JP4266502B2 - 半導体基板の表面上における銅のデュアル・ダマシン構造体の表面を処理する方法 - Google Patents
半導体基板の表面上における銅のデュアル・ダマシン構造体の表面を処理する方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4266502B2 JP4266502B2 JP2000247159A JP2000247159A JP4266502B2 JP 4266502 B2 JP4266502 B2 JP 4266502B2 JP 2000247159 A JP2000247159 A JP 2000247159A JP 2000247159 A JP2000247159 A JP 2000247159A JP 4266502 B2 JP4266502 B2 JP 4266502B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- dual damascene
- copper
- metal layer
- damascene opening
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims description 101
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims description 101
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 98
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 title claims description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 47
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 48
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 45
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 45
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 37
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 21
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 14
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims description 3
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 claims 1
- 238000003631 wet chemical etching Methods 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 140
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000005360 phosphosilicate glass Substances 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 tungsten nitride Chemical class 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000001995 intermetallic alloy Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000003658 tungsten compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007704 wet chemistry method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76829—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing characterised by the formation of thin functional dielectric layers, e.g. dielectric etch-stop, barrier, capping or liner layers
- H01L21/76834—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing characterised by the formation of thin functional dielectric layers, e.g. dielectric etch-stop, barrier, capping or liner layers formation of thin insulating films on the sidewalls or on top of conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/32115—Planarisation
- H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76802—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
- H01L21/76807—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics for dual damascene structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/7684—Smoothing; Planarisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
- H01L23/532—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
- H01L23/53204—Conductive materials
- H01L23/53209—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides
- H01L23/53228—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides the principal metal being copper
- H01L23/53238—Additional layers associated with copper layers, e.g. adhesion, barrier, cladding layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路装置の製造、より具体的には、銅の化学機械的研磨による平坦化(CMP)法を行う間及び行った後の銅表面のディッシング(dishing)及びエロージョン(erosion)を少なくする方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイス及びデバイスの機能部分が絶え間なく極小化するのに伴って、これらのデバイスを相互に接続するために使用される金属インターフェース部の導電率は益々重要となっている。低抵抗率の材料を見出し且つ半導体デバイスを製造するとき、これらの材料を使用する技術に習熟することが重要視されているのはこの理由によるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
