JP2007129030A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】 Wプラグ表面の異常な酸化を抑制し、Wプラグを有する集積回路配線として配線抵抗の安定した半導体装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 下層導電領域11と上層配線層13は層間の絶縁膜12により隔てられている。絶縁膜12を貫通するホール14及び14Dを介してタングステンプラグ15及びダミーのタングステンプラグ15Dが設けられている。ダミーのタングステンプラグ15Dは、タングステンプラグ15に隣り合うように設けられ、下層導電領域11と結合されるが上層において電気的にはオープンになっている。CMP後などの洗浄時にタングステンプラグ15表面が純水に接触しても、ダミーのタングステンプラグ15Dによる多量の電子の供給源が確保される。これにより、タングステンプラグ15表面の酸化物の付着が抑えられ、抵抗上昇も抑制される。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device having a stable wiring resistance as an integrated circuit wiring having a W plug by suppressing abnormal oxidation of a W plug surface and a method for manufacturing the same.
A lower conductive region and an upper wiring layer are separated by an interlayer insulating film. A tungsten plug 15 and a dummy tungsten plug 15D are provided through holes 14 and 14D penetrating the insulating film 12. The dummy tungsten plug 15D is provided adjacent to the tungsten plug 15 and is coupled to the lower conductive region 11 but is electrically open in the upper layer. Even if the surface of the tungsten plug 15 comes into contact with pure water during cleaning such as after CMP, a large amount of electron supply source is secured by the dummy tungsten plug 15D. Thereby, adhesion of the oxide on the surface of the tungsten plug 15 is suppressed, and an increase in resistance is also suppressed.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、CMP工程を伴って形成される配線接続部を有する半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device having a wiring connection portion formed with a CMP process and a manufacturing method thereof.
半導体装置製造において、多層配線は一般的である。多層配線の形成技術において、コンタクトホールやビアホールにW(タングステン)プラグを形成するための、ブランケットW及びその後のWのエッチバック処理またはCMP(化学的機械的研磨)処理はよく知られている。 Multilayer wiring is common in the manufacture of semiconductor devices. In the multilayer wiring forming technology, blanket W and subsequent W etch-back processing or CMP (chemical mechanical polishing) processing for forming W (tungsten) plugs in contact holes and via holes are well known.
集積回路配線において、コンタクトまたはビアとなるWプラグの分布が密の部分と疎の部分とでWのエッチング速度が変わる。これはいわゆるローディング効果と呼ばれる現象であり、疎の部分のWのエッチング速度が相対的に大きくなる。従って、比較的疎の部分のコンタクトホールまたはビアホールに埋め込まれたWプラグの上部が過度にエッチングされ埋め込み状態が良好でなくなる。この結果、Wプラグは上層のアルミニウム配線層との接触面積が減少し、高抵抗を招く。 In the integrated circuit wiring, the W etching rate varies between a dense part and a sparse part where the distribution of W plugs serving as contacts or vias varies. This is a phenomenon called a so-called loading effect, and the etching rate of W in a sparse part becomes relatively large. Accordingly, the upper portion of the W plug embedded in the relatively sparse contact hole or via hole is excessively etched, and the embedded state is not good. As a result, the W plug has a reduced contact area with the upper aluminum wiring layer, resulting in high resistance.
上記対策として、集積回路配線において、Wプラグ分布が疎の部分のWプラグ近傍に、配線や拡散層に接続されないダミーのホールを形成しWプラグと同じようにWを埋め込む。これにより、エッチバック時に露出するWプラグ分布の不均一性を改善し、ローディング効果を抑制する(例えば、特許文献1参照)。
上記ローディング効果とは別の原因で、Wプラグの分布が密の部分に比べて疎の部分、より詳細には孤立したWプラグの配線抵抗が高くなるという問題がある。Wプラグの形成時、例えばWのブランケットをCMPにより平坦化除去するが、CMP後の洗浄時に純水に接触する。その際、Wプラグ表面に異常な酸化が発生する場合があり、これが配線抵抗上昇を招く。 Another cause different from the loading effect described above is that the wiring resistance of the sparse part, more specifically, the isolated W plug becomes higher than that of the dense part. At the time of forming the W plug, for example, the blanket of W is planarized and removed by CMP, but it contacts with pure water at the time of cleaning after CMP. At that time, abnormal oxidation may occur on the surface of the W plug, which causes an increase in wiring resistance.
