JP2001007049A - 半導体集積回路装置の製造方法およびその製造装置 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法およびその製造装置

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JP2001007049A
JP2001007049A JP11179191A JP17919199A JP2001007049A JP 2001007049 A JP2001007049 A JP 2001007049A JP 11179191 A JP11179191 A JP 11179191A JP 17919199 A JP17919199 A JP 17919199A JP 2001007049 A JP2001007049 A JP 2001007049A
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semiconductor substrate
integrated circuit
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JP11179191A
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English (en)
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Yoji Ashihara
洋司 芦原
Katsuhiro Torii
克裕 鳥居
Tatsuyuki Saito
達之 齋藤
Nobuhiro Konishi
信博 小西
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体基板上の絶縁膜に設けられた溝または
孔へのCu膜の埋め込み性を向上する。 【解決手段】 半導体基板1の実効温度を−50〜10
0℃程度に維持してスパッタリング法で成膜された第1
のCu膜7の上層に、実効温度を250〜500℃程度
に維持して第2のCu膜8をスッパッタリング法で成膜
するので、第2のCu膜8を成膜する際に、第1のCu
膜7の形状が崩れて、Cuが入射する見込み角度が広が
りCuを溝5の内部に堆積し易くなり、さらに、Cu原
子が第1のCu膜7の表面で動き易くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置の製造技術に関し、特に、ダマシンプロセスによって
形成される銅(Cu)配線を有する半導体集積回路装置
に適用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】Cu配線は、低抵抗化が図れること、高
いエレクトロマイグレーション耐性を有することから、
0. 2μm以下のプロセスの配線層として有望視されて
いる。Cu配線の形成には、Cuのエッチングまたは層
間絶縁膜の埋め込みの難しさから、ダマシンプロセスが
採用されている。すなわち、半導体基板上に層間絶縁膜
を形成した後、この層間絶縁膜に配線の溝形状または孔
形状を形成し、次いでスパッタリフロー法によって層間
絶縁膜の上層にCuを成膜し、この後、化学的機械研磨
(Chemical Mechanical Polishing ;CMP)技術でそ
の表面を平坦化することで溝または孔にCu膜を埋め込
み、Cu配線を形成する。
【0003】なお、スパッタリフロー法は、溝または孔
が形成された層間絶縁膜の上層に配線材料をスパッタ蒸
着した後、約450℃程度に半導体基板を加熱して配線
材料を溝または孔の内部へ流動させる成膜技術であり、
例えば日本機械学会論文集(B編)64巻627号19
98年、P297〜303などに、スパッタリフロー法
を用いて成膜されたCu膜からなるCu配線についての
記載がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スパッタリ
ング技術はプラズマでターゲット材の表面を物理的に叩
くことによって原子を半導体ウエハに付着させる成膜技
術であるため、ターゲットからたたき出された粒子は、
半導体ウエハの外側に向かう斜め成分が強くなる。この
ため、半導体ウエハの周辺に近づくに従って、層間絶縁
膜に形成された溝または孔の側壁では半導体ウエハの中
心側のCu膜が薄く、外側のCu膜が厚くなるシャドウ
イングが起きてしまう。
【0005】さらに、Cuのスパッタリングは、通常、
室温程度で行われるため、半導体ウエハ上のCu原子の
流動(リフロー)現象が小さく、半導体ウエハ上に堆積
されるCu膜の膜厚の増加に伴ってCuが入射する溝内
での見込み角度が小さくなり、Cuの入射量が次第に減
少する問題も生ずる。
【0006】本発明者が検討したところによると、半導
体ウエハの中心部と周辺部とでCu成膜にばらつきが生
じ、半導体ウエハの、特に周辺部では溝内または孔内の
Cu膜の埋め込みが不十分となって、配線抵抗の増加ま
