JP2000252285A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JP2000252285A
JP2000252285A JP11053318A JP5331899A JP2000252285A JP 2000252285 A JP2000252285 A JP 2000252285A JP 11053318 A JP11053318 A JP 11053318A JP 5331899 A JP5331899 A JP 5331899A JP 2000252285 A JP2000252285 A JP 2000252285A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify processes, improve coverage of a barrier layer, and form an excellent copper wiring by making deposition of a Cu seed layer as a preceding process unnecessary when a damascene copper wiring of a semiconductor device is formed by plating. SOLUTION: In this manufacturing method, a barrier layer 8 composed of a tungsten (W) film is formed by using CVD on an insulating film 4 constituted of a silicon oxide film on which surface a trench 6 for a wiring is formed. The surface of the barrier layer 8 is irradiated with ammonia gas or ammonia plasma or nitrogen plasma and subjected to nitrogen treatment, and a nitride layer 10 composed of tungsten nitride is formed. A copper (Cu) film 12 is deposited on the nitride layer 10 by plating, and a wiring 14 containing a Cu film 12 is formed in the trench 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の技術
分野に属するものであり、特に銅配線の形成工程に特徴
を有する半導体装置の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the technical field of semiconductor devices, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor device having a feature in a process of forming a copper wiring.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】半導体
装置におけるダマシン(Damascene)銅配線形
成のための成膜法としてメッキが用いられている。メッ
キにより絶縁膜上に銅配線のための銅膜(Cu膜)を形
成する際には、Cu膜の形成に先立って、絶縁膜へのC
uの拡散防止のためのバリア層を形成すると共に、メッ
キの給電層としてのCuシード等のシード層を形成する
ことが必要である。特に、アスペクト比の高い溝や孔を
メッキで埋め込むためには、カバレッジのよいバリア層
及びシード層が必要である。
2. Description of the Related Art Plating is used as a film forming method for forming a damascene copper wiring in a semiconductor device. When a copper film (Cu film) for copper wiring is formed on an insulating film by plating, the C film on the insulating film is formed prior to the formation of the Cu film.
It is necessary to form a barrier layer for preventing the diffusion of u and to form a seed layer such as a Cu seed as a plating power supply layer. In particular, in order to fill trenches and holes having a high aspect ratio by plating, a barrier layer and a seed layer having good coverage are required.

【0003】図2は、従来の半導体装置製造方法におけ
るメッキによるダマシン銅配線の形成工程を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a process of forming a damascene copper wiring by plating in a conventional semiconductor device manufacturing method.

【0004】先ず、図2(a)に示されているように、
半導体基板(シリコン基板)2の表面上にシリコン酸化
膜4を形成し、該酸化膜4の表面に配線のための溝6を
形成する。次に、図2(b)に示されているように、T
aをスパッタで堆積させて膜厚50nm程度のバリア層
8を形成する。バリア層8としては、W、TaN、Ti
N等をスパッタで堆積させたものを用いる場合もある。
次に、図2(c)に示されているように、Cuをスパッ
タで堆積させて膜厚100nm程度のシードCu層9を
形成する。次に、図2(d)に示されているように、メ
ッキによりCu膜12を形成する。次に、図2(e)に
示されているように、溝以外の領域の酸化膜4の表面上
のCu膜12、シードCu層9及びバリア層8を化学機
械研磨(CMP)により除去して、溝内にのみバリア層
8、シードCu層9及びCu膜10を残して配線とす
る。
[0004] First, as shown in FIG.
A silicon oxide film 4 is formed on the surface of a semiconductor substrate (silicon substrate) 2, and a groove 6 for wiring is formed on the surface of the oxide film 4. Next, as shown in FIG.
is deposited by sputtering to form a barrier layer 8 having a thickness of about 50 nm. As the barrier layer 8, W, TaN, Ti
In some cases, N or the like deposited by sputtering may be used.
Next, as shown in FIG. 2C, Cu is deposited by sputtering to form a seed Cu layer 9 having a thickness of about 100 nm. Next, as shown in FIG. 2D, a Cu film 12 is formed by plating. Next, as shown in FIG. 2E, the Cu film 12, the seed Cu layer 9, and the barrier layer 8 on the surface of the oxide film 4 in the region other than the groove are removed by chemical mechanical polishing (CMP). Thus, the wiring is formed by leaving the barrier layer 8, the seed Cu layer 9, and the Cu film 10 only in the groove.

