JPH10313005A - Metal film reflow method - Google Patents

Metal film reflow method

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JPH10313005A
JPH10313005A JP12254297A JP12254297A JPH10313005A JP H10313005 A JPH10313005 A JP H10313005A JP 12254297 A JP12254297 A JP 12254297A JP 12254297 A JP12254297 A JP 12254297A JP H10313005 A JPH10313005 A JP H10313005A
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Japan
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metal film
film
reflow
wiring
metal
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JP12254297A
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Japanese (ja)
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Keiichi Maeda
圭一 前田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属膜の表面が酸化した場合においても、金
属膜を確実にリフローすることを可能とする。 【解決手段】 金属膜4の表面が酸化した状態のウェハ
を、減圧した水素(H2)還元雰囲気20を保持したチ
ャンバーに搬送し、この減圧した水素還元雰囲気中でレ
ーザリフロー装置により金属膜4の表面を走査しながら
塩化キセノン(XeCl)レーザ光21等からなるレー
ザ光を照射してリフローさせる。リフローする場合の雰
囲気を、水素還元雰囲気20としたので、金属膜4の表
面に生じた酸化膜10が効率的に還元される。この還元
反応によって金属膜4の表面が酸化膜10のないクリー
ンな表面となるので、リフロー時において金属膜4の表
面拡散が促進されて表面マイグレーションを助け、金属
膜4を良好にリフローすることができる。
(57) [Problem] To enable reliable reflow of a metal film even when the surface of the metal film is oxidized. A wafer having an oxidized surface of a metal film (4) is transferred to a chamber holding a reduced-pressure hydrogen (H 2 ) reducing atmosphere (20), and the metal film (4) is laser-reflowed in the reduced-pressure hydrogen reducing atmosphere. While scanning the surface of the substrate, a laser beam including a xenon chloride (XeCl) laser beam 21 or the like is irradiated to cause reflow. Since the atmosphere for the reflow is the hydrogen reducing atmosphere 20, the oxide film 10 formed on the surface of the metal film 4 is efficiently reduced. Since the surface of the metal film 4 becomes a clean surface without the oxide film 10 due to this reduction reaction, the surface diffusion of the metal film 4 is promoted at the time of reflow, the surface migration is assisted, and the metal film 4 can be satisfactorily reflowed. it can.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、段差を有する金属
膜の平坦化を行う金属膜のリフロー方法に関する。
The present invention relates to a metal film reflow method for flattening a metal film having a step.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSI(Large Scale Integration )の
高集積化、高速化により、その内部配線の微細化、多層
化が進んでおり、これに伴い、配線形成時の平坦化技術
や微細配線の加工および信頼性確保が重要な課題となっ
ている。これらの課題を解決する手段のひとつとして、
銅(Cu)等による埋め込み配線技術が検討されてい
る。
2. Description of the Related Art Due to the high integration and high speed of LSI (Large Scale Integration), miniaturization and multi-layering of internal wiring are progressing, and accordingly, flattening technology at the time of wiring formation and processing of fine wiring. And ensuring reliability are important issues. As one of the means to solve these problems,
An embedded wiring technique using copper (Cu) or the like has been studied.

【0003】ここで、埋め込み配線とは、層間絶縁膜上
に配線パターンの溝(以下、単に「配線溝」という。)
や層間の電気的接続用の接続孔を形成し、この配線溝等
の中に銅等の配線材料を埋め込み、余剰部分をエッチバ
ックまたはCMP(Chemicaland Mechanical Polishin
g;化学的機械研磨)法によって除去し、溝部分にのみ
銅等の配線材料を残すという方法である。この方法によ
れば、配線部分が層間絶縁膜に埋め込まれた形状となる
ため、このあとの工程での層間平坦化が容易となる利点
がある。
Here, the buried wiring is a groove of a wiring pattern on the interlayer insulating film (hereinafter, simply referred to as “wiring groove”).
And a connection hole for electrical connection between layers are formed, a wiring material such as copper is buried in the wiring groove or the like, and an excess portion is etched back or CMP (Chemical and Mechanical Polishing).
g; chemical mechanical polishing) to remove the wiring material such as copper only in the groove. According to this method, since the wiring portion has a shape embedded in the interlayer insulating film, there is an advantage that the interlayer flattening in the subsequent steps is facilitated.

