JP2003243391A - Method for forming interconnection and interconnection - Google Patents

Method for forming interconnection and interconnection

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JP2003243391A
JP2003243391A JP2002039071A JP2002039071A JP2003243391A JP 2003243391 A JP2003243391 A JP 2003243391A JP 2002039071 A JP2002039071 A JP 2002039071A JP 2002039071 A JP2002039071 A JP 2002039071A JP 2003243391 A JP2003243391 A JP 2003243391A
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Japan
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wiring
layer
metal layer
metal
forming
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Application number
JP2002039071A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Horikoshi
浩 堀越
Takeshi Nogami
毅 野上
Kaori Tai
香織 田井
Yutaka Ooka
豊 大岡
Yuji Segawa
雄司 瀬川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming interconnections and interconnections in which increase of line resistance can be suppressed by preventing occurrence of dishing or errosion incident to chemical mechanical polishing when planarizing a metal barrier layer and a Cu interconnection layer, and open circuit can be prevented by avoiding occurrence of scratch. <P>SOLUTION: Since a conductive protection film is formed on Cu interconnections filling interconnection trenches after a Cu interconnection layer is polished up to a metal barrier layer, the Cu interconnections are protected by the protection film and occurrence of dishing, errosion or scratch is avoided and thereby increase of line resistance and open circuit can be prevented. Furthermore, resistance against electromigration and stress migration is enhanced resulting in interconnections exhibiting excellent resistance against electromigration and stress migration. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、半導体装置の配線
の形成方法及び配線に関し、特に配線の平坦化技術に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring forming method and wiring of a semiconductor device, and more particularly to a wiring flattening technique.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、デザインルールの縮小化にともな
い、LSI(Large ScaleIntegrat
ed Circuit)の配線材料がアルミニウム合金
(Al合金)から銅(Cu)に移行されているのである
が、Cu配線形成では、従来の配線形成で用いられるド
ライエッチングによる加工が非常に困難だという問題が
ある。このような問題を解消するために、Cu配線を形
成する配線溝やビアホール(穴:Via Hole)を加
工し、その配線溝やビアホール(穴)の中にCuを埋め込
む方法であるダマシン方法(Damascene方法)
が広く採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, with the reduction of design rules, LSI (Large Scale Integrat) has been developed.
Although the wiring material of ed circuit has been changed from aluminum alloy (Al alloy) to copper (Cu), it is very difficult to process by dry etching used in conventional wiring formation in Cu wiring formation. There is. In order to solve such a problem, a damascene method (Damascene method) is a method in which a wiring groove or a via hole (hole: Via Hole) for forming a Cu wiring is processed and Cu is embedded in the wiring groove or the via hole (hole). Method)
Is widely adopted.

【0003】Cuを埋め込むダマシン方法では、図6
(a)に示すように絶縁膜101にCuを埋めこむ配線
溝102やビアホール(穴)を形成した後、配線溝102
やビアホール(穴)に化学的気相成長法(CVD法:Ch
emical Vapor Deposition)や
物理的気相成長法(PVD法:Physical Va
por Deposition)によりバリアメタル1
03を形成し(図6(b))、Cu配線層104aを絶
縁膜101の全面に形成して配線溝102をCuで埋め
込む(図6(c))。その際、配線溝102を埋め込む
Cu配線層104aは、Cu成膜といわれるめっき成膜
に必要な種付けとしてPVD法、CVD法によりCuシ
ード層を形成した後、めっき法により、配線溝及び穴に
ボイド(Void)等が発生しないようにしてCu配線
層104aを形成する。
In the damascene method for embedding Cu, the method shown in FIG.
As shown in (a), after forming a wiring groove 102 and a via hole (hole) for burying Cu in the insulating film 101, the wiring groove 102 is formed.
Chemical vapor deposition (CVD method: Ch
electrical vapor deposition or physical vapor deposition method (PVD method: Physical Va)
Barrier metal 1 by por Deposition)
03 (FIG. 6B), a Cu wiring layer 104a is formed on the entire surface of the insulating film 101, and the wiring groove 102 is filled with Cu (FIG. 6C). At this time, the Cu wiring layer 104a that fills the wiring groove 102 is formed into a wiring groove and a hole by plating after forming a Cu seed layer by PVD method or CVD method as seeding necessary for plating film formation called Cu film formation. The Cu wiring layer 104a is formed so that voids and the like do not occur.

【0004】Cu配線層104aを形成して配線溝10
2をCuで埋め込んだ後、絶縁膜の表面のCuを除去し
て平坦化し(図7(d))、次いでCuを除去するのに
連続して配線溝内部以外のバリアメタルを除去して平坦
化してCu配線104を形成する(図7(e))。
The Cu wiring layer 104a is formed to form the wiring groove 10.
After embedding 2 with Cu, the Cu on the surface of the insulating film is removed and flattened (FIG. 7D), and then the barrier metal other than the inside of the wiring groove is removed and flattened in order to remove Cu. Then, the Cu wiring 104 is formed (FIG. 7E).

【0005】このCuの除去工程及びバリアメタルの除
去工程では、配線抵抗の上昇を押さえるために、配線溝
及びビアホール(穴)のない部分にはCu及びバリアメ
タルを残さず、さらに、配線溝102にCuが90%以
上埋め込まれるように形成することが必要となる。その
ため、本工程では、化学的機械的研磨法(CMP:Ch
emical Mechanical Polish)
が広く用いられている。
In the Cu removing process and the barrier metal removing process, in order to suppress an increase in the wiring resistance, Cu and the barrier metal are not left in a portion having no wiring groove or via hole (hole), and further, the wiring groove 102. It is necessary to form Cu so that 90% or more of Cu is embedded therein. Therefore, in this step, the chemical mechanical polishing method (CMP: Ch
(eco-mechanical Polish)
Is widely used.

【0006】このように配線溝102にCuを埋め込ん
だ後に、配線溝102や穴のない部分にCu及びバリア
メタル、そして化学的機械的研磨法(CMP)で用いた
研磨剤(スラリー:Sulary)等の金属イオンを除
去するため、さらにはスラリーに含有されている研磨砥
粒をウエハから除去するため、ウエハの洗浄を行う。
After embedding Cu in the wiring groove 102 as described above, Cu and barrier metal are filled in the wiring groove 102 and a portion having no hole, and a polishing agent (slurry: Slurry) used by a chemical mechanical polishing (CMP) method. The wafer is cleaned in order to remove metal ions such as the above and further to remove the polishing abrasive grains contained in the slurry from the wafer.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、配線溝102
にCuを埋め込み、化学的機械的研磨法(CMP)によ
り平坦化して形成するダマシン方法では、5μm以上の
広い配線幅(配線溝102間の幅)を有する配線を形成
する際、配線溝102に埋め込まれたCuの高さが絶縁
膜101の表面の高さより凹んでしまうディッシング
(Dishing)が生じるという問題がある。例え
ば、配線溝102の高さが5μmの配線においては、デ
ィッシングにより0.1μmも生じて配線溝102に埋
め込まれたCuの高さが0.4μmになり、配線溝10
2にCuが80%程度しか埋め込まれず、それにともな
い配線抵抗が20パーセント上昇することになる。
However, the wiring groove 102 is formed.
In the damascene method in which Cu is embedded in the substrate and planarized by chemical mechanical polishing (CMP) to form a wiring having a wide wiring width (width between wiring grooves 102) of 5 μm or more, the wiring groove 102 There is a problem that dishing occurs in which the height of the embedded Cu is recessed from the height of the surface of the insulating film 101. For example, in a wiring in which the height of the wiring groove 102 is 5 μm, 0.1 μm is generated by dishing, and the height of Cu embedded in the wiring groove 102 becomes 0.4 μm.
Cu is buried in No. 2 by only about 80%, and accordingly, the wiring resistance increases by 20%.

【0008】さらに、ダマシン方法(Damascen
e方法)によりCuを埋め込んで配線を形成する際に、
50%以上の配線密度をもつパタンでは、ディッシング
と同様に、絶縁膜の高さよりより多く削られ、配線密度
50%以上のパタン部が窪んでしまうエロージョン(E
rosion)が生じ、配線抵抗が上昇する。
Furthermore, the damascene method (Damascen
When the wiring is formed by embedding Cu by the method e),
With a pattern having a wiring density of 50% or more, as in the case of dishing, the erosion (E) in which the pattern portion having a wiring density of 50% or more is dented by being removed more than the height of the insulating film.
and the wiring resistance rises.

【0009】また、Cu及びバリアメタルを化学的機械
的研磨法(CMP)により研磨して平坦化する場合、研
磨薬液(スラリー)を用いるのであるが、その研磨薬液
(スラリー)の中にCuとケミカル反応(化学反応)さ
せる薬液の他に、物理的に削るための研磨砥粒(シリ
カ、アルミナ等)が混入されている。この研磨砥粒によ
り生ずるだけでなく、削ることを目的とする化学的機械
的研磨法(CMP)ではある程度の荷重をかけるため、
研磨砥粒と印加荷重により柔らかい材質であるCuにス
クラッチ(Scratch)と呼ばれる傷が入るという
問題もある。そのスクラッチ/傷は、非常に大きいもの
で、深さ1μm以上あり、配線高さが0.5μmの場合、
そのスクラッチの部分で配線切れ等が発生してしまう。
When polishing Cu and barrier metal by chemical mechanical polishing (CMP) to flatten the surface, a polishing chemical liquid (slurry) is used. Cu is contained in the polishing chemical liquid (slurry). In addition to a chemical liquid that causes a chemical reaction (chemical reaction), abrasive grains (silica, alumina, etc.) for physically scraping are mixed. Not only is this abrasive grain generated, but a certain amount of load is applied in chemical mechanical polishing (CMP) for the purpose of shaving, so
There is also a problem in that Cu, which is a soft material, is scratched by scratches due to the abrasive grains and the applied load. The scratches / scratches are very large and have a depth of 1 μm or more and a wiring height of 0.5 μm,
Wiring breaks will occur at the scratches.