【0005】しかして、以上のような従来の方法では、
メッキの前にバリア層8の堆積に加えてシード層9の堆
積が必要となり、工程が複雑であるとともに、シード層
9のカバレッジ不良によりCu膜12での溝埋め込みが
不十分となることがある。また、バリア層8は、その形
成にスパッタを用いているので、カバレッジが不十分に
なりやすい。
However, in the above conventional method,
Before plating, it is necessary to deposit the seed layer 9 in addition to the deposition of the barrier layer 8, which complicates the process and may cause insufficient filling of the groove in the Cu film 12 due to poor coverage of the seed layer 9. . Further, since the barrier layer 8 is formed by sputtering, the coverage tends to be insufficient.

【0006】そこで、本発明の目的は、半導体装置のダ
マシン銅配線をメッキにより形成するに際して、前工程
としてのCuシード層の堆積を不要にして工程を簡単化
させると共にバリア層のカバレッジを向上させ、良好な
銅配線を形成することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to simplify the process by eliminating the need for depositing a Cu seed layer as a pre-process when forming a damascene copper wiring of a semiconductor device by plating, and to improve the coverage of a barrier layer. And to form a good copper wiring.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、銅配線を有する半導体
装置を製造する方法であって、表面に配線用の溝を形成
した絶縁膜上にタングステンからなるバリア層を形成
し、該バリア層の表面を窒化処理して窒化タングステン
からなる窒化層を形成し、該窒化層上にメッキにより銅
膜を堆積させ、前記溝内に前記銅膜を含んでなる配線を
形成することを特徴とする、半導体装置の製造方法、が
提供される。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device having a copper wiring, which achieves the above object, comprising an insulating film having a wiring groove formed on a surface thereof. A barrier layer made of tungsten is formed thereon, a surface of the barrier layer is nitrided to form a nitrided layer made of tungsten nitride, a copper film is deposited on the nitrided layer by plating, and the copper is deposited in the groove. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a wiring including a film is formed is provided.

【0008】本発明の一態様においては、前記バリア層
の形成をCVDにより行う。本発明の一態様において
は、前記窒化処理をアンモニアガスまたはアンモニアプ
ラズマあるいは窒素プラズマを照射することで行う。本
発明の一態様においては、前記窒化層の厚さは2〜20
0nmである。本発明の一態様においては、前記メッキ
のメッキ浴として導電率0.001〜0.1S/cmの
ものを使用する。本発明の一態様においては、前記バリ
ア層、窒化層及び銅膜を前記絶縁膜の表面の前記溝以外
の領域においても形成し、前記銅膜の形成の後に前記溝
以外の領域における銅膜、窒化層及びバリア層の除去を
行う。本発明の一態様においては、前記溝以外の領域に
おける前記銅膜、窒化層及びバリア層の除去を化学機械
研磨により行う。本発明の一態様においては、前記絶縁
膜はシリコン酸化膜である。
In one embodiment of the present invention, the barrier layer is formed by CVD. In one embodiment of the present invention, the nitriding treatment is performed by irradiation with ammonia gas, ammonia plasma, or nitrogen plasma. In one embodiment of the present invention, the thickness of the nitride layer is 2 to 20.
0 nm. In one embodiment of the present invention, a plating bath having a conductivity of 0.001 to 0.1 S / cm is used. In one embodiment of the present invention, the barrier layer, the nitride layer and the copper film are also formed in a region other than the groove on the surface of the insulating film, and after the formation of the copper film, a copper film in a region other than the groove. The nitride layer and the barrier layer are removed. In one embodiment of the present invention, the removal of the copper film, the nitride layer, and the barrier layer in a region other than the groove is performed by chemical mechanical polishing. In one embodiment of the present invention, the insulating film is a silicon oxide film.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明による半導体装置の製造方法の実施の形態について説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0010】図1は、本発明による半導体装置の製造方
法の一実施形態を示す工程図である。
FIG. 1 is a process chart showing one embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【0011】先ず、図1(a)に示されているように、
電子回路素子が形成されたシリコン基板などの半導体基
板2の表面上にシリコン酸化膜4を形成し、該酸化膜4
の表面に配線のための溝6を形成する。
First, as shown in FIG.
A silicon oxide film 4 is formed on a surface of a semiconductor substrate 2 such as a silicon substrate on which an electronic circuit element is formed.
Are formed on the surface of the substrate.

