JPH10107029A - 半導体集積回路装置およびその製造方法ならびにそれに用いる製造装置 - Google Patents
半導体集積回路装置およびその製造方法ならびにそれに用いる製造装置Info
- Publication number
- JPH10107029A JPH10107029A JP25436296A JP25436296A JPH10107029A JP H10107029 A JPH10107029 A JP H10107029A JP 25436296 A JP25436296 A JP 25436296A JP 25436296 A JP25436296 A JP 25436296A JP H10107029 A JPH10107029 A JP H10107029A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal layer
- wiring metal
- wiring
- layer
- forming
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 フォトリソグラフィ技術と選択エッチング技
術とを使用した配線パターンの形成方法とは異なり、特
有な製造工程によって配線パターンを微細に形成できる
半導体集積回路装置およびその製造方法ならびに製造装
置を提供する。 【解決手段】 層間絶縁膜25に溝26を形成した後
に、層間絶縁膜25の上に配線用金属層としての例えば
銅層28を形成する工程と、その銅層28の成膜後また
は成膜中に銅層28を流動化させる処理を行うことによ
って、溝26に配線用金属層としての銅層28を埋め込
むと共にその埋め込まれている銅層28とその上の銅層
28aとの間に空隙29を形成する工程と、溝26に埋
め込まれている銅層28以外の銅層28aを取り除く工
程とを有するものである。
術とを使用した配線パターンの形成方法とは異なり、特
有な製造工程によって配線パターンを微細に形成できる
半導体集積回路装置およびその製造方法ならびに製造装
置を提供する。 【解決手段】 層間絶縁膜25に溝26を形成した後
に、層間絶縁膜25の上に配線用金属層としての例えば
銅層28を形成する工程と、その銅層28の成膜後また
は成膜中に銅層28を流動化させる処理を行うことによ
って、溝26に配線用金属層としての銅層28を埋め込
むと共にその埋め込まれている銅層28とその上の銅層
28aとの間に空隙29を形成する工程と、溝26に埋
め込まれている銅層28以外の銅層28aを取り除く工
程とを有するものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置およびその製造方法ならびにそれに用いる製造装置に
関し、特に、特有な製造工程によって配線層のパターン
を微細化をもって形成できる半導体集積回路装置および
その製造方法ならびにそれに用いる製造装置に関するも
のである。
置およびその製造方法ならびにそれに用いる製造装置に
関し、特に、特有な製造工程によって配線層のパターン
を微細化をもって形成できる半導体集積回路装置および
その製造方法ならびにそれに用いる製造装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】ところで、本発明者は、半導体集積回路
装置の製造方法について検討した。以下は、本発明者に
よって検討された技術であり、その概要は次のとおりで
ある。
装置の製造方法について検討した。以下は、本発明者に
よって検討された技術であり、その概要は次のとおりで
ある。
【0003】すなわち、半導体集積回路装置における配
線層の製造方法は、絶縁膜上に例えばアルミニウム層な
どの配線用金属層をスパッタリング法を使用して形成し
た後、フォトリソグラフィ工程により配線用金属層上に
配置しているレジスト膜に配線パターンと同一形状のレ
ジストパターンを形成し、そのレジスト膜をマスクとし
てドライエッチング工程により配線パターンを形成して
いる。
線層の製造方法は、絶縁膜上に例えばアルミニウム層な
どの配線用金属層をスパッタリング法を使用して形成し
た後、フォトリソグラフィ工程により配線用金属層上に
配置しているレジスト膜に配線パターンと同一形状のレ
ジストパターンを形成し、そのレジスト膜をマスクとし
てドライエッチング工程により配線パターンを形成して
いる。
【0004】なお、半導体集積回路装置における配線層
の形成技術について記載されている文献としては、例え
ば平成元年11月2日、(株)プレスジャーナル発行の
「’90最新半導体プロセス技術」p267〜p273
に記載されているものがある。
の形成技術について記載されている文献としては、例え
ば平成元年11月2日、(株)プレスジャーナル発行の
「’90最新半導体プロセス技術」p267〜p273
に記載されているものがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した半
導体集積回路装置における配線層の製造方法は、フォト
リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを使用して配
線パターンを形成していることによって、配線層の微細
化に伴い、特にドライエッチング工程によって配線パタ
ーンの微細化が困難となっているなどの種々の問題が発
生している。
導体集積回路装置における配線層の製造方法は、フォト
リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを使用して配
線パターンを形成していることによって、配線層の微細
化に伴い、特にドライエッチング工程によって配線パタ
ーンの微細化が困難となっているなどの種々の問題が発
生している。
【0006】一方、溝が形成されている絶縁膜上に例え
ばアルミニウム層または銅層などの配線用金属層を埋め
込んだ後、溝外部の余分な配線用金属層をCMP(Chem
icalMechanical Polishing 、化学機械研磨)法を用い
て除去することにより、溝内に配線パターンを形成する
方法が検討されている。
ばアルミニウム層または銅層などの配線用金属層を埋め
込んだ後、溝外部の余分な配線用金属層をCMP(Chem
icalMechanical Polishing 、化学機械研磨)法を用い
て除去することにより、溝内に配線パターンを形成する
方法が検討されている。
【0007】しかし、この方法においては、配線の微細
化に伴い、微細な溝内に配線用金属層を埋め込むことが
困難となることが予想される。また、微細配線層の密集
部や孤立部がありしかも幅太配線層の混在しているよう
な状況下で、配線パターンに依存した局所的な研磨速度
の増大によるくぼみなどの発生や配線層の加工時のスト
レスなどによる溝内の配線用金属層の剥離や剥離部分か
らの研磨液の侵入による配線用金属層の腐食などを伴う
ことなしに、高精度に溝外部の配線用金属層(不要な配
線用金属層)を除去することも困難になることが予想さ
れる。
化に伴い、微細な溝内に配線用金属層を埋め込むことが
困難となることが予想される。また、微細配線層の密集
部や孤立部がありしかも幅太配線層の混在しているよう
な状況下で、配線パターンに依存した局所的な研磨速度
の増大によるくぼみなどの発生や配線層の加工時のスト
レスなどによる溝内の配線用金属層の剥離や剥離部分か
らの研磨液の侵入による配線用金属層の腐食などを伴う
ことなしに、高精度に溝外部の配線用金属層(不要な配
線用金属層)を除去することも困難になることが予想さ
れる。
【0008】本発明の目的は、フォトリソグラフィ技術
と選択エッチング技術とを使用した配線パターンの形成
方法とは異なり、特有な製造工程によって配線パターン
を微細化をもって形成できる半導体集積回路装置および
その製造方法ならびにそれに用いる製造装置を提供する
ことにある。
と選択エッチング技術とを使用した配線パターンの形成
方法とは異なり、特有な製造工程によって配線パターン
を微細化をもって形成できる半導体集積回路装置および
その製造方法ならびにそれに用いる製造装置を提供する
ことにある。
【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0011】すなわち、(1).本発明の半導体集積回
路装置は、絶縁膜に溝あるいは孔の少なくともいずれか
一方が形成されており、溝または孔の少なくともいずれ
か一方に埋め込まれている配線用金属層が、その配線用
金属層の成膜後または成膜中に配線用金属層を流動化さ
せる処理を行うことによって、溝あるいは孔の少なくと
もいずれか一方に配線用金属層を埋め込むと共にその埋
め込まれている配線用金属層とその上の配線用金属層と
の間に空隙を形成した後、埋め込まれている配線用金属
層以外の配線用金属層を取り除く工程をもって形成され
ている。または、半導体基板上の絶縁膜に溝あるいは孔
の少なくともいずれか一方が形成されており、配線用金
属層が、その成膜直後の状態では溝あるいは孔の上方に
配線層の段差部を形成される態様であり、その成膜後の
流動化を行うことなく、前記溝または前記孔の少なくと
もいずれか一方に配線用金属層を埋め込んだ後、埋め込
まれている前記配線用金属層以外の配線用金属層を取り
除く工程をもって形成されている。
路装置は、絶縁膜に溝あるいは孔の少なくともいずれか
一方が形成されており、溝または孔の少なくともいずれ
か一方に埋め込まれている配線用金属層が、その配線用
金属層の成膜後または成膜中に配線用金属層を流動化さ
せる処理を行うことによって、溝あるいは孔の少なくと
もいずれか一方に配線用金属層を埋め込むと共にその埋
め込まれている配線用金属層とその上の配線用金属層と
の間に空隙を形成した後、埋め込まれている配線用金属
層以外の配線用金属層を取り除く工程をもって形成され
ている。または、半導体基板上の絶縁膜に溝あるいは孔
の少なくともいずれか一方が形成されており、配線用金
属層が、その成膜直後の状態では溝あるいは孔の上方に
配線層の段差部を形成される態様であり、その成膜後の
流動化を行うことなく、前記溝または前記孔の少なくと
もいずれか一方に配線用金属層を埋め込んだ後、埋め込
まれている前記配線用金属層以外の配線用金属層を取り
除く工程をもって形成されている。
【0012】(2).本発明の半導体集積回路装置の製
造方法は、絶縁膜に溝あるいは孔の少なくともいずれか
一方を形成した後に、絶縁膜の上に配線用金属層を形成
する工程と、配線用金属層の成膜後または成膜中に配線
用金属層を流動化させる処理を行うことによって、溝あ
るいは前記孔の少なくともいずれか一方に配線用金属層
を埋め込むと共にその埋め込まれている配線用金属層と
その上の配線用金属層との間に空隙を形成する工程と、
溝または孔の少なくともいずれか一方に埋め込まれてい
る配線用金属層以外の配線用金属層を取り除く工程とを
有する。または、半導体基板上の絶縁膜に溝あるいは孔
の少なくともいずれか一方を形成する工程と、前記溝あ
るいは前記孔の上方に配線層の段差部を形成される態様
で、配線用金属層を前記絶縁膜の上に形成する工程と、
前記溝あるいは前記孔の少なくともいずれか一方に埋め
込まれている前記配線用金属層以外の配線用金属層を取
