JP2004153124A - Method of treating substrate and method of forming wiring structure - Google Patents

Method of treating substrate and method of forming wiring structure Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a reliable and favorable connection that contributes to the further scale down of a device by completely suppressing the occurrence of short circuits between metal layers (particularly, wiring structures) and between wires, particularly, Cu-containing wiring formed by a damascene method. <P>SOLUTION: In order to obtain a favorable wiring structure, a Cu oxide formed on the exposed surface of Cu can be reduced sufficiently, the thermal expansion of the exposed surface of Cu can be prevented, and annealing performed by using a hydrogen gas as reducing gas is performed under a condition that a annealing temperature and annealing pressure are adjusted to 200-350°C and ≤80 Pa, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に半導体装置に用いられる基板処理方法及び配線構造の形成方法に関し、特に配線が少なくとも銅(Cu)を含有する材料からなる配線構造の形成時に適用される。
【0002】
【従来の技術】
近年では、半導体素子の高集積化とチップサイズの縮小化に伴い、配線の微細化及び多層配線化が加速的に進められている。こうした多層配線を有するロジックデバイスにおいては、配線遅延がデバイス信号遅延の支配的要因の1つになりつつある。デバイスの信号遅延は配線抵抗値と配線容量の積に比例しており、従って配線遅延の改善のためには、配線抵抗値や配線容量を軽減することが重要である。
【0003】
そこで、配線容量を低減するため、Cu配線を形成することが検討されている。Cuは加工が困難であり、従ってこれを配線に適用する場合の好適な構造として、層間絶縁膜に形成した配線溝をバリアメタル膜を介してCuで充填してなる、いわゆるダマシン構造が注目されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ダマシン構造のCu配線を形成する場合、下層Cu配線と上層Cu配線とを接続するときに、下層Cu配線の表面の一部を前記層間絶縁膜に形成されたビア孔から露出させることになるが、この際に当該表面が酸化されてCu酸化物が形成され、接続不良を起こすことがある。従って良好な接続を得るには、バリアメタル膜の形成前処理としてCu酸化物を還元する基板処理を行うことを要する。この基板処理としては、例えばArイオンを用いたいわゆる逆スパッタエッチング(Ar逆スパッタ)により、Cu酸化物を除去する処理が主に用いられている。
【0005】
しかしながら、Ar逆スパッタによる前処理では、層間絶縁膜に形成された配線溝の肩部位もエッチングされ、隣接する配線−配線間でショートが発生するおそれがある。更には、配線溝と連結するビア孔の底部位でCuもリスパッタされ、ビア孔の内壁面にCuが付着し隣接するビア孔−ビア孔間でショートが発生する懸念もある。
【0006】
本発明は、前記課題を解決すべく成されたものであり、金属層(特に配線構造)間のショートを完全に抑制してデバイスの更なる微細化に寄与し、確実な配線間接続、特にダマシン法におけるCu含有配線間の良好な接続を実現して、信頼性の高いデバイスを得ることができる基板処理方法及び配線構造の形成方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意検討の結果、以下に示す発明の態様に想到した。
【0008】
本発明の基板処理方法は、基板の上方で銅を含有する材料からなる金属層の表面の一部が絶縁層から露出しており、前記表面の一部に対し、水素ガスを還元ガスとして用い、前記処理温度を200℃〜350℃、且つ処理圧力を80Pa以上とする条件で前記基板を水素アニール処理する。
【0009】
本発明の配線構造の形成方法は、基板の上方で銅を含有する材料からなる下層配線を覆うように形成されてなる第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を形成する工程と、前記配線の表面の一部を露出させるように、前記第2の絶縁膜を加工する工程と、前記表面の一部に対し、水素ガスを還元ガスとして用い、前記処理温度を200℃〜350℃、且つ処理圧力を80Pa以上とする条件で前記基板を水素アニール処理する工程と、前記第2の絶縁膜の加工部位を埋め込み、前記配線と接続される上層配線を形成する工程とを含む。
【0010】
【発明の実施の形態】
−本発明の基本骨子−
先ず、本発明の基本骨子について、その作用原理と共に説明する。
本発明では、銅を含有する材料からなる金属層の露出表面に形成された金属酸化膜(ここでは便宜上、ダマシン法における下層Cu配線の表面を前記露出表面、Cu酸化物を前記金属酸化膜として述べる。)を還元する際に、Ar逆スパッタ処理等を行う替わりに、Hガスを還元ガスとして用いた水素アニール処理を利用する。
【0011】
上記した水素アニール処理については、例えば処理温度360℃、処理圧力6Pa、及び処理時間90秒の条件で行えば良い旨の、いわゆるメーカー推奨条件が知られている。しかしながらこの場合、層間絶縁膜に形成されたビア孔の底部位の前記露出表面のCuが熱膨張し、層間絶縁膜及び配線構造にストレスが発生するために十分な接続が得られない。
【0012】
本発明者は、当該水素アニール処理により、前記露出表面のCuに熱膨張を発生させる等の不都合を生ぜしめることなく、Cu酸化物を確実に還元する観点から、当該アニール処理の各条件、具体的には処理温度を低温に、処理圧力を高圧として、両者の相関関係から最適化することに想到した。
【0013】
(実験1)
ここでは、処理温度及び処理時間を固定し、処理圧力を変えてCu酸化膜の還元能力を調べる一方、処理圧力及び処理時間を固定し、処理温度を変えてCu酸化膜の還元能力を調べた。具体的には、スパッタ形成されたCu膜の表面を強制的に酸化した後、Hガスを用いてアニール処理を行い、SIMSによる酸素濃度を還元能力の指標として測定した。
【0014】
図1に処理圧力と酸素濃度との関係を、図2に処理温度と酸素濃度との関係をそれぞれ示す。図1では処理温度を250℃、処理時間を90秒とし、図2では処理圧力を180Pa、処理時間を90秒とした。
図1に示すように、処理圧力を80Pa程度以上の高圧条件とすることにより、4×1022〜5×1022(atoms/cc)という極めて低い酸素濃度となることが判る。他方、図2に示すように、処理温度としては200℃〜350℃程度であれば、十分な低酸素濃度となることが判る。更に図2では、上記のメーカー推奨条件である処理温度360℃、処理圧力6Pa、及び処理時間90秒による結果を示しており、当該条件では比較的高い酸素濃度を示す。