CMP後の洗浄時、通常、WはH2O+O2と反応し(WO3)、電子が媒介することでOH−がWO3に作用してWO42−となり、Wプラグ表面から離脱される。ところが、Wプラグが孤立していると電子の供給が追いつかずにWO3のままWプラグ表面に留まってしまうことが少なくない。この結果、Wプラグは、表面に異常な酸化物が形成され、上質なWと上層のアルミニウム配線層との接触面積が減少するので、高抵抗を招く。 At the time of cleaning after CMP, W usually reacts with H 2 O + O 2 (WO 3 ), and OH − acts on WO 3 by being mediated by electrons to become WO 4 2− and is detached from the surface of the W plug. However, if the W plug is isolated, the supply of electrons does not catch up and often remains on the surface of the W plug as WO 3 . As a result, an abnormal oxide is formed on the surface of the W plug, and the contact area between the high-quality W and the upper aluminum wiring layer is reduced, resulting in high resistance.
本発明は上記のような事情を考慮してなされたもので、Wプラグ表面の異常な酸化を抑制し、Wプラグを有する集積回路配線として配線抵抗の安定した半導体装置及びその製造方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a semiconductor device having a stable wiring resistance as an integrated circuit wiring having a W plug by suppressing abnormal oxidation of the surface of the W plug and a method for manufacturing the same. It is what.
本発明に係る半導体装置は、半導体集積回路の層間の絶縁膜を介して下層導電領域と上層配線の電気的接続をなすタングステンプラグと、前記タングステンプラグに隣り合うように形成され、前記下層導電領域と結合されるが上層において電気的にはオープンになっている1個以上のダミーのタングステンプラグと、を具備する。 A semiconductor device according to the present invention is formed so as to be adjacent to the tungsten plug, a tungsten plug that electrically connects a lower conductive region and an upper wiring through an insulating film between layers of a semiconductor integrated circuit, and the lower conductive region And one or more dummy tungsten plugs that are coupled to each other but are electrically open in the upper layer.
上記本発明に係る半導体装置によれば、ダミーのタングステンプラグは半導体集積回路を構成する電気回路としては意味を持たないが、下層導電領域と結合されている。これにより、洗浄時にタングステンプラグ表面が純水に接触しても、ダミーのタングステンプラグによる多量の電子の供給源が確保される。これにより、タングステンプラグ表面の酸化物の付着が抑えられ、抵抗上昇も抑制される。 According to the semiconductor device of the present invention, the dummy tungsten plug has no meaning as an electric circuit constituting the semiconductor integrated circuit, but is coupled to the lower conductive region. Thereby, even if the surface of the tungsten plug comes into contact with pure water during cleaning, a large amount of electron supply source is secured by the dummy tungsten plug. Thereby, the adhesion of oxide on the surface of the tungsten plug is suppressed, and the increase in resistance is also suppressed.
