TW201936986A - 多層配線的形成方法及記憶媒體 - Google Patents

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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

[課題]在高深寬比的通孔之底部附近形成良好的金屬配線。
[解決手段]實施形態的多層配線的形成方法，係填埋型的多層配線的形成方法，包含：在設置於基板之配線上的絕緣膜之規定之位置被形成且貫穿至配線為止的通孔中，於露出配線之底面形成單分子膜的工程；在通孔之側面形成阻障膜的工程；除去單分子膜之工程；及以露出通孔之底面的配線作為觸媒，從通孔之底面形成無電解鍍敷膜的工程。

Description

多層配線的形成方法及記憶媒體
揭示之實施形態係關於多層配線的形成方法及記憶媒體。
習知，作為在基板亦即半導體晶圓(以下稱為晶圓)形成多層配線的手法，係在設置於配線上的絕緣膜所形成的通孔之內面積層阻障層與種子層，之後實施電解鍍敷處理而將通孔之內部填埋的方法(例如專利文獻1)。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]特開2013-194306號公報
[發明所欲解決之課題]
但是，習知之多層配線的形成方法中，通孔之高深寬比的情況下，相對於通孔，阻障層及種子層之比例變高通孔變為細長，因此藉由電解鍍敷處理難以良好地填埋該通孔之底部附近。因此，在通孔之底部附近等會出現空隙或接縫等之不良部位，因此有可能造成半導體裝置的可靠性降低。
實施形態之一態樣，係有鑑於上述而完成者，目的在於提供在高深寬比的通孔之底部附近可以形成良好的金屬配線的多層配線的形成方法及記憶媒體。

[用以解決課題的手段]
實施形態之一態樣的多層配線的形成方法，係填埋型的多層配線的形成方法，包含：在設置於基板之配線上的絕緣膜之規定之位置被形成且直至上述配線為止貫穿的通孔中，在露出上述配線的底面形成單分子膜的工程；在上述通孔之側面形成阻障膜的工程；除去上述單分子膜的工程；及以露出上述通孔之底面的上述配線作為觸媒，從上述通孔之底面形成無電解鍍敷膜的工程。

[發明效果]
依據實施形態之一態樣，在高深寬比的通孔之底部附近可以形成良好的金屬配線。
以下，參照添付圖面詳細說明本案揭示的多層配線的形成方法及記憶媒體之實施形態。又，以下所示實施形態並非用來限定發明者。又，圖面示意圖，各要素之尺寸關係、各要素之比率等有可能存在與現實不同之情況，需要留意。另外，圖面相互之間亦有可能包含相互之尺寸之關係或比率為不同之部分之情況。
＜多層配線形成系統之概要＞
首先，參照圖1對實施形態的多層配線形成系統1之概略構成進行說明。圖1表示實施形態的多層配線形成系統1之概略構成之圖。以下中，為了使位置關係明確，因此規定相互正交的X軸、Y軸及Z軸，將Z軸正方向設為鉛直向上方向。
如圖1所示，多層配線形成系統1具備：搬出入載台2；及處理載台3。搬出入載台2與處理載台3係鄰接設置。
搬出入載台2具備：晶圓盒載置部11；及搬送部12。於晶圓盒載置部11載置有將複數片半導體晶圓W(以下稱為晶圓W)按水平狀態收納的複數個晶圓盒C。
搬送部12，係和晶圓盒載置部11鄰接設置，內部具備基板搬送裝置13、及交接部14。基板搬送裝置13具備保持晶圓W的晶圓保持機構。又，基板搬送裝置13可以進行往水平方向及鉛直方向之移動以及以鉛直軸為中心的旋動，使用晶圓保持機構在晶圓盒C與交接部14之間進行晶圓W之搬送。
處理載台3係和搬送部12鄰接設置。處理載台3具備：搬送部15；複數個單分子膜形成處理單元16；複數個成膜處理單元17；複數個無電解鍍敷處理單元18；及複數個電解鍍敷處理單元19。
