(57)【要約】【課題】半導体装置の配線構造の信頼性を高める。【解決手段】半導体装置は、素子１０３ａ，１０３ｂが形成された半導体基板１０１と、半導体基板１０１上に設けられた、少なくとも１層の金属層１１８及び水素含有ガスを原料ガスとしたプラズマＣＶＤ法により形成された第１の膜１２３を有する配線構造と、前記金属層１１８と非接触に前記半導体基板１０１上に形成されたＴｉＮｘ（但し、０≦ｘ）からなる第２の膜１２０とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子が形成された半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられた、少なくとも１層の金属層及び水素原子含有ガスを原料ガスとしたプラズマＣＶＤ法により形成された第１の膜を有する配線構造と、
前記金属層と非接触に前記半導体基板上に形成されたＴｉＮｘ（但し、０≦ｘ）からなる第２の膜と、
を具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第２の膜が、ＴｉＮｘ（但し、０≦ｘ＜１）からな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】
前記第１の膜が、パッシベーション膜又は拡散防止膜として形成された膜であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１の膜が、ＳｉＮ膜、ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜及びＳｉＯＮ膜から選ばれる少なくとも１種の膜で構成されていることを特徴とする請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２の膜は、少なくとも前記素子と重なる位置に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体装置の多層配線構造として、パッシベーション膜にプラズマＣＶＤ法によるシリコン窒化膜（以下、プラズマシリコン窒化膜ともいう）、あるいはプラズマシリコン窒化膜をシリコン酸化膜上に積層した２層構造の膜を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。プラズマシリコン窒化膜は水分等のバリア特性に優れており、これをパッシベーション膜に用いることにより、装置内部への水分等の侵入を防止し、それに伴う腐蝕やデバイス特性の低下防止を図ろうとしたものである。
【０００３】
一方、近時、半導体装置は微細化、高集積化がますます進んでおり、それに伴い、さらに高い信頼性を備えた多層配線構造が求められてきている。
【特許文献１】特開２００３−３２４１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、高い信頼性を有する配線構造を備えた半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、素子が形成された半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられた、少なくとも１層の金属層及び水素含有ガスを原料ガスとしたプラズマＣＶＤ法により形成された第１の膜を有する配線構造と、
前記金属層と非接触に前記半導体基板上に形成されたＴｉＮｘ（但し、０≦ｘ）からなる第２の膜と、
を具備することを特徴とする半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様による半導体装置によれば、高い信頼性を有する配線構造を具備することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。なお、説明は図面に基づいて行うが、それらの図面は単に図解のために提供されるものであって、本発明はそれらの図面により何ら限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は実際のものとは異なることに留意すべきである。さらに、以下の説明において、同一もしくは略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【０００８】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）〜（ｊ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。なお、本実施形態においては、一例として、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）及び銅（Ｃｕ）が配線材料として用いられ、多層の配線構造が形成される。