なお、上記本発明に係る半導体装置は、次のいずれかの特徴を有することにより、より効果的に、高抵抗になり難いかつ高信頼性の得られるタングステンプラグが実現される。
前記タングステンプラグと前記ダミーのタングステンプラグの離間距離は、2μm以下になっていることを特徴とする。
前記ダミーのタングステンプラグは、前記上層配線の端部を基準とし、前記上層配線の伸長方向と反対側、前記上層配線の伸長方向に対し左側、前記上層配線の伸長方向に対し右側、のいずれかに配されていることを特徴とする。
前記ダミーのタングステンプラグ上には前記上層配線と同じ導電材料で島状部材が形成されていることを特徴とする。
前記下層導電領域は、前記半導体集積回路に関係するメタル配線、半導体素子を構成する拡散層、ポリシリコン層、シリサイド層のうちのいずれかであることを特徴とする。
Note that the semiconductor device according to the present invention has any of the following characteristics, so that a tungsten plug that is less likely to have a high resistance and is highly reliable can be realized.
The distance between the tungsten plug and the dummy tungsten plug is 2 μm or less.
The dummy tungsten plug is either on the side opposite to the extension direction of the upper layer wiring, on the left side with respect to the extension direction of the upper layer wiring, or on the right side with respect to the extension direction of the upper layer wiring, with reference to the end of the upper layer wiring. It is arranged in.
An island member is formed on the dummy tungsten plug with the same conductive material as that of the upper wiring.
The lower conductive region is any one of a metal wiring related to the semiconductor integrated circuit, a diffusion layer constituting a semiconductor element, a polysilicon layer, and a silicide layer.
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウェーハにおける半導体集積回路形成に関し、層間の絶縁膜を貫通して底部に下層導電領域を露出させる、配線用、ダミー用を含む互いに隣り合う複数のホールを形成する工程と、前記各ホール内へのバリアメタルの被覆を介して前記各ホールを同時に埋め込むタングステンを堆積する工程と、前記各ホール上面のレベルまで前記タングステンを研磨除去し、配線用、ダミー用それぞれのタングステンプラグを形成するCMP工程と、前記タングステンプラグそれぞれを覆うように上層配線部材を形成する工程と、前記上層配線部材を選択的にエッチングすることにより、前記配線用のタングステンプラグと接続する上層配線を形成するパターニング工程と、を具備する。 The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention relates to the formation of a semiconductor integrated circuit in a semiconductor wafer, and includes a plurality of adjacent holes including wiring and dummy that penetrate through an interlayer insulating film and expose a lower conductive region at the bottom. A step of depositing tungsten that simultaneously fills the holes via a barrier metal coating in the holes, and polishing and removing the tungsten up to the level of the upper surface of the holes, for wiring, dummy A CMP process for forming each tungsten plug, a process for forming an upper wiring member so as to cover each tungsten plug, and a selective etching of the upper wiring member to connect with the tungsten plug for wiring And a patterning step for forming an upper layer wiring.
上記本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、タングステンプラグを形成するCMP工程後は純水洗浄を伴う。このとき、配線用のタングステンプラグと同じように下層導電領域に接続されるダミーのタングステンプラグが設けられる。よって、タングステンプラグ表面が純水に接触しても、ダミーのタングステンプラグによる多量の電子の供給源が確保される。これにより、タングステンプラグ表面は電子の供給により酸化物のイオン化が促進され、酸化物の付着が抑えられる。 According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, pure water cleaning is involved after the CMP process for forming the tungsten plug. At this time, a dummy tungsten plug connected to the lower conductive region is provided in the same manner as the tungsten plug for wiring. Therefore, even if the tungsten plug surface comes into contact with pure water, a large amount of electron supply source is secured by the dummy tungsten plug. Thereby, the ionization of the oxide is promoted on the tungsten plug surface by the supply of electrons, and the adhesion of the oxide is suppressed.
なお、上記本発明に係る半導体装置の製造方法は、次のいずれかの特徴を有することにより、より効果的に、高抵抗になり難く、高信頼性の得られるタングステンプラグになり得る。
前記ホールに関し、前記配線用のホールに2μm以下で隣り合うように前記ダミー用のホールを1個以上形成することを特徴とする。
前記パターニング工程に関し、前記上層配線と同時に前記ダミー用のタングステンプラグと接続する島状部材を形成することを特徴とする。
Note that the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention has one of the following characteristics, and thus can be a tungsten plug that is more effective and less likely to have a high resistance and can have high reliability.
