JP2007149953A - Manufacturing method of semiconductor - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007149953A JP2007149953A JP2005342153A JP2005342153A JP2007149953A JP 2007149953 A JP2007149953 A JP 2007149953A JP 2005342153 A JP2005342153 A JP 2005342153A JP 2005342153 A JP2005342153 A JP 2005342153A JP 2007149953 A JP2007149953 A JP 2007149953A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- wiring
- interlayer film
- forming
- resist
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、例えば低誘電率層間膜を用いた多層配線を備える半導体製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor manufacturing method including a multilayer wiring using, for example, a low dielectric constant interlayer film.
半導体装置の微細化、高速化に伴い、多層配線の層間絶縁膜として低誘電率層間膜が導入されている(例えば特許文献1参照)。 With the miniaturization and speeding up of semiconductor devices, low dielectric constant interlayer films have been introduced as interlayer insulating films for multilayer wiring (see, for example, Patent Document 1).
一般に、このような半導体装置は、例えば以下のように形成される。先ず、半導体基板上に形成された下層配線上に、キャップ層/ストッパ層を形成し、その上に低誘電率層間膜、レジスト膜を順次形成する。そして、レジストをパターニングし、これをマスクとして、ドライエッチングによりヴィアホールを形成した後、低抵抗金属で埋め込み、ヴィアを形成する。そして、ヴィアの形成された低誘電率層間膜上に、キャップ層/ストッパ層を形成し、その上に低誘電率層間膜、レジスト膜を形成する。そして、レジストをパターニングし、これをマスクとして、ドライエッチングにより低誘電率層間膜にヴィアに到達する配線溝を形成した後、低抵抗金属で埋め込み、配線層を形成する。 In general, such a semiconductor device is formed as follows, for example. First, a cap layer / stopper layer is formed on a lower wiring formed on a semiconductor substrate, and a low dielectric constant interlayer film and a resist film are sequentially formed thereon. Then, a resist is patterned, and using this as a mask, via holes are formed by dry etching, and then filled with a low resistance metal to form vias. Then, a cap layer / stopper layer is formed on the low dielectric constant interlayer film in which the via is formed, and a low dielectric constant interlayer film and a resist film are formed thereon. Then, a resist is patterned, and using this as a mask, a wiring groove reaching the via is formed in the low dielectric constant interlayer film by dry etching, and then buried with a low resistance metal to form a wiring layer.
近年、このような半導体装置において、さらなる層間膜容量、配線間容量の低減及び微細化の要求がある。また、ディフェクト低減の観点からも、製造工数低減の要求がある。
本発明は、多層配線を備えた半導体装置の層間膜容量、配線間容量の低減及び微細化を図るとともに、その製造工数の低減が可能な半導体製造方法を提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing method capable of reducing and miniaturizing the interlayer film capacitance and inter-wiring capacitance of a semiconductor device having a multilayer wiring and reducing the number of manufacturing steps. .
本発明の一態様によれば、第1のレジストによりヴィアパターンを形成する工程と、少なくとも前記ヴィアパターンの一部の周囲を充填するように、第1の層間膜を形成する工程と、前記ヴィアパターン及び前記第1の層間膜上に、第2のレジストにより配線パターンを形成する工程と、少なくとも前記配線パターンの一部の周囲を充填するように、第2の層間膜を形成する工程と、前記配線パターン及び前記ヴィアパターンを選択的に除去して、デュアルダマシン配線溝を形成する工程と、前記デュアルダマシン配線溝を金属層により充填する工程を備えることを特徴とする半導体製造方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a step of forming a via pattern with a first resist, a step of forming a first interlayer film so as to fill at least part of the via pattern, and the via Forming a wiring pattern with a second resist on the pattern and the first interlayer film, and forming a second interlayer film so as to fill at least part of the wiring pattern; There is provided a semiconductor manufacturing method comprising: a step of selectively removing the wiring pattern and the via pattern to form a dual damascene wiring groove; and a step of filling the dual damascene wiring groove with a metal layer. The
本発明の一実施態様によれば、多層配線を備えた半導体装置の層間膜容量、配線間容量の低減及び微細化を図るとともに、その製造工数の低減が可能となる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to reduce and miniaturize the interlayer film capacity and inter-wiring capacity of a semiconductor device having multilayer wiring, and to reduce the number of manufacturing steps.