【０００９】
図１（ａ）に示すように、例えばシリコンからなる半導体基板１０１上に、第１の絶縁膜１０２が形成される。第１の絶縁膜１０２としては、例えばプラズマＣＶＤ法で形成されたシリコン酸化（ＳｉＯ２）膜、比誘電率が１．１〜３．９程度の低比誘電率（ｌｏｗ  κ）膜、例えば炭素含有シリコン酸化（ＳｉＣＯ）膜等が使用される。半導体基板１０１上には、トランジスタ、キャパシタ等の素子（セル）１０３ａ，１０３ｂ，…が所定の位置に複数形成されている。
【００１０】
次に、リソグラフィー技術を用いて、レジストパターン（図示なし）が形成され、このレジストパターンをマスクとして、第１の絶縁膜１０２の所定の位置にドライエッチング技術で、所定の間隔をおいて配線用の溝が形成される。ドライエッチング技術として、例えばＲＩＥ法が用いられる。この配線用の溝の内部に、バリアメタル層の材料膜（例：窒化タンタル（ＴａＮ））を介して配線の材料膜（例：Ｗ）が埋め込まれる。その後、ＣＭＰ法等で第１の絶縁膜１０２上の余分な材料膜が除去され、かつ表面が平坦化され、バリアメタル層１０４を有する第１の配線層１０５が形成される。バリアメタル層１０４として、窒化タンタル膜の他に、タンタル、ニオブ、ニオブ窒化物、チタン、チタン窒化物等の膜を単層または積層で用いることが可能である。なお、以下のバリアメタル層についても同様の膜が使用される。
【００１１】
次に、図１（ｂ）に示すように、第１の配線層１０５及び第１の絶縁膜１０２上に、第１の絶縁膜１０２と同様にして第２の絶縁膜１０６が形成された後、プラズマＣＶＤ法により、シリコン窒化（ＳｉＮｘ）膜からなるバリア層１０７が３０〜７０ｎｍ程度の膜厚で形成される。具体的には、シリコン窒化（ＳｉＮｘ）膜からなるバリア層１０７は、水素原子含有ガスである、シラン系ガス（シラン（ＳｉＨ４）、モノメチルシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）Ｈ３）、ジメチルシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｈ２）、トリメチルシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）３Ｈ）、テトラメチルシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）４）等）と、アンモニア（ＮＨ３）ガスまたは亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）ガスとの混合ガスを原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法により形成される。このように形成されたバリア層１０７は、原料ガスとして水素原子含有ガスが用いられているため、後工程でアニールした際にラジカル水素（Ｈ＊）として放出される水素（Ｈ）を含んだ層となる。
【００１２】
次に、図１（ｃ）に示すように、リソグラフィー技術及びドライエッチング技術を用いて、第２の絶縁膜１０６及びバリア層１０７に対し、ビアホールを開口させる。ビアホールは第１の配線層１０５と接続されるように形成される。ドライエッチング技術として，例えばＲＩＥ法が用いられる。
【００１３】
次に、ビアホールの内部に、バリアメタル層の材料膜（例：ＴａＮ膜）を介してビアの材料膜（例：Ｃｕ）が埋め込まれる。その後、ＣＭＰ法等でバリア層１０７上の余分な材料膜が除去され、かつ表面が平坦化され、バリアメタル層１０８を有するビア１０９が形成される。
【００１４】
