JP3887737B2 - 配線形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電プラグと配線を用いて半導体装置の多層配線を形成するのに好適な配線形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、多層配線を形成する技術は、微細化された半導体装置を製造するのに不可欠な手段になりつつある。
【０００３】
多層配線を形成するには、絶縁膜に電極コンタクト・ホールを形成し、その電極コンタクト・ホールを埋め且つ下地配線などとコンタクトする金属層を全面に形成し、その金属層を絶縁膜が再度表出するまで研磨し、電極コンタクト・ホール内に導電プラグを形成し、その導電プラグ頂面にコンタクトして絶縁膜上に延在する配線を形成するようにしている。
【０００４】
また、絶縁膜に電極コンタクト・ホールのみでなく、それに連なる配線溝を形成し、全面に金属層を形成してから絶縁層が表出するまで研磨することで、導電プラグと埋め込み配線とを同時に一体形成することも行なわれている。
【０００５】
図４乃至図６は配線を形成する工程に関する実験例１を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図（図４及び５）と要部平面図（図６）であり、以下、図を参照しつつ説明する。
【０００６】
図４（Ａ）参照
４−（１）
ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を適用することに依り、基板（図示せず）を覆う厚さが４００〔ｎｍ〕のＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜１上に厚さが１００〔ｎｍ〕のＴｉＮからなる局所配線層２を形成する。
【０００７】
４−（２）
ＣＶＤ法を適用することに依り、局所配線層２上に厚さが４００〔ｎｍ〕のＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜３を形成する。
【０００８】
図４（Ｂ）参照
４−（３）
リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、エッチング・ガスをＣＦ4 ＋Ｈ2 の混合ガスとするドライ・エッチング法を適用することに依り、層間絶縁膜３に於ける導電プラグ形成予定部分に電極コンタクト・ホール３Ａを形成する。
【０００９】
図４（Ｃ）参照
４−（４）
スパッタリング法を適用することに依り、電極コンタクト・ホール３Ａ内も含め、全面にＴｉＮからなる密着層４を形成する。
【００１０】
４−（５）
ＣＶＤ法を適用することに依り、電極コンタクト・ホール３Ａ内も含め、バリヤ層４上の全面に厚さ７００〔ｎｍ〕のＷからなる導電プラグ材料層５を堆積させる。これに依って、電極コンタクト・ホール３Ａ内は密着層４及び導電プラグ材料層５で完全に埋められる。
【００１１】
図５（Ａ）及び図６（Ａ）参照
５−（１）
ＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を適用することに依り、層間絶縁膜３が表出するまで導電プラグ材料層５及びバリヤ層４の研磨を行なって、電極コンタクト・ホール３Ａ内に在る導電プラグ材料層５及び密着層４のみを残して導電プラグ５Ｐを形成する。
【００１２】
図５（Ｂ）参照
５−（２）
スパッタリング法を適用することに依り、全面に厚さが２０〔ｎｍ〕のＴｉ層並びに厚さが５０〔ｎｍ〕のＴｉＮ層からなる密着層７Ａを形成する。
【００１３】
５−（３）
スパッタリング法を適用することに依り、密着層７Ａ上に厚さが４００〔ｎｍ〕のＡｌからなる配線層８を形成する。
【００１４】
５−（４）
スパッタリング法を適用することに依り、配線層９上に厚さが２０〔ｎｍ〕のＴｉ層及び厚さが５０〔ｎｍ〕のＴｉＮ層からなる密着層７Ｂを形成する。
【００１５】
図５（Ｃ）及び図６（Ｂ）参照
５−（５）
リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、エッチング・ガスをＢＣｌ3 ＋Ｃｌ2 とするドライ・エッチング法を適用することに依り、密着層７Ｂ、配線層８及び密着層７Ａをパターニングして配線８Ｗを形成する。
【００１６】
実験例１として説明した技術は、現在、広く採用されていて主流をなす技術であって、それに依って形成される配線からすれば、ＷとＡｌを用いることもあって、エレクトロマイグレーションに対する耐性が低く、また、抵抗値が高いなどの問題はあるが、プロセス上からすれば、製造歩留りなどの安定性については、他のプロセスに比較して優れている。
【００１７】
図７乃至図９は配線を形成する工程に関する実験例２を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図（図７及び８）と要部平面図（図９）であり、以下、図を参照しつつ説明する。尚、実験例２は導電プラグ及びそれに連なる埋め込み配線を同時に形成する例であり、そして、図４乃至図６に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
【００１８】
図７（Ａ）参照
７−（１）
スパッタリング法を適用することに依り、基板（図示せず）を覆う厚さ４００〔ｎｍ〕のＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜１上に厚さが１００〔ｎｍ〕のＴｉＮからなる局所配線層２を形成する。
【００１９】
７−（２）
ＣＶＤ法を適用することに依り、局所配線層２上に厚さ８００〔ｎｍ〕のＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜３を形成する。尚、実験例２に於いては、層間絶縁膜３に導電プラグの他に配線も埋め込むので、実験例１の場合と比較して厚く形成される。
【００２０】
図７（Ｂ）参照
７−（３）
リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、エッチング・ガスをＣＦ4 ＋Ｈ2 の混合ガスとするドライ・エッチング法を適用することに依り、層間絶縁膜３に於ける導電プラグ形成予定部分に深さが４００〔ｎｍ〕の電極コンタクト・ホール３Ａを形成する。
