KR20050077860A - Method for forming cu interconnection line in semiconductor device - Google Patents

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Abstract

구리 배선 형성 방법이 개시되어 있다. 웨이퍼 상에 구리 배선용 개구부를 포함하는 절연막 패턴을 형성한다. 상기 개구부 표면 및 절연막 패턴의 상부면에 구리 확산 방지용 유전체 베리어막을 증착한다. 상기 개구부 비아층의 하부에 형성되어 있는 상기 유전체 베리어막이 제거되도록 상기 유전체 베리어막을 부분 식각한다. 상기 개구부 내부가 채워지도록 구리막을 채운다. 상기 절연막 패턴 상에 유전체 베리어막이 노출되도록 상기 구리막을 연마한다. 상기 노출된 구리막 상에 선택적으로 캡핑용 금속막을 증착한다. 상기 방법에 의하면, 웨이퍼 내에서 균일한 표면을 갖는 구리막의 형성이 가능해진다. 또한, 구리 배선 공정이 단순해지며, 구리 배선의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.A copper wiring formation method is disclosed. An insulating film pattern including an opening for copper wiring is formed on the wafer. A dielectric barrier film for preventing copper diffusion is deposited on the opening surface and the top surface of the insulating film pattern. The dielectric barrier layer is partially etched to remove the dielectric barrier layer formed under the opening via layer. The copper film is filled to fill the inside of the opening. The copper film is polished to expose a dielectric barrier film on the insulating film pattern. A capping metal film is selectively deposited on the exposed copper film. According to the above method, it is possible to form a copper film having a uniform surface in the wafer. In addition, the copper wiring process is simplified, and the reliability of the copper wiring is improved.

Description

반도체 장치의 구리 배선 형성 방법{Method for forming Cu interconnection line in semiconductor device}Method for forming Cu interconnection line in semiconductor device

본 발명은 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 구리로 이루어지는 금속 배선 형성 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a metal wiring forming method of a semiconductor device. More specifically, it is related with the metal wiring formation method which consists of copper.

반도체 장치가 고집적화됨에 따라, 배선의 선폭, 두께 및 배선들 간의 간격이 점점 감소하고 있다. 또한, 도전성 패턴들 간을 전기적으로 연결하는 콘택의 사이즈도 점점 감소하고 있다. 따라서, 응답 속도의 감소없이 미세한 선폭의 전기적 배선을 형성하기 위하여 낮은 저항을 갖는 금속 물질이 요구되고 있다 또한, 소자들의 밀도를 증가시키기 위해서 다층 구조로 배선을 형성하여야 한다. As semiconductor devices are becoming highly integrated, line widths, thicknesses, and spacings between wirings are gradually decreasing. In addition, the size of the contact electrically connecting the conductive patterns is gradually decreasing. Therefore, there is a need for a metal material having a low resistance in order to form a fine line width electrical wiring without reducing the response speed. Further, in order to increase the density of devices, the wiring must be formed in a multilayer structure.

종래의 반도체 장치에서의 전기적 배선은 낮은 콘택 저항과 공정 진행의 용이성으로 인해 알루미늄을 사용하는 배선 구조가 주로 사용되었다. 그러나 반도체 장치가 고집적화 되면서, 상기 알루미늄 배선 구조는 접합 스파이크 불량, 일렉트로 마이그레이션(electro migration) 문제등에 의해 사용에 한계에 봉착하였으며 또한 상기 반도체 장치의 응답 속도 향상을 위해 상기 알루미늄 보다 더 낮은 저항을 갖는 물질이 요구되고 있다.In the conventional semiconductor device, the wiring structure using aluminum is mainly used due to the low contact resistance and the ease of processing. However, as semiconductor devices have been highly integrated, the aluminum wiring structure has been limited in use due to poor bonding spikes, electromigration problems, etc., and also has a lower resistance than aluminum for improving the response speed of the semiconductor device. This is required.

이에 따라 최근에는 상기 알루미늄에 비해 저저항을 갖는 구리 배선이 주로 사용되고 있다. 그런데, 상기 구리는 실리콘 또는 대부분의 금속층에서 빠르게 확산되고, 종래의 사진 식각 공정에 의해 식각하기가 어렵기 때문에 일반적으로 다마신(damascene)공정에 의해 전기적 배선으로 형성된다. Accordingly, recently, copper wiring having a lower resistance than that of aluminum is mainly used. However, since copper is rapidly diffused in silicon or most metal layers and difficult to be etched by a conventional photolithography process, copper is generally formed as an electrical wiring by a damascene process.

다마신 공정에 의해 구리 배선을 형성하는 방법을 간단히 설명하면, 웨이퍼 상에 층간 절연막을 형성하고 패터닝을 통해 구리 배선 형성용 트렌치 또는 홀을 형성한다. 상기 구리를 증착시키기 이전에 구리의 확산 방지를 위해 베리어 금속막을 형성한 후 상기 트렌치 또는 홀을 매립하는 구리막을 형성한다. 이어서, 상기 구리막을 제거하는 1차 화학 기계적 연마 및 상기 베리어 금속막을 제거하는 2차 화학 기계적 연마 공정을 순차적으로 수행하여 배선 구조를 형성한다. 이어서, 후속의 상부 배선 형성을 위하여 식각 저지 및 구리 확산 방지를 위하여 절연 물질로 이루어지는 확산 방지막을 증착한다. A method of forming a copper wiring by the damascene process will be briefly described. An interlayer insulating film is formed on a wafer and patterned to form a copper wiring forming trench or hole. Before depositing the copper, a barrier metal film is formed to prevent diffusion of copper, and then a copper film is formed to fill the trench or hole. Subsequently, a first chemical mechanical polishing process for removing the copper film and a second chemical mechanical polishing process for removing the barrier metal film are sequentially performed to form a wiring structure. Subsequently, a diffusion barrier film made of an insulating material is deposited for etching prevention and copper diffusion prevention for subsequent upper wiring formation.

상기 방법에 의하면, 상기 구리 연마 및 베리어 금속막 연마를 각각의 화학 기계적 연마 공정을 통해 수행하여야 하므로 공정 비용이 증가되는 문제가 있다. 또한, 2회의 연마 공정을 수행함에 따라 동일 웨이퍼 내에서 막이 불균일해지며, 진행되는 각각의 웨이퍼들 간에도 막이 불균일하게 되는 문제가 있다. 또한, 상기 연마 공정에 의해 구리 배선의 디싱이 발생하기 쉽다. According to the method, since the copper polishing and the barrier metal film polishing must be performed through each chemical mechanical polishing process, there is a problem in that the process cost is increased. In addition, as the polishing process is performed twice, the film becomes uneven in the same wafer, and there is a problem in that the film becomes uneven between each of the wafers in progress. In addition, dishing of copper wiring is likely to occur by the polishing step.