次に、図１（ｄ）に示すように、バリア層１０７およびビア１０９上に、第１の絶縁膜１０２と同様にして第３の絶縁膜１１０が形成された後、リソグラフィー技術及びドライエッチング技術を用いて、第３の絶縁膜１１０内に配線用の溝が形成される。配線用の溝はビア１０９と接続されるように形成される。ドライエッチング技術として、例えばＲＩＥ法が用いられる。
【００１５】
次に、配線用の溝の内部に、バリアメタル層の材料膜（例：ＴａＮ）を介して配線の材料膜（例：Ｃｕ）が埋め込まれる。その後、ＣＭＰ法等で第３の絶縁膜１１０上の余分な材料膜が除去され、かつ表面が平坦化され、バリアメタル層１１１を有する第２の配線層１１２が形成される。
【００１６】
次に、図１（ｅ）に示すように、シリコン窒化膜からなるバリア層１１３が３０〜７０ｎｍ程度の膜厚で形成され、さらに、その上に、第１の絶縁膜１０２と同様にして第４の絶縁膜１１４が形成される。バリア層１１３は、バリア層１０７の場合と同様にプラズマＣＶＤ法により形成される。すなわち、バリア層１１３は、具体的には、水素原子含有ガスである、前述したシラン系ガスと、ＮＨ３ガスまたはＮ２Ｏガスとの混合ガスを原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法により形成され、これにより、後工程でアニールした際にラジカル水素（Ｈ＊）として放出される水素（Ｈ）を含んだ層となる。なお、バリア層１０７，１１３は、第２の配線層１１２の銅成分の絶縁膜中への拡散を防ぐ機能を有する。
【００１７】
次に、図１（ｆ）に示すように、リソグラフィー技術及びドライエッチング技術を用いて、第４の絶縁膜１１４及びバリア層１１３内に、ビアホール１１５が形成される。ビアホール１１５は第２の配線層１１２と接続されるように形成される。ドライエッチング技術として、例えばＲＩＥ法が用いられる。
【００１８】
次に、図１（ｇ）に示すように、ビアホール１１５の内部と第４の絶縁膜１１４上に、バリアメタル層の材料膜（例：ＴａＮ）を介して、ビア及び配線の材料膜（例：Ａｌ）が十分な厚さに堆積される。その後、リソグラフィー技術及びドライエッチング技術を用いてパターニングされ、バリアメタル層１１６を有するビア１１７及び第３の配線層１１８が形成される。第３の配線層１１８の一部にはパッド電極層１１８ａが設けられる。
【００１９】
次に、図１（ｈ）に示すように、全面に第１の絶縁膜１０２と同様にして第５の絶縁膜１１９が形成される。
【００２０】
次に、図１（ｉ）に示すように、第５の絶縁膜１１９上に、プラズマＣＶＤ法によりＴｉＮｘ（但し、０≦ｘ）からなる膜（以下、単にＴｉＮｘ膜ともいう）１２０が形成される。ＴｉＮｘ膜１２０は、その後、第３の配線層１１８から電気的に絶縁するために、第３の配線層１１８上及びその周辺部がドライエッチング、例えばＲＩＥ法により除去される。ＴｉＮｘ膜１２０は、後述するように、バリア層１０７，１１３及びパッシベーション膜１２１から放出されるラジカル水素（Ｈ＊）をゲッタリングし、素子領域に拡散するラジカル水素（Ｈ＊）の量を低減する機能を有する。この機能を十分に発現させるために、ＴｉＮｘ膜１２０は、好ましくは１〜１００ｎｍ、より好ましくは１〜３０ｎｍの膜厚で形成される。また、ラジカル水素（Ｈ＊）に対するゲッタリング効果をより高める観点からは、Ｔｉ含有量が５０ａｔ％を超える膜、すなわち、窒素組成比ｘが０≦ｘ＜１、より好ましくは０≦ｘ＜０．５の膜であることが好ましい。なお、ＴｉＮｘ膜１２０は、窒素組成比ｘの異なる２層以上の積層膜で形成されてもよく、この場合、積層膜全体として、前記組成であればよい。したがって、例えば、Ｔｉからなる膜と窒素組成比ｘが１のＴｉＮ膜の積層膜も、ＴｉＮｘ膜１２０として好適である。
【００２１】