【００２１】
図７（Ｃ）参照
７−（４）
リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、エッチング・ガスをＣＦ4 ＋Ｈ2 の混合ガスとするドライ・エッチング法を適用することに依り、層間絶縁膜３に於ける配線形成予定部分に幅が２００〔ｎｍ〕、深さが４００〔ｎｍ〕の埋め込み配線溝３Ｂを形成する。尚、埋め込み配線溝３Ｂは電極コンタクト・ホール３Ａ上を通ることは云うまでもない。
【００２２】
図８（Ａ）及び図９（Ａ）参照
８−（１）
スパッタリング法を適用することに依り、埋め込み配線溝３Ｂ内及び電極コンタクト・ホール３Ａ内も含め、全面に厚さが２０〔ｎｍ〕のＴｉＮからなる密着層７及び厚さが５０〔ｎｍ〕であるＣｕからなる種層９を形成する。
【００２３】
８−（２）
ＥＣＤ（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｐｏｓｓｉｔｉｏｎ）法を適用することに依り、埋め込み配線溝３Ｂ内並びに電極コンタクト・ホール３Ａ内も含め、種層９上の全面に厚さ１０００〔ｎｍ〕のＣｕからなる配線層１０を鍍金する。これに依って、埋め込み配線溝３Ｂ内及び電極コンタクト・ホール３Ａ内は密着層７及び種層９及び配線層１０で完全に埋められる。
【００２４】
図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）参照
８−（３）
ＣＭＰ法を適用することに依り、層間絶縁膜３が表出するまで配線層１０及び種層９及び密着層７の研磨を行なって、埋め込み配線溝３Ｂ内及び電極コンタクト・ホール３Ａ内に在る密着層７及び種層９及び配線層１０のみを残して導電プラグ１０Ｐ及び埋め込み配線１０Ｗを形成する。
【００２５】
実験例２として説明した技術に依って形成される配線は、耐エレクトロマイグレーション性、及び、低抵抗化などの面で、現在、最も優れた結果が得られているのであるが、主たる材料がＣｕであって、絶縁膜であるＳｉＯ2 中に拡散し易く、それを抑制する技術が未熟である点に問題がある。
【００２６】
図１０乃至図１２は配線を形成する工程に関する実験例３を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図（図１０及び１１）と要部平面図（図１２）であり、以下、図を参照しつつ説明する。尚、実験例３も導電プラグ及びそれに連なる埋め込み配線を同時に形成する例であり、そして、図７乃至図９に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
【００２７】
図１０（Ａ）参照
１０−（１）
スパッタリング法を適用することに依り、基板（図示せず）を覆う厚さが４００〔ｎｍ〕のＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜１上に厚さが１００〔ｎｍ〕のＴｉＮからなる局所配線層２を形成する。
【００２８】
１０−（２）
ＣＶＤ法を適用することに依り、局所配線層２上に厚さが８００〔ｎｍ〕のＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜３を形成する。尚、実験例３に於いても、層間絶縁膜３に導電プラグの他に配線も埋め込むので、実験例２の場合と同様、厚く形成される。
【００２９】
図１０（Ｂ）参照
１０−（３）
リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、エッチング・ガスをＣＦ4 ＋Ｈ2 の混合ガスとするドライ・エッチング法を適用することに依り、層間絶縁膜３に於ける導電プラグ形成予定部分に深さが４００〔ｎｍ〕の電極コンタクト・ホール３Ａを形成する。
【００３０】
図１０（Ｃ）参照
１０−（４）
リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、エッチング・ガスをＣＦ4 ＋Ｈ2 の混合ガスとするドライ・エッチング法を適用することに依り、層間絶縁膜３に於ける配線形成予定部分に幅が２００〔ｎｍ〕、深さが４００〔ｎｍ〕の埋め込み配線溝３Ｂを形成する。尚、埋め込み配線溝３Ｂは電極コンタクト・ホール３Ａ上を通っている。
【００３１】
図１１（Ａ）及び図１２（Ａ）参照
１１−（１）
スパッタリング法を適用することに依り、埋め込み配線溝３Ｂ内及び電極コンタクト・ホール３Ａ内も含め、全面に厚さが２０〔ｎｍ〕であるＴｉ層及び厚さが５０〔ｎｍ〕であるＴｉＮ層からなる密着層７及びＡｌからなる配線層１１を積層形成する。
【００３２】
１１−（２）
温度を４００〔℃〕〜６５０〔℃〕の間で選択すると共に雰囲気中の水の分圧を１０-8〔Ｔｏｒｒ〕〜１０-9〔Ｔｏｒｒ〕の間で選択した高温・高圧の下に於いてＡｌからなる配線層１１のリフローを行なって電極コンタクト・ホール３Ａ内及び埋め込み配線溝３Ｂ内に流し込んで密実に埋める。
【００３３】
図１１（Ｂ）及び図１２（Ｂ）参照
１１−（１）
ＣＭＰ法を適用することに依り、層間絶縁膜３が表出するまで配線層１１、密着層７の研磨を行なって、埋め込み配線溝３Ｂ内及び電極コンタクト・ホール３Ａ内に導電プラグ１１Ｐ及び埋め込み配線１１Ｗを形成する。
【００３４】
実験例３として説明した技術に依って形成される配線は、耐エレクトロマイグレーション性、及び、低抵抗化などの面では、実験例１及び２の中間的存在であって、Ｗからなる導電プラグを使用しないので、抵抗値は実験例１に依る配線に比較して低く、また、同じくＷからなる導電プラグを使用しないので、耐エレクトロマイグレーション性も高い。然しながら、実験例２、即ち、Ｃｕを用いる場合と比較すれば抵抗値は高く、且つ、耐エレクトロマイグレーション性も低いのであるが、Ｃｕの場合のようにＳｉＯ2 からなる絶縁膜中への拡散を心配する必要はない。
【００３５】
前記三つの実験例１、２、３の何れに於いてもＣＭＰ法に依る金属層の研磨が不可欠であり、実験例１ではＷなど、実験例２ではＣｕなど、実験例３ではＡｌなどをそれぞれ研磨している。
【００３６】
