JP6303400B2 - Wiring structure manufacturing method and wiring structure - Google Patents

Wiring structure manufacturing method and wiring structure Download PDF

Info

Publication number
JP6303400B2
JP6303400B2 JP2013224649A JP2013224649A JP6303400B2 JP 6303400 B2 JP6303400 B2 JP 6303400B2 JP 2013224649 A JP2013224649 A JP 2013224649A JP 2013224649 A JP2013224649 A JP 2013224649A JP 6303400 B2 JP6303400 B2 JP 6303400B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
adhesion layer
film
wiring structure
insulating film
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
Application number
JP2013224649A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015088564A (en
Inventor
暁 土手
暁 土手
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2013224649A priority Critical patent/JP6303400B2/en
Publication of JP2015088564A publication Critical patent/JP2015088564A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6303400B2 publication Critical patent/JP6303400B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、配線構造の製造方法及び配線構造に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a wiring structure and a wiring structure.

近年、電子機器に対する小型化、高性能化及び低廉等の要求に応えるべく、半導体チップの微細化や多端子化とともに、半導体チップを搭載する回路基板の微細化、多層化、及び回路基板上での電子部品の高密度実装化が進められている。そのため、半導体チップの多端子化、これら端子の狭ピッチ化に伴って、多層回路基板にも微細配線化が求められている。 In recent years, in order to meet demands for downsizing, high performance, and low cost for electronic devices, along with miniaturization of semiconductor chips and multi-terminals, miniaturization of circuit boards on which semiconductor chips are mounted, multilayering, and circuit boards High-density mounting of electronic components is underway. Therefore, as the number of terminals of a semiconductor chip is increased and the pitch between these terminals is reduced, the multilayer circuit board is also required to have fine wiring.

回路基板においても品種の多様化、複雑化が進行している。いわゆる擬似SoC(System on a Chip)技術に代表されるような、性質の異なる複数の半導体チップを樹脂で封止して再構築した樹脂基板を用いて、回路形成を行う手法も検討されている。   The variety and complexity of circuit boards are also increasing. A technique for forming a circuit by using a resin substrate in which a plurality of semiconductor chips having different properties are sealed with a resin, as represented by a so-called pseudo SoC (System on a Chip) technology, is also being studied. .

特開2007−103850号公報JP 2007-103850 A

プリント基板や擬似SoCにおける配線の形成には、一般的にSAP(Semi-Additive Process)法と呼ばれる方法が用いられている。SAP法でCu配線を形成する場合には、配線の高密度化や微細化に伴って、Cu配線のCuが層間絶縁膜内に拡散するという問題があり、信頼性の確保が困難となっている。Cu配線の下面には、当該下面に存する層間絶縁膜との密着性の確保のためにTi等の密着層を形成しており、この密着層により層間絶縁膜へのCu拡散の防止を図っている。Cu配線の側面及び上面については、当該側面及び上面を覆う層間絶縁膜へのCuの拡散を防止すべく、NiP等のCuの拡散防止膜を無電解メッキ法により形成する。   A method called SAP (Semi-Additive Process) method is generally used for forming wiring on a printed circuit board or pseudo SoC. When the Cu wiring is formed by the SAP method, there is a problem that Cu of the Cu wiring diffuses into the interlayer insulating film as the wiring density is increased and miniaturized, making it difficult to ensure reliability. Yes. An adhesion layer such as Ti is formed on the lower surface of the Cu wiring in order to ensure adhesion with the interlayer insulation film existing on the lower surface, and this adhesion layer prevents Cu diffusion into the interlayer insulation film. Yes. With respect to the side surface and upper surface of the Cu wiring, a Cu diffusion prevention film such as NiP is formed by an electroless plating method in order to prevent diffusion of Cu into the interlayer insulating film covering the side surface and the upper surface.

また、LSI等の集積回路における配線の形成には、絶縁膜に配線溝を形成してCuを埋め込み、CMP等で配線を分離形成する、ダマシン法と呼ばれる方法が用いられている。ダマシン法で配線を形成する場合にも、Cu配線のCuが層間絶縁膜内に拡散するという問題があり、信頼性の確保が困難となっている。Cu配線の側面及び下面には、当該側面及び上面を覆う層間絶縁膜との密着性の確保のために、上記と同様の密着層を形成しており、この密着層により層間絶縁膜へのCu拡散の防止を図っている。Cu配線の上面については、当該上面を覆う層間絶縁膜へのCuの拡散を防止すべく、上記と同様の拡散防止膜を形成する。   Further, for forming wiring in an integrated circuit such as an LSI, a method called a damascene method is used in which a wiring groove is formed in an insulating film, Cu is embedded, and wiring is separated and formed by CMP or the like. Even when the wiring is formed by the damascene method, there is a problem that Cu of the Cu wiring diffuses into the interlayer insulating film, and it is difficult to ensure reliability. An adhesion layer similar to the above is formed on the side surface and the lower surface of the Cu wiring in order to ensure adhesion with the interlayer insulating film covering the side surface and the upper surface. It is intended to prevent diffusion. On the upper surface of the Cu wiring, a diffusion preventing film similar to the above is formed in order to prevent diffusion of Cu into the interlayer insulating film covering the upper surface.

しかしながら、下地として密着層が形成されたCu配線に拡散防止膜を形成する際に、Cu配線との境界部位を含む密着層の露出部分にNiP等が形成されず、Cu配線との境界部位で拡散防止膜が途切れてしまうという問題がある。この場合、当該境界部位から層間絶縁膜内へCuが漏出し、配線の信頼性を悪化させる主な原因の一つとなっている。   However, when the diffusion prevention film is formed on the Cu wiring on which the adhesion layer is formed as a base, NiP or the like is not formed on the exposed portion of the adhesion layer including the boundary portion with the Cu wiring, and at the boundary portion with the Cu wiring. There is a problem that the diffusion preventing film is interrupted. In this case, Cu leaks from the boundary portion into the interlayer insulating film, which is one of the main causes of deterioration of wiring reliability.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、比較的簡素な手法により拡散防止膜を密着層とCu配線との境界を確実に覆うように形成し、Cuの層間絶縁膜内への拡散を確実に防止する信頼性の高い配線構造の製造方法及び配線構造を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a diffusion prevention film is formed by a relatively simple method so as to surely cover the boundary between the adhesion layer and the Cu wiring, and into the Cu interlayer insulating film. An object of the present invention is to provide a highly reliable wiring structure manufacturing method and wiring structure that reliably prevent diffusion of the wiring.

配線構造の製造方法の一態様は、絶縁膜と、Cuを最大の含有成分とする配線と、前記絶縁膜と前記配線との間に形成された密着層とを含む配線構造の製造方法であって、前記密着層の露出部分を酸化処理して酸化被膜を形成し前記酸化被膜を介して前記密着層を覆うと共に、前記配線の露出部分を覆う拡散防止膜を形成する。 One aspect of the method for manufacturing a wiring structure is a method for manufacturing a wiring structure including an insulating film, a wiring containing Cu as the largest component, and an adhesion layer formed between the insulating film and the wiring. Then, an exposed portion of the adhesion layer is oxidized to form an oxide film, and a diffusion prevention film is formed to cover the adhesion layer and cover the exposed portion of the wiring via the oxide film .

配線構造の一態様は、絶縁膜と、Cuを最大の含有成分とする配線と、前記絶縁膜と前記配線との間に形成された密着層と、前記配線及び前記密着層を覆う拡散防止膜とを含み、前記拡散防止膜は、前記密着層に形成された酸化被膜を介して形成されている。   One aspect of the wiring structure includes an insulating film, a wiring containing Cu as the largest component, an adhesion layer formed between the insulating film and the wiring, and a diffusion prevention film that covers the wiring and the adhesion layer The diffusion prevention film is formed through an oxide film formed on the adhesion layer.

上記の諸態様によれば、比較的簡素な手法により拡散防止膜を密着層とCu配線との境界を確実に覆うように形成し、Cuの層間絶縁膜内への拡散を確実に防止する信頼性の高い配線構造が実現する。   According to the above-described aspects, the diffusion prevention film is formed so as to surely cover the boundary between the adhesion layer and the Cu wiring by a relatively simple method, and the reliability for reliably preventing the diffusion of Cu into the interlayer insulating film is ensured. A highly reliable wiring structure is realized.

複数のベアチップが樹脂基板に再構築された様子を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows a mode that the some bare chip was reconstructed on the resin substrate. 第1の実施形態による擬似SoCの半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the manufacturing method of the pseudo SoC semiconductor device by 1st Embodiment in order of a process. 図2に引き続き、第1の実施形態による擬似SoCの半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the pseudo SoC semiconductor device according to the first embodiment in the order of steps, following FIG. 2. 図3に引き続き、第1の実施形態による擬似SoCの半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the pseudo SoC semiconductor device according to the first embodiment in the order of steps, following FIG. 3. 第1の実施形態の比較例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the comparative example of 1st Embodiment. 第2の実施形態による擬似SoCの半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the manufacturing method of the pseudo SoC semiconductor device by 2nd Embodiment to process order. 図6に引き続き、第2の実施形態による擬似SoCの半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the pseudo SoC semiconductor device according to the second embodiment in order of processes subsequent to FIG. 6. 図7に引き続き、第2の実施形態による擬似SoCの半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the pseudo SoC semiconductor device according to the second embodiment in order of processes subsequent to FIG. 7. 第2の実施形態の比較例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the comparative example of 2nd Embodiment. 第3の実施形態によるLSIの半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device of LSI by 3rd Embodiment in order of a process. 図10に引き続き、第3の実施形態によるLSIの半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view illustrating the manufacturing method of the semiconductor device of the LSI according to the third embodiment in order of processes following FIG. 10. 図11に引き続き、第3の実施形態によるLSIの半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the method of manufacturing the LSI semiconductor device according to the third embodiment in the order of steps, following FIG. 11. 図12に引き続き、第3の実施形態によるLSIの半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。FIG. 13 is a schematic cross-sectional view illustrating the manufacturing method of the semiconductor device of the LSI according to the third embodiment in order of processes following FIG. 12. 第3の実施形態の比較例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the comparative example of 3rd Embodiment.