그리고, 상기 화학 기계적 연마 공정을 수행한 이 후 노출되는 구리의 표면과 상기 구리 표면 상에 형성되는 확산 방지막 간의 계면에서 일렉트로 마이그레이션 불량이 발생된다. 상기 일렉트로 마이그레이션 불량을 감소시키기 위해, 상기 구리 표면과 확산 방지막간의 접착력을 강화시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다. After the chemical mechanical polishing process, an electromigration defect occurs at the interface between the exposed copper surface and the diffusion barrier film formed on the copper surface. In order to reduce the electromigration defect, there is a need for a method capable of enhancing the adhesion between the copper surface and the diffusion barrier.

상기 접착력을 강화시키기 위한 방법의 일 예로서, 상기 화학 기계적 연마 공정을 수행한 이 후에 형성되어 있는 구리 표면에만 선택적으로 금속 클래딩막을 증착하는 방법이 대한민국 특허 공개 공보 2002-10505호에 개시되어 있다. 그러나, 상기 금속 클레딩막을 증착하는 공정을 수행한 이 후에, 상부 배선 형성시에 미스 얼라인에 의한 과도 식각을 방지하기 위한 식각 방지막을 증착하는 과정을 더 수행하여야 하므로 공정이 복잡해지는 단점이 있다. As an example of a method for enhancing the adhesion, a method of selectively depositing a metal cladding film only on a copper surface formed after performing the chemical mechanical polishing process is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-10505. However, after the process of depositing the metal cladding film, a process of depositing an etch stop layer for preventing excessive etching due to misalignment at the time of forming the upper wiring has to be further performed. .

따라서, 본 발명의 목적은 웨이퍼별 및 웨이퍼 내의 위치별로 균일성이 향상되고, 일렉트로 마이그레이션이 감소되고, 공정이 단순해지는 구리 배선 형성 방법을 제공하는데 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for forming a copper wiring in which uniformity is improved by wafer and by position in the wafer, electromigration is reduced, and the process is simplified.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, The present invention to achieve the above object,

웨이퍼 상에 구리 배선용 개구부를 포함하는 절연막 패턴을 형성한다. 상기 개구부 표면 및 절연막 패턴의 상부면에 구리 확산 방지용 유전체 베리어막을 증착한다. 상기 개구부 비아층 하부에 형성되어 있는 상기 유전체 베리어막이 제거되도록 상기 유전체 베리어막을 부분 식각한다. 상기 개구부 내부가 채워지도록 구리막을 채운다. 상기 절연막 패턴 상에 유전체 베리어막이 노출되도록 상기 구리막을 연마한다. 상기 노출된 구리막 상에 선택적으로 캡핑용 금속막을 증착한다. An insulating film pattern including an opening for copper wiring is formed on the wafer. A dielectric barrier film for preventing copper diffusion is deposited on the opening surface and the top surface of the insulating film pattern. The dielectric barrier layer is partially etched to remove the dielectric barrier layer formed under the opening via layer. The copper film is filled to fill the inside of the opening. The copper film is polished to expose a dielectric barrier film on the insulating film pattern. A capping metal film is selectively deposited on the exposed copper film.

상기 방법에 의하면, 종래에 사용하는 베리어 금속막을 사용하지 않으므로 이 후 구리 배선 형성을 위한 연마 공정을 1회로 단축할 수 있다. 이로 인해, 상기 구리 배선의 균일성이 향상된다. 또한, 상기 캡핑용 금속막을 형성함으로서, 일렉트로 마이그레이션 불량도 최소화할 수 있다. 더구나, 상기 캡핑용 금속막 형성 후 별도의 식각 저지막을 형성할 필요가 없으므로 공정이 단순화되는 효과가 있다. According to this method, since the barrier metal film used conventionally is not used, the grinding | polishing process for copper wiring formation can be shortened after 1 time. For this reason, the uniformity of the said copper wiring improves. In addition, by forming the capping metal film, it is possible to minimize the electromigration failure. In addition, there is no need to form a separate etch stop layer after the capping metal film is formed, thereby simplifying the process.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치의 구리 배선 형성 방법을 나타내는 단면도들이다. 1A to 1F are cross-sectional views illustrating a method of forming a copper wiring in a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

도 1a를 참조하면, 트랜지스터(미도시)와 같은 소자들이 형성되어 있는 반도체 웨이퍼(10)상에 하부 층간 절연막(12)을 형성한다. 상기 하부 층간 절연막(12)은 이후 공정에 의해 형성되는 구리 배선들과 전기적으로 연결되는 도전 패턴(14)을 내부에 포함하며, 상기 도전 패턴(14)의 상부면은 상기 하부 층간 절연막(12) 표면에 노출되어 있다. Referring to FIG. 1A, a lower interlayer insulating layer 12 is formed on a semiconductor wafer 10 on which devices such as transistors (not shown) are formed. The lower interlayer insulating layer 12 includes a conductive pattern 14 electrically connected to copper wires formed by a subsequent process, and an upper surface of the conductive pattern 14 is the lower interlayer insulating layer 12. Exposed to the surface.

상기 하부 층간 절연막(12) 상에 제1 식각 저지막(16) 및 금속 층간 절연막(18)을 형성한다. 이어서, 상기 도전 패턴(14)과 전기적으로 연결되는 구리 배선이 형성될 부위의 상기 금속 층간 절연막(18) 및 제1 식각 저지막(16)을 선택적으로 식각하여 배선 형성용 개구부(20)를 형성한다. 상기 개구부(20)는 트렌치, 비아홀로 또는 트렌치와 비아홀이 동시에 구비되는 형태를 가질 수 있다. A first etch stop layer 16 and a metal interlayer insulating layer 18 are formed on the lower interlayer insulating layer 12. Subsequently, the metal interlayer insulating layer 18 and the first etch stop layer 16 of the portion where the copper wiring electrically connected to the conductive pattern 14 will be formed are selectively etched to form the wiring forming opening 20. do. The opening 20 may have a trench, a via hole, or a trench and a via hole.