【0015】
(実験2)
実験1の結果を踏まえ、良好な配線接続を見込んだCu酸化物の適切な還元処理を行うべく、処理温度と処理圧力の最適な範囲について調べた。
【0016】
図3は、スパッタ形成されたCu膜の表面を強制的に酸化し、Hガスを用いたアニール処理により各条件で還元した際のCu膜表面の反射強度を還元能力の指標として測定した結果を示す特性図である。ここでも、処理時間を90秒に設定した。
このように、処理温度が250℃程度の比較的低温でも、処理圧力を80Pa程度以上とすれば、十分な反射強度が得られることが判る。なおこの場合、200℃、80Paの条件ではさほど反射強度は十分とは言えないが、ここでは還元能力の最重要パラメータとして処理温度と処理圧力に限定して考察しており、例えば処理温度を比較的長時間、例えば100秒〜120秒程度に設定すれば、十分な反射強度が得られると推定される。
【0017】
(実験3)
本発明者は、ビア孔の底部位におけるCuの熱膨張等の不都合を確実に防止する観点から、処理温度を低温に抑えるべく、上述の水素アニール処理に加えた更なる手法を考察した結果、先ず基板の含有する水分を真空アニール処理で脱ガス(degas)した後、水素アニール処理を行うことに想到した。
【0018】
そこで、当該技術思想を具体的に検証すべく、水素アニール処理に先立って真空アニール処理を行った場合について、水素アニール処理のみの場合との比較に基づいて実験1と同様に酸素濃度を測定した。ここで、真空アニール処理の条件を処理圧力(5×10−6Pa以下)、処理温度250℃、処理時間90秒とし、水素アニール処理の条件を処理圧力180Pa、処理時間90秒で処理温度200℃及び250℃の2点とした。
【0019】
図4に測定結果を示す。ここでは参考として、真空アニール処理のみを行った場合の酸素濃度を記す。なお、Cu表面の初期状態(initial)における酸素濃度を付記する。
このように、水素アニール処理とその前処理とである真空アニール処理とを併用することにより、水素アニール処理のみの場合と比較して、ほぼ一様に酸素濃度が低下し、より優れた還元能力が得られることが判った。
【0020】
このように、実験1〜3の諸結果に基づいて、Cu露出表面の熱膨張等の不都合を防止しつつも、Cu露出表面のCu酸化物の十分な還元を実現し、良好な配線構造を得るには、水素ガスを還元ガスとして用いた水素アニール処理を、処理温度を200℃〜350℃、且つ処理圧力を80Pa以下とする条件で実行すれば良い。この効果は、当該水素アニール処理に先立って真空アニール処理を実行することにより更に顕著なものとなる。
【0021】
−配線構造の形成方法の具体的な実施形態−
上述した本発明の基本骨子を踏まえ、本発明をダマシン法(ここではいわゆるデュアルダマシン法)によるCu配線の形成方法に適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、半導体装置として一般的なMOSトランジスタを例に採り、その配線構造の形成に本発明を適用する。
【0022】
図5及び図6は、本実施形態による配線構造の形成方法を工程順に示す概略断面図である。
この配線構造を形成するにあたり、シリコンウェーハ上にゲート電極、ソース/ドレインを備えたMOSトランジスタ構造を形成する。そして、このMOSトランジスタ構造の例えばゲート電極と電気的に接続される配線構造に本発明が適用される。
【0023】
先ず、図5(a)に示すように、シリコン半導体基板1に例えばSTI(Shallow Trench Isolation)法による素子分離構造31で画定された活性領域において、ゲート絶縁膜2を介してゲート電極3をパターン形成し、このゲート電極3の両側面にサイドウォール絶縁膜32を形成した後、ゲート電極3の両側の半導体基板1の表層にソース/ドレイン4を形成する。そして、ゲート電極3及びソース/ドレイン4の各表面にCoSi(例えばX=2)からなるシリサイド層5を形成し、サリサイド構造とする。
【0024】
続いて、ゲート電極3を覆うように、CVD法によりシリコン窒化膜33を形成した後、PSG(Phospho silicate Glass)膜6を堆積する。そして、フォトリソグラフィー及びこれに続くエッチングにより、ゲート電極3の表面の一部を露出させるコンタクト孔をPSG膜6及びシリコン窒化膜33に形成した後、CVD(Chemical Vapor Deposition)法及びCMP(Chemical Mechanical Polishing)法等によりこのコンタクト孔をタングステン(W)で充填するWプラグ7を形成する。
【0025】
続いて、いわゆるダマシン法により下層Cu配線を形成する。
具体的には、先ず図5(b)に示すように、Wプラグ7の表面を覆うようにPSG膜6上に有機SOD(Spin On Diffusion)膜、ここではポリアリールエーテル系の低誘電率膜8を塗布した後、シリコン酸化膜9を堆積し、低誘電率膜8及びシリコン酸化膜9からなる層間絶縁膜11を形成する。なお、SODはSOG(Spin On Glass)を含むものとする。
【0026】
続いて、図5(c)に示すように、層間絶縁膜11上にフォトレジスト(不図示)を塗布し、フォトリソグラフィーによりフォトレジストを配線形状に加工する。次に、このフォトレジストをマスクとして層間絶縁膜11をドライエッチングし、層間絶縁膜11にフォトレジストの形状に倣った配線溝12を形成する。
【0027】
続いて、図5(d)に示すように、配線溝12の内壁面を覆うように、層間絶縁膜11上に高融点金属、ここではTaからなるバリアメタル膜13を、更にシード金属膜としてCu膜14aをスパッタ装置により真空中で連続的に堆積形成する。ここで、バリアメタル膜13及びCu膜14aの形成は真空中で連続的に行なうことが望ましい。
【0028】
続いて、Cu膜14aを電極として、メッキ法により配線溝12内を埋め込む膜厚にCu膜14bを形成する。ダマシン法によるCu膜14a,14bの分離のため、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法によりCu膜14a,14b及びバリアメタル膜13を研磨して配線溝12内のみにCu膜14a,14b及びバリアメタル膜13を残し、下層Cu配線15を形成する。
【0029】
続いて、図5(e)に示すように、Cuの拡散防止を主目的とするシリコン窒化膜16を下層Cu配線15を覆うように層間絶縁膜11上に形成する。
【0030】
続いて、下層Cu配線15とビア孔を介して電気的に接続される上層Cu配線を形成する。
【0031】
具体的には、先ず図6(a)に示すように、下層Cu配線15の表面を覆うようにシリコン酸化膜17を形成した後、有機SOD膜、ここではポリアリールエーテル系の低誘電率膜18を塗布し、更にシリコン酸化膜19を形成し、シリコン窒化膜16、シリコン酸化膜17、低誘電率膜18、及びシリコン酸化膜19からなる層間絶縁膜21を形成する。
【0032】
続いて、図6(b)に示すように、フォトリソグラフィー及びこれに続くエッチングにより、先ずシリコン酸化膜19上のシリコン窒化膜(不図示)に配線パターンとなる部分を形成する。続いて、下層Cu配線15の表面の一部を露出させるように、層間絶縁膜21にビア孔22を形成する。このとき、下層Cu配線15の表面の一部を完全には露出させることなく、下層Cu配線15上でシリコン窒化膜16を極薄に残し、言わば前記表面の一部をほぼ露出させた状態となるようにしても良い。
【0033】
そして、先にシリコン窒化膜に形成した配線パターン(不図示)をハードマスクとして、層間絶縁膜21の低誘電率膜18をエッチングストッパーとしてシリコン酸化膜19をエッチングし、続いてシリコン酸化膜17をエッチングストッパーとして低誘電率膜18をエッチングし、配線溝23を形成する。
【0034】