【0010】本発明は、バリアメタル及びCuを平坦化
する際の化学的機械的研磨法に起因するディッシング、
エロージョンが生じるのを防止して配線抵抗の上昇を押
さえることができ、またスクラッチの発生の発生を回避
して配線切れを防止することができる配線の形成方法及
び配線を提供することを目的とする。
The present invention is directed to dishing resulting from a chemical mechanical polishing method for planarizing a barrier metal and Cu,
An object of the present invention is to provide a wiring forming method and a wiring capable of preventing erosion from occurring and suppressing an increase in wiring resistance, and avoiding occurrence of scratches and preventing wiring breakage. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明における配線の形
成方法は、基板上に層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜
の一部を除去して削除領域を形成し、該削除領域にメタ
ルバリア層を形成した後に金属層を埋め込んで形成する
配線の形成方法において、前記削除領域外の前記メタル
バリア層上の前記金属層を除去する工程と、前記削除領
域内の前記金属層上面に、前記金属層の除去から保護す
る保護膜を形成する工程と、前記削除領域外の前記メタ
ルバリア層を除去するとともに前記保護膜を除去する工
程とを有することを特徴とする。
According to the method of forming a wiring in the present invention, an interlayer insulating film is formed on a substrate, a part of the interlayer insulating film is removed to form a deletion region, and a metal is formed in the deletion region. In a method of forming a wiring in which a metal layer is embedded after forming a barrier layer, a step of removing the metal layer on the metal barrier layer outside the deletion region, and a top surface of the metal layer in the deletion region, The method is characterized by including a step of forming a protective film for protecting the metal layer from removal, and a step of removing the metal barrier layer outside the deleted region and removing the protective film.

【0012】本発明の配線の形成方法では、層間絶縁膜
上に形成されるメタルバリア層及び金属層を連続して研
磨して除去して配線を形成するのではなく、金属層を除
去した後に配線溝を埋め込む金属配線上に導電性の保護
膜を形成し、この保護膜により金属配線を覆った状態で
メタルバリア層を研磨して除去するため、金属配線が保
護膜により保護されて研磨されることがない。そのた
め、化学的機械的研磨法により金属層を研磨する際の印
加荷重や研磨砥粒によりディッシングのように配線部が
えぐれたり、エロージョンのように密配線全体がえぐれ
たりするのを防止することができ、配線抵抗の上昇を押
さえることができる。また、化学的機械的研磨法により
金属層を研磨する際に発生するスクラッチを回避するこ
とができるため、スクラッチの発生により配線切れが生
じるのを防止することができ、良好な配線を形成するこ
とができる。
In the wiring forming method of the present invention, the metal barrier layer and the metal layer formed on the interlayer insulating film are not continuously polished and removed to form the wiring, but after the metal layer is removed. Since a conductive protective film is formed on the metal wiring that fills the wiring groove and the metal barrier layer is polished and removed while the metal wiring is covered with the protective film, the metal wiring is protected and polished by the protective film. Never. Therefore, it is possible to prevent the wiring portion from being scooped like dishing by the applied load or polishing abrasives when polishing the metal layer by the chemical mechanical polishing method, or being prevented from being scooped out as a whole such as erosion. It is possible to suppress an increase in wiring resistance. Further, since scratches that occur when polishing a metal layer by a chemical mechanical polishing method can be avoided, it is possible to prevent wiring breakage due to scratches, and to form good wiring. You can

【0013】例えば、金属層としてCuを用いて形成す
る場合に、Cuが柔らかい材質であるため、ディッシン
グ、エロージョン、スクラッチが生じ易いが、金属層を
除去した後に配線溝を埋め込む金属配線上に導電性の保
護膜を形成することにより、ディッシング、エロージョ
ン、スクラッチが生じることなく、配線抵抗の上昇が押
さえられ、配線切れが防止された良好なCu配線を実現
することができる。
For example, when Cu is used for the metal layer, since Cu is a soft material, dishing, erosion, and scratches easily occur. By forming the protective film having a good property, it is possible to realize a good Cu wiring in which the increase of the wiring resistance is suppressed and the breakage of the wiring is prevented without causing the dishing, erosion and scratch.

【0014】本発明における配線は、基板上に層間絶縁
膜が形成され、該層間絶縁膜の一部が除去されて削除領
域が形成され、前記層間絶縁膜及び前記削除領域上にメ
タルバリア層が形成された後に金属層が埋め込まれて形
成される配線において、前記削除領域外の前記メタルバ
リア層上の前記金属層が除去され、前記削除領域内の前
記金属層上面に、前記金属層の除去から保護する保護膜
が形成された後、前記削除領域外の前記メタルバリア層
を除去するとともに前記保護膜が除去されて形成される
ことを特徴とする。
In the wiring according to the present invention, an interlayer insulating film is formed on a substrate, a part of the interlayer insulating film is removed to form a deleted region, and a metal barrier layer is formed on the interlayer insulating film and the deleted region. In a wiring formed by embedding a metal layer after the formation, the metal layer on the metal barrier layer outside the deleted region is removed, and the metal layer is removed on the upper surface of the metal layer in the deleted region. After forming a protective film for protecting the metal barrier layer from outside, the metal barrier layer outside the deleted region is removed and the protective film is removed.

【0015】本発明の配線は、層間絶縁膜上に形成され
るメタルバリア層及び金属層を連続した研磨により除去
して形成されるのではなく、金属層が除去された後に配
線溝を埋め込む金属配線上に導電性の保護膜が形成さ
れ、この保護膜により金属配線を覆った状態でメタルバ
リア層を研磨により除去されるため、金属配線が保護膜
により保護されて研磨されることなく形成される。その
ため、化学的機械的研磨法により金属層を研磨する際の
印加荷重や研磨砥粒によりディッシングのように配線部
がえぐれたり、エロージョンのように密配線全体がえぐ
れたりするのを防止することができ、配線抵抗の上昇が
押さえられた配線を得ることができる。また、化学的機
械的研磨法により金属層を研磨する際に発生するスクラ
ッチを回避することができるため、スクラッチの発生に
より配線切れが生じるのを防止することができ、良好な
配線を実現することができる。
The wiring of the present invention is not formed by removing the metal barrier layer and the metal layer formed on the interlayer insulating film by continuous polishing, but a metal filling the wiring groove after the metal layer is removed. Since a conductive protective film is formed on the wiring and the metal barrier layer is removed by polishing while the metal wiring is covered with the protective film, the metal wiring is protected by the protective film and is formed without being polished. It Therefore, it is possible to prevent the wiring portion from being scooped like dishing by the applied load or polishing abrasives when polishing the metal layer by the chemical mechanical polishing method, or being prevented from being scooped out as a whole such as erosion. Therefore, it is possible to obtain a wiring in which an increase in wiring resistance is suppressed. In addition, since scratches that occur when polishing a metal layer by a chemical mechanical polishing method can be avoided, it is possible to prevent wiring breakage due to scratches, and realize good wiring. You can

【0016】例えば、金属層としてCuを用いて形成す
る場合に、Cuが柔らかい材質であるため、ディッシン
グ、エロージョン、スクラッチが生じ易いが、金属層を
除去した後に配線溝を埋め込む金属配線上に導電性の保
護膜を形成することにより、ディッシング、エロージョ
ン、スクラッチが生じることなく、配線抵抗の上昇が押
さえられ、配線切れが防止された良好なCu配線が実現
される。
For example, when Cu is used for the metal layer, since Cu is a soft material, dishing, erosion, and scratches are likely to occur. By forming the protective film having a good conductivity, the rise of the wiring resistance can be suppressed without causing dishing, erosion and scratch, and good Cu wiring in which the wiring is prevented from being broken can be realized.

【0017】本発明における配線の形成方法は、基板上
に絶縁領域を形成し、該絶縁領域に囲まれて形成される
削除領域に金属層を埋め込んで形成する配線の形成方法
において、前記削除領域を含む前記絶縁領域上に、前記
金属層からの金属の前記絶縁領域への拡散を防ぐ拡散防
止層を形成した後、該拡散防止層上に前記金属層を堆積
して前記削除領域を埋め込む工程と、前記削除領域外の
前記拡散防止層上の前記金属層を除去する工程と、前記
削除領域内の前記金属層上面に、前記金属層の除去から
保護する保護層を形成する工程と、前記削除領域外の前
記拡散防止層を除去するとともに前記保護層を除去する
工程とを有することを特徴とする。
The method of forming a wiring according to the present invention is the method of forming a wiring in which an insulating region is formed on a substrate and a metal layer is embedded in a deletion region formed surrounded by the insulating region. Forming a diffusion prevention layer for preventing diffusion of a metal from the metal layer into the insulation region on the insulation region including, and then depositing the metal layer on the diffusion prevention layer to fill the deleted region. A step of removing the metal layer on the diffusion prevention layer outside the deleted area; a step of forming a protective layer on the upper surface of the metal layer in the deleted area to protect the metal layer from removal; And removing the diffusion prevention layer outside the deleted region and the protective layer.

