミープラグを配置することが可能となり、コンタクト領域の近傍のプラグの配置密度を均一化することが可能となる。このため、コンタクトを形成するために、プラグを層間絶縁層に埋め込むための研磨が行われる場合においても、プラグ領域にリセスが発生することを抑制することを可能として、プラグの高さを均一化することが可能となる。
【００２２】
この結果、下層配線層と孤立パターン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の製造方法によれば、下層配線層およびダミーパターンを絶縁層上に形成する工程と、前記下層配線層および前記ダミーパターン上に第１層間絶縁層を形成する工程と、前記下層配線層および前記ダミーパターン上に形成された第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開口部および前記ダミーパターンを露出させる第２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プラグおよび前記第２開口部に埋め込まれた第２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３開口部を前記第２層間絶縁層に形成する工程と、前記第３開口部にそれぞれ埋め込まれた複数の第３プラグを形成する工程と、前記複数の第３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。
【００２３】
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。
また、下層配線層と同一層にダミーパターンを形成することで、下層配線層の近傍のパターンの粗密を均一化することが可能となり、層間絶縁層を平坦化するための研磨が行われる場合においても、層間絶縁層の研磨レートを均一化することを可能として、層間絶縁層の膜厚バラツキを低減することが可能となる。
【００２４】
さらに、下層配線層と孤立パターンとを接続するためのプラグの近傍にダミープラグを配置することが可能となり、コンタクト領域の近傍のプラグの配置密度を均一化することが可能となる。このため、コンタクトを形成するために、プラグを層間絶縁層に埋め込むための研磨が行われる場合においても、プラグ領域にリセスが発生することを抑制することを可能として、プラグの高さを均一化することが可能となる。
【００２５】
この結果、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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において、下層配線層２ｂの両側には、ダミー配線層２ａ、２ｃがそれぞれ配置されるとともに、下層配線層２ｂ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、ダミー配線層２ａには、複数のダミーコンタクトＣ１が接続され、ダミー配線層２ｃには、複数のダミーコンタクトＣ３が接続されている。また、下層配線層２ｂと孤立パターン６とは複数のコンタクトＣ２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Ｃ４を介して接続されている。
【００２７】
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２ｂおよびダミー配線層２ａ、２ｃが形成され、下層配線層２およびダミー配線層２ａ、２ｃ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４ｂが形成されるとともに、ダミー配線層２ａ、２ｃをそれぞれ露出させる複数の開口部４ａ、４ｃが形成されている。そして、開口部４ｂ内には、下層配線層２ｂに接続されたタングステンプラグ５ｂが埋め込まれ、開口部４ａ、４ｃ内には、下層配線層２ａ、２ｃにそれぞれ接続されたダミータングステンプラグ５ａ、５ｃが埋め込まれている。
【００２８】
そして、タングステンプラグ５ｂおよびダミータングステンプラグ５ａ、５ｃが埋め込まれた層間絶縁層３上には、タングステンプラグ５ｂ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。
【００２９】
これにより、複数のコンタクトＣ２を介して下層配線層２ｂ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Ｃ４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２ｂ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Ｃ２、Ｃ４に接続不良が発生した場合においても、下層配線層２ｂ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。
【００３０】
この結果、下層配線層２ｂ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２ｂ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２ｂ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２ｂと同一層にダミー配線層２ａ、２ｃを形成することで、下層配線層２ｂの近傍のパターンの粗密を均一化することが可能となり、下層配線層２ｂと孤立パターン６との間に設けられる層間絶縁層３の膜厚バラツキを低減することが可能となる。このため、下層配線層２ｂと孤立パターン６とを安定して接続することが可能となり、下層配線層２ｂ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。
【００３１】