次に、図１（ｊ）に示すように、ＴｉＮｘ膜１２０及び第５の絶縁膜１１９上に、パッシベーション膜１２１として、シリコン酸化膜１２２及びシリコン窒化膜１２３が、それぞれ５０〜１０００ｎｍ及び５０〜１０００ｎｍ、好ましくは１００〜７００ｎｍ及び１００〜７００ｎｍの膜厚で、順次形成される。シリコン酸化膜１２２は、例えばモノシラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）等の無機ガスや、ＴＥＯＳ（Tetraethyloxysilane：Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）ガス等の有機オキシシランガスを原料ガスとして用いたＣＶＤ法で形成される。シリコン酸化膜１２２はプラズマＣＶＤ法により成膜することも可能である。また、シリコン窒化膜１２３は、バリア層１０７，１１３の場合と同様にプラズマＣＶＤ法により形成される。すなわち、シリコン窒化膜１２３は、具体的には、水素原子含有ガスである、前述したシラン系ガスと、ＮＨ３ガスまたはＮ２Ｏガスとの混合ガスを原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法により形成され、これにより、後工程でアニールした際にラジカル水素（Ｈ＊）として放出される水素（Ｈ）を含んだ膜となる。なお、パッシベーション膜１２１として、プラズマＣＶＤ法によるシリコン窒化膜１２３のみの単層膜を用いることも可能である。また、シリコン酸化膜１２２に代えて、あるいはシリコン酸化膜１２２とともに、他の保護膜を用いることも可能である。パッシベーション膜１２１は、その後、アニール処理が施される。
【００２２】
次に、図１（ｊ）に示すように、ＲＩＥ法等のドライエッチング技術を用いて、シリコン窒化膜１２３、シリコン酸化膜１２２及び第５の絶縁膜１１９が順次エッチング加工され、第３の配線層１１８のパッド電極層１１８ａに達する開口部１２４が形成される。この後、図示は省略したが、常法により開口部１２４より端子の取り出しが行われ、半導体装置が完成する。
【００２３】
以下、本実施形態の効果について説明する。
【００２４】
本実施形態においては、パッシベーション膜１２１として、水分等のバリア特性に優れたプラズマＣＶＤ法によるシリコン窒化膜１２３を用いたことにより、水分や汚染物質等の外部からの侵入を効果的に防止することができる。しかしながら、一方で、アニール処理に伴い、シリコン窒化膜１２３からラジカル水素（Ｈ＊）が放出され、特に、最近の素子の微細化が進む半導体装置において、信頼性を低下させる要因の一つになっていることが明らかとなってきた。具体的には、例えば、浮遊ゲートに電荷を蓄積することにより、データを不揮発に記憶するメモリーデバイスでは、トンネル酸化膜がラジカル水素（Ｈ＊）によって破壊される結果、浮遊ゲートからの電子の抜けが生じ、データリテンション特性が低下するおそれがある。また、ロジックデバイスでは、ゲート酸化膜の破壊によりリーク電流が流れ、素子の寿命特性が低下するおそれがある。
【００２５】
図２は、ＴｉＮｘ膜１２０の形成を除き、本実施形態と同様に製造された半導体装置の構造を示す断面図である。この場合、同図に示すように、パッシベーション膜１２１のシリコン窒化膜１２３からラジカル水素（Ｈ＊）が放出される。また、本実施形態では、バリア層１０７，１１３にもプラズマＣＶＤ法によるシリコン窒化膜が使用されているため、これらのバリア層１０７，１１からもラジカル水素（Ｈ＊）が放出される。これらのラジカル水素（Ｈ＊）は、素子１０３ａ，１０３ｂへ拡散され、上記のようにデバイスの信頼性を低下させる要因となる。
【００２６】
これに対し、本実施形態では、パッシベーション膜１２１の下方にＴｉＮｘ膜１２０が設けられており、このＴｉＮｘ膜１２０がパッシベーション膜１２１やバリア層１０７，１１３を構成するシリコン窒化膜から放出されたラジカル水素（Ｈ＊）を捕捉する。その結果、ラジカル水素（Ｈ＊）の素子１０３ａ，１０３ｂへの拡散量が低減され、トンネル酸化膜やゲート酸化膜の劣化、破壊が抑制される。
【００２７】
また、本実施形態では、配線構造中の金属層としてバリアメタル及び配線金属の積層構造からなる配線層のみが設けられているが、ＴｉＮｘ膜１２０は他の金属層とは接触することのない単層構造として、配線層とは別構造で、かつこれと離隔して形成されている。これは、一般に金属はラジカル水素（Ｈ＊）を透過しないため、ＴｉＮｘ膜１２０が他の金属層との積層構造として形成されると、ＴｉＮｘ膜１２０の他の金属層と接触している面においてラジカル水素（Ｈ＊）の捕捉能が無効となるからである。なお、ＴｉＮｘ膜１２０によってシリコン窒化膜１２３及びバリア層１０７、１１３から放出されるラジカル水素（Ｈ＊）を有効に捕捉する観点からは、ＴｉＮｘ膜１２０は、実行配線と同一構造のダミー配線として設けられた配線層を形成する配線構造中の金属層や、さらにはこのような配線層以外に設けられ得る配線構造中の他の金属層とも非接触に形成されることが望まれる。