본 실시예에서 상기 개구부(20)는 트렌치 및 비아홀이 동시에 구비되는 듀얼 다마신 구조를 갖는 것을 예로 들면서 설명한다. 이하에서,상기 듀얼 다마신 구조를 갖는 개구부 형성 방법에 대하여 간단히 설명한다. In the present embodiment, the opening 20 has a dual damascene structure in which trenches and via holes are provided at the same time. Hereinafter, the opening forming method having the dual damascene structure will be briefly described.

우선, 상기 제1 식각 저지막(16) 상에, 비아홀을 형성하기 위한 하부 금속 층간 절연막(18a), 제2 식각 저지막(19) 및 트렌치를 형성하기 위한 상부 금속 층간 절연막(18b)을 형성한다. 통상의 사진 식각 공정을 수행하여, 상기 상부 금속 층간 절연막(18b), 제2 식각 저지막(19) 및 하부 금속 층간 절연막(18a)을 순차적으로 식각하고, 이어서 하부의 제1 식각 저지막(16)을 식각하여 상기 도전 패턴(14)을 노출하는 비아홀들을 형성한다. 이어서, 상기 비아홀을 채우면서 포토레지스트막을 코팅하고 상기 비아홀들을 경유하는 라인 타입의 트렌치를 패터닝하는 사진 공정을 수행하고, 상기 상부 금속 층간 절연막(18b)을 식각하여 트렌치들을 형성한다. First, a lower metal interlayer insulating film 18a for forming via holes, a second etch stop film 19, and an upper metal interlayer insulating film 18b for forming trenches are formed on the first etch stop layer 16. do. By performing a general photolithography process, the upper metal interlayer insulating layer 18b, the second etch stop layer 19, and the lower metal interlayer insulating layer 18a are sequentially etched, and then the lower first etch stop layer 16 is performed. ) Is etched to form via holes exposing the conductive pattern 14. Subsequently, the photoresist layer is filled while the via hole is filled, and a photo process of patterning a line type trench through the via holes is performed. The upper metal interlayer insulating layer 18b is etched to form trenches.

상기 설명한 것과 같이 비아홀을 먼저 형성한 후 트렌치를 형성하여 듀얼 다마신 구조의 개구부를 형성할 수 있으며, 다른 방법으로 트렌치를 먼저 형성한 후 비아홀을 형성하여 상기 듀얼 다마신 구조의 개구부를 형성할 수도 있다. As described above, an opening of the dual damascene structure may be formed by first forming a via hole and then forming a trench. Alternatively, the opening of the dual damascene structure may be formed by first forming a trench and then forming a via hole. have.

도 1b를 참조하면, 상기 배선 형성용 개구부(20) 표면 및 금속 층간 절연막(18) 상부면에 유전 물질로 이루어지는 유전체 베리어막(22)을 증착한다. 상기 유전체 베리어막(22)은 이후 공정에 의해 상기 개구부(20) 내에 형성되는 구리가 상기 금속 층간 절연막(18)으로 확산되는 것을 방지하기 위한 막이다. 상기 유전체 베리어막(22)으로 사용할 수 있는 물질의 예는 실리콘 질화물(SiN), 실리콘 탄화물(SiC) 또는 실리콘 탄화 질화물(SiCN)을 들 수 있다. Referring to FIG. 1B, a dielectric barrier layer 22 made of a dielectric material is deposited on the surface of the wiring forming opening 20 and the upper surface of the metal interlayer insulating layer 18. The dielectric barrier film 22 is a film for preventing the copper formed in the opening 20 from being diffused into the metal interlayer insulating film 18 by a subsequent process. Examples of the material that can be used as the dielectric barrier film 22 include silicon nitride (SiN), silicon carbide (SiC), or silicon carbide nitride (SiCN).

아래에서, 상기 개구부에서 비아층이 형성될 부위를 개구부 비아층이라하고, 상기 개구부에서 구리 라인이 형성될 부위를 개구부 트렌치라하여 설명한다.Hereinafter, a portion where the via layer will be formed in the opening will be referred to as an opening via layer, and a portion where the copper line will be formed in the opening will be described as an opening trench.

상기 유전체 베리어막(22)은 상기 개구부(20) 비아층 내부의 바닥 부위에 비해 상기 금속 층간 절연막(18) 상부면에 형성된 막의 두께가 더 두껍게 형성되도록 한다. 상기 개구부(20) 비아층 바닥 부위에 형성되어 있는 상기 유전체 베리어막(22)은 후속 공정을 통해 제거하여야 하기 때문이다. 상기 형상을 갖는 유전체 베리어막(22)을 형성하기 위해, 상기 유전체 베리어막(22)은 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PE-CVD)방법으로 증착시킨다. The dielectric barrier layer 22 may have a thicker thickness of the layer formed on the upper surface of the metal interlayer insulating layer 18 than the bottom portion of the via layer 20. This is because the dielectric barrier film 22 formed at the bottom portion of the via layer 20 is to be removed through a subsequent process. In order to form the dielectric barrier film 22 having the shape, the dielectric barrier film 22 is deposited by a plasma enhanced chemical vapor deposition (PE-CVD) method.

도 1c를 참조하면, 상기 개구부(20) 비아층 내부의 바닥에 형성되어 있는 상기 유전체 베리어막(22a)을 제거한다. 상기 제거 공정은, 상기 개구부(20) 비아층 내부 바닥에 형성되어 있는 유전체 베리어막(22a)이 모두 제거되도록 상기 유전체 베리어막(22a)을 이방성으로 전면 식각하여 수행할 수 있다. 상기 유전체 베리어막(22a)이 상기 개구부(20) 비아층 바닥 부위에 비해 상기 금속 층간 절연막(18) 상부면에 더 두껍게 형성되어 있으므로, 상기 이방성 식각에 의해 상기 개구부(20) 내부 바닥에 형성되어 있는 유전체 베리어막(22a)이 모두 제거되더라도 상기 개구부(20) 측벽, 개구부 트렌치 바닥면 및 금속 층간 절연막(18)의 상부면에 형성되어 있는 유전체 베리어막(22a)은 일정 두께로 남아있다. Referring to FIG. 1C, the dielectric barrier layer 22a formed on the bottom of the via layer 20 via layer is removed. The removal process may be performed by anisotropically etching the dielectric barrier layer 22a so that all of the dielectric barrier layer 22a formed at the bottom of the via layer 20 may be removed. Since the dielectric barrier layer 22a is formed on the upper surface of the metal interlayer insulating layer 18 thicker than the bottom portion of the via layer 20 via layer, the dielectric barrier layer 22a is formed on the inner bottom of the opening 20 by the anisotropic etching. Even if all of the dielectric barrier film 22a is removed, the dielectric barrier film 22a formed on the sidewall of the opening 20, the bottom of the opening trench and the top surface of the metal interlayer insulating film 18 remains at a predetermined thickness.