複數個單分子膜形成處理單元16、複數個成膜處理單元17、複數個無電解鍍敷處理單元18、及複數個電解鍍敷處理單元19係並列設置於搬送部15之兩側。又，圖1所示單分子膜形成處理單元16、成膜處理單元17、無電解鍍敷處理單元18及電解鍍敷處理單元19之配置或個數僅為一例，不限定於圖示者。
搬送部15於內部具備基板搬送裝置20。基板搬送裝置20具備保持晶圓W的晶圓保持機構。又，基板搬送裝置20可以往水平方向及鉛直方向之移動以及以鉛直軸為中心的旋動，使用晶圓保持機構在交接部14、單分子膜形成處理單元16、成膜處理單元17、無電解鍍敷處理單元18、與電解鍍敷處理單元19之間進行晶圓W之搬送。
單分子膜形成處理單元16係對藉由基板搬送裝置20搬送的晶圓W進行規定之單分子膜形成處理。單分子膜形成處理單元16例如為具有加熱部的真空腔室。
成膜處理單元17係對藉由基板搬送裝置20搬送的晶圓W進行規定之成膜處理。成膜處理單元17例如為PVD(Physical Vapor Deposition)裝置或CVD(Chemical Vapor Deposition)裝置等之乾製程裝置。
無電解鍍敷處理單元18係對藉由基板搬送裝置20搬送的晶圓W進行規定之無電解鍍敷處理。無電解鍍敷處理單元18之構成例如後述。
電解鍍敷處理單元19係對藉由基板搬送裝置20搬送的晶圓W進行規定之電解鍍敷處理。電解鍍敷處理單元19之構成例如後述。
又，多層配線形成系統1具備控制裝置4。控制裝置4，例如具備電腦、控制部21與記憶部22。
控制部21包含具有CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、輸出入埠等的微電腦或各種之電路。
該微電腦之CPU藉由讀出記憶於ROM的程式並執行，來實現搬送部12或搬送部15、單分子膜形成處理單元16、成膜處理單元17、無電解鍍敷處理單元18、電解鍍敷處理單元19等之控制。
又，該程式係記錄於藉由電腦可以讀取的記憶媒體者，亦可以是從該記憶媒體安裝於控制裝置4之記憶部22安裝者。作為藉由電腦可以讀取的記憶媒體，例如有硬碟(HD)、軟碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等。
記憶部22例如可以由RAM、快閃記憶體(Flash Memory)等之半導體記憶體元件，或硬碟、光碟等之記憶裝置來實現。
如上述般構成的多層配線形成系統1中，首先，搬出入載台2之基板搬送裝置13，從載置於晶圓盒載置部11的晶圓盒C取出晶圓W，取出的晶圓W載置於交接部14。載置於交接部14的晶圓W，係藉由處理載台3之基板搬送裝置20從交接部14取出，搬入單分子膜形成處理單元16。
搬入單分子膜形成處理單元16的晶圓W，係藉由單分子膜形成處理單元16實施規定之單分子膜形成處理之後，藉由基板搬送裝置20從單分子膜形成處理單元16搬出，並搬入成膜處理單元17。
搬入成膜處理單元17的晶圓W，係藉由成膜處理單元17實施規定之阻障膜形成處理之後，藉由基板搬送裝置20從成膜處理單元17搬出，並搬入無電解鍍敷處理單元18。
搬入無電解鍍敷處理單元18的晶圓W，係藉由無電解鍍敷處理單元18實施規定之單分子膜除去處理及無電解鍍敷處理之後，藉由基板搬送裝置20從無電解鍍敷處理單元18搬出，並搬入成膜處理單元17。
搬入成膜處理單元17的晶圓W，係藉由成膜處理單元17實施規定之種子膜形成處理之後，藉由基板搬送裝置20從成膜處理單元17搬出，並搬入電解鍍敷處理單元19。