With respect to the holes, one or more dummy holes are formed adjacent to the wiring holes at 2 μm or less.
In the patterning step, an island-shaped member connected to the dummy tungsten plug is formed simultaneously with the upper layer wiring.
図1は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置の要部を示す断面図である。下層導電領域11と上層配線層13は層間の絶縁膜12により隔てられている。絶縁膜12を貫通するホール14及び14Dを介してタングステンプラグ15及びダミーのタングステンプラグ15Dが設けられている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the main part of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. The lower
下層導電領域11は、図示しない半導体ウェーハまたはICチップにおける半導体集積回路に関係するメタル配線である。その他、下層導電領域11は、半導体素子を構成する拡散層やゲートのポリシリコン層、あるいはシリサイド層であることも考えられる。絶縁膜12は、下層導電領域11上に設けられ、上層配線層13と下層導電領域11を隔てる層間の絶縁膜となっている。上層配線層13は、例えばアルミニウムを主成分とするメタル配線である。タングステンプラグ15は、ホール14に図示しないバリアメタルを介して埋め込まれたW(タングステン)でなり、下層導電領域11と上層配線13の電気的接続を担っている。
The lower
一方、ダミーのタングステンプラグ15Dは、タングステンプラグ15に隣り合うように設けられ、下層導電領域11と結合されるが上層において電気的にはオープンになっている。島状部材13Iは、上層配線13と同じ導電材料で形成されているが、電気回路的には意味を持たない。島状部材13Iは、タングステンの拡散バリア等のキャップ機能が伴うと考えられるが、支障なければ無くてもよい。
On the other hand, the
ダミーのタングステンプラグ15Dは、タングステンプラグ15との離間距離P1が小さい方が好ましく、2μmより大きくならないように設定される(P1≦2μm)。また、ダミーのタングステンプラグ15Dは、ここでは、上層配線13の端部を基準とし、上層配線の伸長方向と反対側に設けられているが、さらに複数のタングステンプラグ15Dを、タングステンプラグ15に隣り合うような箇所に設けるようにしてもよい。
The
上記実施形態の構成によれば、ダミーのタングステンプラグ15Dは、半導体集積回路を構成する電気回路としては意味を持たないが、下層導電領域11と結合されている。これにより、CMP後などの洗浄時にタングステンプラグ15表面が純水に接触しても、ダミーのタングステンプラグ15Dによる多量の電子の供給源が確保される。これにより、タングステンプラグ15表面の酸化物の付着が抑えられ、抵抗上昇も抑制される。以下、製造方法にて説明する。
According to the configuration of the above embodiment, the
図2(a)〜(c)は、それぞれ本発明の第2実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を工程順に示す断面図であり、前記第1実施形態の構成を実現する工程を順に示している。図1と同様の箇所には同一の符号を付して説明する。
図2(a)に示すように、下層導電領域11上には、CVD法により層間の絶縁膜12が形成される。次に、フォトリソグラフィ技術及び異方性エッチング技術を用いて、絶縁膜12を貫通し底部に下層導電領域11を露出させる複数のホール14,14Dを形成する。ホール14,14Dは、通常の配線用、ダミー用として互いに隣り合うように形成される。好ましくは、配線用のホール14に2μm以下で隣り合うようにダミー用のホール14Dを1個以上形成するとよい。次に、各ホール14,14D内へのバリアメタル(図示せず)の被覆を介して各ホール14,14Dを同時に埋め込むW(タングステン)を堆積する(Wブランケット)。Wブランケットは、スパッタ法またはメタルCVD法を用いて達成することができる。
2A to 2C are cross-sectional views showing, in the order of steps, the main parts of the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, and the steps for realizing the configuration of the first embodiment. It shows in order. The same parts as those in FIG. 1 are described with the same reference numerals.
