專利名稱：布線結(jié)構(gòu)的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在半導(dǎo)體裝置等的電子器件中的布線結(jié)構(gòu)的形成方法。
圖9(a)～(f)是表示在“CMP工序前”進(jìn)行“退火”的以往例1的布線結(jié)構(gòu)的形成方法的各工序的剖面圖。
首先如圖9(a)所示，在基板1上沉積SiO2絕緣膜2，接著在對蝕刻制動(dòng)膜3進(jìn)行成膜后，對由SiOF構(gòu)成的層間絕緣膜4進(jìn)行成膜。如后述，在層間絕緣膜4中設(shè)置用于埋入銅的槽。
然后，如圖9(b)所示，在層間絕緣膜4上涂敷光刻膠后，進(jìn)行曝光和顯影，并在布線槽形成區(qū)域上形成具有開口部的抗蝕掩模5。
之后，利用抗蝕掩模5通過對層間絕緣膜4進(jìn)行蝕刻，如圖9(c)所示，形成槽6，之后除去抗蝕掩模5。
接著如圖9(d)所示，在形成槽圖形的基板1上，利用濺射法依次對阻擋層膜7和Cu濺射膜8進(jìn)行成膜。
然后，如圖9(e)所示，在利用電解電鍍法等使完全埋入地對Cu電鍍膜9進(jìn)行成膜后，以250～400℃左右的溫度進(jìn)行退火處理。由此，Cu濺射膜8和Cu電鍍膜9形成一體化。
接著如圖9(f)所示，通過CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)法，除去槽6的外側(cè)的Cu電鍍膜9和阻擋層膜7并使層間絕緣膜4的表面露出，同時(shí)對層間絕緣膜4和殘存的Cu電鍍膜9的各個(gè)表面進(jìn)行平整化。由此，可以形成由埋入槽6中的銅構(gòu)成的銅布線。


圖10(a)～(e)是表示在“CMP工序后”進(jìn)行“退火”的以往例2的布線結(jié)構(gòu)的形成方法的各工序的剖面圖。
首先如圖10(a)所示，在硅基板11上利用等離子CVD(chemical vapordeposition)法沉積底層氧化模12，接著以同樣的方法依次沉積SiN膜13和SiO2膜14。接著，將抗蝕層圖形(圖中省略)作為掩模，通過對SiO2膜14進(jìn)行蝕刻，在形成達(dá)到SiN膜13的凹部后，通過除去該抗蝕層圖形和SiN膜13的露出部分，形成布線用槽15。
然后，如圖10(b)所示，在形成布線用槽15的SiO2膜14上，通過濺射法使阻擋金屬TaN膜16沉積后，在其上面沉積Cu晶種(seed)膜17。
之后，如圖10(c)所示，利用電解電鍍法在SiO2膜14上使布線用槽15完全埋入地沉積Cu電鍍層18。
接著，如圖10(d)所示，通過CMP法分別除去布線用槽15的外側(cè)的Cu電鍍層18、Cu晶種膜17和阻擋層金屬TaN膜16，使SiO2膜14得表面露出。由此，埋入布線用槽15中并形成布線層19。
接著，通過將溫度設(shè)為300～500℃，保持時(shí)間設(shè)在5～2000秒進(jìn)行退火處理，如圖10(e)所示，在將Cu埋入布線層19中含有的水分、氫和二氧化碳等除去的同時(shí)，使Cu埋入布線層19的晶粒尺寸變大。
通過以下工序，可以形成半導(dǎo)體裝置的銅布線。
但是，在所述的第1和以往例2中分別具有以下說明的問題點(diǎn)。
圖11是用于說明以往例1中問題點(diǎn)的圖。
如圖11所示，在埋入下部布線層22的絕緣膜21上依次形成SiN膜23、SiO2膜24和FSG膜(添加氟的硅氧化膜)25。在在SiN膜23、SiO2膜24和FSG膜25上設(shè)置凹部26和布線槽27。詳細(xì)地說，凹部26，由在SiN膜23和SiO2膜24上形成并且到達(dá)下部布線槽22的貫穿孔26a、在FSG膜25上形成并且和貫穿孔26a連接的布線槽26b構(gòu)成。另外，布線槽27和布線槽26b相同也在FSG膜25上形成。在FSG膜25上使凹部26和布線槽27埋入至中途為止地形成阻擋層膜28，同時(shí)在壘層膜28上，使凹部26和布線槽27完全埋入地形成銅膜(上部布線層用導(dǎo)電膜)29。
根據(jù)以往例1的布線結(jié)構(gòu)的形成方法，在“CMP工序前”進(jìn)行“退火”。即在進(jìn)行除去從凹部26和布線槽27露出的銅膜29的CMP工序前進(jìn)行退火。但是，在以往例1中，一旦對于銅膜29進(jìn)行退火，如圖11所示，具有在作為金屬布線層的銅膜部分上產(chǎn)生空洞30的問題。
產(chǎn)生空洞31的原因可以作如下考慮。即，在“CMP工序前”進(jìn)行“退火”的以往例1中，以銅膜29的體積大的狀態(tài)，在CMP工序前以250～400℃的比較高的溫度進(jìn)行退火。由此，在退后銅膜29中含有的缺陷(例如沿著晶間存在的原子水平的空穴)聚集在貫穿孔26a中，同時(shí)在不能完全除去這些欠缺的情況下直接完成了銅膜29的結(jié)晶生長。由此，圖11所示，在寬度比較窄的地方產(chǎn)生如貫穿孔式的空洞30。結(jié)果，由于布線電阻升高，半導(dǎo)體裝置的成品率下降，同時(shí)半導(dǎo)體裝置的可靠性降低。這種現(xiàn)象在布線槽或貫穿孔等的凹部寬度在0.25μm以下時(shí)更加顯著。
圖12是用于說明以往例2中問題點(diǎn)的圖。
如圖12所示，在埋入下部布線層42的絕緣膜41上依次形成SiN膜43、SiO2膜44和FSG膜45。在SiN膜43、SiO2膜44和FSG膜45上設(shè)置凹部46和布線槽47。詳細(xì)地說，凹部46，由在SiN膜43和SiO2膜44上形成并且到達(dá)下部布線層42的貫穿孔46a、在FSG膜45上形成并且和貫穿孔46a連接的布線槽46b構(gòu)成。另外，布線槽47和布線槽46b相同也在FSG膜45上形成。在凹部46和布線槽47上通過阻擋膜48埋入銅膜(上部布線層用導(dǎo)電膜)49。另外在FSG膜45上和銅膜49上形成SiN膜50。
根據(jù)以往例2的布線結(jié)構(gòu)的形成方法，在“CMP工序后”進(jìn)行“退火”。即在進(jìn)行除去從凹部46和布線槽47露出的銅膜49的CMP工序后進(jìn)行退火。但是，在以往例2中，一旦對于銅膜49進(jìn)行退火，如圖12所示，具有例如在埋入凹部46的銅膜49的表面上產(chǎn)生表面裂痕51或龜裂52的問題。