ここで、配線層以外の以外の配線構造中の金属層としては、例えば、ヒューズ用金属や、配線構造中に設けられる素子の電極金属（例えば、ＦｅＲＡＭのキャパシタ電極）等が挙げられ、ＴｉＮｘ膜１２０は、ラジカル水素（Ｈ＊）の捕捉用として専ら用いることを考慮して、このような金属層とも非接触で離隔形成される。このように、本実施形態によれば、ＴｉＮｘ膜１２０によってシリコン窒化膜から放出されるラジカル水素（Ｈ＊）が捕捉されるため、高い信頼性を有することができる。また、ラジカル水素（Ｈ＊）の素子１０３ａ，１０３ｂへの拡散量をより低減するためには、ＴｉＮｘ膜１２０は基板面の法線方向に関し、少なくとも素子１０３ａ，１０３ｂと重なる位置に、設けられることが好ましい。
【００２８】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
【００２９】
本実施形態において、ＴｉＮｘ膜１２０は、素子１０３ａ，１０３ｂの上方に、各配線層１０５，１１２，１１８と非接触に、好ましくは素子１０３ａ，１０３ｂと重なる位置に、設けられていればよい。
【００３０】
したがって、本実施形態において、ＴｉＮｘ膜１２０をパッシベーション膜１２１の中間層として単独または追加的に設けることも可能である。その一例として、図３に示すように、シリコン酸化膜１２２と上層のシリコン窒化膜の間にＴｉＮｘ膜１２０を設ける例について説明する。
【００３１】
この変形例では、図３に示すように、第５の絶縁膜１１９上に、パッシベーション膜１２１の１層目のプラズマＣＶＤ法によるシリコン酸化膜１２２が形成され、その上にＴｉＮｘ膜１２０が形成される。ＴｉＮｘ膜１２０は、第１の実施の形態の場合と同様に、第３の配線層１１８から電気的に絶縁するために、第３の配線層１１８上及びその周辺部がドライエッチング、例えばＲＩＥ法により除去される。
【００３２】
次いで、図示は省略したが、ＴｉＮｘ膜１２０上に、パッシベーション膜１２１の２層目のプラズマＣＶＤ法によるシリコン窒化膜が形成され、その後、ＲＩＥ法等のドライエッチング技術を用いて、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜１２２及び第５の絶縁膜１１９が順次エッチング加工され、第３の配線層１１８のパッド電極層１１８ａに達する開口部が形成される。なお、第５の絶縁膜１１９が形成されるまでの工程は、前述した図１（ａ）〜図１（ｈ）の工程と同様であり、説明を省略する。
【００３３】
本変形例に係る半導体装置においても、ＴｉＮｘ膜１２０により、パッシベーション膜及びバリア層１０７，１１３のシリコン窒化膜から放出されるラジカル水素（Ｈ＊）が捕捉され、素子１０３ａ，１０３ｂへの拡散量が低減されるため、トンネル酸化膜やゲート酸化膜の劣化、破壊を抑制し、デバイス信頼性を高めることができる。本変形例では、パッシベーション膜のシリコン窒化膜に近接してＴｉＮｘ膜１２０が設けられているため、特にこのシリコン窒化膜から放出されるラジカル水素（Ｈ＊）を効果的に捕捉することができる。
【００３４】
また、本実施形態および上記変形例において、パッシベーション膜１２１上、つまりシリコン窒化膜１２３上に、ＴｉＮｘ膜１２０を単独または追加的に設けることも可能である。図４はその一例を示したものである。
【００３５】
この変形例では、図４に示すように、第５の絶縁膜１１９上に、パッシベーション膜１２１のプラズマＣＶＤ法によるシリコン酸化膜１２２及びシリコン窒化膜１２３が順次形成され、その上にＴｉＮｘ膜１２０が形成される。ＴｉＮｘ膜１２０は、第１の実施の形態の場合と同様に、第３の配線層１１８から電気的に絶縁するために、第３の配線層１１８上及びその周辺部がドライエッチング、例えばＲＩＥ法により除去される。その後、図示は省略したが、ＲＩＥ法等のドライエッチング技術を用いて、シリコン窒化膜１２３、シリコン酸化膜１２２及び第５の絶縁膜１１９が順次エッチング加工され、第３の配線層１１８のパッド電極層１１８ａに達する開口部が形成される。なお、第５の絶縁膜１１９が形成されるまでの工程は、前述した図１（ａ）〜図１（ｈ）の工程と同様であり、説明を省略する。