【0012】酸化膜4はプラズマCVDにより例えば1
μm厚に堆積することができる。酸化膜4の膜厚範囲と
しては例えば0.5〜2.0μmを例示することができ
る。尚、酸化膜4の代わりに、その他の無機絶縁膜、あ
るいはベンゾシクロブテン(BCB)樹脂やアモルファ
スカーボンなどの有機絶縁膜を使用することも可能であ
る。
The oxide film 4 is formed, for example, by plasma CVD.
It can be deposited to a thickness of μm. The thickness range of the oxide film 4 may be, for example, 0.5 to 2.0 μm. Note that, instead of the oxide film 4, another inorganic insulating film or an organic insulating film such as benzocyclobutene (BCB) resin or amorphous carbon can be used.

【0013】配線溝6の形成に際しては、酸化膜4の表
面にレジストを塗布してレジスト膜を形成し、該レジス
ト膜をフォトリソグラフィーで配線パターンに対応する
形状にパターニングしてレジストパターンを形成し、該
レジストパターンをマスクとして用い且つCHF3 を用
いて反応性イオンエッチング(RIE)を行い、上記配
線パターンを酸化膜4に転写する。このとき、レジスト
パターンは、RIEによって除去される。配線溝6は、
例えば幅が0.2μmであり深さが0.5μmである。
配線溝6の幅の範囲としては例えば0.1〜100μm
を例示することができ、配線溝6の深さの範囲としては
例えば0.2〜1.5μmを例示することができる。
When forming the wiring groove 6, a resist is formed by applying a resist on the surface of the oxide film 4 and patterning the resist film into a shape corresponding to the wiring pattern by photolithography to form a resist pattern. Then, reactive ion etching (RIE) is performed using the resist pattern as a mask and CHF 3 to transfer the wiring pattern to the oxide film 4. At this time, the resist pattern is removed by RIE. The wiring groove 6
For example, the width is 0.2 μm and the depth is 0.5 μm.
The range of the width of the wiring groove 6 is, for example, 0.1 to 100 μm.
The range of the depth of the wiring groove 6 is, for example, 0.2 to 1.5 μm.

【0014】次に、図1(b)に示されているように、
配線溝6の形成された酸化膜4の表面上に全面にバリア
層となるタングステン膜(W膜)8を形成する。このW
膜8の形成は、例えば低圧CVDにより、圧力1Tor
rで、基板温度400〜500℃で、WF6 を原料とし
てSiH4 を還元ガスとして用いて行われ、これにより
膜厚50nmのW膜を堆積することができる。バリア層
8の膜厚範囲としては例えば5〜500nmを例示する
ことができる。CVDによりバリア層8を形成するの
で、バリア層8のカバレッジは極めて良好である。
Next, as shown in FIG.
A tungsten film (W film) 8 serving as a barrier layer is formed on the entire surface of the oxide film 4 on which the wiring groove 6 is formed. This W
The film 8 is formed by, for example, low pressure CVD at a pressure of 1 Torr.
r, at a substrate temperature of 400 to 500 ° C., using WF 6 as a raw material and SiH 4 as a reducing gas, whereby a W film having a thickness of 50 nm can be deposited. The thickness range of the barrier layer 8 may be, for example, 5 to 500 nm. Since the barrier layer 8 is formed by CVD, the coverage of the barrier layer 8 is very good.

