(57)【要約】【課題】高い耐電圧特性、および耐リーク特性を有する配線構造を備える半導体装置、およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の実施の形態による半導体装置は、半導体素子が設けられた半導体基板と、前記半導体基板上に形成された、上下層の導電部材を電気的に接続する接続部材と、前記接続部材の側面の下側から一部に接して形成されたスペーサ膜と、前記接続部材と同じ層に形成された第１の絶縁膜と、前記接続部材の上面の一部と接して形成された配線と、前記接続部材の上面の一部、側面の上側から少なくとも一部、および前記配線の側面の一部に接して形成された第２の絶縁膜と、を有する。【選択図】図１
2009088404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が設けられた半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された、上下層の導電部材を電気的に接続する接続部材と、
前記接続部材の側面の下側から一部に接して形成されたスペーサ膜と、
前記接続部材と同じ層に形成された第１の絶縁膜と、
前記接続部材の上面の一部と接して形成された配線と、
前記接続部材の上面の一部、側面の上側から少なくとも一部、および前記配線の側面の一部に接して形成された第２の絶縁膜と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第２の絶縁膜の前記接続部材の側面に接する部分の下端は、前記第１の絶縁膜の上面から２ｎｍ以上の深さに位置す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】
前記接続部材の上部の縁がラウンド形状となっていることを特徴とする請求項１から２のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２の絶縁膜は、エッチングストッパ膜であり、
前記第２の絶縁膜上に前記配線の側面の一部に接して形成された、前記第２の絶縁膜と異なる材料からなる第３の絶縁膜を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項５】
半導体素子が設けられた半導体基板上に接続部材層絶縁膜を形成する工程と、
前記接続部材層絶縁膜内に穴を形成する工程と、
前記穴の内側面にスペーサ膜を形成する工程と、
内側面に前記スペーサ膜が形成された前記穴内に接続部材を形成する工程と、
前記接続部材を形成した後、前記スペーサ膜の上側から少なくとも一部を除去して、前記接続部材の側面の上側から少なくとも一部を露出させる工程と、
前記接続部材の側面の上側から少なくとも一部を露出させた後、前記接続部材の上面、前記接続部材の側面の上側から少なくとも一部、および前記スペーサ膜の上面に接するように絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に配線層絶縁膜を形成する工程と、
前記配線層絶縁膜および前記絶縁膜内に、前記接続部材の上面の少なくとも一部が露出するように配線溝を形成する工程と、
前記配線溝内に配線を形成する工程と、
を含む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、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置の配線構造の製造技術として、コンタクトホール等の内側面にスペーサ膜を設け、コンタクト等の径を縮小する技術が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第９７／１０６１２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、高い耐電圧特性、および耐リーク特性を有する配線構造を備える半導体装置、およ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】
【０００４】
本発明の一態様は、半導体素子が設けられた半導体基板と、前記半導体基板上に形成された、上下層の導電部材を電気的に接続する接続部材と、前記接続部材の側面の下側から一部に接して形成されたスペーサ膜と、前記接続部材と同じ層に形成された第１の絶縁膜と、前記接続部材の上面の一部と接して形成された配線と、前記接続部材の上面の一部、側面の上側から少なくとも一部、および前記配線の側面の一部に接して形成された第２の絶縁膜と、を有することを特徴とする半導体装置を提供する。
【０００５】