도 1d를 참조하면, 상기 유전체 베리어막(22a) 및 하부의 도전 패턴(14) 상에 시드막(미도시)을 형성한다. 상기 시드막은 구리로 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 물리 기상 증착(PVD, physical vapor deposition) 방식으로 증착되는 구리막, 화학 기상 증착 방식(CVD, chemical vapor deposition)으로 증착되는 구리막, 또는 상기 PVD구리막과 CVD구리막의 적층막으로 형성할 수 있다. 상기 시드막은 구리 이외에 은(Ag) 또는 루테늄(Ru)으로 형성할 수도 있다. Referring to FIG. 1D, a seed layer (not shown) is formed on the dielectric barrier layer 22a and the lower conductive pattern 14. The seed film is preferably formed of copper. Specifically, it is formed of a copper film deposited by physical vapor deposition (PVD), a copper film deposited by chemical vapor deposition (CVD), or a laminated film of the PVD copper film and the CVD copper film. can do. The seed layer may be formed of silver (Ag) or ruthenium (Ru) in addition to copper.

이어서, 상기 시드막 상에 상기 개구부(20) 내부를 채우도록 구리막(24)을 형성한다. 상기 구리막(24)은 전기 도금 방법 또는 CVD방법에 의해 증착시킬 수 있으며, 협소한 개구부(20)들 내에 구리를 보이드 없이 매립하기 위해서는 전기 도금 방법으로 증착시키는 것이 더욱 바람직하다. Subsequently, a copper film 24 is formed on the seed film to fill the inside of the opening 20. The copper film 24 may be deposited by an electroplating method or a CVD method, and more preferably, the copper film 24 is deposited by an electroplating method in order to embed the copper in the narrow openings 20 without voids.

상기 개구부(20)에 구리를 채우는 공정은 개구부(20)의 사이즈에 따라 요구되는 구리의 갭필 특성이 달라지며, 이는 상기 전기 도금 시에 사용되는 전해액 내에 첨가제들의 조합에 의해 상기 구리의 갭필 특성을 조절할 수 있다. The process of filling the opening 20 with copper varies depending on the size of the opening 20, and the gap fill characteristics of the copper are changed by the combination of additives in the electrolyte used during the electroplating. I can regulate it.

도 1e를 참조하면, 상기 개구부(20)의 내부에만 상기 구리막이 남아있도록 상기 과다 증착된 구리를 제거시켜 구리 배선(26)을 형성한다. 상기 구리 제거는 연마 공정에 의해 수행할 수 있다. 상기 연마 공정은 상기 구리막(24)은 빠르게 제거되면서 상기 구리막(24) 하부의 유전체 베리어막(22a)은 거의 제거되지 않는 슬러리를 사용하여 수행하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 상기 연마 공정은 연마 입자가 포함되지 않고 물 및 케미컬만으로 이루어지는 슬러리를 사용하는 무연마입자 슬러리 연마(Abrasive free slurry polishing, AFP)공정으로 수행한다. Referring to FIG. 1E, the overdeposited copper is removed to form the copper interconnect 26 so that the copper film remains only inside the opening 20. The copper removal may be performed by a polishing process. The polishing process is preferably performed using a slurry in which the copper film 24 is quickly removed while the dielectric barrier film 22a under the copper film 24 is hardly removed. To this end, the polishing process is carried out in an abrasive free slurry polishing (AFP) process using a slurry consisting of only water and chemicals, not including abrasive particles.

상기 AFP공정을 수행하면, 케미컬에 의한 화학적 연마 및 웨이퍼와 연마 패드의 접촉에 의한 기계적 연마에 의해 막이 주로 제거되고, 연마 입자에 의한 기계적 연마에 의해 막이 제거되지는 않는다. 그런데, 상기 구리막(24)은 상기 케미컬에 의한 화학적 연마 및 웨이퍼와 연마 패드의 접촉에 의한 기계적 연마에 의해 주로 제거되고, 상기 유전체 베리어막(22a)은 상기 화학적 연마 및 웨이퍼와 연마 패드의 접촉에 의한 기계적 연마에 의해 거의 제거되지 않게 된다. When the AFP process is performed, the film is mainly removed by chemical polishing by chemical and by mechanical polishing by contact between the wafer and the polishing pad, and the film is not removed by mechanical polishing by abrasive particles. However, the copper film 24 is mainly removed by chemical polishing by the chemical and mechanical polishing by contact between the wafer and the polishing pad, and the dielectric barrier film 22a is in contact with the chemical polishing and the wafer and the polishing pad. It is hardly removed by mechanical polishing by.

즉, 상기 구리 제거 능력이 우수한 AFP 공정을 사용함으로써, 상기 유전체 베리어(22a)막 상에 구리 레지듀 발생을 최소화할 수 있으며, 상기 구리 층간 절연막(18) 상에 유전체 베리어막(22a)을 선택적으로 남길 수 있다. 상기 유전체 베리어막(22a)은 이 후의 상부 배선 형성 시에 과도 식각을 방지하기 위한 식각 저지막의 역할을 한다. That is, by using the AFP process having excellent copper removal ability, it is possible to minimize the occurrence of copper residue on the dielectric barrier 22a film, and selectively select the dielectric barrier film 22a on the copper interlayer insulating film 18. You can leave The dielectric barrier layer 22a serves as an etch stop layer for preventing excessive etching in the subsequent formation of the upper wiring.

이 때, 별도의 연마 공정에 의해 유전체 베리어막(22a)을 제거하는 공정이 요구되지 않기 때문에, 상기 구리막(24)을 제거하기 위한 1회의 연마 공정만으로 구리 배선(26)이 형성된다. 때문에, 종래의 금속 베리어막을 사용하는 경우에 비해 연마 공정을 줄일 수 있어, 공정이 단순화되고 공정 원가가 절감되는 효과가 있다. At this time, since the process of removing the dielectric barrier film 22a is not required by another polishing process, the copper wiring 26 is formed only by one polishing process for removing the copper film 24. Therefore, the polishing process can be reduced as compared with the case of using a conventional metal barrier film, thereby simplifying the process and reducing the process cost.