【0015】次に、図1(c)に示されているように、
バリア層8の表面を窒化処理して窒化タングステンとな
した窒化層10を形成する。この窒化処理は、例えば圧
力1Torrで温度400〜500℃でアンモニアガス
を照射することにより、あるいは、圧力1Torrで温
度300℃でアンモニアプラズマを照射することにより
行うことができる。窒化処理により、バリア層8の表面
から数nmの厚さの部分が窒化されて、窒化層10が形
成される。窒化処理には、アンモニアプラズマに代えて
窒素プラズマを用いることも可能である。窒化層10の
膜厚範囲としては例えば2〜200nmを例示すること
ができる。
Next, as shown in FIG.
The surface of the barrier layer 8 is nitrided to form a nitrided layer 10 that is turned into tungsten nitride. This nitriding treatment can be performed, for example, by irradiating ammonia gas at a pressure of 1 Torr at a temperature of 400 to 500 ° C., or by irradiating ammonia plasma at a pressure of 1 Torr at a temperature of 300 ° C. By the nitriding treatment, a portion having a thickness of several nm from the surface of the barrier layer 8 is nitrided to form the nitrided layer 10. For the nitriding treatment, nitrogen plasma can be used instead of ammonia plasma. The thickness range of the nitride layer 10 is, for example, 2 to 200 nm.

【0016】この窒化処理では、バリア層8の表面にお
ける酸化膜の形成を抑制しながら窒化膜の形成が行われ
る。即ち、アンモニアガス照射やアンモニアプラズマ照
射を用いる場合には、アンモニア中の水素によりバリア
層表面の酸化膜が還元され、窒素がバリア金属と結合し
て金属窒化膜を形成し、バリア層表面の酸化膜形成が阻
害される。また、窒素プラズマの照射を用いる場合に
は、水素による還元はないが、窒素がバリア金属と結合
して金属窒化膜を形成し、バリア層表面の酸化膜形成が
阻害される。
In this nitriding treatment, a nitride film is formed while suppressing the formation of an oxide film on the surface of the barrier layer 8. That is, when using ammonia gas irradiation or ammonia plasma irradiation, the oxide film on the surface of the barrier layer is reduced by hydrogen in ammonia, and nitrogen is combined with the barrier metal to form a metal nitride film, and the oxidation of the surface of the barrier layer is performed. Film formation is inhibited. When irradiation with nitrogen plasma is used, reduction by hydrogen does not occur, but nitrogen bonds with a barrier metal to form a metal nitride film, and formation of an oxide film on the surface of the barrier layer is inhibited.

【0017】窒化処理は、バリア層8の形成に続いて、
該バリア層8を外気に曝すことなく継続して減圧条件下
で行うことが好ましい。これにより、バリア層8の表面
への酸素供給をできるだけ少なくして酸化膜の形成を防
止し、効率よく窒化層10を形成することができる。
In the nitriding treatment, following the formation of the barrier layer 8,
It is preferable that the barrier layer 8 be continuously performed under reduced pressure without exposing the barrier layer 8 to the outside air. Thereby, the supply of oxygen to the surface of the barrier layer 8 is reduced as much as possible to prevent the formation of an oxide film, and the nitride layer 10 can be formed efficiently.

【0018】次に、図1(d)に示されているように、
窒化層10上に硫酸銅メッキ浴を用いた電解メッキによ
り1000nm厚さのCu膜12を形成する。Cu膜1
0の膜厚範囲としては例えば500〜2000nmを例
示することができる。
Next, as shown in FIG.
A 1000 nm-thick Cu film 12 is formed on the nitride layer 10 by electrolytic plating using a copper sulfate plating bath. Cu film 1
The film thickness range of 0 may be, for example, 500 to 2000 nm.