たは導通不良が起きることが明らかとなった。
【0007】本発明の目的は、半導体基板上の絶縁膜に
設けられた溝または孔へのCu膜の埋め込み性を向上す
ることのできる技術を提供することにある。
【0008】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。すなわち、 (1)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、半導
体基板上の絶縁膜に溝または孔を形成する工程と、半導
体基板の実効温度を相対的に低温の−50〜100℃程
度に維持し、平坦部での膜厚が溝または孔の実効深さの
80〜140%程度となるように、絶縁膜の上層にスパ
ッタリング法によって第1のCu膜を堆積する工程と、
半導体基板の実効温度を相対的に高温の250〜500
℃程度に維持し、平坦部での膜厚が溝または孔の実効深
さの5〜50%程度となるように、第1のCu膜の上層
にスパッタリング法によって第2のCu膜を堆積する工
程とを有するものである。
【0010】(2)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、半導体基板上の絶縁膜に溝または孔を形成する
工程と、半導体基板の実効温度を相対的に低温の−50
〜100℃程度に維持し、平坦部での膜厚が溝または孔
の実効深さの80〜140%程度となるように、絶縁膜
の上層にスパッタリング法によって第1のCu膜を堆積
する工程と、半導体基板の実効温度を相対的に高温の2
50〜500℃程度に維持し、平坦部での膜厚が溝また
は孔の実効深さの5〜50%程度となるように、第1の
Cu膜の上層にスパッタリング法によって第2のCu膜
を堆積する工程と、半導体基板に350〜500℃程度
の温度でリフロー処理を施す工程とを有するものであ
る。
【0011】(3)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記(1)または(2)のCu膜の製造方法に
おいて、第1のCu膜または第2のCu膜が80%以上
の銅を含むものである。
【0012】(4)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記(1)、(2)または(3)のCu膜の製
造方法において、第1のCu膜の成膜速度を200〜4
00nm/分とするものである。
【0013】(5)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記(1)、(2)または(3)のCu膜の製
造方法において、第2のCu膜の成膜速度を100〜3
00nm/分とするものである。
【0014】(6)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記(1)、(2)または(3)のCu膜の製
造方法において、スパッタリング装置のターゲット材と
半導体基板との距離を150mm以上とするものであ
る。
【0015】(7)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記(1)、(2)または(3)のCu膜の製
造方法において、第2のCu膜を成膜する際の半導体基
板の平均昇温速度を100℃/分以上とするものであ
る。
【0016】(8)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記(1)のCu膜の製造方法において、第2
のCu膜を堆積する工程の後に、第2のCu膜および第
1のCu膜の表面を研磨して、溝または孔の内部に第1
のCu膜および第2のCu膜を埋め込む工程を有するも
のである。
【0017】(9)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記(2)のCu膜の製造方法において、半導
体基板にリフロー処理を施す工程の後に、第2のCu膜
および第1のCu膜の表面を研磨して、溝または孔の内
部に第1のCu膜および第2のCu膜を埋め込む工程を
有するものである。
【0018】(10)本発明の半導体集積回路装置の製
造方法は、前記(1)または(2)のCu膜の製造方法
において、半導体基板上の絶縁膜に溝または孔を形成す
る工程の後に、スパッタエッチングによって溝または孔
の肩部を切り落とす工程を有するものである。
【0019】(11)本発明の半導体集積回路装置の製
造方法は、前記(1)または(2)のCu膜の製造方法
において、絶縁膜の上層にスパッタリング法によって第
1のCu膜を堆積する工程の前に、絶縁膜の上層にバリ
ア膜を堆積する工程を有し、このバリア膜の上層に上記
第1のCu膜を堆積するものである。
【0020】(12)本発明の半導体集積回路装置の製
造方法は、前記(2)のCu膜の製造方法において、リ
フロー処理を5Torr以上の高真空中、不活性雰囲気
中または還元雰囲気中で行うものである。
【0021】(13)本発明の半導体集積回路装置の製