り除く工程とを有する。
造方法は、絶縁膜に溝あるいは孔の少なくともいずれか
一方を形成した後に、絶縁膜の上に配線用金属層を形成
する工程と、配線用金属層の成膜後または成膜中に配線
用金属層を流動化させる処理を行うことによって、溝あ
るいは前記孔の少なくともいずれか一方に配線用金属層
を埋め込むと共にその埋め込まれている配線用金属層と
その上の配線用金属層との間に空隙を形成する工程と、
溝または孔の少なくともいずれか一方に埋め込まれてい
る配線用金属層以外の配線用金属層を取り除く工程とを
有する。または、半導体基板上の絶縁膜に溝あるいは孔
の少なくともいずれか一方を形成する工程と、前記溝あ
るいは前記孔の上方に配線層の段差部を形成される態様
で、配線用金属層を前記絶縁膜の上に形成する工程と、
前記溝あるいは前記孔の少なくともいずれか一方に埋め
込まれている前記配線用金属層以外の配線用金属層を取
り除く工程とを有する。
【0013】(3).本発明の製造装置は、ターゲット
がターゲット位置調節機構にセットされており、ターゲ
ット位置調節機構によって、ターゲットとウエハとの間
の距離を制御することができるようになっていたり、ス
パッタリング室におけるガス導入部に3種類のガス導入
機構が連結されていたり、ウエハを載置できるウエハス
テージにそのウエハの温度を調節できる温度調節機構が
設置されていたり、ターゲットとウエハとの間にスパッ
タリング粒子の指向性を制御する機能をもった構造物が
設置されていたりする配線金属成膜用のスパッタリング
室を有するものであり、しかもその配線金属成膜用のス
パッタリング室およびロードロック室、前処理加熱室、
高融点金属成膜用のスパッタリング室、プラズマ処理室
および後処理室が搬送室にゲートバルブを介して連結さ
れているものである。
がターゲット位置調節機構にセットされており、ターゲ
ット位置調節機構によって、ターゲットとウエハとの間
の距離を制御することができるようになっていたり、ス
パッタリング室におけるガス導入部に3種類のガス導入
機構が連結されていたり、ウエハを載置できるウエハス
テージにそのウエハの温度を調節できる温度調節機構が
設置されていたり、ターゲットとウエハとの間にスパッ
タリング粒子の指向性を制御する機能をもった構造物が
設置されていたりする配線金属成膜用のスパッタリング
室を有するものであり、しかもその配線金属成膜用のス
パッタリング室およびロードロック室、前処理加熱室、
高融点金属成膜用のスパッタリング室、プラズマ処理室
および後処理室が搬送室にゲートバルブを介して連結さ
れているものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、重複説明は省略する。
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、重複説明は省略する。
【0015】(実施の形態1)図1は、本発明の一実施
の形態である製造装置を示す概略構成図である。図2
は、図1に示す製造装置における配線金属成膜用のスパ
ッタリング室を示す概略断面図である。
の形態である製造装置を示す概略構成図である。図2
は、図1に示す製造装置における配線金属成膜用のスパ
ッタリング室を示す概略断面図である。
【0016】図1に示すように、本実施の形態の製造装
置1は、配線用金属層の成膜およびその埋め込みに用い
ることができるものであり、ロードロック室2、前処理
加熱室3、高融点金属成膜用のスパッタリング室4、プ
ラズマ処理室5、配線金属成膜用のスパッタリング室6
および後処理室7が搬送室8にゲートバルブ9を介して
連結されている。
置1は、配線用金属層の成膜およびその埋め込みに用い
ることができるものであり、ロードロック室2、前処理
加熱室3、高融点金属成膜用のスパッタリング室4、プ
ラズマ処理室5、配線金属成膜用のスパッタリング室6
および後処理室7が搬送室8にゲートバルブ9を介して
連結されている。
【0017】また、各室に必要に応じてウエハを搬入す
ると共に搬出する機構部である搬送室8は、真空ポンプ
(図示を省略)に連結されて減圧状態にできるようにな
っていることによって、真空状態にすることができるの
で、前述した各室も搬送室8における真空状態をもって
搬送室8に連結されている。
ると共に搬出する機構部である搬送室8は、真空ポンプ
(図示を省略)に連結されて減圧状態にできるようにな
っていることによって、真空状態にすることができるの
で、前述した各室も搬送室8における真空状態をもって
搬送室8に連結されている。
【0018】本実施の形態の製造装置1における配線金
属成膜用のスパッタリング室6以外のロードロック室
2、前処理加熱室3、高融点金属成膜用のスパッタリン
グ室4、プラズマ処理室5、後処理室6およびそれらの
各室が連結されている搬送室8は、本発明者が過去に発
明した製造装置と同様であることにより、その詳細な説
明を省略する。なお、本発明者が過去に発明した製造装
置は、特開平8−162534号公報および特願平7−
136253号明細書に記載されている。
属成膜用のスパッタリング室6以外のロードロック室
2、前処理加熱室3、高融点金属成膜用のスパッタリン
グ室4、プラズマ処理室5、後処理室6およびそれらの
各室が連結されている搬送室8は、本発明者が過去に発
明した製造装置と同様であることにより、その詳細な説
明を省略する。なお、本発明者が過去に発明した製造装
置は、特開平8−162534号公報および特願平7−
136253号明細書に記載されている。
【0019】図2に示すように、本実施の形態の製造装
置1における配線金属成膜用のスパッタリング室6は、
スパッタリング処理を行うことができる処理部であり、
スパッタリング室6の内部にウエハ10をセットするウ
エハステージ11とターゲット12が配置されている。
置1における配線金属成膜用のスパッタリング室6は、
スパッタリング処理を行うことができる処理部であり、
スパッタリング室6の内部にウエハ10をセットするウ
エハステージ11とターゲット12が配置されている。
【0020】すなわち、ウエハ10は、ウエハステージ
11の上に載置されている。ウエハステージ11には、
ウエハ10の温度を調節できる温度調節機構(図示を省
略している)が設置されている。したがって、ウエハス
テージ11に設置されている温度調節機構を冷却機構と
して使用することによって、配線用金属層の成膜中のウ
エハ10の温度の上昇を抑制することができるなど、ウ
エハ10の温度を制御することができる。
11の上に載置されている。ウエハステージ11には、
ウエハ10の温度を調節できる温度調節機構(図示を省
略している)が設置されている。したがって、ウエハス
テージ11に設置されている温度調節機構を冷却機構と
して使用することによって、配線用金属層の成膜中のウ
エハ10の温度の上昇を抑制することができるなど、ウ
エハ10の温度を制御することができる。
【0021】ウエハステージ11には温度調節機構と連
結しているガス導入管11aが設置されている。したが
って、ウエハステージ11の裏面から温度調節機構を使
用してウエハ10の冷却用のアルゴンガスをガス導入管
11aを通じて供給しながら、アルゴンプラズマを生成
しスパッタリングを行うことができる。
結しているガス導入管11aが設置されている。したが
って、ウエハステージ11の裏面から温度調節機構を使
用してウエハ10の冷却用のアルゴンガスをガス導入管
11aを通じて供給しながら、アルゴンプラズマを生成
しスパッタリングを行うことができる。
【0022】ターゲット12は、ターゲット位置調節機
構13にセットされており、ターゲット位置調節機構1
3によって、ターゲット12とウエハ10との間の距離
を制御することができるようになっている。
構13にセットされており、ターゲット位置調節機構1
3によって、ターゲット12とウエハ10との間の距離
を制御することができるようになっている。
【0023】また、本実施の形態の配線金属成膜用のス
パッタリング室6におけるガス導入部14は、3種類の
ガス導入機構14a〜14cが連結されており、例えば
ガス導入機構14aにはアルゴン(Ar)ガスが導入さ
れ、ガス導入機構14bには水素(H2 )ガスが導入さ
れ、ガス導入機構14cには酸素(O2 )ガスが導入さ
れており、必要に応じてそれぞれのガスまたはそれらの
混合ガスをスパッタリング室6の内部に供給することが
できる。
パッタリング室6におけるガス導入部14は、3種類の
ガス導入機構14a〜14cが連結されており、例えば
ガス導入機構14aにはアルゴン(Ar)ガスが導入さ
れ、ガス導入機構14bには水素(H2 )ガスが導入さ
れ、ガス導入機構14cには酸素(O2 )ガスが導入さ
れており、必要に応じてそれぞれのガスまたはそれらの
混合ガスをスパッタリング室6の内部に供給することが
できる。
【0024】さらに、ウエハ10とターゲット12の間
にウエハ10に対してほぼ垂直な方向に貫通孔を有する
構造物15を必要に応じて配置させることができる。構
造物15に開口された貫通孔の形状は、例えば最大開口
長が3cm以下、深さ/最大開口長の比が0.9以下であ
る。この構造物15を設けることにより、構造物15が
ターゲット12とウエハ10との間にスパッタリング粒
子の指向性を制御する機能をもっていることにより、所
定の条件下でスパッタリング法を使用して例えば高アス
ペクト比の接続孔の側壁と底面の両方に平坦部に比べ1
0%以上の段差被覆性を確保した状態でもって配線用金
属層の成膜ができる。
にウエハ10に対してほぼ垂直な方向に貫通孔を有する
構造物15を必要に応じて配置させることができる。構
造物15に開口された貫通孔の形状は、例えば最大開口
長が3cm以下、深さ/最大開口長の比が0.9以下であ
る。この構造物15を設けることにより、構造物15が
ターゲット12とウエハ10との間にスパッタリング粒
子の指向性を制御する機能をもっていることにより、所
定の条件下でスパッタリング法を使用して例えば高アス
ペクト比の接続孔の側壁と底面の両方に平坦部に比べ1
0%以上の段差被覆性を確保した状態でもって配線用金
属層の成膜ができる。
【0025】前述した本実施の形態の製造装置1におけ
る配線金属成膜用のスパッタリング室6は、ターゲット
位置調節機構13によって、ターゲット12とウエハ1
0との間の距離を制御することができるようになってい
る。
る配線金属成膜用のスパッタリング室6は、ターゲット
位置調節機構13によって、ターゲット12とウエハ1
0との間の距離を制御することができるようになってい
る。
【0026】その結果、本発明者の検討の結果、ターゲ
ット12とウエハ10との間の距離をウエハ10の半径
以上となる位置関係またはターゲット12の実効的な半
径R1 とウエハ10の半径R2 との和(ターゲット12
の実効的な半径R1 +ウエハ10の半径R2 )を3の平
方根(1.73205)で割った値以上とし、しかも放電
時のスパッタ粒子の平均自由行程がTW(ターゲット1
2とウエハ10との間の距離)/cos [tan -1{(R1
+R2 )/TW}]以上となるような条件下でスパッタ
リング法を使用して配線用金属層の成膜を行うと、ウエ
ハ10に入射するスパッタ粒子の指向性を改善すること