【0019】電解メッキは、Cu膜12の膜厚の均一性
向上の点から、Cuシード層を形成する従来法で一般的
に使用されているよりも低い導電率のメッキ浴を用いて
行うのが望ましい。即ち、一般的には導電率0.5S/
cm以上のメッキ浴が使用されるが、本発明では導電率
0.001〜0.1S/cm例えば0.01S/cmの
メッキ浴を使用することが好ましい。これは、本発明方
法でシードとして使用する窒化層10の抵抗率が従来法
で使用されるCuシード層の抵抗率よりかなり高いの
で、高導電率のメッキ浴を使用するとメッキにおいて基
板周辺部に集中して電流が流れて、Cu膜12が基板周
辺部に集中して付き、膜厚不均一性が大きくなりやす
い。そこで、比較的低い導電率のメッキ浴を用いること
で、基板面内でできるだけ均一に電流を流すようにする
のである。
In order to improve the uniformity of the thickness of the Cu film 12, the electrolytic plating is performed using a plating bath having a lower conductivity than that generally used in the conventional method of forming a Cu seed layer. Is desirable. That is, in general, the conductivity is 0.5 S /
A plating bath having a conductivity of 0.001 to 0.1 S / cm, for example, 0.01 S / cm is preferably used in the present invention. This is because the resistivity of the nitride layer 10 used as a seed in the method of the present invention is considerably higher than the resistivity of the Cu seed layer used in the conventional method, so that when a plating bath having a high conductivity is used, the periphery of the substrate in plating is reduced. When the current flows in a concentrated manner, the Cu film 12 is concentrated on the periphery of the substrate, and the non-uniformity of the film thickness tends to increase. Therefore, by using a plating bath having a relatively low conductivity, the current is made to flow as uniformly as possible in the plane of the substrate.

【0020】次に、図1(e)に示されているように、
溝以外の領域の酸化膜4の表面上のCu膜12、窒化層
10及びバリア層8を例えば化学機械研磨(CMP)、
イオンミリング、あるいはウェッエッチにより除去し
て、溝内にのみバリア層8、窒化層10及びCu膜12
を残して配線14とする。尚、配線14及び酸化膜4の
露出部分の上には、酸化膜4と同様な酸化膜その他の絶
縁膜を形成することができ、この絶縁膜に同様にして配
線を形成することができる。これにより、多層配線が得
られる。
Next, as shown in FIG.
The Cu film 12, the nitride layer 10, and the barrier layer 8 on the surface of the oxide film 4 in the region other than the groove are formed by, for example, chemical mechanical polishing (CMP).
The barrier layer 8, the nitride layer 10, and the Cu film 12 are removed only in the trenches by removing them by ion milling or wet etching.
Are left as wiring 14. Note that an oxide film or another insulating film similar to the oxide film 4 can be formed on the exposed portions of the wiring 14 and the oxide film 4, and the wiring can be formed on the insulating film in the same manner. Thereby, a multilayer wiring is obtained.