造方法は、前記(11)のCu膜の製造方法において、
バリア膜をタンタル膜、窒化タンタル膜、窒化タングス
テン膜、窒化タングステン膜またはこれら膜によって構
成される積層膜とするものである。
【0022】(14)本発明の半導体集積回路装置の製
造装置は、半導体基板の実効温度を相対的に低温の−5
0〜100℃程度に維持できるスパッタリング装置と半
導体基板の実効温度を相対的に高温の250〜500℃
程度に維持できるスパッタリング装置とが一つの搬送室
を共有しているものである。
【0023】(15)本発明の半導体集積回路装置の製
造装置は、半導体基板の実効温度を相対的に低温の−5
0〜100℃程度に維持できるスパッタリング装置と、
半導体基板の実効温度を相対的に高温の250〜500
℃程度に維持できるスパッタリング装置と、高融点金属
膜または高融点金属化合物膜を形成する装置とが一つの
搬送室を共有しているものである。
【0024】(16)本発明の半導体集積回路装置の製
造装置は、半導体基板の実効温度を相対的に低温の−5
0〜100℃程度に維持できるスパッタリング装置と、
半導体基板の実効温度を相対的に高温の250〜500
℃程度に維持できるスパッタリング装置と、高融点金属
膜または高融点金属化合物膜を形成する装置と、スパッ
タエッチング装置と、ヒータ加熱装置またはランプ加熱
装置とが一つの搬送室を共有しているものである。
【0025】(17)本発明の半導体集積回路装置の製
造装置は、二つの搬送室を有し、一方の搬送室を半導体
基板の実効温度を相対的に低温の−50〜100℃程度
に維持できるスパッタリング装置と、半導体基板の実効
温度を相対的に高温の250〜500℃程度に維持でき
るスパッタリング装置と、高融点金属膜または高融点金
属化合物膜を形成する装置とが共有し、他方の搬送室を
スパッタエッチング装置とヒータ加熱装置またはランプ
加熱装置とが共有しているものである。
【0026】(18)本発明の半導体集積回路装置の製
造装置は、前記(15)、(16)、(17)の半導体
集積回路装置の製造装置において、高融点金属膜または
高融点金属化合物膜を形成する装置をスパッタリング装
置または化学的気相成長(Chemical Vapor Deposition
;CVD)装置とするものである。
【0027】上記した手段によれば、半導体基板の実効
温度を相対的に低温に維持して第1のCu膜を堆積した
後、半導体基板の実効温度を相対的に高温に維持して第
2のCu膜を堆積するので、第2のCu膜を成膜する
際、Cuのリフロー現象によって第1のCu膜の形状が
崩れて、Cuが入射する見込み角度が広がりCuを溝ま
たは孔の内部に堆積し易くなる。さらに、半導体基板上
に供給される第2のCu膜を構成するCu原子は、すで
に半導体基板上に堆積された下地の第1のCu膜から受
ける熱エネルギーによって第1のCu膜上で動き易くな
る。これらにより、溝または孔へのCu膜の埋め込み性
を向上させることができる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
【0029】本発明の一実施の形態であるダマシンプロ
セスを適用したCu配線の製造方法を図1〜図7を用い
て説明する。なお、実施の形態を説明するための全図に
おいて同一機能を有するものは同一の符号を付し、その
繰り返しの説明は省略する。
【0030】まず、図1に示すように、半導体素子(図
示せず)が形成された半導体基板1上に層間絶縁膜2お
よび窒化シリコン膜3を形成する。この層間絶縁膜2
は、例えば酸化シリコン膜および平坦化されたBPSG
(Boron-doped Phospho Silicate Glass)膜からなる積
層膜によって構成されている。次いで、窒化シリコン膜
3の上層に、例えばTEOS(Tetra Ethyl Ortho Sili
cate;Si(OC2 54 ))とオゾンとをソースガ
スとしたプラズマCVD法によって形成された酸化シリ
コン膜4を堆積する。この後、レジストパターンをマス
クとして酸化シリコン膜4および窒化シリコン膜3を順
次エッチングすることにより、溝5を形成する。
【0031】次に、図2に示すように、溝5の肩部をス
パッタエッチング法によって切り落とし、丸く加工す
る。エッチング量は約50nm以下である。
【0032】次いで、図3に示すように、半導体基板1
上にバリア膜6を堆積する。バリア膜6は、Cu膜の拡
散を防止することができる機能を有し、スパッタリング
法またはCVD法によって成膜されて、その厚さは平坦
部で約80nm以下である。バリア膜6としては、窒化
チタン(TiN)膜、タンタル(Ta)膜、窒化タンタ
ル(TaN)膜、窒化タングステン(WN)膜、または
これらの膜によって構成される積層膜などを採用しても
よい。
【0033】次に、図4に示すように、半導体基板1の
実効温度を−50〜100℃程度に維持し、バリア膜6
の上層に第1のCu膜7をスパッタリング法で堆積す
る。第1のCu膜7は、Cuを約80%以上含んでお