また、本発明の他の態様は、半導体素子が設けられた半導体基板上に接続部材層絶縁膜を形成する工程と、前記接続部材層絶縁膜内に穴を形成する工程と、前記穴の内側面にスペーサ膜を形成する工程と、内側面に前記スペーサ膜が形成された前記穴内に接続部材を形成する工程と、前記接続部材を形成した後、前記スペーサ膜の上側から少なくとも一部を除去して、前記接続部材の側面の上側から少なくとも一部を露出させる工程と、前記接続部材の側面の上側から少なくとも一部を露出させた後、前記接続部材の上面、前記接続部材の側面の上側から少なくとも一部、および前記スペーサ膜の上面に接するように絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に配線層絶縁膜を形成する工程と、前記配線層絶縁膜および前記絶縁膜内に、前記接続部材の上面の少なくとも一部が露出するように配線溝を形成する工程と、前記配線溝内に配線を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、高い耐電圧特性、および耐リーク特性を有する配線構造を備える半導体装置、およびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
〔第１の実施の形態〕
（半導体装置の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。また、図２（ａ）、（ｂ）は、図１に示した切断線II−IIにおける切断面を図中の矢印の方向に見た断面図である。
【０００８】
半導体装置１は、半導体素子が設けられた半導体基板と、半導体基板上に積層された多層配線構造を有する。図１は、この多層配線構造の一部を示す断面図である。
【０００９】
半導体装置１は、被接続部２と、被接続部２に電気的に接続されるコンタクト４と、コンタクト４と同じ層に形成されたコンタクト層絶縁膜３と、コンタクト４の側面の下側から一部に接して形成されたスペーサ膜５と、コンタクト４上に、コンタクト４の上面の一部と接して形成された配線８と、コンタクト４の上面の一部、コンタクト４の側面の上側から一部、および前記配線の側面の一部に接して形成されたエッチングストッパ膜６と、エッチングストッパ膜６上に配線８の側面と接して形成された配線層絶縁膜７と、配線８と配線層絶縁膜７の上面に形成されたキャップ層９と、を有する。なお、コンタクト４、配線８等のレイアウトは図１に示したものに限られない。
【００１０】
被接続部２は、半導体基板、半導体素子等のコンタクト部である。具体的には、例えば、ソース・ドレイン領域や、ゲート電極のコンタクト部である。
【００１１】
配線８は、例えば、Ｃｕ等の導電性材料からなる。なお、配線８は、内部の金属の拡散を防ぐバリアメタルを表面に有する構造であってもよい。バリアメタルは、例えば、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｎ等の金属あるいはこれらの金属の化合物からなる。
【００１２】
コンタクト４は、例えば、Ｗ、Ｃｕ、Ａｌ等の導電性材料からなる。なお、コンタクト４は、配線８と同様に、内部の金属の拡散を防ぐバリアメタルを表面に有する構造であってもよい。また、コンタクト４の断面形状は、図２（ａ）に示すように真円に近い形状であってもよく、図２（ｂ）に示すように楕円形状であってもよい。
【００１３】
コンタクト層絶縁膜３は、例えば、ＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane）や、ＳｉＯ２、ＳｉＯ２にＣを添加したＳｉＯＣ、ＳｉＯ２にＮを添加したＳｉＯＮ、ＳｉＯ２にＦを添加したＳｉＯＦ、ＳｉＯ２にＢ、Ｐを添加したＢＰＳＧ、等のＳｉ酸化物からなる。また、ＳｉＯＣＨ、ポリメチルシロキサン、ポリアリーレン、ベンゾオキサゾール等の有機絶縁材料を用いてもよい。
【００１４】
スペーサ膜５は、コンタクト層絶縁膜３に形成されるコンタクトホールの内側面に形成され、コンタクト４の径を縮小する機能を有する。また、スペーサ膜５は、ＳｉＮ、ＳｉＯ２等の絶縁材料のうち、コンタクト層絶縁膜３とのエッチング選択比がある材料からなることが好ましい。例えば、コンタクト層絶縁膜３がＳｉＯ２からなる場合は、ＳｉＮ膜をスペーサ膜５として用いることができる。また、スペーサ膜５を均質で安定な膜とするために、厚さを３ｎｍ以上とすることが好ましい。
【００１５】
配線層絶縁膜７の材料には、コンタクト層絶縁膜３と同様の材料を用いることができる。
【００１６】