半導体産業が誕生したとき以降、金属を相互接続するために最も広く使用されている材料は、アルミニウムである。しかしながら、極小デバイスの場合、アルミニウムは、線幅に制限を課し、このため、ミクロン及びミクロン以下のデバイスを製造するとき、エレクトロマイグレーションは、アルミニウムを使用することに伴う大きな欠点の1つである。このため、銅、金及び銀のような金属は、低抵抗率であることに加えて、エレクトロマイグレーションに対する抵抗性に優れているから、これらの代替的な金属が盛んに研究されてきた。
【0004】
検討した代替金属の更に重大な問題点は、半導体デバイスの他の部分にて望ましくない金属間合金及び/又は再結合センターを形成することである一方、これらの金属の一部は拡散率も高く、このため、その適用がより難しいことである。銅は、近年、その基本的な適用に関して、及び銅を使用する場合の望ましくない副次的な効果を解消する方法に関して、注目に値する研究対象とされた金属である。銅は、低コストで且つ加工が容易であるという利点を有するものの、比較的低温度にて銅の酸化が生ずるという重大な副次的効果による欠点がある。
【0005】
標準的な相互接続線の製造方法を行う間、及び必要とされる相互接続線のパターンをエッチングする間、そのパターンを画成するために、フォトレジストが使用される。この線パターンのエッチングが完了した後、フォトレジストを除去しなければならないが、これは極めて酸化した環境内にて行われ、これにより、銅を酸化過程にさらすことになる。フォトレジストは、例えば、フォトレジストを容易に除去可能な灰に還元する酸素プラズマを使用して除去することができる。
【0006】
金属相互接続部を形成するときに広く使用されている2つのアプローチは、ダマシン及びデュアル・ダマシン構造体を使用するものである。ダマシン法を適用することは、最も顕著には、銅を被覆するときに広く採用されつつある。その理由は、極めて小型の半ミクロン以下の超大規模集積デバイス内にダマシンプラグが深く貫入している場合、銅のドライエッチングが困難だからである。最近の適用例で、導電性の金属線として銅を使用して成功しているもののうち、注目に値するのは、CMOSの6層銅金属デバイスの製造である。
【0007】
ダマシン構造体を形成するとき、最初に、金属プラグが表面に形成される。この表面は、殆どの場合、半導体基板の表面である。層間絶縁膜(ILD)の層は金属線のトレンチが形成される(例えば、反応性イオンエッチング技術を使用して)表面上に堆積される(例えば、絶縁材としてSiO2を使用するプラズマCVD技術を使用して)。
【0008】
トレンチは、金属プラグの上方に位置し、金属にて充填される(例えば、CVD法又はメタルフロー法の何れかを使用して)。この金属をILD層の上面に平坦化するならば、ダマシン構造体が完成される。幾つかの初期のダマシン構造体では、平坦化の方法として反応性イオンエッチング(RIE)を使用して製造していたが、今日では、専ら、化学機械的研磨による平坦化(CMP)法が使用されている。
【0009】
ダマシン法の応用技術は、デュアル・ダマシン法であり、この場合、絶縁、すなわち酸化シリコンのような絶縁性材料が、導電線及びビアに対する数千個もの開口部を備えたパターンとして形成され、これらのビアは、同時に金属にて充填される。ダマシンは、溝が絶縁層内に形成されて金属によって充填され、導電線を形成するようにする相互接続部を製造するための方法である。この場合、デュアル・ダマシンは、単一のダマシンの溝が形成されることに加えて、導電性のビア開口部が形成される多層レベルの相互接続法である。デュアル・ダマシン法の1つは、3つの連続的な堆積により形成された絶縁層を使用するもので、中央層がエッチング停止層として機能する。このエッチング停止層をSiNとし、この3層の形態の上部層及び底部層をSiO2とすることができる。この絶縁性の3層は、ビアをレジストパターン化して3つの絶縁層を通じてエッチングすることにより、最初に、ビアを形成することを許容する。次に、導電性パターンを上部絶縁層に形成し、これにより、SiNの中央層が、導電性パターンのエッチングのための停止層を形成する。基板の表面に形成された3つの絶縁層を更に使用する別のアプローチは、最初に、導電性上部層の導電線に対するパターンを形成する。これにより、SiN層が、同様にエッチング停止層として機能するようにする。次に、ビアパターンを導電線のパターンと整合させて、SiNのエッチング停止層及び第一の絶縁層を通じてビアをエッチングすることによりビアを形成することができる。更に別のアプローチは、2つのステップにて3つの絶縁層を堆積するものである。最初に、SiO2の第一の層を堆積し、次に、SiNのエッチング停止層を堆積する。この時点にて、ビアパターンを露出させてエッチングすることができる。次に、SiO2の上部絶縁層を堆積し、そして、導電線をパターン化してエッチングする。SiN層は、ビア開口部が既にエッチングされている箇所を除いて、エッチングを停止させる。
【0010】
導電性溝及びビアの双方に同時に金属を充填することを許容し、これにより、加工ステップを不要にする点にて、デュアル・ダマシンは、シングルダマシンに優る改良である。
【0011】
銅は、RIE(反応性イオンエッチング)により加工処理することが極めて難しいため、配線材料として銅が使用される場合、CMP方法を使用する必要がある。埋め込んだ配線の形成方法に従って、引掻き傷を付けることなく高速度にて銅を研磨するためには、研磨スラリー中に含まれる、銅エッチング効果を発揮する成分の量を増すことにより、銅のエッチング速度を速くしなければならない。成分を多量に使用するならば、エッチングは等方性的に行なわれる。その結果、埋め込んだ銅はエッチングにより失われ、配線中にディッシングが生じる。
【0012】
抵抗率が小さいこと、エレクトロマイグレーションに対する抵抗性が大きいこと、及びストレス・ボイドに対する抵抗性を有することのため、銅が好まれることがしばしばあることは上述した通りである。しかしながら、銅は、酸化シリコン及び酸素含有ポリマーのような一般的な絶縁性材料に対して拡散率が大きいという不利益な点を有する。その結果、例えば、ポリイミドを高温にて加工する間に、銅がポリイミド内に拡散する結果、銅がポリイミド内の酸素と結びつくことにより、銅及びポリイミドが著しく腐食することになる。その腐食の結果、接着力低下、層間剥離、ボイドが生じ、最終的に、構成要素が破局的に機能しなくなる。このため、銅の拡散を阻止する拡散バリアが必要とされることがしばしば生ずる。バリア層は、典型的に、チタンの1つ以上の要素の組み合わせ、タングステンと窒化チタン、又は窒化タングステン、タングステン、タンタル、ニオブ、モリブデンのような多岐に亙る要素を含むことができる。本発明は、タンタル(Ta)系のバリア層を使用するが、タングステン又はチタン或いはその成分を含むバリア層のようなその他のタイプのバリア層を本発明の範囲内にて適用することもできる。
【0013】
金属相互接続部に対し銅を使用する、すなわち、バリア層としてTa及び/又はTa化合物と組み合わせて銅を使用するデュアル・ダマシン構造体の場合にあっては、Ta系材料に対して銅は選択性(分離度)に富むため、銅表面のCMP法の後、大きいトレンチのディッシング及び小さいデバイスの機能部分のエロージョンが過度のものとなる。この選択性(分離度)に富むことは、銅層の柔軟な表面(このため、速い研磨速度)と比較して、Ta系材料の硬く且つ化学的に不活性な性質(このため、遅い研磨速度)に起因する。この銅(相互接続金属)とTa(バリア層)との間のこの差の結果、銅がTa又はTa系材料よりも速い速度にて除去され、これにより、銅の相互接続金属の表面上にディッシング及びエロージョンによる重大な作用を生じさせる。このように、信頼性が極めて高い銅製のLSI配線を形成することは難しい。
【0014】