【0021】以上のようにして、バリア層8の表面を窒
化して窒化層10を形成することで、メッキのためのC
uシード層の堆積が不要となる。これは、窒化層形成に
より、バリア層8の表面での酸化膜の形成を阻止し、窒
化層10付きのバリア層8の抵抗値を低く保って均一な
電子供給を可能となすことで、この窒化層10付のバリ
ア層8をメッキのためのシードとして利用することを可
能としているからである。即ち、バリア層としてのW膜
8そのままの表面上にCuメッキを行おうとしても、該
バリア層の表面に形成される酸化膜が均一な電子供給を
妨げ、良好なメッキCu膜の堆積を阻害するので、この
阻害要因を除くためにバリア層8の形成に続いてその表
面に窒化層10を形成しているのである。また、緻密な
窒化層10がバリア層8のバリア性を更に高める。
As described above, the surface of the barrier layer 8 is nitrided to form the nitrided layer 10, so that the C
The deposition of the u seed layer is not required. This is because the formation of a nitride layer prevents the formation of an oxide film on the surface of the barrier layer 8 and keeps the resistance value of the barrier layer 8 with the nitride layer 10 low, thereby enabling uniform electron supply. This is because the barrier layer 8 with the nitride layer 10 can be used as a seed for plating. That is, even if Cu plating is performed on the surface of the W film 8 as a barrier layer as it is, an oxide film formed on the surface of the barrier layer hinders uniform electron supply and hinders deposition of a good plated Cu film. Therefore, the nitride layer 10 is formed on the surface of the barrier layer 8 subsequent to the formation of the barrier layer 8 in order to eliminate this inhibiting factor. Further, the dense nitride layer 10 further enhances the barrier properties of the barrier layer 8.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、絶縁膜
上に形成したバリア層の表面を窒化処理して窒化層を形
成し、該窒化層上にメッキにより銅膜を堆積させるの
で、半導体装置のダマシン銅配線をメッキにより形成す
るに際して、前工程としてのCuシード層の堆積が不要
となり、製造工程が簡単化され、また、バリア層のカバ
レッジを向上させて、良好な銅配線を形成することがで
きる。
As described above, according to the present invention, the surface of the barrier layer formed on the insulating film is nitrided to form a nitrided layer, and the copper film is deposited on the nitrided layer by plating. In forming a damascene copper wiring of a semiconductor device by plating, it is not necessary to deposit a Cu seed layer as a pre-process, which simplifies the manufacturing process, and also improves the coverage of the barrier layer to improve the quality of the copper wiring. Can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による半導体装置の製造方法の一実施形
態を示す工程図である。
FIG. 1 is a process chart showing one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図2】従来の半導体装置の製造方法を示す工程図であ
る。
FIG. 2 is a process chart showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 半導体基板 4 酸化膜 6 溝 8 バリア層(W膜) 10 窒化層 12 Cu膜 14 配線 Reference Signs List 2 semiconductor substrate 4 oxide film 6 groove 8 barrier layer (W film) 10 nitride layer 12 Cu film 14 wiring

フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 BB04 BB18 BB33 DD16 DD44 DD45 DD52 DD65 DD77 DD82 DD89 FF13 FF16 HH13 HH20 5F033 HH11 HH19 HH34 MM01 MM08 MM13 PP09 PP27 QQ13 QQ14 QQ19 QQ48 QQ53 QQ78 QQ90 QQ98 RR01 RR04 RR21 SS15 WW00 WW02 XX02 XX04 XX33Continued on front page F-term (reference) 4M104 BB04 BB18 BB33 DD16 DD44 DD45 DD52 DD65 DD77 DD82 DD89 FF13 FF16 HH13 HH20 5F033 HH11 HH19 HH34 MM01 MM08 MM13 PP09 PP27 QQ13 QQ14 QQ19 QQ48 QQ53 QQ00 RQ90 WR01 XX33