以下、配線構造の製造方法及び配線構造を適用した諸実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a wiring structure manufacturing method and a wiring structure will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
本実施形態では、擬似SoC技術による半導体装置の構成について、その製造方法と共に説明する。いわゆるSAP法により、配線構造を形成する場合を例示する。
図1は、複数のベアチップが樹脂基板に再構築された様子を示す概略平面図である。図2〜図4は、第1の実施形態による擬似SoCの半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図であって、図1の破線I−I'に沿った位置の断面に対応している。図2(c)〜図4(c)では、絶縁膜11から上方の構成のみを図示する。
(First embodiment)
In the present embodiment, the configuration of a semiconductor device using the pseudo SoC technology will be described together with the manufacturing method thereof. A case where a wiring structure is formed by a so-called SAP method will be exemplified.
FIG. 1 is a schematic plan view showing a state in which a plurality of bare chips are reconstructed on a resin substrate. 2 to 4 are schematic cross-sectional views illustrating the method of manufacturing the pseudo SoC semiconductor device according to the first embodiment in the order of steps, corresponding to the cross section at the position along the broken line II ′ in FIG. Yes. 2 (c) to 4 (c), only the configuration above the insulating film 11 is shown.

本実施形態では、図1及び図2(a)に示すように、機能の異なる複数のベアチップ、ここではベアチップ1,2を樹脂基板10の表面に再構築する。
詳細には、機能ごとのベアチップが形成された各半導体基板から、各ベアチップを切り出す。各種のベアチップとしては、例えば半導体メモリが集積されたメモリチップ、CMOSトランジスタ等が集積されたロジックチップ、ドライブ機能又はアンプ機能等が集積されたチップ等がある。本実施形態では、メモリチップであるベアチップ1と、ロジックチップであるベアチップ2とを例示する。
半導体基板から切り出されたベアチップを、例えばベアチップ1とベアチップ2とが隣り合って1セットとなるように、例えばエポキシ樹脂等からなる樹脂基板10の表面に配置する。
In this embodiment, as shown in FIG. 1 and FIG. 2A, a plurality of bare chips having different functions, here, bare chips 1 and 2 are reconstructed on the surface of the resin substrate 10.
Specifically, each bare chip is cut out from each semiconductor substrate on which a bare chip for each function is formed. Examples of the various bare chips include a memory chip in which a semiconductor memory is integrated, a logic chip in which a CMOS transistor or the like is integrated, a chip in which a drive function or an amplifier function is integrated, and the like. In the present embodiment, a bare chip 1 that is a memory chip and a bare chip 2 that is a logic chip are illustrated.
The bare chips cut out from the semiconductor substrate are arranged on the surface of the resin substrate 10 made of, for example, an epoxy resin so that, for example, the bare chip 1 and the bare chip 2 are adjacent to form one set.

続いて、図2(b)に示すように、樹脂基板10上を覆う、接続プラグ12を有する絶縁膜11を形成する。
詳細には、樹脂基板10上でベアチップ1及びベアチップ2を覆うように、所期の樹脂を塗布し、固化することにより、絶縁膜11を形成する。
絶縁膜11に、例えばレーザによりベアチップ1及びベアチップ2の接続パッドを露出する開口11aを形成する。例えば、導電性ペーストを用いて開口11aを埋め込み、接続プラグ12を形成する。接続プラグ12は、ベアチップ1及びベアチップ2と後述する配線構造とを電気的に接続するものである。
Subsequently, as shown in FIG. 2B, an insulating film 11 having connection plugs 12 covering the resin substrate 10 is formed.
More specifically, the insulating film 11 is formed by applying a desired resin and solidifying the bare chip 1 and the bare chip 2 on the resin substrate 10.
An opening 11a that exposes the connection pads of the bare chip 1 and the bare chip 2 is formed in the insulating film 11 by, for example, a laser. For example, the connection plug 12 is formed by filling the opening 11a using a conductive paste. The connection plug 12 electrically connects the bare chip 1 and the bare chip 2 to a wiring structure described later.

続いて、図2(c)に示すように、絶縁膜11上に密着層13及びメッキシード層14を形成する。
詳細には、例えばスパッタ法により、絶縁膜11上に例えばTiを、次いでCuを順次堆積する。Tiは例えば100nm程度の厚みに、Cuは例えば200nm程度の厚みにそれぞれ堆積される。以上により、絶縁膜11上に密着層13及びメッキシード層14が形成される。
密着層13としては、Ti,Ta,W,TiN,TaN,WN、TiW,TiWN等から選ばれた1種の単層、Ti/W,Ti/TiN,Ta/WN、TiW/TiWN等から選ばれた少なくとも2種の積層が形成される。本実施形態では、密着層13としてTiを例示している。
Subsequently, as shown in FIG. 2C, an adhesion layer 13 and a plating seed layer 14 are formed on the insulating film 11.
Specifically, for example, Ti and then Cu are sequentially deposited on the insulating film 11 by sputtering, for example. Ti is deposited to a thickness of about 100 nm, for example, and Cu is deposited to a thickness of about 200 nm, for example. As described above, the adhesion layer 13 and the plating seed layer 14 are formed on the insulating film 11.
The adhesion layer 13 is selected from one kind of single layer selected from Ti, Ta, W, TiN, TaN, WN, TiW, TiWN, etc., Ti / W, Ti / TiN, Ta / WN, TiW / TiWN, etc. At least two types of laminated layers are formed. In the present embodiment, Ti is exemplified as the adhesion layer 13.

続いて、図2(d)に示すように、配線を形成するためのレジストマスク15を形成する。
詳細には、メッキシード層14上に感光性レジストを例えば8μm程度の厚みに塗布し、リソグラフィーによりレジストを加工する。以上により、メッキシード層14上で配線の形成予定部位を露出する開口15aを有するレジストマスク15が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 2D, a resist mask 15 for forming wiring is formed.
Specifically, a photosensitive resist is applied on the plating seed layer 14 to a thickness of about 8 μm, for example, and the resist is processed by lithography. As described above, the resist mask 15 having the opening 15a exposing the wiring formation scheduled portion on the plating seed layer 14 is formed.

続いて、図3(a)に示すように、Cu16を成長する。
詳細には、メッキシード層14のうち、レジストマスク15の開口15aの底面に露出する部分に、電解メッキ法により、Cu16を例えば5μm程度の厚みに成長する。Cu16は、開口15a内を所定部位まで埋めるように形成される。Cu16は、Cuを最大の含有成分としたものであり、例えばCu−SnやCu−Mn等の合金でも良い。
Subsequently, as shown in FIG. 3A, Cu16 is grown.
Specifically, Cu 16 is grown to a thickness of about 5 μm, for example, on the exposed portion of the plating seed layer 14 on the bottom surface of the opening 15a of the resist mask 15 by electrolytic plating. Cu16 is formed so as to fill the opening 15a up to a predetermined site. Cu16 contains Cu as the largest component, and may be an alloy such as Cu-Sn or Cu-Mn.

続いて、図3(b)に示すように、レジストマスク15を除去する。
詳細には、レジストマスク15に、例えば所定の有機溶媒等を用いたウェット処理を施す。これにより、レジストマスク15が除去される。
Subsequently, as shown in FIG. 3B, the resist mask 15 is removed.
Specifically, the resist mask 15 is subjected to wet processing using, for example, a predetermined organic solvent. Thereby, the resist mask 15 is removed.

続いて、図3(c)に示すように、Cu配線16Aを形成する。
詳細には、所期のウェットエッチングにより、密着層13及びメッキシード層14のうち、隣り合うCu16間の部分を除去する。これにより、各Cu16が電気的に分離され、各Cu16により、絶縁膜11上に密着層13を介したCu配線16Aがそれぞれ形成される。隣り合うCu配線16A間の距離は、例えば5μm程度とする。
Subsequently, as shown in FIG. 3C, a Cu wiring 16A is formed.
Specifically, the portion between the adjacent Cu 16 in the adhesion layer 13 and the plating seed layer 14 is removed by a desired wet etching. Thereby, each Cu16 is electrically separated, and Cu wiring 16A via the adhesion layer 13 is formed on the insulating film 11 by each Cu16. The distance between adjacent Cu wirings 16A is, for example, about 5 μm.

続いて、図3(d)に示すように、密着層13の露出部分に酸化処理を施す。
詳細には、密着層13の露出部分、ここでは密着層13の側面を酸化処理する。酸化処理としては、酸素を含有する雰囲気中におけるプラズマ処理を実行する。プラズマ処理は、所定のチャンバ内を5Pa程度〜100Pa程度の圧力、例えば10Pa程度の酸素雰囲気中で、投入パワーを50W程度〜200W程度、例えば100W程度として、処理時間を5秒間程度〜60秒間程度、例えば10秒間程度として行う。このプラズマ処理により、密着層13の露出部分である側面と、Cu配線16Aの露出部分である側面及び上面とが表面酸化される。図示の例では、密着層13の側面に薄い酸化被膜13aが、Cu配線16Aの側面及び上面に薄い酸化被膜16aが形成される場合を例示する。
Subsequently, as shown in FIG. 3D, the exposed portion of the adhesion layer 13 is oxidized.
Specifically, the exposed portion of the adhesion layer 13, here, the side surface of the adhesion layer 13 is oxidized. As the oxidation treatment, plasma treatment in an atmosphere containing oxygen is performed. The plasma treatment is performed in a predetermined chamber in a pressure of about 5 Pa to 100 Pa, for example, in an oxygen atmosphere of about 10 Pa, with an input power of about 50 W to about 200 W, for example, about 100 W, and a processing time of about 5 seconds to about 60 seconds. For example, it is performed for about 10 seconds. By this plasma treatment, the side surface that is the exposed portion of the adhesion layer 13 and the side surface and the upper surface that are the exposed portion of the Cu wiring 16A are oxidized. In the illustrated example, a case where the thin oxide film 13a is formed on the side surface of the adhesion layer 13 and the thin oxide film 16a is formed on the side surface and the upper surface of the Cu wiring 16A is illustrated.