デバイスの寸法が小さくなるに伴い、ビアプラグ及び/又は導電性の金属線に対し使用されるアルミニウム被覆は、抵抗率が大きく且つエレクトロマイグレーションに対する抵抗性が小さいという問題を生ずる。銅の薄膜は、抵抗率が小さく且つエレクトロマイグレーションに対する抵抗性が大きいという効果をもたらす。このため、超大規模集積導体材料、特に、デバイスの寸法がミクロン以下の寸法に近付くのに伴い、これらの銅の薄膜は魅力的であるように思われる。しかしながら、銅の膜に対して開発されたドライエッチング法は成功せず、このことは、かかる用途に関して銅が広く検討されないことの1つの主な理由である。また、湿式エッチング及びスパッタエッチングは、銅ハロゲン化合物が非揮発性であるため、銅をパターン化することができない。
【0015】
本発明は、相互接続金属にて使用される銅表面のディッシング及びエロージョン効果を少なくし、これにより、半導体デバイスにて使用される銅表面の平坦度及び表面の均一性を向上させることのできる方法を教示するものである。
【0016】
米国特許第5,741,626号(ジェイン(Jain))には、銅のデュアル・ダマシン法が記載されている。
米国特許第5,818,110号(クロニン(Cronin))には、CMP法の後、銅プラグの上に形成されたエッチングバリア層が開示されている。第5欄、35行参照。
【0017】
米国特許第5,814,557号(ベンカトラマン(Venkatraman)及びその他の者)には、デュアル・ダマシン法における銅プラグ上の金属層16が開示されている。
【0018】
米国特許第5,674,787号(ザオ(Zhao)及びその他の者)には、銅相互接続部の上のキャップ/バリア層24が記載されている。
米国特許第5,723,387号(チェン(Chen))には、CMP法の後の銅プラグ上におけるキャップ層が説明されている。
【0019】
米国特許第5,744,376号(チャン(Chan)及びその他の者)には、CMP法の後の銅プラグ上におけるSiNキャップ層が記載されている。
本発明の主要な目的は、デュアル・ダマシンの銅表面におけるディッシング及びエロージョンを少なくすることである。
【0020】
本発明の別の目的は、デュアル・ダマシンの銅表面の平坦度及び均一さを向上させることである。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的に従って、銅のデュアル・ダマシンの相互接続構造体を形成する新規な方法が提供される。層間絶縁膜(Inter Metal Dielectric IMD)の層が構造体上に堆積(形成)される。
【0022】
本発明の第一実施の形態に基づいて、キャップ層がIMD上に堆積(形成)され、デュアル・ダマシン構造体がキャップ層を介して形成されて、IMD内に埋め込まれる。キャップ層を囲む表面を含むデュアル・ダマシン構造体上にバリア層がブランケット堆積(一様に堆積、形成)される。デュアル・ダマシン構造体用の銅が堆積(形成)されて研磨される。この研磨は、バリア層の表面まで行われ、その後にデュアル・ダマシン構造体の銅プロファイルの表面を湿式エッチング技術によって下げる(剥ぎ取る)。これにより、銅表面はバリア層の表面よりも下方となり、薄い膜が銅及びバリア層の上にブランケット堆積(一様に堆積、形成)される。薄い膜をCMP法により除去して、デュアル・ダマシン構造体の銅プロファイルの表面を形成し、この場合、銅の上方の面(堆積した薄い膜の残り分を含む)が銅表面のディッシング及びエロージョン効果を解消するのに十分に硬いようにする。
【0023】
本発明の第二実施の形態は、上述したキャップ層を堆積(形成)しないが、以下のように本発明の第一実施の形態と同一のステップに従って行われ、同一の効果が得られる。IMD層を基板上に堆積(形成)し、IMD内にデュアル・ダマシン構造体を形成し、バリア層をデュアル・ダマシン上に堆積(形成)し、デュアル・ダマシン構造体に銅を堆積(形成)してバリア層の表面まで下方に研磨する。デュアル・ダマシン構造体の表面を下げて(剥ぎ取って)、バリア層の表面よりも下方となるようにし、薄い膜を銅及びバリア層上に堆積(形成)する。薄い膜を除去して、デュアル・ダマシン構造体の銅プロファイルの表面を形成し、銅の上方の表面(堆積した薄い膜の残り分を含む)が銅表面のディッシング及びエロージョン効果を解消するのに十分に硬いようにする。
【0024】
本発明の第三実施の形態は、本発明の第一実施の形態と基本的に同一の手順に従い、薄い膜層を堆積(形成)することを含む。この膜は、本発明の第三実施の形態に基づいて、プラズマエッチングにより除去して、本発明の先の2つの実施形態の下で得られたものと同一の結果が得られるようにする。
【0025】
本発明の第四実施の形態は、本発明の第二の実施の形態と基本的に同一の手順に従い、薄い膜層を堆積(形成)することを含む。本発明の第四実施の形態に基づくこの膜は、プラズマエッチングにより除去して、本発明の先の3つの実施の形態の下で得られたものと同一の効果が得られるようにする。
【0026】
【発明の実施の形態】
次に、特に、図1を参照すると、金属面10の頂部に形成されたデュアル・ダマシン構造体が断面図にて図示されている。該デュアル・ダマシン構造体は、下方の金属層10と直接接触したビア部分12と、該ビア構造体12の上方になる相互接続線部分14とから成っている。デュアル・ダマシン構造体は、層間絶縁膜(Inter Metal Dielectric IMD)の層16内に形成されている。デュアル・ダマシン構造体のプロファイルをIMD内に形成する前、キャップ層18をIMDの表面の上に堆積(形成)させる。このキャップ層がエッチング又はCMP法の何れかによりIMDの表面から容易に除去可能であるとの理解に基づいて、キャップ層に対する条件は、基本的に、典型的な銅バリア層に対する条件と同一である。バリア層に対して使用可能である上述した材料のうち、窒化シリコン(Si3N4)が当該適用例の条件を満たす。更なる必要条件は、例えば、約100オングストローム乃至3000オングストロームの範囲のような十分な厚さまでキャップ層を堆積(形成)することであり、このことは、その工程の後の時点でキャップ層内におよぶまで研磨することを許容し、キャップ層の一部が所定の位置に残ることになる。このキャップ層の残り分は、銅酸化/拡散保護層として機能し、これにより、別個の工程としてこのような機能を有する層を堆積しなくても済むようになる。キャップ層18を堆積(形成)した後に、デュアル・ダマシン・プロファイルを、キャップ層18を介して絶縁膜の層16内に形成する。
【0027】
図2には、IMD開口部の上方のデュアル・ダマシンの側壁及びキャップ層の表面がTa系バリア層20にて裏打ちされ、このバリア層20の上に銅層22が一様に堆積(形成)され、この銅層22がデュアル・ダマシン構造体のプロファイルを充填し且つバリア層20の表面を被覆する状態が示してある。また、タングステン又はタングステン化合物及びチタン又はチタン化合物のようなその他のバリア層を使用することもできる。本発明は、上述したように、タンタル(Ta)系バリア層を使用することにのみ限定されるものではなく、タングステン又はチタン或いはその化合物を含むバリア層を適用することも可能である。
【0028】
図3には、IMD16の表面の上方から余剰な銅の除去を完了した後の断面図が図示されており、この銅の除去はCMP法を使用して行うことができる。この工程の間、IMD表面の上方で銅の下方となる、バリア層20は停止層として機能することができる。この場合、銅24は、典型的なデュアル・ダマシン構造体のプロファイルを有している。
【0029】
図4には、デュアル・ダマシン開口部から銅(図3のプロファイル24にて図示)を下げて又は部分的に剥ぎ取り、これにより、この開口部内に新たな銅プロファイル26を形成した後の断面図が図示されている。例えば、CH3COOH/NH4F又はCCl4/DMSOをエッチング剤として使用するように、湿式化学的作用を利用してこの銅の剥ぎ取りを行うことができる。図4には、デュアル・ダマシン構造体のプロファイルに凹所28が形成された状態が示してある。
【0030】