【0018】本発明の配線の形成方法では、層間絶縁膜
上に形成されるメタルバリア層及び金属層を連続して研
磨して除去して配線を形成するのではなく、金属層を除
去した後に配線溝を埋め込む金属配線上に導電性の保護
膜を形成し、この保護膜により金属配線を覆った状態で
メタルバリア層を研磨して除去するため、金属配線が保
護膜により保護されて研磨されることがない。そのた
め、化学的機械的研磨法により金属層を研磨する際の印
加荷重や研磨砥粒によりディッシングのように配線部が
えぐれたり、エロージョンのように密配線全体がえぐれ
たりするのを防止することができ、配線抵抗の上昇を押
さえることができる。また、化学的機械的研磨法により
金属層を研磨する際に発生するスクラッチを回避するこ
とができるため、スクラッチの発生により配線切れが生
じるのを防止することができ、良好な配線を形成するこ
とができる。
In the wiring forming method of the present invention, the metal barrier layer and the metal layer formed on the interlayer insulating film are not continuously polished and removed to form the wiring, but after the metal layer is removed. Since a conductive protective film is formed on the metal wiring that fills the wiring groove and the metal barrier layer is polished and removed while the metal wiring is covered with the protective film, the metal wiring is protected and polished by the protective film. Never. Therefore, it is possible to prevent the wiring portion from being scooped like dishing by the applied load or polishing abrasives when polishing the metal layer by the chemical mechanical polishing method, or being prevented from being scooped out as a whole such as erosion. It is possible to suppress an increase in wiring resistance. Further, since scratches that occur when polishing a metal layer by a chemical mechanical polishing method can be avoided, it is possible to prevent wiring breakage due to scratches, and to form good wiring. You can

【0019】例えば、金属層としてCuを用いて形成す
る場合に、Cuが柔らかい材質であるため、ディッシン
グ、エロージョン、スクラッチが生じ易いが、金属層を
除去した後に配線溝を埋め込む金属配線上に導電性の保
護膜を形成することにより、ディッシング、エロージョ
ン、スクラッチが生じることなく、配線抵抗の上昇が押
さえられ、配線切れが防止された良好なCu配線を実現
することができる。
For example, when Cu is used for the metal layer, since Cu is a soft material, dishing, erosion, and scratches are likely to occur. By forming the protective film having a good property, it is possible to realize a good Cu wiring in which the increase of the wiring resistance is suppressed and the breakage of the wiring is prevented without causing the dishing, erosion and scratch.

【0020】本発明における配線は、基板上に絶縁領域
が形成され、該絶縁領域に囲まれて形成される削除領域
を含む前記絶縁領域上に、前記金属層からの金属の前記
絶縁領域への拡散を防ぐ拡散防止層が形成された後、該
拡散防止層上に前記金属層が堆積されて前記削除領域に
前記金属層が埋め込まれて形成される配線において、前
記削除領域外の前記拡散防止層上の前記金属層が除去さ
れ、前記削除領域内の前記金属層上面に、前記金属層の
除去から保護する保護層が形成された後、前記削除領域
外の前記拡散防止層を除去するとともに前記保護層が除
去されて形成されることを特徴とする。
In the wiring according to the present invention, an insulating region is formed on a substrate, and a metal from the metal layer to the insulating region is formed on the insulating region including a deleted region surrounded by the insulating region. In a wiring formed by forming a diffusion prevention layer for preventing diffusion, depositing the metal layer on the diffusion prevention layer and burying the metal layer in the deletion region, the diffusion prevention outside the deletion region The metal layer on the layer is removed, and a protective layer for protecting the metal layer from removal is formed on the upper surface of the metal layer in the deleted region, and then the diffusion prevention layer outside the deleted region is removed. The protective layer is removed and formed.

【0021】本発明の配線は、層間絶縁膜上に形成され
るメタルバリア層及び金属層を連続した研磨により除去
して形成されるのではなく、金属層が除去された後に配
線溝を埋め込む金属配線上に導電性の保護膜が形成さ
れ、この保護膜により金属配線を覆った状態でメタルバ
リア層を研磨により除去されるため、金属配線が保護膜
により保護されて研磨されることなく形成される。その
ため、化学的機械的研磨法により金属層を研磨する際の
印加荷重や研磨砥粒によりディッシングのように配線部
がえぐれたり、エロージョンのように密配線全体がえぐ
れたりするのを防止することができ、配線抵抗の上昇が
押さえられた配線を得ることができる。また、化学的機
械的研磨法により金属層を研磨する際に発生するスクラ
ッチを回避することができるため、スクラッチの発生に
より配線切れが生じるのを防止することができ、良好な
配線が実現される。
The wiring of the present invention is not formed by removing the metal barrier layer and the metal layer formed on the interlayer insulating film by continuous polishing, but a metal filling the wiring groove after the metal layer is removed. Since a conductive protective film is formed on the wiring and the metal barrier layer is removed by polishing while the metal wiring is covered with the protective film, the metal wiring is protected by the protective film and is formed without being polished. It Therefore, it is possible to prevent the wiring portion from being scooped like dishing by the applied load or polishing abrasives when polishing the metal layer by the chemical mechanical polishing method, or being prevented from being scooped out as a whole such as erosion. Therefore, it is possible to obtain a wiring in which an increase in wiring resistance is suppressed. Further, since scratches that occur when polishing the metal layer by the chemical mechanical polishing method can be avoided, it is possible to prevent wiring breakage due to scratches, and realize good wiring. .

【0022】例えば、金属層としてCuを用いて形成す
る場合に、Cuが柔らかい材質であるため、ディッシン
グ、エロージョン、スクラッチが生じ易いが、金属層を
除去した後に配線溝を埋め込む金属配線上に導電性の保
護膜を形成することにより、ディッシング、エロージョ
ン、スクラッチが生じることなく、配線抵抗の上昇が押
さえられ、配線切れが防止された良好なCu配線が実現
される。
For example, when Cu is used as the metal layer, since Cu is a soft material, dishing, erosion, and scratches are likely to occur. By forming the protective film having a good conductivity, the rise of the wiring resistance can be suppressed without causing dishing, erosion and scratch, and good Cu wiring in which the wiring is prevented from being broken can be realized.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】本実施形態においては、配線を形成するの
に配線溝に埋め込む金属層としてCuを用いる場合につ
いて説明するが、配線溝に埋め込む金属配線としてAl
合金やタングステン(W)であっても良い。本実施形態
では配線溝にCuを埋め込んで形成する配線について説
明するが、層間絶縁膜に形成するビアホール(穴)にC
uを埋め込んで配線を形成しても良い。
In the present embodiment, the case where Cu is used as the metal layer embedded in the wiring groove to form the wiring will be described, but Al is used as the metal wiring embedded in the wiring groove.
It may be an alloy or tungsten (W). In this embodiment, the wiring formed by burying Cu in the wiring groove will be described. However, C is formed in the via hole formed in the interlayer insulating film.
Wiring may be formed by embedding u.

【0025】また、本実施形態においては配線溝やビア
ホール(穴)を別個に形成して別個にCuを埋め込んで形
成するシングルダマシン(Single Damasc
ene)の構造について説明するが、配線溝やビアホー
ル(穴)を同時に形成して同時にCuを埋め込んで形成す
るデュアルダマシン(二重ダマシン方法:DualDa
mascene)の構造においても適用することができ
る。
Further, in the present embodiment, a single damascene (Single damascene) in which a wiring groove and a via hole (hole) are separately formed and Cu is embedded separately is formed.
The structure of a dual damascene (dual damascene method: dual damascene method) in which a wiring groove and a via hole (hole) are formed at the same time and Cu is embedded at the same time.
It can also be applied to the structure of a mask.

【0026】図1(a)は層間絶縁膜に配線溝を形成する
工程を示す。基板上には絶縁領域として層間絶縁膜が積
層されて形成されている。層間絶縁膜11が形成されて
おり、層間絶縁膜11に配線溝が形成される。層間絶縁
膜11は、シリコン酸化膜などの酸化膜や低誘電率材料
を用いて形成することができ、化学的気相成長法(CV
D法)などにより形成することができる。また、層間絶
縁膜11の上層の層間絶縁膜や下層の層間絶縁膜との間
に、層間絶縁膜11にCu配線を形成する際にCu配線
が直接層間絶縁膜11に接触してCuが層間絶縁膜11
で拡散するのを防止するために絶縁膜バリア層を形成し
ても良い。絶縁膜バリア層はシリコン窒化膜(SiN)
や炭化シリコン(SiC)などを用いて形成することが
できるが、本実施形態のように絶縁膜バリア層を形成し
ない場合には、Cu配線を形成する際にCuが拡散しな
いような温度でCu配線を形成することとなる。
FIG. 1A shows a step of forming a wiring groove in an interlayer insulating film. An interlayer insulating film is laminated and formed as an insulating region on the substrate. The interlayer insulating film 11 is formed, and the wiring groove is formed in the interlayer insulating film 11. The interlayer insulating film 11 can be formed using an oxide film such as a silicon oxide film or a low dielectric constant material, and can be formed by a chemical vapor deposition (CV) method.
D method) and the like. When the Cu wiring is formed in the interlayer insulating film 11 between the upper interlayer insulating film and the lower interlayer insulating film 11, the Cu wiring directly contacts the interlayer insulating film 11 and Cu Insulating film 11
An insulating film barrier layer may be formed in order to prevent the diffusion. The insulating film barrier layer is a silicon nitride film (SiN)
Although it can be formed using silicon carbide (SiC) or the like, when the insulating film barrier layer is not formed as in the present embodiment, Cu is formed at a temperature at which Cu does not diffuse when forming Cu wiring. The wiring will be formed.