【0004】また、埋め込み配線技術では、配線溝や接
続孔に銅等を埋め込むわけだが、この埋め込み方法とし
ては、CVD(Chemical Vapor Deposition;化学的気
相)法やスパッタリング(以下、単に「スパッタ」とい
う。)法により銅等を成膜した後、この成膜した銅等を
加熱してリフローさせるという方法がある。このような
方法の場合、埋め込み特性では、CVD法の方が優れて
いるが、配線の信頼性に関わる膜質の面で問題があり、
現在も実用化のための検討が進められている。
In the buried wiring technique, copper or the like is buried in a wiring groove or a connection hole. As the burying method, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or a sputtering (hereinafter simply referred to as “sputtering”) method is used. After forming a film of copper or the like by a method, there is a method in which the formed copper or the like is heated and reflowed. In the case of such a method, the CVD method is superior in embedding characteristics, but there is a problem in the film quality related to the reliability of wiring,
Currently, studies for practical use are underway.

【0005】一方、スパッタ法により銅等を成膜した
後、この成膜した銅等を加熱してリフローさせる方法の
場合には、銅の膜質自体に問題はなく、低抵抗で信頼性
の高い配線が得られる。また、アルミニウム(Al)合
金系の配線を形成する場合と比較して低温でリフローで
きること、銅等の成膜後、ウェハを一度大気中に取り出
した場合でもリフローできるなど、プロセス面でもアル
ミニウム合金に対して利点が多く、最近特に注目されて
いる。ただし、埋め込み特性は、CVD法より劣るた
め、リフロー法による埋め込み特性を改善する方法が各
種検討されている。
On the other hand, in the case of a method in which copper or the like is formed by a sputtering method and the formed copper or the like is heated and reflowed, there is no problem in the copper film itself, and low resistance and high reliability are obtained. Wiring is obtained. In addition, aluminum alloy (Al) alloy-based wiring can be reflowed at a lower temperature compared to the case of forming the wiring, and even if the wafer is once taken out to the atmosphere after film formation of copper or the like, reflow can be performed. On the other hand, it has many advantages, and has recently been particularly noted. However, since the filling characteristics are inferior to those of the CVD method, various methods for improving the filling characteristics by the reflow method have been studied.

【0006】図4は、リフロー法を用いた従来の埋め込
み配線技術を説明するための配線プロセスの工程図であ
る。
FIG. 4 is a process diagram of a wiring process for explaining a conventional embedded wiring technology using a reflow method.

【0007】埋め込み配線では、まず、通常のLSI製
造プロセスにより、ウェハ上に素子形成等を行った後、
層間絶縁膜101を形成し、この層間絶縁膜101に配
線溝102や接続孔(図示せず)を形成する(図4
(a))。次に、スパッタ法により層間絶縁膜101上
に窒化チタン(TiN)およびチタン(Ti)からなる
バリアメタル(TiN/Ti)膜103を下地として形
成した後、配線材料となる銅等の金属を成膜して金属膜
104を形成する(図4(b))。ここまでの工程で
は、配線材料となる銅等の金属が配線溝102の内部に
完全に充填されていない状態なので、金属膜104をリ
フロー法により加熱して平坦化することにより、銅等の
金属が配線溝102に埋め込まれるようにする(図4
(c))。最後に、配線溝102以外の領域にあるバリ
アメタル膜103および金属膜104を除去する(図4
(d))。これにより、層間絶縁膜101の配線溝10
2にのみ金属膜104が埋め込まれる。
In the case of embedded wiring, first, elements are formed on a wafer by a normal LSI manufacturing process, and then,
An interlayer insulating film 101 is formed, and a wiring groove 102 and a connection hole (not shown) are formed in the interlayer insulating film 101 (FIG. 4).
(A)). Next, after a barrier metal (TiN / Ti) film 103 made of titanium nitride (TiN) and titanium (Ti) is formed as a base on the interlayer insulating film 101 by sputtering, a metal such as copper as a wiring material is formed. The metal film 104 is formed by film formation (FIG. 4B). In the steps so far, since the metal such as copper serving as the wiring material is not completely filled in the wiring groove 102, the metal film 104 is heated and flattened by the reflow method to obtain the metal such as copper. Is embedded in the wiring groove 102 (FIG. 4).
(C)). Finally, the barrier metal film 103 and the metal film 104 in the region other than the wiring groove 102 are removed (FIG. 4).
(D)). Thereby, the wiring groove 10 of the interlayer insulating film 101 is formed.
2 is buried in the metal film 104 only.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように埋め込み配線技術にリフロー法を用いた場合に
は、例えば、リフロー前の段階(図4(b))におい
て、ウェハを一度大気中に取り出すと、銅等の金属は酸
化し易いため、成膜した金属膜104の表面が酸化し、
金属膜104の表面拡散が抑制されてしまい、これによ
り、リフロー特性が大幅に劣化してしまうという問題が
あった。
However, when the reflow method is used for the embedded wiring technique as described above, for example, at the stage before the reflow (FIG. 4B), the wafer is once taken out into the atmosphere. And metal such as copper is easily oxidized, so that the surface of the formed metal film 104 is oxidized,
There is a problem that the surface diffusion of the metal film 104 is suppressed, and the reflow characteristics are significantly deteriorated.