또한, 상기 연마 공정 시에 상기 유전체 베리어막(22a) 하부의 금속 층간 절연막(18)이 전혀 소모되지 않으므로, 상기 금속 층간 절연막(18)의 두께를 균일하게 형성할 수 있다. In addition, since the metal interlayer insulating film 18 under the dielectric barrier film 22a is not consumed at all during the polishing process, the thickness of the metal interlayer insulating film 18 can be uniformly formed.

또한, 상기 연마 공정을 수회에 걸쳐 수행할수록 웨이퍼 상의 각 위치별( within wafer)로 각 패턴들의 연마된 정도에 따라 발생되는 저항 불균일성 및 각 웨이퍼별(wafer to wafer)로 사용되는 연마 패드의 상태에 따라 발생되는 불균일성이 심화될 수 있다. 그러므로, 상기 연마 공정의 단순화로 인해 종래에 비해 연마 균일도가 증가되는 효과를 기대할 수 있다. In addition, as the polishing process is performed several times, resistance non-uniformity generated according to the degree of polishing of each pattern in each position on the wafer and the state of the polishing pad used for each wafer to wafer. The resulting nonuniformity can be intensified. Therefore, an effect of increasing the polishing uniformity can be expected due to the simplification of the polishing process.

도 1f를 참조하면, 상기 구리 배선(26) 상에 선택적으로 캡핑용 금속막(28)을 형성한다. 상기 캡핑용 금속막(28)은 무전해 도금(electroless plating) 방식으로 형성할 수 있으며, 예컨대 CoWP 또는 CoWB로 형성할 수 있다. 또는, 상기 캡핑용 금속막(28)은 화학 기상 증착 방식으로 텅스텐(W)을 증착시켜 형성할 수 있다. 상기 캡핑용 금속막(28)을 증착함으로서 후속 공정에 의해 형성되는 상부 배선과의 계면 접착력이 증가되어 일렉트로 마이그레이션을 감소시킬 수 있다. Referring to FIG. 1F, a capping metal film 28 is selectively formed on the copper wire 26. The capping metal layer 28 may be formed by an electroless plating method, for example, CoWP or CoWB. Alternatively, the capping metal layer 28 may be formed by depositing tungsten (W) by chemical vapor deposition. By depositing the capping metal layer 28, the interfacial adhesion with the upper wiring formed by the subsequent process may be increased, thereby reducing the electro migration.

이 후, 도시하지는 않았으나, 동일한 공정들을 반복 수행하여 상부 배선을 형성한다. Thereafter, although not shown, the same processes are repeatedly performed to form the upper wiring.

실시예 2 Example 2

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 장치의 구리 배선 형성 방법을 나타내는 단면도들이다. 2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of forming a copper wiring in a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

도 2a를 참조하면, 반도체 물질로 이루어진 웨이퍼(100)상에 금속 층간 절연막(102)을 형성한다. 상기 웨이퍼(100)상에는 도시하지 않았지만, 트렌지스터와 같은 소자들 및 후속 공정에 의해 형성되는 구리 배선과 접속하기 위한 도전 패턴이 형성되어 있다. Referring to FIG. 2A, a metal interlayer insulating film 102 is formed on a wafer 100 made of a semiconductor material. Although not shown on the wafer 100, a conductive pattern for connecting with elements such as transistors and copper wiring formed by a subsequent process is formed.

상기 층간 절연막(102)에서 배선이 형성되어야 하는 부위를 선택적으로 식각하여 개구부들(104)을 형성한다. 상기 개구부들은 웨이퍼에 형성되어 있는 각 위치별로 그 개구폭이 다르게 형성된다. 구체적으로, 반도체 장치에서 패턴이 매우 조밀하게 형성되는 셀 영역에는 상대적으로 작은 폭을 갖는 제1 개구부(104a)들이 형성되고, 페리 및 코아 영역에는 상기 셀 영역에 비해 상대적으로 넓은 폭을 갖는 제2 개구부(104b)들이 형성된다. The openings 104 may be formed by selectively etching a portion of the interlayer insulating layer 102 in which wirings are to be formed. The openings have different opening widths for each position formed in the wafer. In detail, in the semiconductor device, first openings 104a having a relatively small width are formed in a cell region in which a pattern is formed very densely, and a second having a relatively wider width than the cell region in the ferry and core regions. Openings 104b are formed.

상기 개구부(104)들은 각각 트렌치와 비아홀이 동시에 구비되는 듀얼 다마신 구조를 가지며, 도 2a 내지 도 2f에 도시된 도면들은 트렌치만이 형성되어 있는 부위를 절단한 단면도이다. 따라서, 각 단면도들에는 비아홀이 도시되어 있지 않음을 알려둔다. Each of the openings 104 has a dual damascene structure in which trenches and via holes are provided at the same time, and FIGS. 2A to 2F are cross-sectional views of portions in which only trenches are formed. Thus, it is noted that the via holes are not shown in the respective cross sections.

도 2b를 참조하면, 상기 제1 및 제2 개구부(104a, 104b) 표면 및 금속 층간 절연막(102) 상부면에 유전 물질로 이루어지는 유전체 베리어막(106)을 증착한다. 상기 유전체 베리어막(106)으로 사용할 수 있는 물질의 예는 실리콘 질화물(SiN), 실리콘 탄화물(SiC) 또는 실리콘 탄화 질화물(SiCN)을 들 수 있다. Referring to FIG. 2B, a dielectric barrier film 106 made of a dielectric material is deposited on the surfaces of the first and second openings 104a and 104b and the upper surface of the metal interlayer insulating film 102. Examples of the material that can be used as the dielectric barrier film 106 include silicon nitride (SiN), silicon carbide (SiC), or silicon carbide nitride (SiCN).

상기 유전체 베리어막(106)은 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PE-CVD)방법으로 증착한다. 상기 방법으로 형성되는 유전체 베리어막은 스텝커버러지 특성의 영향으로 인해 미도시된 비아홀의 바닥 부위에는 얇게 형성되고 상기 트렌치의 바닥 부위 및 금속 층간 절연막의 상부면에는 상대적으로 두껍게 형성된다. The dielectric barrier film 106 is deposited by a plasma enhanced chemical vapor deposition (PE-CVD) method. The dielectric barrier film formed by the above method is thinly formed on the bottom portion of the via hole, not shown, and relatively thick on the bottom portion of the trench and the top surface of the metal interlayer insulating layer.