產(chǎn)生表面裂痕51或龜裂52的原因可以作如下考慮。即，在“CMP工序后”進(jìn)行“退火”的以往例2中，對于以埋入凹部46中的狀態(tài)的銅膜49進(jìn)行退火，由此，使銅膜49的結(jié)晶成長結(jié)束。由此，在已經(jīng)平整化的銅膜49的表面上，聚集該膜中的缺陷的同時(shí)，由于在銅膜49上產(chǎn)生不均勻的收縮，所以如圖12所示，產(chǎn)生表面裂痕51或者龜裂52。另外，在以往例2中，在形成由銅膜49構(gòu)成的布線結(jié)構(gòu)后，在整個(gè)上面上沉積SiN膜50，但是由于SiN膜50由于階差覆蓋性低，所以不能通過SiN膜50埋入表面裂痕51或者龜裂52。結(jié)果構(gòu)成布線的銅膜49的表面的表面裂痕51等的表面缺陷，由于被放置，所以這成了銅原子的表面擴(kuò)散的通路并且電遷移耐性顯著惡化。
為達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)了以下方法，即為了階段性除去導(dǎo)電膜中的缺陷，分為在“CMP工序前后”進(jìn)行“退火“，由此，在退火處理時(shí)或者退火處理后可以抑制導(dǎo)電膜中的缺陷聚集在布線內(nèi)部或表面，并且可以防止空洞或表面裂痕等的發(fā)生。
具體地說，本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)的形成方法，包括在絕緣膜上形成凹部的工序；在絕緣膜上使凹部埋入地沉積導(dǎo)電膜的工序；對于導(dǎo)電膜進(jìn)行第1熱處理的工序；在進(jìn)行第1熱處理后除去凹部外側(cè)的導(dǎo)電膜的工序；在除去凹部外側(cè)的導(dǎo)電膜后，對于殘存的導(dǎo)電膜以其表面露出的狀態(tài)進(jìn)行第2熱處理的工序。
根據(jù)本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)形成方法，在使設(shè)置于絕緣膜上的凹部埋入地沉積絕緣膜后，對于該導(dǎo)電膜進(jìn)行第1熱處理，之后除去凹部外側(cè)的導(dǎo)電膜。接著，對于殘存的導(dǎo)電膜即埋入凹部的導(dǎo)電膜進(jìn)行第2熱處理，由此完成由該導(dǎo)電膜構(gòu)成的布線。即，根據(jù)本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)形成方法，由于在除去凹部外側(cè)的導(dǎo)電膜(埋入的布線材料)的工序(以下稱為除去工序)前后，至少分別進(jìn)行一次退火，所以可以逐漸除去導(dǎo)電膜中含有的缺陷。具體地說，通過邊抑制導(dǎo)電膜的結(jié)晶成長邊進(jìn)行除去工序前的退火(第1處理)，由于可以抑制凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜中缺陷的聚集，所以可以防止空洞的產(chǎn)生。另外，通過除去工序前的退火，部分除去導(dǎo)電膜中的缺陷，由此在使凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜中含有的缺陷量降低后，依次進(jìn)行除去和退火(第2熱處理)。即，在使凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜中含有的缺陷量降低后，由于是以使該導(dǎo)電膜的表面露出的狀態(tài)進(jìn)行除去工序后的退火，所以可以更容易地放出該導(dǎo)電膜種的缺陷，由此可以避免缺陷在凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜表面上聚集的情況發(fā)生。另外，通過在除去工序前后分別進(jìn)行退火，由于逐漸地除去導(dǎo)電膜中含有的缺陷，所以在導(dǎo)電膜上也不會產(chǎn)生不均勻的收縮。由此，在防止起因于缺陷的聚集或?qū)щ娔さ氖湛s并在構(gòu)成布線的導(dǎo)電膜上產(chǎn)生表面裂痕或龜裂的產(chǎn)生，同時(shí)還能夠使該導(dǎo)電膜的結(jié)晶充分地成長。
如所述，根據(jù)本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)的形成方法，由于可以實(shí)現(xiàn)沒有空洞或表面裂痕的布線結(jié)構(gòu)，所以可以以很高的成品率制造可靠性高的半導(dǎo)體裝置等的電子器件。
在本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)的形成方法中，凹部，可以由孔和在孔上形成并且和孔連接的布線槽構(gòu)成，由此可以實(shí)現(xiàn)具有波形花紋(dualdamascene)結(jié)構(gòu)并且具有高可靠性的布線結(jié)構(gòu)。
另外，此時(shí)，在進(jìn)行第1熱處理的狀態(tài)中，優(yōu)選孔內(nèi)的導(dǎo)電膜的晶粒比布線槽內(nèi)的導(dǎo)電膜的晶粒小并且布線槽內(nèi)的導(dǎo)電膜的晶粒比凹部外側(cè)的導(dǎo)電膜的晶粒小。即，以凹部外側(cè)、布線槽、孔的順序晶粒依次變小，換言之，優(yōu)選以凹部外側(cè)、布線槽、孔的順序依次抑制導(dǎo)電膜的結(jié)晶成長。由此在進(jìn)行第1熱處理的狀態(tài)中，可以確實(shí)防止孔內(nèi)或布線結(jié)構(gòu)內(nèi)的導(dǎo)電膜中產(chǎn)生空洞。
在本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)的形成方法中，優(yōu)選在進(jìn)行第1熱處理的狀態(tài)中，凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜的結(jié)晶成長沒有結(jié)束，在進(jìn)行第2熱處理的狀態(tài)中，凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜的結(jié)晶成長結(jié)束。由此，在進(jìn)行第1熱處理的狀態(tài)中，可以確實(shí)防止孔內(nèi)或布線結(jié)構(gòu)內(nèi)的導(dǎo)電膜中產(chǎn)生空洞。另外，在第2熱處理后進(jìn)行的熱處理中，由于在凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜中不會又引起結(jié)晶的成長，所以可以防止該導(dǎo)電膜的收縮和起因于該收縮的表面裂痕等的發(fā)生。