【0009】図5は、酸化した金属膜104の状態を説
明するウェハの断面図である。この図に示したように、
金属膜104の表面が酸化した場合には、金属膜104
の表面に金属酸化物による酸化膜110が形成される。
このように、金属膜104の表面に酸化膜110が形成
された場合には、表面から酸化膜110を除去しなけれ
ば、金属膜104を良好にリフローできないという問題
が生ずる。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the wafer for explaining the state of the oxidized metal film 104. As shown in this figure,
When the surface of the metal film 104 is oxidized,
Oxide film 110 of a metal oxide is formed on the surface of.
As described above, when the oxide film 110 is formed on the surface of the metal film 104, a problem occurs that the metal film 104 cannot be reflowed well unless the oxide film 110 is removed from the surface.

【0010】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、金属膜の表面が酸化した場合におい
ても、金属膜を確実にリフローすることが可能な金属膜
のリフロー方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a metal film reflow method capable of reliably reflowing a metal film even when the surface of the metal film is oxidized. Is to do.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明による金属膜のリ
フロー方法は、金属膜の表面に生じた金属酸化物を還元
しながら、金属膜の平坦化を行うものである。このと
き、例えば、金属膜の表面に還元雰囲気中で熱エネルギ
ービームを照射することにより、金属酸化物を還元する
ようにしてもよいし、金属膜の表面に、加熱した水素を
吹き付けることにより、金属酸化物を還元するようにし
てもよい。
The method of reflowing a metal film according to the present invention is to flatten a metal film while reducing a metal oxide generated on the surface of the metal film. At this time, for example, the metal oxide may be reduced by irradiating the surface of the metal film with a thermal energy beam in a reducing atmosphere, or by blowing heated hydrogen on the surface of the metal film, The metal oxide may be reduced.

【0012】このような金属膜のリフロー方法では、金
属膜の平坦化が、金属膜の表面に生じた金属酸化物の還
元と共に行われる。これにより、例えばリフロー法を用
いた埋め込み配線技術において、銅等の配線材料を良好
に配線溝に埋め込むことを可能とする。
In such a metal film reflow method, the flattening of the metal film is performed together with the reduction of the metal oxide generated on the surface of the metal film. This makes it possible to satisfactorily embed a wiring material such as copper in a wiring groove in a buried wiring technique using a reflow method, for example.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で
は、本発明の金属膜のリフロー方法を金属の埋め込み配
線技術に適用した例について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description, an example in which the metal film reflow method of the present invention is applied to a metal embedded wiring technique will be described.

【0014】まず、本発明の第1の実施の形態について
説明する。図1および図2は、本発明の第1の実施の形
態に係る金属の埋め込み配線プロセスを説明するための
工程図である。
First, a first embodiment of the present invention will be described. FIGS. 1 and 2 are process diagrams for explaining a metal embedded wiring process according to the first embodiment of the present invention.

【0015】埋め込み配線では、まず、図1(a)に示
したように、通常のLSI製造プロセスにより、シリコ
ン基板等のウェハ上に素子形成等を行った後、層間絶縁
膜1を形成し、この層間絶縁膜1に配線溝2や接続孔
(図示せず)を形成する。ここで、配線溝2の形成方法
としては、例えば、通常のリソグラフィーや、RIE
(Reactive Ion Etching;反応性イオンエッチング)法
等が適用される。また、ここで形成される配線溝2は、
例えば、幅が0.4μm、深さが0.5μmの溝であ
る。
In the buried wiring, first, as shown in FIG. 1A, after an element is formed on a wafer such as a silicon substrate by a normal LSI manufacturing process, an interlayer insulating film 1 is formed. A wiring groove 2 and a connection hole (not shown) are formed in the interlayer insulating film 1. Here, as a method of forming the wiring groove 2, for example, normal lithography or RIE
(Reactive Ion Etching) method is applied. The wiring groove 2 formed here is
For example, the groove has a width of 0.4 μm and a depth of 0.5 μm.