り、平坦部での膜厚が溝5の実効深さの80〜140%
程度となるように成膜される。なお、成膜速度が遅い場
合にはCuの流動性が悪くなって埋め込み性が劣化する
ため、第1のCu膜7の成膜速度は200〜400nm
/分程度とする。スパッタリング装置のターゲット材と
半導体基板1との距離は、指向性を上げるために約15
0mm以上に設定される。
【0034】続いて、図5に示すように、半導体基板1
の実効温度を250〜500℃程度に維持し、高真空状
態を破ることなく第1のCu膜7の上層に第2のCu膜
8をスッパッタリング法で堆積する。第2のCu膜8
は、Cuを約80%以上含んでおり、平坦部での膜厚が
溝5の実効深さの5〜50%程度となるように成膜され
る。なお、成膜速度が速い場合にはCuが流動する前に
Cuが堆積するので、溝5の内部にボイドを残して溝5
の入口部でブリッジ現象が生じ、一方、成長速度が速い
場合にはCuが堆積する前にCuが流動するので、溝5
の側壁にCuが成膜しなことから、第2のCu膜7の成
膜速度は100〜300nm/分程度とし、成膜中の半
導体基板1の平均昇温速度は約100℃/分以上とす
る。スパッタリング装置のターゲット材と半導体基板1
との距離は、指向性を上げるために約150mm以上に
設定される。
【0035】次に、図6に示すように、半導体基板1に
5Torr以上の高真空中で350〜500℃程度の熱
処理を施して、第2のCu膜8をリフロー現象によって
溝5の内部へ流し込む(リフロー処理)。なお、このリ
フロー処理は、不活性雰囲気(例えば窒素、ヘリウムま
たはアルゴンなど)中または還元雰囲気(例えば水素ま
たは一酸化炭素など)中で行ってもよい。
【0036】この後、図7に示すように、第2のCu膜
8および第1のCu膜7の表面、ならびにバリア膜6の
露出した表面をCMP法によって平坦化し、溝5にバリ
ア膜6、第1のCu膜7および第2のCu膜8を埋め込
み、第1のCu膜7および第2のCu膜8によってCu
配線MLを構成する。
【0037】図8は、本実施の形態においてCu配線M
Lを形成するための製造装置の一例を示す概略平面図で
ある。
【0038】この製造装置は、ロードロック室10、搬
送室11a,11b、脱ガス室12、スパッタエッチン
グ室13、バリア膜形成室14、第1Cuスパッタ室1
5および第2Cuスパッタ室16によって構成される。
【0039】まず、前記図1に示した構造を有する半導
体ウエハ(図示せず)をロードロック室10に設置す
る。次に、ロードロック室10から取り出された半導体
ウエハは、搬送窒11aを通り、脱ガス室12に搬送さ
れて、半導体ウエハの表面に吸着しているガス、水分な
どを加熱によって脱離させる。この加熱にはヒータ加熱
方式またはランプ加熱方式が用いられ、脱ガスを行うこ
とによって、後述するバリア膜形成室14、第1Cuス
パッタ室15または第2Cuスパッタ室16での半導体
ウエハからの脱ガスが抑えられて、Cu配線の導通不良
またはチャンバ内での発塵を防ぐことができる。
【0040】次に、半導体ウエハは搬送室11aを通
り、脱ガス室12からスパッタエッチング室13に搬送
されて、半導体ウエハにスパッタエッチング処理が施さ
れる(前記図2)。次いで、半導体ウエハは搬送室11
aおよび搬送室11bを通り、スパッタエッチング室1
3からバリア膜形成室14へ搬送されて、半導体ウエハ
上にバリア膜6が堆積される(前記図3)。このバリア
膜形成室14はスパッタリング装置またはCVD装置に
よって構成される。
【0041】この後、半導体ウエハは搬送室11bを通
り、バリア膜形成室14から第1Cuスパッタ室15へ
搬送されて、バリア膜6の上層に第1のCu膜7をスパ
ッタリング法で堆積し(前記図4)、続いて半導体ウエ
ハは搬送室11bを通り、第1Cuスパッタ室15から
第2Cuスパッタ室16へ搬送されて、第1のCu膜7
の上層に第2のCu膜8をスパッタリング法で堆積する
(前記図5)。次いで、半導体ウエハは搬送室11a,
11bを通り、第2Cuスパッタ室16からロードロッ
ク室10に戻される。
【0042】このように、本実施の形態によれば、半導
体基板1の実効温度を相対的に低温の−50〜100℃
程度に維持して第1のCu膜7を堆積した後、半導体基
板1の実効温度を相対的に高温の250〜500℃程度
に維持して第2のCu膜8を堆積するので、第2のCu
膜8を成膜する際、Cuのリフロー現象によって第1の
Cu膜7の形状が崩れて、Cuが入射する見込み角度が
広がりCuを溝5の内部に堆積し易くなる。さらに、第
2のCu膜8を成膜する際、実効温度が相対的に高温の
250〜500℃程度に維持された半導体基板1上に供
給されるCu原子は、すでに半導体基板1上に堆積され
た下地の第1のCu膜7から受ける熱エネルギーによっ
て第1のCu膜7上で動き易くなる。
【0043】なお、本実施の形態では、溝5内のCu膜
の埋め込み性を向上させるために、溝5の肩部をスパッ
タエッチング法によって切り落としたが、Cu配線が埋
め込まれる溝5の深さが溝5の幅よりも小さい場合は、