【0027】層間絶縁膜11上に配線溝12を形成する
のであるが、配線溝12は反応性イオンエッチング(R
IE:Reactive Ion Etching)な
どの異方性エッチングにより形成される。層間絶縁膜1
1上に配線溝12を形成した後、図1(b)に示すよう
に、メタルバリア層13を形成する。メタルバリア層1
3は、Ta、TaN、TiN、WNなどのCuに対する
バリア性に優れた材料を用いて形成することができ、化
学的気相成長法(CVD法)や物理的気相成長法(PVD
法)などの成膜方法により形成される。メタルバリア層
13の膜厚は、デザインルールにもよるが、一例として
0.05μm以下であることが好ましい。図1(b)に示
すように、層間絶縁膜11上にメタルバリア層13を形
成すると、層間絶縁膜11の表面及び配線溝12の内壁
にメタルバリア層13が形成され、配線溝12の内壁に
形成されるメタルバリア層13によりCu配線のCuが
層間絶縁膜11に拡散して侵入するのを防止することが
できる。
The wiring groove 12 is formed on the interlayer insulating film 11. The wiring groove 12 is formed by reactive ion etching (R).
It is formed by anisotropic etching such as IE (Reactive Ion Etching). Interlayer insulation film 1
After the wiring groove 12 is formed on the metal layer 1, the metal barrier layer 13 is formed as shown in FIG. Metal barrier layer 1
3 can be formed by using a material having an excellent barrier property against Cu such as Ta, TaN, TiN, and WN, and can be formed by a chemical vapor deposition method (CVD method) or a physical vapor deposition method (PVD).
Method) or the like. The thickness of the metal barrier layer 13 depends on the design rule, but is preferably 0.05 μm or less as an example. As shown in FIG. 1B, when the metal barrier layer 13 is formed on the interlayer insulating film 11, the metal barrier layer 13 is formed on the surface of the interlayer insulating film 11 and the inner wall of the wiring groove 12, and the inner wall of the wiring groove 12 is formed. The metal barrier layer 13 formed on the substrate can prevent Cu of the Cu wiring from diffusing into the interlayer insulating film 11.

【0028】図1(c)に示すように、層間絶縁膜11上
にメタルバリア層13を形成した後、メタルバリア層1
3の全面に厚くCu配線層14aを形成し、配線溝12
の内部にCuを埋め込む。メタルバリア層13の全面に
Cu配線層14aを形成するのであるが、まず、化学的
気相成長法(CVD法)や物理的気相成長法(PVD法)に
よりシード層を成膜する。メッキ法によりCu配線層1
4aを形成するのであるが、メッキ法ではメッキの種が
ないとメッキ成膜が形成されないため、このシード層を
成膜して形成することによって次のメッキ法においてシ
ード層を種としてCu配線層14aを形成することがで
きる。このシード層の膜厚は、メタルバリア層13や配
線溝12への被覆性を考慮して、0.2μm以下である
ことが好ましい。シード層を種としてメッキ法によりメ
ッキ成膜としてCu配線層14aが形成され、配線溝1
2はCuにより埋め込まれる。このCu配線層14aの
膜厚は、配線溝12の厚みにより異なるが、2.0μm
以下であることが好ましい。また、層間絶縁膜11上に
金属であるメタルバリア層13が形成されているため、
メッキ法によりCu配線層14aをメタルバリア層13
上に剥がれが生じることなく確実に堆積することができ
る。
As shown in FIG. 1C, after the metal barrier layer 13 is formed on the interlayer insulating film 11, the metal barrier layer 1 is formed.
3 has a thick Cu wiring layer 14a formed on the entire surface of the wiring groove 12
Cu is embedded in the inside of. The Cu wiring layer 14a is formed on the entire surface of the metal barrier layer 13. First, a seed layer is formed by a chemical vapor deposition method (CVD method) or a physical vapor deposition method (PVD method). Cu wiring layer 1 by plating method
4a is formed. However, in the plating method, a plating film is not formed unless there is a seed for plating. Therefore, by forming this seed layer and forming it, the seed layer is used as a seed for the Cu wiring layer in the next plating method. 14a can be formed. The film thickness of the seed layer is preferably 0.2 μm or less in consideration of the coverage of the metal barrier layer 13 and the wiring groove 12. The Cu wiring layer 14a is formed as a plated film by the plating method using the seed layer as a seed, and the wiring groove 1 is formed.
2 is filled with Cu. The thickness of the Cu wiring layer 14a varies depending on the thickness of the wiring groove 12, but is 2.0 μm.
The following is preferable. Further, since the metal barrier layer 13 which is a metal is formed on the interlayer insulating film 11,
The Cu wiring layer 14a is formed on the metal barrier layer 13 by plating.
It can be reliably deposited without peeling off.

【0029】図2(d)に示すように、メタルバリア層
13上に形成されたCu配線層14aを除去して平坦化
する。Cu配線層14aは、化学的機械的研磨法(CM
P)や電界研磨法(ECP:Electropolis
h)により研磨して除去することができる。このとき、
研磨の停止はメタルバリア層13が現れた時点から層間
絶縁膜11上のメタルバリア層13の一部が消失する前
とし、メタルバリア層13を停止膜(ストッパ)として
研磨する。このとき、メタルバリア層13の研磨には特
有のパタン依存性があり、例えば図2(d)に示すよう
に、配線の広いパタン(図2(d)の右側のCu配線パ
タン)ではパッドの撓みによりディッシングが生じ、配
線幅が小さくて配線密度が大きいパタン(図2(d)の
左側のCu配線パタン)ではエロージョンが生じる。こ
れは、配線の広いパタンの配線溝12ではCu配線層1
4aが略平坦に堆積されるのに対して、配線幅が小さく
て配線密度が大きいパタンの配線溝12ではCu配線層
14aが盛り上がって堆積されるためである。メタルバ
リア層13の一部が消失する時点までの研磨が最長の研
磨であるが、研磨特有のパタン依存性により絶縁膜上に
Cuが残る場合もあるが、後述の工程で導電性保護膜の
厚み分のCu配線層を除去するためにCu配線にエッチ
ングを施すので、パタン依存性を気にする必要はない。
化学的機械的研磨法(CMP)によるCu配線層14a
の研磨に関しては、平坦性を向上させるために、低圧
力、高速回転で研磨を行う。研磨薬液(スラリー)に
は、Cu配線層14aとメタルバリア層13との選択性
が100以上を有するものを使用する。また、図面には
記載しないが、従来例における平坦化工程と同様に、研
磨で使われる研磨薬液(スラリー)に混入される研磨砥
粒や金属イオンなどがウエハ上に付着されているため、
研磨した後に洗浄を行い、研磨砥粒及び金属イオン等の
不純物を除去する。
As shown in FIG. 2D, the Cu wiring layer 14a formed on the metal barrier layer 13 is removed and planarized. The Cu wiring layer 14a is formed by a chemical mechanical polishing method (CM
P) and electropolishing (ECP: Electropolis)
It can be removed by polishing according to h). At this time,
The polishing is stopped from the time when the metal barrier layer 13 appears until before a part of the metal barrier layer 13 on the interlayer insulating film 11 disappears, and the metal barrier layer 13 is polished as a stop film (stopper). At this time, polishing of the metal barrier layer 13 has a peculiar pattern dependency. For example, as shown in FIG. 2D, a pad with a wide wiring pattern (Cu wiring pattern on the right side of FIG. 2D) is used. The bending causes dishing, and erosion occurs in a pattern having a small wiring width and a large wiring density (Cu wiring pattern on the left side in FIG. 2D). This is because the Cu wiring layer 1 is formed in the wiring groove 12 having a wide wiring pattern.
4a is deposited substantially flat, whereas the Cu wiring layer 14a is deposited in the wiring groove 12 having a pattern having a small wiring width and a large wiring density in a raised manner. The polishing is the longest until the time when a part of the metal barrier layer 13 disappears, but Cu may remain on the insulating film due to the pattern dependence peculiar to the polishing. Since the Cu wiring is etched in order to remove the Cu wiring layer corresponding to the thickness, it is not necessary to worry about the pattern dependence.
Cu wiring layer 14a by chemical mechanical polishing (CMP)
Regarding the above polishing, in order to improve the flatness, the polishing is performed at low pressure and high speed rotation. As the polishing chemical (slurry), one having a selectivity of 100 or more between the Cu wiring layer 14a and the metal barrier layer 13 is used. Although not shown in the drawing, since polishing abrasive grains and metal ions mixed in the polishing chemical liquid (slurry) used for polishing are adhered on the wafer as in the flattening step in the conventional example,
After polishing, cleaning is performed to remove polishing abrasive grains and impurities such as metal ions.