搬入電解鍍敷處理單元19的晶圓W，係藉由電解鍍敷處理單元19實施規定之電解鍍敷處理之後，藉由基板搬送裝置20從電解鍍敷處理單元19搬出，並載置於交接部14。接著，載置於交接部14的處理完畢之晶圓W，係藉由基板搬送裝置13返回至晶圓盒載置部11之晶圓盒C。
＜無電解鍍敷處理單元之概要＞
接著，參照圖2對無電解鍍敷處理單元18之概略構成進行說明。圖2係實施形態的無電解鍍敷處理單元18之構成之剖面圖。無電解鍍敷處理單元18，例如構成為對每1片晶圓W進行處理的枚葉式之處理單元而構成。
無電解鍍敷處理單元18，如圖2所示，具備筐體30、基板旋轉保持機構31、處理液供給機構32、杯子33、及液排出機構34~36。
基板旋轉保持機構31係在框體30之內部旋轉保持晶圓W。基板旋轉保持機構31具有旋轉軸31a、旋轉台31b、晶圓吸盤31c、及未圖示的旋轉機構。
旋轉軸31a，係中空圓筒狀，在框體30內上下伸延。旋轉台31b安裝於旋轉軸31a之上端部。晶圓吸盤31c設置於旋轉台31b之上面外周部，對晶圓W進行支撐。
基板旋轉保持機構31係藉由控制裝置4之控制部21進行控制，藉由旋轉機構對旋轉軸31a進行旋轉驅動。據此，支撐於晶圓吸盤31c的晶圓W可以旋轉。
處理液供給機構32係對基板旋轉保持機構31所保持的晶圓W之表面供給規定之處理液。處理液供給機構32包含對晶圓W之表面供給第1處理液的第1處理液供給機構32a，及對晶圓W之表面供給第2處理液的第2處理液供給機構32b。
該第1處理液例如為TMAH(Tetramethyl ammonium hydroxide：四甲基氫氧化銨)。又，第2處理液例如為無電解鍍敷液。
又，處理液供給機構32具有噴嘴頭32c，於該噴嘴頭32c安裝有噴嘴32d、32e。該噴嘴32d、32e分別為對應於第1處理液供給機構32a及第2處理液供給機構32b的噴嘴。
噴嘴頭32c安裝於臂部32f之前端部。該臂部32f可於上下方向移動，而且，被固定於藉由未圖示的旋轉機構進行旋轉驅動的支撐軸32g，成為可以旋轉。
依據這樣的構成，處理液供給機構32可以將規定之處理液經由噴嘴32d、32e從期待之高度吐出至晶圓W表面之任意之部位。
杯子33承受從晶圓W飛散的處理液。杯子33具有3個排出口33a~33c，藉由未圖示的升降機構可於上下方向進行驅動而構成。3個排出口33a~33c分別連接於液排出機構34~36。
液排出機構34~36係將排出口33a~33c收集的處理液進行排出。液排出機構34具有藉由流路切換器34a進行切換的回收流路34b及廢棄流路34c。回收流路34b例如為將第1處理液回收再利用之流路，廢棄流路34c為將第1處理液廢棄之流路。
液排出機構35具有藉由流路切換器35a進行切換的回收流路35b及廢棄流路35c。回收流路35b例如為將第2處理液回收再利用之流路，廢棄流路35c為將第2處理液廢棄之流路。
又，若第2處理液為無電解鍍敷液之情況下，於回收流路35b之出口側設置有對該無電解鍍敷液進行冷卻的冷卻緩衝部35d。又，於液排出機構36僅設置廢棄流路36a。
又，實施形態中係使用噴嘴32d、32e對晶圓W上供給處理液，但對晶圓W上供給處理液的手段不限定於噴嘴，可以使用其他之各種手段。
＜電解鍍敷處理單元之概要＞
接著，參照圖3對電解鍍敷處理單元19之概略構成進行說明。圖3係實施形態的電解鍍敷處理單元19之構成之剖面圖。電解鍍敷處理單元19例如作為對每1片晶圓W進行處理的枚葉式之處理單元而構成。
電解鍍敷處理單元19具備基板保持部40；電解處理部41；電壓印加部42；及處理液供給機構43。
基板保持部40具有保持晶圓W的機能。基板保持部40具有晶圓吸盤40a及驅動機構40b。