在本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)的形成方法中，優(yōu)選凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜的晶粒比凹部外側(cè)的導(dǎo)電膜的晶粒小。即，優(yōu)選在凹部內(nèi)而不是在凹部外側(cè)抑制導(dǎo)電膜的結(jié)晶的成長。由此，在進(jìn)行第1熱處理的狀態(tài)中，可以確實(shí)防止在凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜中產(chǎn)生空洞。
在本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)的形成方法中，優(yōu)選第2熱處理以比第1熱處理高的溫度進(jìn)行。即，優(yōu)選以比較低的溫度(例如100～200℃左右)進(jìn)行第1熱處理的同時(shí)，以比較高的溫度(例如200～500℃左右)進(jìn)行第2熱處理。由此，在第1熱處理中，在抑制凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜的結(jié)晶成長并防止空洞產(chǎn)生的同時(shí)，可以使凹部外側(cè)的導(dǎo)電膜的結(jié)晶充分地成長。所以，在除去工序中，例如由于作為研磨布線盤接觸面的導(dǎo)電膜表面穩(wěn)定，所以在除去工序中可以防止膜表面的剝落或者變形的發(fā)生，由此，由于可以抑制每個(gè)單晶片的研磨比例的不均，所以能夠?qū)?dǎo)電膜表面進(jìn)行均勻的平整化。另外，在第2熱處理中，由于可以使凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜的結(jié)晶充分地成長并使該導(dǎo)電膜致密化，所以在第2熱處理后的熱處理中，由于在凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜中不會進(jìn)一步引起結(jié)晶的成長，所以可以防止該導(dǎo)電膜的收縮和起因于該收縮的表面裂痕等的發(fā)生。
在本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)的形成方法中，優(yōu)選第2熱處理的時(shí)間比第1熱處理的時(shí)間長，即，優(yōu)選以比較短的時(shí)間進(jìn)行第1熱處理的同時(shí)，以比較長的時(shí)間進(jìn)行第2熱處理。由此，在第1熱處理中，在抑制凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜的結(jié)晶成長并防止空洞產(chǎn)生的同時(shí)，可以使凹部外側(cè)的導(dǎo)電膜的結(jié)晶充分的成長。所以，在除去工序中，例如由于作為研磨布線盤接觸面的導(dǎo)電膜表面穩(wěn)定，所以在除去工序中可以防止膜表面的剝落或者變形的發(fā)生，由此，由于可以抑制每個(gè)單晶片的研磨比例的不均，所以能夠?qū)?dǎo)電膜表面進(jìn)行均勻的平整化。另外，在第2熱處理中，由于可以使凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜的結(jié)晶充分地成長并使該導(dǎo)電膜致密化，所以在第2熱處理后的熱處理中，由于在凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜中不會進(jìn)一步引起結(jié)晶的成長，所以可以防止該導(dǎo)電膜的收縮和起因于該收縮的表面裂痕等的發(fā)生。
在本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)的形成方法中，一旦凹部的寬度在0.25μm以下，就可以顯著地獲得所述效果。
在本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)的形成方法中，導(dǎo)電膜若由銅或含銅合金構(gòu)成，就可以實(shí)現(xiàn)具有高可靠性的埋入銅布線。
在本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)的形成方法中，在除去凹部外側(cè)的導(dǎo)電膜工序中，若使用化學(xué)機(jī)械研磨法，可以確實(shí)除去凹部外側(cè)的導(dǎo)電膜。
本發(fā)明的電子器件的制造方法，是以具有第1布線結(jié)構(gòu)和第2布線結(jié)構(gòu)的電子器件的制造方法為前提。具體地說，第1布線結(jié)構(gòu)的形成方法，包括在基板的第1絕緣膜上形成第1凹部的工序；在第1絕緣膜上使第1凹部埋入地沉積第1導(dǎo)電膜的工序；對于第1導(dǎo)電膜進(jìn)行第1熱處理的工序；在進(jìn)行第1熱處理后除去第1凹部外側(cè)的第1導(dǎo)電膜的工序；在除去第1凹部外側(cè)的第1導(dǎo)電膜后，對于殘存的第1導(dǎo)電膜以其表面露出的狀態(tài)進(jìn)行第2熱處理的工序。另外，第2布線結(jié)構(gòu)的形成方法，包括在基板的第2絕緣膜上形成第2凹部的工序；在第2絕緣膜上使第2凹部埋入地沉積第2導(dǎo)電膜的工序；對于第2導(dǎo)電膜進(jìn)行第3熱處理的工序；在除去第2凹部外側(cè)的第2導(dǎo)電膜工序。另外，第2凹部的寬度比第1凹部的寬度大。另外，在第2布線結(jié)構(gòu)的形成方法中，也可以在第2導(dǎo)電膜的沉積后并在該除去工序前進(jìn)行第3熱處理，或也可以該除去工序后進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的電子器件的制造方法，例如在具有0.25μm以下的比較窄的寬度的第1凹部上形成第1布線結(jié)構(gòu)時(shí)，由于利用本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)的形成方法，所以可以獲得根據(jù)該方法的所述效果。另一方面，例如在具有0.25μm以上的比較寬的寬度的第1凹部上形成第1布線結(jié)構(gòu)時(shí)，考慮到容易從具有寬的寬度的凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜放出缺陷，所以在“CMP工序前”或“CMP工序后”只進(jìn)行一次“退火”。由此能夠在抑制工序數(shù)增多的同時(shí)實(shí)現(xiàn)沒有空洞或表面裂痕的布線結(jié)構(gòu)。
