半導(dǎo)體裝置的制造方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法具備：在Cu隔離膜（100）上形成銅膜（101）的工序；在銅膜（101）上形成掩模件（102）的工序；將掩模件（102）用作掩模，將銅膜（101）各向異性地蝕刻至Cu隔離膜（100）露出的工序；和將掩模件（102）去除后，在被各向異性地蝕刻了的銅膜（101）上，采用利用了對銅膜（101）具有催化作用、對Cu隔離膜（100）沒有催化作用的選擇析出現(xiàn)象的無電鍍法，形成含有抑制銅擴散的物質(zhì)的鍍膜（104）的工序。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及。
技術(shù)介紹
近來，半導(dǎo)體裝置、尤其是半導(dǎo)體集成電路裝置的工作的高速化不斷發(fā)展。工作的高速化通過布線材料的低電阻化等而實現(xiàn)。因此，布線材料逐漸使用電阻更低的銅來代替以往的招。然而，銅的加工難以運用現(xiàn)有的干蝕刻技術(shù)。這是因為蝕刻時形成的銅的化合物總的來說蒸氣壓低，難以蒸發(fā)。雖然嘗試了 Ar濺射法、Cl氣RIE法等，但由于銅對腔室內(nèi)壁的附著等問題而未達到實用化。因此，使用銅的布線專門采用鑲嵌(Damascene)法來形成。鑲嵌法是如下的技術(shù)，即，預(yù)先在層間絕緣膜上形成與布線圖案相應(yīng)的槽，以掩埋該槽的方式形成銅薄膜，采用CMP法對銅薄膜進行化學(xué)機械研磨，僅在槽的內(nèi)部殘留銅。然而，采用鑲嵌法會在層間絕緣膜形成槽。因此，結(jié)果會導(dǎo)入槽的形成、用于形成槽的掩模件的灰化、灰化后的清洗這些使層間絕緣膜的比介電常數(shù)上升的工序。因此，在專利文獻I中公開了不采用鑲嵌法的、銅的各向異性干蝕刻方法。專利文獻I的技術(shù)是在銅膜上形成掩模，介由該掩模對銅膜實施各向異性氧化處理，利用有機酸氣體將氧化銅蝕刻。但是，銅容易向?qū)娱g絕緣膜中擴散。因此，在形成銅膜之前，必須形成抑制銅擴散的Cu隔離膜。對于鑲嵌法而言，在層間絕緣膜上形成槽之后，依次形成Cu隔離膜、銅膜，由此能夠簡單實用地形成Cu隔離膜，但為各向異性蝕刻后的銅膜的情況下，對于如何形成Cu隔離膜，如引用文獻I沒有記載一樣，目前不存在實用的Cu隔離膜的形成方法。另一方面，作為鑲嵌法的一種，存在在I個銅膜上同時形成布線圖案、以及將上層布線和下層布線電連接的通孔圖案的被稱為雙鑲嵌法的方法。因此，各向異性蝕刻也要求同時形成布線圖案和通孔圖案的技術(shù)。然而，對于利用各向異性蝕刻在I個銅膜同時形成布線圖案和通孔圖案的方法，如專利文獻I也沒有記載一樣，目前不存在這樣的方法。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2010 - 27788號公報
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一個目的是提供在被各向異性地蝕刻了的銅膜上能夠?qū)嵱玫匦纬蒀u隔離膜的。本專利技術(shù)的其他目的是提供能夠利用各向異性蝕刻在I個銅膜上同時形成布線圖案和通孔圖案的。根據(jù)本專利技術(shù)的第I觀點，提供一種，其具備:在Cu隔離膜上形成銅膜的工序；在所述銅膜上形成掩模件的工序；將所述掩模件用作掩模，將所述銅膜各向異性地蝕刻至所述Cu隔離膜露出的工序；和將所述掩模件去除后，在所述被各向異性地蝕刻了的銅膜上，采用利用了對所述銅膜具有催化作用、對所述Cu隔離膜沒有催化作用的選擇析出現(xiàn)象的無電鍍法，形成含有抑制銅擴散的物質(zhì)的鍍膜的工序。根據(jù)本專利技術(shù)的第2觀點，提供一種，其具備:在Cu隔離膜上形成銅膜的工序；在所述銅膜上形成相互隔離地配置的掩模件的工序；將所述掩模件用作掩模，將所述銅膜各向異性地蝕刻至所述Cu隔離膜露出的工序；將所述掩模件去除后，在所述被各向異性地蝕刻了的銅膜上，使絕緣物以在所述銅膜的上部夾止(pinch off)的方式堆積，形成在所述被各向異性地蝕刻了的銅膜間具有空間的層間絕緣膜的工序。根據(jù)本專利技術(shù)的第3觀點，提供一種，其具備:(I)在隔離膜上形成銅膜的工序，(2)在所述銅膜上形成第I掩模件的工序，(3)將所述第I掩模件用作掩模，將所述銅膜各向異性地蝕刻至所述隔離膜露出的工序，(4)將所述第I掩模件去除后，在所述被各向異性地蝕刻了的銅膜上形成第2掩模件的工序，(5)將所述第2掩模件用作掩模，將所述銅膜各向異性地蝕刻至其中途的工序，(6)將所述第2掩模件去除后，在所述被各向異性地蝕刻了的銅膜上使絕緣物堆積，在所述被各向異性地蝕刻了的銅膜周圍形成層間絕緣膜的工序。附圖說明圖1A是表示本專利技術(shù)的第I實施方式的的第I例的剖視圖。圖1B是表示本專利技術(shù)的第I實施方式的的第I例的剖視圖。圖1C是表示本專利技術(shù)的第I實施方式的的第I例的剖視圖。圖1D是表示本專利技術(shù)的第I實施方式的的第I例的剖視圖。圖1E是表示本專利技術(shù)的第I實施方式的的第I例的剖視圖。圖1F是表示本專利技術(shù)的第I實施方式的的第I例的剖視圖。圖2A是表示本專利技術(shù)的第I實施方式的的第2例的剖視圖。