ができる。また、スパッタリング粒子の指向性を制御す
る機能をもった構造物15をウエハ10とターゲット1
2の間に配置し、その構造物15とウエハ10との間の
距離が放電時の平均自由行程の1/2以下となりかつ構
造物15の高さの2倍以上となるような条件下でスパッ
タリング法を使用して配線用金属層の成膜を行うと、ウ
エハ10に入射するスパッタ粒子の指向性を改善するこ
とができる。
ット12とウエハ10との間の距離をウエハ10の半径
以上となる位置関係またはターゲット12の実効的な半
径R1 とウエハ10の半径R2 との和(ターゲット12
の実効的な半径R1 +ウエハ10の半径R2 )を3の平
方根(1.73205)で割った値以上とし、しかも放電
時のスパッタ粒子の平均自由行程がTW(ターゲット1
2とウエハ10との間の距離)/cos [tan -1{(R1
+R2 )/TW}]以上となるような条件下でスパッタ
リング法を使用して配線用金属層の成膜を行うと、ウエ
ハ10に入射するスパッタ粒子の指向性を改善すること
ができる。また、スパッタリング粒子の指向性を制御す
る機能をもった構造物15をウエハ10とターゲット1
2の間に配置し、その構造物15とウエハ10との間の
距離が放電時の平均自由行程の1/2以下となりかつ構
造物15の高さの2倍以上となるような条件下でスパッ
タリング法を使用して配線用金属層の成膜を行うと、ウ
エハ10に入射するスパッタ粒子の指向性を改善するこ
とができる。
【0027】前述した本実施の形態の製造装置1によれ
ば、ターゲット12とウエハ10との間の距離および放
電時の平均自由工程を本発明者の検討の結果に基づいた
条件下でスパッタリング法を使用して配線用金属層の成
膜を行うことができることによって、ウエハ10に入射
するスパッタ粒子の指向性を改善することができる。
ば、ターゲット12とウエハ10との間の距離および放
電時の平均自由工程を本発明者の検討の結果に基づいた
条件下でスパッタリング法を使用して配線用金属層の成
膜を行うことができることによって、ウエハ10に入射
するスパッタ粒子の指向性を改善することができる。
【0028】また、前述した本実施の形態の製造装置1
によれば、スパッタリング粒子の指向性を制御する機能
をもった構造物15をウエハ10とターゲット12の間
に配置し、その構造物15とウエハ10との間の距離が
放電時の平均自由行程の1/2以下となりかつ構造物1
5の高さの2倍以上となるような本発明者の検討の結果
に基づいた条件下でスパッタリング法を使用して配線用
金属層の成膜を行うことができることによって、ウエハ
10に入射するスパッタ粒子の指向性を改善することが
できる。
によれば、スパッタリング粒子の指向性を制御する機能
をもった構造物15をウエハ10とターゲット12の間
に配置し、その構造物15とウエハ10との間の距離が
放電時の平均自由行程の1/2以下となりかつ構造物1
5の高さの2倍以上となるような本発明者の検討の結果
に基づいた条件下でスパッタリング法を使用して配線用
金属層の成膜を行うことができることによって、ウエハ
10に入射するスパッタ粒子の指向性を改善することが
できる。
【0029】(実施の形態2)図3〜図18は、本発明
の他の実施の形態である半導体集積回路装置の製造工程
を示す断面図である。同図を用いて、本実施の形態の半
導体集積回路装置およびその製造方法について説明す
る。
の他の実施の形態である半導体集積回路装置の製造工程
を示す断面図である。同図を用いて、本実施の形態の半
導体集積回路装置およびその製造方法について説明す
る。
【0030】まず、例えば200mmの直径のウエハ状
の半導体基板21に複数のMOSFET(Metal Oxide
Semiconductor Field Effect Transistor )22を形成
した後、半導体基板21の上に絶縁膜23を形成した
後、コンタクト電極24を形成する(図3)。この場
合、ウエハ10に複数のMOSFET22などを形成す
る製造工程は、種々の先行技術を使用して行うことがで
きる。なお、本実施の形態を説明する際に、ウエハ状の
半導体基板21およびその上に形成される絶縁膜23な
どを包括して、ウエハ10と称する。
の半導体基板21に複数のMOSFET(Metal Oxide
Semiconductor Field Effect Transistor )22を形成
した後、半導体基板21の上に絶縁膜23を形成した
後、コンタクト電極24を形成する(図3)。この場
合、ウエハ10に複数のMOSFET22などを形成す
る製造工程は、種々の先行技術を使用して行うことがで
きる。なお、本実施の形態を説明する際に、ウエハ状の
半導体基板21およびその上に形成される絶縁膜23な
どを包括して、ウエハ10と称する。
【0031】すなわち、例えばp型のシリコン単結晶で
ある半導体基板21からなるウエハ10の表面の選択的
な領域である素子分離領域に熱酸化処理を用いて酸化シ
リコン膜からなるフィールド絶縁膜を形成する。なお、
図示を省略しているがフィールド絶縁膜の下に反転防止
用のチャネルストッパー層を形成している。次に、フィ
ールド絶縁膜によって囲まれた活性領域に酸化シリコン
からなるゲート絶縁膜を形成し、このゲート絶縁膜の上
に導電性の多結晶シリコンからなるゲート電極を形成す
る。ゲート電極は、ウエハ10の上に導電性の多結晶シ
リコン膜および酸化シリコン膜からなる絶縁膜を順次堆
積し、これらを順次エッチングして形成する。その後、
ゲート電極の側壁に酸化シリコン膜からなるサイドウォ
ール絶縁膜を形成する。その後、ウエハ10に例えばリ
ン(P)などのn型の不純物をイオン注入してソースお
よびドレインとなるn型の半導体領域を形成する。
ある半導体基板21からなるウエハ10の表面の選択的
な領域である素子分離領域に熱酸化処理を用いて酸化シ
リコン膜からなるフィールド絶縁膜を形成する。なお、
図示を省略しているがフィールド絶縁膜の下に反転防止
用のチャネルストッパー層を形成している。次に、フィ
ールド絶縁膜によって囲まれた活性領域に酸化シリコン
からなるゲート絶縁膜を形成し、このゲート絶縁膜の上
に導電性の多結晶シリコンからなるゲート電極を形成す
る。ゲート電極は、ウエハ10の上に導電性の多結晶シ
リコン膜および酸化シリコン膜からなる絶縁膜を順次堆
積し、これらを順次エッチングして形成する。その後、
ゲート電極の側壁に酸化シリコン膜からなるサイドウォ
ール絶縁膜を形成する。その後、ウエハ10に例えばリ
ン(P)などのn型の不純物をイオン注入してソースお
よびドレインとなるn型の半導体領域を形成する。
【0032】その後、ウエハ10の上に絶縁膜23を形
成し、それにコンタクトホールを形成した後、コンタク
ト電極24を形成する。具体的には、ウエハ10の上に
絶縁膜23としての例えば酸化シリコン膜をプラズマC
VD(Chemical Vapor Deposition )法を使用して形成
した後、化学機械研磨(CMP)法を使用してその絶縁
膜23の表面を平坦化する。その後、フォトリソグラフ
ィ技術と選択エッチング技術とを使用して絶縁膜23に
コンタクトホールを形成した後、コンタクト電極24と
しての例えばタングステン(W)層を選択CVD法など
を使用してコンタクトホールに埋め込む作業を行う。
成し、それにコンタクトホールを形成した後、コンタク
ト電極24を形成する。具体的には、ウエハ10の上に
絶縁膜23としての例えば酸化シリコン膜をプラズマC
VD(Chemical Vapor Deposition )法を使用して形成
した後、化学機械研磨(CMP)法を使用してその絶縁
膜23の表面を平坦化する。その後、フォトリソグラフ
ィ技術と選択エッチング技術とを使用して絶縁膜23に
コンタクトホールを形成した後、コンタクト電極24と
しての例えばタングステン(W)層を選択CVD法など
を使用してコンタクトホールに埋め込む作業を行う。
【0033】次に、ウエハ10の上に1層目の層間絶縁
膜(絶縁膜)25を形成した後、それに配線用の溝26
を形成する(図4)。すなわち、ウエハ10の上に層間
絶縁膜25として例えば酸化シリコン膜をプラズマCV
D法を使用して形成した後、フォトリソグラフィ技術と
ドライエッチングなどの選択エッチング技術とを使用し
て、配線層を配置する部分に溝26を形成する。
膜(絶縁膜)25を形成した後、それに配線用の溝26
を形成する(図4)。すなわち、ウエハ10の上に層間
絶縁膜25として例えば酸化シリコン膜をプラズマCV
D法を使用して形成した後、フォトリソグラフィ技術と
ドライエッチングなどの選択エッチング技術とを使用し
て、配線層を配置する部分に溝26を形成する。
【0034】この場合、1層目の層間絶縁膜25は、溝
26内に形成される(溝26の側面に接して形成され
る)配線層およびこの層間絶縁膜25が介在している配
線層の容量を低減するために、誘電率が4.5以下の絶縁
膜であるプラズマCVD法を使用して形成した酸化シリ
コン膜(誘電率が約4.2である絶縁膜)または無機SO
G(Spin On Glass )膜などの塗布絶縁膜(誘電率が約
4以下である絶縁膜)などを使用する。そのため、窒化
シリコン膜(誘電率が約8である絶縁膜)などの誘電率
が高い絶縁膜の使用を避けている。また、1層目の配線
層または接続孔などの孔に埋め込まれている配線層(コ
ンタクト電極、柱形状のピラー(pillar)またはプラグ
(plug)と称されている配線用金属層)は、1層目の層
間絶縁膜25に溝26などの溝または接続孔などの孔を
形成し、その溝または孔に配線用金属層を埋め込む態様
とすることができる。
26内に形成される(溝26の側面に接して形成され
る)配線層およびこの層間絶縁膜25が介在している配
線層の容量を低減するために、誘電率が4.5以下の絶縁
膜であるプラズマCVD法を使用して形成した酸化シリ
コン膜(誘電率が約4.2である絶縁膜)または無機SO
G(Spin On Glass )膜などの塗布絶縁膜(誘電率が約
4以下である絶縁膜)などを使用する。そのため、窒化
シリコン膜(誘電率が約8である絶縁膜)などの誘電率
が高い絶縁膜の使用を避けている。また、1層目の配線
層または接続孔などの孔に埋め込まれている配線層(コ
ンタクト電極、柱形状のピラー(pillar)またはプラグ
(plug)と称されている配線用金属層)は、1層目の層
間絶縁膜25に溝26などの溝または接続孔などの孔を
形成し、その溝または孔に配線用金属層を埋め込む態様
とすることができる。
【0035】その後、前述した実施の形態1の製造装置
1におけるロードロック室2にウエハ10を導入し、真
空引きを行う。真空引き完了後、ウエハ10を前処理加
熱室3に搬送する。前処理加熱室3において、ウエハ1
0を例えば200℃まで加熱し、ウエハ10に吸着して
いた水分などの不純物を除去する。なお、図19は、本
実施の形態の配線層を形成する製造工程を示すプロセス
図である。
1におけるロードロック室2にウエハ10を導入し、真
空引きを行う。真空引き完了後、ウエハ10を前処理加
熱室3に搬送する。前処理加熱室3において、ウエハ1
0を例えば200℃まで加熱し、ウエハ10に吸着して
いた水分などの不純物を除去する。なお、図19は、本
実施の形態の配線層を形成する製造工程を示すプロセス