一般に、ＣＭＰ法に依って研磨を行なう場合、研磨剤としてアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を砥粒、Ｈ2 Ｏ2 を酸化剤とするものが主流であるが、本発明者等は砥粒と酸化剤の両方の機能をもつＭｎＯ2 を用いる研磨について研究・開発を行なっているので（要すれば、「特開平９−２２８８７号公報」、を参照）、実験例１乃至３に於いてもＭｎＯ2 を用いて研磨を行なっている。
【００３７】
実験例１に於いて、砥粒をＭｎＯ2 とした研磨剤を用いた場合、Ｗからなる導電プラグ５Ｐに於けるシームにキーホールを発生させることがないこと、洗浄が容易であること、砥粒がＡｌ2 Ｏ3 である研磨剤に比較して硬度が低いのでスクラッチが発生しないこと、リサイクルが可能であることなどの利点がある。
【００３８】
然しながら、ここで用いたＭｎＯ2 は、密着層４の材料であるＴｉＮの研磨速度がＴｉＮが受けた熱処理に大きく依存し、熱処理温度が高いほど研磨速度が低下する旨の問題がある。
【００３９】
この為、ＴｉＮの熱履歴に依っては、つまり、半導体装置の種類に依っては、ＴｉＮをＳｉＯ2 からなる絶縁膜表面から完全に除去することが困難であり、これを回避する為には、絶縁膜に添加剤を加えて研磨速度を低下させることが必要になる。
【００４０】
実験例２に於いて、砥粒をＭｎＯ2 とした研磨剤を用いた場合、Ｃｕを研磨することは困難であって、充分な研磨速度が得られず、また、実験例１の場合と同様、絶縁膜表面からＴｉＮ層を完全に除去することが困難であって、絶縁膜に添加剤を加えて研磨速度を低下させることが必要であった。
【００４１】
実験例３に於いて、砥粒をＭｎＯ2 とした研磨剤を用いた場合、Ａｌを研磨することは困難であって、充分な研磨速度が得られず、また、実験例１の場合と同様、絶縁膜表面からＴｉＮ層を完全に除去することが困難であって、絶縁膜に添加剤を加えて研磨速度を低下させることが必要であった。
【００４２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明に於いては、研磨剤の砥粒にＭｎＯ2 を用いる利点をそのまま残しながら、ＴｉＮが受けた熱処理の如何に拘わらず、容易に研磨することができるように、また、Ｃｕ或いはＡｌの研磨も容易であるようにする。
【００４３】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、ＭｎＯ2 を砥粒とする研磨剤にＨＮＯ3 を添加することに依って、熱処理後のＴｉＮを容易に研磨することが可能となり、また、絶縁膜の研磨速度を著しく小さくすることができ、更にまた、Ｗ、Ｃｕ、Ａｌを容易に研磨できることを見出した。
【００４４】
図１は本発明に依るＭｎＯ2 ＋ＨＮＯ3 の研磨剤を用いると熱処理後のＴｉＮを容易に研磨できることを表す線図であり、横軸にはＴｉＮ層をスパッタリング法で成膜した後の熱処理温度〔℃〕を、また、縦軸には研磨速度〔μｍ／分〕をそれぞれ採ってある。
【００４５】
図１のデータに於いて、
ＴｉＮ層のスパッタリング温度：室温
成膜後の熱処理時間：３０〔分〕
黒丸：ＭｎＯ2 （１０重量〔％〕）＋ＨＮＯ3 を含む研磨剤の場合
白丸：ＭｎＯ2 （１０重量〔％〕）のみを含む研磨剤の場合
である。
【００４６】
図１から明らかなように、研磨剤がＭｎＯ2 単独の場合は、ＴｉＮの熱履歴に依って、研磨速度が大きく変化するが、ＨＮＯ3 を添加した場合は、高い熱処理を受けてもＷと略同じ研磨速度になっている。尚、Ｗの研磨速度は、ＨＮＯ3 を添加することで約５〔％〕程度上昇する。
【００４７】
図２は本発明に依るＭｎＯ2 ＋ＨＮＯ3 の研磨剤を用いると熱酸化法に依って作成したＳｉＯ2 からなる絶縁膜の研磨速度が著しく小さくなることを表す線図であり、横軸にはＨＮＯ3 の添加割合を、また、縦軸には研磨速度〔μｍ／分〕をそれぞれ採ってある。
【００４８】
図２に見られるデータを得た際の使用研磨剤は、ＭｎＯ2 （１０重量〔％〕）：ＨＮＯ3 （６１〔％〕）＝１００：Ｘ（Ｘは添加割合）である。
【００４９】
図３は本発明に依るＭｎＯ2 ＋ＨＮＯ3 の研磨剤を用いるとＣｕ及びＡｌを容易に研磨できることを表す線図であり、横軸にはＨＮＯ3 の添加割合を、また、縦軸には研磨速度〔μｍ／分〕をそれぞれ採ってある。
【００５０】
図３に見られるデータを得た際の使用研磨剤は、ＭｎＯ2 （１０重量〔％〕）：ＨＮＯ3 （６１〔％〕）＝１００：Ｘ（Ｘは添加割合）であり、また、
黒四角：Ｃｕの研磨速度
白四角：Ａｌの研磨速度
である。
【００５１】
本発明者等は、前記実験の他、添加剤のＨＮＯ3 をＦｅ（ＮＯ3 ）3 やＮＨ4 ＮＯ3 に代替して実験を行ったところ、ＨＮＯ3 の場合と同じ効果を得ることができたので、それ等の実験結果を綜合すると、研磨剤中にＮＯ3 - が存在すれば、Ｃｕ又はＡｌ、熱処理後のＴｉＮなどを容易に研磨することができ、また、ＳｉＯ2 などの絶縁膜の研磨速度を低減することができるのを確認した。このように、研磨剤を用いて研磨を行う場合、研磨そのものについては、ＮＯ 3 - を発生する添加剤の存在が極めて有効なのであるが、添加剤として取扱の容易性、環境への影響などを考慮するとＨＮＯ 3 が最良の選択である。
【００５２】
前記したところから、本発明に依る配線形成方法に於いては、
（１）
絶縁膜（例えばＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜３）に電極コンタクト・ホール（例えば電極コンタクト・ホール３Ａ）を形成してから全面に金属材料層（例えばＷからなる導電プラグ材料層５）を形成する工程と、前記金属材料層をＭｎＯ2 からなる砥粒及びＮＯ3 - を生成するＨＮＯ 3 からなる添加剤を含む研磨剤で研磨して導電プラグ（例えば導電プラグ５Ｐ）を形成する工程とが含まれてなることを特徴とするか、又は、
【００５３】
（２）