圖2B是表示本專利技術(shù)的第I實施方式的的第2例的剖視圖。圖2C是表示本專利技術(shù)的第I實施方式的的第2例的剖視圖。圖3A是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第I例的立體圖。圖3B是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第I例的立體圖。圖3C是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第I例的立體圖。圖3D是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第I例的立體圖。圖3E是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第I例的立體圖。圖3F是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第I例的立體圖。圖3G是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第I例的立體圖。圖3H是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第I例的立體圖。圖31是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第I例的立體圖。圖3J是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第I例的立體圖。圖3K是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第I例的立體圖。圖3L是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第I例的立體圖。圖4A是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第2例的立體圖。圖4B是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第2例的立體圖。圖4C是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第2例的立體圖。圖4D是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第2例的立體圖。圖4E是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第2例的立體圖。圖5A是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第3例的立體圖。圖5B是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第3例的立體圖。圖5C是表示本專利技術(shù)的第2實施方式的的第3例的立體圖。具體實施例方式以下，參照附圖說明本專利技術(shù)的實施方式。應(yīng)予說明，在各實施方式中，共同的部分標記共同的參照符號。[第I實施方式](第I 例)圖1A 圖1F是表示本專利技術(shù)的第I實施方式的的第I例的首1J視圖。如圖1A所示，在未圖示的半導(dǎo)體芯片上形成的幾乎平坦的Cu隔離膜100上，形成銅(Cu)膜101。Cu隔離膜100的一例是SiCN膜。Cu隔離膜100只要是能夠抑制銅擴散的膜即可，可以是SiC膜等。成膜方法是可獲得需要膜厚的方法，優(yōu)選能夠形成致密的銅膜。作為這樣的成膜方法，例如可考慮將銅的PVD成膜和銅的電鍍組合的方法、將PVD成膜和CVD成膜組合的方法等。接著，在銅膜101上形成相互隔離地配置的多個掩模件102。形成掩模件102的方法優(yōu)選為光刻法，因為其能夠形成微細的圖案。接著，如圖1B所示，將掩模件102用作蝕刻的掩模，對銅膜101進行各向異性地蝕刻。接著，如圖1C所示，將掩模件102去除。接著，如圖1D所示，采用利用選擇析出現(xiàn)象的無電鍍法，在銅膜101上形成鍍膜。在本例中，作為鍍膜，形成鈷鎢(CoW)膜104。在銅膜101上利用催化作用開始析出而形成鍍膜(CoW膜104)，但在Cu隔離膜100上由于沒有催化作用而不成膜。對于CoW膜104而言，若使用磷酸系的還原劑，則形成CoWP膜，若使用二甲胺硼烷(DMAB )，則形成CoWB膜。這些膜是出于為了抑制電遷移而在銅膜上選擇析出的目的而開發(fā)出的。鈷自身抑制銅擴散的阻隔性低，但通過將鎢高濃度地與之合金化，能夠作為抑制銅擴散的Cu隔離膜使用。接著，如圖1E所示，在Cu隔離膜100和CoW膜104上形成層間絕緣膜105。為了使半導(dǎo)體集成電路裝置高速工作，層間絕緣膜105優(yōu)選使用被稱為Low - k膜的低介電常數(shù)膜。在本說明書中，將低介電常數(shù)膜定義為比介電常數(shù)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.08.31 JP 2010-193985;2010.08.31 JP 2010-193981.