プラズマ処理において、酸素雰囲気の圧力が5Pa程度よりも低値の場合には、プラズマのエネルギーが上昇してCu配線16AからCuが飛散し、後述するNiP等がCu配線16Aの表面以外に析出(異常析出)して、配線間リーク等の不良発生の原因となる。100Pa程度よりも高値の場合には、プラズマの所期の発生が困難となる可能性がある。酸素雰囲気の圧力を5Pa程度〜100Pa程度に設定することにより、配線における不良発生を抑止しつつ、所期のプラズマを確実に発生させて密着層13の酸化を確保することができる。   In the plasma treatment, when the pressure of the oxygen atmosphere is lower than about 5 Pa, the plasma energy rises and Cu is scattered from the Cu wiring 16A, and NiP or the like described later is deposited on the surface other than the surface of the Cu wiring 16A ( Abnormal precipitation), which may cause defects such as leakage between wires. When the value is higher than about 100 Pa, the expected generation of plasma may be difficult. By setting the pressure of the oxygen atmosphere to about 5 Pa to about 100 Pa, it is possible to reliably generate desired plasma and ensure oxidation of the adhesion layer 13 while suppressing the occurrence of defects in the wiring.

プラズマ処理において、投入パワーが50W程度よりも低値の場合には、プラズマの所期の発生が困難となる可能性がある。200W程度よりも高値の場合には、プラズマのエネルギーが上昇してCu配線16AからCuが飛散し、上記と同様に配線間リーク等の不良発生の原因となる。投入パワーを50W程度〜200W程度に設定することにより、配線における不良発生を抑止しつつ、所期のプラズマを確実に発生させて密着層13の酸化を確保することができる。   In the plasma processing, if the input power is lower than about 50 W, it may be difficult to generate the desired plasma. When the value is higher than about 200 W, the plasma energy rises and Cu is scattered from the Cu wiring 16A, which causes defects such as leakage between wirings as described above. By setting the input power to about 50 W to about 200 W, it is possible to reliably generate the desired plasma and ensure oxidation of the adhesion layer 13 while suppressing the occurrence of defects in the wiring.

プラズマ処理において、処理時間が5秒間程度よりも短い場合には、密着層13の酸化処理が不十分となる可能性がある。60秒間よりも長い場合には、プラズマのエネルギーが上昇してCu配線16AからCuが飛散し、上記と同様に配線間リーク等の不良発生の原因となる。また処理時間を長くすると、Cu配線16Aの酸化が過多となり、後の酸洗浄処理で配線が所期の値よりも細くなる可能性がある。処理時間を5秒間程度〜60秒間程度に設定することにより、所期の配線幅を保持し、配線における不良発生を抑止しつつ、密着層13の酸化を確保することができる。   In the plasma treatment, when the treatment time is shorter than about 5 seconds, the oxidation treatment of the adhesion layer 13 may be insufficient. When the time is longer than 60 seconds, the plasma energy rises and Cu is scattered from the Cu wiring 16A, causing the occurrence of defects such as inter-wiring leakage as described above. Further, if the processing time is lengthened, the Cu wiring 16A is excessively oxidized, and there is a possibility that the wiring becomes thinner than the expected value in the subsequent acid cleaning process. By setting the processing time to about 5 seconds to about 60 seconds, it is possible to secure the oxidation of the adhesion layer 13 while maintaining the intended wiring width and suppressing the occurrence of defects in the wiring.

本実施形態では、密着層13の酸化処理としてプラズマ処理を例示したが、プラズマ処理に代わって、紫外光処理又はオゾン処理を行うようにしても良い。UV光処理については第2の実施形態で、オゾン処理については第3の実施形態でそれぞれ後述する。なお厳密には、UV光処理は、UV光の照射によりオゾンを発生させる手法であるため、オゾン処理の一つである。   In the present embodiment, the plasma treatment is exemplified as the oxidation treatment of the adhesion layer 13, but an ultraviolet light treatment or an ozone treatment may be performed instead of the plasma treatment. The UV light treatment will be described later in the second embodiment, and the ozone treatment will be described later in the third embodiment. Strictly speaking, the UV light treatment is one of ozone treatments because it is a method of generating ozone by irradiation with UV light.

続いて、図4(a)に示すように、Cu配線16Aの側面及び上面に生成された酸化被膜16aを除去する。
詳細には、樹脂基板10をウェット処理、例えば10重量%の硫酸中に1分間程度浸漬する。これにより、Cu配線16Aの側面及び上面に生成された酸化被膜16aが除去される。その一方で、密着層13の側面に生成された酸化被膜13aは、上記のウェット処理では除去されず、残存する。
Subsequently, as shown in FIG. 4A, the oxide film 16a generated on the side surface and the upper surface of the Cu wiring 16A is removed.
Specifically, the resin substrate 10 is dipped in a wet treatment, for example, 10% by weight sulfuric acid for about 1 minute. Thereby, the oxide film 16a produced | generated on the side surface and upper surface of Cu wiring 16A is removed. On the other hand, the oxide film 13a generated on the side surface of the adhesion layer 13 remains without being removed by the wet treatment.

続いて、図4(b)に示すように、拡散防止膜17を形成する。
詳細には、無電解メッキ法により、密着層13の側面とCu配線16Aの側面及び上面とを覆うように、例えばNiPを200nm程度の厚みに成長する。密着層13の側面には、酸化被膜13aが形成されている。そのため、NiPは、密着層13の側面を避けることなく、酸化被膜13aを介して当該側面を完全に覆うように、当該側面からCu配線16Aの側面及び上面に架けて成長し、拡散防止膜17が形成される。
以上により、密着層13及びCu配線16Aと、密着層13及びCu配線16Aを覆う拡散防止膜17とを有する配線構造3が形成される。配線構造3は、接続プラグ12を介してベアチップ1、ベアチップ2と電気的に接続されている。
Subsequently, as shown in FIG. 4B, a diffusion preventing film 17 is formed.
Specifically, for example, NiP is grown to a thickness of about 200 nm so as to cover the side surface of the adhesion layer 13 and the side surface and upper surface of the Cu wiring 16A by electroless plating. An oxide film 13 a is formed on the side surface of the adhesion layer 13. Therefore, NiP grows from the side surface to the side surface and the upper surface of the Cu wiring 16A so as to completely cover the side surface via the oxide film 13a without avoiding the side surface of the adhesion layer 13, and the diffusion preventing film 17 is formed. Is formed.
Thus, the wiring structure 3 having the adhesion layer 13 and the Cu wiring 16A and the diffusion prevention film 17 covering the adhesion layer 13 and the Cu wiring 16A is formed. The wiring structure 3 is electrically connected to the bare chip 1 and the bare chip 2 via the connection plug 12.

拡散防止膜17は、Cu配線16AのCuの拡散を防止する膜であり、Co,Ni,W等の金属から選ばれた1種、或いは、Co,Ni,W等とP又はBよりなる合金(CoP,NiP,WP,CoB,NiB,WB等)から選ばれた1種から形成される。本実施形態では、拡散防止膜17としてNiPを例示している。   The diffusion prevention film 17 is a film for preventing the diffusion of Cu in the Cu wiring 16A, and one kind selected from metals such as Co, Ni, W, or an alloy made of P, B and Co, Ni, W, etc. It is formed from one selected from (CoP, NiP, WP, CoB, NiB, WB, etc.). In the present embodiment, NiP is exemplified as the diffusion preventing film 17.

続いて、図4(c)に示すように、層間絶縁膜18を形成する。
詳細には、絶縁膜11上に、配線構造3を覆うように例えば熱硬化性の樹脂を塗布し、固化させる。樹脂は、固化後の厚みが例えば10μm程度となるように形成する。以上により、絶縁膜11上で配線構造3を覆う層間絶縁膜18が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 4C, an interlayer insulating film 18 is formed.
Specifically, for example, a thermosetting resin is applied on the insulating film 11 so as to cover the wiring structure 3 and solidified. The resin is formed so that the thickness after solidification is, for example, about 10 μm. Thus, the interlayer insulating film 18 that covers the wiring structure 3 is formed on the insulating film 11.

その後、図2(b)と同様に、レーザ等により層間絶縁膜18及び拡散防止膜17に開口を形成し、当該開口を導電性ペースト等で埋め込む接続プラグを形成する。そして、図2(c)〜図4(c)に相当する諸工程を実行して配線構造(及び層間絶縁膜)を形成する。図2(b)〜図4(c)に相当する諸工程を繰り返し実行することにより、所期の多層配線構造が形成される。   Thereafter, as in FIG. 2B, an opening is formed in the interlayer insulating film 18 and the diffusion prevention film 17 by a laser or the like, and a connection plug is formed in which the opening is embedded with a conductive paste or the like. Then, processes corresponding to FIGS. 2C to 4C are executed to form a wiring structure (and an interlayer insulating film). By repeating the steps corresponding to FIGS. 2B to 4C, a desired multilayer wiring structure is formed.

しかる後、樹脂基板10のスクライブラインをダイシングして、例えば一対のベアチップ1,2からなる半導体チップを切り出す。以上により、本実施形態の擬似SoC技術によるによる半導体装置が形成される。   Thereafter, the scribe line of the resin substrate 10 is diced to cut out a semiconductor chip composed of a pair of bare chips 1 and 2, for example. As described above, a semiconductor device based on the pseudo SoC technique of this embodiment is formed.

ここで、本実施形態の比較例について説明する。
この比較例では、本実施形態の図1(a)〜図3(c)の各工程を行った後、図3(d)の酸化処理を行うことなく、図4(b)で拡散防止膜17を形成する。この場合、図5(a)に示すように、拡散防止膜17は、密着層13の側面を避けてCu配線16Aの側面及び上面にのみ形成され、密着層13とCu配線16Aとの境界部位には形成されない。
Here, a comparative example of the present embodiment will be described.
In this comparative example, after performing each step of FIG. 1A to FIG. 3C of this embodiment, the diffusion preventing film in FIG. 4B is performed without performing the oxidation treatment of FIG. 17 is formed. In this case, as shown in FIG. 5A, the diffusion prevention film 17 is formed only on the side surface and the upper surface of the Cu wiring 16A while avoiding the side surface of the adhesion layer 13, and the boundary portion between the adhesion layer 13 and the Cu wiring 16A. Is not formed.

この場合、図5(b)のように層間絶縁膜18を形成すれば、密着層13とCu配線16Aとの境界部位で拡散防止膜17が途切れることにより、当該境界部位からCu配線16AのCuが層間絶縁膜18内へ拡散して漏出する。これに起因して、配線構造の信頼性の悪化を招来する。   In this case, if the interlayer insulating film 18 is formed as shown in FIG. 5B, the diffusion prevention film 17 is interrupted at the boundary portion between the adhesion layer 13 and the Cu wiring 16A, so that the Cu of the Cu wiring 16A is cut from the boundary portion. Diffuses into the interlayer insulating film 18 and leaks out. As a result, the reliability of the wiring structure is deteriorated.