絶縁膜（例えばＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜３）に電極コンタクト・ホール（例えば電極コンタクト・ホール３Ａ）及び電極コンタクト・ホールに連なる配線溝（例えば配線溝３Ｂ）を形成してから全面に金属材料層（例えばＣｕからなる配線層１０或いはＡｌからなる配線層１１）を形成する工程と、前記金属材料層をＭｎＯ2 からなる砥粒及びＮＯ3 - を生成するＨＮＯ 3 からなる添加剤を含む研磨剤で研磨して導電プラグ（例えば導電プラグ１０Ｐ或いは導電プラグ１１Ｐ）及び導電プラグに連なる配線（例えば配線１０Ｗ或いは配線１１Ｗ）を形成する工程とが含まれてなることを特徴とするか、又は、
【００５４】
（３）
前記（１）或いは（２）に於いて、金属材料がＷ、Ｃｕ、Ａｌから選択された何れか一つであることを特徴とする。
【００５６】
前記簡単な手段を採ることに依って、ＭｎＯ2 研磨剤の性能は大きく向上し、Ｗ、Ｃｕ、Ａｌの研磨速度は向上し、また、熱履歴の如何に拘わらずＴｉＮも容易に研磨することができ、しかも、それ等の研磨は酸化膜からなる絶縁膜表面で確実に停止させることができる。
【００５７】
勿論、ＭｎＯ2 を砥粒とする研磨剤の利点、即ち、電極コンタクト・ホールを埋め込んだ導電プラグのシームにキーホールを発生させることがないこと、洗浄が容易であること、砥粒がＡｌ2 Ｏ3 である研磨剤に比較して硬度が低いのでスクラッチが発生しないこと、リサイクルが可能であることなどの諸々の利点はそのまま確保される。
【００５８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
研磨剤
ＭｎＯ2 の固形濃度：１０重量〔％〕
ＨＮＯ3 の添加量：１００：５（容量比）
研磨条件
圧力：０．２８〔ｋｇ／ｃｍ2 〕
回転数：上定盤２５〔ｒｐｍ〕、下定盤２０〔ｒｐｍ〕
研磨布：ＩＣ１０００／ＳＵＢＡ４００（米国 ロデール社製）
Ｗの研磨速度：０．１〔μｍ／分〕
ＳｉＯ2 の研磨速度：０．００２８〔μｍ／分〕
ＴｉＮの研磨速度：０．０１０５〔μｍ／分〕
【００５９】
実施の形態２
研磨剤
ＭｎＯ2 の固形濃度：１０重量〔％〕
ＨＮＯ3 の添加量：１００：５（容量比）
研磨条件
圧力：０．２８〔ｋｇ／ｃｍ2 〕
回転数：上定盤２５〔ｒｐｍ〕、下定盤２０〔ｒｐｍ〕
研磨布：ＩＣ１０００／ＳＵＢＡ４００（米国 ロデール社製）
Ｃｕの研磨速度：０．２１〔μｍ／分〕
ＳｉＯ2 の研磨速度：０．００２８〔μｍ／分〕
ＴｉＮの研磨速度：０．０１０５〔μｍ／分〕
【００６０】
【発明の効果】
本発明に依る配線形成方法に依れば、絶縁膜に電極コンタクト・ホール、或いは、電極コンタクト・ホール及び電極コンタクト・ホールに連なる配線溝を形成してから全面に金属材料層を形成し、金属材料層をＭｎＯ2 からなる砥粒及びＮＯ3 - を生成する添加剤を含む研磨剤で研磨して導電プラグ、或いは、導電プラグ及び導電プラグに連なる配線を形成する。
【００６１】
前記簡単な構成を採ることに依って、ＭｎＯ2 研磨剤の性能は大きく向上し、Ｗ、Ｃｕ、Ａｌの研磨速度は向上し、また、熱履歴の如何に拘わらずＴｉＮも容易に研磨することができ、しかも、それ等の研磨は酸化膜からなる絶縁膜表面で確実に停止させることができる。
【００６２】
勿論、ＭｎＯ2 を砥粒とする研磨剤の利点、即ち、電極コンタクト・ホールを埋め込んだ導電プラグのシームにキーホールを発生させることがないこと、洗浄が容易であること、砥粒がＡｌ2 Ｏ3 である研磨剤に比較して硬度が低いのでスクラッチが発生しないこと、リサイクルが可能であることなどの諸々の利点はそのまま確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＭｎＯ2 ＋ＨＮＯ3 の研磨剤を用いると熱処理後のＴｉＮを容易に研磨できることを表す線図である。
【図２】ＭｎＯ2 ＋ＨＮＯ3 の研磨剤を用いると熱酸化法に依って作成したＳｉＯ2 からなる絶縁膜の研磨速度が著しく小さくなることを表す線図である。
【図３】ＭｎＯ2 ＋ＨＮＯ3 の研磨剤を用いるとＣｕ及びＡｌを容易に研磨できることを表す線図である。
【図４】配線を形成する工程に関する実験例１を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図である。
【図５】配線を形成する工程に関する実験例１を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図である。
【図６】配線を形成する工程に関する実験例１を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部平面図である。
【図７】配線を形成する工程に関する実験例２を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図である。
【図８】配線を形成する工程に関する実験例２を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図である。
【図９】配線を形成する工程に関する実験例２を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部平面図である。
【図１０】配線を形成する工程に関する実験例３を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図である。
【図１１】配線を形成する工程に関する実験例３を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図である。
【図１２】配線を形成する工程に関する実験例３を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部平面図である。
【符号の説明】
１ 層間絶縁膜
２ 局所配線層
３ 層間絶縁膜
３Ａ 電極コンタクト・ホール
４ 密着層
５ 導電プラグ材料層
５Ｐ 導電プラグ
７ 密着層
８ 配線層
８Ｗ 配線
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電プラグと配線を用いて半導体装置の多層配線を形成するのに好適な配線形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、多層配線を形成する技術は、微細化された半導体装置を製造するのに不可欠な手段になりつつある。
【０００３】