As shown in FIG. 2A, an interlayer
次に、図2(b)に示すように、WブランケットはCMP技術を用いて研磨除去される。すなわち、Wを各ホール14,14D上面のレベルまで研磨除去し、配線用、ダミー用それぞれのタングステンプラグ15,15Dを形成し、平坦化する。このCMP工程途中やCMP工程後にはウェーハの純水洗浄があり、各ホール14,14D上面のWは、純水に接触する。WはH2O+O2と反応し(WO3)、電子が媒介することでOH−がWO3に作用してWO42−となり、Wプラグ表面から離脱される。Wプラグ15と下層導電領域11を介して電気的につながるWプラグ15Dが設けられているため、電子の供給を補うことができる。よって、Wプラグ表面は、WO3を留める状態にはなり難く、酸化物の付着が抑制される。
Next, as shown in FIG. 2B, the W blanket is polished and removed using a CMP technique. That is, W is polished and removed to the level of the upper surfaces of the
次に、図2(c)に示すように、Wプラグ15,15Dを覆うように上層配線部材を形成し、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程を経て上層配線層13を形成する。上層配線層13は、例えばアルミニウムを主成分とするメタル配線であり、図示しないが少なくともTiN等を含む薄いバリアメタル上に主配線部材のAl、Al上にTiN等を含む薄い保護用メタルを有する。島状部材13Iは、上層配線13と同一工程で形成される同一の部材であるが、電気回路的には意味を持たない。島状部材13Iは、タングステンの拡散バリア等のキャップ機能が伴うと考えられるが、支障なければ無くてもよい。
Next, as shown in FIG. 2C, an upper wiring member is formed so as to cover the W plugs 15 and 15D, and the
上記実施形態の方法によれば、Wプラグを形成するCMP工程後は純水洗浄を伴う。このとき、配線用のWプラグ15と同じように下層導電領域に接続されるダミーのWプラグ15Dが設けられる。よって、Wプラグ15表面が純水に接触しても、ダミーのWプラグ15Dによる多量の電子の供給源が確保される。これにより、Wプラグ15表面は電子の供給により酸化物のイオン化が促進され、酸化物の付着が抑えられる。この結果、高抵抗になり難く、高信頼性の得られるWプラグを有する多層配線が実現される。
According to the method of the above embodiment, pure water cleaning is performed after the CMP process for forming the W plug. At this time, a
図3(a),(b)は、それぞれ図1の変形例を示す平面図である。同様の箇所に同一の符号を付してある。各図のように、ダミーのWプラグ15Dは、下層導電領域11と接続される関係上、下層導電領域11の先端形状の設計に応じて、また、上層配線側の空き領域に応じて、複数配備できる。ダミーのWプラグ15Dは、上層配線13の伸長方向と反対側、上層配線13の伸長方向に対し左側、右側、のいずれかに自由に配することも可能である。
3A and 3B are plan views showing modifications of FIG. The same code | symbol is attached | subjected to the same location. As shown in each figure, the dummy W plug 15D is connected to the lower
図3(a)によれば、ダミーのWプラグ15Dは、Wプラグ15と接続される上層配線13の端部を基準とし、上層配線13の伸長方向と反対側、かつ、上層配線13の伸長方向に対し左側、右側に配されている。Wプラグ15とWプラグ15Dそれぞれとの離間距離P2は、2μmより大きくならないように設定される(P2≦2μm)。島状部材13Iは、上層配線13と同一工程で形成される同一の部材であるが、支障なければ無くてもよい。
According to FIG. 3A, the dummy W plug 15 </ b> D has the end of the
図3(b)によれば、ダミーのWプラグ15Dは、Wプラグ15と接続される上層配線13の端部を基準とし、上層配線13の伸長方向に対し左側、上層配線13の伸長方向に対し右側に2個ずつ配されている。Wプラグ15とWプラグ15Dそれぞれとの離間距離P3は、2μmより大きくならないように設定される(P3≦2μm)。
According to FIG. 3B, the dummy W plug 15 </ b> D is based on the end of the
上記図3(a),(b)のような構成においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、CMP後などの洗浄時にWプラグ15表面が純水に接触しても、ダミーのWプラグ15Dによる多量の電子の供給源が確保される。これにより、Wプラグ15表面の酸化物の付着が抑えられ、抵抗上昇も抑制される。
Even in the configuration as shown in FIGS. 3A and 3B, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. That is, even if the surface of the
また、上記図3(a),(b)のような構成は、他の利点もある。例えば、配線路における小さな設計変更に対応可能である。図3(a)では、Wプラグ15が上層配線13に接続される形態に替えて、Wプラグ15Dのいずれかに上層配線13を接続するような設計変更が可能である。
