JP2011009439A5

JP2011009439A5 - 半導体装置の製造方法

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Publication number: JP2011009439A5
Application number: JP2009151129A
Authority: JP
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2012-06-14

Description

細幅配線１１６および広幅配線１１８は、シングルダマシン法またはデュアルダマシン法のいずれに適用してもよい。
なお、本発明は、以下の態様を含む。
（付記１）
基板上に形成された絶縁膜に形成された凹部に、高融点金属を含むバリアメタル膜を形成する工程と、
前記バリアメタル膜上に、前記凹部の一部を埋め込むように、銅および銅とは異なる不純物金属を含むシード合金膜を形成する工程と、
前記シード合金膜上に前記凹部を埋め込むように銅を主成分として含むめっき金属膜を形成する工程と、
前記シード合金膜および前記めっき金属膜を、２００℃以上、１０分以下で熱処理する第１の熱処理工程と、
前記第１の熱処理工程の後、前記凹部外部に露出した前記めっき金属膜、前記シード合金膜、および前記バリアメタル膜を除去する工程と、
前記シード合金膜および前記めっき金属膜を熱処理する第２の熱処理工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
（付記２）
付記１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記不純物金属が、Ａｌ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｐｔ、Ｓｉ、Ｚｒ、またはＴｉである半導体装置の製造方法。
（付記３）
付記１または２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記不純物金属が、Ａｌである半導体装置の製造方法。
（付記４）
付記１から３いずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記バリアメタル膜を構成する高融点金属は、Ｔａである半導体装置の製造方法。
（付記５）
付記１から４いずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記バリアメタル膜は、Ｔａ膜、ＴａＮ膜またはこれらの積層膜により構成された半導体装置の製造方法。
（付記６）
付記１から５いずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の熱処理工程は、Ｎ _２／Ｈ _２雰囲気下で行われる半導体装置の製造方法。
（付記７）
付記１から６いずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記シード合金膜を形成する工程において、前記シード合金膜は、前記不純物金属を０．５重量％以上含む半導体装置の製造方法。
（付記８）
付記１から７いずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の熱処理工程において、前記シード合金膜および前記めっき金属膜を、１分以下で熱処理する半導体装置の製造方法。
（付記９）
基板と、
前記基板上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜に形成された凹部の底面および側壁に形成され、高融点金属を含むバリアメタル膜と、
前記凹部内において、前記バリアメタル膜上に形成され、銅を主成分として含むとともに銅とは異なる不純物金属を含み、銅のグレインが形成された配線金属膜と、
を含み、
前記配線金属膜は、積層方向において、表面における前記不純物金属の平均濃度が中央部における前記不純物金属の濃度よりも高く、グレインバウンダリにおける前記不純物金属の濃度がグレイン内における前記不純物金属の濃度よりも高く、前記表面において、前記不純物金属の濃度が、幅方向の中央部から側壁にかけて高くなる濃度プロファイルを有する半導体装置。
（付記１０）
付記９に記載の半導体装置において、
前記配線金属膜は、側壁および底面において、前記不純物金属の濃度が他の領域よりも高い半導体装置。
（付記１１）
付記９または１０に記載の半導体装置において、
前記不純物金属は、Ａｌ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｐｔ、Ｓｉ、Ｚｒ、またはＴｉである半導体装置。
（付記１２）
付記９から１１いずれかに記載の半導体装置において、
前記不純物金属は、Ａｌである半導体装置。
（付記１３）
付記９から１２いずれかに記載の半導体装置において、
前記バリアメタル膜を構成する高融点金属は、Ｔａである半導体装置。
（付記１４）
付記９から１３いずれかに記載の半導体装置において、
前記バリアメタル膜は、Ｔａ膜、ＴａＮ膜またはこれらの積層膜により構成された半導体装置。
（付記１５）
付記９から１４いずれかに記載の半導体装置において、
前記配線金属膜は、積層方向において、表面における前記不純物金属の平均含有量（ａｔｏｍ％）が中央部における前記不純物金属の平均含有量の１．２倍以上である半導体装置。

Claims

基板上に形成された絶縁膜に形成された凹部に、高融点金属を含むバリアメタル膜を形成する工程と、
前記バリアメタル膜上に、前記凹部の一部を埋め込むように、銅および銅とは異なる不純物金属を含むシード合金膜を形成する工程と、
前記シード合金膜上に前記凹部を埋め込むように銅を主成分として含むめっき金属膜を形成する工程と、
前記シード合金膜および前記めっき金属膜を、２００℃以上、１０分以下で熱処理する第１の熱処理工程と、
前記第１の熱処理工程の後、前記凹部外部に露出した前記めっき金属膜、前記シード合金膜、および前記バリアメタル膜を除去する工程と、
前記シード合金膜および前記めっき金属膜を熱処理する第２の熱処理工程と、
を含む半導体装置の製造方法。