多層配線を形成するには、絶縁膜に電極コンタクト・ホールを形成し、その電極コンタクト・ホールを埋め且つ下地配線などとコンタクトする金属層を全面に形成し、その金属層を絶縁膜が再度表出するまで研磨し、電極コンタクト・ホール内に導電プラグを形成し、その導電プラグ頂面にコンタクトして絶縁膜上に延在する配線を形成するようにしている。
【０００４】
また、絶縁膜に電極コンタクト・ホールのみでなく、それに連なる配線溝を形成し、全面に金属層を形成してから絶縁層が表出するまで研磨することで、導電プラグと埋め込み配線とを同時に一体形成することも行なわれている。
【０００５】
図４乃至図６は配線を形成する工程に関する実験例１を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図（図４及び５）と要部平面図（図６）であり、以下、図を参照しつつ説明する。
【０００６】
図４（Ａ）参照
４−（１）
ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を適用することに依り、基板（図示せず）を覆う厚さが４００〔ｎｍ〕のＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜１上に厚さが１００〔ｎｍ〕のＴｉＮからなる局所配線層２を形成する。
【０００７】
４−（２）
ＣＶＤ法を適用することに依り、局所配線層２上に厚さが４００〔ｎｍ〕のＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜３を形成する。
【０００８】
図４（Ｂ）参照
４−（３）
リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、エッチング・ガスをＣＦ4 ＋Ｈ2 の混合ガスとするドライ・エッチング法を適用することに依り、層間絶縁膜３に於ける導電プラグ形成予定部分に電極コンタクト・ホール３Ａを形成する。
【０００９】
図４（Ｃ）参照
４−（４）
スパッタリング法を適用することに依り、電極コンタクト・ホール３Ａ内も含め、全面にＴｉＮからなる密着層４を形成する。
【００１０】
４−（５）
ＣＶＤ法を適用することに依り、電極コンタクト・ホール３Ａ内も含め、バリヤ層４上の全面に厚さ７００〔ｎｍ〕のＷからなる導電プラグ材料層５を堆積させる。これに依って、電極コンタクト・ホール３Ａ内は密着層４及び導電プラグ材料層５で完全に埋められる。
【００１１】
図５（Ａ）及び図６（Ａ）参照
５−（１）
ＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を適用することに依り、層間絶縁膜３が表出するまで導電プラグ材料層５及びバリヤ層４の研磨を行なって、電極コンタクト・ホール３Ａ内に在る導電プラグ材料層５及び密着層４のみを残して導電プラグ５Ｐを形成する。
【００１２】
図５（Ｂ）参照
５−（２）
スパッタリング法を適用することに依り、全面に厚さが２０〔ｎｍ〕のＴｉ層並びに厚さが５０〔ｎｍ〕のＴｉＮ層からなる密着層７Ａを形成する。
【００１３】
５−（３）
スパッタリング法を適用することに依り、密着層７Ａ上に厚さが４００〔ｎｍ〕のＡｌからなる配線層８を形成する。
【００１４】
５−（４）
スパッタリング法を適用することに依り、配線層９上に厚さが２０〔ｎｍ〕のＴｉ層及び厚さが５０〔ｎｍ〕のＴｉＮ層からなる密着層７Ｂを形成する。
【００１５】
図５（Ｃ）及び図６（Ｂ）参照
５−（５）
リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、エッチング・ガスをＢＣｌ3 ＋Ｃｌ2 とするドライ・エッチング法を適用することに依り、密着層７Ｂ、配線層８及び密着層７Ａをパターニングして配線８Ｗを形成する。
【００１６】
実験例１として説明した技術は、現在、広く採用されていて主流をなす技術であって、それに依って形成される配線からすれば、ＷとＡｌを用いることもあって、エレクトロマイグレーションに対する耐性が低く、また、抵抗値が高いなどの問題はあるが、プロセス上からすれば、製造歩留りなどの安定性については、他のプロセスに比較して優れている。
【００１７】
図７乃至図９は配線を形成する工程に関する実験例２を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図（図７及び８）と要部平面図（図９）であり、以下、図を参照しつつ説明する。尚、実験例２は導電プラグ及びそれに連なる埋め込み配線を同時に形成する例であり、そして、図４乃至図６に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
【００１８】
図７（Ａ）参照
７−（１）
スパッタリング法を適用することに依り、基板（図示せず）を覆う厚さ４００〔ｎｍ〕のＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜１上に厚さが１００〔ｎｍ〕のＴｉＮからなる局所配線層２を形成する。
【００１９】
７−（２）
ＣＶＤ法を適用することに依り、局所配線層２上に厚さ８００〔ｎｍ〕のＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜３を形成する。尚、実験例２に於いては、層間絶縁膜３に導電プラグの他に配線も埋め込むので、実験例１の場合と比較して厚く形成される。
【００２０】
図７（Ｂ）参照
７−（３）
リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、エッチング・ガスをＣＦ4 ＋Ｈ2 の混合ガスとするドライ・エッチング法を適用することに依り、層間絶縁膜３に於ける導電プラグ形成予定部分に深さが４００〔ｎｍ〕の電極コンタクト・ホール３Ａを形成する。
【００２１】
図７（Ｃ）参照
７−（４）
リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、エッチング・ガスをＣＦ4 ＋Ｈ2 の混合ガスとするドライ・エッチング法を適用することに依り、層間絶縁膜３に於ける配線形成予定部分に幅が２００〔ｎｍ〕、深さが４００〔ｎｍ〕の埋め込み配線溝３Ｂを形成する。尚、埋め込み配線溝３Ｂは電極コンタクト・ホール３Ａ上を通ることは云うまでもない。