即，根據(jù)本發(fā)明的電子器件的制造方法，根據(jù)凹部的寬度即布線寬度，通過選擇地設(shè)定用于布線結(jié)構(gòu)形成的退火處理的次數(shù)，可以無須增加必要以上的工序數(shù)而能夠形成所需的布線結(jié)構(gòu)。
圖2是表示實(shí)施例1的電子器件的制造方法的一工序的剖面圖。
圖3是表示實(shí)施例1的電子器件的制造方法的一工序的剖面圖。
圖4是表示實(shí)施例1的電子器件的制造方法的一工序的剖面圖。
圖5是表示實(shí)施例1的電子器件的制造方法的一工序的剖面圖。
圖6是表示實(shí)施例1的電子器件的制造方法的一工序的剖面圖。
圖7是表示實(shí)施例1的電子器件的制造方法的一工序的剖面圖。
圖8是表示實(shí)施例2的電子器件的制造方法的流程圖。
圖9(a)～(f)是表示以往例1的布線結(jié)構(gòu)的形成方法的各工序的剖面圖。
圖10(a)～(e)是表示以往例2的布線結(jié)構(gòu)的形成方法的各工序的剖面圖。
圖11是用于說明以往例1中問題點(diǎn)的圖。
圖12是用于說明以往例2中問題點(diǎn)的圖。
圖中101-絕緣膜，102-下部布線層，103-SiN膜，104-SiO2膜，105-FSG膜，106-凹部，106a-貫穿孔，106b-布線槽，107-布線槽，108-阻擋膜，109-Cu晶種膜，110-Cu電鍍膜，111-Cu膜，111a-Cu膜，111b-Cu膜，111c-Cu膜，111d-Cu膜，112-SiN膜。
圖1～圖7是表示實(shí)施例1的電子器件的制造方法的各工序的剖面圖。
首先，如圖1所示，例如在沉積于半導(dǎo)體基板(圖示省略)上的絕緣膜101內(nèi)部中形成下部布線層102后，對埋入下部布線層102的絕緣膜101的表面進(jìn)行平整化。然后分別在平整化的絕緣膜101和下部布線層102上例如通過CVD法依次沉積SiN膜103、SiO2膜104以及FSG膜105。
接著如圖2所示，利用石印法和干腐蝕法在SiN膜103、SiO2膜104以及FSG膜105內(nèi)部形成凹部106和布線槽107。具體地說，凹部106，由在SiN膜103和SiO2膜104上形成并且到達(dá)下部布線層102的貫穿孔106a、在FSG膜105上形成并且和貫穿孔106a連接的布線槽106b構(gòu)成。即凹部106具有重波形花紋結(jié)構(gòu)。布線槽107和布線槽106b相同在FSG膜105上形成。
之后，如圖3所示，例如通過PVD(physical vapor deposition)法在FSG膜105的表面、凹部106和布線槽107的壁面及底面上使凹部106和布線槽107埋入至中途為止地沉積阻擋膜108和Cu晶種膜109。接著例如通過電鍍法Cu電鍍膜110，以便在整個(gè)Cu晶種膜109上，使凹部106和布線槽107完全埋入。
然后，對于Cu晶種膜109和Cu電鍍膜110，進(jìn)行第1退火處理。此時(shí)，將退火溫度例如設(shè)為150℃，在該溫度狀態(tài)下例如將退火時(shí)間設(shè)為30分鐘。由此，如圖4所示，Cu晶種膜109和Cu電鍍膜110之間的邊界消失，形成兩者構(gòu)成一體的Cu膜111。但是在Cu膜111的微細(xì)結(jié)構(gòu)中具有位置依賴性。具體地說，根據(jù)是位于貫穿孔106a的內(nèi)部、布線槽106b和107的內(nèi)部還是位于布線槽106和107的外側(cè)，在Cu膜111的結(jié)晶成長程度產(chǎn)生差異。結(jié)果，在貫穿孔106a中形成晶粒小的Cu膜111a，在布線槽106b和107的內(nèi)部形成晶粒中等程度大小的Cu膜111b，布線槽106和107的外側(cè)形成結(jié)晶成長結(jié)束的Cu膜111c。
另外，為形成具有所述的3層結(jié)構(gòu)的Cu膜111，在第1退火處理中，優(yōu)選利用能夠使最上層的Cu膜111c的晶粒充分成長的最小限度熱負(fù)荷。具體地說，優(yōu)選將退火溫度設(shè)定在100℃以上并且低于200℃的范圍，將退火時(shí)間設(shè)定為30分鐘以上并且180分鐘以下的范圍。通過利用這樣的退火條件，中間層的Cu膜111b成為結(jié)晶成長到一定程度的狀態(tài)，最下層的Cu膜111a仍然為結(jié)晶幾乎沒有成長的狀態(tài)。
之后，如圖5所示，例如利用CMP法除去從布線槽106b和107露出(即位于比FSG膜105的上面還向上的位置)的銅膜111c和阻擋膜108并使FSG膜105的表面露出的同時(shí)，對埋入Cu膜111a和111b的FSG膜105的表面進(jìn)行平整化。此時(shí)，具體的CMP條件如下所示。在Cu膜111的CMP中，作為槳料例如可以使用含有硅類的固形成分(5質(zhì)量％濃度)并且已過氧化氫水作為氧化劑的中性槳料，研磨時(shí)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)(相對于研磨布線盤的單晶片表面的相對速度以下相同)和壓力(將研磨布線盤按壓在單晶片上的壓力以下相同)分別設(shè)定為例如1015mm/sec和17.7kPa。另外，在阻擋膜108的CMP中，作為槳料例如可以使用含有硅類的固形成分(5質(zhì)量％濃度)并且已過氧化氫水作為氧化劑的中性槳料(但固形成分或中性成分的材料與Cu膜用的槳料不同)，研磨時(shí)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)和壓力分別設(shè)置為761mm/sec和13.7kPa。