溝5の肩部を切る落とさなくてもよい。
【0044】また、本実施の形態では、第2のCu膜8
をリフロー現象によって溝5の内部へ流し込むために、
第2のCu膜8を堆積した後に半導体基板1にリフロー
処理を施したが、スパッタリング法で第2のCu膜8を
溝5の内部に完全に埋め込むことができる場合は、リフ
ロー処理を行わなくてもよい。
【0045】また、本実施の形態では、第2のCu膜8
を堆積した後に半導体基板1に施されるリフロー処理
は、高真空中、不活性雰囲気中または還元雰囲気中で行
うが、第2のCu膜8を半導体基板1上に堆積する工程
と半導体基板1にリフロー処理を施す工程とを高真空状
態を破ることなく連続して行える場合は、第2のCu膜
8の表面の酸化を防ぐことができるので、リフロー処置
を還元雰囲気中で行う必要はない。
【0046】また、本実施の形態では、Cu配線の製造
装置は、2つの搬送室11a,11bを設け、一方の搬
送室11aに脱ガス室12とスパッタエッチング室13
とを接続し、他方の搬送室11bにバリア膜形成室14
と第1Cuスパッタ室15と第2Cuスパッタ室16と
を接続したが、一つの共通の搬送室に脱ガス室12、ス
パッタエッチング室13、バリア膜形成室14、第1C
uスパッタ室15および第2Cuスパッタ室16を設け
てもよい。
【0047】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
【0048】例えば、前記実施の形態では、溝に埋め込
まれる配線に適用した場合について説明したが、半導体
素子と配線とを接続する孔または上層配線と下層配線と
を接続する孔に埋め込まれるプラブにも適用可能であ
る。
【0049】また、前記実施の形態では、シングルダマ
シンプロセスに適用した場合について説明したが、デュ
アルダマシンプロセスにも適用可能である。
【0050】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0051】本発明によれば、半導体基板の実効温度を
相対的に低温に維持して成膜された第1のCu膜の上層
に、実効温度を相対的に高温に維持して第2のCu膜を
成膜することにより、第2のCu膜を成膜する際、Cu
が入射する見込み角度が広がりCuを溝または孔の内部
に堆積し易くなり、さらに、Cu原子がすでに半導体基
板上に堆積された下地第1のCu膜の表面で動き易くな
るので、溝または孔へのCu膜の埋め込み性を向上する
ことができる。
【0052】さらに、溝または孔へのCu膜の埋め込み
性を向上できることから、Cu配線の抵抗の増加または
導通不良を防止することができて、Cu配線を有する半
導体集積回路装置の歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態であるダマシンプロセス
によるCu配線の製造方法を示す半導体基板の要部断面
図である。
【図2】本発明の一実施の形態であるダマシンプロセス
によるCu配線の製造方法を示す半導体基板の要部断面
図である。
【図3】本発明の一実施の形態であるダマシンプロセス
によるCu配線の製造方法を示す半導体基板の要部断面
図である。
【図4】本発明の一実施の形態であるダマシンプロセス
によるCu配線の製造方法を示す半導体基板の要部断面
図である。
【図5】本発明の一実施の形態であるダマシンプロセス
によるCu配線の製造方法を示す半導体基板の要部断面
図である。
【図6】本発明の一実施の形態であるダマシンプロセス
によるCu配線の製造方法を示す半導体基板の要部断面
図である。
【図7】本発明の一実施の形態であるダマシンプロセス
によるCu配線の製造方法を示す半導体基板の要部断面
図である。
【図8】本発明の一実施の形態であるCu成膜装置の一
例を示す概略平面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 層間絶縁膜 3 窒化シリコン膜 4 酸化シリコン膜 5 溝 6 バリア膜 7 第1のCu膜 8 第2のCu膜 10 ロードロック室 11a 搬送室 11b 搬送室 12 脱ガス室 13 スパッタエッチング室 14 バリア膜形成室 15 第1銅スパッタ室 16 第2銅スパッタ室 ML 銅配線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齋藤 達之 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 小西 信博 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 Fターム(参考) 4K029 AA29 BA08 BB02 BC03 BD02 CA05 EA02 EA08 GA00 GA01 4M104 BB17 BB30 BB32 BB33 DD16 DD19 DD37 DD39 DD79 FF17 FF18 FF22 HH13 5F033 HH11 HH21 HH32 HH33 HH34 MM01 MM02 MM12 MM13 PP06 PP15 PP18 PP33 QQ09 QQ10 QQ34 QQ37 QQ48 QQ73 QQ75 QQ85 QQ98 RR04 RR06 RR15 SS01 SS04 SS15 TT02 WW01 WW03 WW10 XX02