상기 제1 및 제2 개구부(104a, 104b)내부의 비아홀(미도시) 바닥에 형성되어 있는 상기 유전체 베리어막(106)을 선택적으로 제거하고, 상기 제1 및 제2 개구부(104a, 104b) 내부의 트렌치 바닥에 형성되어 있는 상기 유전체 베리어막(106)은 일정 두께로 남긴다. 상기 제거 공정은 전면 이방성 식각 공정에 의해 수행할 수 있다.The dielectric barrier layer 106 formed on the bottom of the via hole (not shown) inside the first and second openings 104a and 104b may be selectively removed, and the inside of the first and second openings 104a and 104b may be removed. The dielectric barrier film 106 formed at the bottom of the trench is left to a predetermined thickness. The removal process may be performed by a front side anisotropic etching process.

이어서, 상기 유전체 베리어막(106)와 제1 및 제2 개구부(104a, 104b) 내부 바닥 상에 시드막(미도시)을 형성한다. 상기 시드막은 구리로 형성하는 것이 바람직하다. Subsequently, a seed layer (not shown) is formed on the dielectric barrier layer 106 and the bottoms of the first and second openings 104a and 104b. The seed film is preferably formed of copper.

도 2c 및 도 2d를 참조하면, 상기 제1 및 제2 개구부를 매립하도록 전기 도금 방식으로 구리막을 형성하면서, 동시에 상기 구리막이 과다 도금되어 돌출되는 부위에는 패드와 웨이퍼가 접촉하도록하여, 상기 패드와 웨이퍼의 접촉 부위에는 선택적으로 도금이 이루어지지 않도록 하는 전기 화학 기계적 증착(ECMD, electro chemical mechanical deposition)공정을 수행한다. 상기 공정을 수행함으로서, 상기 제1 및 제2 개구부 간의 개구폭의 차이로 인해 발생하는 구리막의 단차 생성을 감소시킬 수 있다. Referring to FIGS. 2C and 2D, a copper film is formed by an electroplating method to fill the first and second openings, and at the same time, the pad and the wafer come into contact with an area where the copper film is overplated and protrudes. Electrochemical mechanical deposition (ECMD) is performed on the contact portion of the wafer to selectively prevent plating. By performing the above process, it is possible to reduce the generation of the step difference of the copper film caused by the difference in the opening width between the first and second openings.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 전기 도금 방식을 이용하여 구리막을 채우는 경우, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 제1 개구부(104a)의 내부에는 구리가 완전히 채워지지만, 제2 개구부(104b)의 내부에는 구리가 부분적으로 채워지게 된다. 이와 같은 방식으로 구리막의 형성이 계속되면 제1 개구부 영역과 제2 개구부 영역간의 구리막의 단차가 심하게 발생하게 된다. 이러한 단차는 후속 화학 기계적 연마 공정 시간에서 디싱과 같은 불량을 유발하게 된다. In more detail, when the copper film is filled using the electroplating method, as shown in FIG. 2C, the inside of the first opening 104a is completely filled with copper, but the inside of the second opening 104b. The copper will be partially filled. If the formation of the copper film continues in this manner, the step of the copper film between the first opening region and the second opening region is severely generated. This step will lead to defects such as dishing in subsequent chemical mechanical polishing process times.

그러나, 상기 ECMD공정을 수행하면, 셀 영역에 형성되는 상대적으로 높은 단차를 갖는 제1 구리막(110)은 상기 패드와 접촉하게 되어 구리막의 도금이 억제되고, 상기 페리 영역에 형성되는 상대적으로 낮은 단차를 갖는 제2 구리막(112)은 상기 패드와 접촉하지 않는다. 따라서, 도 2d에 도시한 바와 같이 개구부의 개구폭에 상관없이 구리막의 두께가 균일하게 형성되어 후속 연마 공정시에 디싱 등의 불량 발생을 감소시킬 수 있다.However, when the ECMD process is performed, the relatively high stepped first copper film 110 formed in the cell region comes into contact with the pad, thereby suppressing plating of the copper film, and forming a relatively low level formed in the ferry region. The second copper film 112 having the step does not contact the pad. Therefore, as shown in FIG. 2D, the thickness of the copper film is uniformly formed regardless of the opening width of the opening, thereby reducing the occurrence of defects such as dishing in the subsequent polishing process.

도 2e를 참조하면, 상기 제1 및 제2 개구부(104a, 104b)의 내부에만 상기 구리막이 남아있도록 상기 과다 증착된 구리를 전기적 연마(electropolishing) 방식으로 제거시켜 구리 배선(114)을 형성한다. Referring to FIG. 2E, the overdeposited copper is removed by electropolishing so that the copper film remains only inside the first and second openings 104a and 104b to form a copper interconnect 114.

상기 전기적 연마 방식은 구리를 전기적으로 도금할 때와 전극을 바꾸어 상기 웨이퍼 상에 증착되어 있는 구리가 산화되도록 하는 방식이다. 상기 전기적 연마 방식으로 연마를 수행하기 위해서는 웨이퍼 상에 형성되어 있는 구리를 통해 전도가 되어야만 한다. 그러므로, 국부적으로 상기 구리가 제거되어 더 이상 전기적 연마가 수행되지 않는 것을 방지하기 위해, 상기 웨이퍼의 복수의 영역에서 각각 통전이 이루어질 수 있도록 내부 격벽을 갖는 멀티플 전기적 연마 베스(Multiple electric polishing bath) 또는 멀티플 케소드(Multiple cathod)를 사용하는 것이 바람직하다. The electropolishing method is a method of electrically plating copper and changing electrodes to oxidize copper deposited on the wafer. In order to perform polishing by the electropolishing method, it must be conducted through copper formed on the wafer. Therefore, in order to prevent the electropolishing from being performed any more by locally removing the copper, a multiple electric polishing bath having internal partitions can be applied to each of the plurality of regions of the wafer or Preference is given to using multiple cathods.

상기 전기적 연마 방식으로 연마 공정을 진행할 시에, 전류, 전압 또는 반사도의 변화를 감지하여 연마의 정지점을 검출할 수 있다. When the polishing process is performed by the electropolishing method, a stop point of polishing may be detected by detecting a change in current, voltage, or reflectivity.