晶圓吸盤40a例如為保持晶圓W並旋轉的旋轉吸盤。晶圓吸盤40a為大致圓板狀，俯視狀態下為比晶圓W之直徑大的直徑且具有在水平方向延伸之上面40c。於該上面40c例如設置有對晶圓W進行吸附的吸附口(未圖示)，藉由來自該吸附口之吸附，可以將晶圓W保持於晶圓吸盤40a之上面40c。
於基板保持部40設置有具備馬達等之驅動機構40b，可以使晶圓吸盤40a以規定之速度旋轉。又，於驅動機構40b設置有汽缸等之升降驅動部(未圖示)，可以使晶圓吸盤40a沿著鉛直方向移動。
於截至目前所說明的基板保持部40之上方，配合晶圓吸盤40a之上面40c設置有電解處理部41。電解處理部41具有基體41a、直接電極41b、接觸端子41c及移動機構41d。
基體41a係由絕緣性材料構成。基體41a為大致圓板狀，具有俯視狀態下比晶圓W之直徑大的直徑之下面41e，及設置於該下面41e之相反側的上面41f。
直接電極41b係由導電性材料構成，設置於基體41a之下面41e。直接電極41b係與基板保持部40所保持的晶圓W大致平行且呈對向的方式被配置。接著，進行電解鍍敷處理時，直接電極41b係與晶圓W上積累的電解鍍敷液直接接觸。
接觸端子41c，於基體41a之緣部中，係由下面41e突出而設置。接觸端子41c係由具有彈性的導電體構成，朝向下面41e之中心部而彎曲。
接觸端子41c係於基體41a設置2個以上，例如於基體41a設置32個，俯視狀態下於基體41a之同心圓上以均等間隔配置。全部之接觸端子41c之前端部，係以由該前端部構成的虛擬面與基板保持部40所保持的晶圓W之表面呈大致平行的方式被配置。
在進行電解鍍敷處理時，該接觸端子41c係與晶圓W之外周部接觸，對該晶圓W施加電壓。又，接觸端子41c之個數或形狀不限定於上述實施形態。
直接電極41b及接觸端子41c係連接於電壓施加部42，可以分別對接觸的電解鍍敷液與晶圓W施加規定之電壓。
於基體41a之上面41f側設置有移動機構41d。移動機構41d例如具有汽缸等之升降驅動部(未圖示)。藉由該升降驅動部，移動機構41d可使電解處理部41全體沿著鉛直方向移動。
電壓施加部42具有直流電源42a、開關42b、42c、及負載電阻42d，且連接於電解處理部41之直接電極41b與接觸端子41c。具體言之，直流電源42a之正極側，係經由開關42b連接於直接電極41b，而且直流電源42a之負極側，係經由開關42c與負載電阻42d連接於複數個接觸端子41c。又，直流電源42a之負極側被接地。
藉由將開關42b、42c同時切換為開啟(ON)狀態或斷開(OFF)狀態，電壓施加部42可以對直接電極41b與接觸端子41c施加脈衝狀之電壓。
在基板保持部40與電解處理部41之間設置有處理液供給機構43。該處理液供給機構43具有噴嘴43a、43b；及移動機構43c。噴嘴43a係對晶圓W上供給DHF (Diluted HydroFluoric acid：稀釋氫氟酸)等之洗淨液。噴嘴43b係對晶圓W上供給電解鍍敷液。
移動機構43c係使噴嘴43a、43b沿著水平方向及鉛直方向移動。亦即，噴嘴43a、43b構成為相對於基板保持部40進退自如。
又，噴嘴43a係與貯留洗淨液的未圖示的洗淨液供給源連通，可以由該洗淨液供給源對噴嘴43a供給洗淨液而構成。噴嘴43b係與貯留電解鍍敷液的未圖示的鍍敷液供給源連通，可以由該鍍敷液供給源對噴嘴43b供給電解鍍敷液而構成。
又，實施形態中係使用噴嘴43a、43b對晶圓W上供給處理液，但對晶圓W上供給處理液的手段不限定於噴嘴，可以使用其他之各種手段。
＜多層配線之形成處理之詳細＞
接著，參照圖4A~圖4G對實施形態的多層配線之形成處理之詳細進行說明。圖4A~圖4G係說明實施形態的多層配線之形成處理之模式圖(1)~(7)。