図示した凹所28の深さは、キャップ層18の高さに等しく又はそれ以下でなければならず、この後者の高さは、約100オングストローム乃至3000オングストロームの範囲にある。このことは、キャップ層18の過度の研磨に対する十分な余裕を持たせるためである。
【0031】
本発明の第二及び第四の実施の形態の場合、キャップ層18は全く堆積されないことを認識すべきである。これらの実施の形態の場合、形成された銅の凹状層及び周囲領域の断面は、キャップ層18が全く図示されていない点を除いて、図4に図示したプロファイルのように見える。更に、銅のダマシン構造体の表面はIMDの表面よりも下方に下降させているが、これは、本発明の第二及び第四の実施の形態を詳細に示すために使用される図面(図7及び図8)から明らかであろう。
【0032】
図5には、Ta系バリア層及びデュアル・ダマシン・プロファイルの凹所の上に薄い膜30が一様に堆積(形成)された後の断面図が図示されている。この薄い膜30は、Si3N4、又はほうけい酸ガラス(「BSG」)、りんけい酸塩ガラス(「PSG」)、ほうりんけい酸塩ガラス(BPSG)及びプラズマ窒化シリコン(P−SiNX)のような他の任意の適当な絶縁材を含むことができる。膜30の目的は、銅の酸化を防止し且つ銅表面を化学的又は機械的損傷から保護することである。トレンチ上の薄い膜30は、CMP法を使用してTa系のバリア層20を除去する間、銅のエロージョンに対する十分な抵抗性を提供する。
【0033】
図6には、IMDの層16の表面における薄い膜30及びバリア層20を部分的にCMP法により除去したときの断面図が図示されている。薄い膜層30は、デュアル・ダマシン・プロファイル26の上方の所定の位置に留まり、表面ディッシング又は表面エロージョン効果に耐えるのに十分に硬い表面を形成することを強調しなければならない。層18、30は、デュアル・ダマシン構造体の銅表面の拡散及び酸化を防止する複合層を形成する。
【0034】
IMDの表面の上方のキャップ層を除去することなく、膜30の表面のCMP(図5)がキャップ層18内におよび且つキャップ層内で進行するならば、(残りの)バリア層がその機能を果たすから、酸化又は拡散防止層を堆積(形成)する必要がないことを認識すべきである。
【0035】
図7には、本発明の第二の実施の形態が図示されている。図7の形態は、図1乃至図5に基づいて上述したものと基本的に同一のステップに従うことにより実現することができるが、その顕著な相違点は、その断面図を図7に図示したプロファイルを形成するとき、キャップ層が何ら堆積されない点である。図5の第一の実施の形態と図7の第二の実施の形態とを比較するならば、この点は直ちに明らかになるであろう。
【0036】
図7のデュアル・ダマシン構造体を形成するために採用されるステップは次の通りである。
IMD層40を金属面10上に堆積(形成)すること:
堆積(形成)したIMDの層40内にデュアル・ダマシン・プロファイルを形成すること:
バリア層42をデュアル・ダマシン構造体内及びIMDの層40の表面上に堆積(形成)すること:
銅の層44をバリア層42上に一様に堆積(形成)すること:
余剰な銅をバリア層42の上面まで下方に除去すること:
デュアル・ダマシン・プロファイル内に含まれた銅に凹所を形成し、これにより、デュアル・ダマシン・プロファイル内に銅の充填部44を形成することである。
【0037】
図7には、薄い膜の層34をバリア層42の表面上及びデュアル・ダマシン開口部の凹状の銅44の表面上に堆積(形成)する状態が示してある。薄い膜層30に関して(図5)記述した全ての説明は、図7の薄い膜層34に対しても等しく当て嵌まる。トレンチの上の薄い膜34は、CMP法を使用してTa系バリア層42を除去する間、銅のエロージョンに対する十分な抵抗性を提供する。
【0038】
図8には、IMD層40の表面上の薄膜34(図7)及びバリア金属42をCMP法により研磨した後のデュアル・ダマシン構造体が断面図にて図示されている。デュアル・ダマシン・プロファイルの上方にある膜層34は、表面のディッシング又は表面のエロージョン効果に耐えるのに十分に硬い表面を形成する。第二の実施の形態は、銅の酸化及び拡散を保護しないため(この効果は、第一の実施の形態にて、完全に除去されなかったキャップ層の残り分により提供される)、かかる層は、薄い膜34の研磨が完了した後、構造体の上に堆積される。この後者の層は、図7に図示していない。層34及びその後に堆積した層は、デュアル・ダマシン構造体の銅表面の拡散及び酸化を防止する複合層を形成する。
【0039】
第三実施の形態の加工順序は、第一の実施の形態(図5)と次の点にて相違する、すなわち、薄い膜30を、その堆積(形成)後、プラズマエッチング法を使用して除去し、これにより、CMP法の工程が1つ少なくて済む(第一の実施の形態と比べて)一方にて、第一のCMP法の結果として、更に優れた全体的な平坦さを実現することができる点である。エッチングには、Cl及びFプラズマエッチングの双方を使用することができる。Clプラズマエッチング法は、Si3N4(薄い膜層内に含まれる)のエッチングの選択可能性を極めて大きくする。Ta系材料を除去した後、キャップ層と比較したとき、Ta系の材料(キャップ層内に含まれる)のエッチングの選択可能性を極めて大きくする。Ta系材料を除去した後、キャップ層又はIMDの何れかにおよぶエッチングを行うことができる。この過度のエッチングの程度は、デュアル・ダマシン構造体内の銅の上方における薄い膜30の厚さによって決まる。
【0040】
第四実施の形態の加工順序は、第二の実施の形態(図7)と次の点にて相違する、すなわち、薄い膜34を、その堆積(形成)後、プラズマエッチング法を使用して除去し、これにより、CMP法の工程が1つ少なくて済む(第二の実施の形態と比べて)一方にて、第一のCMP法の結果として、更に優れた全体的な平坦さを実現することができる点である。エッチングには、Cl及びFプラズマエッチングの双方を使用することができる。Clプラズマエッチング法は、Si3N4(薄い膜層内に含まれる)と比較したとき、Ta系材料(キャップ層内に含まれる)のエッチングの選択可能性を極めて大きくする。Ta系材料を除去した後、キャップ層又はIMDの何れかにおよぶエッチングを行うことができる。この過度のエッチングの程度は、デュアル・ダマシン構造体内の銅の上方における薄い膜34の厚さによって決まる。
【0041】
本発明は、その特定の実施の形態に関して説明し且つ図示したが、これは、本発明をこれら図示した実施の形態にのみ限定することを意図するものではない。当業者は、本発明の精神から逸脱せずに、変形例及び改変例を具体化することができることが認識されよう。このため、特許請求の範囲及びその均等例の範囲に属する、かかる全ての変形例及び改変例を本発明の範囲に包含することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】キャップ層を含むデュアル・ダマシン・プロファイルの断面図である。
【図2】バリア層の堆積及び銅層のブラケット堆積した後のデュアル・ダマシン構造体の断面図である。
【図3】余剰な銅を除去した後のデュアル・ダマシン構造体の断面図である。
【図4】デュアル・ダマシン・プロファイル内の銅を窪ませた後のデュアル・ダマシン構造体の断面図である。
【図5】薄い膜層を堆積した後、本発明の第一及び第三の実施の形態によるデュアル・ダマシン構造体の断面図である。
【図6】薄い膜層を部分的に除去した後、本発明の第一及び第三の実施の形態によるデュアル・ダマシン構造体の断面図である。
【図7】薄い膜層を堆積した後、本発明の第二及び第四の実施の形態によるデュアル・ダマシン構造体の断面図である。
【図8】薄い膜層を部分的に除去した後、本発明の第二及び第四の実施の形態によるデュアル・ダマシン構造体の断面図である。
【符号の説明】
10 金属面 12 ビア部分/ビア構造体
14 相互接続部分 16 金属間絶縁膜(IMD)の層
18 キャップ層 20 Ta系バリア層
22 銅層 24 銅
26 銅プロファイル 28 デュアル・ダマシン構造体の凹所
30、34 薄い膜層 40 IMD層