상기 전기적 연마 방식으로 과다 증착된 구리를 제거한 이 후에, 상기 유전체 베리어막(106) 상에 남아있는 구리 레지듀를 완전히 제거하기 위한 AFP 공정을 더 수행하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 전기적 연마 방식은 웨이퍼 표면에서 전도가 이루어져야 구리를 제거할 수 있기 때문에 국부적으로 남게되는 구리 레지듀를 제거하기가 용이하지 않기 때문이다.After removing the overdeposited copper by the electropolishing method, it is more preferable to perform an AFP process for completely removing the copper residue remaining on the dielectric barrier film 106. The electropolishing method is not easy to remove the copper residues that remain locally because the copper must be conducted at the wafer surface to remove the copper.

상기 전기적 연마 방식으로 과다 증착된 구리를 제거하는 경우, 상기 제1 및 제2 개구부(104a, 104b) 내에 채워져있는 구리막의 상부가 디싱되어 웨이퍼의 각 영역별로 배선의 저항이 불균일해지는 등의 불량을 최소화할 수 있는 장점이 있다. In the case of removing the overdeposited copper by the electropolishing method, the upper portion of the copper film filled in the first and second openings 104a and 104b is dished so that defects such as uneven wiring resistance in each region of the wafer are eliminated. There is an advantage that can be minimized.

도 2f를 참조하면, 상기 구리 배선(114) 상에 선택적으로 캡핑용 금속막(116)을 형성한다. 상기 캡핑용 금속막(116)은 무전해 도금 방식으로 형성할 수 있으며, 예컨대 CoWP 또는 CoWB로 형성할 수 있다. 또는, 상기 캡핑용 금속막(116)은 화학 기상 증착 방식으로 텅스텐을 증착시켜 형성할 수 있다. Referring to FIG. 2F, a capping metal film 116 is selectively formed on the copper wiring 114. The capping metal layer 116 may be formed by an electroless plating method, for example, CoWP or CoWB. Alternatively, the capping metal layer 116 may be formed by depositing tungsten by chemical vapor deposition.

이 후, 도시하지는 않았으나, 동일한 공정들을 반복 수행하여 상부 배선을 형성할 수 있다. Thereafter, although not shown, the same process may be repeatedly performed to form the upper wiring.

실시예 3 Example 3

이하에서는, 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 장치의 구리 배선 형성 방법을 설명한다. 제3 실시예에 따른 구리 배선 형성 방법은 제1 및 제2 개구부 내에 구리막을 채우는 단계를 제외하고는 상기 제2 실시예와 동일하다. 그러므로, 중복되는 설명은 생략한다. Hereinafter, a method for forming a copper wiring of a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention will be described. The copper wiring forming method according to the third embodiment is the same as the second embodiment except for filling the copper film in the first and second openings. Therefore, redundant description is omitted.

도 2a 및 2b에 설명한 것과 동일한 공정을 수행하면 적어도 2가지 군 이상의 폭을 갖는 개구부들이 형성된다. 구체적으로, 반도체 장치에서 패턴이 매우 조밀하게 형성되는 셀 영역에는 상대적으로 작은 폭을 갖는 제1 개구부들이 형성되고, 페리 및 코아 영역에는 상기 셀 영역에 비해 상대적으로 넓은 폭을 갖는 제2 개구부들이 형성된다. Performing the same process as described in FIGS. 2A and 2B results in openings having widths of at least two groups or more. Specifically, in the semiconductor device, first openings having a relatively small width are formed in the cell region where the pattern is formed very densely, and second openings having a relatively wider width are formed in the ferry and core regions than the cell region. do.

그리고, 상기 제1 및 제2 개구부 표면 및 금속 층간 절연막 상부면에 유전 물질로 이루어지는 유전체 베리어막을 증착한 후, 상기 제1 및 제2 개구부 내부의 비아홀 저면의 유전체 베리어막을 선택적으로 제거한다. After depositing a dielectric barrier film made of a dielectric material on the surfaces of the first and second openings and the upper surface of the metal interlayer insulating film, the dielectric barrier film on the bottom of the via hole inside the first and second openings is selectively removed.

상기 제1 및 제2 개구부 내부를 전기도금을 이용해 구리막으로 채운다. 상기 구리막 형성 공정을 위한 상기 전기도금 시에, 사용되는 전해액의 조성을 1회 이상 변경한다. The inside of the first and second openings is filled with a copper film using electroplating. At the time of the said electroplating for the said copper film formation process, the composition of the electrolyte solution used is changed one or more times.

구체적으로, 상대적으로 작은 폭을 갖는 제1 개구부들이 채워질 때까지는 갭 필 특성이 우수한 전해액 조성을 사용하고, 상대적으로 넓은 제2 개구부들을 채울 때에는 평탄화 특성이 우수한 전해액 조성을 사용하여 도금을 진행한다. 갭필 특성 및 평탄화 특성이 우수한 전해액 조성은 첨가제들의 종류 및 농도들을 조절하여 맞출 수 있다. 이러한 단계적인 전기도금을 통해 개구부의 폭에 따라 나타나는 구리막의 단차를 줄일 수 있게 되어 구리막 연마 공정에서의 디싱을 감소시킬 수 있다.Specifically, plating is performed using an electrolyte composition having excellent gap fill characteristics until the first openings having a relatively small width are filled, and an electrolyte composition having excellent planarization characteristics when filling the second wide openings. The electrolyte composition having excellent gap fill and planarization properties can be adjusted by adjusting the types and concentrations of the additives. Through such step electroplating, it is possible to reduce the step of the copper film appearing along the width of the opening, thereby reducing dishing in the copper film polishing process.

이어서, 상기 도 2e 및 도 2f 공정을 동일하게 수행하여 구리 배선을 형성한다. 또는, 상기 제1 실시예의 방법대로 도 1e 및 도 1f 공정과 동일하게 수행하여 구리 배선을 형성할 수도 있다. Subsequently, the processes of FIGS. 2E and 2F are performed in the same manner to form a copper wiring. Alternatively, copper wirings may be formed in the same manner as in FIGS. 1E and 1F according to the first embodiment.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 구리 배선의 균일성이 향상되고, 일렉트로 마이그레이션 불량도 최소화할 수 있다. 또한, 상기 캡핑용 금속막 형성 후 별도의 식각 저지막을 형성할 필요가 없으므로 공정이 단순화되는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the uniformity of the copper wiring can be improved and the electromigration defect can be minimized. In addition, there is no need to form a separate etch stop layer after the capping metal film is formed, thereby simplifying the process.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. And can be changed.

