半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法
【課題】多層配線構造における硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることにより半導体装置の信頼性を向上させた半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁膜と前記絶縁膜に囲まれた金属膜とが露出する基板を加熱した状態で収容する成膜室３１Ｓと、Ｚｒ（ＢＨ４）４と励起した窒素とを前記成膜室３１Ｓへ供給して加熱下である基板Ｓの表面に硼窒化ジルコニウム膜を成膜する成膜部とを備えた半導体装置の製造装置であって、前記成膜部が、成膜時間が経過するに連れて前記励起した窒素の供給量を低くすることを要旨とする。
【解決手段】絶縁膜と前記絶縁膜に囲まれた金属膜とが露出する基板を加熱した状態で収容する成膜室３１Ｓと、Ｚｒ（ＢＨ４）４と励起した窒素とを前記成膜室３１Ｓへ供給して加熱下である基板Ｓの表面に硼窒化ジルコニウム膜を成膜する成膜部とを備えた半導体装置の製造装置であって、前記成膜部が、成膜時間が経過するに連れて前記励起した窒素の供給量を低くすることを要旨とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硼窒化ジルコニウム膜を用いた半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置における多層配線技術では、半導体装置の微細化や多層化が進展することに伴い、エレクトロマイクレーションの耐性を確保するための銅配線技術が不可欠となる。この銅配線技術においては、層間絶縁膜にトレンチを形成して当該トレンチ内に配線材料である銅（Ｃｕ）を充填し、その上に保護膜としてメタルキャップ膜を形成しているが、前記トレンチのアスペクト比が非常に高くなる場合には、トレンチ底部を洗浄し難くなり、ひいては銅配線と下地配線との間でコンタクト抵抗の増大を招く虞がある。
【０００３】
この問題を解決するため、特許文献１では、上記メタルキャップ膜の構成材料として硼化ジルコニウムや硼窒化ジルコニウムを提案し、これらのジルコニウム化合物を下地膜に積層してジルコニウム化合物が有する比抵抗率の下地依存性、いわゆる抵抗選択性を利用する。いわば、ジルコニウム化合物からなる１つのメタルキャップ膜が、銅配線上においては導電性を有したキャップ膜として機能し、層間絶縁膜上においては絶縁性を有したキャップ膜として機能する。これによれば、耐酸化性に優れた導電性のジルコニウム化合物でトレンチ底部が構成されるため、洗浄工程後のトレンチ底部においてメタルキャップ膜の残膜が在る場合であっても、銅配線と下地配線との間のコンタクト抵抗を良好な水準で維持できる。
【特許文献１】特開２００３−１７４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記ジルコニウム化合物が抵抗選択性を有するといえども、メタルキャップ膜の表面は、成膜雰囲気や搬送環境に存在する酸化源との反応によりその酸化を進行させてしまう。配線間のコンタクト抵抗を良好な水準で維持するためには、上記酸化層の厚みを最小限に抑えることが望ましく、特に、膜厚が３０ｎｍに満たないメタルキャップ膜では、この種の耐酸化性が不可欠となる。
【０００５】
本願発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、多層配線構造における硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることにより半導体装置の信頼性を向上させた半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法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】
【０００６】
硼窒化ジルコニウム膜の反応系を検討するなかで、本発明者は、その膜中窒素濃度が高くなると、硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性が低下する一方で抵抗選択性が向上し、反対に、膜中窒素濃度が低くなると、硼窒化ジルコニウム膜の抵抗選択性が低下する一方で耐酸化性が向上することを見出した。すなわち、本発明者は、硼窒化ジルコニウム膜の抵抗選択性と硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性とが膜中窒素濃度について背反の関係にあることを見出した。
【０００７】
請求項１に記載する半導体装置の製造装置は、絶縁膜と前記絶縁膜に囲まれた金属膜とが露出する基板を加熱した状態で収容する真空槽と、Ｚｒ（ＢＨ４）４と励起した窒素とを前記真空槽へ供給して加熱下の基板表面に硼窒化ジルコニウム膜を成膜する成膜部とを備えた半導体装置の製造装置であって、前記成膜部が、成膜時間が経過するに連れて前記
励起した窒素の供給量を低くすることを要旨とする。
【０００８】
請求項１に記載する半導体装置の製造装置によれば、硼窒化ジルコニウム膜中の絶縁膜と金属膜側の下層部分(以下、バルク領域という。)を相対的に高い窒素濃度の下で形成できることから、バルク領域の高窒素化を図ることで硼窒化ジルコニウム膜に抵抗選択性を発現させることができる。そして、硼窒化ジルコニウム膜の表層部を相対的に低い窒素濃度の下で形成できることから、前記バルク領域に対する耐酸化性を表層部により向上させることができる。したがって、多層配線構造における硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることができ、ひいては半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
請求項２に記載する半導体装置の製造装置は、請求項１に記載する半導体装置の製造装置であって、前記成膜部が、前記励起した窒素の供給量を第１の値にしてバルク領域である第１硼窒化ジルコニウム膜を成膜し、前記励起した窒素の供給量を前記第１の値から前記第１の値よりも低い第２の値に切り替えて表層部である第２硼窒化ジルコニウム膜を成膜し、前記第１硼窒化ジルコニウム膜よりも薄い前記第２硼窒化ジルコニウム膜で前記第１硼窒化ジルコニウム膜を被覆することを要旨とする。
【００１０】
請求項２に記載する半導体装置の製造装置によれば、バルク領域における高窒素濃度を第１の値により具現化でき、表層部における低窒素濃度を第２の値により具現化できる。したがって、励起した窒素を第１の値から第２の値に切換えるだけで、硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることができ、それゆえに簡便な構成の下で半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【００１１】
請求項３に記載する半導体装置の製造装置は、請求項２に記載する半導体装置の製造装置であって、前記成膜部が、前記真空槽に連結された管への窒素ガスの流量を制御する流量コントローラと、前記管内へマイクロ波を照射するマイクロ波電源とを備え、前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜する際には、前記マイクロ波電源からの出力を維持すると共に、前記流量コントローラを駆動することにより前記窒素ガスの流量を第１流量から前記第２流量に切換えて前記励起した窒素の供給量を前記第１の値から前記第２の値に切換えることを要旨とする。
【００１２】
請求項３に記載する半導体装置の製造装置によれば、流量コントローラを用いて窒素ガスの流量を第１流量から第２流量に切換えるだけで、硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることができる。したがって、より簡便な構成の下で半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
請求項４に記載する半導体装置の製造方法は、絶縁膜と前記絶縁膜に囲まれた金属膜とが露出する基板を加熱し、Ｚｒ（ＢＨ４）４と励起した窒素とを前記基板へ供給することにより加熱下の基板表面に硼窒化ジルコニウム膜を成膜する工程を備えた半導体装置の製造方法であって、前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜する工程は、成膜時間が経過するに連れて前記励起した窒素の供給量を低くすることを要旨とする。
【００１４】
請求項４に記載する半導体装置の製造方法によれば、硼窒化ジルコニウム膜のバルク領域を相対的に高い窒素濃度の下で形成できることから、バルク領域の高窒素化を図ることで硼窒化ジルコニウム膜に抵抗選択性を発現させることができる。そして、硼窒化ジルコニウム膜の表層部を相対的に低い窒素濃度の下で形成できることから、前記バルク領域に対する耐酸化性を表層部により向上させることができる。したがって、多層配線構造における硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることができ、ひいては半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【００１５】
請求項５に記載する半導体装置の製造方法は、請求項４に記載する半導体装置の製造方法であって、前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜する工程が、前記励起した窒素の供給量を第１の値にしてバルク領域である第１硼窒化ジルコニウム膜を成膜し、前記励起した窒素の供給量を前記第１の値から前記第１の値よりも低い第２の値に切り替えて表層部である第２硼窒化ジルコニウム膜を成膜し、前記第１硼窒化ジルコニウム膜よりも薄い前記第２硼窒化ジルコニウム膜で前記第１硼窒化ジルコニウム膜を被覆することを要旨とする。
【００１６】
請求項５に記載する半導体装置の製造方法によれば、バルク領域における高窒素濃度を第１の値により具現化でき、表層部における低窒素濃度を第２の値により具現化できる。したがって、励起した窒素を第１の値から第２の値に切換えるだけで、硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることができ、それゆえに簡便な構成の下で半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【００１７】
請求項６に記載する半導体装置の製造方法は、請求項５に記載する半導体装置の製造方法であって、前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜する工程が、流量コントローラから供給される窒素ガスにマイクロ波を照射して前記励起した窒素を生成し、前記マイクロ波電源からの出力を維持しながら前記窒素ガスの流量を第１流量から前記第２流量に切換えることにより前記励起した窒素の供給量を前記第１の値から前記第２の値に切換えることを要旨とする。
【００１８】
請求項６に記載する半導体装置の製造方法によれば、窒素ガスの流量を第１流量から第２流量に切換えるだけで、硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることができる。したがって、より簡便な構成の下で半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【００１９】
請求項７に記載する半導体装置の製造方法は、請求項５または６に記載する半導体装置の製造方法であって、前記第２硼窒化ジルコニウム膜を酸化する工程と、前記第２硼窒化ジルコニウム膜に他の絶縁膜を積層して前記他の絶縁膜の表面から前記硼窒化ジルコニウム膜を貫通して前記金属膜まで延びる凹部を前記他の絶縁膜に凹設する工程と、前記凹部内を埋め込むように前記他の絶縁膜に金属膜を積層して当該金属膜を平坦化することにより前記凹部に埋め込まれた配線を形成する工程とを備えたことを要旨とする。