【0030】Cu配線層14aを除去して平坦化した
後、後述の工程でCu配線14上に導電性保護膜を形成
するため、導電性保護膜の厚み分のCu配線14にエッ
チングを施し(本実施形態において、このエッチングを
リセスエッチングと呼ぶ)、Cu配線14aをリセス構
造に形成する(図2(e))。Cu配線14のリセスエ
ッチングには、ウェットエッチングやドライエッチング
を用いる。このエッチングにはある程度制御が必要なの
で、エッチング量をプロセス時間30秒(sec)以上
で行うことが好ましい。ウェットエッチングによりリセ
スエッチングを行う場合には、HF+H、酸系薬
液、アルカリ系薬液、有機酸薬液などを用いることがで
きる。ドライエッチングによりリセスエッチングを行う
場合には、Cu配線14のCuを腐食させないエッチン
グが好ましく、物理的に除去するスパッタリングエッチ
ングなどがある。例えば、Arなどを用いた場合、Cu
を腐食させることなくCu配線14をリセスエッチング
によりエッチングすることができる。また、エッチング
量はバリアメタルの厚さに依存し、1000Å以下が好
ましく、リセス量が大きすぎると、Cu配線14のCu
部分が減少し抵抗値が上昇する。また、リセス量が少な
すぎると、後述の工程でメタルバリア層13を除去する
際にスクラッチを防止する導電保護膜が消失するため、
例えば、化学的機械的研磨法(CMP)でメタルバリア
層13の除去を行った時にスクラッチが発生する虞があ
る。このようなCu配線14のリセスエッチングでのエ
ッチング量の目安に関しては、Cu配線14の高さをx
(μm)、メタルバリア層13の厚さをy(μm)とす
ると、エッチング量t(μm)=0.1x+yとするこ
とが好ましい。なお、Cu配線層14aの研磨を停止す
る際にディッシングのない全く状態で研磨を停止する
と、配線の密なパタンでは大きな研磨残りが発生するの
で、配線の密なパタンで層間絶縁膜11の高さとなる時
点で研磨を停止する。このときにCu配線層14aの研
磨残りがメタルバリア層13上に残留したとしても、リ
セスエッチングを施すことによりリセス構造に形成する
とともに研磨残りを除去することができる。
After the Cu wiring layer 14a is removed and flattened, in order to form a conductive protective film on the Cu wiring 14 in a step described later, the Cu wiring 14 corresponding to the thickness of the conductive protective film is etched ( In the present embodiment, this etching is called recess etching), and the Cu wiring 14a is formed in the recess structure (FIG. 2E). Wet etching or dry etching is used for the recess etching of the Cu wiring 14. Since this etching requires some control, it is preferable that the etching time be 30 seconds (sec) or more. When performing recess etching by wet etching, HF + H 2 O 2 , an acid-based chemical solution, an alkali-based chemical solution, an organic acid chemical solution, or the like can be used. When performing recess etching by dry etching, etching that does not corrode Cu of the Cu wiring 14 is preferable, and sputtering etching that physically removes Cu or the like is available. For example, when Ar or the like is used, Cu
The Cu wiring 14 can be etched by recess etching without corroding the Cu. The etching amount depends on the thickness of the barrier metal and is preferably 1000 Å or less. If the recess amount is too large, the Cu of the Cu wiring 14 is
The part decreases and the resistance value increases. Further, if the recess amount is too small, the conductive protective film that prevents scratches when the metal barrier layer 13 is removed in the process described below disappears,
For example, scratches may occur when the metal barrier layer 13 is removed by chemical mechanical polishing (CMP). Regarding the standard of the etching amount in the recess etching of the Cu wiring 14, the height of the Cu wiring 14 is defined as x.
(Μm) and the thickness of the metal barrier layer 13 is y (μm), it is preferable that the etching amount t (μm) = 0.1x + y. If the polishing of the Cu wiring layer 14a is stopped in a completely non-dishing state when polishing is stopped, a large polishing residue occurs in a dense wiring pattern. Polishing is stopped at the time. At this time, even if the polishing residue of the Cu wiring layer 14a remains on the metal barrier layer 13, the recess structure can be formed and the polishing residue can be removed by performing recess etching.

【0031】図4及び図5はCu配線層14aの平坦化
工程における研磨状態の例を示す。図4(a)及び図4
(b)に示すように、配線溝12上にCuが残っている
場合には研磨量が不足しているため、さらにCu配線層
14aを研磨して除去することとなる。このとき、Cu
配線層14aを研磨し過ぎないように注意し、研磨後に
リセスエッチングを施して導電性の保護膜の厚み分だけ
除去する。図4(c)に示す場合には、Cu配線層14
aをリセスエッチングにより除去することができる範囲
内にあるので、エッチングのマージン(Margin)
を考慮して制御して図2(e)のようにエッチングすれ
ば良い。図5(d)に関しては、Cu配線層14aをリ
セスエッチングにより除去すると配線溝12内のCu残
量が減ってしまうので、Cu配線層14aをリセスエッ
チングする工程を行わず、後述する導電性の保護膜を選
択的に形成する。また、図5(e)に示すように過剰に
Cu配線層14aを研磨しすぎた場合には、配線溝12
内にCuが不足して配線抵抗が上昇するため、Cu配線
層14aを際に研磨し過ぎないように注意する。本実施
形態において、Cu配線層14aを制御良く研磨するこ
とができるならば、図2(e)のようにCu配線層14
aを研磨し、それによってプロセスステップを削減する
ことができる。
4 and 5 show an example of a polished state in the flattening step of the Cu wiring layer 14a. 4 (a) and 4
As shown in (b), when Cu remains on the wiring groove 12, the polishing amount is insufficient, so that the Cu wiring layer 14a is further polished and removed. At this time, Cu
Being careful not to polish the wiring layer 14a too much, recess etching is performed after the polishing to remove only the thickness of the conductive protective film. In the case shown in FIG. 4C, the Cu wiring layer 14
Since a is in a range that can be removed by recess etching, the margin of etching (Margin)
The etching may be performed as shown in FIG. With respect to FIG. 5D, if the Cu wiring layer 14a is removed by recess etching, the amount of Cu remaining in the wiring groove 12 is reduced. A protective film is selectively formed. If the Cu wiring layer 14a is excessively polished as shown in FIG.
Be careful not to over-polish the Cu wiring layer 14a, because Cu will be insufficient inside and wiring resistance will increase. In the present embodiment, if the Cu wiring layer 14a can be polished with good control, the Cu wiring layer 14 as shown in FIG.
a can be polished, thereby reducing process steps.

【0032】図2(f)は、Cu配線14上に導電性保
護膜15を形成する工程を示す。導電性保護膜15は、
Cu配線14上に選択的に形成されるため、選択的に成
長することができるメタル系の導電膜であるが、一例と
して、CoWP膜などがある。この導電性保護膜15
は、後述のメタルバリア層13を研磨して除去する際の
Cu配線14にディッシング、エロージョン、スクラッ
チなどが生じるのを防止し、且つ、Cu配線14の上層
の配線が配線14に電気的に接続するために導電性を有
する。また、導電性保護膜15は、後述の工程でメタル
バリア層13が研磨される際に同時に研磨されるため、
その際に研磨されすぎてCu配線14表面が露出しない
ようなメタルバリア層13と略同程度の強度を有する材
料が用いられる。
FIG. 2F shows a step of forming the conductive protective film 15 on the Cu wiring 14. The conductive protective film 15 is
Since it is a metal-based conductive film that can be selectively grown on the Cu wiring 14, it is a CoWP film or the like. This conductive protective film 15
Prevents the Cu wiring 14 from being dished, eroded, scratched, or the like when the metal barrier layer 13 described later is removed by polishing, and the upper wiring of the Cu wiring 14 is electrically connected to the wiring 14. Therefore, it has conductivity. Further, since the conductive protective film 15 is polished at the same time when the metal barrier layer 13 is polished in the process described below,
At this time, a material having substantially the same strength as that of the metal barrier layer 13 is used so that the surface of the Cu wiring 14 is not excessively polished and exposed.

【0033】図3(g)に示すように、導電性保護膜1
5は、メタルバリア層13が研磨される際に同時に除去
され、導電性保護膜15の高さが層間絶縁膜11の高さ
にまで平坦化される。メタルバリア層13及び導電性保
護膜15は、化学的機械研磨法(CMP)、電界研磨法
(ECP)、ドライエッチングなどがある。化学的機械
研磨法(CMP)により平坦化する場合、平坦性が重要
であるために、低圧力、高速回転で平坦化処理が行われ
る。本実施形態においては、配線溝12の配線14上に
できる段差が導電性保護膜15により埋められるため、
層間絶縁膜11上の平面で均一に研磨圧力を印加して研
磨することができ、メタルバリア層13を層間絶縁膜1
1に至るまで均一に研磨することができる。また、研磨
に用いるスラリーは、本実施形態では導電性保護膜15
によりCuを研磨することがないので、研磨速度を向上
するために、絶縁膜にスクラッチが入らない程度の研磨
砥粒が含有されていても良い。ドライエッチングにより
平坦化する場合には、通常の反応性イオンエッチング
(RIE)などの異方性エッチングで、メタルバリア層
13及び導電性保護膜15を選択比なしでエッチングす
る。また、Cu配線14のCuが層間絶縁膜11の表面
に露出していないため、層間絶縁膜11の表面はCuに
より腐食されることがない。反応性イオンエッチング
(RIE)を用いる場合の他には、メタルバリア層13
の膜厚が500Å以下と薄いので、Ar等を用いたスパ
ッタリングエッチングなどの物理的エッチングを用いて
平坦化することができる。また、図面には記載しない
が、従来例における平坦化工程と同様に、研磨で使われ
る研磨薬液(スラリー)に混入される研磨砥粒や金属イ
オンなどがウエハ上に付着されているため、研磨した後
に洗浄を行い、研磨砥粒及び金属イオン等の不純物を除
去する。
As shown in FIG. 3 (g), the conductive protective film 1
5 is removed at the same time when the metal barrier layer 13 is polished, and the height of the conductive protective film 15 is flattened to the height of the interlayer insulating film 11. For the metal barrier layer 13 and the conductive protective film 15, there are a chemical mechanical polishing method (CMP), an electric field polishing method (ECP), dry etching, and the like. When planarizing by chemical mechanical polishing (CMP), since planarity is important, the planarizing process is performed at low pressure and high speed rotation. In the present embodiment, since the step formed on the wiring 14 of the wiring groove 12 is filled with the conductive protective film 15,
The polishing can be applied uniformly on the flat surface of the interlayer insulating film 11 so that the metal barrier layer 13 can be polished.
It can be uniformly polished up to 1. Further, the slurry used for polishing is the conductive protective film 15 in this embodiment.
Since Cu is not polished by the above method, in order to improve the polishing rate, polishing particles may be contained in the insulating film to the extent that scratches do not enter. When flattening by dry etching, anisotropic etching such as ordinary reactive ion etching (RIE) is performed to etch the metal barrier layer 13 and the conductive protective film 15 without a selection ratio. Further, since Cu of the Cu wiring 14 is not exposed on the surface of the interlayer insulating film 11, the surface of the interlayer insulating film 11 is not corroded by Cu. In addition to the case of using the reactive ion etching (RIE), the metal barrier layer 13
Since the film thickness is as thin as 500 Å or less, it can be planarized by using physical etching such as sputtering etching using Ar or the like. Although not shown in the drawing, as in the conventional flattening process, since polishing abrasive grains and metal ions mixed in the polishing chemical liquid (slurry) used for polishing are attached on the wafer, After that, cleaning is performed to remove impurities such as abrasive grains and metal ions.