【0016】次に、図1(b)に示したように、高真空
中におけるマグネトロンスパッタ法等により、層間絶縁
膜1上に窒化チタン(TiN)およびチタン(Ti)か
らなるバリアメタル(TiN/Ti)膜3を下地として
形成する。また、バリアメタル膜3を下地として形成し
た後には、引き続き高真空中にて連続的にマグネトロン
スパッタ法等により、バリアメタル膜3上に金属膜4を
形成する。なお、この工程では、金属膜4は配線溝2の
内部において完全に充填された状態にはなっていない。
Next, as shown in FIG. 1B, a barrier metal (TiN / TiN / TiN) and titanium (Ti) are formed on the interlayer insulating film 1 by magnetron sputtering in a high vacuum. Ti) film 3 is formed as a base. After the barrier metal film 3 is formed as a base, the metal film 4 is continuously formed on the barrier metal film 3 by a magnetron sputtering method or the like in a high vacuum. In this step, the metal film 4 is not completely filled inside the wiring groove 2.

【0017】ここで、チタンの成膜条件としては、例え
ばDCパワーが5kW、プロセスガスとしてアルゴン
(Ar)を100sccm導入し、圧力が0.4Pa、
基板温度が150℃、膜厚を20nmという条件で成膜
する。また、窒化チタンの成膜条件としては、例えばD
Cパワーが5kW、プロセスガスとしてアルゴン(A
r)を30sccm,、窒素(N2)を80sccm導
入し、圧力が0.4Pa、基板温度が150℃、膜厚を
50nmという条件で成膜する。
Here, the conditions for forming the titanium film include, for example, a DC power of 5 kW, a process gas of 100 sccm of argon (Ar), a pressure of 0.4 Pa,
The film is formed under the conditions that the substrate temperature is 150 ° C. and the film thickness is 20 nm. The conditions for forming the titanium nitride are, for example, D
C power is 5 kW, and argon (A
r) is introduced at 30 sccm, nitrogen (N 2 ) is introduced at 80 sccm, the film is formed under the conditions of a pressure of 0.4 Pa, a substrate temperature of 150 ° C., and a film thickness of 50 nm.

【0018】また、金属膜4としては、例えば純粋な銅
または銅の合金等を用いて成膜する。なお、一般にリフ
ローを行う場合には、金属が配線溝2(または接続孔)
の上部の開口部分でつながり、溝内部にボイドのできた
構造となるのを避けることが望ましい。このため、金属
膜4の形成方法としては、ターゲットとウェハ間の距離
(T−S間距離)をとったカバレッジのよい遠距離スパ
ッタ法を利用することが望ましい。また、アルミニウム
(Al)成膜の際に行うような基板加熱を行わないこと
により、金属のマイグレーションを防止し、開口部分で
金属膜4がつながった形状となることを防ぐことが望ま
しい。ここで、金属膜4として、例えば銅を用いた場合
の成膜条件としては、DCパワーが15kW、プロセス
ガスとしてアルゴン(Ar)を100sccm導入し、
圧力が0.4Pa、基板温度が150℃、T−S間距離
が250mm、膜厚を1000nmという条件で成膜す
る。
The metal film 4 is formed using, for example, pure copper or a copper alloy. In general, when performing reflow, the metal is placed in the wiring groove 2 (or the connection hole).
It is preferable to avoid a structure in which the voids are formed inside the groove by connecting the openings at the upper portion of the groove. For this reason, as a method for forming the metal film 4, it is desirable to use a long-distance sputtering method with good coverage, which takes the distance between the target and the wafer (distance between TS). In addition, it is desirable to prevent the metal from migrating and prevent the metal film 4 from having a continuous shape at the opening by not heating the substrate as in the case of aluminum (Al) film formation. Here, for example, when copper is used as the metal film 4, the film forming conditions are as follows: DC power is 15 kW, and argon (Ar) is introduced as a process gas at 100 sccm.
The film is formed under the conditions that the pressure is 0.4 Pa, the substrate temperature is 150 ° C., the distance between TS is 250 mm, and the film thickness is 1000 nm.

【0019】なお、銅等の金属膜4の形成には、遠距離
スパッタ法の他にもカバレッジのよい他のスパッタ法、
例えばコリメートスパッタ、イオン化スパッタ法等を利
用して行ってもよい。
The formation of the metal film 4 of copper or the like is not limited to a long-distance sputtering method, but may be another sputtering method having good coverage.
For example, it may be performed using collimated sputtering, ionization sputtering, or the like.