これに対して本実施形態では、上記の酸化処理を行うことにより、拡散防止膜17は、密着層13とCu配線16Aとの境界部位で途切れることなく、当該境界部位を確実に覆うように形成される。これにより、Cu配線16AのCuの層間絶縁膜18内への拡散が確実に抑止され、信頼性の高い配線構造を備えた半導体装置が実現する。   On the other hand, in the present embodiment, by performing the above-described oxidation treatment, the diffusion prevention film 17 is formed so as to surely cover the boundary portion without being interrupted at the boundary portion between the adhesion layer 13 and the Cu wiring 16A. Is done. Thereby, the diffusion of Cu in the Cu wiring 16A into the interlayer insulating film 18 is surely suppressed, and a semiconductor device having a highly reliable wiring structure is realized.

(第2の実施形態)
本実施形態では、第1の実施形態と同様に、擬似SoC技術による半導体装置の構成について、その製造方法と共に説明する。いわゆるダマシン法により、配線構造を形成する場合を例示する。
図6〜図8は、第2の実施形態による擬似SoCの半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。図6(b)〜図8(b)では、絶縁膜11から上方の構成のみを図示する。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, as in the first embodiment, the configuration of the semiconductor device based on the pseudo SoC technology will be described together with the manufacturing method thereof. A case where a wiring structure is formed by a so-called damascene method will be exemplified.
6 to 8 are schematic cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a pseudo SoC semiconductor device according to the second embodiment in the order of steps. 6B to 8B show only the configuration above the insulating film 11.

本実施形態では、先ず第1の実施形態と同様に、図2(a),(b)に相当する工程を順次行う。このとき、図6(a)に示すように、樹脂基板10上を覆う、接続プラグ12を有する絶縁膜11が形成される。   In the present embodiment, first, similarly to the first embodiment, steps corresponding to FIGS. 2A and 2B are sequentially performed. At this time, as shown in FIG. 6A, an insulating film 11 having a connection plug 12 covering the resin substrate 10 is formed.

続いて、図6(b)に示すように、配線溝21aを有する絶縁膜21を形成する。
詳細には、絶縁膜11上に感光性の樹脂を塗布し、樹脂の露光及び現像を行う。樹脂の配線の形成予定部位には、例えば深さ5μm程度の配線溝21aが形成される。以上により、配線溝21aを有する絶縁膜21が形成される。配線溝21aの底面には、例えば接続プラグ12の上面が露出する。
Subsequently, as shown in FIG. 6B, an insulating film 21 having a wiring trench 21a is formed.
Specifically, a photosensitive resin is applied on the insulating film 11, and the resin is exposed and developed. For example, a wiring groove 21a having a depth of about 5 μm is formed at a site where the resin wiring is to be formed. Thus, the insulating film 21 having the wiring trench 21a is formed. For example, the upper surface of the connection plug 12 is exposed on the bottom surface of the wiring groove 21a.

続いて、図6(c)に示すように、絶縁膜21上に密着層22及びメッキシード層23を形成する。
詳細には、例えばスパッタ法により、配線溝21aの内壁面を含む絶縁膜21上に例えばTiWを、次いでCuを順次堆積する。TiWは例えば100nm程度の厚みに、Cuは例えば150nm程度の厚みにそれぞれ堆積される。以上により、配線溝21aの内壁面を含む絶縁膜21上に、密着層22及びメッキシード層23が形成される。
密着層22としては、Ti,Ta,W,TiN,TaN,WN、TiW,TiWN等から選ばれた1種の単層、Ti/W,Ti/TiN,Ta/WN、TiW/TiWN等から選ばれた少なくとも2種の積層が形成される。本実施形態では、密着層22としてTiWを例示している。
Subsequently, as shown in FIG. 6C, an adhesion layer 22 and a plating seed layer 23 are formed on the insulating film 21.
Specifically, for example, TiW and then Cu are sequentially deposited on the insulating film 21 including the inner wall surface of the wiring groove 21a by, for example, sputtering. TiW is deposited to a thickness of about 100 nm, for example, and Cu is deposited to a thickness of about 150 nm, for example. As described above, the adhesion layer 22 and the plating seed layer 23 are formed on the insulating film 21 including the inner wall surface of the wiring groove 21a.
The adhesion layer 22 is selected from one kind of single layer selected from Ti, Ta, W, TiN, TaN, WN, TiW, TiWN, etc., Ti / W, Ti / TiN, Ta / WN, TiW / TiWN, etc. At least two types of laminated layers are formed. In this embodiment, TiW is illustrated as the adhesion layer 22.

続いて、図6(d)に示すように、Cu24を成長する。
詳細には、メッキシード層23上に、電解メッキ法により、Cu24を例えば8μm程度の厚みに成長する。Cu24は、配線溝21aを埋め込むように形成される。Cu24は、Cuを最大の含有成分としたものであり、例えばCu−SnやCu−Mn等の合金でも良い。
Subsequently, as shown in FIG. 6D, Cu 24 is grown.
Specifically, Cu 24 is grown on the plating seed layer 23 to a thickness of, for example, about 8 μm by electrolytic plating. Cu24 is formed so as to fill the wiring trench 21a. Cu24 has Cu as the maximum content component, and may be an alloy such as Cu-Sn or Cu-Mn.

続いて、図7(a)に示すように、Cu配線24Aを形成する。
詳細には、例えば化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing:CMP)等の手法を用い、絶縁膜21の表面を研磨ストッパーとして、Cu24及び密着層22を研磨する。ここで、CMPにウェットエッチング等を併用しても良く、物理的な研磨のみとしても良い。以上により、密着層22及びCu24が配線溝21aごとに電気的に分離され、配線溝21a内を密着層22を介してCu24で充填したCu配線24Aが形成される。隣り合うCu配線24A間の距離は、例えば5μm程度とする。
Subsequently, as shown in FIG. 7A, a Cu wiring 24A is formed.
Specifically, the Cu 24 and the adhesion layer 22 are polished using a method such as chemical mechanical polishing (CMP), for example, with the surface of the insulating film 21 as a polishing stopper. Here, wet etching or the like may be used in combination with CMP, or only physical polishing may be performed. As described above, the adhesion layer 22 and the Cu 24 are electrically separated for each wiring groove 21a, and a Cu wiring 24A is formed in which the wiring groove 21a is filled with Cu 24 via the adhesion layer 22. The distance between adjacent Cu wirings 24A is, for example, about 5 μm.

続いて、図7(b)に示すように、密着層22の露出部分に酸化処理を施す。
詳細には、密着層22の露出部分、ここでは密着層22の上面を酸化処理する。酸化処理としては、紫外光(UV光)処理を実行する。UV光処理は、例えば波長185nmの低圧水銀ランプを用い、密着層22及びCu配線24AにUV光を1分間程度〜5分間程度、例えば3分間程度照射する。このUV光処理によりオゾンが発生し、密着層22の露出部分である上面と、Cu配線24Aの露出部分である上面とが表面酸化される。図示の例では、密着層22の上面に薄い酸化被膜22aが、Cu配線24Aの上面に薄い酸化被膜24aが形成される場合を例示するが、これらの酸化被膜は膜厚が不均一な酸化物の状態で形成される場合も想定される。
Subsequently, as shown in FIG. 7B, the exposed portion of the adhesion layer 22 is oxidized.
Specifically, the exposed portion of the adhesion layer 22, here, the upper surface of the adhesion layer 22 is oxidized. As the oxidation treatment, ultraviolet light (UV light) treatment is performed. In the UV light treatment, for example, a low-pressure mercury lamp having a wavelength of 185 nm is used, and the adhesion layer 22 and the Cu wiring 24A are irradiated with UV light for about 1 minute to about 5 minutes, for example, about 3 minutes. Ozone is generated by this UV light treatment, and the upper surface that is the exposed portion of the adhesion layer 22 and the upper surface that is the exposed portion of the Cu wiring 24A are surface oxidized. In the example shown in the figure, a case where a thin oxide film 22a is formed on the upper surface of the adhesion layer 22 and a thin oxide film 24a is formed on the upper surface of the Cu wiring 24A is illustrated. The case where it forms in this state is also assumed.

UV光処理において、照射時間が1分間程度よりも短い場合には、密着層22の酸化処理が不十分となる可能性がある。5分間程度よりも長い場合には、Cu配線24Aの酸化が過多となり、後の酸洗浄処理で配線が所期の値よりも細くなる可能性がある。照射時間を1分間程度〜5分間程度に設定することにより、所期の配線幅を保持しつつ、密着層22の酸化を確保することができる。   In the UV light treatment, when the irradiation time is shorter than about 1 minute, the oxidation treatment of the adhesion layer 22 may be insufficient. If it is longer than about 5 minutes, the Cu wiring 24A is excessively oxidized, and there is a possibility that the wiring becomes thinner than the expected value in the subsequent acid cleaning treatment. By setting the irradiation time to about 1 minute to about 5 minutes, it is possible to ensure the oxidation of the adhesion layer 22 while maintaining the intended wiring width.

本実施形態では、密着層22の酸化処理としてUV光処理を例示したが、UV光処理に代わって、プラズマ処理又はオゾン処理を行うようにしても良い。プラズマ処理については、第1の実施形態の図3(d)と同様に行う。オゾン処理については、第3の実施形態で後述する。   In the present embodiment, UV light treatment is exemplified as the oxidation treatment of the adhesion layer 22, but plasma treatment or ozone treatment may be performed instead of the UV light treatment. The plasma processing is performed in the same manner as in FIG. 3D of the first embodiment. The ozone treatment will be described later in the third embodiment.

続いて、図7(c)に示すように、Cu配線24Aの上面に生成された酸化被膜24aを除去する。
詳細には、樹脂基板10をウェット処理、例えば10重量%の硫酸中に1分間程度浸漬する。これにより、Cu配線24Aの上面に生成された酸化被膜24aが除去される。その一方で、密着層22の上面に生成された酸化被膜22aは、上記のウェット処理では除去されず、残存する。
Subsequently, as shown in FIG. 7C, the oxide film 24a generated on the upper surface of the Cu wiring 24A is removed.
Specifically, the resin substrate 10 is dipped in a wet treatment, for example, 10% by weight sulfuric acid for about 1 minute. Thereby, the oxide film 24a generated on the upper surface of the Cu wiring 24A is removed. On the other hand, the oxide film 22a generated on the upper surface of the adhesion layer 22 remains without being removed by the wet treatment.