以下本発明の実施形態について、図を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1に本実施形態の半導体製造方法により形成される半導体装置の多層配線構造を示す。図に示すように、半導体基板(図示せず)上に形成された層間膜1、下層配線層2上に、キャップ層/ストッパ層3が形成されており、これを貫通して下層配線層2と接続するように、ヴィア4が形成されている。ヴィア4上には、これと接続するように配線層5が形成され、各ヴィア4、配線層5間は、2層の低誘電率膜からなる層間膜6a、6bにより分離されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a multilayer wiring structure of a semiconductor device formed by the semiconductor manufacturing method of this embodiment. As shown in the figure, a cap layer /
このような半導体装置は、以下のように形成される。先ず、図2に示すように、半導体基板(図示せず)上に形成された層間膜1及び下層配線層2上に、例えばSiN膜などからなるキャップ層/ストッパ層3を形成する。そして、キャップ層/ストッパ層3上にネガ型レジストを塗布し、通常の露光・現像技術により、ネガ型レジストからなるヴィアパターン(ダミーパターン)7を形成する。このとき、大きめのマスクパターンを形成し、等方エッチングによる現像処理を行なうことにより、パターンを微細化することが可能である。
Such a semiconductor device is formed as follows. First, as shown in FIG. 2, a cap layer /
次いで、図3に示すように、ヴィアパターン7を被覆するように、全面に、例えばメチル基含有酸化ケイ素膜(MSQ:MethylSilsesQuioxane膜)などの低誘電率膜材料を、塗布法(SOD:Spin On Dielectrics法)を用いて成膜し、ベーク又はEB(Electron Beam)でキュアを行うことにより膜質を変化させ、ヴィアパターン7の間を充填、被覆する層間膜6aを形成する。
Next, as shown in FIG. 3, a low dielectric constant film material such as, for example, a methyl group-containing silicon oxide film (MSQ: Methyl Silses Quioxane film) is applied to the entire surface so as to cover the
そして、図4に示すように、層間膜6a上に、ネガ型レジストを塗布し、通常の露光・現像技術により、レジストからなる配線パターン(ダミーパターン)8を形成する。
Then, as shown in FIG. 4, a negative resist is applied on the
次いで、図5に示すように、配線パターン8を被覆するように、全面に塗布型低誘電率膜を塗布し、ベーク又はEBでキュアを行うことにより膜質を変化させ、配線パターン9の間を充填、被覆する層間膜6bを形成する。
Next, as shown in FIG. 5, a coating type low dielectric constant film is applied to the entire surface so as to cover the
そして、図6に示すように、全面をO2RIE(Reactive Ion Etching)によりエッチバックすることにより、Siを含む層間膜6b表面のみをSiO2としてレジスト(配線パターン8)に対する高選択比を得ることができることから、レジスト(配線パターン8)を選択的に除去して、配線溝9を形成する。
Then, as shown in FIG. 6, the entire surface is etched back by O 2 RIE (Reactive Ion Etching), so that only the surface of the
続いて、図7に示すように、同様に全面をO2RIEによりエッチバックすることにより、Siを含む層間膜6a表面もSiO2としてレジスト(ヴィアパターン7)との高選択比を得ることができることから、レジスト(ヴィアパターン7)を選択的に除去して、キャップ層/ストッパ層3に到達するヴィアホール10を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 7, the entire surface is similarly etched back by O 2 RIE, so that the surface of the
そして、図6に示すように、全面をUV照射と同時にN2/H2アッシャーにより エッチバックすることにより、Siを含む層間膜6b表面のみに高選択膜を形成することができることから、レジスト(配線パターン8)を選択的に除去して、配線溝9を形成する。
Then, as shown in FIG. 6, by etching back the entire surface with N 2 / H 2 asher simultaneously with UV irradiation, a highly selective film can be formed only on the surface of the
続いて、図7に示すように、同様に全面をUV照射と同時にN2/H2アッシャーによりエッチバックすることにより、Siを含む層間膜6a表面もSiO2としてレジスト(ヴィアパタン7)との高選択比を得ることができることから、レジスト(ヴィアパターン7)を選択的に除去して、キャップ層/ストッパ層3に到達するヴィアホール10を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 7, similarly, the entire surface is etched back by N 2 / H 2 asher simultaneously with UV irradiation, so that the surface of the
そして、図8に示すように、例えばCF4、CHF3などのガス種を含むRIEにより、選択的にヴィアホール10底部のキャップ層/ストッパ層3を除去し、ヴィアホール底部を下層配線2に到達させる。
Then, as shown in FIG. 8, the cap layer /
さらに、図9に示すように、全面にバリアメタル/Cu層(図示せず)を夫々スパッタ法により形成した後、メッキ法によりヴィアホール10、配線溝9内を含む全面にCu膜11を形成する。そして、CMP(Chemical Mechanical Polishing)により、表面のCu膜を除去することにより、図1に示すようなデュアルダマシン配線を備える多層配線構造が形成される。