【0020】また、図1(b)のようにバリアメタル膜
3および金属膜4を形成した後に、この金属膜4が配線
溝2の内部に完全に充填されていない状態で、一度、ウ
ェハを大気中に取り出す。このように一度大気中にウェ
ハを取り出すと、図1(c)に示したように、金属膜4
の表面が酸化し、金属酸化物からなる酸化膜10が形成
される。このように金属膜4の表面に酸化膜10が形成
されると、通常のリフロー法では金属膜4を十分にリフ
ローさせることができない。
After the barrier metal film 3 and the metal film 4 are formed as shown in FIG. 1B, the wafer is once removed in a state where the metal film 4 is not completely filled in the wiring groove 2. Remove to atmosphere. Once the wafer is taken out into the atmosphere as described above, as shown in FIG.
Is oxidized to form an oxide film 10 made of a metal oxide. When the oxide film 10 is formed on the surface of the metal film 4 as described above, the metal film 4 cannot be sufficiently reflowed by the ordinary reflow method.

【0021】そこで、図2(a)に示したように、金属
膜4の表面が酸化した状態のウェハを減圧した水素(H
2)還元雰囲気20を保持したチャンバーに搬送し、こ
の減圧した水素還元雰囲気中でレーザリフロー装置によ
り金属膜4の表面を走査しながら塩化キセノン(XeC
l)レーザ光21等からなるレーザ光を照射して、リフ
ローさせる。これにより、レーザ照射された部分の酸化
膜10が還元されるので、図1(c)に示したような配
線溝2の内部に完全に充填されていない状態で且つ表面
が酸化した状態の金属膜4が、良好にリフロー法により
加熱、平坦化され配線溝102内部に完全に埋め込まれ
る。なお、レーザリフローの条件としては、例えば,プ
ロセスガスとして水素(H2)を500scc導入し、
また、圧力を67Pa、基板温度を400℃、レーザ波
長を308nm(XeCl)、レーザ出力を667mJ
とする。また、ここでのレーザ光が本発明における熱エ
ネルギービームに対応する。
Therefore, as shown in FIG. 2A, the wafer with the surface of the metal film 4 oxidized is decompressed with hydrogen (H
2 ) The substrate is transferred to a chamber holding a reducing atmosphere 20 and xenon chloride (XeC) is scanned while scanning the surface of the metal film 4 with a laser reflow apparatus in this reduced-pressure hydrogen reducing atmosphere.
1) Irradiate a laser beam composed of the laser beam 21 or the like to cause reflow. As a result, the portion of the oxide film 10 that has been irradiated with the laser is reduced, so that the metal that is not completely filled in the wiring groove 2 and whose surface is oxidized as shown in FIG. The film 4 is satisfactorily heated and flattened by the reflow method, and is completely embedded in the wiring groove 102. The laser reflow conditions include, for example, introducing hydrogen (H 2 ) as a process gas at 500 scc,
The pressure was 67 Pa, the substrate temperature was 400 ° C., the laser wavelength was 308 nm (XeCl), and the laser output was 667 mJ.
And The laser light here corresponds to the thermal energy beam in the present invention.

【0022】上記のようにリフロー法により、金属膜4
を平坦化して配線溝2内部に埋め込まれた状態にした
ら、最後に、図2(b)に示したように、配線溝2(お
よび接続孔)以外の部分に存在する金属膜4とバリアメ
タル膜3とをCMP法等により除去する。これにより、
層間絶縁膜1の配線溝2(および接続孔)にのみ金属膜
4が形成される。ここで、CMP法の条件としては、例
えば,研磨圧力が100g/cm2、回転数が定盤30
rpm、研磨ヘッド30rpm、研磨パッドがSUBA
IV、スラリーがH202ベース(アルミナスラリー含
有)、流量が100cc/min、温度が25〜30℃
である。
As described above, the metal film 4 is formed by the reflow method.
Is flattened so as to be buried inside the wiring groove 2, finally, as shown in FIG. 2B, the metal film 4 and the barrier metal existing in portions other than the wiring groove 2 (and the connection hole) are formed. The film 3 is removed by a CMP method or the like. This allows
Metal film 4 is formed only in wiring groove 2 (and connection hole) of interlayer insulating film 1. Here, the conditions of the CMP method include, for example, a polishing pressure of 100 g / cm 2 , and a rotation speed of the platen 30.
rpm, polishing head 30 rpm, polishing pad is SUBA
IV, slurry is H202 base (containing alumina slurry), flow rate is 100 cc / min, temperature is 25-30 ° C
It is.