【００２２】
図８（Ａ）及び図９（Ａ）参照
８−（１）
スパッタリング法を適用することに依り、埋め込み配線溝３Ｂ内及び電極コンタクト・ホール３Ａ内も含め、全面に厚さが２０〔ｎｍ〕のＴｉＮからなる密着層７及び厚さが５０〔ｎｍ〕であるＣｕからなる種層９を形成する。
【００２３】
８−（２）
ＥＣＤ（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｐｏｓｓｉｔｉｏｎ）法を適用することに依り、埋め込み配線溝３Ｂ内並びに電極コンタクト・ホール３Ａ内も含め、種層９上の全面に厚さ１０００〔ｎｍ〕のＣｕからなる配線層１０を鍍金する。これに依って、埋め込み配線溝３Ｂ内及び電極コンタクト・ホール３Ａ内は密着層７及び種層９及び配線層１０で完全に埋められる。
【００２４】
図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）参照
８−（３）
ＣＭＰ法を適用することに依り、層間絶縁膜３が表出するまで配線層１０及び種層９及び密着層７の研磨を行なって、埋め込み配線溝３Ｂ内及び電極コンタクト・ホール３Ａ内に在る密着層７及び種層９及び配線層１０のみを残して導電プラグ１０Ｐ及び埋め込み配線１０Ｗを形成する。
【００２５】
実験例２として説明した技術に依って形成される配線は、耐エレクトロマイグレーション性、及び、低抵抗化などの面で、現在、最も優れた結果が得られているのであるが、主たる材料がＣｕであって、絶縁膜であるＳｉＯ2 中に拡散し易く、それを抑制する技術が未熟である点に問題がある。
【００２６】
図１０乃至図１２は配線を形成する工程に関する実験例３を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図（図１０及び１１）と要部平面図（図１２）であり、以下、図を参照しつつ説明する。尚、実験例３も導電プラグ及びそれに連なる埋め込み配線を同時に形成する例であり、そして、図７乃至図９に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
【００２７】
図１０（Ａ）参照
１０−（１）
スパッタリング法を適用することに依り、基板（図示せず）を覆う厚さが４００〔ｎｍ〕のＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜１上に厚さが１００〔ｎｍ〕のＴｉＮからなる局所配線層２を形成する。
【００２８】
１０−（２）
ＣＶＤ法を適用することに依り、局所配線層２上に厚さが８００〔ｎｍ〕のＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜３を形成する。尚、実験例３に於いても、層間絶縁膜３に導電プラグの他に配線も埋め込むので、実験例２の場合と同様、厚く形成される。
【００２９】
図１０（Ｂ）参照
１０−（３）
リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、エッチング・ガスをＣＦ4 ＋Ｈ2 の混合ガスとするドライ・エッチング法を適用することに依り、層間絶縁膜３に於ける導電プラグ形成予定部分に深さが４００〔ｎｍ〕の電極コンタクト・ホール３Ａを形成する。
【００３０】
図１０（Ｃ）参照
１０−（４）
リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、エッチング・ガスをＣＦ4 ＋Ｈ2 の混合ガスとするドライ・エッチング法を適用することに依り、層間絶縁膜３に於ける配線形成予定部分に幅が２００〔ｎｍ〕、深さが４００〔ｎｍ〕の埋め込み配線溝３Ｂを形成する。尚、埋め込み配線溝３Ｂは電極コンタクト・ホール３Ａ上を通っている。
【００３１】
図１１（Ａ）及び図１２（Ａ）参照
１１−（１）
スパッタリング法を適用することに依り、埋め込み配線溝３Ｂ内及び電極コンタクト・ホール３Ａ内も含め、全面に厚さが２０〔ｎｍ〕であるＴｉ層及び厚さが５０〔ｎｍ〕であるＴｉＮ層からなる密着層７及びＡｌからなる配線層１１を積層形成する。
【００３２】
１１−（２）
温度を４００〔℃〕〜６５０〔℃〕の間で選択すると共に雰囲気中の水の分圧を１０-8〔Ｔｏｒｒ〕〜１０-9〔Ｔｏｒｒ〕の間で選択した高温・高圧の下に於いてＡｌからなる配線層１１のリフローを行なって電極コンタクト・ホール３Ａ内及び埋め込み配線溝３Ｂ内に流し込んで密実に埋める。
【００３３】
図１１（Ｂ）及び図１２（Ｂ）参照
１１−（１）
ＣＭＰ法を適用することに依り、層間絶縁膜３が表出するまで配線層１１、密着層７の研磨を行なって、埋め込み配線溝３Ｂ内及び電極コンタクト・ホール３Ａ内に導電プラグ１１Ｐ及び埋め込み配線１１Ｗを形成する。
【００３４】
実験例３として説明した技術に依って形成される配線は、耐エレクトロマイグレーション性、及び、低抵抗化などの面では、実験例１及び２の中間的存在であって、Ｗからなる導電プラグを使用しないので、抵抗値は実験例１に依る配線に比較して低く、また、同じくＷからなる導電プラグを使用しないので、耐エレクトロマイグレーション性も高い。然しながら、実験例２、即ち、Ｃｕを用いる場合と比較すれば抵抗値は高く、且つ、耐エレクトロマイグレーション性も低いのであるが、Ｃｕの場合のようにＳｉＯ2 からなる絶縁膜中への拡散を心配する必要はない。
【００３５】
前記三つの実験例１、２、３の何れに於いてもＣＭＰ法に依る金属層の研磨が不可欠であり、実験例１ではＷなど、実験例２ではＣｕなど、実験例３ではＡｌなどをそれぞれ研磨している。
【００３６】
一般に、ＣＭＰ法に依って研磨を行なう場合、研磨剤としてアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を砥粒、Ｈ2 Ｏ2 を酸化剤とするものが主流であるが、本発明者等は砥粒と酸化剤の両方の機能をもつＭｎＯ2 を用いる研磨について研究・開発を行なっているので（要すれば、「特開平９−２２８８７号公報」、を参照）、実験例１乃至３に於いてもＭｎＯ2 を用いて研磨を行なっている。
【００３７】