また、ダミー配線層２ａ、２ｃに接続されたダミーコンタクトＣ１、Ｃ３を設けることにより、下層配線層２ｂと孤立パターン６とを接続するためのタングステンプラグ５ｂの近傍にダミータングステンプラグ５ａ、５ｃを配置することが可能となり、コンタクトＣ２の近傍のパターンの粗密を均一化することが可能となる。
このため、コンタクトＣ２を形成するために、タングステンプラグ５ｂを層間絶縁層３に埋め込むための研磨が行われる場合においても、タングステンプラグ５ｂにリセスが発生することを抑制することができる。この結果、プタングステンラグ５ｂの高さを均一化することが可能となり、下層配線層２ｂと孤立パターン６とを安定して接続することを可能として、下層配線層２ｂ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。
【００３２】
また、下層配線層２ｂと孤立パターン６とを接続するコンタクトＣ２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Ｃ４が重ならないように配置することにより、下層配線層２ｂと孤立パターン６とを接続するためのコンタクトＣ２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。
【００３３】
なお、下層配線層２ｂ、ダミー配線層２ａ、２ｃ、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。
【００３４】
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。
【００３５】
また、コンタクトＣ２、Ｃ４およびダミーコンタクトＣ１、Ｃ３を形成する場合、タングステンプラグ５ａ〜５ｃ、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Ｃ２、Ｃ４およびダミーコンタクトＣ１、Ｃ３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４ａ〜４ｃ、８に形成してから、タングステンプラグ５ａ〜５ｃ、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。
【００３６】
また、上述した実施形態では、下層配線層２ｂと孤立パターン６とを複数のコンタクトＣ２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Ｃ４を介して接続する方法について説明したが、下層配線層２ｂと孤立パターン６とを１個のコンタクトを介して接続してもよく、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。
【００３７】
図２は、図１の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１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１上に下層配線層２ｂおよびダミー配線層２ａ、２ｃを形成する。
【００３８】
そして、例えば、高密度プラズマＣＶＤにより、下層配線層２ｂおよびダミー配線層２ａ、２ｃ間の隙間の深い部分が埋め込まれるように、下層配線層２ｂおよびダミー配線層２ａ、２ｃ上に層間絶縁膜３を形成する。ここで、高密度プラズマＣＶＤを用いて層間絶縁膜３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２ｂおよびダミー配線層２ａ、２ｃ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２ｂおよびダミー配線層２ａ、２ｃ間の隙間を精度よく埋め込むことができる。
【００３９】
なお、下層配線層２ｂおよびダミー配線層２ａ、２ｃ上に層間絶縁膜３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３を成膜するようにしてもよい。
そして、下層配線層２ｂおよびダミー配線層２ａ、２ｃ上に層間絶縁膜３が形成されると、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３の表面を研磨することにより、層間絶縁膜３の表面を平坦化する。
【００４０】
ここで、下層配線層２ｂと同一層にダミー配線層２ａ、２ｃを形成することにより、下層配線層２ｂの近傍のパターンの粗密を均一化することが可能となる。このため、層間絶縁膜３の表面を研磨する際の研磨レートを均一化することが可能となり、下層配線層２ｂと孤立パターン６との間に設けられる層間絶縁層３の膜厚バラツキを低減することを可能として、下層配線層２ｂと孤立パターン６とを安定して接続することが可能となる。
【００４１】
そして、層間絶縁膜３の表面が平坦化されると、図２（ｃ）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３をパターニングすることにより、下層配線層２ｂを露出させる開口部４ｂを層間絶縁膜３に形成するとともに、下層配線層２ａ、２ｃをそれぞれ露出させる開口部４ａ、４ｃを層間絶縁膜３に形成する。
そして、開口部４ａ〜４ｃが層間絶縁膜３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４ａ〜４ｃが設けられた層間絶縁膜３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。
【００４２】
そして、図２（ｄ）に示すように、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４ａ〜４ｃが形成された層間絶縁膜３上にタングステン膜５を成膜する。
そして、図２（ｅ）に示すように、例えば、ＣＭＰを用いてタングステン膜５の研磨を行うことにより、層間絶縁膜３の表面を露出させ、開口部４ｂ内に埋め込まれたタングステンプラグ５ｂを形成するとともに、開口部４ａ、４ｃ内にそれぞれ埋め込まれたダミータングステンプラグ５ａ、５ｃを形成する。