エッチングストッパ膜６は、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＳｉＣＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＣ等の絶縁材料からなる。また、エッチングストッパ膜６は、配線層絶縁膜７のエッチング加工時に、エッチングストッパとして働くため、配線層絶縁膜７とのエッチング選択比が高い材料であることが好ましい。また、エッチングストッパ膜６とスペーサ膜５の間に空洞等が存在することにより、エッチングストッパ膜６とスペーサ膜５が接していなくてもよいが、リーク電流の発生をより効果的に抑えるためには接していることが好ましい。
【００１７】
異なる材料から形成されるエッチングストッパ膜６とコンタクト層絶縁膜３の界面、およびエッチングストッパ膜６とスペーサ膜５の界面には電子の拡散パスとなり得るミスフィットや結晶欠陥等が存在する。なお、コンタクト層絶縁膜３、スペーサ膜５、およびエッチングストッパ膜６の膜自身が本来有する内部の結晶欠陥等は、上記の界面における結晶欠陥よりも少ない。そのため、これらの界面は、リーク電流経路となり易く、また、高い電圧を印加した際に絶縁破壊が生じやすい。
【００１８】
図３（ａ）は、本実施の形態に係る半導体装置１の配線８の周辺の部分拡大図である。微細化された配線構造においては、リソグラフィでの合わせ精度等の問題により、配線とコンタクトの形成位置にずれが発生する場合が少なくない。本実施の形態に係る半導体装置１においては、配線８とコンタクト４の形成位置にずれがあり、隣接する配線間の距離よりも、コンタクト４と隣接する配線８の間の距離の方が短くなる。このため、コンタクト４と隣接する配線８の間の距離が隣接する導電部材（配線８とコンタクト４の組）間の最近接距離Ｌとなる。
【００１９】
図３（ｂ）は、比較例としての、コンタクトホールの内側面にスペーサ膜を有する一般的な配線構造、すなわちエッチングストッパ膜６がコンタクト４の側面に接しない場合の配線構造を示す。この場合、同図に示すように、エッチングストッパ膜６とコンタクト層絶縁膜３の界面、およびエッチングストッパ膜６とスペーサ膜５の界面を通る経路の距離が最近接距離Ｌ１となる。この経路が異なる界面からなる界面であるため、界面にはミスフィットや結晶欠陥等が存在し、リーク電流の経路となりやすく、高い電圧を印加した際には、絶縁破壊を生じるおそれがある。また、コンタクト４の上部の縁は、電界が集中しやすい角部４ａとなっており、この角部４ａにこれらの界面が直接、接しているため、リーク電流および絶縁破壊が発生しやすくなる。なお、スペーサ膜５が形成されない場合も、当然に上記の問題が生じる。
【００２０】
本実施の形態に係る半導体装置１においては、図３（ａ）に示すように、エッチングストッパ膜６がコンタクト４の上面および側面に接する形状を有する。エッチングストッパ膜６のコンタクト４の上面に接する部分と側面に接する部分は、同一工程において一体に形成されるため、リーク電流経路となり得る界面が最近接距離Ｌ１には存在しない。エッチングストッパ膜６とコンタクト層絶縁膜３の界面、およびエッチングストッパ膜６とスペーサ膜５の界面を通る経路の距離が最近接距離Ｌ１とならないため、リーク電流を抑制し、高い電圧を印加しても絶縁破壊を抑えることができる。また、コンタクトの角部４ａが異種材料界面に接しないため、リーク電流と絶縁破壊の発生を抑えることができる。
【００２１】
本実施の形態においては、エッチングストッパ６の最下端が、コンタクト４の上面またはコンタクト層絶縁膜３の上面よりも下方に位置している。また、図１、図３（ａ）においては、エッチングストッパ６の最下端が配線８の下端よりも下方に位置しているが、エッチングストッパ６の最下端が配線８の下端よりも上方に位置していてもよい。また、エッチングストッパ６とスペーサ膜５との間に空洞があってもよい。この場合、エッチングストッパ６と空洞との界面は、コンタクト４の上面およびコンタクト層絶縁膜３の上面よりも下方に位置することが好ましい。
【００２２】
なお、エッチングストッパ膜６のコンタクト４の側面に接する部分の下端は、コンタクト層絶縁膜３の上面から２ｎｍ以上の深さに位置することが好ましい。これは、コンタクトホールを形成するために、コンタクト層絶縁膜３にＲＩＥ（Reactive Ion Etching）、またはウェットエッチング、またはＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）を施す際に、コンタクト層絶縁膜３にその上面から２ｎｍ程度の深さまでダメージ(結晶欠陥や不安定な結合ボンド等)が入るためである。ダメージが生じた領域はリーク電流経路となりやすい。エッチングストッパ膜６のコンタクト４の側面に接する領域の下端を、２ｎｍより深くしなければ、このダメージ領域にスペーサ膜５とエッチングストッパ膜６の界面が、直接に接してしまうため、リーク電流経路となってしまい、高い電圧を印加する際に、絶縁破壊してしまうおそれがある。
【００２３】