接著，對于Cu膜111b和Cu膜111a進(jìn)行第2退火處理。此時(shí)將退火溫度設(shè)定在300℃，在該溫度狀態(tài)下將退火時(shí)間設(shè)定在120分鐘。由此，如圖6所示，由于Cu膜111b和Cu膜111a的晶粒都完全成長，所以Cu膜111b和Cu膜111a可以形成一體化均勻并致密的膜即Cu膜111d。另外，為形成這樣致密的Cu膜111d，在第2退火處理中，優(yōu)選利用與CMP工序(圖5所示的工序)前的第1退火處理相比較大的熱負(fù)荷。具體地說，優(yōu)選將退火溫度設(shè)定在200℃以上并且低于500℃范圍內(nèi)，將退火時(shí)間設(shè)定在60分鐘以上并且240分鐘以下的范圍。
最后，為防止Cu膜111d的表面的氧化，如圖7所示，例如通過CVD法，在FSG膜105和Cu膜111d的上面形成SiN膜112。由此，形成具有下部布線層102、由在布線槽106b和107中埋入的Cu膜111d構(gòu)成的上部布線層的多層布線結(jié)構(gòu)。這里所述的該上部布線層和下部布線層102，通過由在貫穿孔106a中埋入的Cu膜111d構(gòu)成的芯管連接。另外，通過反復(fù)進(jìn)行和所述說明相同的工序(參照圖1～圖7)，可以制造具有所需的層數(shù)的多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的電子器件。
以下對作為本實(shí)施例的特征部分的兩次退火處理(第1和第2退火退火處理)進(jìn)行詳細(xì)說明。
第1退火處理的特征，如圖4所示，是形成具有結(jié)晶粒徑大小不同的三層結(jié)構(gòu)的Cu膜111。另外，通過電鍍法沉積后的Cu電鍍膜110(參照圖3)在膜中含有多個(gè)缺陷。在這里，一旦進(jìn)行第1退火處理，首先Cu籽粒膜109和Cu電鍍膜110一體化并形成Cu膜111。若詳細(xì)地觀察Cu膜111的狀態(tài)，位于貫穿孔106a內(nèi)部的Cu膜111a(貫通部分)的晶粒的粒徑比較小，位于布線槽106b和107內(nèi)部的Cu膜111b(布線部分)與Cu膜111a相比具有大的結(jié)晶粒徑。另外，從布線槽106b和107露出的Cu膜111c的結(jié)晶粒徑比Cu膜111a和111b都大。即Cu膜111c變?yōu)榻Y(jié)晶成長結(jié)束的狀態(tài)。能夠得到具有以上所述的三層結(jié)構(gòu)的Cu膜111的理由如下。
在以150℃左右的溫度實(shí)施的第1退火處理中，由于退火溫度比較低，所以Cu膜111中的晶粒的成長速度整體上變得比較遲緩。特別是對于Cu膜111a，由于通過構(gòu)成貫穿孔106a的壁部的絕緣膜的104從四方圍住，所以結(jié)晶成長受到阻礙并且晶粒幾乎不成長。另一方面，對于Cu膜111b，與Cu膜111a相比，由于存在于寬度比較寬的布線槽106b和107中，所以受到相對于結(jié)晶成長的來自周邊的阻礙少，晶粒就容易成長。另外，對于Cu膜111c，由于橫方向鄰接的其它膜的主體基本上不存在，所以對于晶粒成長的阻礙非常少。由此即使通過150℃左右的溫度退火處理，也能夠使具有較大粒徑的晶粒成長，其結(jié)果，在保持150℃左右的退火溫度30分鐘的過程中，Cu膜111c的結(jié)晶成長結(jié)束。所以，在第1退火處理后的Cu膜111即布線用金屬膜中，如圖4所示，實(shí)現(xiàn)以Cu膜111a、Cu膜111b、Cu膜111c的順序晶粒依次變大的狀態(tài)(三層結(jié)構(gòu))。
另外，對于在緊接第1退火處理后的CMP工序(參照圖5)中作為除去膜的Cu膜111c，如前述，在進(jìn)行第1退火處理的時(shí)點(diǎn)結(jié)晶成長結(jié)束。由此，作為研磨布線盤的接觸面的Cu膜111c的表面由于穩(wěn)定，所以在CMP工序中，可以避免產(chǎn)生膜表面剝落或者變形的情況發(fā)生。所以，由于可以抑制每個(gè)單晶片的研磨比率的不均，所以可以對導(dǎo)電膜表面進(jìn)行均勻的平整化。即，在CMP工序中，可以防止進(jìn)行過剩地研磨使布線電阻增大的情況，或研磨不足在布線間產(chǎn)生不希望的導(dǎo)通的情況。
以下，對第2退火處理進(jìn)行具體說明。第2退火處理的目的，是在沉積SiN膜前，預(yù)先使在凹部106等中埋入的Cu膜111d致密化。由此，在第2退火處理之后的工序中，由于可以防止在Cu膜111d中產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，所以可以防止由于該拉伸應(yīng)力引起的對器件的不良影響。
另外，在第2退火處理的時(shí)點(diǎn)，如圖5所示，通過在第2退火處理前實(shí)施的CMP工序，除去凹部106和布線槽107的外側(cè)的Cu膜111c。即，凹部106和布線槽107，成為被Cu膜111完全埋入的狀態(tài)，凹部106內(nèi)部的Cu膜111具有結(jié)晶粒徑不同的Cu膜111a和Cu膜111b構(gòu)成的兩層結(jié)構(gòu)。
所以，為了使Cu膜111的結(jié)晶成長結(jié)束，進(jìn)行第2退火處理。此時(shí)，對于Cu膜111由于已經(jīng)進(jìn)行了第1退火處理，所以在位于布線槽106b和107上的Cu膜111b中含有的缺陷已經(jīng)除去一部分。即，在凹部106和布線槽107內(nèi)的整個(gè)Cu膜111中含有的缺陷量，與第1退火處理實(shí)施前相比降低。另外，通過CMP工序除去Cu膜111c，由此Cu膜111b的表面成為露出的狀態(tài)，所以在進(jìn)行第2退火處理時(shí)，就更容易由Cu膜111b放出缺陷。另外，通過除去Cu膜111c，由于在Cu膜111a和Cu膜111的露出表面(即Cu膜111b的露出表面)之間的距離變小，所以Cu膜111a中含有的缺陷就容易通過第2退火處理從該表面放出。
其結(jié)果，例如即使以比較高的溫度進(jìn)行第2退火處理，也可以容易地從凹部106和布線槽107內(nèi)的Cu膜111放出缺陷。由此，可以避免由在凹部106和布線槽107內(nèi)Cu膜111的表面上聚集缺陷的情況。另外，在通過CMP工序前后分別進(jìn)行退火處理，由于可以逐漸除去Cu膜111中含有的缺陷，所以在Cu膜111中也不產(chǎn)生不均勻的收縮。所以，在防止產(chǎn)生由于缺陷的聚集或者Cu膜111的收縮引起的表面裂痕或者龜裂的同時(shí)，分別使Cu膜111b和Cu膜111a的結(jié)晶成長結(jié)束，并且由此能夠形成均勻且致密的Cu膜111d。另外，在第2退火處理中，由于Cu膜111a和111b的結(jié)晶成長即Cu膜111d的結(jié)晶成長結(jié)束，所以在第2退火處理后的工序(例如熱處理工序)中，由于不引起Cu膜111d進(jìn)一步的結(jié)晶能夠成長，所以可以防止Cu膜111d的收縮以及由此引起的表面裂痕或龜裂的產(chǎn)生。