続いて、図8(a)に示すように、拡散防止膜25を形成する。
詳細には、無電解メッキ法により、密着層22の上面とCu配線24Aの上面とを覆うように、例えばNiBを100nm程度の厚みに成長する。密着層22の上面には、酸化被膜22aが形成されている。そのため、NiBは、密着層22の上面を避けることなく、酸化被膜22aを介して当該上面を完全に覆うように、当該上面及びCu配線24Aを覆うように成長し、拡散防止膜25が形成される。
以上により、密着層22及びCu配線24Aと、密着層22及びCu配線24Aを覆う拡散防止膜25とを有する配線構造4が形成される。配線構造4は、接続プラグ12を介してベアチップ1、ベアチップ2と電気的に接続されている。
Subsequently, as shown in FIG. 8A, a diffusion preventing film 25 is formed.
Specifically, for example, NiB is grown to a thickness of about 100 nm so as to cover the upper surface of the adhesion layer 22 and the upper surface of the Cu wiring 24A by an electroless plating method. An oxide film 22 a is formed on the upper surface of the adhesion layer 22. Therefore, NiB grows so as to cover the upper surface and the Cu wiring 24A so as to completely cover the upper surface via the oxide film 22a without avoiding the upper surface of the adhesion layer 22, and the diffusion prevention film 25 is formed. The
Thus, the wiring structure 4 having the adhesion layer 22 and the Cu wiring 24A and the diffusion prevention film 25 covering the adhesion layer 22 and the Cu wiring 24A is formed. The wiring structure 4 is electrically connected to the bare chip 1 and the bare chip 2 through the connection plug 12.

拡散防止膜25は、Cu配線24AのCuの拡散を防止する膜であり、Co,Ni,W,CoP,NiP,WP,CoB,NiB,WBから選ばれた1種、又は少なくとも2種の合金(CoWP等)から形成される。本実施形態では、拡散防止膜25としてNiBを例示している。   The diffusion prevention film 25 is a film for preventing the diffusion of Cu in the Cu wiring 24A, and is one or at least two alloys selected from Co, Ni, W, CoP, NiP, WP, CoB, NiB, and WB. (CoWP or the like). In the present embodiment, NiB is exemplified as the diffusion preventing film 25.

続いて、図8(b)に示すように、層間絶縁膜26を形成する。
詳細には、絶縁膜21上に、配線構造4を覆うように例えば熱硬化性の樹脂を塗布し、固化させる。樹脂は、固化後の厚みが例えば10μm程度となるように形成する。以上により、絶縁膜21上で配線構造4を覆う層間絶縁膜26が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 8B, an interlayer insulating film 26 is formed.
Specifically, for example, a thermosetting resin is applied on the insulating film 21 so as to cover the wiring structure 4 and solidified. The resin is formed so that the thickness after solidification is, for example, about 10 μm. Thus, the interlayer insulating film 26 that covers the wiring structure 4 is formed on the insulating film 21.

その後、図6(a)と同様に、レーザ等により層間絶縁膜26及び拡散防止膜25に開口を形成し、当該開口を導電性ペースト等で埋め込む接続プラグを形成する。そして、図6(b)〜図8(b)に相当する諸工程を実行して配線構造(及び層間絶縁膜)を形成する。図6(a)〜図8(b)に相当する諸工程を繰り返し実行することにより、所期の多層配線構造が形成される。   Thereafter, as in FIG. 6A, an opening is formed in the interlayer insulating film 26 and the diffusion prevention film 25 by a laser or the like, and a connection plug is formed in which the opening is embedded with a conductive paste or the like. Then, various steps corresponding to FIGS. 6B to 8B are executed to form a wiring structure (and an interlayer insulating film). By repeatedly performing the steps corresponding to FIGS. 6A to 8B, an intended multilayer wiring structure is formed.

しかる後、樹脂基板10のスクライブラインをダイシングして、例えば一対のベアチップ1,2からなる半導体チップを切り出す。以上により、本実施形態の擬似SoC技術によるによる半導体装置が形成される。   Thereafter, the scribe line of the resin substrate 10 is diced to cut out a semiconductor chip composed of a pair of bare chips 1 and 2, for example. As described above, a semiconductor device based on the pseudo SoC technique of this embodiment is formed.

ここで、本実施形態の比較例について説明する。
この比較例では、本実施形態の図2(a),(b)及び図6(a)〜図7(a)の各工程を行った後、図7(b)の酸化処理を行うことなく、図8(a)で拡散防止膜25を形成する。この場合、図9(a)に示すように、拡散防止膜25は、密着層22の上面を避けてCu配線24Aの上面にのみ形成され、密着層22とCu配線24Aとの境界部位には形成されない。
Here, a comparative example of the present embodiment will be described.
In this comparative example, after performing each process of FIG. 2 (a), (b) and FIG. 6 (a)-FIG. 7 (a) of this embodiment, without performing the oxidation process of FIG.7 (b). 8A, the diffusion preventing film 25 is formed. In this case, as shown in FIG. 9A, the diffusion prevention film 25 is formed only on the upper surface of the Cu wiring 24A, avoiding the upper surface of the adhesion layer 22, and at the boundary portion between the adhesion layer 22 and the Cu wiring 24A. Not formed.

この場合、図9(b)のように層間絶縁膜26を形成すれば、密着層22とCu配線24Aとの境界部位で拡散防止膜25が途切れることにより、当該境界部位からCu配線24AのCuが層間絶縁膜26内へ拡散して漏出する。これに起因して、配線構造の信頼性の悪化を招来する。   In this case, if the interlayer insulating film 26 is formed as shown in FIG. 9B, the diffusion preventing film 25 is interrupted at the boundary portion between the adhesion layer 22 and the Cu wiring 24A, so that the Cu of the Cu wiring 24A starts from the boundary portion. Diffuses into the interlayer insulating film 26 and leaks out. As a result, the reliability of the wiring structure is deteriorated.

これに対して本実施形態では、上記の酸化処理を行うことにより、拡散防止膜25は、密着層22とCu配線24Aとの境界部位で途切れることなく、当該境界部位を確実に覆うように形成される。これにより、Cu配線24AのCuの層間絶縁膜26内への拡散が確実に抑止され、信頼性の高い配線構造を備えた半導体装置が実現する。   On the other hand, in the present embodiment, by performing the above oxidation treatment, the diffusion prevention film 25 is formed so as to surely cover the boundary portion without being interrupted at the boundary portion between the adhesion layer 22 and the Cu wiring 24A. Is done. Thereby, the diffusion of Cu into the interlayer insulating film 26 of the Cu wiring 24A is reliably suppressed, and a semiconductor device having a highly reliable wiring structure is realized.

(第3の実施形態)
本実施形態では、LSIの半導体装置の構成について、その製造方法と共に説明する。いわゆるデュアルダマシン法により、配線構造を形成する場合を例示する。
図10〜図13は、第3の実施形態によるLSIの半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。図10(c)〜図13(c)では、層間絶縁膜35から上方の構成のみを図示する。
(Third embodiment)
In the present embodiment, the configuration of an LSI semiconductor device will be described together with its manufacturing method. A case where a wiring structure is formed by a so-called dual damascene method will be exemplified.
10 to 13 are schematic cross-sectional views showing a method of manufacturing an LSI semiconductor device according to the third embodiment in the order of steps. 10 (c) to 13 (c), only the configuration above the interlayer insulating film 35 is shown.

本実施形態では先ず、図10(a)に示すように、Si基板31上にCMOSトランジスタやメモリ、キャパシタ等の機能素子を形成する。ここでは、MOSトランジスタ32を例示する。MOSトランジスタ32を覆う層間絶縁膜33を形成し、層間絶縁膜33にコンタクト孔33aを形成し、コンタクト孔33aをW等で充填する接続プラグ34を形成する。   In this embodiment, first, as shown in FIG. 10A, functional elements such as a CMOS transistor, a memory, and a capacitor are formed on the Si substrate 31. Here, the MOS transistor 32 is illustrated. An interlayer insulating film 33 covering the MOS transistor 32 is formed, a contact hole 33a is formed in the interlayer insulating film 33, and a connection plug 34 for filling the contact hole 33a with W or the like is formed.

続いて、図10(b)に示すように、層間絶縁膜33上に、下層配線35bを有する層間絶縁膜35、エッチングストッパー膜36、層間絶縁膜37、研磨ストッパー膜38を順次形成する。
詳細には、先ず、層間絶縁膜33上に層間絶縁膜35を形成し、いわゆるシングルダマシン法により、層間絶縁膜35の配線溝35a内を所定の密着層を介してCuで充填する下層配線35bを形成する。下層配線35bは、例えば接続プラグ34と電気的に接続されている。
Subsequently, as shown in FIG. 10B, an interlayer insulating film 35 having an underlying wiring 35b, an etching stopper film 36, an interlayer insulating film 37, and a polishing stopper film 38 are sequentially formed on the interlayer insulating film 33.
Specifically, first, an interlayer insulating film 35 is formed on the interlayer insulating film 33, and a lower wiring 35b that fills the wiring groove 35a of the interlayer insulating film 35 with Cu via a predetermined adhesion layer by a so-called single damascene method. Form. The lower layer wiring 35b is electrically connected to the connection plug 34, for example.

次に、層間絶縁膜35上に、SiN等のエッチングストッパー膜36を例えば50nm程度の厚みに形成する。
次に、エッチングストッパー膜36上に、SiOC膜又はSiOF膜等の層間絶縁膜37を例えば500nm程度の厚みに形成する。
次に、層間絶縁膜37上に、SiO2等の研磨ストッパー膜38を例えば50nm程度の厚みに形成する。
Next, an etching stopper film 36 such as SiN is formed on the interlayer insulating film 35 to a thickness of about 50 nm, for example.
Next, an interlayer insulating film 37 such as a SiOC film or a SiOF film is formed on the etching stopper film 36 to a thickness of about 500 nm, for example.
Next, a polishing stopper film 38 such as SiO 2 is formed on the interlayer insulating film 37 to a thickness of about 50 nm, for example.