また、エッチングストッパ膜６のコンタクト４の側面に接する部分の下端は、なるべく深い位置にある方がよい。これは、エッチングストッパ膜６とコンタクト層絶縁膜３の界面を通る経路の距離が長くなり、リーク電流の発生をより効果的に抑えることができるためである。
【００２４】
キャップ膜９は、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＳｉＮ等の絶縁材料からなる。
【００２５】
以下に、本実施の形態に係る半導体装置１の製造方法の一例を示す。
【００２６】
（半導体装置の製造方法）
図４Ａ（ａ）〜（ｃ）、図４Ｂ（ｄ）〜（ｆ）、図４Ｃ（ｇ）〜（ｉ）、図４Ｄ（ｊ）〜（ｌ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【００２７】
まず、図４Ａ（ａ）に示すように、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により、被接続膜２上にコンタクト層絶縁膜３を堆積させた後、例えば、フォトリソグラフィ法とＲＩＥまたはウェットエッチングにより、これをパターニングして、コンタクト４のためのコンタクトホール４ｂを形成する。
【００２８】
次に、図４Ａ（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法等により、コンタクトホール４ｂの内側面を覆うようにスペーサ膜５を形成する。
【００２９】
次に、図４Ａ（ｃ）に示すように、ＲＩＥによる垂直方向の異方性エッチングを行うことにより、コンタクトホール４ｂの底面のスペーサ膜５を除去し、被接続部２の上面を露出させる。
【００３０】
次に、図４Ｂ（ｄ）に示すように、コンタクトホール４ｂ内にコンタクト材料４ｃを形成する。例えば、Ｗをコンタクト材料４ｃとして用いる場合は、バリアメタルとして、例えばＴｉＮをＣＶＤ法により成膜して、ＷをＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法やプラズマＣＶＤ法により形成する。
【００３１】
次に、図４Ｂ（ｅ）に示すように、コンタクト材料４ｃにＣＭＰ等の平坦化処理を施し、上部の余分な部分を除去して、コンタクト４を形成する。なお、ここまでの工程を経て、コンタクト層絶縁膜３の上面から２〜３ｎｍ程度の領域がダメージを受けている。
【００３２】
次に、図４Ｂ（ｆ）に示すように、ＲＩＥ、またはウェットエッチングにより、スペーサ膜５の上側から一部を除去し、溝５ａを形成する。溝５ａの深さは、後の工程において溝５ａ内に形成されるエッチングストッパ膜６の深さの上限を決定するものであり、コンタクト層絶縁膜３の上面から２ｎｍ以上の深さまで形成されることが好ましい。なお、スペーサ５とコンタクト層絶縁膜３は高いエッチング選択比を有するため、スペーサ膜５のみを選択的にエッチングすることができる。
【００３３】
次に、図４Ｃ（ｇ）に示すように、コンタクト４およびコンタクト層絶縁膜３の上面にエッチングストッパ膜６を形成する。このとき、ＣＶＤ法や塗布法等の被覆性のよい方法を用いることにより、溝５ａ内にもエッチングストッパ膜６を形成する。エッチングストッパ膜６は溝５ａの底部まで完全に埋まらなくてもよいが、コンタクト層絶縁膜３のエッチングによるダメージを受けた領域（上面から２〜３ｎｍ以上の深さの領域）よりも深い位置、すなわちコンタクト層絶縁膜３の上面から２ｎｍ以上の深さにある位置まで形成されることが好ましい。
【００３４】
次に、図４Ｃ（ｈ）に示すように、ＣＶＤ法等により、エッチングストッパ膜６上に、配線層絶縁膜７を形成する。
【００３５】
次に、図４Ｃ（ｉ）に示すように、例えば、フォトリソグラフィ法とＲＩＥ法により、配線層絶縁膜７をパターニングして、配線８のための配線溝８ａを形成する。このとき、エッチングストッパ膜６により、配線溝８ａの深さが揃えられる。
【００３６】
次に、図４Ｄ（ｊ）に示すように、配線溝８ａ下のエッチングストッパ膜６を除去して配線溝８ａを深くし、コンタクト４の上面の少なくとも一部を露出させる。なお、このとき、同図に示すように、コンタクト４と配線溝８ａの位置のずれにより、コンタクト層絶縁膜３の一部が除去されて配線溝８ａの一部となってもよい。
【００３７】
次に、図４Ｄ（ｋ）に示すように、配線溝８ａ内に配線材料８ｂを形成する。例えば、Ｃｕを配線材料８ｂとして用いる場合は、バリアメタルとして、例えばＴｉやＴａをスパッタ法等で成膜し、次にスパッタ法でＣｕシード膜を形成した後、その上にＣｕ膜をめっきして形成する。
【００３８】
次に、図４Ｄ（ｌ）に示すように、配線材料８ｂにＣＭＰ等の平坦化処理を施し、上部の余分な部分を除去して、配線８を形成する。その後、ＣＶＤ法等により、配線層絶縁膜７および配線８上にキャップ膜９を形成する。
【００３９】