Further, the configuration as shown in FIGS. 3A and 3B has other advantages. For example, it is possible to cope with a small design change in the wiring path. In FIG. 3A, instead of the configuration in which the
図4は、図1の応用例を示す平面図である。同様の箇所に同一の符号を付してある。MOS FET Q1は、集積回路内で孤立したものとする。MOS FET Q1は、ソース/ドレイン拡散層S/D、ゲート電極Gを有する。ソース/ドレイン拡散層S/Dはシリサイド層であることも考えられる。ゲート電極Gは、ポリシリコン層、あるいはシリサイド層であることも考えられる。このソース/ドレイン拡散層S/D、ゲート電極Gは、それぞれ下層導電領域11として、各Wプラグ15を介して上層配線131,132,133に接続される。そこで、ソース/ドレイン拡散層S/D、ゲート電極Gそれぞれに対しWプラグ15Dを設ける。Wプラグ15DはそれぞれWプラグ15近傍2μm以内に配することが望ましい。
このような構成においても、第1実施形態や上記図3(a),(b)で説明したような効果が得られる。すなわち、Wプラグ表面における酸化物の付着が抑えられ、抵抗上昇抑制効果が得られる。また、配線路における小さな設計変更に対応することが期待できる。
FIG. 4 is a plan view showing an application example of FIG. The same code | symbol is attached | subjected to the same location. The MOS FET Q1 is assumed to be isolated in the integrated circuit. The MOS FET Q1 has a source / drain diffusion layer S / D and a gate electrode G. It is conceivable that the source / drain diffusion layer S / D is a silicide layer. The gate electrode G may be a polysilicon layer or a silicide layer. The source / drain diffusion layers S / D and the gate electrode G are connected to the upper layer wirings 131, 132, and 133 through the W plugs 15 as the lower
Even in such a configuration, the effects described in the first embodiment and FIGS. 3A and 3B can be obtained. That is, the adhesion of oxide on the surface of the W plug is suppressed, and the resistance increase suppressing effect is obtained. Moreover, it can be expected to cope with a small design change in the wiring path.
以上説明したように本発明によれば、ダミーのタングステンプラグは半導体集積回路を構成する電気回路としては意味を持たないが、下層導電領域と結合されている。これにより、洗浄時にタングステンプラグ表面が純水に接触しても、ダミーのタングステンプラグによる多量の電子の供給源が確保される。これにより、タングステンプラグ表面の酸化物の付着が抑えられ、抵抗上昇も抑制される。この結果、Wプラグ表面の異常な酸化を抑制し、Wプラグを有する集積回路配線として配線抵抗の安定した半導体装置及びその製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the dummy tungsten plug has no meaning as an electric circuit constituting the semiconductor integrated circuit, but is coupled to the lower conductive region. Thereby, even if the surface of the tungsten plug comes into contact with pure water during cleaning, a large amount of electron supply source is secured by the dummy tungsten plug. Thereby, the adhesion of oxide on the surface of the tungsten plug is suppressed, and the increase in resistance is also suppressed. As a result, abnormal oxidation of the W plug surface can be suppressed, and a semiconductor device with stable wiring resistance as an integrated circuit wiring having the W plug and a method for manufacturing the same can be provided.