図である。
【0036】次に、ウエハ10を高融点金属成膜用のス
パッタリング室4に搬送し、ウエハ10の上に、高融点
金属を含有している層として例えば窒化チタン(Ti
N)層27を形成する(図5)。高融点金属を含有して
いる層は、後述する配線層の下層となるものであり、配
線層と層間絶縁膜25との密着性を向上させるために形
成するものであり、この高融点金属を含有している層を
必要に応じて設けたり、設ける必要がない場合がある。
また、本実施の形態の場合、配線用金属層として、アル
ミニウム(Al)層またはその材料の合金層などを使用
でき、例えば銅(Cu)層、銀(Ag)層または金(A
u)層あるいはそれらの材料の合金層を使用する場合
に、その下層としての高融点金属を含有している層とし
て、チタン(Ti)、タングステン(W)、モリブデン
(Mo)などの材料あるいはその化合物(TiSiな
ど)からなる金属層またはその材料の合金層(TiWな
ど)を使用することができる。
パッタリング室4に搬送し、ウエハ10の上に、高融点
金属を含有している層として例えば窒化チタン(Ti
N)層27を形成する(図5)。高融点金属を含有して
いる層は、後述する配線層の下層となるものであり、配
線層と層間絶縁膜25との密着性を向上させるために形
成するものであり、この高融点金属を含有している層を
必要に応じて設けたり、設ける必要がない場合がある。
また、本実施の形態の場合、配線用金属層として、アル
ミニウム(Al)層またはその材料の合金層などを使用
でき、例えば銅(Cu)層、銀(Ag)層または金(A
u)層あるいはそれらの材料の合金層を使用する場合
に、その下層としての高融点金属を含有している層とし
て、チタン(Ti)、タングステン(W)、モリブデン
(Mo)などの材料あるいはその化合物(TiSiな
ど)からなる金属層またはその材料の合金層(TiWな
ど)を使用することができる。
【0037】次に、ウエハ10をプラズマ処理室5に搬
送する。プラズマ処理室5においてはウエハ10表面に
例えばアルゴン(Ar)プラズマを照射する。この目的
は、ウエハ10表面をアルゴンイオンでスパッタし、層
間絶縁膜25における平坦部の窒化チタン層27を除去
することと、溝26内をアルゴンイオンで照射すること
によって、後述する配線層としての銅層に対する密着性
の改善を行うことができる(図6)。
送する。プラズマ処理室5においてはウエハ10表面に
例えばアルゴン(Ar)プラズマを照射する。この目的
は、ウエハ10表面をアルゴンイオンでスパッタし、層
間絶縁膜25における平坦部の窒化チタン層27を除去
することと、溝26内をアルゴンイオンで照射すること
によって、後述する配線層としての銅層に対する密着性
の改善を行うことができる(図6)。
【0038】なお、層間絶縁層25における平坦部の窒
化チタン層27の除去は、例えばCMP装置などの別の
製造装置によって行ってもよい。また、この溝26に形
成する配線層の態様によって、前述の窒化チタン層27
の成膜とこのプラズマ処理を行わなくてもよい。
化チタン層27の除去は、例えばCMP装置などの別の
製造装置によって行ってもよい。また、この溝26に形
成する配線層の態様によって、前述の窒化チタン層27
の成膜とこのプラズマ処理を行わなくてもよい。
【0039】その後、プラズマ処理後、ウエハ10を配
線金属成膜用のスパッタリング室6に搬送する。配線金
属成膜用のスパッタリング室6においては、ウエハ10
の上に、1層目の配線層として例えば銅層(配線用金属
層)28を成膜する(図7)。この場合、図7に示すよ
うに、銅層28の成膜中にスパッタリング粒子の指向性
を特有なものとし、層間絶縁膜25の平坦部には厚膜の
銅層28が形成される一方、溝26内のステップカバレ
ージを特有なものとして、溝26内には少量の銅層28
が埋め込まれ、その上に銅層28の段差部が形成される
態様とするために、銅層28を成膜する際のスパッタリ
ング法における条件を次の通りとしている。
線金属成膜用のスパッタリング室6に搬送する。配線金
属成膜用のスパッタリング室6においては、ウエハ10
の上に、1層目の配線層として例えば銅層(配線用金属
層)28を成膜する(図7)。この場合、図7に示すよ
うに、銅層28の成膜中にスパッタリング粒子の指向性
を特有なものとし、層間絶縁膜25の平坦部には厚膜の
銅層28が形成される一方、溝26内のステップカバレ
ージを特有なものとして、溝26内には少量の銅層28
が埋め込まれ、その上に銅層28の段差部が形成される
態様とするために、銅層28を成膜する際のスパッタリ
ング法における条件を次の通りとしている。
【0040】すなわち、前述した本実施の形態1の製造
装置1における配線金属成膜用のスパッタリング室6
は、ターゲット位置調節機構13によって、ターゲット
12とウエハ10との間の距離を制御することができる
ようになっている。
装置1における配線金属成膜用のスパッタリング室6
は、ターゲット位置調節機構13によって、ターゲット
12とウエハ10との間の距離を制御することができる
ようになっている。
【0041】その結果、ターゲット12とウエハ10と
の間の距離をウエハ10の半径以上となる位置関係(近
似的な設定条件)、またはその位置関係の確定的な値と
して、ターゲット12の実効的な半径R1 とウエハ10
の半径R2 との和(ターゲット12の実効的な半径R1
+ウエハ10の半径R2 )を3の平方根(1.7320
5)で割った値以上とし、しかも放電時のスパッタ粒子
の平均自由行程がTW(ターゲット12とウエハ10と
の間の距離)/cos [tan -1{(R1 +R2 )/T
W}]以上となるような条件下でスパッタリング法を使
用して銅層28の成膜を行うと、ウエハ10に入射する
スパッタ粒子の指向性を改善することができる。また、
スパッタリング粒子の指向性を制御する機能をもった構
造物15をウエハ10とターゲット12の間に配置し、
その構造物15とウエハ10との間の距離が放電時の平
均自由行程の1/2以下となりかつ構造物15の高さの
2倍以上となるような条件下でスパッタリング法を使用
して銅層28の成膜を行うと、ウエハ10に入射するス
パッタ粒子の指向性を改善することができる。
の間の距離をウエハ10の半径以上となる位置関係(近
似的な設定条件)、またはその位置関係の確定的な値と
して、ターゲット12の実効的な半径R1 とウエハ10
の半径R2 との和(ターゲット12の実効的な半径R1
+ウエハ10の半径R2 )を3の平方根(1.7320
5)で割った値以上とし、しかも放電時のスパッタ粒子
の平均自由行程がTW(ターゲット12とウエハ10と
の間の距離)/cos [tan -1{(R1 +R2 )/T
W}]以上となるような条件下でスパッタリング法を使
用して銅層28の成膜を行うと、ウエハ10に入射する
スパッタ粒子の指向性を改善することができる。また、
スパッタリング粒子の指向性を制御する機能をもった構
造物15をウエハ10とターゲット12の間に配置し、
その構造物15とウエハ10との間の距離が放電時の平
均自由行程の1/2以下となりかつ構造物15の高さの
2倍以上となるような条件下でスパッタリング法を使用
して銅層28の成膜を行うと、ウエハ10に入射するス
パッタ粒子の指向性を改善することができる。
【0042】したがって、銅層28を成膜する際のスパ
ッタリング法における条件は、具体的に、ターゲット1
2とウエハ10の距離は例えば200mm、ウエハ10
の直径は例えば200mm、スパッタリングに用いるア
ルゴンガス圧力は例えば0.01Paとしている。
ッタリング法における条件は、具体的に、ターゲット1
2とウエハ10の距離は例えば200mm、ウエハ10
の直径は例えば200mm、スパッタリングに用いるア
ルゴンガス圧力は例えば0.01Paとしている。
【0043】また、ウエハステージ11の設定温度は例
えば10℃であり、これにより、成膜中のウエハ10を
冷却する。なお、ウエハステージ11の設定温度は10
0℃以下とし、銅層28の成膜を無加熱もしくはウエハ
10の冷却状態として行うか、銅膜28の成膜後で高温
での成膜処理を行う態様とすることができる。
えば10℃であり、これにより、成膜中のウエハ10を
冷却する。なお、ウエハステージ11の設定温度は10
0℃以下とし、銅層28の成膜を無加熱もしくはウエハ
10の冷却状態として行うか、銅膜28の成膜後で高温
での成膜処理を行う態様とすることができる。
【0044】次に、ウエハ10を後処理室7に搬入し、
減圧下でウエハ10を熱処理する。熱処理条件は圧力を
0.002Paとし、温度を300℃とし、時間を3分と
している。この熱処理により、銅層28を流動化させ、
溝26を銅層28で埋め込みつつ、溝26側壁上部で層
間絶縁膜25の平坦部の銅層28aと溝26内部の銅層
28を分断することができ、溝26内部の銅層28とそ
の上の銅層28aとの間に空隙(ボイド)29を形成す
ることができる(図8)。なお、今後の説明に対し、流
動化した後の銅層28を区分化し、溝26内部の銅層を
28とし、層間絶縁膜25の平坦部の銅層を28aとし
ている。
減圧下でウエハ10を熱処理する。熱処理条件は圧力を
0.002Paとし、温度を300℃とし、時間を3分と
している。この熱処理により、銅層28を流動化させ、
溝26を銅層28で埋め込みつつ、溝26側壁上部で層
間絶縁膜25の平坦部の銅層28aと溝26内部の銅層
28を分断することができ、溝26内部の銅層28とそ
の上の銅層28aとの間に空隙(ボイド)29を形成す
ることができる(図8)。なお、今後の説明に対し、流
動化した後の銅層28を区分化し、溝26内部の銅層を
28とし、層間絶縁膜25の平坦部の銅層を28aとし
ている。
【0045】この場合、配線用金属層としての銅層28
を流動化させる処理として、配線用金属層としての銅層
28の成膜後または成膜中に減圧下の熱処理により配線
用金属層としての銅層28を流動化させる処理、また
は、配線用金属層としての銅層28の成膜後に100気
圧以上の高圧下での熱処理により配線用金属層としての
銅層28を流動化させる処理、または、配線用金属層と
しての銅層28の成膜を酸素を含む雰囲気中で行った後
に、水素を含む雰囲気中での熱処理によりその配線用金
属層としての銅層28を流動化させる処理を行う態様と
することができる。
を流動化させる処理として、配線用金属層としての銅層
28の成膜後または成膜中に減圧下の熱処理により配線
用金属層としての銅層28を流動化させる処理、また
は、配線用金属層としての銅層28の成膜後に100気
圧以上の高圧下での熱処理により配線用金属層としての
銅層28を流動化させる処理、または、配線用金属層と
しての銅層28の成膜を酸素を含む雰囲気中で行った後
に、水素を含む雰囲気中での熱処理によりその配線用金
属層としての銅層28を流動化させる処理を行う態様と
することができる。
【0046】次に、ウエハ10を製造装置1から取り出
した後、ウエハ10の上の銅層28aの表面に樹脂テー
プなどの粘着性の物質などからなる物体30を貼付ける
(図9)。その後、その物体30を操作してその物体3
0に貼付けられている銅層28aを層間絶縁膜25から
剥離する(図10)ことにより、層間絶縁膜25の平坦