（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態によれば、エッチングストッパ膜６がコンタクト４の上面および側面に接する形状を有するため、エッチングストッパ膜６のコンタクト４の上面に接する部分と側面に接する部分は、同一工程において一体に形成される。このため、最近接距離Ｌ１にはリーク電流経路となり得る界面が存在しない。エッチングストッパ膜６とコンタクト層絶縁膜３の界面、およびエッチングストッパ膜６とスペーサ膜５の界面を通る経路の距離が最近接距離Ｌ１とならないため、リーク電流を抑制し、高い電圧を印加しても絶縁破壊を抑えることができる。
【００４０】
また、コンタクトの角部４ａがこれらの異種材料界面に接しないため、リーク電流および絶縁破壊の発生を抑えることができる。
【００４１】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態は、配線８の形状において、第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
【００４２】
（半導体装置の構成）
図５（ａ）は、本実施の形態に係る半導体装置１の配線８の周辺の部分拡大図である。
【００４３】
第１の実施の形態における図４Ｄ（ｊ）に示した配線溝８ａを深くする工程において、意図的に配線溝８ａを深く形成し、図５（ａ）に示すような下端が比較的深い位置にある配線８を形成する。
【００４４】
図５（ｂ）は、比較例として示した、配線８の下端が比較的浅い位置にある配線構造の配線８の周辺の部分拡大図である。
【００４５】
図５（ａ）と図５（ｂ）を比較すると、図５（ａ）に示した配線構造の方が、配線８の下端の縁である角部８ｃと、コンタクト４の上端の縁である角部４ａの間の距離（角部間距離Ｌ２）が大きいことが解る。これらの角部８ｃ、４ｃは電界が集中する点であるため、距離を大きくすることにより、電圧が印可された際の絶縁破壊等の発生を抑えることができる。すなわち、半導体装置１の耐電圧特性を向上させることができる。
【００４６】
（第２の実施の形態の効果）
本発明の第２の実施の形態によれば、配線８を意図的に深い位置まで形成し、角部８ｃの位置をコンタクト４の角部４ａから離すことにより、半導体装置１の耐電圧特性を向上させることができる。
【００４７】
〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態は、コンタクト４の上部の縁がラウンド形状を有する点において、第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
【００４８】
（半導体装置の構成）
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の部分断面図である。コンタクト４の上部の縁は角の落ちたラウンド部４ｄとなっている。
【００４９】
以下に、本実施の形態に係る半導体装置１の製造方法の一例を示す。
【００５０】
（半導体装置の製造方法）
図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【００５１】
まず、図４Ｂ（ｆ）に示す溝５ａを形成するまでの工程を、第１の実施の形態と同様に行う。
【００５２】
次に、図７（ａ）に示すように、コンタクト４の露出部分に酸化処理を施し、酸化領域１０を形成する。
【００５３】
次に、図７（ｂ）に示すように、コリン水溶液等を用いたウェットエッチングにより、酸化領域１０を除去する。酸化領域１０を除去することにより、コンタクト４の上部の縁は角が落ちたラウンド形状のラウンド部４ｄとなる。
【００５４】
次に、図７（ｃ）に示すように、ＣＶＤ法等により、コンタクト層絶縁膜３コンタクト４、およびスペーサ膜５上にエッチングストッパ膜６を形成する。
【００５５】
その後、図４Ｃ（ｈ）に示した配線層絶縁膜７を形成する工程以降の工程を、第１の実施の形態と同様に行う。
【００５６】
なお、溝５ａを形成する前に、酸化領域１０の形成、および除去を行ってもよい。この場合においても、コンタクト４にラウンド部４ｄを形成することができる。
【００５７】
また、ウェットエッチングを用いて溝５ａ形成する場合、ウェット薬液の種類の組み合わせによって、溝５ａの形成と酸化領域１０の除去を同時に行っても良い。
【００５８】
（第３の実施の形態の効果）
本発明の第３の実施の形態によれば、コンタクト４の上部の縁をラウンド部４ｄとすることにより、縁に電界が集中することを防ぎ、半導体装置１の耐電圧特性を向上させることができる。
【００５９】
〔第４の実施の形態〕
本発明の第４の実施の形態は、コンタクト４のラウンド部４ｄの形成方法において、第３の実施の形態と異なる。なお、第３の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