【００４３】
ここで、下層配線層２ｂと孤立パターン６とを接続するためのタングステンプラグ５ｂの近傍にダミータングステンプラグ５ａ、５ｃを配置することにより、タングステンプラグ５ｂの近傍のタングステン膜５の粗密を均一化することが可能となる。このため、タングステンプラグ５ｂを層間絶縁層３に埋め込む際の研磨レートを均一化することが可能となり、タングステンプラグ５ｂにリセスが発生することを抑制して、下層配線層２ｂと孤立パターン６とを安定して接続することが可能となる。
【００４４】
次に、図１（ｂ）に示すように、例えば、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＮを層間絶縁膜３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５ｂに接続された孤立パターン６を層間絶縁膜３上に形成する。
ここで、複数のタングステンプラグ５ｂを介して下層配線層２ｂと孤立パターン６とを接続することにより、下層配線層２ｂと孤立パターン６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２ｂと孤立パターン６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３を平坦化するための研磨時に層間絶縁層３に膜厚バラツキが発生した場合においても、下層配線層２ｂと孤立パターン６とを安定して接続することが可能となり、下層配線層２ｂと孤立パターン６との間の接続不良を低減することが可能となる。
【００４５】
そして、例えば、高密度プラズマＣＶＤにより、孤立パターン６上に層間絶縁膜７を形成する。そして、層間絶縁膜７が孤立パターン６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７の表面を研磨することにより、層間絶縁膜７の表面を平坦化する。
そして、層間絶縁膜７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７をパターニングすることにより、孤立パターン６を露出させる複数の開口部８を層間絶縁膜７に形成する。
【００４６】
そして、開口部８が層間絶縁膜７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８が設けられた層間絶縁膜７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８が形成された層間絶縁膜７上にタングステン膜を成膜する。
【００４７】
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７の表面を露出させ、開口部８内に埋め込まれたタングステンプラグ９を形成する。
次に、例えば、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＮを層間絶縁膜７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９に接続された上層配線層１０を層間絶縁膜７上に形成する。
【００４８】
ここで、複数のタングステンプラグ９を介して孤立パターン６と上層配線層１０とを接続することにより、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個のコンタクトに接続不良が発生した場合においても、孤立パターン６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。このため、層間絶縁層７を平坦化するための研磨時に層間絶縁層７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６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、孤立パターン６と下層配線層１０との間の接続不良を低減することが可能となる。
【００４９】
なお、上述した実施形態では、下層配線層２ｂと同一層にダミーパターン２ａ、２ｃを形成する方法について説明したが、孤立パターン６と同一層にダミーパターンを形成するようにしてもよく、孤立パターン６と同一層に形成されたダミーパターンにダミーコンタクトを形成するようにしてもよい。
これにより、下層配線層２ｂの近傍のパターンの粗密を均一化することが可能となるとともに、孤立パターン６の近傍のパターンの粗密を均一化することが可能となり、下層配線層２ｂと孤立パターン６との間に設けられる層間絶縁層３の膜厚バラツキを低減することが可能となるとともに、孤立パターン６と上層配線層１０との間に設けられる層間絶縁層７の膜厚バラツキを低減することが可能となる。このため、下層配線層２ｂと孤立パターン６とを安定して接続することが可能となるとともに、孤立パターン６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２ｂと上層配線層１０との間の接続不良をより一層低減することが可能となる。
【００５０】
また、孤立パターン６と同一層に形成されたダミーパターンにダミーコンタクトを形成することにより、孤立パターン６と上層配線層１０とを接続するためのコンタクトＣ４を形成するために、層間絶縁層７にタングステンプラグ９を埋め込むための研磨が行われる場合においても、タングステンプラグ９にリセスが発生することを抑制することができる。この結果、タングステンプラグ９の高さを均一化することが可能となり、孤立パターン６と上層配線層１０を安定して接続することを可能として、下層配線層２ｂと上層配線層１０との間の接続不良をより一層低減することが可能となる。
【００５１】