部の銅層28aを選択的に除去し、溝26内に1層目の
配線層としての銅層28を形成する(図11)。
した後、ウエハ10の上の銅層28aの表面に樹脂テー
プなどの粘着性の物質などからなる物体30を貼付ける
(図9)。その後、その物体30を操作してその物体3
0に貼付けられている銅層28aを層間絶縁膜25から
剥離する(図10)ことにより、層間絶縁膜25の平坦
部の銅層28aを選択的に除去し、溝26内に1層目の
配線層としての銅層28を形成する(図11)。
【0047】1層目の配線層としての銅層28すなわち
溝26に埋め込まれている銅層28を残存させ、その上
の空隙29の上の不要な銅層28aを取り除く工程とし
ては、前述した工程以外に、取り除く銅層28aを化学
機械研磨法または機械研磨法を用いて取り除く工程、ま
たは、取り除く銅層28aの表面に犠牲膜を成膜した
後、ドライエッチング法またはウエットエッチング法を
使用して、取り除く配線層としての銅層28aおよびそ
の犠牲膜を取り除く工程、または、溝26の上の空隙2
9の上の取り除く銅層28aの表面にレジスト膜を形成
した後、そのレジスト膜をマスクとしてドライエッチン
グ法またはウエットエッチング法を使用して、銅層28
を取り除く工程、または、取り除く銅層28aの前述し
た種々の取り除く工程のいずれかを使用して、取り除く
銅層28aをおおむね除去した後に、さらに化学機械研
磨法または機械研磨法を使用して取り除く銅層28aを
完全に除去する工程を使用することができる。
溝26に埋め込まれている銅層28を残存させ、その上
の空隙29の上の不要な銅層28aを取り除く工程とし
ては、前述した工程以外に、取り除く銅層28aを化学
機械研磨法または機械研磨法を用いて取り除く工程、ま
たは、取り除く銅層28aの表面に犠牲膜を成膜した
後、ドライエッチング法またはウエットエッチング法を
使用して、取り除く配線層としての銅層28aおよびそ
の犠牲膜を取り除く工程、または、溝26の上の空隙2
9の上の取り除く銅層28aの表面にレジスト膜を形成
した後、そのレジスト膜をマスクとしてドライエッチン
グ法またはウエットエッチング法を使用して、銅層28
を取り除く工程、または、取り除く銅層28aの前述し
た種々の取り除く工程のいずれかを使用して、取り除く
銅層28aをおおむね除去した後に、さらに化学機械研
磨法または機械研磨法を使用して取り除く銅層28aを
完全に除去する工程を使用することができる。
【0048】なお、本実施の形態の他の態様として、前
述した配線用金属層としての銅層28を流動化させる処
理を行わなくても、層間絶縁膜25の溝26あるいは孔
の上方に配線層の段差部を形成される態様で、配線用金
属層としての銅層28を層間絶縁絶縁膜25の上に形成
することによって、層間絶縁膜25の平坦部の銅層28
aと溝26内部の銅層28を分断することができるの
で、溝26あるいは孔の少なくともいずれか一方に埋め
込まれている配線用金属層としての銅層28以外の配線
用金属層としての銅層28aを前述した種々の手法を利
用して取り除くことができる。
述した配線用金属層としての銅層28を流動化させる処
理を行わなくても、層間絶縁膜25の溝26あるいは孔
の上方に配線層の段差部を形成される態様で、配線用金
属層としての銅層28を層間絶縁絶縁膜25の上に形成
することによって、層間絶縁膜25の平坦部の銅層28
aと溝26内部の銅層28を分断することができるの
で、溝26あるいは孔の少なくともいずれか一方に埋め
込まれている配線用金属層としての銅層28以外の配線
用金属層としての銅層28aを前述した種々の手法を利
用して取り除くことができる。
【0049】次に、ウエハ10の上に2層目の層間絶縁
膜(絶縁膜)31を形成し、その選択的な領域に2層目
の配線層を形成するための溝32を形成する。この場合
の製造工程は、前述した1層目の層間絶縁膜25とその
選択的な領域に1層目の配線層を形成するための溝26
を形成する工程と同様な工程を使用して行うことができ
る。その後、選択エッチング法を使用して、特定の溝3
2に接続孔(スルーホールまたはコンタクトホールと称
されている孔)33を形成する(図12)。
膜(絶縁膜)31を形成し、その選択的な領域に2層目
の配線層を形成するための溝32を形成する。この場合
の製造工程は、前述した1層目の層間絶縁膜25とその
選択的な領域に1層目の配線層を形成するための溝26
を形成する工程と同様な工程を使用して行うことができ
る。その後、選択エッチング法を使用して、特定の溝3
2に接続孔(スルーホールまたはコンタクトホールと称
されている孔)33を形成する(図12)。
【0050】その後、接続孔33に例えばタングステン
などからなる配線用金属層34を選択CVD法などを使
用して形成する(図13)。この場合、配線用金属層3
4は、接続孔33の上に突出するように形成している。
などからなる配線用金属層34を選択CVD法などを使
用して形成する(図13)。この場合、配線用金属層3
4は、接続孔33の上に突出するように形成している。
【0051】次に、溝32に埋め込まれている2層目の
配線層としての例えば銅層(配線用金属層)35を形成
する(図14)。この場合の銅層35の製造工程は、前
述した1層目の配線層としての銅層28を形成する工程
と同様な工程を使用して行うことができる。
配線層としての例えば銅層(配線用金属層)35を形成
する(図14)。この場合の銅層35の製造工程は、前
述した1層目の配線層としての銅層28を形成する工程
と同様な工程を使用して行うことができる。
【0052】次に、ウエハ10の上に3層目の層間絶縁
膜(絶縁膜)36を形成し、その選択的な領域に3層目
の配線層を形成するための溝37を形成する。その後、
選択エッチング法を使用して、特定の溝37に接続孔3
8を形成する(図15)。この場合の製造工程は、前述
した2層目の層間絶縁膜31とその選択的な領域に2層
目の配線層を形成するための溝32とその溝32に接続
孔33を形成する工程と同様な工程を使用して行うこと
ができる。
膜(絶縁膜)36を形成し、その選択的な領域に3層目
の配線層を形成するための溝37を形成する。その後、
選択エッチング法を使用して、特定の溝37に接続孔3
8を形成する(図15)。この場合の製造工程は、前述
した2層目の層間絶縁膜31とその選択的な領域に2層
目の配線層を形成するための溝32とその溝32に接続
孔33を形成する工程と同様な工程を使用して行うこと
ができる。
【0053】その後、層間絶縁膜36をマスクとして、
接続孔38の下の銅層35を選択エッチング法を使用し
て取り除く作業を行う(図16)。次に、接続孔38に
例えばタングステンなどからなる配線用金属層39を選
択CVD法などを使用して形成する(図17)。この場
合、配線用金属層39は、接続孔38の上に突出するよ
うに形成しており、しかも下部の配線用金属層34と接
触し、それと一体化するように形成されている。この状
態に配線用金属層39とその下の配線用金属層34とを
形成することにより、コンタクト抵抗を低下することが
できる。
接続孔38の下の銅層35を選択エッチング法を使用し
て取り除く作業を行う(図16)。次に、接続孔38に
例えばタングステンなどからなる配線用金属層39を選
択CVD法などを使用して形成する(図17)。この場
合、配線用金属層39は、接続孔38の上に突出するよ
うに形成しており、しかも下部の配線用金属層34と接
触し、それと一体化するように形成されている。この状
態に配線用金属層39とその下の配線用金属層34とを
形成することにより、コンタクト抵抗を低下することが
できる。
【0054】次に、溝37に埋め込まれている3層目の
配線層としての例えば銅層(配線用金属層)40を形成
する(図18)。この場合の銅層40の製造工程は、前
述した1層目の配線層としての銅層28を形成する工程
と同様な工程を使用して行うことができる。
配線層としての例えば銅層(配線用金属層)40を形成
する(図18)。この場合の銅層40の製造工程は、前
述した1層目の配線層としての銅層28を形成する工程
と同様な工程を使用して行うことができる。
【0055】その後、前述した製造工程を繰り返して使
用して多層配線層を必要に応じて形成した後、パシベー
ション膜(図示を省略)を形成して、本実施の形態の半
導体集積回路装置の製造工程を終了する。
用して多層配線層を必要に応じて形成した後、パシベー
ション膜(図示を省略)を形成して、本実施の形態の半
導体集積回路装置の製造工程を終了する。
【0056】前述した本実施の形態の半導体集積回路装
置の製造方法は、溝26を形成している層間絶縁膜25
の上に配線用金属層として例えば銅層28を形成した
後、その銅層28の成膜後または成膜中に銅層28を流
動化させる処理を行うことによって、溝26に配線用金
属層としての銅層28を埋め込むと共にその埋め込まれ
ている銅層28とその上の銅層28aとの間に空隙29
を形成する工程と、溝26に埋め込まれている配線用金
属層としての銅層28以外の銅層28aを取り除く工程
とを有するものである。
置の製造方法は、溝26を形成している層間絶縁膜25
の上に配線用金属層として例えば銅層28を形成した
後、その銅層28の成膜後または成膜中に銅層28を流
動化させる処理を行うことによって、溝26に配線用金
属層としての銅層28を埋め込むと共にその埋め込まれ
ている銅層28とその上の銅層28aとの間に空隙29
を形成する工程と、溝26に埋め込まれている配線用金
属層としての銅層28以外の銅層28aを取り除く工程
とを有するものである。
【0057】また、前述した本実施の形態の半導体集積
回路装置の製造方法は、層間絶縁膜25の溝26あるい
は孔の上方に配線層の段差部を形成される態様で、配線
用金属層としての銅層28を層間絶縁膜25の上に形成
することによって、層間絶縁膜25の平坦部の銅層28
aと溝26内部の銅層28を分断する工程と、溝26に
埋め込まれている配線用金属層としての銅層28以外の
銅層28aを取り除く工程とを有するものである。
回路装置の製造方法は、層間絶縁膜25の溝26あるい
は孔の上方に配線層の段差部を形成される態様で、配線
用金属層としての銅層28を層間絶縁膜25の上に形成
することによって、層間絶縁膜25の平坦部の銅層28
aと溝26内部の銅層28を分断する工程と、溝26に
埋め込まれている配線用金属層としての銅層28以外の
銅層28aを取り除く工程とを有するものである。
【0058】その結果、前述した本実施の形態の半導体
集積回路装置の製造方法によれば、フォトリソグラフィ
技術と選択エッチング技術とを使用して配線層のパター
ンを形成する従来の配線層のパターンの製造工程を使用
せずに、配線層としての例えば銅層28を形成している
ことによって、配線層幅および隣接配線層間の距離が極
めて小さい配線層構造であろうとも微細加工により高精
度な寸法精度をもって配線層を製造することができる。
また、微細配線層の密集部や孤立部がありしかも幅太配
線層の混在しているような状況下であっても、高精度に
溝26外部の配線用金属層(不要な配線用金属層)を除
去することができることによって、微細加工により高精
度な寸法精度をもって配線層を製造することができる。
集積回路装置の製造方法によれば、フォトリソグラフィ