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a).半導体基板上の絶縁膜に溝または孔
    を形成する工程と、(b).前記半導体基板の実効温度を相
    対的に低温の−50〜100℃程度に維持し、平坦部で
    の膜厚が前記溝または前記孔の実効深さの80〜140
    %程度となるように、前記絶縁膜の上層にスパッタリン
    グ法によって第1の銅膜を堆積する工程と、(c).前記半
    導体基板の実効温度を相対的に高温の250〜500℃
    程度に維持し、平坦部での膜厚が前記溝または前記孔の
    実効深さの5〜50%程度となるように、前記第1の銅
    膜の上層にスパッタリング法によって第2の銅膜を堆積
    する工程とを有することを特徴とする半導体集積回路装
    置の製造方法。
  2. 【請求項2】 (a).半導体基板上の絶縁膜に溝または孔
    を形成する工程と、(b).前記半導体基板の実効温度を相
    対的に低温の−50〜100℃程度に維持し、平坦部で
    の膜厚が前記溝または前記孔の実効深さの80〜140
    %程度となるように、前記絶縁膜の上層にスパッタリン
    グ法によって第1の銅膜を堆積する工程と、(c).前記半
    導体基板の実効温度を相対的に高温の250〜500℃
    程度に維持し、平坦部での膜厚が前記溝または前記孔の
    実効深さの5〜50%程度となるように、前記第1の銅
    膜の上層にスパッタリング法によって第2の銅膜を堆積
    する工程と、(d).前記半導体基板に350〜500℃程
    度の温度でリフロー処理を施す工程とを有することを特
    徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の半導体集積回路
    装置の製造方法であって、前記第1の銅膜または前記第
    2の銅膜は80%以上の銅を含むことを特徴とする半導
    体集積回路装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1、2または3記載の半導体集積
    回路装置の製造方法であって、前記第1の銅膜の成膜速
    度が200〜400nm/分であることを特徴とする半
    導体集積回路装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1、2または3記載の半導体集積
    回路装置の製造方法であって、前記第2の銅膜の成膜速
    度が100〜300nm/分であることを特徴とする半
    導体集積回路装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項1、2または3記載の半導体集積
    回路装置の製造方法であって、スパッタリング装置のタ
    ーゲット材と前記半導体基板との距離が150mm以上
    であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
    法。
  7. 【請求項7】 請求項1、2または3記載の半導体集積
    回路装置の製造方法であって、前記第2の銅膜を成膜す
    る際の前記半導体基板の平均昇温速度が100℃/分以
    上であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
    法。
  8. 【請求項8】 請求項1または2記載の半導体集積回路
    装置の製造方法であって、前記(a) 工程の後にスパッタ
    エッチングによって前記溝または前記孔の肩部を切り落
    とすことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項1または2記載の半導体集積回路
    装置の製造方法であって、前記(b) 工程の前に前記絶縁
    膜の上層にバリア膜を堆積し、次いで前記バリア膜の上
    層に前記第1の銅膜を堆積することを特徴とする半導体
    集積回路装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 半導体基板の実効温度を相対的に低温
    の−50〜100℃程度に維持できるスパッタリング装
    置と前記半導体基板の実効温度を相対的に高温の250
    〜500℃程度に維持できるスパッタリング装置とが一
    つの搬送室を共有していることを特徴とする半導体集積
    回路装置の製造装置。
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