【0023】以上説明したように、本発明の第1の実施
の形態に係る埋め込み配線技術によれば、金属膜4をレ
ーザ光によりリフローする場合に、その雰囲気を、水素
還元雰囲気23としたので、金属膜4の表面に生じた酸
化膜10が効率的に還元される。この還元反応によって
金属膜4の表面が酸化膜10のないクリーンな表面とな
るので、リフロー時において金属膜4の表面拡散が促進
されて表面マイグレーションを助け、金属膜4を良好に
リフローすることができる。これにより、埋め込み特性
が向上し、金属膜4を配線溝2に確実に埋め込むことが
可能となり、低抵抗の配線が得られ、配線形成における
信頼性を確保することができる。
As described above, according to the buried wiring technique according to the first embodiment of the present invention, when the metal film 4 is reflowed by the laser beam, the atmosphere is the hydrogen reducing atmosphere 23. The oxide film 10 formed on the surface of the metal film 4 is efficiently reduced. Since the surface of the metal film 4 becomes a clean surface without the oxide film 10 due to this reduction reaction, the surface diffusion of the metal film 4 is promoted at the time of reflow, the surface migration is assisted, and the metal film 4 can be satisfactorily reflowed. it can. As a result, the embedding characteristics are improved, the metal film 4 can be reliably embedded in the wiring groove 2, a low-resistance wiring can be obtained, and reliability in forming the wiring can be secured.

【0024】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。本実施の形態において、図1で示した工程ま
では上記第1の実施の形態と同様であるため、以下では
その説明を省略し、その後のリフロー処理工程のみを説
明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the steps up to the step shown in FIG. 1 are the same as those in the first embodiment, so that the description thereof will be omitted below, and only the subsequent reflow processing step will be described.

【0025】図3は、本発明の第2の実施の形態に係る
金属の埋め込み配線プロセスを説明するための工程図で
ある。
FIG. 3 is a process diagram for explaining a metal buried wiring process according to a second embodiment of the present invention.

【0026】上記第1の実施の形態では、金属膜4の表
面が酸化した状態のウェハを(図1(c))、水素還元
雰囲気中でレーザリフロー装置により、リフローする例
を示したが(図2(a))、本実施の形態では、図3
(a)に示したように、金属膜4の表面が酸化した状態
のウェハを400℃程度に加熱したヒータ上に搬送する
と共に、加熱水素30を、金属膜4の表面を走査しなが
ら吹き付けて、リフローさせる。これにより、加熱した
水素が吹き付けられた部分の酸化膜10が還元されるの
で、配線溝2の内部に完全に充填されていない状態で且
つ表面が酸化した状態の金属膜4が、良好にリフロー法
により加熱、平坦化され配線溝102内部に完全に埋め
込まれる。なお、ここでのリフロー処理の条件として
は、例えば,基板温度が400℃、プロセスガスとして
水素を導入し、水素吹き付け圧力を1kg/cm2、水
素加熱温度を400℃とする。
In the first embodiment, an example is shown in which the wafer in which the surface of the metal film 4 is oxidized (FIG. 1C) is reflowed by a laser reflow apparatus in a hydrogen reducing atmosphere. FIG. 2 (a)) and FIG.
As shown in (a), the wafer with the surface of the metal film 4 oxidized is transferred onto a heater heated to about 400 ° C., and heated hydrogen 30 is sprayed while scanning the surface of the metal film 4. And reflow. As a result, the portion of the oxide film 10 to which the heated hydrogen has been blown is reduced, so that the metal film 4 that is not completely filled in the wiring groove 2 and whose surface is oxidized can be satisfactorily reflowed. It is heated and flattened by the method, and is completely embedded in the wiring groove 102. The conditions for the reflow treatment here are, for example, a substrate temperature of 400 ° C., hydrogen introduced as a process gas, a hydrogen blowing pressure of 1 kg / cm 2 , and a hydrogen heating temperature of 400 ° C.