【００２０】
請求項７に記載する半導体装置の製造方法によれば、金属膜と配線との間において硼窒化ジルコニウム膜の一部あるいは全部を除去することから、金属膜と配線との間のコンタクト抵抗に対し、第２硼窒化ジルコニウム膜の影響を十分に抑えることができる。したがって、金属膜と配線との間で良好なコンタクト抵抗を得ることができ、ひいては半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
上記したように、本発明によれば、多層配線構造における硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることにより半導体装置の信頼性を向上させた半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図７を参照して説明する。まず、本発明を利用して製造した半導体装置１０について説明する。図１は、半導体装置１０を示す部分断面図であり、半導体装置１０は、例えば各種ＲＡＭや各種ＲＯＭを含むメモリ、あるいはＭＰＵや汎用ロジックを含むロジック等である。
【００２３】
［半導体装置１０］
図１において、半導体装置１０が有する基板Ｓの表面（図１の上面）には、拡散領域Ｓ
ａ上のＭＯＳトランジスタＴｒを覆うように第１層間絶縁膜Ｄ１が積層されている。第１層間絶縁膜Ｄ１には、拡散領域Ｓａまで貫通するコンタクトホールＣＨが形成されて、コンタクトホールＣＨの内側には、コンタクトプラグＰが充填されている。
【００２４】
第１層間絶縁膜Ｄ１の表面には、第２層間絶縁膜Ｄ２と、当該第２層間絶縁膜Ｄ２を覆う第１ハードマスクＨＭ１とが順に積層されている。第２層間絶縁膜Ｄ２としては、シリコン酸化膜等からなる多孔性の低誘電率膜を用いることができ、第１ハードマスクＨＭ１としては炭化シリコンや炭化水素シリコン等、炭素含有のシリコン系絶縁膜を用いることができる。これら第２層間絶縁膜Ｄ２と第１ハードマスクＨＭ１とには、コンタクトホールＣＨから上方へ拡開した凹部（第１トレンチＴＨ１）が貫通形成されている。この第１トレンチＴＨ１の内面全体には、銅原子に対する高いバリア性を有した第１バリア膜Ｂ１が被覆されて、第１バリア膜Ｂ１で被覆された第１トレンチＴＨ１の内部には、配線材料である銅からなる第１配線Ｍ１が充填されている。第１配線Ｍ１の上面には、第１ハードマスクＨＭ１の上面全体に広がり硼窒化ジルコニウムからなる第１メタルキャップ膜ＭＣ１が被覆されている。
【００２５】
第１メタルキャップ膜ＭＣ１は、バルク領域とそのバルク領域よりも薄い表層部ＭＣ１ｓとからなる。バルク領域は、表層部ＭＣ１ｓよりも高い濃度の窒素を含むことで下地の比抵抗値に応じた比抵抗値を有する、いわば抵抗選択性を有する。バルク領域は、例えば導電体である第１配線Ｍ１の表面上の領域（図１において濃いドットで示す領域）で５〜８［μΩ・ｃｍ］と低い比抵抗値を有した導電性バルク領域ＭＣ１ｃと、絶縁体である第１ハードマスクＨＭ１の表面上の領域（図１において薄いドットで示す領域）で１０２［Ω・ｃｍ］以上と高い比抵抗値を有した絶縁性バルク領域ＭＣ１ｄとからなる。表層部ＭＣ１ｓは、バルク領域よりも低い濃度の窒素を含み、下地やバルク領域の比抵抗値に拘らず、共通した絶縁性を示す。表層部ＭＣ１ｓは、例えば導電体である第１配線Ｍ１の表面上と絶縁体である第１ハードマスクＨＭ１の表面上とで１０２［Ω・ｃｍ］以上の高い比抵抗値を有する。
【００２６】
第１メタルキャップ膜ＭＣ１の表面には、第３層間絶縁膜Ｄ３、エッチストップ膜ＥＳ、第４層間絶縁膜Ｄ４及び第２ハードマスクＨＭ２が順に積層されている。第３層間絶縁膜Ｄ３及び第４層間絶縁膜Ｄ４としては、シリコン酸化膜等からなる多孔性の低誘電率膜を用いることができ、エッチストップ膜ＥＳ及び第２ハードマスクＨＭ２としては炭化シリコンや炭化水素シリコン等、炭素含有のシリコン系絶縁膜を用いることができる。第１メタルキャップ膜ＭＣ１、第３層間絶縁膜Ｄ３及びエッチストップ膜ＥＳとには、第１配線Ｍ１から上方へ延びる凹部（ビアホールＶＨ）が貫通形成されて、第４層間絶縁膜Ｄ４と第２ハードマスクＨＭ２とには、ビアホールＶＨから上方へ拡開した凹部（第２トレンチＴＨ２）が貫通形成されている。
【００２７】
上記ビアホールＶＨ及び上記第２トレンチＴＨ２の内面全体には、銅原子に対する高いバリア性を有した第２バリア膜Ｂ２が被覆されている。第２バリア膜Ｂ２で被覆されたビアホールＶＨの内部には、配線材料である銅からなるビア配線Ｖ１が充填され、また第２バリア膜Ｂ２で被覆された第２トレンチＴＨ２の内部には、同じく、配線材料である銅からなる第２配線Ｍ２が充填されている。第２配線Ｍ２の上面には、第２ハードマスクＨＭ２の上面全体にわたり、硼窒化ジルコニウムからなる第２メタルキャップ膜ＭＣ２が被覆されている。
【００２８】
第２メタルキャップ膜ＭＣ２は、第１メタルキャップ膜ＭＣ１と同じく、バルク領域とそのバルク領域よりも薄い表層部とからなり、当該バルク領域が下地の比抵抗値に応じた比抵抗値を有する一方で、当該表層部が下地やバルク領域の比抵抗値に拘らず、共通した絶縁性を示す。
【００２９】
［成膜装置２０］
次に、上記半導体装置１０の製造装置としての成膜装置２０について図２〜図７を参照して説明する。図２は成膜装置２０の全体を示す断面図であり、図３は成膜チャンバ２３の構成を示す断面図である。また、図４は成膜チャンバ２３の電気的構成を示すブロック図である。
【００３０】
図２において、成膜装置２０は、ロードロックチャンバ２１と、ロードロックチャンバ２１に連結されたコアチャンバ２２と、コアチャンバ２２に連結された４つの成膜チャンバ２３とを搭載し、前記ロードロックチャンバ２１と各成膜チャンバ２３とは、コアチャンバ２２を介して互いに連通し、共通する真空系を形成可能にする。
【００３１】
ロードロックチャンバ２１は、複数の基板Ｓを収容する真空槽であり、基板Ｓに対する成膜処理を開始するとき、各基板Ｓを成膜装置２０の内部へ搬入する。また、ロードロックチャンバ２１は、基板Ｓの成膜処理を終了するとき、成膜処理後の基板Ｓを収容して大気に開放し成膜装置２０の外部に搬出する。コアチャンバ２２は、搬送ロボット２２ａを搭載する真空槽であり、基板Ｓの成膜処理を開始するとき、基板Ｓをロードロックチャンバ２１から搬入して成膜チャンバ２３へ搬出する。コアチャンバ２２は、基板Ｓの成膜処理を終了するとき、成膜チャンバ２３にある基板Ｓを搬入してロードロックチャンバ２１へ搬出する。
【００３２】
成膜チャンバ２３は、ＣＶＤ法を用いて上記硼窒化ジルコニウム膜を成膜するチャンバであり、成膜処理を実行するときには、基板Ｓをコアチャンバ２２から搬入して上記硼窒化ジルコニウム膜、すなわち上記第１メタルキャップ膜ＭＣ１及び第２メタルキャップ膜ＭＣ２を成膜する。
【００３３】
図３において、成膜チャンバ２３は、その上部を開口したチャンバ本体３１と、チャンバ本体３１の上部に配設されてチャンバ本体３１の上部開口を開閉可能にするチャンバリッド３２とを有する。成膜チャンバ２３は、これらチャンバ本体３１とチャンバリッド３２とに囲まれた内部空間（以下単に、成膜室３１Ｓという。）を有する。チャンバ本体３１には、基板Ｓを載置する基板ステージ３３が配設されている。基板ステージ３３は、抵抗加熱ヒータ３３Ｈを内蔵したステージであり、基板Ｓを載置するときには、基板Ｓを所定の温度（２００℃〜２４０℃）に昇温させる。基板ステージ３３の下側には、基板ステージ３３を上下方向に昇降して基板Ｓの搬入や搬出を可能にする昇降機構３４が連結されている。チャンバ本体３１の一側には、排気ポートＰ１を介して排気ポンプ３５が接続されている。排気ポンプ３５は、ターボ分子ポンプやドライポンプ等の各種のポンプにより構成され、前記成膜処理を実行するときには、成膜室３１Ｓの圧力を所定の圧力（１Ｐａ〜１０００Ｐａ）の範囲に減圧する。
【００３４】
チャンバリッド３２の下側には、複数の第１供給孔Ｈ１と、各第１供給孔Ｈ１から独立する複数の第２供給孔Ｈ２とを有したシャワーヘッド３６が取付られている。各第１供給孔Ｈ１は、硼窒化ジルコニウム膜の原料であるＺｒ（ＢＨ４）４を成膜室３１Ｓに供給するものであり、各第２供給孔Ｈ２は、励起した窒素あるいは励起した水素を成膜室３１Ｓに供給するものである。詳述すると、各第１供給孔Ｈ１には、チャンバリッド３２の内部と原料ガスポートＰ２とを介して原料タンクＴＫが連結され、原料タンクＴＫには、キャリアガスであるアルゴンを供給するための流量コントローラＭＦＣ１が連結されている。流量コントローラＭＦＣ１からのキャリアガスが原料タンクＴＫに供給されるとき、原料タンクＴＫは、収容するＺｒ（ＢＨ４）４をバブリングさせて、Ｚｒ（ＢＨ４）４をキャリアガスと共に原料ガスポートＰ２へ導出し、当該Ｚｒ（ＢＨ４）４とキャリアガスとを、各第１供給孔Ｈ１から成膜室３１Ｓに供給する。
【００３５】
各第２供給孔Ｈ２には、チャンバリッド３２の内部と励起ガスポートＰ３とを介して流量コントローラＭＦＣ２と流量コントローラＭＦＣ３とが連結されている。流量コントローラＭＦＣ２と流量コントローラＭＦＣ３とは、それぞれ窒素ガスとアルゴンガスとを所定の流量に調整して励起ガスポートＰ３へ導出する。チャンバリッド３２の内部であって、励起ガスポートＰ３と各第２供給孔Ｈ２との間には、石英管あるいはアルミナ管からなる耐熱性を有した照射管３７が内設されている。この照射管３７の径方向外側には、マイクロ波電源ＦＧによって駆動されるマイクロ波源３８と、マイクロ波源３８に連結されて照射管３７へ延びる導波管３９とが配設されている。マイクロ波源３８は、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマイクロ波発振器、すなわちマグネトロンであって、マイクロ波電源ＦＧからの駆動電力を受けて所定の出力範囲、例えば０．０１ｋＷ〜３．０ｋＷの範囲でマイクロ波を出力する。導波管３９は、マイクロ波源３８が発振するマイクロ波を導波管３９の内部に伝播させて照射管３７の内部へ照射する。マイクロ波源３８がマイクロ波を発振するとき、導波管３９は、照射管３７を通過するガスにマイクロ波を照射して、当該ガスを励起させる。
【００３６】
各第２供給孔Ｈ２と照射管３７との間には、チャンバリッド３２を介して接地されたメッシュ３２ａが配設されている。マイクロ波源３８が照射管３７でガスを励起するとき、いわばマイクロ波源３８が照射管３７内にプラズマを生成するとき、メッシュ３２ａは、照射管３７から各第２供給孔Ｈ２へ流れるプラズマ中のイオン成分を中性化し、当該プラズマ中のラジカル成分と中性化したガス成分とを各第２供給孔Ｈ２から成膜室３１Ｓに供給する。これにより、原料ガスポートＰ２から照射管３７へ導入されるアルゴンガス及び窒素ガスは、照射管３７でプラズマ化された後に、メッシュ３２ａによってそのイオン成分が中性化され、前記プラズマ中のラジカル成分のみが成膜室３１Ｓに供給される。
【００３７】
次に、上記成膜装置２０の電気的構成について説明する。図４において、制御部４１は、成膜装置２０に各種の処理動作、例えば基板Ｓの搬送や前記成膜処理等を実行させるものである。制御部４１は、各種の演算処理を実行する演算部、各種データや各種プログラムを格納する記憶部４１Ａ、各種処理工程の経過時間を計時するタイマ４１Ｂ等を有する。制御部４１は、例えば記憶部４１Ａが格納する成膜処理プログラムを読み出し、タイマ４１Ｂが計時する時間と前記成膜プログラムとに基づいて前記成膜処理を実行する。
【００３８】
制御部４１には、起動スイッチや停止スイッチ等の各種操作スイッチや液晶ディスプレイ等の各種表示装置等からなる入出力部４２が接続されている。入出力部４２は、各処理動作に利用する各種のデータを制御部４１に入力し、成膜装置２０における成膜処理状況に関するデータを出力する。例えば、入出力部４２は、上記バルク領域の成膜処理に必要となる条件と、上記表層部ＭＣ１ｓの成膜処理に必要となる条件とを、条件データＩｄとして制御部４１に入力する。制御部４１は、入出力部４２から入力される上記各種の条件データＩｄを受信し、当該条件データＩｄに応じた各種の制御信号を生成して、その条件データＩｄに相当する成膜条件の下で前記成膜処理を実行する。