又，於圖4A~圖4G所示晶圓W已形成有未圖示的元件。以下說明，在該元件形成後之配線形成工程(所謂BEOL(Back End of Line))中，以金屬配線填埋於配線50上之絕緣膜60中所形成的通孔70的各種處理。
如圖4A所示，於晶圓W形成有金屬之配線50，而且於該配線50上設置有絕緣膜60。配線50例如為包含Cu、Co、Ni或Ru的導電性之材料。
絕緣膜60例如具有酸化膜61與氮化膜62。於配線50上以規定之厚度形成氮化膜62，於該氮化膜62上以規定之厚度形成氧化膜61。例如配線50由Cu等之在氧化膜61內擴散的元素構成之情況下，氮化膜62係作為阻止該元素在氧化膜61內擴散的阻障膜之功能。
又，於晶圓W，在絕緣膜60中的規定之位置形成有通孔70。該通孔70係從絕緣膜60之上面63貫穿至配線50而形成。通孔70具有內面71，該內面71包含側面72與使配線50露出之底面73。
於此，作為在晶圓W之絕緣膜60形成通孔70之方法，可以適當地採用習知公知之方法。具體而言，例如作為乾蝕刻技術可以適當地採用使用氟系或氯系氣體等之泛用技術。
特別是，作為形成深寬比(深度相對於直徑之比率)大的通孔70之手法，可以使用可以進行高速深挖蝕刻的ICP-RIE(Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching：感應耦合電漿-反應性離子蝕刻)之技術。
例如可以適當地採用重複進行使用六氟化硫(SF6 )之蝕刻步驟與使用C4 F8 等之鐡氟龍(註冊商標)系氣體之保護步驟的所謂Bosch process(深反應性離子蝕刻)。
如圖4A所示，在配線50上之絕緣膜60已形成有通孔70的晶圓W，係被搬入上述之單分子膜形成處理單元16，進行規定之單分子膜形成處理。該單分子膜形成處理係在真空腔室內使矽烷偶聯劑或鈦偶聯劑等之偶聯劑氣化吸附。
據此，如圖4B所示，於通孔70之底面73露出之配線50上形成單分子膜80。又，該單分子膜80使用僅被金屬吸附的偶聯劑形成，因此僅形成於配線50上，未形成於絕緣膜60之表面。
亦即，依據實施形態，藉由使用偶聯劑形成單分子膜80，可以在通孔70之底面73選擇性形成單分子膜80。
又，實施形態中示出在真空腔室內吸附偶聯劑而形成單分子膜80之例，但形成單分子膜80之方法不限定於該例。例如將溶解有偶聯劑的處理液吐出至晶圓W上，藉由使吐出有該處理液的晶圓W旋轉而形成形成單分子膜80亦可。
接著，將形成有單分子膜80的晶圓W搬入上述之成膜處理單元17，進行規定之阻障膜形成處理。該阻障膜形成處理係使用PVD法或CVD法等之泛用技術進行。
據此，如圖4C所示，於通孔70之側面72或絕緣膜60之上面63形成由Co-W-B合金等構成的阻障膜81。於此，單分子膜80之表面阻礙了阻障膜81之形成，因此在通孔70之底面73未形成阻障膜81。
又，實施形態中示出阻障膜81由Co-W-B合金構成之例，但阻障膜81不限定於Co-W-B合金，只要是由能防止後述無電解鍍敷膜82(圖4E)或電解鍍敷膜84(圖4G)所包含的元素擴散至氧化膜61內的材料構成即可。
又，實施形態中示出阻障膜81藉由PVD法或CVD法等之乾製程形成之例，但阻障膜81不限定於藉由乾製程形成之情況，例如藉由無電解鍍敷處理等之濕製程形成亦可。
接著，將形成有阻障膜81的晶圓W搬入上述之無電解鍍敷處理單元18，首先進行規定之單分子膜除去處理。該單分子膜除去處理例如使用無電解鍍敷處理單元18之第1處理液供給機構32a，將第1處理液亦即TMAH吐出至晶圓W上。
據此，如圖4D所示，形成於通孔70之底面73的單分子膜80溶解而被除去。又，實施形態中示出單分子膜80藉由TMAH除去之例，但除去之處理液不限定於TMAH。又，單分子膜除去處理中，藉由高熱熱分解而除去單分子膜80亦可，藉由電漿使單分子膜80飛散而除去亦可。