【0034】従来例においては、Cu配線層14a及び
メタルバリア層13を化学的機械的研磨法(CMP)に
より連続して研磨して除去するのであるが、Cu配線層
14aを研磨後にメタルバリア層13が露出するまで研
磨すると、メタルバリア層13の研磨速度はCu配線層
14aの研磨速度に比べて小さいため、メタルバリア層
13はCu配線層14aに比べて研磨し難くなる。その
ため、メタルバリア層13を研磨するときにはウエハな
どに大きな負荷が掛かり、大きな負荷が掛かる状態でC
u配線層14aに続けて連続してメタルバリア層13を
研磨する場合には、広い配線溝12や配線密度の大きな
部分などの弱い部分に負荷が掛かり、大きな負荷の掛か
る弱い部分がより多く削れてしまう。特に、Cuを用い
て配線を形成する場合には、Cuが柔らかい材料である
ため、広い配線溝12や配線密度の大きな部分などの弱
い部分に形成されるCu配線層14aに負荷が掛かり、
大きな負荷の掛かるCuがより多く削れてしまい、例え
ば配線幅の広いところではディッシングといわれる配線
部のえぐれが生じたり、配線が密なパタンではエロージ
ョンといわれる密配線全体がえぐれる現象が発生したり
する。そのため、Cu配線14に生じるディッシングや
エロージョンによりCu配線14の配線抵抗が上昇して
しまう。さらに、メタルバリア層13研磨後においても
研磨圧力は印加されており、また研磨砥粒が研磨薬液
(スラリー)中に混入されているので、メタルバリア層
13を研磨して除去する際に発生したディッシングやエ
ロージョンを回復することができない。また、メタルバ
リア層13やCu配線層14aが研磨砥粒中で研磨され
ている上に、研磨のために印加荷重が掛けられるので、
柔らかいCuにスクラッチが発生することは回避できな
い。そのため、Cu配線14に生じるディッシングやエ
ロージョンによりCu配線14の配線抵抗が上昇するだ
けでなく、スクラッチの発生により配線切れが生じてし
まう。
In the conventional example, the Cu wiring layer 14a and the metal barrier layer 13 are continuously polished and removed by the chemical mechanical polishing method (CMP). However, after the Cu wiring layer 14a is polished, the metal barrier layer is removed. When polishing is performed until 13 is exposed, the polishing rate of the metal barrier layer 13 is lower than the polishing rate of the Cu wiring layer 14a, so that the metal barrier layer 13 is more difficult to polish than the Cu wiring layer 14a. Therefore, when polishing the metal barrier layer 13, a large load is applied to the wafer and the like, and C is applied in a state where a large load is applied.
When the metal barrier layer 13 is continuously polished following the u wiring layer 14a, a weak portion such as a wide wiring groove 12 or a portion having a large wiring density is loaded, and a weak portion having a large load is scraped more. Will end up. In particular, when wiring is formed using Cu, since Cu is a soft material, a load is applied to the Cu wiring layer 14a formed in a wide wiring groove 12 or a weak portion such as a portion having a large wiring density,
A large amount of Cu that is subjected to a large load is scraped off. For example, in a wide wiring width, there is a phenomenon of dishing of a wiring portion, which is called dishing. To do. Therefore, the wiring resistance of the Cu wiring 14 increases due to dishing or erosion that occurs in the Cu wiring 14. Further, since the polishing pressure is applied even after the metal barrier layer 13 is polished and the polishing abrasive particles are mixed in the polishing chemical liquid (slurry), it is generated when the metal barrier layer 13 is polished and removed. Cannot recover dishing or erosion. Further, since the metal barrier layer 13 and the Cu wiring layer 14a are polished in the polishing grains, an applied load is applied for polishing,
Occurrence of scratches on soft Cu cannot be avoided. Therefore, not only the wiring resistance of the Cu wiring 14 increases due to dishing or erosion that occurs in the Cu wiring 14, but also the wiring breaks due to the occurrence of scratches.

【0035】これに対して、本実施形態において、前述
のように、メタルバリア層13を研磨する前に配線溝1
2を埋め込むCu配線14上に導電性保護膜15を選択
的に形成するため、メタルバリア層13を研磨するとき
には配線14は導電性保護膜15によりメタルバリア層
13の研磨時に大きな負荷が掛かる弱い部分であるCu
配線14が保護される。また、メタルバリア層13を研
磨する際にはCu配線14を保護する導電性保護膜15
が同時に研磨されるのみで、Cu配線14は研磨される
ことがなく、Cu配線14にメタルバリア層13の研磨
による影響が生じない。そのため、Cu配線14がディ
ッシングのように配線部がえぐれたり、エロージョンの
ように密配線全体がえぐれたりすることなく、また研磨
砥粒により柔らかいCuにスクラッチが発生するのを回
避することができる。そして、メタルバリア層13及び
導電性保護膜15の研磨でCu配線14を研磨すること
なくディッシングやエロージョンを防止して配線抵抗が
上昇するのを押さえることができ、またスクラッチの発
生を回避して配線切れを防ぐことができる。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the wiring groove 1 is formed before the metal barrier layer 13 is polished.
Since the conductive protective film 15 is selectively formed on the Cu wiring 14 that embeds 2, the wiring 14 is weakly subjected to a large load when the metal barrier layer 13 is polished by the conductive protective film 15 when the metal barrier layer 13 is polished. Part of Cu
The wiring 14 is protected. Further, when polishing the metal barrier layer 13, a conductive protective film 15 for protecting the Cu wiring 14 is provided.
However, the Cu wiring 14 is not polished, and the Cu wiring 14 is not affected by the polishing of the metal barrier layer 13. Therefore, the wiring portion of the Cu wiring 14 is not scooped like dishing, and the entire dense wiring is not scooped like erosion, and scratches on soft Cu due to the abrasive grains can be avoided. Then, by polishing the metal barrier layer 13 and the conductive protective film 15, it is possible to prevent dishing and erosion without polishing the Cu wiring 14 and suppress an increase in wiring resistance, and avoid occurrence of scratches. It is possible to prevent wiring breakage.

【0036】このようにCu配線層14aに印加される
過剰な印加荷重により発生するディッシングやエロージ
ョンを防止して配線抵抗が上昇するのを押さえることが
できるため、配線溝12に埋め込まれたCu配線14が
ディッシングやエロージョンにより減少するのを防止し
てエレクトロマイグレーション(Electro Mi
gration)やストレスマイグレーション(Str
ess Migration)の耐性に優れたCu配線
14を形成することができる。また、Cu配線層14a
に印加される過剰な印加荷重や研磨砥粒によりスクラッ
チの発生を回避して配線切れを防ぐことができるため、
Cu配線14にボイドや配線切れが生じることなくエレ
クトロマイグレーションやストレスマイグレーションを
向上させることができ、信頼性の高いCu配線14を実
現することができる。
As described above, since it is possible to prevent dishing and erosion caused by an excessive applied load applied to the Cu wiring layer 14a and suppress an increase in wiring resistance, the Cu wiring embedded in the wiring groove 12 is prevented. 14 is prevented from decreasing due to dishing or erosion, and electromigration (Electro Mi
gration) and stress migration (Str
The Cu wiring 14 excellent in ess migration resistance can be formed. Also, the Cu wiring layer 14a
Since it is possible to prevent the occurrence of scratches due to excessive applied load and polishing abrasive particles applied to
It is possible to improve electromigration and stress migration without causing voids or wire breakage in the Cu wiring 14, and to realize a highly reliable Cu wiring 14.