【００３９】
成膜処理に必要となる条件としては、例えば成膜時間、ガス流量、成膜圧力、成膜温度、マイクロ波電源ＦＧの出力等が挙げられる。本実施形態においては、前記バルク領域の成膜に必要となる窒素ガスの流量及び成膜時間を、それぞれ第１ステップ流量及び第１ステップ時間と言う。また、前記表装部の成膜に必要となる窒素ガスの流量及び成膜時間を、それぞれ第２ステップ流量及び第２ステップ時間と言う。前記第１ステップ流量は、バルク領域の窒素濃度が表層部の窒素濃度よりも高くなるように、前記第２ステップ流量よりも高い値に設定されている。また、前記第１ステップ時間は、バルク領域の膜厚が表層部の膜厚よりも厚くなるように、前記第２ステップ時間よりも十分に長い時間に設定されている。
【００４０】
制御部４１は、排気系を駆動するための排気系駆動回路４３に接続されて、排気系駆動回路４３に対応する駆動信号を排気系駆動回路４３へ出力する。排気系駆動回路４３は、制御部４１からの駆動信号に応答して前記排気ポンプ３５等の排気系を駆動し、これにより前記成膜室３１Ｓ等の各チャンバ内部を所定の成膜圧力に調整する。
【００４１】
制御部４１は、搬送系を駆動するための搬送系駆動回路４４に接続されて、搬送系駆動回路４４に対応する駆動信号を搬送系駆動回路４４へ出力する。搬送系駆動回路４４は、制御部４１からの駆動制御信号に応答して搬送ロボット２２ａや昇降機構３４、さらには基板ステージ３３に搭載される抵抗加熱ヒータ３３Ｈ等の搬送系を駆動し、これにより基板Ｓを所定の搬送経路に沿って搬送して所定の成膜温度に温調する。
【００４２】
制御部４１は、各流量コントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ３を駆動するための流量コントローラ駆動回路４５に接続されて、流量コントローラ駆動回路４５に対応する駆動信号を流量コントローラ駆動回路４５へ出力する。流量コントローラ駆動回路４５は、制御部４１からの駆動信号に応答して各流量コントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ３をそれぞれ駆動し、これにより所定流量のガスを選択的に成膜室３１Ｓへ供給する。
【００４３】
制御部４１は、マイクロ波電源ＦＧを駆動するためのマイクロ波電源駆動回路４６に接続されて、マイクロ波電源駆動回路４６に対応する駆動信号をマイクロ波電源駆動回路４６へ出力する。マイクロ波電源駆動回路４６は、制御部４１からの駆動信号に応答してマイクロ波電源ＦＧを駆動し、これにより所定の出力値でマイクロ波を出力する。
【００４４】
［半導体装置１０の製造方法］
次に、上記成膜装置２０を用いた半導体装置１０の製造方法について説明する。図５は半導体装置１０の製造工程を示す工程図であり、図６は成膜装置２０における各部の動作を示すタイミングチャートである。また、図７（ａ）〜（ｄ）は硼窒化ジルコニウム膜の表面における耐酸化性と成膜条件における窒素ガスの流量との関係を示す図である。
【００４５】
まず、公知の半導体装置製造技術を用いて、上記ＭＯＳトランジスタＴｒ、第１層間絶縁膜Ｄ１及びコンタクトプラグＰが基板Ｓに形成され、次いで、公知のダマシン法を用いて、第２層間絶縁膜Ｄ２、第１ハードマスクＨＭ１、第１バリア膜Ｂ１及び銅膜からなる第１配線Ｍ１が形成される。そして、第１配線Ｍ１が形成されると、第１配線Ｍ１を有する基板Ｓが成膜装置２０へ搬入されて、基板Ｓの表面である第１ハードマスクＨＭ１と第１配線Ｍ１とに前記成膜処理が施される（図５参照）。
【００４６】
成膜処理を開始するにあたり、成膜装置２０の制御部４１は、まず入出力部４２からの各種の条件データＩｄに基づいて排気ポンプ３５を駆動し、成膜室３１Ｓの圧力を条件データＩｄに基づく成膜圧力に調整し続ける。成膜室３１Ｓの圧力を前記成膜圧力に調整すると、制御部４１は、図６に示すように、抵抗加熱ヒータ３３Ｈを駆動して基板ステージ３３の温度を条件データＩｄに基づく成膜温度、例えば２２０℃に温調する。そして、制御部４１は、搬送ロボット２２ａを駆動して基板ステージ３３に基板Ｓを載置し、基板Ｓを前記成膜温度に加熱する。
【００４７】
次いで、制御部４１は、タイマ４１Ｂを用いた経過時間の計時動作を開始し、流量コントローラＭＦＣ２を駆動してバルク領域の成膜条件に相当する流量の窒素ガス、すなわち前記第１ステップ流量の窒素ガスを照射管３７へ導入する。続いて、制御部４１は、マイクロ波電源ＦＧを駆動して照射管３７の内部に窒素のプラズマを生成し、メッシュ３２ａによって抽出される窒素ラジカルを基板Ｓの表面に供給する。なお、この際、窒素のプラズマ状態を安定させる上では、流量コントローラＭＦＣ３を駆動して所定流量のアルゴン
ガスを照射管３７へ導入してもよい。
【００４８】
上記窒素ラジカルの供給を開始すると、制御部４１は、流量コントローラＭＦＣ１を駆動してバルク領域の成膜条件に相当する流量のキャリアガスを原料タンクＴＫに導入してキャリアガスとＺｒ（ＢＨ４）４とを基板Ｓの表面に供給する。これにより、加熱された基板Ｓの表面へ励起状態の窒素が供給され、その後にＺｒ（ＢＨ４）４が供給されることから、基板表面では吸着するＺｒ（ＢＨ４）４の窒化反応や熱分解反応が表面反応として進行し、硼窒化ジルコニウム膜の成膜処理が開始される。
【００４９】
硼窒化ジルコニウム膜の成膜が開始されると、制御部４１は、タイマ４１Ｂの計時する経過時間が前記第１ステップ時間に到達するまで、いわば前記バルク領域（導電性バルク領域ＭＣ１ｃ、絶縁性バルク領域ＭＣ１ｄ）である硼窒化ジルコニウム膜が形成されるまで窒素ガスの流量を第１ステップ流量に維持し続ける。そして、タイマ４１Ｂの計時する成膜時間が第１ステップ時間に到達すると、制御部４１は、流量コントローラＭＦＣ２を駆動して窒素ガスの流量を第１ステップ流量から前記第２ステップ流量へ切換える。制御部４１は、経過時間が前記第２ステップ時間に到達するまで、いわば前記表層部ＭＣ１ｓの前駆膜である硼窒化ジルコニウム膜（以下単に、表層前駆部ＭＣ１ｂ）が形成されるまで、流量コントローラＭＦＣ２からの窒素ガスの流量を第２ステップ流量に維持し続ける。
【００５０】
これにより、先行する成膜雰囲気では相対的に高い窒素濃度の雰囲気が形成され、当該成膜雰囲気によって、膜中の窒素濃度が相対的に高くなる硼窒化ジルコニウム膜、すなわちバルク領域（導電性バルク領域ＭＣ１ｃ、絶縁性バルク領域ＭＣ１ｄ）が形成される。次いで、後続する成膜雰囲気では相対的に低い窒素濃度の雰囲気が形成され、当該成膜雰囲気によって、膜中の窒素濃度が相対的に低くなる硼窒化ジルコニウム膜、すなわち表層前駆部ＭＣ１ｂが連続的に形成される。この結果、バルク領域では、相対的に高い抵抗選択性と相対的に低い耐酸化性とを有する硼窒化ジルコニウム膜が得られる一方で、表層前駆部では、相対的に低い抵抗選択性と相対的に高い耐酸化性とを有する硼窒化ジルコニウム膜が得られる。そして、バルク領域に関わる酸化が、この表層前駆部ＭＣ１ｂの高い耐酸化性によって抑制される。
【００５１】
一方、上記表層前駆部ＭＣ１ｂは、その膜中窒素濃度が低くなることで相対的に高い耐酸化性を発現するが、その組成が硼化ジルコニウムに近づくことで表層全体にわたり高い導電性を発現してしまう。そこで、表層前駆部ＭＣ１ｂの成膜処理が完了すると、表層前駆部ＭＣ１ｂに対しては、導電性を消失させるための酸化処理が施される。これにより、バルク領域上の全体にわたり絶縁性を有する表層部ＭＣ１ｓが形成されて、下地が導電体である領域にのみ、導電性を有する第１メタルキャップ膜ＭＣ１が形成される。なお、表層前駆部ＭＣ１ｂを酸化させる上では、上記表層前駆部ＭＣ１ｂを大気に放置するだけの処理で可能であるが、成膜装置２０に当該酸化処理用のチャンバを設けて当該チャンバにより酸化処理を実行させてもよい。
【００５２】
第１メタルキャップ膜ＭＣ１が形成されると、第１メタルキャップ膜ＭＣ１に第３層間絶縁膜Ｄ３、エッチストップ膜ＥＳ、第４層間絶縁膜Ｄ４及び第２ハードマスクＨＭ２が順に積層される。続いて、公知のデュアルダマシン法を用いて、第２ハードマスクＨＭ２及び第４層間絶縁膜Ｄ４に第２トレンチＴＨ２が形成されて、エッチストップ膜ＥＳ、第３層間絶縁膜Ｄ３及び第１メタルキャップ膜ＭＣ１にビアホールＶＨが形成される。ビアホールＶＨと第２トレンチＴＨ２とが形成されると、ビアホールＶＨと第２トレンチＴＨ２とが形成されると、ビアホールＶＨの内面及び第２トレンチＴＨ２の内面を覆う第２バリア膜Ｂ２と、ビアホールＶＨ内及び第２トレンチＴＨ２内を埋め込む第２配線Ｍ２とが形成される。
【００５３】
この際、第１メタルキャップ膜ＭＣ１には、絶縁体である表層部ＭＣ１ｓが含まれているが、ビアホールＶＨを形成する際に第１メタルキャップ膜ＭＣ１がエッチングされることで、上記表層部ＭＣ１ｓの絶縁性を略無視することができ、第２配線Ｍ２と第１配線Ｍ１との間の導電性が確保される。さらには、表層部ＭＣ１ｓの膜厚が導電性バルク領域ＭＣ１ｃよりも十分に薄い膜厚であることから、仮に第１メタルキャップ膜ＭＣ１のエッチング時に第１メタルキャップ膜ＭＣ１の残渣が存在する場合であっても、当該残渣の導電性を得られる分だけ、上記コンタクト抵抗の低抵抗化を図ることができる。
【００５４】
そして、第２配線Ｍ２が形成されると、第２配線Ｍ２を有する基板Ｓが再び成膜装置２０へ搬入されて、上記第１メタルキャップ膜ＭＣ１と同じく、基板Ｓの表面である第２ハードマスクＨＭ２と第２配線Ｍ２とに前記成膜処理が施されて、バルク領域と表層部とからなる第２メタルキャップ膜ＭＣ２が形成される。
【００５５】
［メタルキャップ膜の成膜条件］
次いで、上記成膜処理にて利用する第１ステップ流量、第１ステップ時間、第２ステップ流量、及び第２ステップ時間、いわば条件データＩｄについて図７（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。条件データＩｄは、予め実施する各種試験等に基づき、メタルキャップ膜の表層部（表層前駆部）で高い耐酸化性が得られるように、以下のように設定される。
【００５６】
図７（ａ）〜（ｄ）は、成膜条件の１つである窒素ガスの流量を変更した４種類の硼窒化ジルコニウム膜に関する大気放置後のオージェ電子分光分析（ＡＥＳ）測定結果を示す。なお、図７（ａ）は、シリコン基板を用いて下記成膜条件下で成膜した硼窒化ジルコニウム膜に関するＡＥＳ測定結果を示す。また、図７（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれシリコン酸化膜付のシリコン基板を用いて窒素ガスの流量を３０ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍに変更し、その他の条件を下記成膜条件と同じくして得たＡＥＳ測定結果を示す。また、図７（ａ）〜（ｄ）における横軸は、ＡＥＳ測定時のスパッタ量を用いて換算した硼窒化ジルコニウム膜の膜厚（換算膜厚）を示す。
【００５７】
（成膜条件）
・基板温度：２２０℃
・Ｚｒ（ＢＨ４）４：５５ｓｃｃｍ
・キャリアガスの流量（ＭＦＣ１）：１００ｓｃｃｍ
・窒素ガスの流量（ＭＦＣ２）：２０ｓｃｃｍ
・マイクロ波出力：４４Ｗ
・処理圧力：４００Ｐａ
図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、硼窒化ジルコニウム膜の膜中においては、成膜時における窒素ガスの流量が高くなるに連れて、窒素濃度（図７において「Ｎ」：一点鎖線）の増加が認められる。例えば、窒素ガスの流量が２０ｓｃｃｍである場合には、図７（ａ）に示すように、膜中における窒素濃度が１０％にも満たないが、成膜時における窒素ガスの流量が３０ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍへと増加すると、図７（ｂ）〜図（ｄ）に示すように、膜中における窒素濃度が約２５％、約３３％、約３８％へと増加している。なお、成膜時における窒素ガスの流量として５０ｓｃｃｍと１００ｓｃｃｍとを用いた場合には、こうした膜中窒素濃度の増加に伴って上記の抵抗選択性が認められたが、一方で２０ｓｃｃｍと３０ｓｃｃｍとを用いた場合には、絶縁体上における導電性が発現されて、上記の抵抗選択性が十分に認められなかった。