続いて、図10(c)に示すように、配線溝のビア部を形成するためのレジストマスク39を形成する。
詳細には、研磨ストッパー膜38上に感光性レジストを例えば塗布し、リソグラフィーによりレジストを加工する。以上により、研磨ストッパー膜38上で配線溝のビア部の形成予定部位を露出する開口39aを有するレジストマスク39が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 10C, a resist mask 39 for forming a via portion of the wiring groove is formed.
Specifically, a photosensitive resist is applied on the polishing stopper film 38, for example, and the resist is processed by lithography. As described above, the resist mask 39 having the opening 39a that exposes the portion where the via portion of the wiring groove is to be formed on the polishing stopper film 38 is formed.

続いて、図11(a)に示すように、研磨ストッパー膜38及び層間絶縁膜37にビア孔41aを形成した後、配線溝の配線部を形成するためのレジストマスク42を形成する。
詳細には、先ず、レジストマスク39を用いて、研磨ストッパー膜38及び層間絶縁膜37をドライエッチングする。これにより、研磨ストッパー膜38及び層間絶縁膜37にレジストマスク39の開口39aに倣ったビア孔41aが形成される。レジストマスク39は、アッシング処理等により除去される。
次に、研磨ストッパー膜38上に感光性レジストを例えば塗布し、リソグラフィーによりレジストを加工する。以上により、研磨ストッパー膜38上で配線溝の配線部の形成予定部位を露出する開口42aを有するレジストマスク42が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 11A, after forming a via hole 41a in the polishing stopper film 38 and the interlayer insulating film 37, a resist mask 42 for forming a wiring portion of a wiring groove is formed.
Specifically, first, the polishing stopper film 38 and the interlayer insulating film 37 are dry-etched using the resist mask 39. As a result, a via hole 41 a that follows the opening 39 a of the resist mask 39 is formed in the polishing stopper film 38 and the interlayer insulating film 37. The resist mask 39 is removed by ashing or the like.
Next, a photosensitive resist is applied on the polishing stopper film 38, for example, and the resist is processed by lithography. As described above, the resist mask 42 having the opening 42a that exposes the formation portion of the wiring portion of the wiring groove on the polishing stopper film 38 is formed.

続いて、図11(b)に示すように、エッチングストッパー膜36、層間絶縁膜37、及び研磨ストッパー膜38に配線溝43を形成する。
詳細には、レジストマスク42を用いて、研磨ストッパー膜38、層間絶縁膜37、及びエッチングストッパー膜36をドライエッチングする。これにより、エッチングストッパー膜36、層間絶縁膜37、及び研磨ストッパー膜38には、レジストマスク42の開口42aに倣って、下層配線35bの表面の一部を露出するビア部と、その上の配線部とが一体形成されてなる配線溝43が形成される。配線溝43は、例えば400nm程度の深さに形成される。レジストマスク42は、アッシング処理等により除去される。
Subsequently, as shown in FIG. 11B, a wiring groove 43 is formed in the etching stopper film 36, the interlayer insulating film 37, and the polishing stopper film 38.
Specifically, the polishing stopper film 38, the interlayer insulating film 37, and the etching stopper film 36 are dry-etched using the resist mask 42. As a result, the etching stopper film 36, the interlayer insulating film 37, and the polishing stopper film 38 have a via portion that exposes part of the surface of the lower layer wiring 35b along the opening 42a of the resist mask 42, and the wiring thereon. A wiring groove 43 formed integrally with the portion is formed. The wiring trench 43 is formed to a depth of about 400 nm, for example. The resist mask 42 is removed by ashing or the like.

続いて、図11(c)に示すように、研磨ストッパー膜38に密着層44及びメッキシード層45を形成する。
詳細には、先ず、例えばCVD法又はPVD法により、配線溝43の内壁面を含む研磨ストッパー膜38上に例えばTaN/Ta(TaNが上層、Taが下層)を堆積する。次に、例えばPVD法によりCuを堆積する。Ta/TaNは、例えばTaが2nm程度、TaNが5nm程度の厚みに堆積される。Cuは例えば20nm程度の厚みにそれぞれ堆積される。以上により、配線溝43の内壁面を含む研磨ストッパー膜38上に、密着層44及びメッキシード層45が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 11C, an adhesion layer 44 and a plating seed layer 45 are formed on the polishing stopper film 38.
Specifically, first, for example, TaN / Ta (TaN is the upper layer and Ta is the lower layer) is deposited on the polishing stopper film 38 including the inner wall surface of the wiring groove 43 by, for example, the CVD method or the PVD method. Next, Cu is deposited by, for example, the PVD method. Ta / TaN is deposited to a thickness of about 2 nm for Ta and about 5 nm for TaN, for example. Cu is deposited to a thickness of about 20 nm, for example. As described above, the adhesion layer 44 and the plating seed layer 45 are formed on the polishing stopper film 38 including the inner wall surface of the wiring groove 43.

密着層44は、バリアメタルとなるものであり、Ti,Ta,TiN,TaN,WN、TiW,TiWN等から選ばれた1種の単層、又は少なくとも2種の積層(TiN/Ti,TaN/Ta/Ti、TiTW/Ti等)が形成される。本実施形態では、密着層44としてTaN/Taを例示している。   The adhesion layer 44 serves as a barrier metal, and one kind of single layer selected from Ti, Ta, TiN, TaN, WN, TiW, TiWN, or at least two kinds of laminated layers (TiN / Ti, TaN / Ta / Ti, TiTW / Ti, etc.) are formed. In the present embodiment, TaN / Ta is exemplified as the adhesion layer 44.

続いて、図12(a)に示すように、Cu46を成長する。
詳細には、メッキシード層45上に、電解メッキ法により、Cu46を例えば800nm程度の厚みに成長する。Cu46は、配線溝43を埋め込むように形成される。Cu46は、Cuを最大の含有成分としたものであり、例えばCu−SnやCu−Mn等の合金でも良い。
Subsequently, as shown in FIG. 12A, Cu 46 is grown.
Specifically, Cu 46 is grown on the plating seed layer 45 to a thickness of, for example, about 800 nm by electrolytic plating. Cu 46 is formed so as to fill the wiring trench 43. Cu46 has Cu as its maximum component, and may be an alloy such as Cu-Sn or Cu-Mn.

続いて、図12(b)に示すように、Cu配線46Aを形成する。
詳細には、例えばCMP等の手法を用い、研磨ストッパー膜38を利用して、Cu24及び密着層44を研磨する。これにより、密着層44及びCu46が配線溝43ごとに電気的に分離され、配線溝43内を密着層44を介してCu46で充填したCu配線46Aが形成される。隣り合うCu配線46A間の距離は、200nm程度〜1000nm程度、ここでは500nm程度とする。
Subsequently, as shown in FIG. 12B, a Cu wiring 46A is formed.
Specifically, the Cu 24 and the adhesion layer 44 are polished using a polishing stopper film 38 using a method such as CMP. Thereby, the adhesion layer 44 and the Cu 46 are electrically separated for each wiring groove 43, and a Cu wiring 46 </ b> A in which the inside of the wiring groove 43 is filled with Cu 46 through the adhesion layer 44 is formed. The distance between adjacent Cu wirings 46A is about 200 nm to about 1000 nm, here about 500 nm.

続いて、図12(c)に示すように、密着層44の露出部分に酸化処理を施す。
詳細には、密着層44の露出部分、ここでは密着層44の上面を酸化処理する。酸化処理としては、オゾン処理を実行する。オゾン処理は、例えば0.5ppm程度〜1%程度のオゾン濃度の雰囲気中に2秒間程度〜10分間程度、例えば( 30秒)程度、密着層44及びCu配線46を暴露する。このオゾン処理により、密着層44の露出部分である上面と、Cu配線46Aの露出部分である上面とが表面酸化される。図示の例では、密着層44の上面に薄い酸化被膜44aが、Cu配線46Aの上面に薄い酸化被膜46aが形成される場合を例示する。
Subsequently, as shown in FIG. 12C, the exposed portion of the adhesion layer 44 is oxidized.
Specifically, the exposed portion of the adhesion layer 44, here, the upper surface of the adhesion layer 44 is oxidized. As the oxidation treatment, ozone treatment is performed. In the ozone treatment, for example, the adhesion layer 44 and the Cu wiring 46 are exposed in an atmosphere having an ozone concentration of about 0.5 ppm to about 1% for about 2 seconds to about 10 minutes, for example, about (30 seconds). By this ozone treatment, the upper surface that is the exposed portion of the adhesion layer 44 and the upper surface that is the exposed portion of the Cu wiring 46A are surface oxidized. In the illustrated example, a case where a thin oxide film 44a is formed on the upper surface of the adhesion layer 44 and a thin oxide film 46a is formed on the upper surface of the Cu wiring 46A is illustrated.

オゾン処理において、オゾン濃度が0.5ppm程度よりも低値の場合には、密着層44の酸化処理が不十分となる可能性がある。1%程度よりも高値の場合には、Cu配線46Aの酸化が過多となり、後の酸化膜除去処理によって配線の高さが所期の値より低くなったり、Cuの酸化膜除去が不十分となることで後のCoWP等の拡散防止膜の形成が不十分となる可能性がある。オゾン濃度を0.5ppm程度〜1%程度に設定することにより、所期の配線高さ等を保持しつつ、密着層44の酸化を確保することができる。   In the ozone treatment, if the ozone concentration is lower than about 0.5 ppm, the oxidation treatment of the adhesion layer 44 may be insufficient. When the value is higher than about 1%, the Cu wiring 46A is excessively oxidized, and the height of the wiring becomes lower than the expected value due to the subsequent oxide film removal process, or the Cu oxide film removal is insufficient. As a result, there is a possibility that the subsequent formation of a diffusion preventing film such as CoWP becomes insufficient. By setting the ozone concentration to about 0.5 ppm to about 1%, it is possible to ensure oxidation of the adhesion layer 44 while maintaining the desired wiring height and the like.

オゾン処理において、暴露時間が2秒間程度よりも短い場合には、密着層44の酸化処理が不十分となる可能性がある。10分間程度よりも長い場合には、Cu配線46Aの酸化が過多となり、酸化膜除去処理によって配線の高さが所期の値より低くなったり、Cuの酸化膜除去が不十分となることで後のCoWP等の拡散防止膜の形成が不十分となる可能性がある。暴露時間を2秒間程度〜10分間程度に設定することにより、所期の配線高さ等を保持しつつ、密着層44の酸化を確保することができる。   In the ozone treatment, when the exposure time is shorter than about 2 seconds, the adhesion layer 44 may be insufficiently oxidized. If it is longer than about 10 minutes, the Cu wiring 46A is excessively oxidized, and the height of the wiring becomes lower than the expected value due to the oxide film removal treatment, or the Cu oxide film removal becomes insufficient. There is a possibility that the subsequent formation of a diffusion prevention film such as CoWP becomes insufficient. By setting the exposure time to about 2 seconds to about 10 minutes, it is possible to ensure the oxidation of the adhesion layer 44 while maintaining the desired wiring height and the like.