Further, as shown in FIG. 9, after a barrier metal / Cu layer (not shown) is formed on the entire surface by sputtering, a
本実施形態においては、ヴィアパターン、配線パターンを残しパターン(ダミーパターン)とすることにより、ドライエッチング工程を用いることなくヴィアパターン、配線パターンを形成することができ、ヴィアと配線層の界面位置にキャップ層/ストッパ層を形成することなく、低誘電率の層間膜中にデュアルダマシン配線を形成することができる。 In the present embodiment, by leaving the via pattern and the wiring pattern as a pattern (dummy pattern), the via pattern and the wiring pattern can be formed without using a dry etching process, and at the interface position between the via and the wiring layer. Dual damascene wiring can be formed in an interlayer film having a low dielectric constant without forming a cap layer / stopper layer.
従って、工程数の低減により、低コスト化やディフェクトの低減を図ることが可能となる。また、低誘電率層間膜中にキャップ層/ストッパ層を介さないため、層間膜容量、配線間容量の低減を図ることが可能となる。また、レジスト自身がアライメントの対象物となるため、アライメント精度を向上させ、微細加工精度を向上させることが可能となる。 Therefore, it is possible to reduce costs and defects by reducing the number of steps. Further, since the cap layer / stopper layer is not interposed in the low dielectric constant interlayer film, it is possible to reduce the interlayer film capacitance and the inter-wiring capacitance. In addition, since the resist itself becomes an object to be aligned, it is possible to improve the alignment accuracy and improve the fine processing accuracy.
さらに、本実施形態においては、層間膜6a、6bとして、塗布法により成膜する塗布型の低誘電率膜を用いているが、塗布型の低誘電率膜を用いることにより、表面張力により層間膜の高平坦化を図ることが可能となり、上層に形成される配線パターン形成時などのアライメント精度を向上させることが可能となる。
Furthermore, in this embodiment, as the
尚、本実施形態においては、ダミーパターン(ヴィアパターン7、配線層パターン8)を被覆するように層間膜6a、6bを形成しているが、必ずしもダミーパターンを層間膜で被覆する必要はなく、図10に示すように、ヴィアパターン7’の一部(上端部)が層間膜6a’から露出していても、図11に示すように、配線パターン8’を上層に形成して、同様にデュアルダマシン配線を形成することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態において、ダミーパターン形成時にネガ型レジストを用いているが、ポジ型レジストによりパターンを形成することも可能である。しかしながら、ポジ型レジストを用いた露光技術において、穴解像限界による微細化の限界があり、一方、ネガ型レジストを用いることにより、ダミーパターンを等方エッチングによる現像処理により微細化することができるため、ネガ型レジストを用いることが好ましい。 In this embodiment, a negative resist is used when forming a dummy pattern, but it is also possible to form a pattern using a positive resist. However, in the exposure technique using a positive resist, there is a limit of miniaturization due to a hole resolution limit. On the other hand, by using a negative resist, a dummy pattern can be miniaturized by development processing by isotropic etching. Therefore, it is preferable to use a negative resist.
また、本実施形態において、配線溝、ヴィアホールを形成する際、O2RIEによりエッチバックを行っているが、N2/H2アッシャーにより、低誘電率の層間膜を保護しながらアッシングを行っても良い。 Also, in this embodiment, when forming the wiring trench and via hole, etch back is performed by O 2 RIE, but ashing is performed while protecting the low dielectric constant interlayer film by N 2 / H 2 asher. May be.
また、本実施形態において、配線溝、ヴィアホールを形成する際、N2/H2アッシャーによりエッチバックを行なっているが、O2 RIEにより、低誘電率の層間膜を保護しながらエッチングを行なっても良い。 In this embodiment, when the wiring trench and via hole are formed, the etch back is performed by the N2 / H2 asher. However, even when the low dielectric constant interlayer film is protected by O 2 RIE, the etching is performed. good.