技術と選択エッチング技術とを使用して配線層のパター
ンを形成する従来の配線層のパターンの製造工程を使用
せずに、配線層としての例えば銅層28を形成している
ことによって、配線層幅および隣接配線層間の距離が極
めて小さい配線層構造であろうとも微細加工により高精
度な寸法精度をもって配線層を製造することができる。
また、微細配線層の密集部や孤立部がありしかも幅太配
線層の混在しているような状況下であっても、高精度に
溝26外部の配線用金属層(不要な配線用金属層)を除
去することができることによって、微細加工により高精
度な寸法精度をもって配線層を製造することができる。
【0059】また、前述した本実施の形態の半導体集積
回路装置の製造方法によれば、1層目の層間絶縁膜25
などの層間絶縁膜の材料として、誘電率が4.5以下の絶
縁膜であるプラズマCVD法を使用して形成した酸化シ
リコン膜(誘電率が約4.2である絶縁膜)または無機S
OG膜などの塗布絶縁膜(誘電率が約4以下である絶縁
膜)などを使用していることによって、その層間絶縁膜
25に形成されている溝26内に埋め込まれている(溝
26の側面と接している)銅層28などの配線層の容量
を低減することができると共にその銅層28などの配線
層の上に2層目の層間絶縁膜31を介在して配置されて
いる銅層35などの配線層との間の容量をも低減できる
ので、高性能で高信頼度の配線層構造とすることができ
る。
回路装置の製造方法によれば、1層目の層間絶縁膜25
などの層間絶縁膜の材料として、誘電率が4.5以下の絶
縁膜であるプラズマCVD法を使用して形成した酸化シ
リコン膜(誘電率が約4.2である絶縁膜)または無機S
OG膜などの塗布絶縁膜(誘電率が約4以下である絶縁
膜)などを使用していることによって、その層間絶縁膜
25に形成されている溝26内に埋め込まれている(溝
26の側面と接している)銅層28などの配線層の容量
を低減することができると共にその銅層28などの配線
層の上に2層目の層間絶縁膜31を介在して配置されて
いる銅層35などの配線層との間の容量をも低減できる
ので、高性能で高信頼度の配線層構造とすることができ
る。
【0060】さらに、前述した本実施の形態の半導体集
積回路装置の製造方法は、層間絶縁膜31における溝3
2内に形成されている接続孔33に配線用金属層34を
形成する際に、接続孔33に埋め込まれた配線用金属層
34の表面が接続孔33より突出するようにその配線用
金属層34を形成している。また、その接続孔33の上
に上層の層間絶縁膜36における溝37内に接続孔38
を形成し、その接続孔38に埋め込まれた配線用金属層
39の裏面がその下部の配線用金属層34の表面と直接
に接続するように形成している。
積回路装置の製造方法は、層間絶縁膜31における溝3
2内に形成されている接続孔33に配線用金属層34を
形成する際に、接続孔33に埋め込まれた配線用金属層
34の表面が接続孔33より突出するようにその配線用
金属層34を形成している。また、その接続孔33の上
に上層の層間絶縁膜36における溝37内に接続孔38
を形成し、その接続孔38に埋め込まれた配線用金属層
39の裏面がその下部の配線用金属層34の表面と直接
に接続するように形成している。
【0061】その結果、前述した本実施の形態の半導体
集積回路装置の製造方法によれば、接続孔33に埋め込
まれている配線用金属層34とその上部の接続孔38に
埋め込まれている配線用金属層39とが一体化するよう
に形成されていることによって、コンタクト抵抗を低下
することができるので、高性能で高信頼度の配線層構造
とすることができる。
集積回路装置の製造方法によれば、接続孔33に埋め込
まれている配線用金属層34とその上部の接続孔38に
埋め込まれている配線用金属層39とが一体化するよう
に形成されていることによって、コンタクト抵抗を低下
することができるので、高性能で高信頼度の配線層構造
とすることができる。
【0062】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
【0063】例えば、前述した実施の形態の溝または孔
に埋め込まれている配線用金属層の製造工程として、溝
または孔に配線用金属層を埋め込む工程とその後の不要
な配線用金属層を取り除く工程とは、それらの工程を複
数回繰り返して行って設計仕様に対応する複雑な構造の
配線層を形成する態様とすることができ、本発明は、そ
れらの工程を少なくとも1回以上行う製造工程を使用し
て設計仕様に対応する配線層を形成する製造工程に適用
できる。
に埋め込まれている配線用金属層の製造工程として、溝
または孔に配線用金属層を埋め込む工程とその後の不要
な配線用金属層を取り除く工程とは、それらの工程を複
数回繰り返して行って設計仕様に対応する複雑な構造の
配線層を形成する態様とすることができ、本発明は、そ
れらの工程を少なくとも1回以上行う製造工程を使用し
て設計仕様に対応する配線層を形成する製造工程に適用
できる。
【0064】また、本発明は、半導体素子を形成してい
る半導体基板をSOI(Silicon onInsulator)基板に
変更することができ、MOSFET、CMOSFETお
よびバイポーラトランジスタなどの種々の半導体素子を
組み合わせた態様の半導体集積回路装置およびその製造
方法とすることができる。
る半導体基板をSOI(Silicon onInsulator)基板に
変更することができ、MOSFET、CMOSFETお
よびバイポーラトランジスタなどの種々の半導体素子を
組み合わせた態様の半導体集積回路装置およびその製造
方法とすることができる。
【0065】さらに、本発明は、MOSFET、CMO
SFETなどを構成要素とするロジック系あるいはDR
AM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(St
aticRandom Access Memory )などのメモリ系などを有
する種々の半導体集積回路装置およびその製造方法に適
用できる。
SFETなどを構成要素とするロジック系あるいはDR
AM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(St
aticRandom Access Memory )などのメモリ系などを有
する種々の半導体集積回路装置およびその製造方法に適
用できる。
【0066】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0067】(1).本発明の半導体集積回路装置の製
造方法によれば、フォトリソグラフィ技術と選択エッチ
ング技術とを使用して配線層のパターンを形成する従来
の配線層のパターンの製造工程を使用せずに、配線層と
しての例えば銅層(配線用金属層)を形成していること
によって、配線層幅および隣接配線層間の距離が極めて
小さい配線層構造であろうとも微細加工により高精度な
寸法精度をもって配線層を製造することができる。ま
た、微細配線層の密集部や孤立部がありしかも幅太配線
層の混在しているような状況下であっても、高精度に溝
外部の銅層などの配線用金属層(不要な配線用金属層)
を除去することができることによって、微細加工により
高精度な寸法精度をもって配線層を製造することができ
る。
造方法によれば、フォトリソグラフィ技術と選択エッチ
ング技術とを使用して配線層のパターンを形成する従来
の配線層のパターンの製造工程を使用せずに、配線層と
しての例えば銅層(配線用金属層)を形成していること
によって、配線層幅および隣接配線層間の距離が極めて
小さい配線層構造であろうとも微細加工により高精度な
寸法精度をもって配線層を製造することができる。ま
た、微細配線層の密集部や孤立部がありしかも幅太配線
層の混在しているような状況下であっても、高精度に溝
外部の銅層などの配線用金属層(不要な配線用金属層)
を除去することができることによって、微細加工により
高精度な寸法精度をもって配線層を製造することができ
る。
【0068】(2).本発明の半導体集積回路装置の製
造方法によれば、1層目の層間絶縁膜(絶縁膜)などの
層間絶縁膜(絶縁膜)の材料として、誘電率が4.5以下
の絶縁膜であるプラズマCVD法を使用して形成した酸
化シリコン膜(誘電率が約4.2である絶縁膜)または無
機SOG膜などの塗布絶縁膜(誘電率が約4以下である
絶縁膜)などを使用していることによって、その層間絶
縁膜に形成されている溝内に埋め込まれている(溝の側
面に接している)例えば銅層などの配線層の容量を低減
することができると共にその銅層などの配線層の上に2
層目の層間絶縁膜を介在して配置されている銅層などの
配線層との間の容量をも低減できるので、高性能で高信
頼度の配線層構造とすることができる。
造方法によれば、1層目の層間絶縁膜(絶縁膜)などの
層間絶縁膜(絶縁膜)の材料として、誘電率が4.5以下
の絶縁膜であるプラズマCVD法を使用して形成した酸
化シリコン膜(誘電率が約4.2である絶縁膜)または無
機SOG膜などの塗布絶縁膜(誘電率が約4以下である
絶縁膜)などを使用していることによって、その層間絶
縁膜に形成されている溝内に埋め込まれている(溝の側
面に接している)例えば銅層などの配線層の容量を低減
することができると共にその銅層などの配線層の上に2
層目の層間絶縁膜を介在して配置されている銅層などの
配線層との間の容量をも低減できるので、高性能で高信
頼度の配線層構造とすることができる。
【0069】(3).本発明の半導体集積回路装置の製
造方法によれば、接続孔に埋め込まれている配線用金属
層とその上部の接続孔に埋め込まれている配線用金属層
とが一体化するように形成されていることによって、コ
ンタクト抵抗を低下することができるので、高性能で高
信頼度の配線層構造とすることができる。
造方法によれば、接続孔に埋め込まれている配線用金属
層とその上部の接続孔に埋め込まれている配線用金属層
とが一体化するように形成されていることによって、コ
ンタクト抵抗を低下することができるので、高性能で高
信頼度の配線層構造とすることができる。
【0070】(4).本発明の半導体集積回路装置によ
れば、前述した本発明の半導体集積回路装置の製造方法
によって製造されたものであることによって、微細加工
をもって配線層幅および隣接配線層間の距離が極めて小
さい配線層構造とすることができる。また、配線層およ
び隣接する配線層間の容量を低減できると共に接続孔に
埋め込まれている配線用金属層間のコンタクト抵抗を低
下することができることによって、高性能で高信頼度の
配線層構造とすることができる。
れば、前述した本発明の半導体集積回路装置の製造方法
によって製造されたものであることによって、微細加工
をもって配線層幅および隣接配線層間の距離が極めて小
さい配線層構造とすることができる。また、配線層およ
び隣接する配線層間の容量を低減できると共に接続孔に
埋め込まれている配線用金属層間のコンタクト抵抗を低
下することができることによって、高性能で高信頼度の
配線層構造とすることができる。
【0071】(5).本発明の製造装置によれば、ター
ゲットとウエハとの間の距離および放電時の平均自由工
程を本発明者の検討の結果に基づいた条件下でスパッタ