なお、本発明は、上述した実施形態及び方法に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変更、応用を実施することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and methods, and various modifications and applications can be implemented without departing from the spirit of the present invention.
11…下層導電領域、12…層間の絶縁膜、13,131,132,133…上層配線層、13I…島状部材、14,14D…ホール、15…タングステン(W)プラグ、15D…ダミーのタングステン(W)プラグ、Q1…MOS FET。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記タングステンプラグに隣り合うように形成され、前記下層導電領域と結合されるが上層において電気的にはオープンになっている1個以上のダミーのタングステンプラグと、
を具備する半導体装置。 A tungsten plug that electrically connects the lower conductive region and the upper wiring through an insulating film between layers of the semiconductor integrated circuit;
One or more dummy tungsten plugs formed adjacent to the tungsten plug and coupled to the lower conductive region but electrically open in the upper layer;
A semiconductor device comprising:
前記各ホール内へのバリアメタルの被覆を介して前記各ホールを同時に埋め込むタングステンを堆積する工程と、
前記各ホール上面のレベルまで前記タングステンを研磨除去し、配線用、ダミー用それぞれのタングステンプラグを形成するCMP工程と、
前記タングステンプラグそれぞれを覆うように上層配線部材を形成する工程と、
前記上層配線部材を選択的にエッチングすることにより、前記配線用のタングステンプラグと接続する上層配線を形成するパターニング工程と、
を具備する半導体装置の製造方法。 Regarding semiconductor integrated circuit formation in a semiconductor wafer, a step of forming a plurality of adjacent holes including a wiring and a dummy for exposing a lower conductive region at the bottom through an interlayer insulating film;
Depositing tungsten that simultaneously fills the holes via a barrier metal coating in the holes;
CMP process for polishing and removing the tungsten to the level of the upper surface of each hole to form tungsten plugs for wiring and dummy,
Forming an upper wiring member so as to cover each of the tungsten plugs;
A patterning step of forming an upper layer wiring connected to the tungsten plug for wiring by selectively etching the upper layer wiring member;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein an island-like member connected to the dummy tungsten plug is formed simultaneously with the upper layer wiring in the patterning step.
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Cited By (5)
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JP2012182455A (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Freescale Semiconductor Inc | Vias between conductive layers to improve reliability |
US8766322B2 (en) | 2008-04-25 | 2014-07-01 | Panasonic Corporation | Layout structure of standard cell, standard cell library, and layout structure of semiconductor integrated circuit |
JP2018056294A (en) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | トヨタ自動車株式会社 | Semiconductor device manufacturing method |
US10332870B2 (en) | 2017-06-01 | 2019-06-25 | Samsung Electronics Co, Ltd. | Semiconductor device including a field effect transistor |
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2005
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8766322B2 (en) | 2008-04-25 | 2014-07-01 | Panasonic Corporation | Layout structure of standard cell, standard cell library, and layout structure of semiconductor integrated circuit |
US9147652B2 (en) | 2008-04-25 | 2015-09-29 | Socionext Inc. | Layout structure of standard cell, standard cell library, and layout structure of semiconductor integrated circuit |
JP2012182455A (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Freescale Semiconductor Inc | Vias between conductive layers to improve reliability |
JP2018056294A (en) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | トヨタ自動車株式会社 | Semiconductor device manufacturing method |
US10332870B2 (en) | 2017-06-01 | 2019-06-25 | Samsung Electronics Co, Ltd. | Semiconductor device including a field effect transistor |
US10916535B2 (en) | 2017-06-01 | 2021-02-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device including a field effect transistor |
US11557585B2 (en) | 2017-06-01 | 2023-01-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device including a field effect transistor |
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