接著，對已除去單分子膜80的晶圓W進行規定之無電解鍍敷處理。該無電解鍍敷處理例如使用無電解鍍敷處理單元18之第2處理液供給機構32b，將第2處理液亦即無電解鍍敷液吐出至晶圓W上。
據此，如圖4E所示，以露出通孔70之底面73的配線50作為觸媒，從通孔70之底面73由下而上(Bottom-up)形成無電解鍍敷膜82。又，實施形態中，在包含通孔70之底部附近的下部形成無電解鍍敷膜82。
如此般，以露出底面73的配線50作為觸媒，從底面73由下而上形成無電解鍍敷膜82，據此，在深寬比較大而難形成金屬配線的通孔70之底部附近，可以形成不包含空隙或接縫等的良好的金屬配線。
又，實施形態中係以配線50作為觸媒而形成無電解鍍敷膜82，因此無需透過阻障膜或種子膜等，配線50與無電解鍍敷膜82可以直接接觸。據此，可以減低通孔70之內部形成的金屬配線之電阻。
實施形態中，無電解鍍敷膜82包含Cu、Co、Ni或Ru亦可。據此，以包含Cu、Co、Ni或Ru的配線50作為觸媒而從通孔70之底面73可以有效地形成無電解鍍敷膜82。
接著，將形成有無電解鍍敷膜82的晶圓W搬入上述之成膜處理單元17，進行規定之種子膜形成處理。該種子膜形成處理可以使用PVD法或CVD法等之泛用的技術進行。
據此，如圖4F所示，於通孔70之內面71或絕緣膜60之上面63形成種子膜83。種子膜83係由作為形成後述電解鍍敷膜84(圖4G)時之觸媒之功能之材料構成。例如電解鍍敷膜84為Cu或Cu合金之情況下，種子膜83可以包含Cu，電解鍍敷膜84為Co或Co合金之情況下，種子膜83可以包含Co。
接著，將形成有種子膜83的晶圓W搬入上述之電解鍍敷處理單元19，首先進行規定之洗淨處理。該洗淨處理例如使用處理液供給機構43之噴嘴43a將洗淨液亦即DHF吐出至晶圓W上。
據此，種子膜83之表面所形成的自然氧化膜或附著物等被除去，因此種子膜83之表面成為清淨之狀態。
接著，對已洗淨處理的晶圓W進行規定之電解鍍敷處理。該電解鍍敷處理例如首先使用圖3所示電解鍍敷處理單元19中的處理液供給機構43之噴嘴43b，將電解鍍敷液積累於晶圓W上。
接著，藉由移動機構41d使電解處理部41全體接近基板保持部40保持的晶圓W，使接觸端子41c之前端部接觸晶圓W之外周部。又，此時，直接電極41b直接與積累於晶圓W的電解鍍敷液接觸。
接著，藉由將電壓施加部42之開關42b與開關42c同時由斷開(OFF)狀態變更為開啟(ON)狀態，以直接電極41b作為陽極，以晶圓W作為陰極的方式對晶圓W與電解鍍敷液施加電壓，於直接電極41b與晶圓W之間流通電流。
據此，於晶圓W之表面金屬離子被還原，如圖4G所示，以種子膜83作為觸媒而於種子膜83之表面析出電解鍍敷膜84，通孔70之內部被電解鍍敷膜84填埋。例如藉由使用包含Cu的電解鍍敷液可以形成包含Cu的電解鍍敷膜84，藉由使用包含Co的電解鍍敷液可以形成包含Co的電解鍍敷膜84。
藉由至此說明的各種處理，依據實施形態，可以在高深寬比的通孔70之內部填埋良好的金屬配線。
＜多層配線之形成處理之詳細＞
接著，參照圖5對實施形態的多層配線之形成處理之詳細進行說明。圖5係實施形態的多層配線之形成處理中的處理順序之流程圖。
又，圖5所示多層配線之形成處理，係由控制部21將從實施形態的記憶媒體安裝於記憶部22的程式讀出，而且控制部21依據讀出的指令對搬送部15或單分子膜形成處理單元16、成膜處理單元17、無電解鍍敷處理單元18、電解鍍敷處理單元19等進行控制而執行。
首先，從晶圓盒C經由基板搬送裝置13、交接部14、基板搬送裝置20，將在配線50上之絕緣膜60形成有通孔70的晶圓W搬送至單分子膜形成處理單元16之內部。