【００６０】
（半導体装置の構成）
図８は、本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の部分断面図である。コンタクト４の上部の縁は角の落ちたラウンド部４ｄとなっている。
【００６１】
以下に、本実施の形態に係る半導体装置１の製造方法の一例を示す。
【００６２】
（半導体装置の製造方法）
図９（ａ）〜（ｂ）は、本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【００６３】
まず、図４Ｂ（ｆ）に示す溝５ａを形成するまでの工程を、第１の実施の形態と同様に行う。
【００６４】
次に、図９（ａ）に示すように、ＲＩＥによりコンタクト４に等方的にエッチングを施すことにより、上部の縁の角を落としてラウンド部４ｄを形成する。
【００６５】
次に、図９（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法等により、コンタクト層絶縁膜３コンタクト４、およびスペーサ膜５上にエッチングストッパ膜６を形成する。
【００６６】
その後、図４Ｃ（ｈ）に示した配線層絶縁膜７を形成する工程以降の工程を、第１の実施の形態と同様に行う。
【００６７】
（第４の実施の形態の効果）
本発明の第４の実施の形態によれば、第３の実施の形態と異なる方法によりコンタクト４のラウンド部４ｄを形成し、半導体装置１の耐電圧特性を向上させることができる。なお、ＲＩＥの条件を調整することにより、コンタクト４の側面をほとんど削らずにラウンド部４ｄを形成することができるため、第３の実施の形態と比較して、コンタクト４の上部の径が大きくなる。
【００６８】
なお、ＲＩＥを用いて溝５ａ形成する場合、ＲＩＥの条件を調整して、溝５ａの形成とラウンド部４ｄの形成を同時に行っても良い。
【００６９】
〔第５の実施の形態〕
本発明の第５の実施の形態は、コンタクト４のレイアウトにおいて、第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
【００７０】
（半導体装置の構成）
図１０は、本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。また、図１１（ａ）、（ｂ）は、図１０に示した切断線XI−XIにおける切断面を図中の矢印の方向に見た断面図である。
【００７１】
コンタクト４の形状は、図１１（ａ）に示すような真円に近い形状であっても、図１１（ｂ）に示すような楕円形状であってもよいが、複数のコンタクト４は一列に配置されずに、隣接するもの同士が配線８の長さ方向にずれて配置される。このような配置によれば、隣接するコンタクト４同士の距離を離すことができる。また交互にコンタクト４を配置することにより、リソグラフィでの解像度が向上し、より寸法の小さいコンタクト４を形成することが可能である。
【００７２】
しかし、本実施の形態のように、コンタクト４と隣接する配線８の間の距離が隣接する導電部材（配線８とコンタクト４の組）間の最近接距離となる場合には、隣接するコンタクト４同士の距離を離しても最近接距離は変わらず、耐リーク耐性や耐電圧耐性を大きく向上させることは難しい。そのため、コンタクト４がこのようなレイアウトで形成される場合であっても、第１の実施の形態と同様にコンタクト４の上面および側面に接する形状を有するエッチングストッパ膜６を用いた配線構造を採用し、耐リーク耐性や耐電圧耐性を向上させる。
【００７３】
（第５の実施の形態の効果）
本発明の第５の実施の形態によれば、コンタクト４のレイアウトが異なる場合においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
〔第６の実施の形態〕
本発明の第６の実施の形態は、コンタクト４の配線８に対する幅が第１の実施の形態よりも大きい。なお、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
【００７５】
（半導体装置の構成）
図１２は、本発明の第６の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。また、図１３（ａ）、（ｂ）は、図１２に示した切断線XIII−XIIIにおける切断面を図中の矢印の方向に見た断面図である。
【００７６】
コンタクト４の形状は、図１３（ａ）に示すような真円に近い形状であっても、図１３（ｂ）に示すような楕円形状であってもよいが、配線８に対する幅が第１の実施の形態よりも大きい。この場合、隣接するコンタクト４同士の距離が、隣接する導電部材（配線８とコンタクト４の組）間の最近接距離となる。