実験例１に於いて、砥粒をＭｎＯ2 とした研磨剤を用いた場合、Ｗからなる導電プラグ５Ｐに於けるシームにキーホールを発生させることがないこと、洗浄が容易であること、砥粒がＡｌ2 Ｏ3 である研磨剤に比較して硬度が低いのでスクラッチが発生しないこと、リサイクルが可能であることなどの利点がある。
【００３８】
然しながら、ここで用いたＭｎＯ2 は、密着層４の材料であるＴｉＮの研磨速度がＴｉＮが受けた熱処理に大きく依存し、熱処理温度が高いほど研磨速度が低下する旨の問題がある。
【００３９】
この為、ＴｉＮの熱履歴に依っては、つまり、半導体装置の種類に依っては、ＴｉＮをＳｉＯ2 からなる絶縁膜表面から完全に除去することが困難であり、これを回避する為には、絶縁膜に添加剤を加えて研磨速度を低下させることが必要になる。
【００４０】
実験例２に於いて、砥粒をＭｎＯ2 とした研磨剤を用いた場合、Ｃｕを研磨することは困難であって、充分な研磨速度が得られず、また、実験例１の場合と同様、絶縁膜表面からＴｉＮ層を完全に除去することが困難であって、絶縁膜に添加剤を加えて研磨速度を低下させることが必要であった。
【００４１】
実験例３に於いて、砥粒をＭｎＯ2 とした研磨剤を用いた場合、Ａｌを研磨することは困難であって、充分な研磨速度が得られず、また、実験例１の場合と同様、絶縁膜表面からＴｉＮ層を完全に除去することが困難であって、絶縁膜に添加剤を加えて研磨速度を低下させることが必要であった。
【００４２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明に於いては、研磨剤の砥粒にＭｎＯ2 を用いる利点をそのまま残しながら、ＴｉＮが受けた熱処理の如何に拘わらず、容易に研磨することができるように、また、Ｃｕ或いはＡｌの研磨も容易であるようにする。
【００４３】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、ＭｎＯ2 を砥粒とする研磨剤にＨＮＯ3 を添加することに依って、熱処理後のＴｉＮを容易に研磨することが可能となり、また、絶縁膜の研磨速度を著しく小さくすることができ、更にまた、Ｗ、Ｃｕ、Ａｌを容易に研磨できることを見出した。
【００４４】
図１は本発明に依るＭｎＯ2 ＋ＨＮＯ3 の研磨剤を用いると熱処理後のＴｉＮを容易に研磨できることを表す線図であり、横軸にはＴｉＮ層をスパッタリング法で成膜した後の熱処理温度〔℃〕を、また、縦軸には研磨速度〔μｍ／分〕をそれぞれ採ってある。
【００４５】
図１のデータに於いて、
ＴｉＮ層のスパッタリング温度：室温
成膜後の熱処理時間：３０〔分〕
黒丸：ＭｎＯ2 （１０重量〔％〕）＋ＨＮＯ3 を含む研磨剤の場合
白丸：ＭｎＯ2 （１０重量〔％〕）のみを含む研磨剤の場合
である。
【００４６】
図１から明らかなように、研磨剤がＭｎＯ2 単独の場合は、ＴｉＮの熱履歴に依って、研磨速度が大きく変化するが、ＨＮＯ3 を添加した場合は、高い熱処理を受けてもＷと略同じ研磨速度になっている。尚、Ｗの研磨速度は、ＨＮＯ3 を添加することで約５〔％〕程度上昇する。
【００４７】
図２は本発明に依るＭｎＯ2 ＋ＨＮＯ3 の研磨剤を用いると熱酸化法に依って作成したＳｉＯ2 からなる絶縁膜の研磨速度が著しく小さくなることを表す線図であり、横軸にはＨＮＯ3 の添加割合を、また、縦軸には研磨速度〔μｍ／分〕をそれぞれ採ってある。
【００４８】
図２に見られるデータを得た際の使用研磨剤は、ＭｎＯ2 （１０重量〔％〕）：ＨＮＯ3 （６１〔％〕）＝１００：Ｘ（Ｘは添加割合）である。
【００４９】
図３は本発明に依るＭｎＯ2 ＋ＨＮＯ3 の研磨剤を用いるとＣｕ及びＡｌを容易に研磨できることを表す線図であり、横軸にはＨＮＯ3 の添加割合を、また、縦軸には研磨速度〔μｍ／分〕をそれぞれ採ってある。
【００５０】
図３に見られるデータを得た際の使用研磨剤は、ＭｎＯ2 （１０重量〔％〕）：ＨＮＯ3 （６１〔％〕）＝１００：Ｘ（Ｘは添加割合）であり、また、
黒四角：Ｃｕの研磨速度
白四角：Ａｌの研磨速度
である。
【００５１】
本発明者等は、前記実験の他、添加剤のＨＮＯ3 をＦｅ（ＮＯ3 ）3 やＮＨ4 ＮＯ3 に代替して実験を行ったところ、ＨＮＯ3 の場合と同じ効果を得ることができたので、それ等の実験結果を綜合すると、研磨剤中にＮＯ3 - が存在すれば、Ｃｕ又はＡｌ、熱処理後のＴｉＮなどを容易に研磨することができ、また、ＳｉＯ2 などの絶縁膜の研磨速度を低減することができるのを確認した。このように、研磨剤を用いて研磨を行う場合、研磨そのものについては、ＮＯ 3 - を発生する添加剤の存在が極めて有効なのであるが、添加剤として取扱の容易性、環境への影響などを考慮するとＨＮＯ 3 が最良の選択である。
【００５２】
前記したところから、本発明に依る配線形成方法に於いては、
（１）
絶縁膜（例えばＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜３）に電極コンタクト・ホール（例えば電極コンタクト・ホール３Ａ）を形成してから全面に金属材料層（例えばＷからなる導電プラグ材料層５）を形成する工程と、前記金属材料層をＭｎＯ2 からなる砥粒及びＮＯ3 - を生成するＨＮＯ 3 からなる添加剤を含む研磨剤で研磨して導電プラグ（例えば導電プラグ５Ｐ）を形成する工程とが含まれてなることを特徴とするか、又は、
【００５３】
（２）
絶縁膜（例えばＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜３）に電極コンタクト・ホール（例えば電極コンタクト・ホール３Ａ）及び電極コンタクト・ホールに連なる配線溝（例えば配線溝３Ｂ）を形成してから全面に金属材料層（例えばＣｕからなる配線層１０或いはＡｌからなる配線層１１）を形成する工程と、前記金属材料層をＭｎＯ2 からなる砥粒及びＮＯ3 - を生成するＨＮＯ 3 からなる添加剤を含む研磨剤で研磨して導電プラグ（例えば導電プラグ１０Ｐ或いは導電プラグ１１Ｐ）及び導電プラグに連なる配線（例えば配線１０Ｗ或いは配線１１Ｗ）を形成する工程とが含まれてなることを特徴とするか、又は、
【００５４】
（３）
前記（１）或いは（２）に於いて、金属材料がＷ、Ｃｕ、Ａｌから選択された何れか一つであることを特徴とする。