【００５８】
図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、硼窒化ジルコニウム膜の膜中においては、換算膜厚が大きくなるに連れて、すなわち膜表面から深さ方向へ進むに連れて、酸素濃度（図において「Ｏ」：実線）の低下が認められる。酸素が含まれる膜表面からの厚み、いわば硼窒
化ジルコニウム膜における表面酸化層の厚みに関しては、成膜時における窒素ガスの流量が高くなるに連れて増加が認められる。例えば、窒素ガスの流量が２０ｓｃｃｍである場合には、図７（ａ）に示すように、当該硼窒化ジルコニウム膜の大気放置により、膜表面からの深さが５．６ｎｍになるまでは酸化が認められ、５．６ｎｍを超える深さでは酸化が認められない。一方で、成膜時における窒素ガスの流量が３０ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍへと増加すると、図７（ｂ）〜図（ｄ）に示すように、表面酸化層の厚みが、１４．０ｎｍ、１６．８ｎｍ、１６．８ｎｍと増加しまう。
【００５９】
そこで、上記第２ステップ流量としては、上記抵抗選択性に拘わらず表面酸化層が最も薄くなる条件、すなわち２０ｓｃｃｍが設定されて、上記第２ステップ時間としては、当該第２ステップ流量における表面酸化層の厚み、すなわち５．６ｎｍに相当する時間が設定される。一方、上記第１ステップ流量としては、上記耐酸化性に拘わらず抵抗選択性が確実に発現される条件、すなわち５０ｓｃｃｍあるいは１００ｓｃｃｍが設定されて、上記第１ステップ時間としては、所望のメタルキャップ膜の厚み、例えば３０ｎｍから上記表面酸化層の厚み（５．６ｎｍ）を除いた膜厚（２４．４ｎｍ）に相当する時間が設定される。
【００６０】
これにより、メタルキャップ膜のバルク領域（導電性バルク領域ＭＣ１ｃ、絶縁性バルク領域ＭＣ１ｄ）では、相対的に高い抵抗選択性を確保することができ、そのバルク領域に関わる酸化が表層部の高い耐酸化性によって抑制される。それゆえに、上記バルク領域と表層部とからなるメタルキャップ膜は、その抵抗選択性を大きく損なうことなく、耐酸化性を向上させることができる。
【００６１】
上記実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）上記実施形態において、成膜装置２０の制御部４１は、硼窒化ジルコニウム膜の成膜時間が経過するに連れて窒素ガスの供給量を低くして励起した窒素の供給量を低くする。したがって、硼窒化ジルコニウム膜のバルク領域を相対的に高い窒素濃度の下で形成できることから、バルク領域の高窒素化を図ることで硼窒化ジルコニウム膜に抵抗選択性を発現させることができる。そして、硼窒化ジルコニウム膜の表層部を相対的に低い窒素濃度の下で形成できることから、前記バルク領域に対する耐酸化性を表層部により向上させることができる。そのため、多層配線構造においては、メタルキャップ膜である硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることができ、ひいては半導体装置１０の信頼性を向上させることができる。
【００６２】
（２）上記実施形態において、成膜装置２０の制御部４１は、窒素ガスの流量を第１ステップ流量にしてバルク領域を成膜し、窒素ガスの流量を第１ステップ流量から第１ステップ流量よりも低い第２ステップ流量に切り替えてバルク領域よりも薄い表層部を成膜する。したがって、バルク領域における高窒素濃度を第１ステップ流量により具現化でき、表層部における低窒素濃度を第２ステップ流量により具現化できる。この結果、窒素ガスの流量を第１ステップ流量から第２ステップ流量に切換えるだけで、硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることができ、それゆえに簡便な構成の下で半導体装置１０の信頼性を向上させることができる。
【００６３】
（３）上記実施形態においては、表層前駆部ＭＣ１ｂを酸化することにより表層部ＭＣ１ｓを形成し、ビアホールＶＨを形成する際に、当該表層部ＭＣ１ｓを含むメタルキャップ膜をエッチングする。したがって、第１配線Ｍ１と第２配線Ｍ２との間においては、メタルキャップ膜の一部あるいは全部が除去されることから、第１配線Ｍ１と第２配線Ｍ２との間のコンタクト抵抗に対し、表層部の影響を十分に抑えることができる。この結果、第１配線Ｍ１と第２配線Ｍ２との間で良好なコンタクト抵抗を得ることができ、ひいては半導体装置１０の信頼性を向上させることができる。
【００６４】
尚、上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態では、励起した窒素の供給量を窒素ガスの流量で切換える構成にした。これに限らず、成膜時間が経過するに連れて励起した窒素の供給量を低くする上においては、マイクロ波電源ＦＧからの出力値を切換えることにより、照射管３７における窒素プラズマの密度を切替え、これにより励起した窒素の供給量を切換える構成であってもよい。
【００６５】
・上記実施形態では、１つのバルク領域と１つの表層部とからなるメタルキャップ膜について説明したが、これに限らず、成膜時間が経過するに連れて励起した窒素の供給量を低くする上においては、メタルキャップ膜を複数のバルク領域あるいは複数の表層部からなる膜として具体化してもよい。
【００６６】
・上記実施形態においては、ビアホールＶＨを形成する際に、第１配線Ｍ１上の表層部とバルク領域の双方がエッチングされる。これに限らず、第１配線Ｍ１と第２配線Ｍ２との間におけるコンタクト抵抗の低抵抗化を図る上では、表層部のみをエッチングする構成であってもよい。
【００６７】
・上記実施形態では、表層前駆部ＭＣ１ｂを大気に放置することで表層部ＭＣ１ｓを酸化したが、表層前駆部ＭＣ１ｂの導電性を消失させる上においては、表層前駆部ＭＣ１ｂが後続する第２層間絶縁膜Ｄ２の成膜処理によって酸化される構成であってもよい。
【００６８】
・上記実施形態においては、表面酸化層の厚みに相当する時間が第２ステップ時間として設定される。これに限らず、バルク領域の耐酸化性を向上する上においては、表面酸化層の厚みよりも薄い膜厚に相当する時間が第２ステップ時間として設定されてもよい。この構成においては、第２ステップ流量で表層を形成する分だけ、バルク領域の耐酸化性を向上させることができ、しかも、絶縁体である表層の膜厚の薄膜化を図ることができる。ひいては、ビアホールＶＨの底部にメタルキャップ膜の残渣が発生する場合であっても、第１配線Ｍ１と第２配線Ｍ２とのコンタクト抵抗に関して、より確実に低抵抗化を図ることができる。
【００６９】
・上記実施形態では、半導体装置１０が２層の銅配線を有する例について説明したが、これに限らず、上記の硼窒化ジルコニウム膜をメタルキャップ膜として利用する構成であれば、半導体装置１０は、その銅配線の層数に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】半導体装置を示す部分断面図。
【図２】成膜装置の全体を示す図。
【図３】成膜チャンバを示す部分断面図。
【図４】成膜装置の電気的構成を示すブロック図。
【図５】半導体装置の製造方法を示す工程図。
【図６】半導体装置の製造方法を示すタイムチャート。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、表面酸化層の膜厚に対する窒素ガスの流量依存性を示すＡＥＳ測定グラフ。
【符号の説明】
【００７１】
ＭＣ１…硼窒化ジルコニウム膜を構成する第１メタルキャップ膜、ＭＣ１ｃ…導電性バルク領域、ＭＣ１ｄ…絶縁性バルク領域、ＭＣ１ｓ…表層部、ＭＣ２…硼窒化ジルコニウム膜を構成する第２メタルキャップ膜、Ｍ１…金属膜を構成する第１配線、Ｍ２…金属膜を構成する第２配線、ＭＦＣ１，ＭＦＣ２，ＭＦＣ３…成膜部を構成する流量コントロー
ラ、ＦＧ…マイクロ波電源、１０…半導体装置、２０…半導体装置の製造装置としての成膜装置、３１Ｓ…真空槽を構成する処理室、３７…照射管、３８…マイクロ波源。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硼窒化ジルコニウム膜を用いた半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置における多層配線技術では、半導体装置の微細化や多層化が進展することに伴い、エレクトロマイクレーションの耐性を確保するための銅配線技術が不可欠となる。この銅配線技術においては、層間絶縁膜にトレンチを形成して当該トレンチ内に配線材料である銅（Ｃｕ）を充填し、その上に保護膜としてメタルキャップ膜を形成しているが、前記トレンチのアスペクト比が非常に高くなる場合には、トレンチ底部を洗浄し難くなり、ひいては銅配線と下地配線との間でコンタクト抵抗の増大を招く虞がある。
【０００３】
この問題を解決するため、特許文献１では、上記メタルキャップ膜の構成材料として硼化ジルコニウムや硼窒化ジルコニウムを提案し、これらのジルコニウム化合物を下地膜に積層してジルコニウム化合物が有する比抵抗率の下地依存性、いわゆる抵抗選択性を利用する。いわば、ジルコニウム化合物からなる１つのメタルキャップ膜が、銅配線上においては導電性を有したキャップ膜として機能し、層間絶縁膜上においては絶縁性を有したキャップ膜として機能する。これによれば、耐酸化性に優れた導電性のジルコニウム化合物でトレンチ底部が構成されるため、洗浄工程後のトレンチ底部においてメタルキャップ膜の残膜が在る場合であっても、銅配線と下地配線との間のコンタクト抵抗を良好な水準で維持できる。
【特許文献１】特開２００３−１７４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記ジルコニウム化合物が抵抗選択性を有するといえども、メタルキャップ膜の表面は、成膜雰囲気や搬送環境に存在する酸化源との反応によりその酸化を進行させてしまう。配線間のコンタクト抵抗を良好な水準で維持するためには、上記酸化層の厚みを最小限に抑えることが望ましく、特に、膜厚が３０ｎｍに満たないメタルキャップ膜では、この種の耐酸化性が不可欠となる。
【０００５】
本願発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、多層配線構造における硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることにより半導体装置の信頼性を向上させた半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法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】
【０００６】
硼窒化ジルコニウム膜の反応系を検討するなかで、本発明者は、その膜中窒素濃度が高くなると、硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性が低下する一方で抵抗選択性が向上し、反対に、膜中窒素濃度が低くなると、硼窒化ジルコニウム膜の抵抗選択性が低下する一方で耐酸化性が向上することを見出した。すなわち、本発明者は、硼窒化ジルコニウム膜の抵抗選択性と硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性とが膜中窒素濃度について背反の関係にあることを見出した。
【０００７】
請求項１に記載する半導体装置の製造装置は、絶縁膜と前記絶縁膜に囲まれた金属膜とが露出する基板を加熱した状態で収容する真空槽と、Ｚｒ（ＢＨ４）４と励起した窒素とを前記真空槽へ供給して加熱下の基板表面に硼窒化ジルコニウム膜を成膜する成膜部とを備えた半導体装置の製造装置であって、前記成膜部が、成膜時間が経過するに連れて前記