如以上所述，根據(jù)實(shí)施例1，通過第1退火處理，可以不使空洞在寬度比較窄的貫穿孔中產(chǎn)生，并且使布線槽內(nèi)的Cu膜和布線槽外的Cu膜(即絕緣膜上的Cu膜)的各自結(jié)晶成長。具體地說，第1退火處理，由于不是強(qiáng)的退火處理而是緩慢的退火處理，所以可以抑制貫穿孔內(nèi)的Cu膜和布線槽內(nèi)的Cu膜中的缺陷的聚集，由此可以使在各Cu膜中不產(chǎn)生空洞并且使各Cu膜的結(jié)晶具有一定的成長。另外，由于絕緣膜上的Cu膜結(jié)晶充分地成長，所以第1退火處理后，能夠以每個(gè)單晶片沒有不均的均勻狀態(tài)進(jìn)行對于Cu膜的CMP。
另外根據(jù)實(shí)施例1，通過CMP工序后的第2退火處理，可以不使裂痕等在埋入布線槽或貫穿孔內(nèi)的Cu膜表面上產(chǎn)生，并且使布線槽內(nèi)的Cu膜的Cu膜結(jié)晶充分地成長。具體地說，通過CMP工序前的退火處理(第1退火處理)部分除去Cu膜中含有的缺陷，由此在使布線槽等內(nèi)部的Cu膜中含有的缺陷量降低后，再依次進(jìn)行CMP工序和第2退火處理。即，在使布線槽等內(nèi)部的Cu膜的缺陷量降低后，由于以使Cu膜表面露出的狀態(tài)進(jìn)行第2退火處理，所以能夠更容易地使該Cu膜中的缺陷放出，從而能夠避免缺陷在該Cu膜表面上聚集的情況發(fā)生。另外，通過在CMP工序前后分別進(jìn)行退火處理，由于可以使Cu膜中含有的缺陷量逐漸地除去，所以在Cu膜上不產(chǎn)生不均勻的收縮。所以在防止由缺陷的聚集或Cu膜收縮引起并在作為布線的Cu膜中產(chǎn)生表面裂痕或龜裂的同時(shí)，還可以使該Cu膜的結(jié)晶充分地成長。另外，通過由第2退火處理預(yù)先使布線槽等內(nèi)部的Cu膜的結(jié)晶成長結(jié)束，在第2退火處理后進(jìn)行的熱處理中，由于不引起該Cu膜成長，所以可以防止伴隨該結(jié)晶成長的應(yīng)力的產(chǎn)生和由此引起的對裝置的不良影響。
所以，根據(jù)實(shí)施例1，由于能夠?qū)崿F(xiàn)空洞或無表面裂痕的布線結(jié)構(gòu)(埋入銅布線)，所以能夠以高的成品率制造可靠性高的半導(dǎo)體裝置。
另外，隨著貫穿孔或布線槽等的涉及尺寸變小，由于有無微小的空洞或表面裂痕等對裝置整體的影響很大，所以作為Cu膜埋入對象的布線槽或孔的寬度一旦與0.25μm等同或比0.25μm還小，則實(shí)施例1的所述效果發(fā)揮得更顯著。但是，考慮電鍍法等埋入能力的限制時(shí)，作為埋入對象的凹部的寬度優(yōu)選在0.05μm以上。
另外，在實(shí)施例1中，作為布線用導(dǎo)電膜使用Cu膜，但是即使使用Al膜或Ag膜或含有Cu、Al或Ag的合金膜來代替Cu膜也能夠得到同樣的效果。另外，阻擋膜的種類不限定，例如可以使用TaN阻擋膜或TaN阻擋膜。
另外，在實(shí)施例1中，在“CMP工序前后”對于作為布線的Cu膜分別進(jìn)行一次退火處理。但是，也可以取代之，在“CMP工序前”進(jìn)行數(shù)次退火處理，以便在布線槽或孔的內(nèi)部的Cu膜中不產(chǎn)生空洞。另外，也可以在“CMP工序后”進(jìn)行數(shù)次退火處理，以便使布線槽或孔的內(nèi)部的Cu膜結(jié)晶充分地成長。
實(shí)施例2參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例2的電子器件的制造方法進(jìn)行說明。本實(shí)施例的特征在于，根據(jù)作為布線槽等凹部的寬度選擇性地設(shè)定用于布線槽結(jié)構(gòu)形成的退火處理的次數(shù)。本實(shí)施例中含有這種特征的理由如下所述。
即，在多層布線結(jié)構(gòu)中，一般越是下層布線布線寬度越窄，另一方面在上層布線中多存在比較寬的布線。所以在通過將導(dǎo)電膜埋入布線槽等中進(jìn)行布線形成時(shí)，越是布線槽等的窄的下層布線越容易產(chǎn)生空洞等不合適的情況。另外，由于在各上層布線的形成時(shí)進(jìn)行退火處理，所以對于下層布線，通過在其形成后進(jìn)行多次退火處理，其每次熱負(fù)荷都附加給下層布線。即，由于越位于下層的布線附加熱負(fù)荷的次數(shù)越增加，所以由于其影響越容易使布線用導(dǎo)電膜變化并使不適情況產(chǎn)生的比率增大?？紤]以上的狀況，在本實(shí)施例中，在布線槽等窄的布線或位于下層的布線的形成中，與實(shí)施例1相同，在“CMP工序前后”分別進(jìn)行退火處理，由此使布線用導(dǎo)電膜逐漸結(jié)晶化。與此相反，在位于布線槽等的寬的布線或上層的布線的形成中，重視工序數(shù)的消減并在“CMP工序前”或“CMP工序后”只進(jìn)行一次退火。
以下以形成埋入銅布線的多層結(jié)構(gòu)的情況為例，參照圖8所示的流程圖進(jìn)行具體說明。
首先，在步驟S10中，判斷形成對象的布線寬度(即布線槽的寬度或貫穿孔或接觸孔的直徑)是否在0.25μm以下。
在布線寬度為0.25μm以下時(shí)，通過利用與實(shí)施例1相同的方法(參照圖1～圖7)，即在布線用導(dǎo)電膜的CMP工序前后各通過進(jìn)行一次退火處理進(jìn)行布線形成。
具體地說，在步驟S101中，在基板上例如沉積SiO2膜后，在步驟S102中，在SiO2膜上例如沉積FSG膜，之后，在步驟S103中在兩膜中形成孔。
然后，在步驟S104中，在FSG膜上形成與孔連接的布線槽，之后，在步驟S105或S106中，在整個(gè)FSG膜表面上依次沉積阻擋膜和Cu晶種膜，由此將孔埋入至中途為止。由此完全埋入孔及布線槽。接著在步驟S107中，在Cu膜上沉積Cu電鍍膜，由此使孔和布線槽完全埋入。
接著，在步驟S108中，對于各Cu膜，進(jìn)行第1退火處理。由此，在Cu晶種膜和Cu電鍍膜一體化的同時(shí)，該一體化的Cu膜表面部分的結(jié)晶化結(jié)束。然后，在步驟S109和步驟S110(CMP)中，利用CMP法依次除去從布線槽露出的Cu膜和阻擋膜，由此在FSG膜中形成埋入Cu布線的同時(shí)，對FSG膜進(jìn)行平整化。