続いて、図6(c)に示すように、Hガスを還元ガスとして用いた上述の水素アニール処理を実行し、下層Cu配線15の表面におけるCu酸化物を還元して除去し、下層Cu配線15のCu表面を露出させる。当該アニール処理の具体的条件としては、処理温度を200℃〜350℃、且つ処理圧力を80Pa以上の条件、ここでは250℃且つ80Paで行う。
【0035】
続いて、図6(d)に示すように、配線溝23及びビア孔22の内壁面を覆うように、層間絶縁膜21上に高融点金属、ここではTaからなるバリアメタル膜24を、更にシード金属膜としてCu膜25aをスパッタ装置により真空中で連続的に堆積形成する。ここで、バリアメタル膜24及びCu膜25aの形成は真空中で連続的に行なうことが望ましい。
【0036】
続いて、Cu膜25aを電極として、メッキ法により配線溝23内及びビア孔22内を埋め込む膜厚にCu膜25bを形成する。
【0037】
そして、ダマシン法によるCu膜25a,25bの分離のため、CMP法によりCu膜25a,25b及びバリアメタル膜24を研磨して、配線溝23内及びビア孔22内のみにCu膜25a,25b及びバリアメタル膜24を残し、上層Cu配線26を形成する。
【0038】
以上により、ビア孔22を介して下層Cu配線15と上層Cu配線26とが電気的に接続されてなる配線構造が完成する。更に、上述したダマシン法を繰り返し、上層Cu配線26と接続される配線構造を形成する場合もある。
【0039】
しかる後、更なる層間絶縁膜やビア孔、配線等の形成を経て、前記配線構造を備えてなるMOSトランジスタを完成させる。
【0040】
以上説明したように、本実施形態によれば、ダマシン法によるCu配線構造間のショートを完全に抑制してデバイスの更なる微細化に寄与し、下層Cu配線15と上層Cu配線26との間の良好な接続を実現して、信頼性の高いMOSトランジスタを得ることができる。
【0041】
−変形例−
ここで、本実施形態の変形例について説明する。
この変形例では、先ず本実施形態と同様に図5(a)〜図5(e)、図6(a),(b)で示す各工程を経た後、図7に示すように、上述の水素アニール処理に先立ち、半導体基板1に真空でアニール処理を処理温度250℃、処理時間90秒で行う。その後、Hガスを還元ガスとして用いた上述の水素アニール処理を実行し、下層Cu配線15の表面におけるCu酸化物を還元して除去し、下層Cu配線15のCu表面を露出させる。当該アニール処理の具体的条件としては、処理温度を200℃〜350℃、且つ処理圧力を80Pa以上の条件、ここでは250℃且つ80Paで行う。
【0042】
しかる後、本実施形態と同様に、図6(c),図6(d)の各工程、更なる層間絶縁膜やビア孔、配線等の形成を経て、前記配線構造を備えてなるMOSトランジスタを完成させる。
【0043】
本変形例では、図8に示す構造の処理装置を用いる。このチャンバーは、図示のように少なくとも5つのチャンバー101〜105を備えており、チャンバー101で上記の真空アニール処理の工程、チャンバー102で上記の水素アニール処理の工程、チャンバー103でTaからなるバリアメタル膜24及びシード金属膜であるCu膜25aの形成工程、チャンバー104でメッキ法によるCu膜25bの形成工程を、真空状態とされた搬送用チャンバー105により半導体基板1をこれらの順序で搬送して、連続的に実行する。これにより、半導体基板1が大気暴露されることなく、一連の主工程を進行させることができる。
【0044】
以上説明したように、本実施形態によれば、ダマシン法によるCu配線構造間のショートを完全に抑制してデバイスの更なる微細化に寄与し、下層Cu配線15と上層Cu配線26との間の更なる良好な接続を実現して、信頼性の高いMOSトランジスタを得ることができる。
【0045】
なお、本実施形態及びその変形例では、半導体装置としてMOSトランジスタを例示したが、本発明はこれに限定されず、ダマシン法によるCu配線を備えて高集積化・微細化を図る全ての半導体装置に当該配線構造を適用して好適である。
【0046】
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【0047】
(付記1)基板の上方で銅を含有する材料からなる金属層の表面の一部が絶縁層から露出しており、前記表面の一部に対し、水素ガスを還元ガスとして用い、前記処理温度を200℃〜350℃、且つ処理圧力を80Pa以上とする条件で前記基板を水素アニール処理することを特徴とする基板処理方法。
【0048】
(付記2)前記水素アニール処理の前に、真空中で前記基板をアニール処理し、続いて前記基板を大気暴露することなく前記水素アニール処理することを特徴とする付記1に記載の基板処理方法。
【0049】
(付記3)前記絶縁層は、有機SOD材料を含むことを特徴とする付記1又は2に記載の基板処理方法。
【0050】
(付記4)前記有機SOD材料は、少なくともポリアリールエーテル系の低誘電率材料を含むことを特徴とする付記3に記載の基板処理方法。
【0051】
(付記5)前記金属層が配線であることを特徴とする付記1〜4のいずれか1項に記載の基板処理方法。
【0052】
(付記6)基板の上方で銅を含有する材料からなる下層配線を覆うように形成されてなる第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記配線の表面の一部を露出させるように、前記第2の絶縁膜を加工する工程と、
前記表面の一部に対し、水素ガスを還元ガスとして用い、前記処理温度を200℃〜350℃、且つ処理圧力を80Pa以上とする条件で前記基板を水素アニール処理する工程と、
前記第2の絶縁膜の加工部位を埋め込み、前記配線と接続される上層配線を形成する工程と
を含むことを特徴とする配線構造の形成方法。
【0053】
(付記7)前記水素アニール処理の前に、真空中で前記基板をアニール処理する工程を更に含み、
前記アニール処理の後、続いて前記基板を大気暴露することなく前記水素アニール処理することを特徴とする付記6に記載の配線構造の形成方法。
【0054】
(付記8)前記第2の絶縁膜は、有機SOD材料を含むことを特徴とする付記6又は7に記載の配線構造の形成方法。
【0055】
(付記9)前記有機SOD材料は、少なくともポリアリールエーテル系の低誘電率材料を含むことを特徴とする付記8に記載の配線構造の形成方法。
【0056】
(付記10)前記上層配線が銅を含有する材料からなることを特徴とする付記6〜9のいずれか1項に記載の配線構造の形成方法。
【0057】
(付記11)前記第2の絶縁膜を加工するに際して、前記第2の絶縁膜に前記金属層の表面の一部を露出させる接続孔を形成した後、前記第2の絶縁膜に配線形状の配線溝を形成し、
前記水素アニール処理の後、前記接続孔及び前記配線溝を埋め込むように前記上層配線を形成することを特徴とする付記6〜10のいずれか1項に記載の配線構造の形成方法。
【0058】
(付記12)前記接続孔及び前記配線溝を形成し、前記水素アニール処理を行った後、前記接続孔及び前記配線溝の内壁面を覆うように、前記下層配線と前記上層配線との密着性を向上させるための下地膜を形成する工程を更に含むことを特徴とする付記11に記載の配線構造の形成方法。
【0059】
【発明の効果】
本発明によれば、金属層(特に配線構造)間のショートを完全に抑制してデバイスの更なる微細化に寄与し、確実な配線間接続、特にダマシン法におけるCu含有配線間の良好な接続を実現して、信頼性の高いデバイスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態による水素アニール処理における処理圧力と酸素濃度との関係を示す特性図である。
【図2】本実施形態による水素アニール処理における処理温度と酸素濃度との関係を示す特性図である。
【図3】水素アニール処理の処理条件とCu膜表面の反射強度との関係を示す特性図である。