【００７７】
この様な場合であっても、エッチングストッパ膜６がコンタクト４の側面に接しない形状を有し、スペーサ膜５がコンタクト４の上面と同じ高さまで形成されている場合には、エッチングストッパ膜６とコンタクト層絶縁膜３の界面、およびエッチングストッパ膜６とスペーサ膜５の界面を通る経路の距離が隣接する導電部材間の最近接距離となり、リーク電流、および絶縁破壊が発生するおそれが大きくなる。そのため、第１の実施の形態と同様に、コンタクト４の上面および側面に接する形状を有するエッチングストッパ膜６を用いた配線構造を採用し、耐リーク耐性や耐電圧耐性を向上させる。
【００７８】
（第６の実施の形態の効果）
本発明の第６の実施の形態によれば、コンタクト４の上面および側面に接する形状を有するエッチングストッパ膜６を用いることにより、隣接するコンタクト４同士の距離が隣接する導電部材間の最近接距離となる場合においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
〔第７の実施の形態〕
本発明の第７の実施の形態は、スペーサ膜５の厚さが第１の実施の形態よりも厚い。なお、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
【００８０】
（半導体装置の構成）
図１４は、本発明の第７の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。また、図１５（ａ）、（ｂ）は、図１４に示した切断線XV−XVにおける切断面を図中の矢印の方向に見た断面図である。
【００８１】
スペーサ５は、一部が隣接する配線８の下に位置する領域に達する程の厚さを有する。
【００８２】
また、コンタクト４の形状は、図１５（ａ）に示すような真円に近い形状であっても、図１５（ｂ）に示すような楕円形状であってもよいが、複数のコンタクト４は一列に配置されずに、隣接するもの同士が配線８の長さ方向にずれて配置される。これにより、スペーサ膜５が図１４、図１５に示すような厚みを有する場合であっても、各配線８にコンタクト４をそれぞれ接続することができる。
【００８３】
（第７の実施の形態の効果）
本発明の第７の実施の形態によれば、コンタクト４と隣接する配線８の最近接距離を通る経路が形成され得る領域に、異なる部材同士の界面が存在しないため、リーク電流の発生および絶縁破壊の発生を抑えることができる。
【００８４】
また、コンタクト４の角部４ａおよび配線８の角部８ｃが、内部に界面を有さないエッチングストッパ膜６に覆われているため、リーク電流の発生および絶縁破壊の発生を抑えることができる。
【００８５】
また、スペーサ膜５の厚さが第１の実施の形態よりも厚いため、スペーサ膜５を除去して形成する溝にエッチングストッパ膜６を埋め易く、エッチングストッパ６を深い位置まで形成しやすい。
【００８６】
〔他の実施の形態〕
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。例えば、図１６に示すように、上記各実施の形態におけるエッチングストッパ膜６の代わりにコンタクト４の上面と側面に接する絶縁膜１１を形成し、絶縁膜１１の上にエッチングストッパ膜６を形成してもよい。この場合、絶縁膜１１はエッチングストッパとしての機能は求められないので、配線層絶縁膜７に対する高いエッチング選択比を有さなくてもよい。また、絶縁膜１１には特に耐リーク特性や耐電圧特性に優れる材料を選択することもできる。例えば、欠陥密度の特に少ないＳｉＯ２膜等を用いることができる。
【００８７】
また、エッチングストッパ膜６と配線層絶縁膜７は、同一の材料から一体に形成されてもよい。
【００８８】
また、上記各実施の形態におけるコンタクト４がビア、コンタクト層絶縁膜３がビア層絶縁膜、被接続部２が下層配線である配線構造であってもよい。
【００８９】
また、発明の主旨を逸脱しない範囲内において上記各実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。
【００９０】
また、本発明は、以下の構成を有する半導体装置、およびその製造方法においても特徴を有する。
（１）  第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜内に設けられたビアと、
前記ビア上に設けられた配線と、
前記ビアの側面上であって、前記ビアと前記第１の絶縁膜との間に設けられたスペーサ膜と、
前記第１の絶縁膜、前記ビアおよび前記スペーサ膜上に設けられた第２の絶縁膜と、
を備え、
前記スペーサ膜上方における前記第２の絶縁膜の下面は、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜との界面より下方にある半導体装置。