도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치의 구리 배선 형성 방법을 나타내는 단면도들이다. 1A to 1F are cross-sectional views illustrating a method of forming a copper wiring in a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 장치의 구리 배선 형성 방법을 나타내는 단면도들이다. 2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of forming a copper wiring in a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10, 100 : 웨이퍼 18, 102 : 금속 층간 절연막10, 100: wafer 18, 102: metal interlayer insulating film

20 : 개구부 22, 106 : 유전체 베리어막20: opening 22, 106: dielectric barrier film

24 : 구리막 26 : 구리 배선24: copper film 26: copper wiring

28 : 캡핑용 금속막 104a : 제1 개구부28: capping metal film 104a: first opening

104b : 제2 개구부 110 : 제1 구리막104b: second opening 110: first copper film

112 : 제2 구리막 116 : 캡핑용 금속막112: second copper film 116: capping metal film

Claims (12)

웨이퍼 상에 구리 배선용 개구부를 포함하는 절연막 패턴을 형성하는 단계; Forming an insulating film pattern including an opening for copper wiring on the wafer; 상기 개구부 표면 및 절연막 패턴의 상부면에 구리 확산 방지용 유전체 베리어막(dielectric barrier layer)을 증착하는 단계; Depositing a dielectric barrier layer for preventing diffusion of copper on the opening surface and an upper surface of the insulating layer pattern; 상기 개구부 저면 바닥에 형성되어 있는 상기 유전체 베리어막이 제거되도록 상기 유전체 베리어막을 부분 식각하는 단계; Partially etching the dielectric barrier film so that the dielectric barrier film formed on the bottom of the opening bottom is removed; 상기 개구부 내부가 채워지도록 구리막을 채우는 단계; Filling a copper film to fill the inside of the opening; 상기 절연막 패턴 상에 유전체 베리어막이 노출되도록 상기 구리막을 연마하는 단계; 및 Polishing the copper film to expose a dielectric barrier film on the insulating film pattern; And 상기 노출된 구리막 상에 선택적으로 캡핑용 금속막을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법. Selectively depositing a capping metal film on the exposed copper film. 제1항에 있어서, 상기 유전체 베리어막은 실리콘 질화물(SiN), 실리콘 탄화물(SiC) 또는 실리콘 탄화 질화물(SiCN)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법. The method of claim 1, wherein the dielectric barrier film is made of silicon nitride (SiN), silicon carbide (SiC), or silicon carbide nitride (SiCN). 제1항에 있어서, 상기 유전체 베리어막은 경사 부위보다 평탄 부위에 막이 두껍게 증착되도록 플라즈마 강화 화학 기상 증착 방법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법. The method of claim 1, wherein the dielectric barrier film is formed by a plasma-enhanced chemical vapor deposition method such that the film is deposited thicker on a flat portion than on an inclined portion. 제1항에 있어서, 상기 개구부 내부에 구리를 증착하는 단계는,The method of claim 1, wherein depositing copper inside the opening comprises: 상기 유전체 베리어막 상에 시드 구리를 증착하는 단계; 및 Depositing seed copper on the dielectric barrier film; And 상기 시드 구리 상에 전기 도금 방식으로 구리를 도금하는 단계를 수행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법. And plating a copper layer on the seed copper by an electroplating method. 제4항에 있어서, 상기 구리를 도금한 이 후에 구리 패턴 단차를 감소시키기 위한 전기 화학 기계적 증착(Electro Chemical Mechanical Deposition)공정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법. The method of claim 4, further comprising performing an electrochemical mechanical deposition process to reduce a copper pattern step after plating the copper. 제1항에 있어서, 상기 개구부 내부에 구리를 증착하는 단계는 화학 기상 증착 방법으로 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법. The method of claim 1, wherein the depositing of copper inside the opening is performed by a chemical vapor deposition method. 제1항에 있어서, 상기 구리를 연마하는 단계는 전기적 연마(electropolishing) 또는 전기적 연마 공정 수행 후 무연마입자 슬러리(Abrasive free slurry)를 사용하는 화학 기계적 연마 공정으로 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법. The semiconductor device of claim 1, wherein the polishing of the copper is performed by a chemical mechanical polishing process using an abrasive free slurry after performing an electropolishing or an electropolishing process. How to form metal wiring. 제7항에 있어서, 상기 전기적 연마 공정시 웨이퍼간 균일성을 확보하기 위해 멀티플 전기적 연마 베스(Multiple electric polishing bath) 또는 멀티플 케소드(Multiple cathod)를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법. The metal wiring of claim 7, wherein a multiple electric polishing bath or a multiple cathod is used to ensure uniformity between wafers during the electropolishing process. Way. 제7항에 있어서, 상기 전기적 연마 공정 시 전류, 전압 및 반사도를 측정하여 연마 정지점을 확인하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법.8. The method of claim 7, wherein the polishing stop point is identified by measuring current, voltage, and reflectivity during the electrical polishing process. 제1항에 있어서, 상기 선택적 캡핑용 금속막은 무전해 도금(electroless plating)으로 형성되는 CoWP, CoWB 또는 화학 기상 증착 방법에 의해 형성되는 텅스텐으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법. The method of claim 1, wherein the selective capping metal film is formed of CoWP, CoWB, or tungsten formed by a chemical vapor deposition method, which is formed by electroless plating. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 상에 구리 배선용 개구부는 비아홀 및 트렌치를 포함하는 듀얼 다마신 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 배선 형성 방법. The method of claim 1, wherein the opening for copper wiring on the wafer has a dual damascene structure including a via hole and a trench. 제11항에 있어서, 개구부 저면 바닥은 비아홀의 저면인 것을 특징으로 하는 금속 배선 형성 방법. The method of claim 11, wherein the bottom of the bottom of the opening is a bottom of the via hole.
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KR100822154B1 (en) * 2005-05-16 2008-04-15 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 Precursors for cvd silicon carbo-nitride films
KR20160002391A (en) * 2014-06-30 2016-01-07 램 리써치 코포레이션 Selective formation of dielectric barriers for metal interconnects in semiconductor devices

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