接著，控制部21對單分子膜形成處理單元16進行控制，於晶圓W進行單分子膜形成處理，於通孔70之底面73形成單分子膜80(步驟S101)。該單分子膜形成處理例如係在真空腔室內使矽烷偶聯劑或鈦偶聯劑等之偶聯劑氣化吸附而進行。
接著，控制部21對基板搬送裝置20進行控制，將晶圓W從單分子膜形成處理單元16搬送至成膜處理單元17。接著，控制部21對成膜處理單元17進行控制，對晶圓W進行阻障膜形成處理，於通孔70之側面72或絕緣膜60之上面63形成阻障膜81(步驟S102)。
該阻障膜形成處理例如使用PVD法或CVD法等之泛用的技術，於晶圓W形成Co-W-B合金等之阻障膜81而進行。
接著，控制部21對基板搬送裝置20進行控制，將晶圓W從成膜處理單元17搬送至無電解鍍敷處理單元18。接著，控制部21對無電解鍍敷處理單元18進行控制，對晶圓W進行單分子膜除去處理，從通孔70之底面73除去單分子膜80(步驟S103)。
該單分子膜除去處理例如對晶圓W上吐出TMAH，藉由該TMAH使通孔70之底面73所形成的單分子膜80溶解而進行。
接著，控制部21對無電解鍍敷處理單元18進行控制，對晶圓W進行無電解鍍敷處理，從通孔70之底面73形成無電解鍍敷膜82(步驟S104)。
該無電解鍍敷處理例如將無電解鍍敷液吐出至晶圓W上，以露出底面73之配線50作為觸媒，藉由吐出的無電解鍍敷液從底面73由下而上形成無電解鍍敷膜82而進行。
接著，控制部21對基板搬送裝置20進行控制，將晶圓W從無電解鍍敷處理單元18搬送至成膜處理單元17。接著，控制部21對成膜處理單元17進行控制，對晶圓W進行種子膜形成處理，於通孔70之內面71或絕緣膜60之上面63形成種子膜83(步驟S105)。
該種子膜形成處理例如使用PVD法或CVD法等之泛用的技術，對晶圓W形成包含Cu或Co等的種子膜83而進行。
接著，控制部21對基板搬送裝置20進行控制，將晶圓W從成膜處理單元17搬送至電解鍍敷處理單元19。接著，控制部21對電解鍍敷處理單元19進行控制，對晶圓W進行洗淨處理，對晶圓W進行洗淨(步驟S106)。
該洗淨處理例如對晶圓W上吐出DHF，藉由該DHF除去種子膜83之表面形成的自然氧化膜或附著物等而進行。
接著，控制部21對電解鍍敷處理單元19進行控制，對晶圓W進行電解鍍敷處理，在通孔70之內部填埋電解鍍敷膜84(步驟S107)。
該電解鍍敷處理例如於晶圓W上積累電解鍍敷液，使接觸端子41c之前端部與晶圓W之外周部接觸，並且使直接電極41b直接接觸電解鍍敷液。
接著，電解鍍敷處理係以直接電極41b作為陽極，以晶圓W作為陰極的方式對晶圓W與電解鍍敷液施加電壓，於直接電極41b與晶圓W之間流入電流而進行。該電解鍍敷處理結束時，對晶圓W之多層配線之形成處理結束。
以上，對本發明之實施形態進行說明，但本發明不限定於上述實施形態，在不脫離其趣旨之範圍內可以進行各種變更。例如上述之實施形態中示出，在通孔70之底部附近形成無電解鍍敷膜82，之後藉由電解鍍敷膜84填埋通孔70之內部之例，但僅以無電解鍍敷膜82填埋通孔70之內部亦可。
又，上述之實施形態中示出，將電解鍍敷液積累於晶圓W上而進行電解鍍敷處理之例，電解鍍敷處理不限定於該例。例如將晶圓W浸漬於貯存有電解鍍敷液的電解槽內而進行電解鍍敷處理亦可。
另外，上述之實施形態中，形成無電解鍍敷膜82或電解鍍敷膜84之後，藉由加熱板等實施規定之烘烤處理，而減低無電解鍍敷膜82或電解鍍敷膜84之電阻亦可。