（２）  前記スペーサ膜上方における前記第２の絶縁膜の下面は、前記ビアの上面と前記第２の絶縁膜との界面より下方にある（１）の半導体装置。
（３）  半導体素子が設けられた半導体基板上に接続部材層絶縁膜を形成する工程と、
前記接続部材層絶縁膜内に穴を形成する工程と、
前記穴の内側面にスペーサ膜を形成する工程と、
内側面に前記スペーサ膜が形成された前記穴内に接続部材を形成する工程と、
前記接続部材を形成した後、前記スペーサ膜の上側から少なくとも一部を除去して、前記接続部材の側面の上側から少なくとも一部を露出させる工程と、
前記接続部材の側面の上側から少なくとも一部を露出させた後、前記接続部材の上面、前記接続部材の側面の上側から少なくとも一部、および前記スペーサ膜の上面に接するように絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に配線層絶縁膜を形成する工程と、
前記配線層絶縁膜および前記絶縁膜内に、前記接続部材の上面の少なくとも一部が露出するように配線溝を形成する工程と、
前記配線溝内に配線を形成する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法において、
前記接続部材の側面の上側から少なくとも一部を露出させた後、前記絶縁膜を形成する前に、前記接続部材の上部にラウンド加工を施す工程、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の断面図。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の図１に示した切断線II−IIにおける切断面を図中の矢印の方向に見た断面図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置、および比較例としての半導体装置の部分拡大図。
【図４Ａ】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図４Ｂ】（ｄ）〜（ｆ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図４Ｃ】（ｇ）〜（ｉ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図４Ｄ】（ｊ）〜（ｌ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置、および比較例としての半導体装置の部分拡大図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の部分断面図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の部分断面図。
【図９】（ａ）〜（ｂ）は、本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の断面図。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の図１０に示した切断線XI−XIにおける切断面を図中の矢印の方向に見た断面図。
【図１２】本発明の第６の実施の形態に係る半導体装置の断面図。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第６の実施の形態に係る半導体装置の図１２に示した切断線XIII−XIIIにおける切断面を図中の矢印の方向に見た断面図。
【図１４】本発明の第７の実施の形態に係る半導体装置の断面図。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第７の実施の形態に係る半導体装置の図１４に示した切断線XV−XVにおける切断面を図中の矢印の方向に見た断面図。
【図１６】本発明の他の実施の形態に係る半導体装置の断面図。
【符号の説明】
【００９２】
１    半導体装置。３    コンタクト層絶縁膜。４    コンタクト。４ｂ    コンタクトホール。４ｄ    ラウンド部。５    スペーサ膜。６    エッチングストッパ膜。７    配線層絶縁膜。８    配線。８ａ    配線溝。１１    絶縁膜。
【図１】
2009088404.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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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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