【図4】水素アニール処理に先立って真空アニール処理を行った場合について、水素アニール処理のみの場合との比較に基づいて、処理温度と酸素濃度との関係を示す特性図である。
【図5】本実施形態による配線構造の形成方法を工程順に示す概略断面図である。
【図6】図5に引き続き、本実施形態による配線構造の形成方法を工程順に示す概略断面図である。
【図7】本実施形態の変形例による配線構造の形成方法において、2段階のアニール処理を行う工程を示す概略断面図である。
【図8】本実施形態の変形例で用いる処理装置の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
1 シリコン半導体基板
2 ゲート絶縁膜
3 ゲート電極
4 ソース/ドレイン
5 シリサイド層
6 PSG膜
7 Wプラグ
8,18 低誘電率膜
9,17,19 シリコン酸化膜
11,21 層間絶縁膜
12,23 配線溝
13,24 バリアメタル膜
14a,14b,25a,25b Cu膜
15 下層Cu配線
16,19,33 シリコン窒化膜
22 ビア孔
26 上層Cu配線
31 STI素子分離構造
32 サイドウォール絶縁膜
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for processing a substrate and a method for forming a wiring structure mainly used for a semiconductor device, and is particularly applied when forming a wiring structure in which a wiring is made of a material containing at least copper (Cu).
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the increase in the degree of integration of semiconductor elements and the reduction in chip size, miniaturization of wiring and multilayer wiring have been accelerated. In a logic device having such a multilayer wiring, the wiring delay is becoming one of the dominant factors of the device signal delay. The signal delay of the device is proportional to the product of the wiring resistance and the wiring capacitance. Therefore, it is important to reduce the wiring resistance and the wiring capacitance in order to improve the wiring delay.
[0003]
Therefore, formation of a Cu wiring has been studied in order to reduce the wiring capacity. It is difficult to process Cu. Therefore, a so-called damascene structure, in which a wiring groove formed in an interlayer insulating film is filled with Cu via a barrier metal film, is attracting attention as a suitable structure when applying it to wiring. ing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When a Cu wiring having a damascene structure is formed, a part of the surface of the lower Cu wiring is exposed from the via hole formed in the interlayer insulating film when the lower Cu wiring and the upper Cu wiring are connected. At this time, the surface is oxidized to form a Cu oxide, which may cause a connection failure. Therefore, in order to obtain good connection, it is necessary to perform a substrate treatment for reducing Cu oxide as a pretreatment for forming a barrier metal film. As this substrate treatment, for example, a treatment of removing Cu oxide by so-called reverse sputter etching (Ar reverse sputtering) using Ar ions is mainly used.
[0005]
However, in the pre-processing by Ar reverse sputtering, the shoulder of the wiring groove formed in the interlayer insulating film is also etched, and a short circuit may occur between adjacent wirings. Further, Cu is resputtered at the bottom of the via hole connected to the wiring groove, and there is a concern that Cu adheres to the inner wall surface of the via hole and a short circuit occurs between adjacent via holes.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and completely suppresses a short circuit between metal layers (especially, a wiring structure) to contribute to further miniaturization of a device. It is an object of the present invention to provide a substrate processing method and a method for forming a wiring structure, which can realize a good connection between Cu-containing wirings in a damascene method and obtain a highly reliable device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the inventor has conceived the following aspects of the invention.
[0008]
In the substrate processing method of the present invention, a part of the surface of the metal layer made of a material containing copper is exposed from the insulating layer above the substrate, and hydrogen gas is used as a reducing gas for the part of the surface. And performing a hydrogen annealing process on the substrate under the conditions that the processing temperature is 200 ° C. to 350 ° C. and the processing pressure is 80 Pa or more.
[0009]
The method of forming a wiring structure according to the present invention includes a step of forming a second insulating film on a first insulating film formed so as to cover a lower wiring formed of a material containing copper above a substrate; Processing the second insulating film so as to expose a part of the surface of the wiring, and using a hydrogen gas as a reducing gas for a part of the surface, and setting the processing temperature to 200 ° C. to 350 ° C. And a step of performing a hydrogen annealing treatment on the substrate under a condition that the processing pressure is set to 80 Pa or more, and a step of burying a processed portion of the second insulating film and forming an upper wiring connected to the wiring.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
-Basic gist of the present invention-
First, the basic gist of the present invention will be described together with its working principle.
In the present invention, a metal oxide film formed on an exposed surface of a metal layer made of a material containing copper (here, for convenience, the surface of a lower Cu wiring in a damascene method is the exposed surface, and Cu oxide is the metal oxide film. In this case, a hydrogen annealing process using H 2 gas as a reducing gas is used instead of performing the Ar reverse sputtering process or the like.
[0011]
It is known that the above-mentioned hydrogen annealing treatment is performed under the conditions of, for example, a treatment temperature of 360 ° C., a treatment pressure of 6 Pa, and a treatment time of 90 seconds. However, in this case, Cu on the exposed surface at the bottom of the via hole formed in the interlayer insulating film thermally expands, and stress is generated in the interlayer insulating film and the wiring structure, so that a sufficient connection cannot be obtained.
[0012]
From the viewpoint of reliably reducing the Cu oxide without causing inconveniences such as thermal expansion of Cu on the exposed surface by the hydrogen annealing treatment, each condition of the annealing treatment, specific Specifically, it was conceived to optimize the treatment temperature at a low temperature and the treatment pressure at a high pressure from the correlation between the two.
[0013]
(Experiment 1)
Here, the treatment temperature and the treatment time were fixed, and the reduction pressure of the Cu oxide film was examined by changing the treatment pressure, while the treatment pressure and the treatment time were fixed, and the reduction ability of the Cu oxide film was examined by changing the treatment temperature. . Specifically, after forcibly oxidizing the surface of the Cu film formed by sputtering, annealing treatment was performed using H 2 gas, and the oxygen concentration by SIMS was measured as an index of the reducing ability.
[0014]
FIG. 1 shows the relationship between the processing pressure and the oxygen concentration, and FIG. 2 shows the relationship between the processing temperature and the oxygen concentration. In FIG. 1, the processing temperature is 250 ° C. and the processing time is 90 seconds. In FIG. 2, the processing pressure is 180 Pa and the processing time is 90 seconds.
As shown in FIG. 1, it can be seen that an extremely low oxygen concentration of 4 × 10 22 to 5 × 10 22 (atoms / cc) is obtained by setting the processing pressure to a high pressure condition of about 80 Pa or more. On the other hand, as shown in FIG. 2, when the processing temperature is about 200 ° C. to 350 ° C., it can be seen that the oxygen concentration becomes sufficiently low. Further, FIG. 2 shows the results based on the processing temperature of 360 ° C., the processing pressure of 6 Pa, and the processing time of 90 seconds, which are the recommended conditions of the manufacturer, and shows a relatively high oxygen concentration under the conditions.
[0015]
(Experiment 2)
Based on the results of Experiment 1, the optimum range of the processing temperature and the processing pressure was examined in order to perform the appropriate reduction treatment of the Cu oxide in view of good wiring connection.
[0016]
FIG. 3 shows the results of measuring the reflection intensity of the Cu film surface when the surface of the Cu film formed by sputtering was forcibly oxidized and reduced under various conditions by annealing using H 2 gas as an index of the reducing ability. FIG. Again, the processing time was set to 90 seconds.
Thus, it can be seen that even at a relatively low processing temperature of about 250 ° C., a sufficient reflection intensity can be obtained by setting the processing pressure to about 80 Pa or more. In this case, the reflection intensity is not sufficiently high under the conditions of 200 ° C. and 80 Pa. However, here, the most important parameters of the reducing ability are considered to be limited to the processing temperature and the processing pressure. It is estimated that a sufficient reflection intensity can be obtained by setting the target time, for example, about 100 seconds to 120 seconds.
[0017]
(Experiment 3)
The present inventor considered a further technique added to the above-described hydrogen annealing treatment in order to suppress the processing temperature to a low temperature from the viewpoint of reliably preventing inconvenience such as thermal expansion of Cu at the bottom portion of the via hole. First, the inventors conceived of performing hydrogen annealing after degassing moisture contained in the substrate by vacuum annealing.
[0018]
Therefore, in order to specifically verify the technical idea, the oxygen concentration was measured in the same manner as in Experiment 1 based on a comparison between the case where the vacuum annealing was performed prior to the hydrogen annealing and the case where only the hydrogen annealing was performed. . Here, the conditions of the vacuum annealing treatment were a processing pressure (5 × 10 −6 Pa or less), a processing temperature of 250 ° C., and a processing time of 90 seconds. The conditions of the hydrogen annealing processing were a processing pressure of 180 Pa, a processing time of 90 seconds, and a processing temperature of 200 seconds. 2 ° C. and 250 ° C.
[0019]
FIG. 4 shows the measurement results. Here, for reference, the oxygen concentration when only vacuum annealing is performed is described. Note that the oxygen concentration in the initial state (initial) of the Cu surface is additionally shown.
As described above, the combined use of the hydrogen annealing and the vacuum annealing, which is the pre-treatment, reduces the oxygen concentration almost uniformly as compared with the case of only the hydrogen annealing, and has a better reduction ability. Was obtained.