リング法を使用して配線用金属層の成膜を行うことがで
きることによって、ウエハに入射するスパッタ粒子の指
向性を改善することができる。
ゲットとウエハとの間の距離および放電時の平均自由工
程を本発明者の検討の結果に基づいた条件下でスパッタ
リング法を使用して配線用金属層の成膜を行うことがで
きることによって、ウエハに入射するスパッタ粒子の指
向性を改善することができる。
【0072】また、本発明の製造装置によれば、スパッ
タリング粒子の指向性を制御する機能をもった構造物を
ウエハとターゲットの間に配置し、その構造物とウエハ
との間の距離が放電時の平均自由行程の1/2以下とな
りかつ構造物の高さの2倍以上となるような本発明者の
検討の結果に基づいた条件下でスパッタリング法を使用
して配線用金属層の成膜を行うことができることによっ
て、ウエハに入射するスパッタ粒子の指向性を改善する
ことができる。
タリング粒子の指向性を制御する機能をもった構造物を
ウエハとターゲットの間に配置し、その構造物とウエハ
との間の距離が放電時の平均自由行程の1/2以下とな
りかつ構造物の高さの2倍以上となるような本発明者の
検討の結果に基づいた条件下でスパッタリング法を使用
して配線用金属層の成膜を行うことができることによっ
て、ウエハに入射するスパッタ粒子の指向性を改善する
ことができる。
【図1】本発明の一実施の形態である製造装置を示す概
略構成図である。
略構成図である。
【図2】図1に示す製造装置における配線金属成膜用の
スパッタリング室を示す概略断面図である。
スパッタリング室を示す概略断面図である。
【図3】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路
装置の製造工程を示す断面図である。
装置の製造工程を示す断面図である。
【図4】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路
装置の製造工程を示す断面図である。
装置の製造工程を示す断面図である。
【図5】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路
装置の製造工程を示す断面図である。
装置の製造工程を示す断面図である。
【図6】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路
装置の製造工程を示す断面図である。
装置の製造工程を示す断面図である。
【図7】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路
装置の製造工程を示す断面図である。
装置の製造工程を示す断面図である。
【図8】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路
装置の製造工程を示す断面図である。
装置の製造工程を示す断面図である。
【図9】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路
装置の製造工程を示す断面図である。
装置の製造工程を示す断面図である。
【図10】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の製造工程を示す断面図である。
路装置の製造工程を示す断面図である。
【図11】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の製造工程を示す断面図である。
路装置の製造工程を示す断面図である。
【図12】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の製造工程を示す断面図である。
路装置の製造工程を示す断面図である。
【図13】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の製造工程を示す断面図である。
路装置の製造工程を示す断面図である。
【図14】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の製造工程を示す断面図である。
路装置の製造工程を示す断面図である。
【図15】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の製造工程を示す断面図である。
路装置の製造工程を示す断面図である。
【図16】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の製造工程を示す断面図である。
路装置の製造工程を示す断面図である。
【図17】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の製造工程を示す断面図である。
路装置の製造工程を示す断面図である。
【図18】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の製造工程を示す断面図である。
路装置の製造工程を示す断面図である。
【図19】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の製造工程において配線層を形成する製造工程を
示すプロセス図である。
路装置の製造工程において配線層を形成する製造工程を
示すプロセス図である。
1 製造装置 2 ロードロック室 3 前処理加熱室 4 高融点金属成膜用のスパッタリング室 5 プラズマ処理室 6 配線金属成膜用のスパッタリング室 7 後処理室 8 搬送室 9 ゲートバルブ 10 ウエハ 11 ウエハステージ 11a ガス導入管 12 ターゲット 13 ターゲット位置調節機構 14 ガス導入部 14a ガス導入機構 14b ガス導入機構 14c ガス導入機構 15 構造物 21 半導体基板 22 MOSFET 23 絶縁膜 24 コンタクト電極 25 層間絶縁膜(絶縁膜) 26 溝 27 窒化チタン層 28 銅層(配線用金属層) 28a 銅層(取り除く配線用金属層) 29 空隙 30 物体 31 層間絶縁膜(絶縁膜) 32 溝 33 接続孔 34 配線用金属層 35 銅層(配線用金属層) 36 層間絶縁膜(絶縁膜) 37 溝 38 接続孔 39 配線用金属層 40 銅層(配線用金属層)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/768 H01L 21/90 D (72)発明者 山口 日出 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 大和田 伸郎 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内
Claims (9)
- 【請求項1】 半導体基板上の絶縁膜に溝あるいは孔の
少なくともいずれか一方が形成されており、前記溝また
は前記孔の少なくともいずれか一方に埋め込まれている
配線用金属層が、その配線用金属層の成膜後または成膜
中に前記配線用金属層を流動化させる処理を行うことに
よって、前記溝あるいは前記孔の少なくともいずれか一
方に配線用金属層を埋め込むと共にその埋め込まれてい
る配線用金属層とその上の配線用金属層との間に空隙を
形成した後、埋め込まれている前記配線用金属層以外の
配線用金属層を取り除く工程をもって形成されている、 または、半導体基板上の絶縁膜に溝あるいは孔の少なく
ともいずれか一方が形成されており、配線用金属層が、
その成膜直後の状態では溝あるいは孔の上方に配線層の
段差部を形成される態様であり、その成膜後の流動化を
行うことなく、前記溝または前記孔の少なくともいずれ
か一方に配線用金属層を埋め込んだ後、埋め込まれてい
る前記配線用金属層以外の配線用金属層を取り除く工程
をもって形成されていることを特徴とする半導体集積回
路装置。 - 【請求項2】 半導体基板上の絶縁膜に溝あるいは孔の
少なくともいずれか一方を形成する工程と、前記絶縁膜
の上に配線用金属層を形成する工程と、前記配線用金属
層の成膜後または成膜中に前記配線用金属層を流動化さ
せる処理を行うことによって、前記溝あるいは前記孔の
少なくともいずれか一方に配線用金属層を埋め込むと共
にその埋め込まれている配線用金属層とその上の配線用
金属層との間に空隙を形成する工程と、前記溝あるいは
前記孔の少なくともいずれか一方に埋め込まれている前
記配線用金属層以外の配線用金属層を取り除く工程とを
有すること、 または、半導体基板上の絶縁膜に溝あるいは孔の少なく
ともいずれか一方を形成する工程と、前記溝あるいは前
記孔の上方に配線層の段差部を形成される態様で、配線
用金属層を前記絶縁膜の上に形成する工程と、前記溝あ
るいは前記孔の少なくともいずれか一方に埋め込まれて
いる前記配線用金属層以外の配線用金属層を取り除く工
程とを有することを特徴とする半導体集積回路装置の製
造方法。 - 【請求項3】 請求項2記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、前記絶縁膜の上に配線用金属層を形成
する工程として、ターゲットとウエハとの間の距離TW
がターゲットの実効的な半径R1 とウエハの半径R2 と
の和(ターゲットの実効的な半径R1 +ウエハの半径R
2 )を3の平方根(1.73205)で割った値以上と
し、しかも放電時のスパッタ粒子の平均自由行程がTW
/cos [tan -1{(R1 +R2 )/TW}]以上となる
ような条件下でスパッタリング法を使用して配線用金属
層の成膜を行う工程、 または、前記ターゲットと前記ウエハとの間にスパッタ
リング粒子の指向性を制御する機能をもった構造物を設
けると共にその構造物と前記ウエハとの間の距離が放電
時の平均自由行程の1/2以下となり、かつ前記構造物
の高さの2倍以上となるような条件下でスパッタリング
法を使用して配線用金属層の成膜を行う工程であること
を特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項4】 請求項2または3記載の半導体集積回路
装置の製造方法であって、前記配線用金属層を流動化さ
せる処理として、前記配線用金属層の成膜後または成膜
中に減圧下の熱処理により前記配線用金属層を流動化さ
せる処理、 または、前記配線用金属層の成膜後に100気圧以上の
高圧下での熱処理により前記配線用金属層を流動化させ
る処理、 または、前記配線用金属層の成膜を酸素を含む雰囲気中
で行った後に、水素を含む雰囲気中での熱処理により前
記配線用金属層を流動化させる処理を行うことを特徴と
する半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項5】 請求項2〜4のいずれか1項に記載の半
導体集積回路装置の製造方法であって、前記配線用金属
層として、アルミニウム層、銅層、銀層または金層ある
いはそれらの材料の合金層を使用するか、銅層、銀層ま
たは金層あるいはそれらの材料の合金層とその下層とし
ての高融点金属層またはその材料の合金層を使用するこ
とを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項6】 請求項2〜5のいずれか1項に記載の半
導体集積回路装置の製造方法であって、前記溝あるいは