【0027】上記のようにリフロー法により、金属膜4
を平坦化して配線溝2内部に埋め込まれた状態にした
ら、最後に、上記第1の実施の形態の場合と同様に、配
線溝2(および接続孔)以外の部分に存在する金属膜4
とバリアメタル膜3とをCMP法等により除去する(図
3(b))。これにより、層間絶縁膜1の配線溝2(お
よび接続孔)にのみ金属膜4が形成される。なお、以上
で説明した以外の部分は上記第1の実施の形態と同様で
ある。
As described above, the metal film 4 is formed by the reflow method.
Is flattened to be embedded in the wiring groove 2 and finally, the metal film 4 existing in a portion other than the wiring groove 2 (and the connection hole) as in the first embodiment.
And the barrier metal film 3 are removed by a CMP method or the like (FIG. 3B). Thereby, the metal film 4 is formed only in the wiring groove 2 (and the connection hole) of the interlayer insulating film 1. Note that parts other than those described above are the same as in the first embodiment.

【0028】以上説明したように、本発明の第2の実施
の形態に係る埋め込み配線技術によれば、リフロー処理
の工程において、金属膜4の表面に加熱水素30を直接
吹き付けるようにしたので、金属膜4の表面に生じた酸
化膜10が効率的に還元される。この還元反応によって
金属膜4の表面が酸化膜10のないクリーンな表面とな
るので、リフロー時において金属膜4の表面拡散が促進
されて表面マイグレーションを助け、金属膜4を良好に
リフローすることができる。これにより、埋め込み特性
が向上し、金属膜4を配線溝2に確実に埋め込むことが
可能となり、低抵抗の配線が得られ、配線形成における
信頼性を確保することができる。
As described above, according to the embedded wiring technique according to the second embodiment of the present invention, the heating hydrogen 30 is directly blown onto the surface of the metal film 4 in the reflow process. Oxide film 10 generated on the surface of metal film 4 is efficiently reduced. Since the surface of the metal film 4 becomes a clean surface without the oxide film 10 due to this reduction reaction, the surface diffusion of the metal film 4 is promoted at the time of reflow, the surface migration is assisted, and the metal film 4 can be satisfactorily reflowed. it can. As a result, the embedding characteristics are improved, the metal film 4 can be reliably embedded in the wiring groove 2, a low-resistance wiring can be obtained, and reliability in forming the wiring can be secured.

【0029】なお、本発明は、上記第1および第2の実
施の形態に関わらず種々の変形実施が可能である。例え
ば、上記第1および第2の実施の形態では、バリアメタ
ル膜3および金属膜4を形成した後、ウェハを一度大気
中に取り出し、レーザ照射または水素吹き付けによるリ
フロー処理を行った例を示したが、ウェハを一度大気中
に取り出すことなく、バリアメタル膜3および金属膜4
の形成からリフロー処理までを真空中で一貫して行うこ
とも可能である。
The present invention can be variously modified regardless of the first and second embodiments. For example, in the above-described first and second embodiments, an example has been described in which after forming the barrier metal film 3 and the metal film 4, the wafer is once taken out into the atmosphere and reflow processing is performed by laser irradiation or hydrogen spraying. However, the barrier metal film 3 and the metal film 4 can be used without taking out the wafer once into the atmosphere.
It is also possible to consistently perform from the formation of the film to the reflow treatment in a vacuum.

【0030】また、上記では、本発明の金属膜のリフロ
ー方法を金属の埋め込み配線技術に適用した例について
説明したが、リフロー処理を利用する他の技術に適用し
てもかまわない。
In the above description, an example in which the metal film reflow method of the present invention is applied to a metal embedded wiring technique has been described. However, the present invention may be applied to other techniques utilizing reflow processing.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように請求項1ないし4の
いずれかに記載の金属膜のリフロー方法によれば、金属
膜の平坦化が、金属膜の表面に生じた金属酸化物の還元
と共に行われるので、リフロープロセス改善に有効な金
属酸化物の還元が可能となる。これにより、金属膜の表
面が酸化した場合においても、金属膜を確実にリフロー
することが可能となり、例えば、リフロー法を用いた埋
め込み配線技術において、埋め込み特性が向上し、銅等
の配線材料を良好に配線溝に埋め込み、低抵抗の配線を
得て、配線形成における信頼性を確保することができ
る。
As described above, according to the metal film reflow method according to any one of the first to fourth aspects, the flattening of the metal film is performed together with the reduction of the metal oxide generated on the surface of the metal film. As a result, the reduction of the metal oxide effective for improving the reflow process becomes possible. Thereby, even when the surface of the metal film is oxidized, the metal film can be reliably reflowed. For example, in the embedded wiring technology using the reflow method, the embedding characteristics are improved, and a wiring material such as copper is used. The wiring can be satisfactorily embedded in the wiring groove to obtain a low-resistance wiring, and the reliability in forming the wiring can be secured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る金属の埋め込
み配線プロセスを説明するための工程図である。
FIG. 1 is a process diagram for explaining a metal embedded wiring process according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に続く工程を説明するための工程図であ
る。
FIG. 2 is a process chart for explaining a process following FIG. 1;

【図3】本発明の第2の実施の形態に係る金属の埋め込
み配線プロセスを説明するための工程図である。
FIG. 3 is a process chart for explaining a metal embedded wiring process according to a second embodiment of the present invention.