實施形態的多層配線的形成方法，係填埋型的多層配線的形成方法，包含：在基板(晶圓W)之配線50上設置的絕緣膜60之規定之位置被形成且貫穿至配線50的通孔70中，在露出配線50之底面73形成單分子膜80之工程(步驟S101)；在通孔70之側面72形成阻障膜81之工程(步驟S102)；將單分子膜80除去之工程(步驟S103)；及以從通孔70之底面73露出之配線50作為觸媒而從通孔70之底面73形成無電解鍍敷膜82之工程(步驟S104)。據此，在高深寬比的通孔70之底部附近，可以形成無包含空隙或接縫等的良好的金屬配線。
又，實施形態的多層配線的形成方法中，單分子膜80係藉由偶聯劑形成。據此，在通孔70之底面73可以選擇性形成單分子膜80。
又，實施形態的多層配線的形成方法中，無電解鍍敷膜82係包含Cu、Co、Ni或Ru。據此，以包含Cu、Co、Ni或Ru的配線50作為觸媒，可以從通孔70之底面73有效地形成無電解鍍敷膜82。
又，實施形態的記憶媒體，係在電腦上動作，且記憶有對多層配線形成系統1進行控制之程式的電腦可讀取的記憶媒體，程式，在執行時係以上述記載之多層配線的形成方法被進行的方式，使電腦控制多層配線形成系統1。據此，在高深寬比的通孔70之底部附近，可以形成不包含空隙或接縫等之良好的金屬配線。
進一步之效果或變形例可以由業者容易導出。因此本發明之更廣泛的態樣不限定於以上表記且記述的特定之詳細及代表的實施形態。因此，在不脫離附加的申請專利範圍及其均等物定義的總體的發明之概念之精神或範圍之情況下，可以進行各種變更。
W‧‧‧晶圓
1‧‧‧多層配線形成系統
16‧‧‧單分子膜形成處理單元
17‧‧‧成膜處理單元
18‧‧‧無電解鍍敷處理單元
21‧‧‧控制部
50‧‧‧配線
60‧‧‧絕緣膜
70‧‧‧通孔
72‧‧‧側面
73‧‧‧底面
80‧‧‧單分子膜
81‧‧‧阻障膜
82‧‧‧無電解鍍敷膜
[圖1]圖1表示實施形態的多層配線形成系統之概略構成之模式圖。
[圖2]圖2表示實施形態的無電解鍍敷處理單元之構成之剖面圖。
[圖3]圖3表示實施形態的電解鍍敷處理單元之構成之剖面圖。
[圖4A]圖4A係對實施形態的多層配線之形成處理進行說明之模式圖(1)。
[圖4B]圖4B係對實施形態的多層配線之形成處理進行說明之模式圖(2)。
[圖4C]圖4C係對實施形態的多層配線之形成處理進行說明之模式圖(3)。
[圖4D]圖4D係對實施形態的多層配線之形成處理進行說明之模式圖(4)。
[圖4E]圖4E係對實施形態的多層配線之形成處理進行說明之模式圖(5)。
[圖4F]圖4F係對實施形態的多層配線之形成處理進行說明之模式圖(6)。
[圖4G]圖4G係對實施形態的多層配線之形成處理進行說明之模式圖(7)。
[圖5]圖5表示實施形態的多層配線之形成處理中的處理順序之流程圖。

Claims (4)

  1. 一種多層配線的形成方法，係填埋型的多層配線的形成方法，包含： 在設置於基板之配線上的絕緣膜之規定之位置被形成且貫穿至上述配線為止的通孔中，在露出上述配線的底面形成單分子膜的工程； 在上述通孔之側面形成阻障膜的工程； 除去上述單分子膜的工程；及 以露出於上述通孔之底面的上述配線作為觸媒，從上述通孔之底面形成無電解鍍敷膜的工程。
  2. 如申請專利範圍第1項之多層配線的形成方法，其中 上述單分子膜係藉由偶聯劑形成。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之多層配線的形成方法，其中 上述無電解鍍敷膜包含Cu、Co、Ni或Ru。
  4. 一種記憶媒體，係記憶有在電腦上動作且用於控制多層配線形成系統之程式的電腦可讀取的記憶媒體，其特徵為： 上述程式，在執行時，係以如申請專利範圍第1至3項中任一項之多層配線的形成方法被進行的方式，使電腦控制上述多層配線形成系統。
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