ダミーパターン、層間膜の膜厚を、RIEにおけるレジストと層間膜のエッチング選択比により適宜最適化することにより、所望のデュアルダマシン配線形状を形成することができる。 A desired dual damascene wiring shape can be formed by appropriately optimizing the film thicknesses of the dummy pattern and the interlayer film according to the etching selectivity between the resist and the interlayer film in RIE.
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。その他要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. Various other modifications can be made without departing from the scope of the invention.
1、6a、6a’、6b 層間膜
2 下層配線層
3 キャップ層/ストッパ層
4 ヴィア
5 配線層
7、7’ ヴィアパターン
8、8’ 配線パターン
9 配線溝
10 ヴィアホール
11 Cu膜
1, 6a, 6a ',
Claims (5)
少なくとも前記ヴィアパターンの一部の周囲を充填するように、第1の層間膜を形成する工程と、
前記ヴィアパターン及び前記第1の層間膜上に、第2のレジストにより配線パターンを形成する工程と、
少なくとも前記配線パターンの一部の周囲を充填するように、第2の層間膜を形成する工程と、
前記配線パターン及び前記ヴィアパターンを選択的に除去して、デュアルダマシン配線溝を形成する工程と、
前記デュアルダマシン配線溝を、金属層により充填する工程を備えることを特徴とする半導体製造方法。 Forming a via pattern with a first resist;
Forming a first interlayer film so as to fill at least part of the via pattern; and
Forming a wiring pattern with a second resist on the via pattern and the first interlayer film;
Forming a second interlayer film so as to fill at least part of the periphery of the wiring pattern;
Selectively removing the wiring pattern and the via pattern to form a dual damascene wiring groove;
A semiconductor manufacturing method comprising a step of filling the dual damascene wiring trench with a metal layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005342153A JP2007149953A (en) | 2005-11-28 | 2005-11-28 | Manufacturing method of semiconductor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005342153A JP2007149953A (en) | 2005-11-28 | 2005-11-28 | Manufacturing method of semiconductor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007149953A true JP2007149953A (en) | 2007-06-14 |
Family
ID=38210992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005342153A Pending JP2007149953A (en) | 2005-11-28 | 2005-11-28 | Manufacturing method of semiconductor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007149953A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011149029A1 (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Jsr株式会社 | Insulation pattern forming method and insulation pattern forming material for damascene process |
-
2005
- 2005-11-28 JP JP2005342153A patent/JP2007149953A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011149029A1 (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Jsr株式会社 | Insulation pattern forming method and insulation pattern forming material for damascene process |
US9126231B2 (en) | 2010-05-28 | 2015-09-08 | Jsr Corporation | Insulation pattern-forming method and insulation pattern-forming material |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6951709B2 (en) | Method of fabricating a semiconductor multilevel interconnect structure | |
US8404581B2 (en) | Method of forming an interconnect of a semiconductor device | |
JP5306196B2 (en) | Interconnect structure with dielectric voids | |
US8586478B2 (en) | Method of making a semiconductor device | |
KR20170083943A (en) | Via patterning using multiple photo multiple etch | |
JP2003318258A (en) | Forming method of dual damascene wiring using low permeability insulating film | |
JP4104426B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP5331443B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device | |
US10861705B2 (en) | Reduction of line wiggling | |
JP2006286932A (en) | Manufacturing method for semiconductor device | |
JP2004281936A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2011210840A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
JP4278497B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP3981353B2 (en) | Method of manufacturing an integrated circuit | |
US20090163020A1 (en) | Method for Manufacturing Semiconductor Device | |
KR20030077455A (en) | Method for manufacturing semiconductor device using dual-damascene techniques | |
JP2007149953A (en) | Manufacturing method of semiconductor | |
US9018097B2 (en) | Semiconductor device processing with reduced wiring puddle formation | |
US7132364B2 (en) | Method for forming metal interconnect of semiconductor device | |
KR100640430B1 (en) | Dual damascene method and method of fabricating the copper interconnection layer using the same | |
US7504334B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing same | |
JP2008041783A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
KR100807026B1 (en) | Method of fabricating semicondcucor device | |
KR101044379B1 (en) | Method for forming dual damascene pattern of semiconductor device | |
US20080153297A1 (en) | Fabricating Method of a Semiconductor Device |