前記孔の少なくともいずれか一方に埋め込まれている前
記配線用金属層以外の配線用金属層を取り除く工程とし
て、取り除く配線用金属層の表面に粘着性の物質からな
る物体を貼付けた後、その物体を操作してそれに貼付け
られている配線用金属層を取り除く工程、 または、取り除く配線用金属層を化学機械研磨法または
機械研磨法を用いて取り除く工程、 または、取り除く配線用金属層の表面に犠牲膜を成膜し
た後、ドライエッチング法またはウエットエッチング法
を使用して、取り除く配線用金属層および前記犠牲膜を
取り除く工程、 または、前記絶縁膜の溝上の取り除く配線用金属層の表
面にレジスト膜を形成した後、そのレジスト膜をマスク
としてドライエッチング法またはウエットエッチング法
を使用して、取り除く配線用金属層を取り除く工程、 または、前記工程のいずれかを使用して、前記取り除く
配線用金属層をおおむね除去した後に、さらに化学機械
研磨法または機械研磨法を使用して前記取り除く配線用
金属層を完全に除去する工程を使用することを特徴とす
る半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項7】 請求項2〜6のいずれか1項に記載の半
導体集積回路装置の製造方法であって、前記絶縁膜にお
ける溝内に形成されている接続孔に配線用金属層を埋め
込む工程を有し、その工程において、前記接続孔に埋め
込まれた配線用金属層の表面が前記接続孔より突出する
ようにその配線用金属層を形成する、 または、前記絶縁膜における溝内に形成されている接続
孔に配線用金属層を埋め込む工程を有し、その接続孔の
上に上層の絶縁膜における溝内の接続孔を形成し、その
接続孔に埋め込まれた配線用金属層の裏面がその下部の
接続孔に埋め込まれている配線用金属層の表面と直接に
接続するようにそれらの配線用金属層を形成することを
特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項8】 請求項2〜7のいずれか1項に記載の半
導体集積回路装置の製造方法であって、前記絶縁膜にお
いて、その絶縁膜が1種の絶縁膜または複数の種類の絶
縁膜の積層構造であっても、それらの絶縁膜の誘電率が
4.5以下とする、 または、前記配線用金属層の下層の絶縁膜とその配線用
金属層の側面の絶縁膜とは同一の種類からなる絶縁膜と
することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項9】 請求項2〜8のいずれか1項に記載の半
導体集積回路装置の製造方法に用いる製造装置であっ
て、ターゲットはターゲット位置調節機構にセットされ
ており、ターゲット位置調節機構によって、ターゲット
とウエハとの間の距離を制御することができるようにな
っている配線金属成膜用のスパッタリング室を有する、 また、前記スパッタリング室におけるガス導入部は、3
種類のガス導入機構が連結されており、必要に応じてそ
れぞれのガスまたはそれらの混合ガスをスパッタリング
室の内部に供給することができる配線金属成膜用のスパ
ッタリング室を有する、 また、ウエハを載置できるウエハステージには、そのウ
エハの温度を調節できる温度調節機構が設置されている
配線金属成膜用のスパッタリング室を有する、 また、ターゲットとウエハとの間にスパッタリング粒子
の指向性を制御する機能をもった構造物が設置されてい
る配線金属成膜用のスパッタリング室を有する、 または、前記配線金属成膜用のスパッタリング室および
ロードロック室、前処理加熱室、高融点金属成膜用のス
パッタリング室、プラズマ処理室および後処理室が搬送
室にゲートバルブを介して連結されていることを特徴と
する製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25436296A JPH10107029A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 半導体集積回路装置およびその製造方法ならびにそれに用いる製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25436296A JPH10107029A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 半導体集積回路装置およびその製造方法ならびにそれに用いる製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10107029A true JPH10107029A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17263943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25436296A Pending JPH10107029A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 半導体集積回路装置およびその製造方法ならびにそれに用いる製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10107029A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008536073A (ja) * | 2005-04-15 | 2008-09-04 | ジーエスアイ グループ リミテッド | ガスベアリングスピンドル |
| JP2013120859A (ja) * | 2011-12-07 | 2013-06-17 | Ulvac Japan Ltd | リフロー法及び半導体装置の製造方法 |
-
1996
- 1996-09-26 JP JP25436296A patent/JPH10107029A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008536073A (ja) * | 2005-04-15 | 2008-09-04 | ジーエスアイ グループ リミテッド | ガスベアリングスピンドル |
| JP2013120859A (ja) * | 2011-12-07 | 2013-06-17 | Ulvac Japan Ltd | リフロー法及び半導体装置の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0063916B1 (en) | Semiconductor intregrated circuits and manufacturing process thereof | |
| US4735679A (en) | Method of improving silicon-on-insulator uniformity | |
| EP0878834A2 (en) | A method for preventing electroplanting of copper on an exposed surface at the edge exclusion of a semiconductor wafer | |
| JPH04233279A (ja) | フローティング・ゲート・トランジスタおよびその形成方法 | |
| JPH08264530A (ja) | 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 | |
| US6010955A (en) | Electrical connection forming process for semiconductor devices | |
| US6441444B1 (en) | Semiconductor device having a nitride barrier for preventing formation of structural defects | |
| KR19990063359A (ko) | 접합 패드를 가진 이중 다마스크식 공정 | |
| US5366928A (en) | Method of manufacturing a semiconductor device, in which a metal conductor track is provided on a surface of a semiconductor body | |
| JPH06244185A (ja) | 配線構造とその製法 | |
| US6054378A (en) | Method for encapsulating a metal via in damascene | |
| US6593632B1 (en) | Interconnect methodology employing a low dielectric constant etch stop layer | |
| TW202236503A (zh) | 積體晶片及其形成方法 | |
| JPH10107029A (ja) | 半導体集積回路装置およびその製造方法ならびにそれに用いる製造装置 | |
| US6020259A (en) | Method of forming a tungsten-plug contact for a semiconductor device | |
| US20040224501A1 (en) | Manufacturing method for making tungsten-plug in an intergrated circuit device without volcano phenomena | |
| US20220208996A1 (en) | Methods and apparatus for processing a substrate | |
| US20040058519A1 (en) | Method for forming bit line contact | |
| US6060404A (en) | In-situ deposition of stop layer and dielectric layer during formation of local interconnects | |
| JP2002170881A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| US12293971B2 (en) | Semiconductor structure and formation method thereof | |
| JPH11111843A (ja) | 半導体集積回路装置およびその製造方法 | |
| US5973385A (en) | Method for suppressing pattern distortion associated with BPSG reflow and integrated circuit chip formed thereby | |
| JPH04368125A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| KR19980015266A (ko) | 콜리메이터를 이용한 반도체장치의 콘택 형성방법 |