【００３６】
本変形例に係る半導体装置においても、ＴｉＮｘ膜１２０により、パッシベーション膜１２１のシリコン窒化膜１２３及びバリア層１０７，１１３のシリコン窒化膜から放出されるラジカル水素（Ｈ＊）が捕捉され、素子１０３ａ，１０３ｂへの拡散量が低減されるため、トンネル酸化膜やゲート酸化膜の劣化、破壊を抑制し、デバイス信頼性を高めることができる。本変形例でも、パッシベーション膜１２１上にＴｉＮｘ膜１２０が設けられているため、特にパッシベーション膜１２１のシリコン窒化膜１２３から放出されるラジカル水素（Ｈ＊）を効果的に捕捉することができる。
【００３７】
さらに、本実施形態および上記各変形例において、ＴｉＮｘ膜１２０をバリア層１０７，１１３の少なくとも１層の上面及び／又は下面に単独または追加的に設けることも可能である。その例として、図５に示すように、下層のバリア層１０７の上面にＴｉＮｘ膜１２０を設けた例、及び図６に示すように、上層のバリア層１１３の上面にＴｉＮｘ膜１２０を設けた例について説明する。
【００３８】
図５の変形例では、図５（ａ）に示すように、バリア層１０７上にＴｉＮｘ膜１２０が形成された後、第２の配線層等から電気的に絶縁するために、第２の配線層の形成領域及びその周辺部がドライエッチング、例えばＲＩＥ法により除去される。次に、図５（ｂ）に示すように、第２の絶縁膜１０６及びバリア層１０７の積層膜内に、図１（ｃ）の場合と同様にして、バリアメタル層１０８を有するビア１０９が形成される。なお、バリア層１０７が形成されるまでの工程及び図５（ｂ）以降の工程は、それぞれ前述した図１（ａ）〜図１（ｂ）の工程及び図１（ｄ）〜図１（ｊ）の工程と同様であり、説明を省略する。
【００３９】
また、図６に示す変形例では、図６（ａ）に示すように、第３の絶縁膜１１０及び第２の配線層１１２上にシリコン窒化膜からなるバリア層１１３が形成され、その上にＴｉＮｘ膜１２０が形成される。ＴｉＮｘ膜１２０は、その後、第３の配線層等から電気的に絶縁するために、第２の配線層１１２上及びその周辺部がドライエッチング、例えばＲＩＥ法により除去される。次に、図６（ｂ）に示すように、ＴｉＮｘ膜１２０及びバリア層１１３上に第４の絶縁膜１１４が形成される。なお、第３の絶縁膜１１０及び第２の配線層１１２が形成されるまでの工程及び図６（ｂ）以降の工程は、それぞれ前述した図１（ａ）〜図１（ｄ）の工程及び図１（ｆ）〜図１（ｊ）の工程と同様であり、説明を省略する。
【００４０】
これらの変形例に係る半導体装置においても、ＴｉＮｘ膜１２０により、パッシベーション膜のシリコン窒化膜及びバリア層１０７，１１３のシリコン窒化膜から放出されるラジカル水素（Ｈ＊）が捕捉され、素子１０３ａ，１０３ｂへの拡散量が低減されるため、トンネル酸化膜やゲート酸化膜の劣化、破壊を抑制し、デバイス信頼性を高めることができる。特に、図５に示す変形例では、バリア層１０７上にＴｉＮｘ膜１２０が設けられているため、バリア層１０７から放出されるラジカル水素（Ｈ＊）を効果的に捕捉することができ、また、また、図６に示す変形例では、バリア層１１３上にＴｉＮｘ膜１２０が設けられているため、バリア層１１３から放出されるラジカル水素（Ｈ＊）を効果的に捕捉することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態及びその変形例においては、パッシベーション膜及びバリア層１０７，１１３のシリコン窒化膜に代えて、あるいはシリコン窒化膜に積層して、シラン系ガス（ＳｉＨ４、Ｓｉ（ＣＨ３）Ｈ３、Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｈ２、Ｓｉ（ＣＨ３）３Ｈ３、Ｓｉ（ＣＨ３）４等）を原料ガスとしたプラズマＣＶＤ法により形成される他の膜を用いることも可能である。
【００４２】
すなわち、この場合も上述したようなシリコン窒化膜と同様、原料ガスとして水素原子含有ガスが用いられているため、後工程でアニールした際にラジカル水素（Ｈ＊）として放出される水素（Ｈ）を含んだ膜となる。したがってラジカル水素（Ｈ＊）捕捉用のＴｉＮｘ膜を形成することで、シリコン窒化膜を用いた第１の実施の形態及びそれらの変形例と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