42 バリア層 44 銅の層/銅の充填部
Claims (7)
- 半導体装置を製造する方法において、
半導体基板を提供するステップと、
前記半導体基板上に第1と第2の絶縁膜層を形成するステップと、
前記基板の表面の上に、前記第1と第2の絶縁膜層を貫通し、側壁を有し、前記第1の絶縁膜層内に形成された下方のビア開口と前記第1及び第2の絶縁膜層内に形成された上方の相互接続線開口とを備えるデュアル・ダマシン開口を形成するステップと、
前記半導体基板の上方に、前記デュアル・ダマシン開口の内壁から前記デュアル・ダマシン開口の外側の前記第2の絶縁膜層に沿って延在するバリア層を形成するステップと、
前記バリア層の上に、前記デュアル・ダマシン開口を充填し、前記デュアル・ダマシン開口の外側の前記第2の絶縁膜層の上方に延在する金属層を形成するステップと、
前記第2の絶縁膜層の表面上の前記金属層を、他の部分の前記金属層を残しつつ、化学的機械的研磨(CMP法)により除去するステップと、
前記化学的機械的研磨の後に残った前記デュアル・ダマシン開口内の前記金属層の表面に凹所を形成するステップと、
前記凹所が形成された前記デュアル・ダマシン開口内の前記金属層の上に、前記デュアル・ダマシン開口内の前記金属層表面のディッシング又はエロージョンを防止するのに十分に硬い表面を有する薄い膜を形成するステップと、
前記薄い膜に前記デュアル・ダマシン開口内の前記金属層表面のディッシング又はエロージョンを防止する機能を果たさせつつ、前記第2の絶縁膜層の上方の前記バリア層を除去するステップと
を備える半導体装置を製造する方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記金属層が銅を含む、方法。
- 請求項2に記載の方法において、前記バリア層が、Ta、W、Ti及びこれらの化合物材料の少なくとも1つからなる、方法。
- 請求項2に記載の方法において、前記デュアル・ダマシン開口内の前記金属層の表面に凹所を形成するステップは、前記デュアル・ダマシン開口内の銅を含む前記金属層の表面をエッチングし、該エッチングが、エッチング剤としてCH3COOH/NF3又はCCl4/DMSOを使用する湿式化学エッチング、又はその他の適当な湿式エッチング技術及び工程パラメータを使用し、これにより、前記デュアル・ダマシン開口内の前記金属層の表面を測定可能な程度だけ下降させるものである、方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記薄い膜を形成するステップは、酸化、化学的損傷及び機械的損傷から前記金属層の表面を保護することのできる、Si 3 N 4 を含む膜を形成するものである、方法。
- 請求項2に記載の方法において、前記第2の絶縁膜層の上方の前記バリア層を除去するステップは、前記第2の絶縁膜層の上方の前記薄い膜及び前記バリア層を完全に除去する一方で、前記デュアル・ダマシン開口内の銅を含む前記金属層の上の前記薄い膜を残し、これにより、前記デュアル・ダマシン開口内の前記金属層の表面をディッシング及びエロージョンから保護する層が提供されるようにする化学的機械的研磨プロセスを含む、方法。
- 請求項2に記載の方法において、前記第2の絶縁膜層の上方の前記バリア層を除去するステップは、Cl又はFプラズマをエッチング剤として使用するプラズマエッチングプロセスを含み、これにより、Si 3 N 4 からなる前記薄い膜に対するTa、W、Ti及びこれらの化合物材料の少なくとも1つからなる前記バリア層のエッチング選択比を高めることができるようにした、方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/390783 | 1999-09-07 | ||
US09/390,783 US6251786B1 (en) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | Method to create a copper dual damascene structure with less dishing and erosion |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001176879A JP2001176879A (ja) | 2001-06-29 |
JP2001176879A5 JP2001176879A5 (ja) | 2007-10-04 |
JP4266502B2 true JP4266502B2 (ja) | 2009-05-20 |
Family
ID=23543923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000247159A Expired - Fee Related JP4266502B2 (ja) | 1999-09-07 | 2000-08-17 | 半導体基板の表面上における銅のデュアル・ダマシン構造体の表面を処理する方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6251786B1 (ja) |
EP (1) | EP1083596B1 (ja) |
JP (1) | JP4266502B2 (ja) |
SG (1) | SG121686A1 (ja) |
Families Citing this family (41)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6455425B1 (en) * | 2000-01-18 | 2002-09-24 | Advanced Micro Devices, Inc. | Selective deposition process for passivating top interface of damascene-type Cu interconnect lines |
KR20020006030A (ko) * | 2000-01-20 | 2002-01-18 | 롤페스 요하네스 게라투스 알베르투스 | 에칭 정지층 형성 방법 및 대머신 구조물 |
US6368953B1 (en) | 2000-05-09 | 2002-04-09 | International Business Machines Corporation | Encapsulated metal structures for semiconductor devices and MIM capacitors including the same |
KR100671610B1 (ko) | 2000-10-26 | 2007-01-18 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법 |
US6709874B2 (en) * | 2001-01-24 | 2004-03-23 | Infineon Technologies Ag | Method of manufacturing a metal cap layer for preventing damascene conductive lines from oxidation |
US6586326B2 (en) * | 2001-03-13 | 2003-07-01 | Lsi Logic Corporation | Metal planarization system |
JP4350337B2 (ja) | 2001-04-27 | 2009-10-21 | 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
KR100435784B1 (ko) * | 2001-12-21 | 2004-06-12 | 동부전자 주식회사 | 반도체 소자의 금속배선 형성 방법 |
KR100444301B1 (ko) * | 2001-12-29 | 2004-08-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 질화막 cmp를 이용한 다마신 금속 게이트 형성 방법 |
