JP2011003687A - 多層配線の形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 銅を使用している下層配線3上にエッチングストップ層5を形成し、エッチングストップ層5上に層間絶縁膜6を形成し、層間絶縁膜6にエッチングストップ層5に達する開孔7を形成し。層間絶縁膜6上に酸化マンガン膜8を形成し、酸化マンガン膜8を開孔7から露呈した層間絶縁膜6の表面に残しながら、下層配線3上に形成されたエッチングストップ層5を除去し、開孔7の底に下層配線3を露呈させ、開孔7の底に露呈した下層配線3上に、上層配線を形成する。
【選択図】図1E
Description
(第1例)
第1例は、この発明を、上層配線を下層配線に接続する孔状開孔(ヴィア孔、スルー孔、コンタクト孔等)に適用した例である。
基板温度 : 50℃以上400℃以下
処理容器内雰囲気: マンガン前駆体ガス雰囲気
もしくは不活性ガスで希釈されたマンガン前駆体ガス雰囲気
処理時間 : 10sec以上60sec以下
次に、図1Eに示すように、酸化マンガン膜8を、開孔7から露呈した第2層層間絶縁膜6の表面(開孔7の側面)に残しながら、下層配線3上に形成されたエッチングストップ層5を除去する。これにより、開孔7の底に、下層配線3を露呈させる。
エッチングガス流量: CH2F2(又はCH3F)/O2/Ar
=10/10/100(sccm)
上部電極のRF電力: 1500W
上部電極の周波数 : 60MHz
下部電極のRF電力: 100W
下部電極の周波数 : 2MHz
電極間ギャップ : 35mm
処理時間 : 30sec以上180sec以下
次に、開孔7の底に露呈した下層配線3上に、上層配線9を形成する。本例では、図1Fに示すように、開孔7の底に露呈した下層配線3上及び第2層層間絶縁膜6上に、銅又は銅合金膜9aを形成した後、図1Gに示すように、銅又は銅合金膜9aの表面を平坦化し、上層配線9を形成する。本例における上層配線9はヴィアである。
第2例は、開孔の幅が下層配線の幅より広いことを想定した例である。
第3例は、この発明をデュアルダマシン技術に適用した例である。
第2の実施形態は、この発明をデュアルダマシン技術に適用した例である。
第3の実施形態は、第1、第2の実施形態に係る多層配線の形成方法の実施に、好適な処理装置に関する例である。
図5は、この発明の第1、第2の実施形態に係る多層配線の形成方法の実施に好適な処理装置の一例を概略的に示す断面図である。
基板1を載置台102に載置し、ヒータ104を用いて、基板1を、例えば、200℃に加熱する。この際、例えば、高周波電源106a、106bはオフさせ、高周波電力が載置台102に供給されないようにしておく。
酸化マンガン膜8が形成された基板1を載置台102に載置したまま、排気装置108を用いて、処理容器101の内部を排気する。ヒータ104の温度を調節し、基板1の温度を、例えば、50℃とする。
Cp2Mn[=Mn(C5H5)2]
(MeCp)2Mn[=Mn(CH3C5H4)2]
(i−PrCp)2Mn[=Mn(C3H7C5H4)2]
MeCpMn(CO)3[=(CH3C5H4)Mn(CO)3]
(t−BuCp)2Mn[=Mn(C4H9C5H4)2]
Mn(DMPD)(EtCp)[=Mn(C7H11C2H5C5H4)]
Mn(acac)2[=Mn(C5H7O2)2]
Mn(acac)3[=Mn(C5H7O2)3]
Mn(hfac)2[=Mn(C5HF6O2)3]
((CH3)5Cp)2Mn[=Mn((CH3)5C5H4)2]
等を挙げることができる。
Claims (7)
- (1)銅を使用している下層配線上に、エッチングストップ層を形成する工程と、
(2)前記エッチングストップ層上に、層間絶縁膜を形成する工程と、
(3)前記層間絶縁膜に、前記エッチングストップ層に達する開孔を形成する工程と、
(4)前記層間絶縁膜上に、酸化マンガン膜を形成する工程と、
(5)前記酸化マンガン膜を前記開孔から露呈した前記層間絶縁膜の表面に残しながら、前記下層配線上に形成されたエッチングストップ層を除去し、前記開孔の底に、前記下層配線を露呈させる工程と、
(6)前記開孔の底に露呈した前記下層配線上に、上層配線を形成する工程と、
を、具備することを特徴とする多層配線の形成方法。 - 前記エッチングストップ層の酸素原子含有量又は表面の酸素原子残留量を、前記層間絶縁膜の酸素原子含有量又は表面の酸素原子残留量よりも少なくすることを特徴とする請求項1に記載の多層配線の形成方法。
- 前記層間絶縁膜に形成された開孔が、
前記下層配線と前記上層配線との接続パターンに対応した孔状部分と、
前記上層配線の配線パターンに対応した溝状部分と、
を有することを特徴とする請求項2に記載の多層配線の形成方法。 - 前記上層配線に銅を使用し、
前記エッチングストップ層に、前記銅に対するバリア性を有する材料を選ぶことを特徴とする請求項1乃至請求項3いずれか一項に記載の多層配線の形成方法。 - (1)銅を使用している下層配線上に、第1のエッチングストップ層を形成する工程と、
(2)前記第1のエッチングストップ層上に、第1の層間絶縁膜を形成する工程と、
(3)前記第1の層間絶縁膜上に、前記第1のエッチングストップ層よりも膜厚が厚い第2のエッチングストップ層を形成する工程と、
(4)前記第2のエッチングストップ層上に、第2の層間絶縁膜を形成する工程と、
(5)前記第2の層間絶縁膜に、前記第2のエッチングストップ層に達する第1の開孔を形成する工程と、
(6)前記第1の開孔の底の露呈した前記第2のエッチングストップ層及び前記第1の層間絶縁膜に、前記第1のエッチングストップ層に達する第2の開孔を形成する工程と、
(7)前記第1の層間絶縁膜及び前記第2の層間絶縁膜上に、酸化マンガン膜を形成する工程と、
(8)前記第2のエッチングストップ層を前記第1の層間絶縁膜上に残すとともに、前記酸化マンガン膜を前記第1の開孔及び前記第2の開孔から露呈した前記層間絶縁膜の表面に残しながら、前記下層配線上に形成された第1のエッチングストップ層を除去し、前記第2の開孔の底に、前記下層配線を露呈させる工程と、
(9)前記第2の開孔の底に露呈した前記下層配線上に、上層配線を形成する工程と、
を、具備することを特徴とする多層配線の形成方法。 - 前記第2のエッチングストップ層の材質が、前記第1のエッチングストップ層の材質と同じであることを特徴とする請求項5に記載の多層配線の形成方法。
- 前記上層配線に銅を使用し、
前記第1のエッチングストップ層及び前記第2のエッチングストップ層に、前記銅に対するバリア性を有する材料を選ぶことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の多層配線の形成方法。
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