本実施形態では、密着層44の酸化処理としてオゾン処理を例示したが、オゾン処理に代わって、プラズマ処理又はUV光処理を行うようにしても良い。プラズマ処理については、第1の実施形態の図3(d)と同様に行う。UV光処理については、第2の実施形態の図7(b)と同様に行う。   In the present embodiment, ozone treatment is exemplified as the oxidation treatment of the adhesion layer 44, but plasma treatment or UV light treatment may be performed instead of the ozone treatment. The plasma processing is performed in the same manner as in FIG. 3D of the first embodiment. About UV light processing, it carries out similarly to FIG.7 (b) of 2nd Embodiment.

続いて、図13(a)に示すように、Cu配線46Aの上面に生成された酸化被膜46aを除去する。
詳細には、Si基板31に還元処理、例えば150℃の蟻酸蒸気中に1分間程度の暴露を行う。これにより、Cu配線46Aの上面に生成された酸化被膜46aが還元されCuとなる。その一方で、密着層44の上面に生成された酸化被膜44aは、上記の処理では還元されず、残存する。
Subsequently, as shown in FIG. 13A, the oxide film 46a generated on the upper surface of the Cu wiring 46A is removed.
Specifically, the Si substrate 31 is subjected to a reduction treatment, for example, exposure in formic acid vapor at 150 ° C. for about 1 minute. As a result, the oxide film 46a generated on the upper surface of the Cu wiring 46A is reduced to become Cu. On the other hand, the oxide film 44a generated on the upper surface of the adhesion layer 44 remains without being reduced by the above treatment.

続いて、図13(b)に示すように、拡散防止膜47を形成する。
詳細には、無電解メッキ法により、密着層44の上面とCu配線46Aの上面とを覆うように、例えばCoWPを20nm程度の厚みに成長する。密着層44の上面には、酸化被膜44aが形成されている。そのため、CoWPは、密着層44の上面を避けることなく、酸化被膜44aを介して当該上面を完全に覆うように、当該上面及びCu配線46Aを覆うように成長し、拡散防止膜47が形成される。
以上により、密着層44及びCu配線46Aと、密着層44及びCu配線46Aを覆う拡散防止膜47とを有する配線構造5が形成される。配線構造5は、下層配線35bを介してMOSトランジスタ32等と電気的に接続されている。
Subsequently, as shown in FIG. 13B, a diffusion preventing film 47 is formed.
Specifically, for example, CoWP is grown to a thickness of about 20 nm so as to cover the upper surface of the adhesion layer 44 and the upper surface of the Cu wiring 46A by electroless plating. An oxide film 44 a is formed on the upper surface of the adhesion layer 44. Therefore, the CoWP grows so as to cover the upper surface and the Cu wiring 46A so as to completely cover the upper surface via the oxide film 44a without avoiding the upper surface of the adhesion layer 44, and the diffusion prevention film 47 is formed. The
As described above, the wiring structure 5 including the adhesion layer 44 and the Cu wiring 46A and the diffusion prevention film 47 covering the adhesion layer 44 and the Cu wiring 46A is formed. The wiring structure 5 is electrically connected to the MOS transistor 32 and the like through the lower layer wiring 35b.

拡散防止膜47は、Cu配線46AのCuの拡散を防止する膜であり、Co,Ni,W,CoP,NiP,WP,CoB,NiB,WBから選ばれた1種、又は少なくとも2種の合金(CoWP等)から形成される。本実施形態では、拡散防止膜46としてCoWPを例示している。   The diffusion prevention film 47 is a film for preventing the diffusion of Cu in the Cu wiring 46A, and one or at least two alloys selected from Co, Ni, W, CoP, NiP, WP, CoB, NiB, and WB are used. (CoWP or the like). In the present embodiment, CoWP is exemplified as the diffusion preventing film 46.

続いて、図13(c)に示すように、研磨ストッパー膜38上に、配線構造5の上面を覆うように、層間絶縁膜48を形成する。
その後、図10(b)〜図13(c)に相当する諸工程を繰り返し実行することにより、所期の多層配線構造が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 13C, an interlayer insulating film 48 is formed on the polishing stopper film 38 so as to cover the upper surface of the wiring structure 5.
Thereafter, the steps corresponding to FIG. 10B to FIG. 13C are repeatedly executed to form the desired multilayer wiring structure.

しかる後、Si基板31のスクライブラインをダイシングして、半導体チップを切り出す。以上により、本実施形態によるLSIの半導体装置が形成される。   Thereafter, the scribe line of the Si substrate 31 is diced to cut out the semiconductor chip. Thus, the LSI semiconductor device according to the present embodiment is formed.

ここで、本実施形態の比較例について説明する。
この比較例では、本実施形態の図10(a)〜図12(b)の各工程を行った後、図12(c)の酸化処理を行うことなく、図13(b)で拡散防止膜47を形成する。この場合、図14(a)に示すように、拡散防止膜47は、密着層44の上面を避けてCu配線46Aの上面にのみ形成され、密着層44とCu配線46Aとの境界部位には形成されない。
Here, a comparative example of the present embodiment will be described.
In this comparative example, after performing each process of FIG. 10A to FIG. 12B of this embodiment, the diffusion preventing film in FIG. 13B is performed without performing the oxidation treatment of FIG. 47 is formed. In this case, as shown in FIG. 14A, the diffusion prevention film 47 is formed only on the upper surface of the Cu wiring 46A, avoiding the upper surface of the adhesion layer 44, and at the boundary portion between the adhesion layer 44 and the Cu wiring 46A. Not formed.

この場合、図14(b)のように層間絶縁膜48を形成すれば、密着層44とCu配線46Aとの境界部位で拡散防止膜47が途切れることにより、当該境界部位からCu配線46AのCuが層間絶縁膜48内へ拡散して漏出する。これに起因して、配線構造の信頼性の悪化を招来する。   In this case, if the interlayer insulating film 48 is formed as shown in FIG. 14B, the diffusion prevention film 47 is interrupted at the boundary portion between the adhesion layer 44 and the Cu wiring 46A, so that Cu of the Cu wiring 46A is cut from the boundary portion. Diffuses into the interlayer insulating film 48 and leaks out. As a result, the reliability of the wiring structure is deteriorated.

これに対して本実施形態では、上記の酸化処理を行うことにより、拡散防止膜47は、密着層44とCu配線46Aとの境界部位で途切れることなく、当該境界部位を確実に覆うように形成される。これにより、Cu配線46AのCuの層間絶縁膜48内への拡散が確実に抑止され、信頼性の高い配線構造を備えた半導体装置が実現する。   On the other hand, in the present embodiment, by performing the above oxidation treatment, the diffusion prevention film 47 is formed so as to surely cover the boundary portion without being interrupted at the boundary portion between the adhesion layer 44 and the Cu wiring 46A. Is done. Thereby, diffusion of Cu into the interlayer insulating film 48 of the Cu wiring 46A is surely suppressed, and a semiconductor device having a highly reliable wiring structure is realized.

以下、配線構造の製造方法及び配線構造の諸態様を付記としてまとめて記載する。   Hereinafter, the manufacturing method of the wiring structure and various aspects of the wiring structure will be collectively described as additional notes.

(付記1)絶縁膜と、
Cuを最大の含有成分とする配線と、
前記絶縁膜と前記配線との間に形成された密着層と
を含む配線構造の製造方法であって、
前記密着層の前記絶縁膜からの露出部分を酸化処理し、
前記酸化処理された前記密着層の前記絶縁膜からの露出部分及び前記配線の前記絶縁膜からの露出部分を覆う拡散防止膜を形成することを特徴とする配線構造の製造方法。
(Appendix 1) an insulating film;
A wiring having Cu as the largest component;
A method of manufacturing a wiring structure including an adhesion layer formed between the insulating film and the wiring,
Oxidizing the exposed portion of the adhesion layer from the insulating film;
A method of manufacturing a wiring structure, comprising: forming a diffusion prevention film that covers an exposed portion of the oxidized adhesion layer from the insulating film and an exposed portion of the wiring from the insulating film.

(付記2)隣り合う前記配線間の距離が0.5μm〜5μmの範囲内とされることを特徴とする付記1に記載の配線構造の製造方法。   (Additional remark 2) The manufacturing method of the wiring structure of Additional remark 1 characterized by the distance between the said adjacent wiring being made into the range of 0.5 micrometer-5 micrometers.

(付記3)前記酸化処理は、酸素を含有する雰囲気中におけるプラズマ処理であることを特徴とする付記1又は2に記載の配線構造の製造方法。   (Additional remark 3) The said oxidation process is a plasma process in the atmosphere containing oxygen, The manufacturing method of the wiring structure of Additional remark 1 or 2 characterized by the above-mentioned.

(付記4)前記酸化処理は、紫外光の照射処理であることを特徴とする付記1又は2に記載の配線構造の製造方法。   (Additional remark 4) The said oxidation process is an irradiation process of ultraviolet light, The manufacturing method of the wiring structure of Additional remark 1 or 2 characterized by the above-mentioned.

(付記5)前記酸化処理は、オゾン処理であることを特徴とする付記1又は2に記載の配線構造の製造方法。   (Additional remark 5) The said oxidation process is an ozone process, The manufacturing method of the wiring structure of Additional remark 1 or 2 characterized by the above-mentioned.

(付記6)前記拡散防止膜は、Co,Ni,W,CoP,NiP,WP,CoB,NiB,WBから選ばれた1種、又は少なくとも2種の合金からなることを特徴とする付記1〜5のいずれか1項に記載の配線構造の製造方法。   (Appendix 6) The diffusion preventing film is made of one or at least two alloys selected from Co, Ni, W, CoP, NiP, WP, CoB, NiB, and WB. 6. A method for manufacturing a wiring structure according to any one of 5 above.