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，具備: 在Cu隔離膜上形成銅膜的工序； 在所述銅膜上形成掩模件的工序； 將所述掩模件用作掩模，將所述銅膜各向異性地蝕刻至所述Cu隔離膜露出的工序；和 將所述掩模件去除后，在所述被各向異性地蝕刻了的銅膜上，采用利用了對所述銅膜具有催化作用、對所述Cu隔離膜沒有催化作用的選擇析出現(xiàn)象的無電鍍法，形成含有抑制銅擴散的物質(zhì)的鍍膜的工序。2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，還具備在形成有所述鍍膜的所述銅膜的周圍形成層間絕緣膜的工序。3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述層間絕緣膜包含低介電常數(shù)絕緣膜，所述低介電常數(shù)絕緣膜是采用旋轉(zhuǎn)涂布法形成的。4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述鍍膜是使鈷至少含有鎢而成的合金。5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，對所述銅膜進行各向異性地蝕刻的工序是如下工序: 將所述掩模件用作掩模，在有機酸氣體環(huán)境中對所述銅膜照射氧離子，將所述銅膜各向異性蝕刻至Cu隔離膜露出的工序。6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述有機酸氣體是含有具有羧基的羧酸的氣體。7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，對所述銅膜進行各向異性地蝕刻的工序是如下工序: 將所述掩模件用作掩模，將所述銅膜各向異性氧化至到達所述Cu隔離膜而形成氧化銅，對到達所述Cu隔離膜為止形成的所述氧化銅進行蝕刻的工序。8.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，具備: 在Cu隔離膜上形成銅膜的工序； 在所述銅膜上形成相互隔離地配置的掩模件的工序； 將所述掩模件用作掩模，將所述銅膜各向異性地蝕刻至所述Cu隔離膜露出的工序；和 將所述掩模件去除后，在所述被各向異性地蝕刻了的銅膜上，使絕緣物以在所述銅膜的上部夾止的方式堆積，形成在所述被各向異性地蝕刻了的銅膜間具有空間的層間絕緣膜的工序。9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，在將所述掩模件去除后、形成所述層間絕緣膜為止之間，還具備如下工序: 在所述被各向異性地蝕刻了的銅膜上，采用利用了對所述銅膜具有催化作用、對所述Cu隔離膜沒有催化作用的選擇析出現(xiàn)象的無電鍍法，形成含有抑制銅擴散的物質(zhì)的鍍膜的工序。10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述鍍膜是使鈷至少含有鎢而成的合金。11.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，對所述銅膜進行各向異性地蝕刻的工序是如下工序:將所述掩模件用作掩模，在有機酸氣體環(huán)境中對所述銅膜照射氧離子，將所述銅膜各向異性蝕刻至Cu隔離膜露出的工序。12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述有機酸氣體是含有具有羧基的羧酸的氣體。13.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，對所述銅膜進行各向異性地蝕刻的工序是如下工序: 將所述掩模件用作掩模，將所述銅膜各向異性氧化至到達所述Cu隔離膜而形成氧化銅，對到達所述Cu隔離膜為止形成的所述氧化銅進行蝕刻的工序。14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，在對所述氧化銅進行蝕刻的工序中，采用利用含有有機酸的水溶液、或含有氫氟酸的水溶液的濕蝕刻。15.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述含有有機酸的水溶液是含有選自含有羧基的檸檬酸、含有羧基的抗壞血酸、含有羧基的丙二酸、含有羧基的蘋果酸中的至少一種酸的水溶液。16.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，在對所述氧化銅進行蝕刻的工序中，采用利用有機酸氣體的干蝕刻。17.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述有機酸氣體是含有具有羧基的羧酸的氣體。18.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述羧酸用下述(I)式表示， R3 - COOH…(I)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：早川崇，原謙一，田中崇，
申請(專利權(quán))人：東京毅力科創(chuàng)株式會社，
類型：
國別省市：