【００５６】
前記簡単な手段を採ることに依って、ＭｎＯ2 研磨剤の性能は大きく向上し、Ｗ、Ｃｕ、Ａｌの研磨速度は向上し、また、熱履歴の如何に拘わらずＴｉＮも容易に研磨することができ、しかも、それ等の研磨は酸化膜からなる絶縁膜表面で確実に停止させることができる。
【００５７】
勿論、ＭｎＯ2 を砥粒とする研磨剤の利点、即ち、電極コンタクト・ホールを埋め込んだ導電プラグのシームにキーホールを発生させることがないこと、洗浄が容易であること、砥粒がＡｌ2 Ｏ3 である研磨剤に比較して硬度が低いのでスクラッチが発生しないこと、リサイクルが可能であることなどの諸々の利点はそのまま確保される。
【００５８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
研磨剤
ＭｎＯ2 の固形濃度：１０重量〔％〕
ＨＮＯ3 の添加量：１００：５（容量比）
研磨条件
圧力：０．２８〔ｋｇ／ｃｍ2 〕
回転数：上定盤２５〔ｒｐｍ〕、下定盤２０〔ｒｐｍ〕
研磨布：ＩＣ１０００／ＳＵＢＡ４００（米国 ロデール社製）
Ｗの研磨速度：０．１〔μｍ／分〕
ＳｉＯ2 の研磨速度：０．００２８〔μｍ／分〕
ＴｉＮの研磨速度：０．０１０５〔μｍ／分〕
【００５９】
実施の形態２
研磨剤
ＭｎＯ2 の固形濃度：１０重量〔％〕
ＨＮＯ3 の添加量：１００：５（容量比）
研磨条件
圧力：０．２８〔ｋｇ／ｃｍ2 〕
回転数：上定盤２５〔ｒｐｍ〕、下定盤２０〔ｒｐｍ〕
研磨布：ＩＣ１０００／ＳＵＢＡ４００（米国 ロデール社製）
Ｃｕの研磨速度：０．２１〔μｍ／分〕
ＳｉＯ2 の研磨速度：０．００２８〔μｍ／分〕
ＴｉＮの研磨速度：０．０１０５〔μｍ／分〕
【００６０】
【発明の効果】
本発明に依る配線形成方法に依れば、絶縁膜に電極コンタクト・ホール、或いは、電極コンタクト・ホール及び電極コンタクト・ホールに連なる配線溝を形成してから全面に金属材料層を形成し、金属材料層をＭｎＯ2 からなる砥粒及びＮＯ3 - を生成する添加剤を含む研磨剤で研磨して導電プラグ、或いは、導電プラグ及び導電プラグに連なる配線を形成する。
【００６１】
前記簡単な構成を採ることに依って、ＭｎＯ2 研磨剤の性能は大きく向上し、Ｗ、Ｃｕ、Ａｌの研磨速度は向上し、また、熱履歴の如何に拘わらずＴｉＮも容易に研磨することができ、しかも、それ等の研磨は酸化膜からなる絶縁膜表面で確実に停止させることができる。
【００６２】
勿論、ＭｎＯ2 を砥粒とする研磨剤の利点、即ち、電極コンタクト・ホールを埋め込んだ導電プラグのシームにキーホールを発生させることがないこと、洗浄が容易であること、砥粒がＡｌ2 Ｏ3 である研磨剤に比較して硬度が低いのでスクラッチが発生しないこと、リサイクルが可能であることなどの諸々の利点はそのまま確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＭｎＯ2 ＋ＨＮＯ3 の研磨剤を用いると熱処理後のＴｉＮを容易に研磨できることを表す線図である。
【図２】ＭｎＯ2 ＋ＨＮＯ3 の研磨剤を用いると熱酸化法に依って作成したＳｉＯ2 からなる絶縁膜の研磨速度が著しく小さくなることを表す線図である。
【図３】ＭｎＯ2 ＋ＨＮＯ3 の研磨剤を用いるとＣｕ及びＡｌを容易に研磨できることを表す線図である。
【図４】配線を形成する工程に関する実験例１を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図である。
【図５】配線を形成する工程に関する実験例１を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図である。
【図６】配線を形成する工程に関する実験例１を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部平面図である。
【図７】配線を形成する工程に関する実験例２を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図である。
【図８】配線を形成する工程に関する実験例２を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図である。
【図９】配線を形成する工程に関する実験例２を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部平面図である。
【図１０】配線を形成する工程に関する実験例３を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図である。
【図１１】配線を形成する工程に関する実験例３を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図である。
【図１２】配線を形成する工程に関する実験例３を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部平面図である。
【符号の説明】
１ 層間絶縁膜
２ 局所配線層
３ 層間絶縁膜
３Ａ 電極コンタクト・ホール
４ 密着層
５ 導電プラグ材料層
５Ｐ 導電プラグ
７ 密着層
８ 配線層
８Ｗ 配線
Claims (3)
- 絶縁膜に電極コンタクト・ホールを形成してから全面に金属材料層を形成する工程と、
前記金属材料層をＭｎＯ2 からなる砥粒及びＮＯ3 - を生成するＨＮＯ 3 からなる添加剤を含む研磨剤で研磨して導電プラグを形成する工程と
が含まれてなることを特徴とする配線形成方法。 - 絶縁膜に電極コンタクト・ホール及び電極コンタクト・ホールに連なる配線溝を形成してから全面に金属材料層を形成する工程と、
前記金属材料層をＭｎＯ2 からなる砥粒及びＮＯ3 - を生成するＨＮＯ 3 からなる添加剤を含む研磨剤で研磨して導電プラグ及び導電プラグに連なる配線を形成する工程と
が含まれてなることを特徴とする配線形成方法。 - 金属材料がＷ、Ｃｕ、Ａｌから選択された何れか１つであること
を特徴とする請求項１或いは２記載の配線形成方法。
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