【0037】さらに、ディッシングやエロージョンがな
くなるため、層間絶縁膜11上の配線溝12をリソグラ
フィー技術によりパターニングして異方性エッチングに
より形成する際にマージン(Margin)のあるプロ
セスを行うことができ、Cu配線14に段差が生じるこ
とがなくなる。そのため、層間絶縁膜11上の上層に配
線を形成する際に段差によりCu残りが発生するのを回
避することができ、その段差の緩和によりプロセスマー
ジン(Process Margin)が上昇し、積層
配線インテグレーション(Integration)を
簡便化することができる。また、スクラッチがなくなる
ために、異物検査の工程を低減することができ、積層配
線インテグレーションの簡便化を図ることによりプロセ
スマージンを高めることができる。
Furthermore, since dishing and erosion are eliminated, a process with a margin can be performed when the wiring trench 12 on the interlayer insulating film 11 is patterned by the lithography technique and is formed by anisotropic etching. No step is formed on the Cu wiring 14. Therefore, it is possible to prevent Cu residue from being generated due to a step when forming a wiring on the upper layer on the interlayer insulating film 11, and by relaxing the step, the process margin is increased, and the stacked wiring integration ( Integration) can be simplified. Further, since scratches are eliminated, the step of inspecting foreign matter can be reduced, and the process margin can be increased by simplifying the laminated wiring integration.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明の配線の形成方法によれば、拡散
防止層であるメタルバリア層と削除領域を埋め込む金属
層とを平坦化する際に、金属層を除去した後に配線溝を
埋め込む金属配線上に導電性の保護膜を形成することに
より、平坦化のときの金属配線上に掛かる過剰な印加荷
重や研磨砥粒によりディッシングのように配線部がえぐ
れたり、エロージョンのように密配線全体がえぐれたり
するのを防止することができ、また研磨砥粒によりスク
ラッチが発生するのを回避することができる。
According to the method of forming a wiring of the present invention, when the metal barrier layer which is the diffusion preventing layer and the metal layer which fills the deleted region are planarized, the metal which fills the wiring groove after removing the metal layer is used. By forming a conductive protective film on the wiring, the wiring part is cut off like dishing due to excessive applied load and polishing abrasives applied on the metal wiring at the time of flattening, or the entire dense wiring like erosion. It is possible to prevent scraping off and to prevent scratches caused by the abrasive grains.

【0039】配線に生じるディッシングやエロージョン
を防止することができるため、エレクトロマイグレーシ
ョンやストレスマイグレーションの耐性に優れた配線を
形成することができ、また研磨砥粒によりにスクラッチ
が発生するのを回避することができるため、配線中にボ
イド及び配線切れがなく、エレクトロマイグレーション
やストレスマイグレーションの耐性を向上させることが
できる。そのため、本発明の配線の形成方法では、信頼
性の高い配線を形成することが可能となる。
Since it is possible to prevent dishing and erosion that occur in the wiring, it is possible to form a wiring having excellent resistance to electromigration and stress migration, and to avoid the occurrence of scratches due to abrasive grains. As a result, there is no void or disconnection in the wiring, and resistance to electromigration and stress migration can be improved. Therefore, according to the wiring forming method of the present invention, it is possible to form a highly reliable wiring.

【0040】さらに、ディッシングやエロージョンがな
くなるため、層間絶縁膜上の配線溝やビアホールをリソ
グラフィー技術によりパターニングして異方性エッチン
グにより形成する際にマージンのあるプロセスを行うこ
とができ、配線に段差が生じることがなくなる。そのた
め、層間絶縁膜上の上層に配線を形成する際に段差によ
りCu残りが発生するのを回避することができ、その段
差の緩和によりプロセスマージンが上昇し、積層配線イ
ンテグレーションを簡便化することができる。また、ス
クラッチがなくなるために、異物検査の工程を低減する
ことができ、積層配線インテグレーションの簡便化を図
ることによりプロセスマージンを高めることができる。
Furthermore, since dishing and erosion are eliminated, a process with a margin can be performed when the wiring groove and the via hole on the interlayer insulating film are patterned by the lithography technique and formed by anisotropic etching. Will not occur. Therefore, it is possible to prevent Cu residue from being generated due to the step when forming the wiring on the upper layer on the interlayer insulating film, and the relaxation of the step increases the process margin and simplifies the laminated wiring integration. it can. Further, since scratches are eliminated, the step of inspecting foreign matter can be reduced, and the process margin can be increased by simplifying the laminated wiring integration.

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

【図1】本発明の配線の形成方法における配線溝の形
成、メタルバリア層の形成、Cu配線層の形成の工程を
示し、(a)は配線溝形成の工程断面図であり、(b)
はメタルバリア層形成の工程断面図であり、(c)はC
u配線層形成の工程断面図である。
1A and 1B show steps of forming a wiring groove, forming a metal barrier layer, and forming a Cu wiring layer in a method for forming a wiring of the present invention, FIG. 1A is a sectional view of a wiring groove forming step, and FIG.
Is a process sectional view of forming a metal barrier layer, and (c) is C
It is a process sectional view of u wiring layer formation.

【図2】本発明の配線の形成方法におけるCu配線層の
研磨、Cu配線のエッチング、及び導電性保護膜の選択
的形成Cu配線層の研磨の工程を示し、(d)はCu配
線層研磨の工程断面図であり、(e)はCu配線層エッ
チングの工程断面図であり、(f)は導電性保護膜の選
択的形成の工程断面図である。
FIG. 2 shows a step of polishing a Cu wiring layer, etching a Cu wiring, and selectively forming a conductive protective film on a Cu wiring layer in the method for forming a wiring of the present invention, and (d) shows a Cu wiring layer polishing. 2E is a process sectional view of the Cu wiring layer etching, and FIG. 3F is a process sectional view of selectively forming the conductive protective film.

【図3】本発明の配線の形成方法におけるメタルバリア
層及び導電性保護膜の研磨工程を示し、(g)はメタル
バリア層及び導電性保護膜研磨の工程断面図である。
FIG. 3 shows a step of polishing a metal barrier layer and a conductive protective film in the wiring forming method of the present invention, and (g) is a sectional view of a step of polishing the metal barrier layer and the conductive protective film.

【図4】本発明の配線の形成方法におけるCu配線層の
研磨状態を示し、(a)は研磨不足の工程断面図であ
り、(b)は研磨不足の工程断面図であり、(c)は研
磨不足の工程断面図である。
4A and 4B show a polishing state of a Cu wiring layer in the wiring forming method of the present invention, wherein FIG. 4A is a sectional view of a step with insufficient polishing, FIG. 4B is a sectional view of a step with insufficient polishing, and FIG. [FIG. 3] is a process cross-sectional view showing insufficient polishing.

【図5】本発明の配線の形成方法におけるCu配線層の
研磨状態を示し、(d)はエッチング要の工程断面図で
あり、(e)は研磨過多の工程断面図である。
5A and 5B show a polished state of a Cu wiring layer in the wiring forming method of the present invention, FIG. 5D is a sectional view of a step requiring etching, and FIG.

【図6】従来の配線の形成方法における配線溝の形成、
バリアメタルの形成、Cu配線層の形成の工程を示し、
(a)は配線溝形成の工程断面図であり、(b)はバリ
アメタル形成の工程断面図であり、(c)はCu配線層
形成の工程断面図である。
FIG. 6 is a view showing the formation of a wiring groove in the conventional wiring forming method,
The steps of forming a barrier metal and a Cu wiring layer are shown.
(A) is a process sectional view of forming a wiring groove, (b) is a process sectional view of forming a barrier metal, and (c) is a process sectional view of forming a Cu wiring layer.

【図7】従来の配線の形成方法におけるCu配線層の研
磨及びバリアメタルの研磨の工程を示し、(d)はCu
配線層研磨の工程断面図であり、(e)はバリアメタル
研磨の工程断面図である。
FIG. 7 shows a step of polishing a Cu wiring layer and a barrier metal in a conventional wiring forming method, and (d) shows Cu.
It is a process sectional view of wiring layer polish, and (e) is a process sectional view of barrier metal polish.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 層間絶縁膜 12 配線溝 13 メタルバリア層 14a Cu配線層 14 Cu配線 15 導電性保護膜 101 絶縁膜 102 配線溝 103 バリアメタル 104a Cu配線層 104 Cu配線 11 Interlayer insulation film 12 wiring groove 13 Metal barrier layer 14a Cu wiring layer 14 Cu wiring 15 Conductive protective film 101 insulating film 102 wiring groove 103 Barrier metal 104a Cu wiring layer 104 Cu wiring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田井 香織 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 大岡 豊 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 瀬川 雄司 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5F033 HH07 HH11 HH21 HH32 HH33 HH34 JJ01 JJ07 JJ11 JJ21 JJ32 JJ33 JJ34 KK01 KK03 KK07 LL04 MM01 MM02 MM12 MM13 NN06 NN07 PP06 PP14 PP27 PP28 PP33 QQ09 QQ11 QQ13 QQ14 QQ16 QQ19 QQ24 QQ37 QQ46 QQ48 QQ91 RR01 RR04 RR06 SS11 XX00 XX01 XX03 XX05 XX06 XX14 XX18 XX28    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kaori Tai             6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Soni             -Inside the corporation (72) Inventor Yutaka Ooka             6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Soni             -Inside the corporation (72) Inventor Yuji Segawa             6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Soni             -Inside the corporation F term (reference) 5F033 HH07 HH11 HH21 HH32 HH33                       HH34 JJ01 JJ07 JJ11 JJ21                       JJ32 JJ33 JJ34 KK01 KK03                       KK07 LL04 MM01 MM02 MM12                       MM13 NN06 NN07 PP06 PP14                       PP27 PP28 PP33 QQ09 QQ11                       QQ13 QQ14 QQ16 QQ19 QQ24                       QQ37 QQ46 QQ48 QQ91 RR01                       RR04 RR06 SS11 XX00 XX01                       XX03 XX05 XX06 XX14 XX18                       XX28