[0020]
Thus, based on the results of Experiments 1 to 3, while preventing inconveniences such as thermal expansion of the Cu-exposed surface, sufficient reduction of the Cu oxide on the Cu-exposed surface was realized, and a favorable wiring structure was obtained. In order to obtain hydrogen annealing, hydrogen annealing using hydrogen gas as a reducing gas may be performed under the conditions of a processing temperature of 200 ° C. to 350 ° C. and a processing pressure of 80 Pa or less. This effect becomes more remarkable by performing the vacuum annealing before the hydrogen annealing.
[0021]
-Specific embodiment of the wiring structure forming method-
Based on the basic gist of the present invention described above, a specific embodiment in which the present invention is applied to a method of forming a Cu wiring by a damascene method (here, a so-called dual damascene method) will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, a general MOS transistor is taken as an example of a semiconductor device, and the present invention is applied to the formation of the wiring structure.
[0022]
5 and 6 are schematic sectional views showing the method for forming the wiring structure according to the present embodiment in the order of steps.
In forming this wiring structure, a MOS transistor structure having a gate electrode and a source / drain is formed on a silicon wafer. The present invention is applied to a wiring structure electrically connected to, for example, a gate electrode of the MOS transistor structure.
[0023]
First, as shown in FIG. 5A, a gate electrode 3 is patterned via a gate insulating film 2 in a silicon semiconductor substrate 1 in an active region defined by an element isolation structure 31 by, for example, STI (Shallow Trench Isolation) method. After forming the sidewall insulating films 32 on both sides of the gate electrode 3, the source / drain 4 is formed on the surface layer of the semiconductor substrate 1 on both sides of the gate electrode 3. Then, a silicide layer 5 made of CoSi x (for example, X = 2) is formed on each surface of the gate electrode 3 and the source / drain 4 to form a salicide structure.
[0024]
Subsequently, after a silicon nitride film 33 is formed by a CVD method so as to cover the gate electrode 3, a PSG (phosphosilicate glass) film 6 is deposited. Then, a contact hole exposing a part of the surface of the gate electrode 3 is formed in the PSG film 6 and the silicon nitride film 33 by photolithography and subsequent etching, and thereafter, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method and a CMP (Chemical Mechanical) method. A W plug 7 that fills this contact hole with tungsten (W) is formed by a polishing method or the like.
[0025]
Subsequently, a lower Cu wiring is formed by a so-called damascene method.
Specifically, first, as shown in FIG. 5B, an organic SOD (Spin On Diffusion) film, here a polyarylether-based low dielectric constant film, is formed on the PSG film 6 so as to cover the surface of the W plug 7. After applying 8, a silicon oxide film 9 is deposited, and an interlayer insulating film 11 composed of the low dielectric constant film 8 and the silicon oxide film 9 is formed. Note that the SOD includes SOG (Spin On Glass).
[0026]
Subsequently, as shown in FIG. 5C, a photoresist (not shown) is applied on the interlayer insulating film 11, and the photoresist is processed into a wiring shape by photolithography. Next, the interlayer insulating film 11 is dry-etched using the photoresist as a mask to form a wiring groove 12 in the interlayer insulating film 11 according to the shape of the photoresist.
[0027]
Subsequently, as shown in FIG. 5D, a barrier metal film 13 made of a high melting point metal, here Ta, is further formed on the interlayer insulating film 11 so as to cover the inner wall surface of the wiring groove 12 as a seed metal film. A Cu film 14a is continuously deposited and formed in a vacuum by a sputtering apparatus. Here, it is desirable to form the barrier metal film 13 and the Cu film 14a continuously in a vacuum.
[0028]
Subsequently, using the Cu film 14a as an electrode, a Cu film 14b is formed to a thickness to fill the wiring groove 12 by plating. In order to separate the Cu films 14a and 14b by the damascene method, the Cu films 14a and 14b and the barrier metal film 13 are polished by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method, and the Cu films 14a and 14b and the barrier metal film are formed only in the wiring grooves 12. 13, the lower Cu wiring 15 is formed.
[0029]
Subsequently, as shown in FIG. 5E, a silicon nitride film 16 whose main purpose is to prevent Cu diffusion is formed on the interlayer insulating film 11 so as to cover the lower Cu wiring 15.
[0030]
Subsequently, an upper Cu wiring electrically connected to the lower Cu wiring 15 via the via hole is formed.
[0031]
Specifically, first, as shown in FIG. 6A, after a silicon oxide film 17 is formed so as to cover the surface of the lower Cu wiring 15, an organic SOD film, here, a polyarylether-based low dielectric constant film is used. Then, a silicon oxide film 19 is formed, and an interlayer insulating film 21 composed of the silicon nitride film 16, the silicon oxide film 17, the low dielectric constant film 18, and the silicon oxide film 19 is formed.
[0032]
Subsequently, as shown in FIG. 6B, a portion serving as a wiring pattern is first formed on a silicon nitride film (not shown) on the silicon oxide film 19 by photolithography and subsequent etching. Subsequently, a via hole 22 is formed in the interlayer insulating film 21 so as to expose a part of the surface of the lower Cu wiring 15. At this time, the silicon nitride film 16 is left extremely thin on the lower Cu wiring 15 without completely exposing a part of the surface of the lower Cu wiring 15, that is, a state in which a part of the surface is almost exposed. You may make it.
[0033]
Then, the silicon oxide film 19 is etched using the wiring pattern (not shown) previously formed on the silicon nitride film as a hard mask and the low dielectric constant film 18 of the interlayer insulating film 21 as an etching stopper. The wiring groove 23 is formed by etching the low dielectric constant film 18 as an etching stopper.
[0034]
Subsequently, as shown in FIG. 6C, the above-described hydrogen annealing using H 2 gas as a reducing gas is performed to reduce and remove the Cu oxide on the surface of the lower Cu wiring 15 to remove the lower Cu wiring. The Cu surface of the wiring 15 is exposed. As specific conditions for the annealing, the annealing is performed at a processing temperature of 200 ° C. to 350 ° C. and a processing pressure of 80 Pa or more, here 250 ° C. and 80 Pa.