さらに、水素原子含有ガスであるシラン系ガスを原料ガスとしたプラズマＣＶＤ法により成膜された膜は、いずれもラジカル水素（Ｈ＊）が放出されるおそれを有しているが、シラン系ガスと反応させるガスについてもＮＨ３ガス等の水素原子を含有するガスを用いて成膜された膜は、ラジカル水素（Ｈ＊）として放出される水素（Ｈ）をより大量に含んだ膜となる。したがって、このような膜を使用した半導体装置においては、特にＴｉＮｘ膜１２０を設けたことによる効果がより顕著となり、その信頼性を大きくすることができる。そのような膜としては、例えばシラン系ガスとＮＨ３ガスの混合ガスを原料ガスに用いたシリコン窒化膜、シラン系ガスとエチレン（Ｃ２Ｈ４）ガスまたは水素（Ｈ２）ガスの混合ガスを原料ガスに用いたシリコン炭化（ＳｉＣ）膜、シラン系ガスとＮＨ３ガスの混合ガスを原料ガスに用いた炭素含有シリコン窒化（ＳｉＣＮ）膜、シラン系ガスとＮ２Ｏ＋ＮＨ３ガスの混合ガスを原料ガスに用いた酸素含有シリコン窒化（ＳｉＯＮ）膜等が例示される。
【００４４】
本実施の形態及びその変形例においては、また、パッシベーション膜１２１及びバリア層１０７，１１３のうちの少なくとも１層に、上記シリコン窒化膜、シリコン炭化膜、炭素含有シリコン窒化膜、酸素含有シリコン窒化膜、それらの積層膜等が使用されていればよい。したがって、例えば、パッシベーション膜１２１にシリコン窒化膜を使用し、バリア層１０７，１１３に他の絶縁膜を用いることも可能である。この場合、パッシベーション膜１２１のシリコン窒化膜から放出されるラジカル水素（Ｈ＊）がＴｉＮｘ膜１２０により捕捉され、素子１０３ａ，１０３ｂへの拡散量が低減されるため、トンネル酸化膜やゲート酸化膜の劣化、破壊が抑制され、デバイス信頼性を高めることができる。
【００４５】
さらに、本実施の形態及びその変形例において、配線材料として、タングステン、アルミニウム、銅の他に、銀、金、それらの合金等を用いることができる。銅および銅合金以外の配線材料を用いた場合には、例えば図７に示すように、銅の拡散を防止する機能を有するバリア層の形成を不要とすることができる。図７は、前述した図１（ｅ）に対応する工程を示した図であり、ビア１０９および第２の配線層１１２の材料として、銅および銅合金以外の配線材料（例：Ａｌ）を使用するとともに、バリア層の形成工程を省略した以外は前述した図１（ｅ）と同様である。
【００４６】
本発明は、以上説明した実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に示される複数の構成要素を適宜に組合せたり、また実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除する等、種々の変形が可能である。本発明の実施形態は本発明の技術的思想の範囲内で拡張もしくは変更することができ、この拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程の一例を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態の比較のための半導体装置を示す断面図である。
【図３】第１の実施の形態の第１の変形例を説明する断面図である。
【図４】第１の実施の形態の第２の変形例を説明する断面図である。
【図５】第１の実施の形態の第３の変形例を説明する断面図である。
【図６】第１の実施の形態の第４の変形例を説明する断面図である。
【図７】第１の実施の形態の他の変形例を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０１…半導体基板、１０２…第１の絶縁膜、１０３ａ，１０３ｂ…素子、１０５…第１の配線層、１０６…第２の絶縁膜、１０７，１１３…バリア層、１１０…第３の絶縁膜、１１２…第２の配線層、１１４…第４の絶縁膜、１１８…第３の配線層、１１９…第５の絶縁膜、１２０…ＴｉＮｘ膜、１２１…パッシベーション膜、１２３…シリコン窒化膜。
【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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