半导体装置的制造方法及半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的半导体装置的制造方法，具备：槽部形成工序，在基体形成槽部；阻挡层形成工序，形成至少覆盖所述槽部的内壁面的阻挡层；种子层形成工序，形成覆盖所述阻挡层的种子层；以及种子层熔化工序，通过回流法使所述种子层熔化，所述种子层由Cu构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置的制造方法及半导体装置
本专利技术涉及半导体装置的制造方法及半导体装置，更详细地涉及高精度地形成微细配线的技术。本申请基于2011年9月30日在日本申请的日本专利申请2011-215847号主张优先权，并在此援用其内容。
技术介绍
以往，作为在基板形成的半导体元件等的微细配线材料，使用了铝、铝合金。但是，由于铝的熔点低且耐迁移性差，因此难以应对半导体元件的高集成化、高速化。为此，近年来作为配线材料，使用铜。铜与铝相比熔点高且电阻率也低，因此作为LSI配线材料是有力的。但是，作为配线材料使用铜时，存在难以进行微细加工的问题。例如，专利文献I中提出有如下方法:通过在绝缘层形成槽，在该槽的内部埋入铜，之后去除从槽露出的剩余的铜，从而在微细的槽内形成铜配线。专利文献1:日本特公平6-103681号公报然而，在专利文献I中记载的专利技术中，存在难以将铜无缝隙地埋入槽的内部的问题。即，通过溅射将铜层压在槽的内部的情况下，铜不会堆积至微细的槽的内部，而槽的内部保持空洞的状态下仅在槽的开口端附近堆积铜。另外，存在如下问题:通过回流法来熔化的铜埋入槽的内部的情况下，对于在槽的内壁面预先形成的阻挡金属层，与熔化的铜的润湿性差，在槽的内部产生空洞的状态下铜进行固化。这样在槽的内部形成的铜配线中产生空洞时，铜配线的电阻值变高，也有可能断线。
技术实现思路
本专利技术所涉及的方式是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种在微细的槽部的内部无缝隙地埋入导电材料，从而能够得到导电性优异的配线的半导体装置的制造方法及半导体装置。为了解决上述问题，本专利技术采用如下的半导体装置的制造方法及半导体装置。(I)本专利技术所涉及的一方式的半导体装置的制造方法，具备:槽部形成工序，在基体形成槽部；阻挡层形成工序，形成至少覆盖所述槽部的内壁面的阻挡层；种子层形成工序，形成覆盖所述阻挡层的种子层；以及种子层熔化工序，通过回流法使所述种子层熔化，所述种子层由Cu构成。( 2 )上述(I)的方式中，所述种子层形成工序具有:形成覆盖所述阻挡层的Cu薄膜的工序；以及对所述Cu薄膜进行热处理的工序，所述热处理也可以在100°C以上400°C以下的温度范围内进行。(3 )上述(I)或(2 )的方式中，不仅仅在一次所述种子层形成工序及所述种子层熔化工序中埋入槽内部，也可以重复进行两次以上所述种子层形成工序及所述种子层熔化工序。(4)上述(I)至(3)的任一个所述的方式中，所述阻挡层也可以采用由含有Ta、T1、W、Ru、V、Co和Nb中的至少一种的材料构成的结构。(5)上述(I)至(4)的任一个所述的方式中，所述基体可以采用由半导体基板和在所述半导体基板的一面形成的绝缘层构成的结构。(6)本专利技术所涉及的一方式的半导体装置，具备:形成在基体的槽部；覆盖所述槽部的内壁面的阻挡层；以及被埋入在所述阻挡层的内侧区域的导电体，所述导电体是通过回流法使覆盖所述阻挡层的由Cu构成的种子层熔化而形成。根据本专利技术所涉及的上述方式的半导体装置的制造方法及半导体装置，由于通过回流法使覆盖阻挡层的由Cu构成的种子层熔化，因此导电材料Cu均匀地遍布槽部的各个角落，而不在内部产生空洞，能够得到无局部断线部分的高精度导电体。【附图说明】图1为示出本专利技术所涉及的一实施方式的半导体装置的主要部分放大剖视图。图2为按步骤示出本专利技术所涉及的一实施方式的半导体装置的制造方法的主要部分放大剖视图。图3为按步骤示出本专利技术所涉及的一实施方式的半导体装置的制造方法的主要部分放大剖视图。图4为示出本专利技术所涉及的实施方式中使用的溅射装置(成膜装置)的一例的示意图。【具体实施方式】下面，基于附图对本专利技术所涉及的实施方式的半导体装置的制造方法及半导体装置进行说明。此外，本实施方式为了更好地理解专利技术的宗旨而举出一例进行说明，只要没有特别的指定，不限定本专利技术。另外，以下说明中使用的附图，为了容易理解本专利技术的特征，方便起见，有时放大示出构成主要部分的部分，各组成部件的尺寸比率等不一定与实际相同。(半导体装置)图1为示出本专利技术所涉及的一实施方式的半导体装置的主要部分放大剖视图。半导体装置10具备基体11。基体11由绝缘性基板例如玻璃基板、树脂基板等构成。此外,该基体11的一部分也可以形成有例如半导体元件等。在基体11的一面Ila形成有槽部(沟)12。槽部12例如由从基体11的一面Ila向基体11的厚度方向挖掘的宽度窄且深的微细槽构成。槽部12的底部的宽度W形成为例如20nm?50nm左右。另外，槽部12的深度D形成为例如80nm?200nm左右。这种槽部12的内侧区域形成有例如构成半导体元件的电路配线的导电体。在槽部12形成有阻挡层(阻挡金属)13，以覆盖内壁面12a。阻挡层13例如由Ta(钽)氮化物、Ta硅化物、Ta碳化物、Ti (钛)氮化物、Ti硅化物、Ti碳化物、W (钨)氮化物、W硅化物、W碳化物、Ru (钌)、及Ru氧化物、V (钒)氧化物、Co (钴)氧化物、Nb (铌)氧化物等构成。阻挡层(阻挡金属)13以厚度tl例如为Inm?3nm左右的方式形成。进一步，在槽部12中的阻挡层(阻挡金属)13的内侧区域形成有由导电材料构成的导电体14。导电体14由Cu (铜)构成。该导电体14通过在阻挡层(阻挡金属)13的内侧区域形成种子层，熔化(回流)该种子层，埋入槽部12来形成。导电体14例如成为在基体11形成的半导体元件的电路配线。根据这种结构的半导体装置10，通过在阻挡层(阻挡金属)13的内侧区域形成由Cu构成的种子层，熔化(回流)该种子层来形成导电体14，从而在形成导电体14时，导电材料无缝隙地埋入槽部12的内侧。因此，能够实现具备电阻均匀且没有断线等担忧的由Cu构成的导电体(电路配线)14的半导体装置10。(半导体装置的制造方法)图2和图3为按步骤示出本专利技术所涉及的一实施方式的半导体装置的制造方法主要部分放大剖视图。在制造本专利技术所涉及的实施方式的半导体装置时，首先，准备基体11 (参见图2的(a))。作为基体11，可以使用绝缘性基板、半导体基板。作为绝缘性基板，例如可以举出玻璃基板、树脂基板。另外，作为半导体基板，例如可以举出硅晶片、SiC晶片等。在基体11例如预先形成有半导体元件(省略图示)。接着，在该基体11的一面Ila形成规定深度的槽部12(参见图2的(b):槽部形成工序)。槽部12例如以仿照半导体元件的电路配线的图案的方式形成。作为在基体11的一面Ila形成槽部12的方法，例如能够使用基于光刻法的蚀刻加工、通过激光进行的加工。接着，在包括槽部12的内壁面12a的基体11的一面Ila形成规定厚度的阻挡层(阻挡金属)13 (参见图2的(c):阻挡层形成工序)。阻挡层(阻挡金属)13例如使用包括Ta、T1、W、Ru、V、Co和Nb中的至少一种的材料形成。阻挡层13的形成例如优选使用溅射法、CVD法等。另外，阻挡层(阻挡金属)13以厚度tl例如为Inm?3nm左右的方式形成。图4示出用于形成阻挡层的溅射装置(成膜装置)的一例。溅射装置(成膜装置)I具有:真空槽2 ;分别配置在真空槽2内部的基板架7 ;以及靶5。真空槽2连接有真空排气系统9和气体供给系统4，对真空槽2内部进行真空排气，一边进行真空排本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具备：槽部形成工序，在基体形成槽部；阻挡层形成工序，形成至少覆盖所述槽部的内壁面的阻挡层；种子层形成工序，形成覆盖所述阻挡层的种子层；以及种子层熔化工序，通过回流法使所述种子层熔化，所述种子层由Cu构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.30 JP 2011-2158471.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具备: 槽部形成工序，在基体形成槽部； 阻挡层形成工序，形成至少覆盖所述槽部的内壁面的阻挡层； 种子层形成工序，形成覆盖所述阻挡层的种子层；以及 种子层熔化工序，通过回流法使所述种子层熔化， 所述种子层由Cu构成。2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于， 所述种子层形成工序具有:形成覆盖所述阻挡层的Cu薄膜的工序；以及对所述Cu薄膜进行热处理的工序， 所述热处理在100°C以上400°C以下的温度范围内进行。...

【专利技术属性】
技术研发人员：滨口纯一，小平周司，坂本勇太，佐野昭文，镰田恒吉，门仓好之，广石城司，沼田幸展，铃木康司，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：
国别省市：