JP4088120B2 (ja) * | 2002-08-12 | 2008-05-21 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置 |
US6670274B1 (en) | 2002-10-01 | 2003-12-30 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method of forming a copper damascene structure comprising a recessed copper-oxide-free initial copper structure |
US6940108B2 (en) * | 2002-12-05 | 2005-09-06 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Slot design for metal interconnects |
US7825516B2 (en) * | 2002-12-11 | 2010-11-02 | International Business Machines Corporation | Formation of aligned capped metal lines and interconnections in multilevel semiconductor structures |
US6975032B2 (en) | 2002-12-16 | 2005-12-13 | International Business Machines Corporation | Copper recess process with application to selective capping and electroless plating |
KR20040060563A (ko) * | 2002-12-30 | 2004-07-06 | 동부전자 주식회사 | 반도체 소자 제조방법 및 구조 |
US7294241B2 (en) * | 2003-01-03 | 2007-11-13 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. | Method to form alpha phase Ta and its application to IC manufacturing |
US20040185992A1 (en) * | 2003-03-18 | 2004-09-23 | Tisdale Lucien E. | Method and apparatus for making a packaging article and packaging article made by the method and apparatus |
JP4638140B2 (ja) * | 2003-07-09 | 2011-02-23 | マグナチップセミコンダクター有限会社 | 半導体素子の銅配線形成方法 |
US20050079703A1 (en) * | 2003-10-09 | 2005-04-14 | Applied Materials, Inc. | Method for planarizing an interconnect structure |
US7183199B2 (en) * | 2003-12-01 | 2007-02-27 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method of reducing the pattern effect in the CMP process |
US20050139292A1 (en) * | 2003-12-31 | 2005-06-30 | Suresh Ramarajan | Method and apparatus for minimizing thickness-to-planarity and dishing in CMP |
US20060113675A1 (en) * | 2004-12-01 | 2006-06-01 | Chung-Liang Chang | Barrier material and process for Cu interconnect |
DE102005004384A1 (de) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale | Verfahren zur Herstellung einer definierten Vertiefung in einer Damaszener-Struktur unter Verwendung eines CMP Prozesses und eine Damaszener-Struktur |
US20060205204A1 (en) * | 2005-03-14 | 2006-09-14 | Michael Beck | Method of making a semiconductor interconnect with a metal cap |
US20070080455A1 (en) * | 2005-10-11 | 2007-04-12 | International Business Machines Corporation | Semiconductors and methods of making |
KR100729126B1 (ko) * | 2005-11-15 | 2007-06-14 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 소자의 금속 배선 및 그 형성 방법 |
US7432205B2 (en) * | 2005-12-15 | 2008-10-07 | United Microelectronics Corp. | Method for controlling polishing process |
US7863183B2 (en) * | 2006-01-18 | 2011-01-04 | International Business Machines Corporation | Method for fabricating last level copper-to-C4 connection with interfacial cap structure |
US7619310B2 (en) * | 2006-11-03 | 2009-11-17 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor interconnect and method of making same |
US7893459B2 (en) * | 2007-04-10 | 2011-02-22 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Seal ring structures with reduced moisture-induced reliability degradation |
US20090039512A1 (en) * | 2007-08-08 | 2009-02-12 | International Business Machines Corporation | Electromigration resistant interconnect structure |
US20090200668A1 (en) * | 2008-02-07 | 2009-08-13 | International Business Machines Corporation | Interconnect structure with high leakage resistance |