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に層間絶縁膜を形成し、該層間絶
縁膜の一部を除去して削除領域を形成し、 該削除領域にメタルバリア層を形成した後に金属層を埋
め込んで形成する配線の形成方法において、 前記削除領域外の前記メタルバリア層上の前記金属層を
除去する工程と、 前記削除領域内の前記金属層上面に、前記金属層の除去
から保護する保護膜を形成する工程と、 前記削除領域外の前記メタルバリア層を除去するととも
に前記保護膜を除去する工程とを有することを特徴とす
る配線の形成方法。
1. An interlayer insulating film is formed on a substrate, a part of the interlayer insulating film is removed to form a deleted region, a metal barrier layer is formed in the deleted region, and then a metal layer is embedded. In the method for forming a wiring, a step of removing the metal layer on the metal barrier layer outside the deleted area, and forming a protective film for protecting the metal layer from removal on the upper surface of the metal layer in the deleted area A method of forming a wiring, comprising: a step of removing the metal barrier layer outside the deleted region and a step of removing the protective film.
【請求項2】 前記削除領域は、配線溝、ビアホール、
コンタクトホール、若しくはこれらの組み合わせである
ことを特徴とする請求項1記載の配線の形成方法。
2. The deleted region is a wiring groove, a via hole,
The wiring forming method according to claim 1, wherein the wiring is a contact hole or a combination thereof.
【請求項3】 前記金属層は、シード層を成膜した後、
メッキ法により形成されることを特徴とする請求項1記
載の配線の形成方法。
3. The metal layer, after forming a seed layer,
The wiring forming method according to claim 1, wherein the wiring is formed by a plating method.
【請求項4】 前記金属層は銅を用いて形成されること
を特徴とする請求項1記載の配線の形成方法。
4. The wiring forming method according to claim 1, wherein the metal layer is formed using copper.
【請求項5】 前記金属層の除去は、化学的機械的研磨
法若しくは電界研磨法により行われることを特徴とする
請求項1記載の配線の形成方法。
5. The method for forming a wiring according to claim 1, wherein the removal of the metal layer is performed by a chemical mechanical polishing method or an electropolishing method.
【請求項6】 前記金属層を除去した後、前記削除領域
の金属層上面に凹部が形成されることを特徴とする請求
項1記載の配線の形成方法。
6. The method for forming a wiring according to claim 1, wherein after the metal layer is removed, a recess is formed on the upper surface of the metal layer in the deleted region.
【請求項7】 前記金属層を除去した後、異方性エッチ
ングにより前記削除領域の金属層上面に凹部を形成し、
該凹部に前記保護膜を選択的に形成することを特徴とす
る請求項1記載の配線の形成方法。
7. After removing the metal layer, a recess is formed on the upper surface of the metal layer in the deleted region by anisotropic etching,
2. The wiring forming method according to claim 1, wherein the protective film is selectively formed in the recess.
【請求項8】 前記保護膜を導電膜であることを特徴と
する請求項1記載の配線の形成方法。
8. The method of forming a wiring according to claim 1, wherein the protective film is a conductive film.
【請求項9】 前記メタルバリア層は、化学的機械的研
磨法若しくは異方性エッチングにより除去されることを
特徴とする請求項1記載の配線の形成方法。
9. The method for forming a wiring according to claim 1, wherein the metal barrier layer is removed by a chemical mechanical polishing method or an anisotropic etching method.
【請求項10】 基板上に層間絶縁膜が形成され、該層
間絶縁膜の一部が除去されて削除領域が形成され、前記
層間絶縁膜及び前記削除領域上にメタルバリア層が形成
された後に金属層が埋め込まれて形成される配線におい
て、 前記削除領域外の前記メタルバリア層上の前記金属層が
除去され、前記削除領域内の前記金属層上面に、前記金
属層の除去から保護する保護膜が形成された後、前記削
除領域外の前記メタルバリア層を除去するとともに前記
保護膜が除去されて形成されることを特徴とする配線。
10. An interlayer insulating film is formed on a substrate, a part of the interlayer insulating film is removed to form a deletion region, and a metal barrier layer is formed on the interlayer insulating film and the deletion region. In a wiring formed by embedding a metal layer, the metal layer on the metal barrier layer outside the deleted region is removed, and the metal layer upper surface in the deleted region is protected from removal of the metal layer. A wiring formed by removing the metal barrier layer outside the deleted region and removing the protective film after the film is formed.
【請求項11】 基板上に絶縁領域を形成し、該絶縁領
域に囲まれて形成される削除領域に金属層を埋め込んで
形成する配線の形成方法において、 前記削除領域を含む前記絶縁領域上に、前記金属層から
の金属の前記絶縁領域への拡散を防ぐ拡散防止層を形成
した後、該拡散防止層上に前記金属層を堆積して前記削
除領域を埋め込む工程と、 前記削除領域外の前記拡散防止層上の前記金属層を除去
する工程と、 前記削除領域内の前記金属層上面に、前記金属層の除去
から保護する保護層を形成する工程と、 前記削除領域外の前記拡散防止層を除去するとともに前
記保護層を除去する工程とを有することを特徴とする配
線の形成方法。
11. A method of forming a wiring in which an insulating region is formed on a substrate, and a metal layer is embedded in a deleted region formed surrounded by the insulating region, wherein the insulating region including the deleted region is formed. Forming a diffusion prevention layer that prevents diffusion of metal from the metal layer into the insulating region, and then depositing the metal layer on the diffusion prevention layer to fill the deletion region; Removing the metal layer on the diffusion prevention layer, forming a protective layer on the upper surface of the metal layer in the deletion region to protect the metal layer from removal, and preventing diffusion outside the deletion region And a step of removing the protective layer as well as removing a layer.
【請求項12】 前記絶縁領域は層間絶縁膜であること
を特徴とする請求項11記載の配線の形成方法。
12. The method of forming a wiring according to claim 11, wherein the insulating region is an interlayer insulating film.
【請求項13】 前記削除領域は、配線溝、ビアホー
ル、コンタクトホール、若しくはこれらの組み合わせで
あることを特徴とする請求項11記載の配線の形成方
法。
13. The wiring forming method according to claim 11, wherein the deleted region is a wiring groove, a via hole, a contact hole, or a combination thereof.
【請求項14】 前記金属層は銅、タングステン、アル
ミニウム、若しくはこれらの組み合わせを用いて形成さ
れることを特徴とする請求項11記載の配線の形成方
法。
14. The wiring forming method according to claim 11, wherein the metal layer is formed using copper, tungsten, aluminum, or a combination thereof.
【請求項15】 前記金属層は、シード層を成膜した
後、メッキ法により形成されることを特徴とする請求項
11記載の配線の形成方法。
15. The method of claim 11, wherein the metal layer is formed by a plating method after forming a seed layer.
【請求項16】 前記金属層の除去は、化学的機械的研
磨法若しくは電界研磨法により行われることを特徴とす
る請求項11記載の配線の形成方法。
16. The method for forming a wiring according to claim 11, wherein the removal of the metal layer is performed by a chemical mechanical polishing method or an electropolishing method.
【請求項17】 前記金属層を除去した後、前記削除領
域の金属層上面に凹部が形成されることを特徴とする請
求項11記載の配線の形成方法。
17. The method according to claim 11, wherein a recess is formed on the upper surface of the metal layer in the deleted region after removing the metal layer.
【請求項18】 前記金属層を除去した後、異方性エッ
チングにより前記削除領域の金属層上面に凹部を形成
し、該凹部に前記保護層を選択的に形成することを特徴
とする請求項11記載の配線の形成方法。
18. The method according to claim 18, wherein after the metal layer is removed, a concave portion is formed on the upper surface of the metal layer in the deleted region by anisotropic etching, and the protective layer is selectively formed in the concave portion. 11. The method for forming wiring according to item 11.
【請求項19】 前記保護層を導電膜であることを特徴
とする請求項11記載の配線の形成方法。
19. The wiring forming method according to claim 11, wherein the protective layer is a conductive film.
【請求項20】 前記拡散防止層はメタルバリア層であ
ることを特徴とする請求項11記載の配線の形成方法。
20. The wiring forming method according to claim 11, wherein the diffusion prevention layer is a metal barrier layer.
【請求項21】 前記拡散防止層の除去は、化学的機械
的研磨法若しくは異方性エッチングにより行われること
を特徴とする請求項11記載の配線の形成方法。
21. The method of forming a wiring according to claim 11, wherein the diffusion prevention layer is removed by a chemical mechanical polishing method or an anisotropic etching method.
【請求項22】 基板上に絶縁領域が形成され、該絶縁
領域に囲まれて形成される削除領域を含む前記絶縁領域
上に、前記金属層からの金属の前記絶縁領域への拡散を
防ぐ拡散防止層が形成された後、該拡散防止層上に前記
金属層が堆積されて前記削除領域に前記金属層が埋め込
まれて形成される配線において、 前記削除領域外の前記拡散防止層上の前記金属層が除去
され、前記削除領域内の前記金属層上面に、前記金属層
の除去から保護する保護層が形成された後、前記削除領
域外の前記拡散防止層を除去するとともに前記保護層が
除去されて形成されることを特徴とする配線。
22. Diffusion for preventing diffusion of metal from the metal layer into the insulating region, wherein an insulating region is formed on a substrate, and the insulating region includes a deleted region surrounded by the insulating region. In a wiring formed by depositing the metal layer on the diffusion prevention layer and burying the metal layer in the deletion region after forming the prevention layer, the wiring on the diffusion prevention layer outside the deletion region. After the metal layer is removed and a protective layer for protecting the metal layer from removal is formed on the upper surface of the metal layer in the deleted region, the diffusion prevention layer outside the deleted region is removed and the protective layer is A wiring characterized by being removed and formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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