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 銅配線を有する半導体装置を製造する方
法であって、表面に配線用の溝を形成した絶縁膜上にタ
ングステンからなるバリア層を形成し、該バリア層の表
面を窒化処理して窒化タングステンからなる窒化層を形
成し、該窒化層上にメッキにより銅膜を堆積させ、前記
溝内に前記銅膜を含んでなる配線を形成することを特徴
とする、半導体装置の製造方法。
1. A method for manufacturing a semiconductor device having copper wiring, comprising: forming a tungsten barrier layer on an insulating film having a wiring groove formed on a surface thereof; and nitriding the surface of the barrier layer. Forming a nitride layer made of tungsten nitride by sputtering, depositing a copper film on the nitride layer by plating, and forming a wiring including the copper film in the trench. .
【請求項2】 前記バリア層の形成をCVDにより行う
ことを特徴とする、請求項1に記載の半導体装置の製造
方法。
2. The method according to claim 1, wherein the barrier layer is formed by CVD.
【請求項3】 前記窒化処理をアンモニアガスまたはア
ンモニアプラズマあるいは窒素プラズマを照射すること
で行うことを特徴とする、請求項1〜2のいずれかに記
載の半導体装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the nitriding treatment is performed by irradiating ammonia gas, ammonia plasma, or nitrogen plasma.
【請求項4】 前記窒化層の厚さは2〜200nmであ
ることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の
半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the thickness of the nitride layer is 2 to 200 nm.
【請求項5】 前記メッキのメッキ浴として導電率0.
001〜0.1S/cmのものを使用することを特徴と
する、請求項1〜4のいずれかに記載の半導体装置の製
造方法。
5. A plating bath having a conductivity of 0.1.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device has a thickness of 001 to 0.1 S / cm.
【請求項6】 前記バリア層、窒化層及び銅膜を前記絶
縁膜の表面の前記溝以外の領域においても形成し、前記
銅膜の形成の後に前記溝以外の領域における銅膜、窒化
層及びバリア層の除去を行うことを特徴とする、請求項
1〜5のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
6. The barrier layer, the nitride layer and the copper film are also formed in a region other than the groove on the surface of the insulating film, and after the formation of the copper film, the copper film, the nitride layer and the copper film in a region other than the groove are formed. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the barrier layer is removed.
【請求項7】 前記溝以外の領域における前記銅膜、窒
化層及びバリア層の除去を化学機械研磨により行うこと
を特徴とする、請求項6に記載の半導体装置の製造方
法。
7. The method according to claim 6, wherein the removal of the copper film, the nitride layer, and the barrier layer in a region other than the trench is performed by chemical mechanical polishing.
【請求項8】 前記絶縁膜はシリコン酸化膜であること
を特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の半導体
装置の製造方法。
8. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said insulating film is a silicon oxide film.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100398038B1 (en) * 2000-12-18 2003-09-19 주식회사 하이닉스반도체 Method of forming a metal wiring in a semiconductor device
KR100440476B1 (en) * 2001-12-14 2004-07-14 아남반도체 주식회사 Method for fabricating semiconductor device
KR100458768B1 (en) * 2002-12-09 2004-12-03 주식회사 하이닉스반도체 Method of forming a metal line in a semiconductor device
JP2007027460A (en) * 2005-07-19 2007-02-01 Sony Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2009512191A (en) * 2005-10-07 2009-03-19 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Plating seed layer with oxygen / nitrogen transition region for improved barrier properties
JP2009527912A (en) * 2006-02-21 2009-07-30 アルスィメール Method and composition for direct copper plating and filling to form interconnects in the manufacture of semiconductor devices
US7919862B2 (en) 2006-05-08 2011-04-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Reducing resistivity in interconnect structures of integrated circuits
US7956465B2 (en) 2006-05-08 2011-06-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Reducing resistivity in interconnect structures of integrated circuits
US8242016B2 (en) 2007-05-14 2012-08-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Approach for reducing copper line resistivity

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100398038B1 (en) * 2000-12-18 2003-09-19 주식회사 하이닉스반도체 Method of forming a metal wiring in a semiconductor device
KR100440476B1 (en) * 2001-12-14 2004-07-14 아남반도체 주식회사 Method for fabricating semiconductor device
KR100458768B1 (en) * 2002-12-09 2004-12-03 주식회사 하이닉스반도체 Method of forming a metal line in a semiconductor device
JP2007027460A (en) * 2005-07-19 2007-02-01 Sony Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2009512191A (en) * 2005-10-07 2009-03-19 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Plating seed layer with oxygen / nitrogen transition region for improved barrier properties
JP2009527912A (en) * 2006-02-21 2009-07-30 アルスィメール Method and composition for direct copper plating and filling to form interconnects in the manufacture of semiconductor devices
US7919862B2 (en) 2006-05-08 2011-04-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Reducing resistivity in interconnect structures of integrated circuits
US7956465B2 (en) 2006-05-08 2011-06-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Reducing resistivity in interconnect structures of integrated circuits
US8426307B2 (en) 2006-05-08 2013-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Reducing resistivity in interconnect structures of integrated circuits
US8242016B2 (en) 2007-05-14 2012-08-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Approach for reducing copper line resistivity
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