図３（ａ）は、本発明の第２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において、下層配線層１２ｂの両側には、ダミー配線層１２ａ、１２ｃがそれぞれ配置されるとともに、下層配線層１２ｂと上層配線層２０との間の中間層には、複数の孤立パターン１６ａ、１６ｂが配置されている。そして、ダミー配線層１２ａには、複数のダミーコンタクトＣ１１が接続され、ダミー配線層１２ｃには、複数のダミーコンタクトＣ１３が接続されている。また、下層配線層１２ｂと複数の孤立パターン１６ａ、１６ｂとはコンタクトＣ１２ａ、Ｃ１２ｂをそれぞれ介して接続され、複数の孤立パターン１６ａ、１６ｂと上層配線層２０とはコンタクトＣ１４ａ、Ｃ１４ｂをそれぞれ介して接続されている。
【００５２】
すなわち、図３（ｂ）に示すように、絶縁層１１上には、下層配線層１２およびダミー配線層１２ａ、１２ｃが形成され、下層配線層１２ｂおよびダミー配線層１２ａ、１２ｃ上には、層間絶縁層１３が形成されている。そして、層間絶縁層１３には、下層配線層１２を露出させる複数の開口部１４ｂが形成されるとともに、ダミー配線層１２ａ、１２ｃをそれぞれ露出させる複数の開口部１４ａ、１４ｃが形成されている。そして、開口部１４ｂ内には、下層配線層１２ｂに接続されたタングステンプラグ１５ｂが埋め込まれ、開口部１４ａ、１４ｃ内には、下層配線層１２ａ、１２ｃにそれぞれ接続されたダミータングステンプラグ１５ａ、１５ｃが埋め込まれている。
【００５３】
そして、タングステンプラグ１５ｂおよびダミータングステンプラグ１５ａ、１５ｃが埋め込まれた層間絶縁層１３上には、複数の孤立パターン１６ａ、１６ｂが形成され、これらの孤立パターン１６ａ、１６ｂ上には、層間絶縁層１７が形成されている。そして、層間絶縁層１７には、孤立パターン１６ａ、１６ｂをそれぞれ露出させる複数の開口部１８が形成され、これらの開口部１８内には、孤立パターン１６ａ、１６ｂにそれぞれ接続されたタングステンプラグ１９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１９が埋め込まれた層間絶縁層１７上には、これらのタングステンプラグ１９に接続された上層配線層２０が形成されている。
【００５４】
これにより、複数の孤立パターン１６ａ、１６ｂを介し、下層配線層１２ｂと上層配線層２０とを接続することが可能となり、下層配線層１２ｂと複数の孤立パターン１６ａ、１６ｂまたは上層配線層２０と複数の孤立パターン１６ａ、１６ｂ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１２ｂと上層配線層２０と間の接続を維持することができる。
【００５５】
このため、下層配線層１２ｂと複数の孤立パターン１６ａ、１６ｂまたは複数の孤立パターン１６ａ、１６と上層配線層２０との間に設けられる層間絶縁層１３、１７に膜厚バラツキが発生した場合においても、下層配線層１２ｂ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、下層配線層１２ｂと上層配線層２０との間の接続不良を低減することが可能となる。
【００５６】
また、下層配線層１２ｂと同一層にダミー配線層１２ａ、１２ｃを形成することにより、下層配線層１２ｂの近傍のパターンの粗密を均一化することが可能となり、下層配線層１２ｂと孤立パターン１６との間に設けられる層間絶縁層１３の膜厚バラツキを低減することが可能となる。このため、下層配線層１２ｂ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１２ｂと上層配線層２０との間の接続不良を低減することが可能となる。
【００５７】
また、ダミー配線層１２ａ、１２ｃに接続されたダミーコンタクトＣ１１、Ｃ１３を設けることにより、下層配線層１２ｂと孤立パターン１６とを接続するためのタングステンプラグ１５ｂの近傍にダミータングステンプラグ１５ａ、１５ｃを配置することが可能となる。
このため、コンタクトＣ１２の近傍のタングステンパターンの粗密を均一化することが可能となり、コンタクトＣ１２を形成するために、タングステンプラグ１５ｂを層間絶縁層１３に埋め込むための研磨が行われる場合においても、タングステンプラグ１５ｂにリセスが発生することを抑制することができる。この結果、タングステンプラグ１５ｂの高さを均一化することが可能となり、下層配線層１２ｂと孤立パターン１６とを安定して接続することを可能として、下層配線層１２ｂと上層配線層２０との間の接続不良を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【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】図１の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２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】
【００５９】
１、１１  絶縁層、２ｂ、１２ｂ  下層配線層、２ａ、２ｃ、１２ａ、１２ｃ  ダミー配線層、３、７、１３、１７  層間絶縁層、４ｂ、８、１４ｂ、１８  開口部、４ａ、４ｃ、１４ａ、１４ｃ  ダミー開口部、５ｂ、９、１５ｂ、１９  タングステンプラグ、５ａ、５ｃ、１５ａ、１５ｃ  ダミータングステンプラグ、６、１６ａ、１６ｂ  孤立パターン、１０、２０  上層配線層、Ｃ１、Ｃ３、Ｃ１１、Ｃ１３  ダミーコンタクト、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ１２ａ、Ｃ１２ｂ、Ｃ１４ａ、Ｃ１４ｂ  コンタクト
【図１】
2005158803.tif 000003
【図２】
2005158803.tif 000004
【図３】
2005158803.tif 000005