布线结构的形成方法技术

一种布线结构的形成方法，其特征在于：包括：在绝缘膜上形成反射防止膜后，在所述反射防止膜及所述绝缘膜上形成第１沟槽及与所述第１沟槽相邻的第２沟槽的沟槽形成工序；在所述反射防止膜上堆积屏障金属膜与导电膜，使其完全掩埋所述第１沟槽和所述第２沟槽的膜堆积工序；通过研磨，除去位于所述第１沟槽外侧及所述第２沟槽外侧的所述导电膜的第１研磨工序；在所述第１研磨工序之后，通过研磨，除去所述第１沟槽外侧及所述第２沟槽外侧的所述屏障金属膜的第２研磨工序；在所述第２研磨工序之后，除去粘附在研磨垫及所述被研磨面上的异物的异物去除工序；以及在所述异物去除工序之后，对所述反射防止膜的表面进行研磨的第３研磨工序。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是涉及半导体装置中。附图说明图10(a)～(c)是表示历来的各工序的剖面图。首先，如图10(a)所示，在硅基板11上堆积了作为绝缘膜的厚度为1μm左右的硅氧化膜12后，使用平版印刷法或干式侵蚀法，在硅氧化膜12所定的区域形成贯通该氧化膜的、直径为0.8μm左右的孔13。接着，采用PVD(物理气相沉积，physical vapor deposition)法，在包含孔13的硅氧化膜12上，全面、依次地堆积厚度为30nm的下层导电膜钛膜14，以及厚度为100nm的中间层导电膜氮化钛膜15。其后，采用CVD(化学气相沉积，chamical vapor deposition)法，在氮化钛膜15上，全面堆积厚度为1μm的上层导电膜钨膜16。这样，堆积了3层导电膜。这里，钛膜14与氮化钛膜15是屏障金属膜。接着，如图10(b)所示，由使用1种研磨剂的化学机械研磨(CMP)法，将在孔13外侧区域堆积的钨膜16及氮化钛膜15去除。由此，使孔13外侧区域堆积的钛膜14完全露出。接下来，如图10(c)所示，由使用另1种研磨剂的化学机械研磨法，将在孔13外侧区域堆积的钛膜14去除。由此，使孔13内形成由钨构成的插销17，同时，硅氧化膜12露出。而且，由于随着布线模式的微细化，布线与布线之间的间隔变得更小，因此在形成布线用沟槽或通过孔的平版印刷法中，使用防止反射膜(以下称ARL膜，Anti reflection layer)。特开平10-214834号公报然而，在根据所述历来的的利用ARL膜的布线形成方法中，存在有相邻布线(或相邻插销)之间发生短路的问题。为了达到上述目的，本专利的专利技术者对所述历来的中布线与布线之间发生短路的原因进行了研究，得到如下结果。也就是说，在使用历来的形成布线时，在对屏障金属膜进行研磨时，屏障金属膜会发生局部剥离而形成异物。由于该异物很硬，在布线之间存在的绝缘膜上形成由比该绝缘膜脆弱的材料所构成的ARL膜的情况下，ARL膜的表面会发生微小的裂纹。在这种裂纹能够从一根布线延伸到与其相邻的另一根布线的情况下，当裂纹中填充入金属(屏障金属膜或布线用导电膜的一部分)时，布线之间就发生短路。而且，由于随着布线结构的微细化，布线与布线之间的距离变小，所述裂纹就容易跨越布线之间，所以该裂纹中所埋入的金属就更容易形成布线与布线之间的架桥结构。即布线之间更容易发生短路。图11是表示在布线之间的ARL膜上生成的裂纹中埋入了金属的模样的平面图。如图11所示，在ARL膜21上埋入了多根相互平行延伸的铜布线22。在铜布线22与铜布线22之间的ARL膜21上，形成了跨越布线之间的裂纹23。在形成铜布线时，在该裂纹23内埋入了铜。其结果是，发生铜布线22与铜布线22之间的短路。本专利技术的基于以上见解所提出的。具体说来，本专利技术的包括以下工序在绝缘膜上形成反射防止膜后，在所述反射防止膜及所述绝缘膜上形成布线用沟槽及与所述第1布线用沟槽相邻的第2布线用沟槽的沟槽形成工序；在所述反射防止膜上堆积屏障金属膜与布线用导电膜，使其掩埋所述第1布线用沟槽和所述第2布线用沟槽的膜堆积工序；通过研磨，除去位于所述第1布线用沟槽外侧及所述第2布线用沟槽外侧的所述布线用导电膜的第1研磨工序；在所述第1研磨工序之后，通过研磨，除去所述第1布线用沟槽外侧及所述第2布线用沟槽外侧的所述屏障金属膜的第2研磨工序；在所述第2研磨工序之后，除去粘附在研磨垫及所述被研磨面上的异物的异物去除工序；以及在所述异物去除工序之后，对所述反射防止膜的表面进行研磨的第3研磨工序。根据本专利技术的，在绝缘膜及在其上面的反射防止膜上设置的沟槽中埋入屏障金属膜与导电膜之后，将沟槽外侧的屏障金属膜及导电膜研磨去除。其后，在将研磨时被研磨面上粘附的异物去除之后，对反射防止膜的表面进行研磨。因此，在对屏障金属膜进行研磨时，在沟槽之间(即布线之间)存在的绝缘膜的表面上发生了微小裂纹，且在该裂纹中填充了金属的情况下，能够得到以下的效果。即，由于在去除了在对屏障金属膜进行研磨时粘附在被研磨面上的异物之后，对反射防止膜的表面进行了最后研磨，所以能够防止异物对绝缘膜的表面造成新的损伤，同时还能够去除裂纹中所填充的金属。因此能够避免由于裂纹中填充的金属所造成的布线间的架桥现象，降低布线之间发生短路的频率，所以能够形成高性能的布线。另外，根据本专利技术的，在除去附着在被研磨面上的异物的同时，除去了在第2研磨工序(屏障金属膜的研磨)中所使用的研磨垫上的附着异物，因此，在第3研磨工序(反射防止膜的研磨)中继续使用该研磨垫时，可更可靠地防止反射防止膜的表面受到损伤。另外，由于除去了在被研磨面及研磨垫上的附着异物，所以可提高作业效率，缩短形成布线的需要时间。在本专利技术的中，理想的是使在第3研磨工序中的把被研磨面压向研磨垫的压力及该研磨垫的旋转速度与在第2研磨工序中的相同。这样，由于可以容易地设定在第3研磨工序中的研磨条件，所以能够提高布线形成的作业效率，从而可防止加工工序中的生产率的下降。此时，当第3研磨工序的研磨时间比第2研磨工序的研磨时间短时，能够防止反射膜表面的研磨过度。而且，如果使在第3研磨工序中的所述压力及旋转速度分别小于在第1研磨工序中的压力及旋转速度，则可确实地防止反射防止膜受到过度的研磨。在本专利技术的中，理想的是，在第3研磨工序中所使用的研磨剂与在第2研磨工序中的相同。这样，在第3研磨工序中，由于被埋入在沟槽内的布线用导电膜不会受到过度的研磨，所以可防止布线阻抗的增大。在本专利技术的中，理想的是，在第2研磨工序、异物除去工序及第3研磨工序中使用同一研磨装置进行研磨，在异物除去工序中，包括把被研磨面压在研磨垫上并使该研磨垫旋转的工序。这样，由于可在同一研磨装置内进行第2研磨工序、异物除去工序及第3研磨工序，因此可不停止该装置而进行连续地运转，所以可提高布线形成的操作性。另外，在这种情况下，理想的是异物除去工序中包括取代研磨剂而向研磨垫上供给有机酸、有机碱或纯水的工序。这样，可确实地除去附着在被研磨面及研磨垫上的异物。另外，在这种情况下，如果在异物除去工序中的研磨垫的旋转速度小于在第2研磨工序及第3研磨工序中的旋转速度，或者使在异物除去工序中的把被研磨面压在研磨垫上的压力小于在第2研磨工序及第3研磨工序中的所述压力，则能够在防止布线用导电膜的过度研磨的同时除去被研磨面及研磨垫上的附着异物。在本专利技术的中，当第1沟槽与所述第2沟槽之间的间隔为0.25μm以下时，与历来技术相比，上述本专利技术的效果则更为明显。在本专利技术的中，第1沟槽与第2沟槽可以相互平行配置。在本专利技术的中，第1沟槽及第2沟槽中的布线形成也可以通过双重镶嵌法进行。在本专利技术的中，理想的是反射防止膜由含有硅的材料构成。这样，可在形成沟槽的平板印刷工序中，确实地提高图形形成精度。例如在平板印刷工序中，在使用KrF激元激光(波长为248nm)作为光源的情况下，由于下层为75nm厚度的SiON膜和上层为8nm厚度的SiO2膜的叠层膜对KrF激元激光具有高的吸收率，所以作为反射防止膜具有优良的性能。而且，在使用硅化合物作为反射防止膜的材料的情况下，可以使用同一装置进行反射防止膜的开口和在硅氧化膜上形成通孔，这样可降低半导体器件的制造成本。在本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种布线结构的形成方法，其特征在于包括在绝缘膜上形成反射防止膜后，在所述反射防止膜及所述绝缘膜上形成第1沟槽及与所述第1沟槽相邻的第2沟槽的沟槽形成工序；在所述反射防止膜上堆积屏障金属膜与导电膜，使其完全掩埋所述第1沟槽和所述第2沟槽的膜堆积工序；通过研磨，除去位于所述第1沟槽外侧及所述第2沟槽外侧的所述导电膜的第1研磨工序；在所述第1研磨工序之后，通过研磨，除去所述第1沟槽外侧及所述第2沟槽外侧的所述屏障金属膜的第2研磨工序；在所述第2研磨工序之后，除去粘附在研磨垫及所述被研磨面上的异物的异物去除工序；以及在所述异物去除工序之后，对所述反射防止膜的表面进行研磨的第3研磨工序。2.根据权利要求1所述的布线结构的形成方法，其特征在于在所述第3研磨工序中，使所述被研磨面压向研磨垫的压力以及该研磨垫的旋转速度分别与第2研磨工序中相应的压力及旋转速度相同。3.根据权利要求2所述的布线结构的形成方法，其特征在于所述第3研磨工序的研磨时间比所述第2研磨工序的研磨时间短。4.根据权利要求2所述的布线结构的形成方法，其特征在于在所述第3研磨工序中，将所述基板压向研磨垫的压力以及该研磨垫的旋转速度分别比第1研磨工序中相应的压力及旋转速度小。5.根据权利要求1所述的布线结构的形成方法，其特征在于在所述第3研磨工序中所使用的研磨剂与第2研磨工序中所使用的研磨剂相同。6.根据权利要求1所述的布线结构的形成方法，其特征在于使用同一研磨装置进...

【专利技术属性】
技术研发人员：上田哲也，滨中雅司，原田刚史，吉田英朗，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：