然后，在步驟S111中，對于Cu布線進(jìn)行第2退火處理。由此，構(gòu)成布線的整個(gè)Cu膜的結(jié)晶成長即Cu布線的致密化結(jié)束。之后，在步驟S112中，在埋入Cu布線并且被平整化的FSG膜上沉積SiN膜。
若孔的直徑或布線槽的寬度在0.25μm以下時(shí)，在步驟S101～S112中，對于Cu膜進(jìn)行兩次退火處理的理由如下。即，由于布線圖形是微細(xì)的，所以通過一次退火處理難于完全除去Cu膜中含有的缺陷并且在整個(gè)Cu膜上完全使結(jié)晶成長結(jié)束。
另一方面，在步驟S10中，在判斷形成對象的布線的寬度比0.25μm大時(shí)，例如在布線用導(dǎo)電膜的CMP工序前通過只進(jìn)行一次退火處理進(jìn)行布線形成。換言之，在孔的直徑或者布線槽的寬度比0.25μm大時(shí)，在布線結(jié)構(gòu)的形成中，設(shè)定為不進(jìn)行CMP工序后的退火處理。
具體地說，在步驟S201～S207中，與步驟S101～S107相同，在基板上例如沉積SiO2膜和FSG膜后，在兩膜中形成孔，之后，在FSG膜中形成與孔連接的布線槽。接著，在使孔和布線槽能夠埋入至中途為止地在整個(gè)FSG膜表面上依次沉積阻擋膜和Cu晶種膜后，使孔和布線槽完全埋入地在Cu晶種膜上沉積Cu電鍍膜。
接著，在步驟S208中，通過對于各Cu膜進(jìn)行退火處理，在使Cu晶種膜和Cu電鍍膜一體化的同時(shí)，使一體化的整個(gè)Cu膜的結(jié)晶化結(jié)束。
然后在步驟S209和S210中(CMP工序)中，利用CMP法依次除去從布線槽露出的Cu膜和阻擋膜，由此在FSG膜中形成埋入Cu布線的同時(shí)，使FSG膜平整化。之后，在步驟211中，在Cu布線埋入并且平整化的FSG膜上沉積SiN膜。
另外，若孔的直徑或布線槽的寬度一旦大于0.25μm時(shí)，即，布線槽寬度一旦變大，能夠放出布線用導(dǎo)電膜(Cu膜)中的缺陷的面也變大。所以，僅因?yàn)椴季€寬度變大，Cu膜中含有的缺陷量變多，另一方面，由于布線表面的面積也變大，所以使放出Cu膜中的缺陷也變得容易。所以，通過以高的溫度進(jìn)行一次退火處理，能夠使作為布線的整個(gè)Cu膜的結(jié)晶成長完全結(jié)束。
在步驟S101～S112或步驟S201～S211的處理結(jié)束后，在步驟S20中，判斷整個(gè)布線層形成是否結(jié)束。在存在未形成的布線層時(shí)，返回步驟S10中。在整個(gè)布線層形成結(jié)束時(shí)，前進(jìn)至步驟30，在最上層的布線層上形成襯墊的同時(shí)，進(jìn)行加工的熱處理。
如以上所述，根據(jù)實(shí)施例2，例如在具有0.25μm以下的寬度比較窄的凹部中形成布線時(shí)，由于使用實(shí)施例1的方法，所以可以獲得與實(shí)施例1相同的效果。另一方面，例如在具有0.25μm以上的寬度比較寬的凹部中形成布線時(shí)，考慮容易從具有較大寬度的凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜放出缺陷，所以在“CMP工序前”只進(jìn)行一次“退火”。由此，能夠在抑制工序數(shù)增多的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)沒有空洞或表面裂痕的布線結(jié)構(gòu)。
即，根據(jù)實(shí)施例2，根據(jù)布線寬度，通過選擇地設(shè)定用于形成布線結(jié)構(gòu)的退火處理的次數(shù)，可以不增加必要以上的工序數(shù)并且能夠形成所需的布線結(jié)構(gòu)。
另外，在實(shí)施例2中，在具有較大寬度的凹部中形成布線時(shí)，在“CMP工序前”只進(jìn)行一次“退火”，但是也可以取代之，僅在“CMP工序后”進(jìn)行一次“退火”。
另外，在實(shí)施例2中，作為布線用導(dǎo)電膜使用Cu膜，但是即使使用Al膜或Ag膜或含有Cu、Al或Ag的合金膜來代替Cu膜也能夠得到同樣的效果。另外，阻擋膜的種類不限定，例如可以使用TaN阻擋膜或TaN阻擋膜。
根據(jù)本發(fā)明，由于在除去凹部外側(cè)的導(dǎo)電膜的工序(除去工序)前后，分別進(jìn)行退火，所以可以逐漸除去導(dǎo)電膜中含有的缺陷。具體地說，在抑制導(dǎo)電膜結(jié)晶成長的同時(shí)，通過進(jìn)行在除去工序前的退火，由于可以抑制凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜中缺陷的聚集，所以可以防止空洞的產(chǎn)生。另外，在通過除去工序前的退火使導(dǎo)電膜中含有缺陷量降低后，進(jìn)行除去工序，之后，由于以使凹部內(nèi)的導(dǎo)電膜的表面露出的狀態(tài)進(jìn)行再次退火處理，所以，可以更容易除去該導(dǎo)電膜中的缺陷，由此可以避免在該導(dǎo)電膜表面上缺陷聚集的情況發(fā)生，另外，通過在除去工序前后分別進(jìn)行退火處理，由于可以逐漸除去導(dǎo)電膜中含有的缺陷，所以也不會在導(dǎo)電膜中產(chǎn)生不均勻收縮。所以，在防止由缺陷的聚集或?qū)щ娔さ氖湛s引起的并在作為布線的導(dǎo)電膜種產(chǎn)生表面裂痕或龜裂的同時(shí)，可以使該導(dǎo)電膜的結(jié)晶充分地成長。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于可以實(shí)現(xiàn)沒有空洞或表面裂痕的布線結(jié)構(gòu)，所以可以以高的成品率制造可靠性高的半導(dǎo)體裝置的電子器件。
權(quán)利要求
1.一種布線結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括在絕緣膜上形成凹部的工序；在所述絕緣膜上使所述凹部埋入地沉積導(dǎo)電膜的工序；對于所述導(dǎo)電膜進(jìn)行第1熱處理的工序；在進(jìn)行所述第1熱處理后除去所述凹部外側(cè)的所述導(dǎo)電膜的工序；在除去所述凹部外側(cè)的所述導(dǎo)電膜后，對于殘存的所述導(dǎo)電膜以其表面露出的狀態(tài)進(jìn)行第2熱處理的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布線結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述凹部由孔和在所述孔上形成并與所述孔連接的布線槽構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的布線結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在進(jìn)行所述第1熱處理的狀態(tài)中，所述孔內(nèi)的所述導(dǎo)電膜的晶粒比所述布線槽內(nèi)的所述導(dǎo)電膜的晶粒小并且所述布線槽內(nèi)的所述導(dǎo)電膜的晶粒比所述凹部外側(cè)的所述導(dǎo)電膜的晶粒小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布線結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在進(jìn)行所述第1熱處理的狀態(tài)中，所述凹部內(nèi)的所述導(dǎo)電膜的結(jié)晶成長沒有結(jié)束，而在進(jìn)行所述第2熱處理的狀態(tài)中，所述凹部內(nèi)的所述導(dǎo)電膜的結(jié)晶成長結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布線結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在進(jìn)行所述第1熱處理的狀態(tài)中，所述凹部內(nèi)的所述導(dǎo)電膜的晶粒比所述凹部外側(cè)的所述導(dǎo)電膜的晶粒小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布線結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第2熱處理以比第1熱處理高的溫度進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的布線結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第1熱處理以100℃以上并且低于200℃的溫度進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的布線結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第2熱處理以200℃以上并且低于500℃的溫度進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布線結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第2熱處理比所述第1熱處理的進(jìn)行時(shí)間長。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布線結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述凹部的寬度在0.25μm以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布線結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述導(dǎo)電膜由銅或含銅合金構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布線結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在除去所述凹部的外側(cè)的所述導(dǎo)電膜的工序中使用化學(xué)機(jī)械研磨法。
13.一種電子器件的制造方法，是具有第1布線結(jié)構(gòu)和第2布線結(jié)構(gòu)的電子器件的制造方法，其特征在于，所述第1布線結(jié)構(gòu)的形成方法，包括在基板的第1絕緣膜上形成第1凹部的工序；在所述第1絕緣膜上使第1凹部埋入地沉積第1導(dǎo)電膜的工序；對于所述第1導(dǎo)電膜進(jìn)行第1熱處理的工序；在進(jìn)行所述第1熱處理后除去所述第1凹部外側(cè)的所述第1導(dǎo)電膜的工序；在除去所述第1凹部外側(cè)的所述第1導(dǎo)電膜后，對于殘存的所述第1導(dǎo)電膜以其表面露出的狀態(tài)進(jìn)行第2熱處理的工序，第2布線結(jié)構(gòu)的形成方法，包括在所述基板的第2絕緣膜上形成第2凹部的工序；在所述第2絕緣膜上使所述第2凹部埋入地沉積第2導(dǎo)電膜的工序；對于所述第2導(dǎo)電膜進(jìn)行第3熱處理的工序；在除去所述第2凹部外側(cè)的所述第2導(dǎo)電膜工序，而所述第2凹部的寬度比所述第1凹部的寬度大。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子器件的制造方法，其特征在于，所述第1凹部的寬度在0.25μm以下，所述第2凹部的寬度比0.25μm大。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在半導(dǎo)體裝置等的電子器件中的布線結(jié)構(gòu)的形成方法。在FSG膜(105)等的絕緣膜上形成凹部(106)和布線槽(107)后在FSG膜(105)上使凹部(106)等埋入地沉積Cu膜。對于該Cu膜進(jìn)行第1熱處理并形成Cu膜(111)后，除去Cu膜(111)中凹部(106)等外側(cè)部分。之后對于殘存的Cu膜(111)以其表面露出的狀態(tài)進(jìn)行第2熱處理。根據(jù)本發(fā)明，由于可以實(shí)現(xiàn)沒有空洞或表面裂痕的布線結(jié)構(gòu)，所以可以以高的成品率制造可靠性高的半導(dǎo)體裝置的電子器件。
文檔編號H01L21/768GK1462069SQ0313820
公開日2003年12月17日 申請日期2003年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者原田剛史 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社