[0035]
Subsequently, as shown in FIG. 6D, a barrier metal film 24 made of a refractory metal, here Ta, is further formed on the interlayer insulating film 21 so as to cover the wiring groove 23 and the inner wall surface of the via hole 22. A Cu film 25a is continuously deposited and formed in a vacuum by a sputtering apparatus as a seed metal film. Here, it is desirable to form the barrier metal film 24 and the Cu film 25a continuously in a vacuum.
[0036]
Subsequently, using the Cu film 25a as an electrode, a Cu film 25b is formed by plating so as to fill the wiring groove 23 and the via hole 22.
[0037]
Then, in order to separate the Cu films 25a and 25b by the damascene method, the Cu films 25a and 25b and the barrier metal film 24 are polished by the CMP method, and the Cu films 25a and 25b and the An upper layer Cu wiring 26 is formed while leaving the barrier metal film 24.
[0038]
As described above, a wiring structure in which the lower Cu wiring 15 and the upper Cu wiring 26 are electrically connected via the via holes 22 is completed. Further, the above-described damascene method may be repeated to form a wiring structure connected to the upper Cu wiring 26.
[0039]
Thereafter, through further formation of an interlayer insulating film, a via hole, a wiring, and the like, a MOS transistor having the wiring structure is completed.
[0040]
As described above, according to the present embodiment, the short circuit between the Cu wiring structures by the damascene method is completely suppressed, which contributes to further miniaturization of the device, and the gap between the lower Cu wiring 15 and the upper Cu wiring 26 is reduced. And a highly reliable MOS transistor can be obtained.
[0041]
-Modification-
Here, a modified example of the present embodiment will be described.
In this modification, first, as in the present embodiment, after going through the respective steps shown in FIGS. 5A to 5E, 6A and 6B, as shown in FIG. Prior to the hydrogen annealing, the semiconductor substrate 1 is annealed in a vacuum at a processing temperature of 250 ° C. for a processing time of 90 seconds. Thereafter, the above-described hydrogen annealing using H 2 gas as a reducing gas is performed to reduce and remove the Cu oxide on the surface of the lower Cu wiring 15 to expose the Cu surface of the lower Cu wiring 15. As specific conditions for the annealing, the annealing is performed at a processing temperature of 200 ° C. to 350 ° C. and a processing pressure of 80 Pa or more, here 250 ° C. and 80 Pa.
[0042]
Thereafter, similarly to the present embodiment, the MOS transistor having the wiring structure is formed through the steps shown in FIGS. 6C and 6D and the formation of further interlayer insulating films, via holes, wirings, and the like. To complete.
[0043]
In this modification, a processing apparatus having the structure shown in FIG. 8 is used. This chamber includes at least five chambers 101 to 105 as shown in the drawing. The chamber 101 performs the above-described vacuum annealing process, the chamber 102 performs the above-described hydrogen annealing process, and the chamber 103 forms a barrier metal made of Ta. The process of forming the film 24 and the Cu film 25a, which is a seed metal film, and the process of forming the Cu film 25b by the plating method in the chamber 104 are performed by transporting the semiconductor substrate 1 in this order by the transport chamber 105 in a vacuum state. Run continuously. Thus, a series of main steps can be performed without exposing the semiconductor substrate 1 to the atmosphere.
[0044]
As described above, according to the present embodiment, the short circuit between the Cu wiring structures by the damascene method is completely suppressed, which contributes to further miniaturization of the device, and the gap between the lower Cu wiring 15 and the upper Cu wiring 26 is reduced. Can be realized, and a highly reliable MOS transistor can be obtained.
[0045]
In this embodiment and its modifications, a MOS transistor is exemplified as a semiconductor device. However, the present invention is not limited to this. All semiconductor devices having Cu wiring by a damascene method to achieve high integration and miniaturization are provided. It is preferable to apply the wiring structure.
[0046]
Hereinafter, various aspects of the present invention will be collectively described as supplementary notes.
[0047]
(Supplementary Note 1) A part of the surface of the metal layer made of a material containing copper is exposed from the insulating layer above the substrate, and hydrogen gas is used as a reducing gas for the part of the surface, and the processing temperature is reduced. A substrate annealing method, wherein the substrate is subjected to hydrogen annealing at a temperature of 200 ° C. to 350 ° C. and a processing pressure of 80 Pa or more.
[0048]
(Supplementary note 2) The substrate processing method according to Supplementary note 1, wherein the substrate is annealed in a vacuum before the hydrogen annealing treatment, and then the hydrogen annealing treatment is performed without exposing the substrate to the atmosphere. .
[0049]
(Supplementary Note 3) The substrate processing method according to Supplementary Note 1 or 2, wherein the insulating layer includes an organic SOD material.
[0050]
(Supplementary Note 4) The substrate processing method according to Supplementary Note 3, wherein the organic SOD material includes at least a polyarylether-based low dielectric constant material.
[0051]
(Supplementary note 5) The substrate processing method according to any one of Supplementary notes 1 to 4, wherein the metal layer is a wiring.
[0052]
(Supplementary Note 6) a step of forming a second insulating film on the first insulating film formed so as to cover a lower wiring formed of a material containing copper above the substrate;
Processing the second insulating film so as to expose a part of the surface of the wiring;
Using a hydrogen gas as a reducing gas for a part of the surface, performing a hydrogen annealing process on the substrate under the conditions that the processing temperature is 200 ° C. to 350 ° C. and the processing pressure is 80 Pa or more;
Burying a processed part of the second insulating film and forming an upper layer wiring connected to the wiring.
[0053]
(Supplementary Note 7) The method further includes a step of annealing the substrate in a vacuum before the hydrogen annealing.
7. The method for forming a wiring structure according to claim 6, wherein after the annealing, the hydrogen annealing is performed without exposing the substrate to the atmosphere.
[0054]
(Supplementary note 8) The method for forming a wiring structure according to supplementary note 6 or 7, wherein the second insulating film includes an organic SOD material.
[0055]
(Supplementary note 9) The method for forming a wiring structure according to supplementary note 8, wherein the organic SOD material includes at least a polyarylether-based low dielectric constant material.
[0056]
(Supplementary note 10) The method for forming a wiring structure according to any one of Supplementary notes 6 to 9, wherein the upper layer wiring is made of a material containing copper.