【図4】従来の埋め込み配線技術を説明するための工程
図である。
FIG. 4 is a process chart for explaining a conventional embedded wiring technique.

【図5】従来の酸化した金属膜の状態を説明するウェハ
の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a wafer illustrating a state of a conventional oxidized metal film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,101…層間絶縁膜、2,102…配線溝、3,1
03…バリアメタル膜、4,104…金属膜、10,1
10…酸化膜
1, 101: interlayer insulating film, 2, 102: wiring groove, 3, 1
03: barrier metal film, 4,104: metal film, 10, 1
10. Oxide film

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属膜の平坦化を行う金属膜のリフロー
方法において、 前記金属膜の表面に生じた金属酸化物を還元しながら、
前記金属膜の平坦化を行うことを特徴とする金属膜のリ
フロー方法。
1. A metal film reflow method for flattening a metal film, wherein the metal oxide formed on the surface of the metal film is reduced,
A method for reflowing a metal film, comprising flattening the metal film.
【請求項2】 前記金属膜の表面に、還元雰囲気中で熱
エネルギービームを照射することにより、前記金属酸化
物を還元しながら、前記金属膜の平坦化を行うことを特
徴とする請求項1記載の金属膜のリフロー方法。
2. The method according to claim 1, wherein the surface of the metal film is irradiated with a thermal energy beam in a reducing atmosphere to reduce the metal oxide and planarize the metal film. A reflow method for a metal film according to the above.
【請求項3】 前記金属膜の表面に、加熱した水素を吹
き付けることにより、前記金属酸化物を還元しながら、
前記金属膜の平坦化を行うことを特徴とする請求項1記
載の金属膜のリフロー方法。
3. While reducing the metal oxide by spraying heated hydrogen on the surface of the metal film,
The method according to claim 1, wherein the metal film is flattened.
【請求項4】 前記金属膜の平坦化は、絶縁膜で形成さ
れた配線用の溝に前記金属膜を埋め込むように行われる
ことを特徴とする請求項1記載の金属膜のリフロー方
法。
4. The metal film reflow method according to claim 1, wherein the flattening of the metal film is performed so as to bury the metal film in a wiring groove formed of an insulating film.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100431105B1 (en) * 2002-07-15 2004-05-12 주식회사 하이닉스반도체 Method of forming a copper wiring in a semiconductor device
AU2006225880B2 (en) * 2005-03-18 2012-01-19 Yts Science Properties Pte. Ltd. Hydrogen forming apparatus, laser reduction apparatus, energy transformation apparatus method for forming hydrogen and electricity generation system
CN103397192A (en) * 2013-08-06 2013-11-20 涂国坚 Method for purification of nickel-iron alloy
JP2014111846A (en) * 2005-06-02 2014-06-19 Chevron Phillips Chemical Co Lp Method of treating surface to protect the same
KR20210013248A (en) * 2018-10-04 2021-02-03 (주)알엔알랩 Method for manufacturing semiconductor device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100431105B1 (en) * 2002-07-15 2004-05-12 주식회사 하이닉스반도체 Method of forming a copper wiring in a semiconductor device
AU2006225880B2 (en) * 2005-03-18 2012-01-19 Yts Science Properties Pte. Ltd. Hydrogen forming apparatus, laser reduction apparatus, energy transformation apparatus method for forming hydrogen and electricity generation system
JP2014111846A (en) * 2005-06-02 2014-06-19 Chevron Phillips Chemical Co Lp Method of treating surface to protect the same
CN103397192A (en) * 2013-08-06 2013-11-20 涂国坚 Method for purification of nickel-iron alloy
CN103397192B (en) * 2013-08-06 2015-03-25 涂国坚 Method for purification of nickel-iron alloy
KR20210013248A (en) * 2018-10-04 2021-02-03 (주)알엔알랩 Method for manufacturing semiconductor device

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