励起した窒素の供給量を低くすることを要旨とする。
【０００８】
請求項１に記載する半導体装置の製造装置によれば、硼窒化ジルコニウム膜中の絶縁膜と金属膜側の下層部分(以下、バルク領域という。)を相対的に高い窒素濃度の下で形成できることから、バルク領域の高窒素化を図ることで硼窒化ジルコニウム膜に抵抗選択性を発現させることができる。そして、硼窒化ジルコニウム膜の表層部を相対的に低い窒素濃度の下で形成できることから、前記バルク領域に対する耐酸化性を表層部により向上させることができる。したがって、多層配線構造における硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることができ、ひいては半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
請求項２に記載する半導体装置の製造装置は、請求項１に記載する半導体装置の製造装置であって、前記成膜部が、前記励起した窒素の供給量を第１の値にしてバルク領域である第１硼窒化ジルコニウム膜を成膜し、前記励起した窒素の供給量を前記第１の値から前記第１の値よりも低い第２の値に切り替えて表層部である第２硼窒化ジルコニウム膜を成膜し、前記第１硼窒化ジルコニウム膜よりも薄い前記第２硼窒化ジルコニウム膜で前記第１硼窒化ジルコニウム膜を被覆することを要旨とする。
【００１０】
請求項２に記載する半導体装置の製造装置によれば、バルク領域における高窒素濃度を第１の値により具現化でき、表層部における低窒素濃度を第２の値により具現化できる。したがって、励起した窒素を第１の値から第２の値に切換えるだけで、硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることができ、それゆえに簡便な構成の下で半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【００１１】
請求項３に記載する半導体装置の製造装置は、請求項２に記載する半導体装置の製造装置であって、前記成膜部が、前記真空槽に連結された管への窒素ガスの流量を制御する流量コントローラと、前記管内へマイクロ波を照射するマイクロ波電源とを備え、前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜する際には、前記マイクロ波電源からの出力を維持すると共に、前記流量コントローラを駆動することにより前記窒素ガスの流量を第１流量から前記第２流量に切換えて前記励起した窒素の供給量を前記第１の値から前記第２の値に切換えることを要旨とする。
【００１２】
請求項３に記載する半導体装置の製造装置によれば、流量コントローラを用いて窒素ガスの流量を第１流量から第２流量に切換えるだけで、硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることができる。したがって、より簡便な構成の下で半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
請求項４に記載する半導体装置の製造方法は、絶縁膜と前記絶縁膜に囲まれた金属膜とが露出する基板を加熱し、Ｚｒ（ＢＨ４）４と励起した窒素とを前記基板へ供給することにより加熱下の基板表面に硼窒化ジルコニウム膜を成膜する工程を備えた半導体装置の製造方法であって、前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜する工程は、成膜時間が経過するに連れて前記励起した窒素の供給量を低くすることを要旨とする。
【００１４】
請求項４に記載する半導体装置の製造方法によれば、硼窒化ジルコニウム膜のバルク領域を相対的に高い窒素濃度の下で形成できることから、バルク領域の高窒素化を図ることで硼窒化ジルコニウム膜に抵抗選択性を発現させることができる。そして、硼窒化ジルコニウム膜の表層部を相対的に低い窒素濃度の下で形成できることから、前記バルク領域に対する耐酸化性を表層部により向上させることができる。したがって、多層配線構造における硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることができ、ひいては半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【００１５】
請求項５に記載する半導体装置の製造方法は、請求項４に記載する半導体装置の製造方法であって、前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜する工程が、前記励起した窒素の供給量を第１の値にしてバルク領域である第１硼窒化ジルコニウム膜を成膜し、前記励起した窒素の供給量を前記第１の値から前記第１の値よりも低い第２の値に切り替えて表層部である第２硼窒化ジルコニウム膜を成膜し、前記第１硼窒化ジルコニウム膜よりも薄い前記第２硼窒化ジルコニウム膜で前記第１硼窒化ジルコニウム膜を被覆することを要旨とする。
【００１６】
請求項５に記載する半導体装置の製造方法によれば、バルク領域における高窒素濃度を第１の値により具現化でき、表層部における低窒素濃度を第２の値により具現化できる。したがって、励起した窒素を第１の値から第２の値に切換えるだけで、硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることができ、それゆえに簡便な構成の下で半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【００１７】
請求項６に記載する半導体装置の製造方法は、請求項５に記載する半導体装置の製造方法であって、前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜する工程が、流量コントローラから供給される窒素ガスにマイクロ波を照射して前記励起した窒素を生成し、前記マイクロ波電源からの出力を維持しながら前記窒素ガスの流量を第１流量から前記第２流量に切換えることにより前記励起した窒素の供給量を前記第１の値から前記第２の値に切換えることを要旨とする。
【００１８】
請求項６に記載する半導体装置の製造方法によれば、窒素ガスの流量を第１流量から第２流量に切換えるだけで、硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることができる。したがって、より簡便な構成の下で半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【００１９】
請求項７に記載する半導体装置の製造方法は、請求項５または６に記載する半導体装置の製造方法であって、前記第２硼窒化ジルコニウム膜を酸化する工程と、前記第２硼窒化ジルコニウム膜に他の絶縁膜を積層して前記他の絶縁膜の表面から前記硼窒化ジルコニウム膜を貫通して前記金属膜まで延びる凹部を前記他の絶縁膜に凹設する工程と、前記凹部内を埋め込むように前記他の絶縁膜に金属膜を積層して当該金属膜を平坦化することにより前記凹部に埋め込まれた配線を形成する工程とを備えたことを要旨とする。
【００２０】
請求項７に記載する半導体装置の製造方法によれば、金属膜と配線との間において硼窒化ジルコニウム膜の一部あるいは全部を除去することから、金属膜と配線との間のコンタクト抵抗に対し、第２硼窒化ジルコニウム膜の影響を十分に抑えることができる。したがって、金属膜と配線との間で良好なコンタクト抵抗を得ることができ、ひいては半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
上記したように、本発明によれば、多層配線構造における硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることにより半導体装置の信頼性を向上させた半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図７を参照して説明する。まず、本発明を利用して製造した半導体装置１０について説明する。図１は、半導体装置１０を示す部分断面図であり、半導体装置１０は、例えば各種ＲＡＭや各種ＲＯＭを含むメモリ、あるいはＭＰＵや汎用ロジックを含むロジック等である。
【００２３】
［半導体装置１０］
図１において、半導体装置１０が有する基板Ｓの表面（図１の上面）には、拡散領域Ｓ
ａ上のＭＯＳトランジスタＴｒを覆うように第１層間絶縁膜Ｄ１が積層されている。第１層間絶縁膜Ｄ１には、拡散領域Ｓａまで貫通するコンタクトホールＣＨが形成されて、コンタクトホールＣＨの内側には、コンタクトプラグＰが充填されている。
【００２４】
第１層間絶縁膜Ｄ１の表面には、第２層間絶縁膜Ｄ２と、当該第２層間絶縁膜Ｄ２を覆う第１ハードマスクＨＭ１とが順に積層されている。第２層間絶縁膜Ｄ２としては、シリコン酸化膜等からなる多孔性の低誘電率膜を用いることができ、第１ハードマスクＨＭ１としては炭化シリコンや炭化水素シリコン等、炭素含有のシリコン系絶縁膜を用いることができる。これら第２層間絶縁膜Ｄ２と第１ハードマスクＨＭ１とには、コンタクトホールＣＨから上方へ拡開した凹部（第１トレンチＴＨ１）が貫通形成されている。この第１トレンチＴＨ１の内面全体には、銅原子に対する高いバリア性を有した第１バリア膜Ｂ１が被覆されて、第１バリア膜Ｂ１で被覆された第１トレンチＴＨ１の内部には、配線材料である銅からなる第１配線Ｍ１が充填されている。第１配線Ｍ１の上面には、第１ハードマスクＨＭ１の上面全体に広がり硼窒化ジルコニウムからなる第１メタルキャップ膜ＭＣ１が被覆されている。
【００２５】
第１メタルキャップ膜ＭＣ１は、バルク領域とそのバルク領域よりも薄い表層部ＭＣ１ｓとからなる。バルク領域は、表層部ＭＣ１ｓよりも高い濃度の窒素を含むことで下地の比抵抗値に応じた比抵抗値を有する、いわば抵抗選択性を有する。バルク領域は、例えば導電体である第１配線Ｍ１の表面上の領域（図１において濃いドットで示す領域）で５〜８［μΩ・ｃｍ］と低い比抵抗値を有した導電性バルク領域ＭＣ１ｃと、絶縁体である第１ハードマスクＨＭ１の表面上の領域（図１において薄いドットで示す領域）で１０２［Ω・ｃｍ］以上と高い比抵抗値を有した絶縁性バルク領域ＭＣ１ｄとからなる。表層部ＭＣ１ｓは、バルク領域よりも低い濃度の窒素を含み、下地やバルク領域の比抵抗値に拘らず、共通した絶縁性を示す。表層部ＭＣ１ｓは、例えば導電体である第１配線Ｍ１の表面上と絶縁体である第１ハードマスクＨＭ１の表面上とで１０２［Ω・ｃｍ］以上の高い比抵抗値を有する。
【００２６】
第１メタルキャップ膜ＭＣ１の表面には、第３層間絶縁膜Ｄ３、エッチストップ膜ＥＳ、第４層間絶縁膜Ｄ４及び第２ハードマスクＨＭ２が順に積層されている。第３層間絶縁膜Ｄ３及び第４層間絶縁膜Ｄ４としては、シリコン酸化膜等からなる多孔性の低誘電率膜を用いることができ、エッチストップ膜ＥＳ及び第２ハードマスクＨＭ２としては炭化シリコンや炭化水素シリコン等、炭素含有のシリコン系絶縁膜を用いることができる。第１メタルキャップ膜ＭＣ１、第３層間絶縁膜Ｄ３及びエッチストップ膜ＥＳとには、第１配線Ｍ１から上方へ延びる凹部（ビアホールＶＨ）が貫通形成されて、第４層間絶縁膜Ｄ４と第２ハードマスクＨＭ２とには、ビアホールＶＨから上方へ拡開した凹部（第２トレンチＴＨ２）が貫通形成されている。
【００２７】
上記ビアホールＶＨ及び上記第２トレンチＴＨ２の内面全体には、銅原子に対する高いバリア性を有した第２バリア膜Ｂ２が被覆されている。第２バリア膜Ｂ２で被覆されたビアホールＶＨの内部には、配線材料である銅からなるビア配線Ｖ１が充填され、また第２バリア膜Ｂ２で被覆された第２トレンチＴＨ２の内部には、同じく、配線材料である銅からなる第２配線Ｍ２が充填されている。第２配線Ｍ２の上面には、第２ハードマスクＨＭ２の上面全体にわたり、硼窒化ジルコニウムからなる第２メタルキャップ膜ＭＣ２が被覆されている。
【００２８】
第２メタルキャップ膜ＭＣ２は、第１メタルキャップ膜ＭＣ１と同じく、バルク領域とそのバルク領域よりも薄い表層部とからなり、当該バルク領域が下地の比抵抗値に応じた比抵抗値を有する一方で、当該表層部が下地やバルク領域の比抵抗値に拘らず、共通した絶縁性を示す。
【００２９】
［成膜装置２０］
次に、上記半導体装置１０の製造装置としての成膜装置２０について図２〜図７を参照して説明する。図２は成膜装置２０の全体を示す断面図であり、図３は成膜チャンバ２３の構成を示す断面図である。また、図４は成膜チャンバ２３の電気的構成を示すブロック図である。
【００３０】
図２において、成膜装置２０は、ロードロックチャンバ２１と、ロードロックチャンバ２１に連結されたコアチャンバ２２と、コアチャンバ２２に連結された４つの成膜チャンバ２３とを搭載し、前記ロードロックチャンバ２１と各成膜チャンバ２３とは、コアチャンバ２２を介して互いに連通し、共通する真空系を形成可能にする。
【００３１】
ロードロックチャンバ２１は、複数の基板Ｓを収容する真空槽であり、基板Ｓに対する成膜処理を開始するとき、各基板Ｓを成膜装置２０の内部へ搬入する。また、ロードロックチャンバ２１は、基板Ｓの成膜処理を終了するとき、成膜処理後の基板Ｓを収容して大気に開放し成膜装置２０の外部に搬出する。コアチャンバ２２は、搬送ロボット２２ａを搭載する真空槽であり、基板Ｓの成膜処理を開始するとき、基板Ｓをロードロックチャンバ２１から搬入して成膜チャンバ２３へ搬出する。コアチャンバ２２は、基板Ｓの成膜処理を終了するとき、成膜チャンバ２３にある基板Ｓを搬入してロードロックチャンバ２１へ搬出する。
【００３２】
成膜チャンバ２３は、ＣＶＤ法を用いて上記硼窒化ジルコニウム膜を成膜するチャンバであり、成膜処理を実行するときには、基板Ｓをコアチャンバ２２から搬入して上記硼窒化ジルコニウム膜、すなわち上記第１メタルキャップ膜ＭＣ１及び第２メタルキャップ膜ＭＣ２を成膜する。
【００３３】
図３において、成膜チャンバ２３は、その上部を開口したチャンバ本体３１と、チャンバ本体３１の上部に配設されてチャンバ本体３１の上部開口を開閉可能にするチャンバリッド３２とを有する。成膜チャンバ２３は、これらチャンバ本体３１とチャンバリッド３２とに囲まれた内部空間（以下単に、成膜室３１Ｓという。）を有する。チャンバ本体３１には、基板Ｓを載置する基板ステージ３３が配設されている。基板ステージ３３は、抵抗加熱ヒータ３３Ｈを内蔵したステージであり、基板Ｓを載置するときには、基板Ｓを所定の温度（２００℃〜２４０℃）に昇温させる。基板ステージ３３の下側には、基板ステージ３３を上下方向に昇降して基板Ｓの搬入や搬出を可能にする昇降機構３４が連結されている。チャンバ本体３１の一側には、排気ポートＰ１を介して排気ポンプ３５が接続されている。排気ポンプ３５は、ターボ分子ポンプやドライポンプ等の各種のポンプにより構成され、前記成膜処理を実行するときには、成膜室３１Ｓの圧力を所定の圧力（１Ｐａ〜１０００Ｐａ）の範囲に減圧する。
【００３４】
チャンバリッド３２の下側には、複数の第１供給孔Ｈ１と、各第１供給孔Ｈ１から独立する複数の第２供給孔Ｈ２とを有したシャワーヘッド３６が取付られている。各第１供給孔Ｈ１は、硼窒化ジルコニウム膜の原料であるＺｒ（ＢＨ４）４を成膜室３１Ｓに供給するものであり、各第２供給孔Ｈ２は、励起した窒素あるいは励起した水素を成膜室３１Ｓに供給するものである。詳述すると、各第１供給孔Ｈ１には、チャンバリッド３２の内部と原料ガスポートＰ２とを介して原料タンクＴＫが連結され、原料タンクＴＫには、キャリアガスであるアルゴンを供給するための流量コントローラＭＦＣ１が連結されている。流量コントローラＭＦＣ１からのキャリアガスが原料タンクＴＫに供給されるとき、原料タンクＴＫは、収容するＺｒ（ＢＨ４）４をバブリングさせて、Ｚｒ（ＢＨ４）４をキャリアガスと共に原料ガスポートＰ２へ導出し、当該Ｚｒ（ＢＨ４）４とキャリアガスとを、各第１供給孔Ｈ１から成膜室３１Ｓに供給する。
【００３５】
各第２供給孔Ｈ２には、チャンバリッド３２の内部と励起ガスポートＰ３とを介して流量コントローラＭＦＣ２と流量コントローラＭＦＣ３とが連結されている。流量コントローラＭＦＣ２と流量コントローラＭＦＣ３とは、それぞれ窒素ガスとアルゴンガスとを所定の流量に調整して励起ガスポートＰ３へ導出する。チャンバリッド３２の内部であって、励起ガスポートＰ３と各第２供給孔Ｈ２との間には、石英管あるいはアルミナ管からなる耐熱性を有した照射管３７が内設されている。この照射管３７の径方向外側には、マイクロ波電源ＦＧによって駆動されるマイクロ波源３８と、マイクロ波源３８に連結されて照射管３７へ延びる導波管３９とが配設されている。マイクロ波源３８は、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマイクロ波発振器、すなわちマグネトロンであって、マイクロ波電源ＦＧからの駆動電力を受けて所定の出力範囲、例えば０．０１ｋＷ〜３．０ｋＷの範囲でマイクロ波を出力する。導波管３９は、マイクロ波源３８が発振するマイクロ波を導波管３９の内部に伝播させて照射管３７の内部へ照射する。マイクロ波源３８がマイクロ波を発振するとき、導波管３９は、照射管３７を通過するガスにマイクロ波を照射して、当該ガスを励起させる。
【００３６】
各第２供給孔Ｈ２と照射管３７との間には、チャンバリッド３２を介して接地されたメッシュ３２ａが配設されている。マイクロ波源３８が照射管３７でガスを励起するとき、いわばマイクロ波源３８が照射管３７内にプラズマを生成するとき、メッシュ３２ａは、照射管３７から各第２供給孔Ｈ２へ流れるプラズマ中のイオン成分を中性化し、当該プラズマ中のラジカル成分と中性化したガス成分とを各第２供給孔Ｈ２から成膜室３１Ｓに供給する。これにより、原料ガスポートＰ２から照射管３７へ導入されるアルゴンガス及び窒素ガスは、照射管３７でプラズマ化された後に、メッシュ３２ａによってそのイオン成分が中性化され、前記プラズマ中のラジカル成分のみが成膜室３１Ｓに供給される。
【００３７】
次に、上記成膜装置２０の電気的構成について説明する。図４において、制御部４１は、成膜装置２０に各種の処理動作、例えば基板Ｓの搬送や前記成膜処理等を実行させるものである。制御部４１は、各種の演算処理を実行する演算部、各種データや各種プログラムを格納する記憶部４１Ａ、各種処理工程の経過時間を計時するタイマ４１Ｂ等を有する。制御部４１は、例えば記憶部４１Ａが格納する成膜処理プログラムを読み出し、タイマ４１Ｂが計時する時間と前記成膜プログラムとに基づいて前記成膜処理を実行する。
【００３８】
制御部４１には、起動スイッチや停止スイッチ等の各種操作スイッチや液晶ディスプレイ等の各種表示装置等からなる入出力部４２が接続されている。入出力部４２は、各処理動作に利用する各種のデータを制御部４１に入力し、成膜装置２０における成膜処理状況に関するデータを出力する。例えば、入出力部４２は、上記バルク領域の成膜処理に必要となる条件と、上記表層部ＭＣ１ｓの成膜処理に必要となる条件とを、条件データＩｄとして制御部４１に入力する。制御部４１は、入出力部４２から入力される上記各種の条件データＩｄを受信し、当該条件データＩｄに応じた各種の制御信号を生成して、その条件データＩｄに相当する成膜条件の下で前記成膜処理を実行する。
【００３９】
成膜処理に必要となる条件としては、例えば成膜時間、ガス流量、成膜圧力、成膜温度、マイクロ波電源ＦＧの出力等が挙げられる。本実施形態においては、前記バルク領域の成膜に必要となる窒素ガスの流量及び成膜時間を、それぞれ第１ステップ流量及び第１ステップ時間と言う。また、前記表装部の成膜に必要となる窒素ガスの流量及び成膜時間を、それぞれ第２ステップ流量及び第２ステップ時間と言う。前記第１ステップ流量は、バルク領域の窒素濃度が表層部の窒素濃度よりも高くなるように、前記第２ステップ流量よりも高い値に設定されている。また、前記第１ステップ時間は、バルク領域の膜厚が表層部の膜厚よりも厚くなるように、前記第２ステップ時間よりも十分に長い時間に設定されている。
【００４０】
制御部４１は、排気系を駆動するための排気系駆動回路４３に接続されて、排気系駆動回路４３に対応する駆動信号を排気系駆動回路４３へ出力する。排気系駆動回路４３は、制御部４１からの駆動信号に応答して前記排気ポンプ３５等の排気系を駆動し、これにより前記成膜室３１Ｓ等の各チャンバ内部を所定の成膜圧力に調整する。
【００４１】
制御部４１は、搬送系を駆動するための搬送系駆動回路４４に接続されて、搬送系駆動回路４４に対応する駆動信号を搬送系駆動回路４４へ出力する。搬送系駆動回路４４は、制御部４１からの駆動制御信号に応答して搬送ロボット２２ａや昇降機構３４、さらには基板ステージ３３に搭載される抵抗加熱ヒータ３３Ｈ等の搬送系を駆動し、これにより基板Ｓを所定の搬送経路に沿って搬送して所定の成膜温度に温調する。
【００４２】
制御部４１は、各流量コントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ３を駆動するための流量コントローラ駆動回路４５に接続されて、流量コントローラ駆動回路４５に対応する駆動信号を流量コントローラ駆動回路４５へ出力する。流量コントローラ駆動回路４５は、制御部４１からの駆動信号に応答して各流量コントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ３をそれぞれ駆動し、これにより所定流量のガスを選択的に成膜室３１Ｓへ供給する。
【００４３】
制御部４１は、マイクロ波電源ＦＧを駆動するためのマイクロ波電源駆動回路４６に接続されて、マイクロ波電源駆動回路４６に対応する駆動信号をマイクロ波電源駆動回路４６へ出力する。マイクロ波電源駆動回路４６は、制御部４１からの駆動信号に応答してマイクロ波電源ＦＧを駆動し、これにより所定の出力値でマイクロ波を出力する。
【００４４】
［半導体装置１０の製造方法］
次に、上記成膜装置２０を用いた半導体装置１０の製造方法について説明する。図５は半導体装置１０の製造工程を示す工程図であり、図６は成膜装置２０における各部の動作を示すタイミングチャートである。また、図７（ａ）〜（ｄ）は硼窒化ジルコニウム膜の表面における耐酸化性と成膜条件における窒素ガスの流量との関係を示す図である。
【００４５】
まず、公知の半導体装置製造技術を用いて、上記ＭＯＳトランジスタＴｒ、第１層間絶縁膜Ｄ１及びコンタクトプラグＰが基板Ｓに形成され、次いで、公知のダマシン法を用いて、第２層間絶縁膜Ｄ２、第１ハードマスクＨＭ１、第１バリア膜Ｂ１及び銅膜からなる第１配線Ｍ１が形成される。そして、第１配線Ｍ１が形成されると、第１配線Ｍ１を有する基板Ｓが成膜装置２０へ搬入されて、基板Ｓの表面である第１ハードマスクＨＭ１と第１配線Ｍ１とに前記成膜処理が施される（図５参照）。
【００４６】
成膜処理を開始するにあたり、成膜装置２０の制御部４１は、まず入出力部４２からの各種の条件データＩｄに基づいて排気ポンプ３５を駆動し、成膜室３１Ｓの圧力を条件データＩｄに基づく成膜圧力に調整し続ける。成膜室３１Ｓの圧力を前記成膜圧力に調整すると、制御部４１は、図６に示すように、抵抗加熱ヒータ３３Ｈを駆動して基板ステージ３３の温度を条件データＩｄに基づく成膜温度、例えば２２０℃に温調する。そして、制御部４１は、搬送ロボット２２ａを駆動して基板ステージ３３に基板Ｓを載置し、基板Ｓを前記成膜温度に加熱する。
【００４７】
次いで、制御部４１は、タイマ４１Ｂを用いた経過時間の計時動作を開始し、流量コントローラＭＦＣ２を駆動してバルク領域の成膜条件に相当する流量の窒素ガス、すなわち前記第１ステップ流量の窒素ガスを照射管３７へ導入する。続いて、制御部４１は、マイクロ波電源ＦＧを駆動して照射管３７の内部に窒素のプラズマを生成し、メッシュ３２ａによって抽出される窒素ラジカルを基板Ｓの表面に供給する。なお、この際、窒素のプラズマ状態を安定させる上では、流量コントローラＭＦＣ３を駆動して所定流量のアルゴン
ガスを照射管３７へ導入してもよい。
【００４８】
上記窒素ラジカルの供給を開始すると、制御部４１は、流量コントローラＭＦＣ１を駆動してバルク領域の成膜条件に相当する流量のキャリアガスを原料タンクＴＫに導入してキャリアガスとＺｒ（ＢＨ４）４とを基板Ｓの表面に供給する。これにより、加熱された基板Ｓの表面へ励起状態の窒素が供給され、その後にＺｒ（ＢＨ４）４が供給されることから、基板表面では吸着するＺｒ（ＢＨ４）４の窒化反応や熱分解反応が表面反応として進行し、硼窒化ジルコニウム膜の成膜処理が開始される。
【００４９】
硼窒化ジルコニウム膜の成膜が開始されると、制御部４１は、タイマ４１Ｂの計時する経過時間が前記第１ステップ時間に到達するまで、いわば前記バルク領域（導電性バルク領域ＭＣ１ｃ、絶縁性バルク領域ＭＣ１ｄ）である硼窒化ジルコニウム膜が形成されるまで窒素ガスの流量を第１ステップ流量に維持し続ける。そして、タイマ４１Ｂの計時する成膜時間が第１ステップ時間に到達すると、制御部４１は、流量コントローラＭＦＣ２を駆動して窒素ガスの流量を第１ステップ流量から前記第２ステップ流量へ切換える。制御部４１は、経過時間が前記第２ステップ時間に到達するまで、いわば前記表層部ＭＣ１ｓの前駆膜である硼窒化ジルコニウム膜（以下単に、表層前駆部ＭＣ１ｂ）が形成されるまで、流量コントローラＭＦＣ２からの窒素ガスの流量を第２ステップ流量に維持し続ける。
【００５０】
これにより、先行する成膜雰囲気では相対的に高い窒素濃度の雰囲気が形成され、当該成膜雰囲気によって、膜中の窒素濃度が相対的に高くなる硼窒化ジルコニウム膜、すなわちバルク領域（導電性バルク領域ＭＣ１ｃ、絶縁性バルク領域ＭＣ１ｄ）が形成される。次いで、後続する成膜雰囲気では相対的に低い窒素濃度の雰囲気が形成され、当該成膜雰囲気によって、膜中の窒素濃度が相対的に低くなる硼窒化ジルコニウム膜、すなわち表層前駆部ＭＣ１ｂが連続的に形成される。この結果、バルク領域では、相対的に高い抵抗選択性と相対的に低い耐酸化性とを有する硼窒化ジルコニウム膜が得られる一方で、表層前駆部では、相対的に低い抵抗選択性と相対的に高い耐酸化性とを有する硼窒化ジルコニウム膜が得られる。そして、バルク領域に関わる酸化が、この表層前駆部ＭＣ１ｂの高い耐酸化性によって抑制される。
【００５１】
一方、上記表層前駆部ＭＣ１ｂは、その膜中窒素濃度が低くなることで相対的に高い耐酸化性を発現するが、その組成が硼化ジルコニウムに近づくことで表層全体にわたり高い導電性を発現してしまう。そこで、表層前駆部ＭＣ１ｂの成膜処理が完了すると、表層前駆部ＭＣ１ｂに対しては、導電性を消失させるための酸化処理が施される。これにより、バルク領域上の全体にわたり絶縁性を有する表層部ＭＣ１ｓが形成されて、下地が導電体である領域にのみ、導電性を有する第１メタルキャップ膜ＭＣ１が形成される。なお、表層前駆部ＭＣ１ｂを酸化させる上では、上記表層前駆部ＭＣ１ｂを大気に放置するだけの処理で可能であるが、成膜装置２０に当該酸化処理用のチャンバを設けて当該チャンバにより酸化処理を実行させてもよい。
【００５２】
第１メタルキャップ膜ＭＣ１が形成されると、第１メタルキャップ膜ＭＣ１に第３層間絶縁膜Ｄ３、エッチストップ膜ＥＳ、第４層間絶縁膜Ｄ４及び第２ハードマスクＨＭ２が順に積層される。続いて、公知のデュアルダマシン法を用いて、第２ハードマスクＨＭ２及び第４層間絶縁膜Ｄ４に第２トレンチＴＨ２が形成されて、エッチストップ膜ＥＳ、第３層間絶縁膜Ｄ３及び第１メタルキャップ膜ＭＣ１にビアホールＶＨが形成される。ビアホールＶＨと第２トレンチＴＨ２とが形成されると、ビアホールＶＨと第２トレンチＴＨ２とが形成されると、ビアホールＶＨの内面及び第２トレンチＴＨ２の内面を覆う第２バリア膜Ｂ２と、ビアホールＶＨ内及び第２トレンチＴＨ２内を埋め込む第２配線Ｍ２とが形成される。
【００５３】
この際、第１メタルキャップ膜ＭＣ１には、絶縁体である表層部ＭＣ１ｓが含まれているが、ビアホールＶＨを形成する際に第１メタルキャップ膜ＭＣ１がエッチングされることで、上記表層部ＭＣ１ｓの絶縁性を略無視することができ、第２配線Ｍ２と第１配線Ｍ１との間の導電性が確保される。さらには、表層部ＭＣ１ｓの膜厚が導電性バルク領域ＭＣ１ｃよりも十分に薄い膜厚であることから、仮に第１メタルキャップ膜ＭＣ１のエッチング時に第１メタルキャップ膜ＭＣ１の残渣が存在する場合であっても、当該残渣の導電性を得られる分だけ、上記コンタクト抵抗の低抵抗化を図ることができる。
【００５４】
そして、第２配線Ｍ２が形成されると、第２配線Ｍ２を有する基板Ｓが再び成膜装置２０へ搬入されて、上記第１メタルキャップ膜ＭＣ１と同じく、基板Ｓの表面である第２ハードマスクＨＭ２と第２配線Ｍ２とに前記成膜処理が施されて、バルク領域と表層部とからなる第２メタルキャップ膜ＭＣ２が形成される。
【００５５】
［メタルキャップ膜の成膜条件］
次いで、上記成膜処理にて利用する第１ステップ流量、第１ステップ時間、第２ステップ流量、及び第２ステップ時間、いわば条件データＩｄについて図７（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。条件データＩｄは、予め実施する各種試験等に基づき、メタルキャップ膜の表層部（表層前駆部）で高い耐酸化性が得られるように、以下のように設定される。
【００５６】
図７（ａ）〜（ｄ）は、成膜条件の１つである窒素ガスの流量を変更した４種類の硼窒化ジルコニウム膜に関する大気放置後のオージェ電子分光分析（ＡＥＳ）測定結果を示す。なお、図７（ａ）は、シリコン基板を用いて下記成膜条件下で成膜した硼窒化ジルコニウム膜に関するＡＥＳ測定結果を示す。また、図７（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれシリコン酸化膜付のシリコン基板を用いて窒素ガスの流量を３０ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍに変更し、その他の条件を下記成膜条件と同じくして得たＡＥＳ測定結果を示す。また、図７（ａ）〜（ｄ）における横軸は、ＡＥＳ測定時のスパッタ量を用いて換算した硼窒化ジルコニウム膜の膜厚（換算膜厚）を示す。
【００５７】
（成膜条件）
・基板温度：２２０℃
・Ｚｒ（ＢＨ４）４：５５ｓｃｃｍ
・キャリアガスの流量（ＭＦＣ１）：１００ｓｃｃｍ
・窒素ガスの流量（ＭＦＣ２）：２０ｓｃｃｍ
・マイクロ波出力：４４Ｗ
・処理圧力：４００Ｐａ
図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、硼窒化ジルコニウム膜の膜中においては、成膜時における窒素ガスの流量が高くなるに連れて、窒素濃度（図７において「Ｎ」：一点鎖線）の増加が認められる。例えば、窒素ガスの流量が２０ｓｃｃｍである場合には、図７（ａ）に示すように、膜中における窒素濃度が１０％にも満たないが、成膜時における窒素ガスの流量が３０ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍへと増加すると、図７（ｂ）〜図（ｄ）に示すように、膜中における窒素濃度が約２５％、約３３％、約３８％へと増加している。なお、成膜時における窒素ガスの流量として５０ｓｃｃｍと１００ｓｃｃｍとを用いた場合には、こうした膜中窒素濃度の増加に伴って上記の抵抗選択性が認められたが、一方で２０ｓｃｃｍと３０ｓｃｃｍとを用いた場合には、絶縁体上における導電性が発現されて、上記の抵抗選択性が十分に認められなかった。
【００５８】
図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、硼窒化ジルコニウム膜の膜中においては、換算膜厚が大きくなるに連れて、すなわち膜表面から深さ方向へ進むに連れて、酸素濃度（図において「Ｏ」：実線）の低下が認められる。酸素が含まれる膜表面からの厚み、いわば硼窒
化ジルコニウム膜における表面酸化層の厚みに関しては、成膜時における窒素ガスの流量が高くなるに連れて増加が認められる。例えば、窒素ガスの流量が２０ｓｃｃｍである場合には、図７（ａ）に示すように、当該硼窒化ジルコニウム膜の大気放置により、膜表面からの深さが５．６ｎｍになるまでは酸化が認められ、５．６ｎｍを超える深さでは酸化が認められない。一方で、成膜時における窒素ガスの流量が３０ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍへと増加すると、図７（ｂ）〜図（ｄ）に示すように、表面酸化層の厚みが、１４．０ｎｍ、１６．８ｎｍ、１６．８ｎｍと増加しまう。
【００５９】
そこで、上記第２ステップ流量としては、上記抵抗選択性に拘わらず表面酸化層が最も薄くなる条件、すなわち２０ｓｃｃｍが設定されて、上記第２ステップ時間としては、当該第２ステップ流量における表面酸化層の厚み、すなわち５．６ｎｍに相当する時間が設定される。一方、上記第１ステップ流量としては、上記耐酸化性に拘わらず抵抗選択性が確実に発現される条件、すなわち５０ｓｃｃｍあるいは１００ｓｃｃｍが設定されて、上記第１ステップ時間としては、所望のメタルキャップ膜の厚み、例えば３０ｎｍから上記表面酸化層の厚み（５．６ｎｍ）を除いた膜厚（２４．４ｎｍ）に相当する時間が設定される。
【００６０】
これにより、メタルキャップ膜のバルク領域（導電性バルク領域ＭＣ１ｃ、絶縁性バルク領域ＭＣ１ｄ）では、相対的に高い抵抗選択性を確保することができ、そのバルク領域に関わる酸化が表層部の高い耐酸化性によって抑制される。それゆえに、上記バルク領域と表層部とからなるメタルキャップ膜は、その抵抗選択性を大きく損なうことなく、耐酸化性を向上させることができる。
【００６１】
上記実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）上記実施形態において、成膜装置２０の制御部４１は、硼窒化ジルコニウム膜の成膜時間が経過するに連れて窒素ガスの供給量を低くして励起した窒素の供給量を低くする。したがって、硼窒化ジルコニウム膜のバルク領域を相対的に高い窒素濃度の下で形成できることから、バルク領域の高窒素化を図ることで硼窒化ジルコニウム膜に抵抗選択性を発現させることができる。そして、硼窒化ジルコニウム膜の表層部を相対的に低い窒素濃度の下で形成できることから、前記バルク領域に対する耐酸化性を表層部により向上させることができる。そのため、多層配線構造においては、メタルキャップ膜である硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることができ、ひいては半導体装置１０の信頼性を向上させることができる。
【００６２】
（２）上記実施形態において、成膜装置２０の制御部４１は、窒素ガスの流量を第１ステップ流量にしてバルク領域を成膜し、窒素ガスの流量を第１ステップ流量から第１ステップ流量よりも低い第２ステップ流量に切り替えてバルク領域よりも薄い表層部を成膜する。したがって、バルク領域における高窒素濃度を第１ステップ流量により具現化でき、表層部における低窒素濃度を第２ステップ流量により具現化できる。この結果、窒素ガスの流量を第１ステップ流量から第２ステップ流量に切換えるだけで、硼窒化ジルコニウム膜の耐酸化性を向上させることができ、それゆえに簡便な構成の下で半導体装置１０の信頼性を向上させることができる。
【００６３】
（３）上記実施形態においては、表層前駆部ＭＣ１ｂを酸化することにより表層部ＭＣ１ｓを形成し、ビアホールＶＨを形成する際に、当該表層部ＭＣ１ｓを含むメタルキャップ膜をエッチングする。したがって、第１配線Ｍ１と第２配線Ｍ２との間においては、メタルキャップ膜の一部あるいは全部が除去されることから、第１配線Ｍ１と第２配線Ｍ２との間のコンタクト抵抗に対し、表層部の影響を十分に抑えることができる。この結果、第１配線Ｍ１と第２配線Ｍ２との間で良好なコンタクト抵抗を得ることができ、ひいては半導体装置１０の信頼性を向上させることができる。
【００６４】
尚、上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態では、励起した窒素の供給量を窒素ガスの流量で切換える構成にした。これに限らず、成膜時間が経過するに連れて励起した窒素の供給量を低くする上においては、マイクロ波電源ＦＧからの出力値を切換えることにより、照射管３７における窒素プラズマの密度を切替え、これにより励起した窒素の供給量を切換える構成であってもよい。
【００６５】
・上記実施形態では、１つのバルク領域と１つの表層部とからなるメタルキャップ膜について説明したが、これに限らず、成膜時間が経過するに連れて励起した窒素の供給量を低くする上においては、メタルキャップ膜を複数のバルク領域あるいは複数の表層部からなる膜として具体化してもよい。
【００６６】
・上記実施形態においては、ビアホールＶＨを形成する際に、第１配線Ｍ１上の表層部とバルク領域の双方がエッチングされる。これに限らず、第１配線Ｍ１と第２配線Ｍ２との間におけるコンタクト抵抗の低抵抗化を図る上では、表層部のみをエッチングする構成であってもよい。
【００６７】
・上記実施形態では、表層前駆部ＭＣ１ｂを大気に放置することで表層部ＭＣ１ｓを酸化したが、表層前駆部ＭＣ１ｂの導電性を消失させる上においては、表層前駆部ＭＣ１ｂが後続する第２層間絶縁膜Ｄ２の成膜処理によって酸化される構成であってもよい。
【００６８】
・上記実施形態においては、表面酸化層の厚みに相当する時間が第２ステップ時間として設定される。これに限らず、バルク領域の耐酸化性を向上する上においては、表面酸化層の厚みよりも薄い膜厚に相当する時間が第２ステップ時間として設定されてもよい。この構成においては、第２ステップ流量で表層を形成する分だけ、バルク領域の耐酸化性を向上させることができ、しかも、絶縁体である表層の膜厚の薄膜化を図ることができる。ひいては、ビアホールＶＨの底部にメタルキャップ膜の残渣が発生する場合であっても、第１配線Ｍ１と第２配線Ｍ２とのコンタクト抵抗に関して、より確実に低抵抗化を図ることができる。
【００６９】
・上記実施形態では、半導体装置１０が２層の銅配線を有する例について説明したが、これに限らず、上記の硼窒化ジルコニウム膜をメタルキャップ膜として利用する構成であれば、半導体装置１０は、その銅配線の層数に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】半導体装置を示す部分断面図。
【図２】成膜装置の全体を示す図。
【図３】成膜チャンバを示す部分断面図。
【図４】成膜装置の電気的構成を示すブロック図。
【図５】半導体装置の製造方法を示す工程図。
【図６】半導体装置の製造方法を示すタイムチャート。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、表面酸化層の膜厚に対する窒素ガスの流量依存性を示すＡＥＳ測定グラフ。
【符号の説明】
【００７１】
ＭＣ１…硼窒化ジルコニウム膜を構成する第１メタルキャップ膜、ＭＣ１ｃ…導電性バルク領域、ＭＣ１ｄ…絶縁性バルク領域、ＭＣ１ｓ…表層部、ＭＣ２…硼窒化ジルコニウム膜を構成する第２メタルキャップ膜、Ｍ１…金属膜を構成する第１配線、Ｍ２…金属膜を構成する第２配線、ＭＦＣ１，ＭＦＣ２，ＭＦＣ３…成膜部を構成する流量コントロー
ラ、ＦＧ…マイクロ波電源、１０…半導体装置、２０…半導体装置の製造装置としての成膜装置、３１Ｓ…真空槽を構成する処理室、３７…照射管、３８…マイクロ波源。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁膜と前記絶縁膜に囲まれた金属膜とが露出する基板を加熱した状態で収容する真空槽と、Ｚｒ（ＢＨ４）４と励起した窒素とを前記真空槽へ供給して加熱下の基板表面に硼窒化ジルコニウム膜を成膜する成膜部とを備えた半導体装置の製造装置であって、
前記成膜部は、
成膜時間が経過するに連れて前記励起した窒素の供給量を低くすることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載する半導体装置の製造装置であって、
前記成膜部は、
前記励起した窒素の供給量を第１の値にしてバルク領域である第１硼窒化ジルコニウム膜を成膜し、前記励起した窒素の供給量を前記第１の値から前記第１の値よりも低い第２の値に切り替えて表層部である第２硼窒化ジルコニウム膜を成膜し、前記第１硼窒化ジルコニウム膜よりも薄い前記第２硼窒化ジルコニウム膜で前記第１硼窒化ジルコニウム膜を被覆することを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載する半導体装置の製造装置であって、
前記成膜部は、
前記真空槽に連結された管への窒素ガスの流量を制御する流量コントローラと、
前記管内へマイクロ波を照射するマイクロ波電源とを備え、
前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜する際には、前記マイクロ波電源からの出力を維持すると共に、前記流量コントローラを駆動することにより前記窒素ガスの流量を第１流量から第２流量に切換えて前記励起した窒素の供給量を前記第１の値から前記第２の値に切換えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項４】
絶縁膜と前記絶縁膜に囲まれた金属膜とが露出する基板を加熱し、Ｚｒ（ＢＨ４）４と励起した窒素とを前記基板へ供給することにより加熱下の基板表面に硼窒化ジルコニウム膜を成膜する工程を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜する工程は、
成膜時間が経過するに連れて前記励起した窒素の供給量を低くすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載する半導体装置の製造方法であって、
前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜する工程は、
前記励起した窒素の供給量を第１の値にしてバルク領域である第１硼窒化ジルコニウム膜を成膜し、前記励起した窒素の供給量を前記第１の値から前記第１の値よりも低い第２の値に切り替えて表層部である第２硼窒化ジルコニウム膜を成膜し、前記第１硼窒化ジルコニウム膜よりも薄い前記第２硼窒化ジルコニウム膜で前記第１硼窒化ジルコニウム膜を被覆することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載する半導体装置の製造方法であって、
前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜する工程は、
流量コントローラから供給される窒素ガスにマイクロ波を照射して前記励起した窒素を生成し、マイクロ波の出力を維持しながら前記窒素ガスの流量を第１流量から第２流量に切換えることにより前記励起した窒素の供給量を前記第１の値から前記第２の値に切換えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載する半導体装置の製造方法であって、
前記第２硼窒化ジルコニウム膜を酸化する工程と、
前記第２硼窒化ジルコニウム膜に他の絶縁膜を積層して前記他の絶縁膜の表面から前記硼窒化ジルコニウム膜を貫通して前記金属膜まで延びる凹部を前記他の絶縁膜に凹設する工程と、
前記凹部内を埋め込むように前記他の絶縁膜に金属膜を積層して当該金属膜を平坦化することにより前記凹部に埋め込まれた配線を形成する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
絶縁膜と前記絶縁膜に囲まれた金属膜とが露出する基板を加熱した状態で収容する真空槽と、Ｚｒ（ＢＨ４）４と励起した窒素とを前記真空槽へ供給して加熱下の基板表面に硼窒化ジルコニウム膜を成膜する成膜部とを備えた半導体装置の製造装置であって、
前記成膜部は、
成膜時間が経過するに連れて前記励起した窒素の供給量を低くすることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載する半導体装置の製造装置であって、
前記成膜部は、
前記励起した窒素の供給量を第１の値にしてバルク領域である第１硼窒化ジルコニウム膜を成膜し、前記励起した窒素の供給量を前記第１の値から前記第１の値よりも低い第２の値に切り替えて表層部である第２硼窒化ジルコニウム膜を成膜し、前記第１硼窒化ジルコニウム膜よりも薄い前記第２硼窒化ジルコニウム膜で前記第１硼窒化ジルコニウム膜を被覆することを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載する半導体装置の製造装置であって、
前記成膜部は、
前記真空槽に連結された管への窒素ガスの流量を制御する流量コントローラと、
前記管内へマイクロ波を照射するマイクロ波電源とを備え、
前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜する際には、前記マイクロ波電源からの出力を維持すると共に、前記流量コントローラを駆動することにより前記窒素ガスの流量を第１流量から第２流量に切換えて前記励起した窒素の供給量を前記第１の値から前記第２の値に切換えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項４】
絶縁膜と前記絶縁膜に囲まれた金属膜とが露出する基板を加熱し、Ｚｒ（ＢＨ４）４と励起した窒素とを前記基板へ供給することにより加熱下の基板表面に硼窒化ジルコニウム膜を成膜する工程を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜する工程は、
成膜時間が経過するに連れて前記励起した窒素の供給量を低くすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載する半導体装置の製造方法であって、
前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜する工程は、
前記励起した窒素の供給量を第１の値にしてバルク領域である第１硼窒化ジルコニウム膜を成膜し、前記励起した窒素の供給量を前記第１の値から前記第１の値よりも低い第２の値に切り替えて表層部である第２硼窒化ジルコニウム膜を成膜し、前記第１硼窒化ジルコニウム膜よりも薄い前記第２硼窒化ジルコニウム膜で前記第１硼窒化ジルコニウム膜を被覆することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載する半導体装置の製造方法であって、
前記硼窒化ジルコニウム膜を成膜する工程は、
流量コントローラから供給される窒素ガスにマイクロ波を照射して前記励起した窒素を生成し、マイクロ波の出力を維持しながら前記窒素ガスの流量を第１流量から第２流量に切換えることにより前記励起した窒素の供給量を前記第１の値から前記第２の値に切換えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載する半導体装置の製造方法であって、
前記第２硼窒化ジルコニウム膜を酸化する工程と、
前記第２硼窒化ジルコニウム膜に他の絶縁膜を積層して前記他の絶縁膜の表面から前記硼窒化ジルコニウム膜を貫通して前記金属膜まで延びる凹部を前記他の絶縁膜に凹設する工程と、
前記凹部内を埋め込むように前記他の絶縁膜に金属膜を積層して当該金属膜を平坦化することにより前記凹部に埋め込まれた配線を形成する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１０６２６（Ｐ２０１０−１０６２６Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７１４７２（Ｐ２００８−１７１４７２）
【出願日】平成２０年６月３０日（２００８．６．３０）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月３０日（２００８．６．３０）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
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