[0057]
(Supplementary Note 11) When processing the second insulating film, after forming a connection hole exposing a part of the surface of the metal layer in the second insulating film, a wiring shape is formed in the second insulating film. Form wiring grooves,
The method for forming a wiring structure according to any one of claims 6 to 10, wherein the upper layer wiring is formed so as to fill the connection hole and the wiring groove after the hydrogen annealing treatment.
[0058]
(Supplementary Note 12) After forming the connection hole and the wiring groove and performing the hydrogen annealing treatment, the adhesion between the lower wiring and the upper wiring so as to cover the inner wall surface of the connection hole and the wiring groove. 12. The method for forming a wiring structure according to claim 11, further comprising a step of forming a base film for improving the wiring structure.
[0059]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the short circuit between metal layers (especially wiring structure) is completely suppressed and it contributes to further miniaturization of a device, and reliable connection between wirings, especially favorable connection between Cu-containing wirings in a damascene method. And a highly reliable device can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a characteristic diagram showing a relationship between a processing pressure and an oxygen concentration in a hydrogen annealing process according to the present embodiment.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a processing temperature and an oxygen concentration in a hydrogen annealing process according to the present embodiment.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a processing condition of a hydrogen annealing process and a reflection intensity of a Cu film surface.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a processing temperature and an oxygen concentration based on a comparison between a case where vacuum annealing is performed prior to hydrogen annealing and a case where only hydrogen annealing is performed.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a method of forming a wiring structure according to the present embodiment in the order of steps;
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a method of forming a wiring structure according to the present embodiment in the order of steps, following FIG. 5;
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a step of performing a two-stage annealing process in a method of forming a wiring structure according to a modification of the present embodiment.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a processing apparatus used in a modified example of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 silicon semiconductor substrate 2 gate insulating film 3 gate electrode 4 source / drain 5 silicide layer 6 PSG film 7 W plug 8, 18 low dielectric constant film 9, 17, 19 silicon oxide film 11, 21 interlayer insulating film 12, 23 wiring groove 13, 24 Barrier metal films 14a, 14b, 25a, 25b Cu film 15 Lower Cu wiring 16, 19, 33 Silicon nitride film 22 Via hole 26 Upper Cu wiring 31 STI element isolation structure 32 Side wall insulating film

Claims (8)

基板の上方で銅を含有する材料からなる金属層の表面の一部が絶縁層から露出しており、前記表面の一部に対し、水素ガスを還元ガスとして用い、前記処理温度を200℃〜350℃、且つ処理圧力を80Pa以上とする条件で前記基板を水素アニール処理することを特徴とする基板処理方法。A part of the surface of the metal layer made of a material containing copper is exposed from the insulating layer above the substrate, and hydrogen gas is used as a reducing gas for the part of the surface, and the processing temperature is set to 200 ° C. A substrate processing method, wherein the substrate is subjected to hydrogen annealing at 350 ° C. and a processing pressure of 80 Pa or more. 前記水素アニール処理の前に、真空中で前記基板をアニール処理し、続いて前記基板を大気暴露することなく前記水素アニール処理することを特徴とする請求項1に記載の基板処理方法。2. The substrate processing method according to claim 1, wherein the substrate is annealed in a vacuum before the hydrogen annealing, and then the hydrogen annealing is performed without exposing the substrate to the atmosphere. 前記金属層が配線であることを特徴とする請求項1又は2に記載の基板処理方法。3. The substrate processing method according to claim 1, wherein the metal layer is a wiring. 基板の上方で銅を含有する材料からなる下層配線を覆うように形成されてなる第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記配線の表面の一部を露出させるように、前記第2の絶縁膜を加工する工程と、
前記表面の一部に対し、水素ガスを還元ガスとして用い、前記処理温度を200℃〜350℃、且つ処理圧力を80Pa以上とする条件で前記基板を水素アニール処理する工程と、
前記第2の絶縁膜の加工部位を埋め込み、前記配線と接続される上層配線を形成する工程と
を含むことを特徴とする配線構造の形成方法。
Forming a second insulating film on a first insulating film formed so as to cover a lower wiring made of a material containing copper above the substrate;
Processing the second insulating film so as to expose a part of the surface of the wiring;
Using a hydrogen gas as a reducing gas for a part of the surface, performing a hydrogen annealing process on the substrate under the conditions that the processing temperature is 200 ° C. to 350 ° C. and the processing pressure is 80 Pa or more;
Burying a processed part of the second insulating film and forming an upper layer wiring connected to the wiring.
前記水素アニール処理の前に、真空中で前記基板をアニール処理する工程を更に含み、
前記アニール処理の後、続いて前記基板を大気暴露することなく前記水素アニール処理することを特徴とする請求項4に記載の配線構造の形成方法。
Prior to the hydrogen annealing, the method further includes annealing the substrate in a vacuum.
The method according to claim 4, wherein after the annealing, the hydrogen annealing is performed without exposing the substrate to the atmosphere.
前記上層配線が銅を含有する材料からなることを特徴とする請求項4又は5に記載の配線構造の形成方法。The method according to claim 4, wherein the upper layer wiring is made of a material containing copper. 前記第2の絶縁膜を加工するに際して、前記第2の絶縁膜に前記金属層の表面の一部を露出させる接続孔を形成した後、前記第2の絶縁膜に配線形状の配線溝を形成し、
前記水素アニール処理の後、前記接続孔及び前記配線溝を埋め込むように前記上層配線を形成することを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載の配線構造の形成方法。
In processing the second insulating film, a connection hole exposing a part of the surface of the metal layer is formed in the second insulating film, and then a wiring groove having a wiring shape is formed in the second insulating film. And
The method according to any one of claims 4 to 6, wherein after the hydrogen annealing, the upper layer wiring is formed so as to fill the connection hole and the wiring groove.
前記接続孔及び前記配線溝を形成し、前記水素アニール処理を行った後、前記接続孔及び前記配線溝の内壁面を覆うように、前記下層配線と前記上層配線との密着性を向上させるための下地膜を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項7に記載の配線構造の形成方法。After forming the connection hole and the wiring groove and performing the hydrogen annealing treatment, to improve the adhesion between the lower wiring and the upper wiring so as to cover the inner wall surface of the connection hole and the wiring groove. 8. The method for forming a wiring structure according to claim 7, further comprising a step of forming a base film.
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