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：在绝缘膜上形成防止反射膜，然后在所述防止反射膜及所述绝缘膜上，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；在所述防止反射膜上依次堆积屏障金属膜与布线用导电膜，并使其掩埋所述第１沟槽与所述第２沟槽的膜堆积工序；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，除去所述被研磨面上粘附的异物的异物除去工序；以及在所述异物除去工序之后，使用与在所述第１研磨工序中相同种类的研磨剂对所述防止反射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】

本专利技术是涉及半导体装置中的。图8(a)～(c)是表示历来的各工序的剖面图。首先，如图8(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，chemical 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8(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除去。由此，使孔13外侧区域堆积的钛膜14完全露出。接下来，如图8(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除去。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。以上，以钨插销的形成为例做了说明，但采用同样的方法，例如也可以在绝缘膜上形成的布线用沟槽内形成铜布线。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，渐渐地开始使用防止反射膜(以下称ARL膜，Anti reflection layer)。特开平10-214834号公报然而，在所述历来的中使用ARL膜的情况下，存在有布线与布线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1根布线延伸到与其相邻的另1根布线的情况下，当裂纹中填充入金属(屏障金属膜及布线导电膜的1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9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9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防止反射膜后，在防止反射膜及绝缘膜上形成第1沟槽及与第1沟槽相邻的第2沟槽的沟槽形成工序；在防止反射膜上依次堆积屏障金属膜与布线用导电膜，使其完全掩埋第1沟槽与第2沟槽的膜堆积工序；通过研磨，除去第1沟槽外侧及第2沟槽外侧的所述布线用导电膜的第1研磨工序；在第1研磨工序之后，通过研磨，除去第1沟槽外侧及第2沟槽外侧的屏障金属膜的第2研磨工序；在第2研磨工序之后，将被研磨面上粘附的异物除去的异物除去工序；以及在所述异物除去工序之后，使用在第1研磨工序中所使用的相同种类的研磨剂对防止反射膜的表面进行研磨的第3研磨工序。根据本专利技术的，在绝缘膜及其上面的防止反射膜上设置的沟槽中依次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除去。其后，在将研磨时被研磨面上粘附的异物除去之后，对防止反射膜的表面进行研磨。因此，在对屏障金属膜研磨时，在沟槽之间(即布线之间)存在的防止反射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，由于在除去了对屏障金属膜研磨时粘附的异物之后，对防止反射膜的表面进行了最终研磨，所以能够防止异物对防止反射膜的表面造成新的损伤，同时还能够除去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与布线之间的架桥现象，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，由于在第3研磨工序(反射防止膜的研磨)中使用与第1研磨工序(导电膜的研磨)中所使用的相同种类的研磨剂，所以在被埋入反射防止膜表面上的裂纹中的金属是导电膜的一部分的情况下，可被确实地除去。在本专利技术的中，理想的是，在第2研磨工序与第3研磨工序之间设置除去在第2研磨工序中所使用的研磨垫上的附着异物的工序。这样，在第3研磨工序(反射防止膜的研磨)中继续使用在第2研磨工序(屏障金属膜的研磨)中使用的研磨垫的情况下，可有效地防止反射防止膜表面受到损伤。在这种情况下，通过在除去研磨垫上的附着异物的工序中包括清洗研磨垫的工序，可确实有效地防止反射防止膜表面受到损伤。在除去研磨垫上的附着异物的工序中如果包括使用磨石对研磨垫的表面进行磨刷的工序，则可得到同样的效果。在本专利技术的中，理想的是在第1研磨工序及第3研磨工序中使用相同的研磨装置及研磨垫进行研磨。这样，可提高布线形成的工作效率。在本专利技术的中，理想的是在第3研磨工序中的研磨时间比第1研磨工序及第2研磨工序的研磨时间要短。这样，由于在第3研磨工序中，被埋入槽内的导电膜不会受到很大程度的研磨，所以可以防止布线阻抗的增大。而且，在本专利技术的中，理想的是在第3研磨工序中将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比第2研磨工序中相应的压力及旋转速度要小。换言之，在第3研磨工序中的所述压力及旋转速度最好与在第1研磨工序中的相同。这样，在被埋入在反射防止膜表面上的裂纹内的金属为导电膜的一部分的情况下，可被更确实有效地除去。在本专利技术的中，理想的是设置第3研磨工序包括研磨条件不同的2个阶段的研磨工序。在这个情况下，在2个阶段的研磨工序中的一个阶段所使用的研磨剂与在第2研磨工序中所使用的相同，并且在所述2个阶段的研磨工序中的另一阶段中所使用的研磨剂与在第1研磨工序中所使用的相同。这样，可提高布线形成的成品率。在本专利技术的中，理想的是使异物除去工序包括使用有机酸、有机碱对被研磨面进行清洗的工序。这样，能够确实除去基板上所粘附的异物。在本专利技术的中，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，也可以把第1沟槽与第2沟槽可以相互平行配置。在本专利技术的中，也可以采用双重镶嵌法进行第1沟槽与第2沟槽中布线的形成。在本专利技术的中，理想的是所述防止反射膜由含硅的材料所构成。这样，在沟槽形成的平版印刷工序中，能够确实提高图形的形成精度。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，这样可降低半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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防止反射膜，然后在所述防止反射膜及所述绝缘膜上，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；在所述防止反射膜上依次堆积屏障金属膜与布线用导电膜，并使其掩埋所述第1沟槽与所述第2沟槽的膜堆积工序；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，除去所述被研磨面上粘附的异物的异物除去工序；以及在所述异物除去工序之后，使用与在所述第1研磨工序中相同种类的研磨剂对所述防止反射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2研磨工序与所述第3研磨工序之间，设有除去在所述第2研磨工序中使用的研磨垫上的附着异物的工序。3.根据权利要求2所述的布线结构的形成方法，其特征在于在所述除去研磨垫上的附着异物的工序中，包括清洗所述研磨垫的工序。4.根据权利要求2所述的布线结构的形成方法，其特征在于在所述除去研磨垫上的附着异物的工序中，包括使用磨石磨刷研磨垫的表面的工序。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1研磨工序及第3研磨工序中使用相同的研磨装置及研磨垫进行研磨。6.根据权利要求1所述的布线结构的形成方法，其特征在于在所述第3工序中的研磨时间要比所述第1研磨工序及所述第2研磨工序中的研磨时间短。7.根据权利要求1...

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