US9281239B2 (en) * | 2008-10-27 | 2016-03-08 | Nxp B.V. | Biocompatible electrodes and methods of manufacturing biocompatible electrodes |
US8629063B2 (en) | 2011-06-08 | 2014-01-14 | International Business Machines Corporation | Forming features on a substrate having varying feature densities |
KR102085086B1 (ko) | 2013-10-29 | 2020-03-05 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치 및 그 제조방법 |
US10211278B2 (en) * | 2017-07-11 | 2019-02-19 | Texas Instruments Incorporated | Device and method for a thin film resistor using a via retardation layer |
US11018087B2 (en) * | 2018-04-25 | 2021-05-25 | International Business Machines Corporation | Metal interconnects |
US11282788B2 (en) | 2019-07-25 | 2022-03-22 | International Business Machines Corporation | Interconnect and memory structures formed in the BEOL |
US11195751B2 (en) | 2019-09-13 | 2021-12-07 | International Business Machines Corporation | Bilayer barrier for interconnect and memory structures formed in the BEOL |
FR3113125B1 (fr) * | 2020-07-29 | 2022-07-29 | Lynred | Procede de realisation d’un micro-bolometre d’imagerie infrarouge et micro-bolometre associe |
TW202225649A (zh) * | 2020-07-29 | 2022-07-01 | 法商林銳股份有限公司 | 紅外線成像微測輻射熱計及相關形成方法 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3297220B2 (ja) * | 1993-10-29 | 2002-07-02 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
KR0138305B1 (ko) * | 1994-11-30 | 1998-06-01 | 김광호 | 반도체소자 배선형성방법 |
US5674787A (en) | 1996-01-16 | 1997-10-07 | Sematech, Inc. | Selective electroless copper deposited interconnect plugs for ULSI applications |
US5744376A (en) | 1996-04-08 | 1998-04-28 | Chartered Semiconductor Manufacturing Pte, Ltd | Method of manufacturing copper interconnect with top barrier layer |
US5741626A (en) | 1996-04-15 | 1998-04-21 | Motorola, Inc. | Method for forming a dielectric tantalum nitride layer as an anti-reflective coating (ARC) |
US5814557A (en) | 1996-05-20 | 1998-09-29 | Motorola, Inc. | Method of forming an interconnect structure |
US5723387A (en) | 1996-07-22 | 1998-03-03 | Industrial Technology Research Institute | Method and apparatus for forming very small scale Cu interconnect metallurgy on semiconductor substrates |
US5818110A (en) | 1996-11-22 | 1998-10-06 | International Business Machines Corporation | Integrated circuit chip wiring structure with crossover capability and method of manufacturing the same |
US6069068A (en) * | 1997-05-30 | 2000-05-30 | International Business Machines Corporation | Sub-quarter-micron copper interconnections with improved electromigration resistance and reduced defect sensitivity |
US5893752A (en) * | 1997-12-22 | 1999-04-13 | Motorola, Inc. | Process for forming a semiconductor device |
US5920790A (en) * | 1997-08-29 | 1999-07-06 | Motorola, Inc. | Method of forming a semiconductor device having dual inlaid structure |
US6103625A (en) * | 1997-12-31 | 2000-08-15 | Intel Corporation | Use of a polish stop layer in the formation of metal structures |
US6017803A (en) * | 1998-06-24 | 2000-01-25 | Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. | Method to prevent dishing in chemical mechanical polishing |
US6083835A (en) * | 1998-07-24 | 2000-07-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Self-passivation of copper damascene |
US6114246A (en) * | 1999-01-07 | 2000-09-05 | Vlsi Technology, Inc. | Method of using a polish stop film to control dishing during copper chemical mechanical polishing |
US6157081A (en) * | 1999-03-10 | 2000-12-05 | Advanced Micro Devices, Inc. | High-reliability damascene interconnect formation for semiconductor fabrication |