(付記7)前記密着層は、Ti,Ta,W,TiN,TaN,WNから選ばれた1種の単層、少なくとも2種の積層、少なくとも2種の合金の単層、又は少なくとも2種の合金の積層であることを特徴とする付記1〜6のいずれか1項に記載の配線構造の製造方法。   (Additional remark 7) The said adhesion layer is 1 type of single layer chosen from Ti, Ta, W, TiN, TaN, and WN, at least 2 types of lamination | stacking, at least 2 types of single layer of an alloy, or at least 2 types of The method for manufacturing a wiring structure according to any one of appendices 1 to 6, wherein the wiring structure is a laminated layer of alloys.

(付記8)絶縁膜と、
Cuを最大の含有成分とする配線と、
前記絶縁膜と前記配線との間に形成された密着層と、
前記配線及び前記密着層を覆う拡散防止膜と
を含み、
前記拡散防止膜は、前記密着層に形成された酸化被膜を介して形成されていることを特徴とする配線構造。
(Appendix 8) an insulating film;
A wiring having Cu as the largest component;
An adhesion layer formed between the insulating film and the wiring;
A diffusion prevention film covering the wiring and the adhesion layer,
The wiring structure, wherein the diffusion preventing film is formed through an oxide film formed on the adhesion layer.

(付記9)前記拡散防止膜は、前記密着層の前記絶縁膜の非被覆部分を完全に被覆していることを特徴とする付記8に記載の配線構造。   (Supplementary note 9) The wiring structure according to supplementary note 8, wherein the diffusion preventing film completely covers a non-covered portion of the insulating film of the adhesion layer.

(付記10)隣り合う前記配線間の距離が0.5μm〜5μmの範囲内とされていることを特徴とする付記8又は9に記載の配線構造。   (Additional remark 10) The wiring structure of Additional remark 8 or 9 characterized by the distance between the said adjacent wiring being in the range of 0.5 micrometer-5 micrometers.

(付記11)前記拡散防止膜は、Co,Ni,W,CoP,NiP,WP,CoB,NiB,WBから選ばれた1種、又は少なくとも2種の合金からなることを特徴とする付記8〜10のいずれか1項に記載の配線構造。   (Appendix 11) The diffusion preventing film is made of one or at least two alloys selected from Co, Ni, W, CoP, NiP, WP, CoB, NiB, and WB. 11. The wiring structure according to any one of 10 above.

(付記12)前記密着層は、Ti,Ta,W,TiN,TaN,WNから選ばれた1種の単層、少なくとも2種の積層、少なくとも2種の合金の単層、又は少なくとも2種の合金の積層であることを特徴とする付記8〜11のいずれか1項に記載の配線構造。   (Supplementary Note 12) The adhesion layer may be one kind of single layer selected from Ti, Ta, W, TiN, TaN, and WN, at least two kinds of laminates, at least two kinds of alloy single layers, or at least two kinds. The wiring structure according to any one of appendices 8 to 11, wherein the wiring structure is an alloy laminate.

1,2 ベアチップ
3,4,5 配線構造
10 樹脂基板
11,21 絶縁膜
11a,15a,39a,42a 開口
12,34 接続プラグ
13,22,44 密着層
13a,16a,22a,24a,44a,46a 酸化被膜
14,23,45 メッキシード層
15,39,42 レジストマスク
16,24,46 Cu
16A,24A,46A Cu配線
17,25,47 拡散防止膜
18,26,33,35,37,48 層間絶縁膜
21a,35a,43 配線溝
31 Si基板
32 MOSトランジスタ
33a コンタクト孔
35b 下層配線
36 エッチングストッパー膜
38 研磨ストッパー膜
41a ビア孔
1, 2 Bare chips 3, 4, 5 Wiring structure 10 Resin substrates 11, 21 Insulating films 11a, 15a, 39a, 42a Openings 12, 34 Connection plugs 13, 22, 44 Adhesion layers 13a, 16a, 22a, 24a, 44a, 46a Oxide coating 14, 23, 45 Plating seed layer 15, 39, 42 Resist mask 16, 24, 46 Cu
16A, 24A, 46A Cu wiring 17, 25, 47 Diffusion prevention films 18, 26, 33, 35, 37, 48 Interlayer insulating films 21a, 35a, 43 Wiring groove 31 Si substrate 32 MOS transistor 33a Contact hole 35b Lower layer wiring 36 Etching Stopper film 38 Polishing stopper film 41a Via hole

Claims (10)

絶縁膜と、
Cuを最大の含有成分とする配線と、
前記絶縁膜と前記配線との間に形成された密着層と
を含む配線構造の製造方法であって、
前記密着層の露出部分を酸化処理して酸化被膜を形成し
前記酸化被膜を介して前記密着層を覆うと共に、前記配線の露出部分を覆う拡散防止膜を形成することを特徴とする配線構造の製造方法。
An insulating film;
A wiring having Cu as the largest component;
A method of manufacturing a wiring structure including an adhesion layer formed between the insulating film and the wiring,
Oxidizing the exposed part of the adhesion layer to form an oxide film ;
A method for manufacturing a wiring structure , comprising: forming a diffusion prevention film that covers the adhesion layer through the oxide film and covers an exposed portion of the wiring.
隣り合う前記配線間の距離が0.5μm〜5μmの範囲内とされることを特徴とする請求項1に記載の配線構造の製造方法。   The method for manufacturing a wiring structure according to claim 1, wherein a distance between the adjacent wirings is in a range of 0.5 μm to 5 μm. 前記酸化処理は、酸素を含有する雰囲気中におけるプラズマ処理であることを特徴とする請求項1又は2に記載の配線構造の製造方法。   3. The method for manufacturing a wiring structure according to claim 1, wherein the oxidation treatment is a plasma treatment in an atmosphere containing oxygen. 前記酸化処理は、紫外光の照射処理であることを特徴とする請求項1又は2に記載の配線構造の製造方法。   The method for manufacturing a wiring structure according to claim 1, wherein the oxidation treatment is an ultraviolet light irradiation treatment. 前記酸化処理は、オゾン処理であることを特徴とする請求項1又は2に記載の配線構造の製造方法。   The method for manufacturing a wiring structure according to claim 1, wherein the oxidation treatment is an ozone treatment. 前記拡散防止膜は、Co,Ni,W,CoP,NiP,WP,CoB,NiB,WBから選ばれた1種、又は少なくとも2種の合金からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の配線構造の製造方法。   The diffusion preventing film is made of one or at least two alloys selected from Co, Ni, W, CoP, NiP, WP, CoB, NiB, and WB. A method for manufacturing the wiring structure according to claim 1. 絶縁膜と、
Cuを最大の含有成分とする配線と、
前記絶縁膜と前記配線との間に形成された密着層と、
前記配線及び前記密着層を覆う拡散防止膜と
を含み、
前記拡散防止膜は、前記密着層に形成された酸化被膜を介して形成されていることを特徴とする配線構造。
An insulating film;
A wiring having Cu as the largest component;
An adhesion layer formed between the insulating film and the wiring;
A diffusion prevention film covering the wiring and the adhesion layer,
The wiring structure, wherein the diffusion preventing film is formed through an oxide film formed on the adhesion layer.
前記拡散防止膜は、前記密着層の前記絶縁膜の非被覆部分を完全に被覆していることを特徴とする請求項7に記載の配線構造。   The wiring structure according to claim 7, wherein the diffusion preventing film completely covers an uncovered portion of the insulating film of the adhesion layer. 隣り合う前記配線間の距離が0.5μm〜5μmの範囲内とされていることを特徴とする請求項7又は8に記載の配線構造。   The wiring structure according to claim 7 or 8, wherein a distance between adjacent wirings is in a range of 0.5 µm to 5 µm. 前記拡散防止膜は、Co,Ni,W,CoP,NiP,WP,CoB,NiB,WBから選ばれた1種、又は少なくとも2種の合金からなることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の配線構造。   The diffusion preventing film is made of one or at least two alloys selected from Co, Ni, W, CoP, NiP, WP, CoB, NiB, and WB. 2. The wiring structure according to item 1.
JP2013224649A 2013-10-29 2013-10-29 Wiring structure manufacturing method and wiring structure Expired - Fee Related JP6303400B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013224649A JP6303400B2 (en) 2013-10-29 2013-10-29 Wiring structure manufacturing method and wiring structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013224649A JP6303400B2 (en) 2013-10-29 2013-10-29 Wiring structure manufacturing method and wiring structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015088564A JP2015088564A (en) 2015-05-07
JP6303400B2 true JP6303400B2 (en) 2018-04-04

Family

ID=53051059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013224649A Expired - Fee Related JP6303400B2 (en) 2013-10-29 2013-10-29 Wiring structure manufacturing method and wiring structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6303400B2 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005194598A (en) * 2004-01-09 2005-07-21 Semiconductor Leading Edge Technologies Inc Plating method, method of forming substrate, and substrate
JP2007184347A (en) * 2006-01-05 2007-07-19 Renesas Technology Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof
US8987085B2 (en) * 2006-08-01 2015-03-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Methods for improving uniformity of cap layers
JP2010040892A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Panasonic Corp Semiconductor device, and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015088564A (en) 2015-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5096669B2 (en) Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device
JP4373866B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR100954003B1 (en) Methods of forming through-wafer interconnects and structures resulting therefrom
US7294565B2 (en) Method of fabricating a wire bond pad with Ni/Au metallization
JP5102726B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP4596001B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
US20170110369A1 (en) Electronic device and method for producing same
JP2011049530A (en) Method of manufacturing semiconductor device, and semiconductor device
JP2007180407A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2016225466A (en) Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method
JP6186780B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
TWI453806B (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
JP5119623B2 (en) Method for manufacturing interposer substrate
JP4634180B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP6303400B2 (en) Wiring structure manufacturing method and wiring structure
JP2006147923A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP2016213254A (en) Wiring structure and manufacturing method thereof, and semiconductor device
JP2010093273A (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP2007335578A (en) Semiconductor device, and its manufacturing method
JP7332304B2 (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP2012119444A (en) Semiconductor device
JP4891296B2 (en) Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device
JP2014135385A (en) Wiring structure, method for forming wiring, and reconstructed wafer
JP2007073808A (en) Method of manufacturing semiconductor device, and semiconductor device
TWI783464B (en) Semiconductor structure and method of forming the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160705

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170718

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170720

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170915

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: 20180206

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180219

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6303400

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees