[发明专利]半导体装置、半导体装置的制造方法、半导体制造检查装置和检查装置

权利要求书

1.一种半导体装置，具有半导体衬底、在该半导体衬底上设置 的绝缘膜、以及与该绝缘膜之间隔着由阻挡膜和该阻挡膜上的籽膜构 成的复合膜而在该绝缘膜中设置的至少一层Cu布线，其特征在于：

上述阻挡膜含有Ta或Ru中的至少一种的晶体，

上述籽膜由Cu与Al的合金晶体膜构成，

上述Cu布线，在一个以上的Cu布线断面中，构成该Cu布线的 晶体的全部晶界的60％以上由∑值为27以下的对应晶界构成，

其中，所述∑值是表示位于晶界两侧的晶粒的晶格点上的原子排 列的对应程度的值。

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：

上述阻挡膜由Ta晶体的单层、或Ta晶体与TaN晶体的复合层 构成。

3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：

上述阻挡膜由Ru晶体的单层、或Ru晶体与RuN晶体的复合层 构成。

4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：

上述阻挡膜由Ta晶体与Ru晶体的复合层、或Ta晶体与TaN 晶体与Ru晶体的复合层构成。

5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：

上述阻挡膜含有Ru晶体，在该阻挡膜上未设置上述籽膜。

6.一种半导体装置，具有半导体衬底、在该半导体衬底上设置 的绝缘膜、以及与该绝缘膜之间隔着由阻挡膜和该阻挡膜上的籽膜构 成的复合膜而在该绝缘膜中设置的至少一层Cu布线，其特征在于：

上述阻挡膜含有Ta或Ru中的至少一种的晶体，

上述籽膜由Cu与Al的合金晶体膜构成，

上述Cu布线，在一个以上的Cu布线断面中，构成该Cu布线的 晶体的全部晶界的40％以上由∑值为3的双晶晶界构成，

其中，所述∑值是表示位于晶界两侧的晶粒的晶格点上的原子排 列的对应程度的值。

7.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于：

上述阻挡膜由Ta晶体的单层、或Ta晶体与TaN晶体的复合层 构成。

8.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于：

上述阻挡膜由Ru晶体的单层、或Ru晶体与RuN晶体的复合层 构成。

9.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于：

上述阻挡膜由Ta晶体与Ru晶体的复合层、或Ta晶体与TaN 晶体与Ru晶体的复合层构成。

10.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于：

上述阻挡膜含有Ru晶体，在该阻挡膜上未设置上述籽膜。

11.一种半导体装置的制造方法，包括：在半导体衬底上形成绝 缘膜的工序；以及在与该绝缘膜之间隔着由阻挡膜和该阻挡膜上的籽 膜构成的复合膜而在该绝缘膜中形成至少一层Cu布线的工序，其特 征在于：

在形成上述Cu布线的工序之后，具有观察该Cu布线、从观察 到的像来识别晶粒和晶体取向、然后识别该Cu布线的∑值的图像分析 工序，

其中，所述∑值是表示位于晶界两侧的晶粒的晶格点上的原子排 列的对应程度的值。

12.根据权利要求11所述的半导体装置的制造方法，其特征在 于：

上述图像分析工序通过背散射电子衍射像法、加速电压5kV以下 的扫描型电子显微镜、扫描型离子显微镜、透射型电子显微镜、原子 力显微镜中的至少一种来实施。

13.根据权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其特征在 于：

紧接着进行上述图像分析工序之前，具有剥离该Cu布线的表面 层的工序。

14.根据权利要求11所述的半导体装置的制造方法，其特征在 于：

形成上述Cu布线的工序为：用一次电镀形成该Cu布线，在 250℃～300℃下对电镀后的该Cu布线进行结晶化退火而形成。