-
1999
- 1999-09-07 US US09/390,783 patent/US6251786B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-03-09 SG SG200001290A patent/SG121686A1/en unknown
- 2000-07-18 EP EP00640007A patent/EP1083596B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-17 JP JP2000247159A patent/JP4266502B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1083596B1 (en) | 2012-08-22 |
US6251786B1 (en) | 2001-06-26 |
EP1083596A1 (en) | 2001-03-14 |
SG121686A1 (en) | 2006-05-26 |
JP2001176879A (ja) | 2001-06-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4266502B2 (ja) | 半導体基板の表面上における銅のデュアル・ダマシン構造体の表面を処理する方法 | |
US6184138B1 (en) | Method to create a controllable and reproducible dual copper damascene structure | |
US6040243A (en) | Method to form copper damascene interconnects using a reverse barrier metal scheme to eliminate copper diffusion | |
KR100288496B1 (ko) | 집적회로구조체의구리오염방지방법 | |
US6004188A (en) | Method for forming copper damascene structures by using a dual CMP barrier layer | |
KR100442863B1 (ko) | 금속-절연체-금속 커패시터 및 다마신 배선 구조를 갖는반도체 소자의 제조 방법 | |
US6143641A (en) | Structure and method for controlling copper diffusion and for utilizing low K materials for copper interconnects in integrated circuit structures | |
KR100468069B1 (ko) | 인터레벨 금속 접속을 위한 자기-정렬 금속 캡 | |
US5854140A (en) | Method of making an aluminum contact | |
US6756297B2 (en) | Method of fabricating copper-based semiconductor devices using a sacrificial dielectric layer | |
US6110648A (en) | Method of enclosing copper conductor in a dual damascene process | |
US20080171442A1 (en) | Metal interconnect structure and process for forming same | |
US6350688B1 (en) | Via RC improvement for copper damascene and beyond technology | |
JP2003179136A (ja) | デュアルダマシン半導体製造のためのマスク層及び相互接続構造 | |
US6214745B1 (en) | Method of improving surface planarity of chemical-mechanical polishing operation by forming shallow dummy pattern | |
US6156642A (en) | Method of fabricating a dual damascene structure in an integrated circuit | |
US6284642B1 (en) | Integrated method of damascene and borderless via process | |
JP5047504B2 (ja) | ビアキャッピング保護膜を使用する半導体素子のデュアルダマシン配線の製造方法 | |
US6350695B1 (en) | Pillar process for copper interconnect scheme | |
US7662711B2 (en) | Method of forming dual damascene pattern | |
KR100541012B1 (ko) | 반도체 소자 제조 방법 | |
JPH0969495A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US20040142554A1 (en) | Underlayer protection for the dual damascene etching | |
US8048799B2 (en) | Method for forming copper wiring in semiconductor device | |
US6340638B1 (en) | Method for forming a passivation layer on copper conductive elements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070815 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070821 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20070821 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20071009 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071018 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20080117 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20080122 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080716 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20081015 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20081020 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090115 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090130 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090217 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |