專利名稱：半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)高集成和高機(jī)能的半導(dǎo)體器件，需要提高器件的運(yùn)行速度。因此，使連接獨(dú)立元件的布線小型化并使其多層化。為了適應(yīng)小型化和多層化，在層間絕緣膜的布線溝槽和通孔中掩埋具有低電阻和突出抗電遷移性的Cu，以形成布線。
具體地，在具有形成的布線溝槽和通孔的層間絕緣膜上形成阻擋金屬膜和Cu籽晶膜，通過(guò)電解電鍍?cè)谧丫ど闲纬蒀u電鍍膜，然后除去電鍍膜等以僅在布線溝槽和通孔中留下電鍍膜，以形成布線。但是，有如下問(wèn)題，因?yàn)檫M(jìn)一步使布線溝槽等最小化而在電鍍膜中形成空隙，所以降低了布線的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
相據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在襯底上形成Cu的籽晶膜；多晶化在襯底上形成的籽晶膜；以及通過(guò)電解電鍍?cè)诙嗑Щ淖丫ど闲纬蒀u的電鍍膜。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在襯底上形成Cu的籽晶膜；將脈沖光照射到在襯底上形成的籽晶膜；以及通過(guò)電解電鍍?cè)谡丈涿}沖光的籽晶膜上形成Cu的電鍍膜。


圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝流的流程圖。
圖2A至圖2H是根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝的示意圖。
圖3A是示意性地示出根據(jù)實(shí)例2的電鍍膜的結(jié)晶態(tài)的圖，圖3B是示意性地示出根據(jù)比較例的電鍍膜的結(jié)晶態(tài)的圖。
圖4是示出根據(jù)第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝流的流程圖。
圖5A至圖5D是根據(jù)第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝的示意圖。
圖6是示出根據(jù)第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝流的流程圖。
圖7A至圖7F是根據(jù)第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝的示意圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)以下將描述第一實(shí)施例。圖1是示出根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝流的流程圖，且圖2A至圖2H是示出根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝的示意圖。
如圖2A所示，例如，通過(guò)化學(xué)氣相淀積(CVD)方法或涂覆方法在半導(dǎo)體晶片W(下文簡(jiǎn)稱為“晶片”)上形成層間絕緣膜10(步驟1A)。晶片W由Si襯底1、層間絕緣膜2、阻擋金屬膜3、布線6和帽蓋層7組成，該布線6由籽晶膜4和電鍍膜5組成。在Si襯底1上形成元件如晶體管(未示出)，且在層間絕緣膜2中形成布線溝槽2A。在布線溝槽2A的內(nèi)表面上形成阻擋金屬膜3，且在阻擋金屬膜3中掩埋布線6。在層間絕緣膜2和布線6上形成帽蓋膜7。
層間絕緣膜2、10的構(gòu)成材料的例子是低介電常數(shù)絕緣膜，如有機(jī)Si氧化膜、多孔Si膜等或SiO2等。帽蓋膜7的構(gòu)成材料是SiCN、SiOC、SiN、SiC等。
在形成層間絕緣膜10之后，通過(guò)光刻技術(shù)和反應(yīng)離子蝕刻(RIE)在層間絕緣膜10中形成通孔10A(凹槽)和布線溝槽10B(凹槽)，如圖2B所示(步驟2A)。為了形成通孔10A，將反射防止膜和化學(xué)增強(qiáng)型光致抗蝕劑施加到層間絕緣膜10上，同時(shí)旋轉(zhuǎn)晶片W。在施加光致抗蝕劑后，利用具有規(guī)定圖形的掩模進(jìn)行紫外線曝光。然后，通過(guò)用顯影液顯影在層間絕緣膜10上形成抗蝕劑圖形。在層間絕緣膜10上形成抗蝕劑圖形后，用抗蝕劑圖形作為掩模、通過(guò)RIE蝕刻層間絕緣膜10以在層間絕緣膜10中形成通孔10A。在層間絕緣膜10中形成通孔10A后，通過(guò)灰化等除去抗蝕劑和反射防止膜。然后，通過(guò)相同的工序形成布線溝槽10B。
在層間絕緣膜10中形成通孔10A和布線溝槽10B后，在帽蓋膜7中形成開(kāi)口7A，如圖2C所示(步驟3A)。
隨后，例如，通過(guò)濺射或CVD在層間絕緣膜10上形成阻擋金屬膜12，該阻擋金屬膜12抑制Cu擴(kuò)散到層間絕緣膜10中，如圖2D所示(步驟4A)。例如，阻擋金屬膜12的構(gòu)成材料是導(dǎo)電材料，如Ta、Ti、TaN、TiN、NbN、WN或VN。阻擋金屬膜12也可通過(guò)層壓這些材料而形成。
在層間絕緣膜10上形成阻擋金屬膜12之后，例如，通過(guò)濺射在阻擋金屬膜12上形成籽晶膜13，該籽晶膜13在電解電鍍時(shí)允許流動(dòng)電流，如圖2E所示(步驟5A)。籽晶膜13由Cu組成但可包含除了Cu之外的成分。
在阻擋金屬膜12上形成籽晶膜13之后，將脈沖光11照射到籽晶膜13，如圖2F所示(步驟6A)。例如，脈沖光11可以從閃光燈、受激準(zhǔn)分子激光器如KrF受激準(zhǔn)分子激光器、脈沖固態(tài)激光器如Q-開(kāi)關(guān)YAG激光器等獲得?？梢酝ㄟ^(guò)利用具有400nm或更短波長(zhǎng)的脈沖光來(lái)高可控性地行多晶化，因?yàn)楫?dāng)波長(zhǎng)為400nm或更短時(shí)Cu具有降低相當(dāng)多的反射率。例如，可以從KrF受激準(zhǔn)分子激光器、三次諧波或四次諧波的Q-開(kāi)關(guān)YAG激光器等獲得具有400nm或更短波長(zhǎng)的脈沖光。而且，當(dāng)使用具有比通孔10A的直徑和布線溝槽10B的寬度更長(zhǎng)波長(zhǎng)的脈沖光時(shí)，光的衍射效應(yīng)變大了，使得還能夠?qū)⒚}沖光照射到布線溝槽10B和通孔10A的側(cè)壁上。
在該實(shí)施例中，使用三次諧波的Q-開(kāi)關(guān)Nd YAG作為脈沖光。該激光器具有355nm的波長(zhǎng)和30nsec的脈沖寬度。
通過(guò)用相對(duì)晶片移動(dòng)的脈沖光掃描晶片同時(shí)使脈沖光振蕩，將脈沖光照射到晶片表面。在使脈沖光相對(duì)晶片掃描的情況下，脈沖光可在晶片之上線形或螺旋形移動(dòng)。如果在晶片中形成的布線溝槽的寬度或通孔的直徑比脈沖光的波長(zhǎng)大，則可照射脈沖光，以便它的光軸相對(duì)晶片的法線傾斜，因?yàn)槊}沖光被照射到布線溝槽和通孔的側(cè)壁上。
在將脈沖光11照射到籽晶膜13之后，將電鍍液提供到晶片W上，并通過(guò)電解電鍍?cè)谧丫?3上形成電鍍膜14，如圖2G所示(步驟7A)。電鍍膜14由Cu形成，但可包含除了Cu之外的成分。
在籽晶膜13上形成電鍍膜14之后，例如，通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)對(duì)其進(jìn)行拋光，以除去位于層間絕緣膜10上的不必要的阻擋金屬膜12、籽晶膜13和電鍍膜14，以留下存在于通孔10A和布線溝槽10B中的阻擋金屬膜12、籽晶膜13和電鍍膜14，如圖2H所示(步驟8A)。具體地，以保持晶片W與拋光墊接觸的方式，旋轉(zhuǎn)晶片W和拋光墊(未示出)，且將漿料(未示出)提供到晶片W上以拋光電鍍膜14等。在拋光電鍍膜14之前，可熱處理電鍍膜14等。拋光不限制于CMP且可通過(guò)不同的方法進(jìn)行。不同方法的實(shí)例是電解拋光。因此，形成了連接到布線6的布線15。
在如圖1所示的半導(dǎo)體器件的制造工藝中，如果在不將脈沖光照射到籽晶膜的條件下形成電鍍膜，則當(dāng)布線特別精細(xì)時(shí)會(huì)在電鍍膜中形成空隙，且降低了布線的可靠性?？上胂蟮降氖?，產(chǎn)生空隙的原因是在電鍍膜中產(chǎn)生了三態(tài)點(diǎn)。具體地，在形成籽晶膜時(shí)籽晶膜處于非晶態(tài)，且當(dāng)在處于非晶態(tài)的籽晶膜上形成電鍍膜時(shí)，電鍍膜的結(jié)晶在室溫下進(jìn)行，以致于在電鍍膜中生成了三態(tài)點(diǎn)。而且，如果將應(yīng)力等施加到三態(tài)點(diǎn)上，則基于三態(tài)點(diǎn)可能會(huì)產(chǎn)生空隙。
而且認(rèn)為，當(dāng)籽晶膜浸在電鍍液中時(shí)，因?yàn)樽丫け浑婂円何g刻，所以形成了空隙。具體地，如果籽晶膜被蝕刻，則被蝕刻且具有小厚度的部分具有比其它部分高的電阻。因此，認(rèn)為在籽晶膜的薄部分上的電鍍膜的生長(zhǎng)速度變得比其它部分的低，且在相關(guān)的部分中形成了空隙。
同時(shí)，在該實(shí)施例中，可以獲得具有減小空隙形成的電鍍膜14，因?yàn)閷⒚}沖光11照射到籽晶膜13上。具體地，當(dāng)將脈沖光11照射到籽晶膜13上時(shí)，瞬時(shí)地?zé)崽幚碜丫?3，且使籽晶膜13多晶化。多晶化膜的表面主要具有低指數(shù)面如(100)和(111)，且表面方向上的晶粒直徑變?yōu)榧s100nm至1μm。通常由100nm或更小厚度的籽晶膜13判斷，暴露到脈沖光的籽晶膜13變成具有柱狀結(jié)構(gòu)的多晶膜。當(dāng)電鍍?cè)诒砻嫔现饕哂械椭笖?shù)面的多晶籽晶膜13時(shí)，具有與籽晶膜13相同面指數(shù)的電鍍膜14以柱狀的形式生長(zhǎng)同時(shí)保持相同的面指數(shù)。因此，在電鍍膜14中形成三態(tài)點(diǎn)變難，從而減小了在形成的布線中生成空隙的因素。
已知的是，當(dāng)在通孔10A中形成Cu的籽晶膜13時(shí)，籽晶膜13的厚度在側(cè)壁上局部變小。當(dāng)通孔10A具有高的高寬比時(shí)，隨著布線變得很精細(xì)，在側(cè)壁上的籽晶膜13的變薄變得更顯著。此外，在電鍍步驟的初期階段，當(dāng)籽晶膜13浸在電鍍液中時(shí)蝕刻了籽晶膜13且使其變薄。該局部變薄的籽晶膜13增加了薄膜電阻，致使在通過(guò)電解電鍍形成膜時(shí)在電流分布中不均勻且在變薄的區(qū)域中產(chǎn)生了空隙。
Cu膜相對(duì)電鍍液的蝕刻速度在低指數(shù)面上變得比非晶態(tài)上的慢。當(dāng)脈沖光11照射到籽晶膜13上且低指數(shù)面在表面上變得顯著時(shí)，它能夠在電鍍步驟的初期階段抑制對(duì)籽晶膜13的蝕刻，減少了產(chǎn)生空隙的因素，且改善了布線的可靠性。
此外，在該實(shí)施例中將脈沖光11照射到籽晶膜13上，以便可以在薄膜狀態(tài)時(shí)使籽晶膜13多晶化。具體地，當(dāng)在一般的熱退火步驟中熱處理籽晶膜時(shí)，因?yàn)樽丫け∷运奂?，且難以使籽晶膜在薄狀態(tài)時(shí)多晶化。例如，當(dāng)使用Ta或TaN作為阻擋金屬時(shí)，如果由Cu形成的籽晶膜具有100nm的厚度，則可以通過(guò)照射具有100nsec或更小脈沖寬度的脈沖光使阻擋金屬多晶化，而不引起籽晶膜的聚集。同時(shí)，在氫氣或惰性氣體氣氛的熱處理步驟中，籽晶膜在熱退火之后集結(jié)且不能夠形成Cu的電鍍膜。
籽晶膜13可具有在通過(guò)例如濺射形成主要膜之后、通過(guò)無(wú)電鍍Cu進(jìn)行次要膜形成加強(qiáng)的薄部分。在該情況下，在形成主要膜和次要膜中任一個(gè)之后，可將脈沖光11照射到籽晶膜13上。
此外，當(dāng)在形成阻擋金屬膜12和籽晶膜13之前將脈沖光11照射到通孔10A和布線溝槽10B上時(shí)(圖2C)，可以獲得空隙數(shù)量減少的電鍍膜14。在RIE時(shí)的雜質(zhì)如反應(yīng)產(chǎn)物可能會(huì)粘附到通孔10A和布線溝槽10B上。該雜質(zhì)使阻擋金屬膜12和籽晶膜13的粘附性惡化，并產(chǎn)生了有缺陷的膜形成物如反常的側(cè)壁形狀，其成為在電鍍膜14中產(chǎn)生空隙的因素。在籽晶膜13形成之前脈沖光11照射到通孔10A和布線溝槽10B能夠除去粘附到通孔10A和布線溝槽10B上的雜質(zhì)。因此，可以獲得空隙數(shù)量進(jìn)一步減少的電鍍膜14。
在形成電鍍膜14之后，還可以通過(guò)照射脈沖光11來(lái)獲得布線處理更高的可靠性(圖2G)。被照射脈沖光11的籽晶膜13具有多晶化的結(jié)構(gòu)，且形成于籽晶膜13上的電鍍膜14主要具有柱狀結(jié)構(gòu)，但如果布線膜厚度超過(guò)1μm，則在布線內(nèi)容易形成三態(tài)點(diǎn)。在形成電鍍膜之后，可以通過(guò)照射脈沖光11除去這些三態(tài)點(diǎn)，以便可以提高布線的可靠性。
此外，還有一種有用的方法，在形成電鍍膜的中間停止形成電鍍膜，照射脈沖光，且形成具有所需厚度的電鍍膜。
(實(shí)例1)以下將描述實(shí)例1。將脈沖光照射到籽晶膜上，并在該實(shí)例中觀察到籽晶膜的結(jié)晶態(tài)。
在該實(shí)例中，使用Q-開(kāi)關(guān)Nd YAG三次諧波的脈沖光。脈沖光具有355nm的波長(zhǎng)、約50nsec的脈沖寬度和0.05J/cm2·脈沖至0.2J/cm2·脈沖的輻射能量密度。將脈沖光照射到籽晶膜上，且通過(guò)掃描離子顯微鏡(SIM)觀察通過(guò)照射籽晶膜結(jié)晶態(tài)的變化。作為與該實(shí)例籽晶膜的結(jié)晶態(tài)相比的比較例，在其結(jié)晶態(tài)下以與該實(shí)例中相同的方式還觀察未被脈沖光照射的籽晶膜。
以下將描述觀察的結(jié)果。發(fā)現(xiàn)，未被脈沖光照射的籽晶膜具有小于100nm的晶粒直徑，且它幾乎處于非晶態(tài)。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)在該實(shí)例中由脈沖光照射的籽晶膜具有100nm至1μm的晶粒直徑和在多晶化態(tài)時(shí)的薄膜態(tài)。從結(jié)果確定，當(dāng)將脈沖光照射到籽晶膜上時(shí)，籽晶膜被多晶化。
(實(shí)例2)以下將描述實(shí)例2。在該實(shí)例中，對(duì)于電鍍膜在室溫下再結(jié)晶的狀態(tài)，通過(guò)X射線衍射檢查通過(guò)照射脈沖光多晶化的籽晶膜和未通過(guò)脈沖光照射且處于非晶態(tài)的籽晶膜。
在該實(shí)例中使用Q-開(kāi)關(guān)Nd YAG三次諧波的脈沖光。脈沖光具有355nm的波長(zhǎng)、50nsec的脈沖寬度和0.05J/cm2·脈沖至0.2J/cm2·脈沖的輻射能量密度。通過(guò)X射線衍射在形成電鍍膜之后立即測(cè)量電鍍膜的峰值強(qiáng)度，并測(cè)量在室溫下保持一個(gè)星期的電鍍膜的峰值強(qiáng)度。作為與該實(shí)例相比的比較例，在沒(méi)有將脈沖光照射到籽晶膜的條件下形成了電鍍膜，且以與該實(shí)例中相同的方式在形成電鍍膜之后立即測(cè)量電鍍膜的峰值強(qiáng)度，并測(cè)量在室溫下保持一個(gè)星期的電鍍膜的峰值強(qiáng)度。
發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的流逝，沒(méi)有照射脈沖光形成的電鍍膜具有尤其是(111)和(200)峰的增強(qiáng)，以及在室溫下進(jìn)行的再結(jié)晶。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)，具有多晶化籽晶膜的電鍍膜的(111)、(200)和(220)低指數(shù)面的峰值強(qiáng)度基本上沒(méi)有改變。由結(jié)果確定，如果將脈沖光照射到籽晶膜，則電鍍膜在室溫下很難再結(jié)晶。
將描述通過(guò)截面TEM檢查電鍍膜的結(jié)晶態(tài)的結(jié)果。圖3A是示意性地示出在多晶籽晶膜上形成的電鍍膜的結(jié)晶態(tài)的圖，圖3B是示意性地示出沒(méi)有照射脈沖光形成的電鍍膜的結(jié)晶態(tài)的圖。在圖3A和圖3B中，21表示Si襯底，22表示層間絕緣膜，23表示阻擋金屬膜，24表示籽晶膜，以及25表示電鍍膜。如圖3B所示，清楚的是，在沒(méi)有將脈沖光照射到籽晶膜的條件下形成的電鍍膜中觀察到了許多三態(tài)點(diǎn)。同時(shí)，如圖3A所示，在多晶化籽晶膜上形成的電鍍膜具有基本柱狀的結(jié)構(gòu)，且難以形成三態(tài)點(diǎn)。因此，認(rèn)為當(dāng)使在非晶籽晶膜上形成的電鍍膜再結(jié)晶以繼續(xù)結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)，形成了其為降低布線可靠性原因的三態(tài)點(diǎn)。同時(shí)，認(rèn)為電鍍?cè)诙嗑ё丫ど暇哂兄鶢罱Y(jié)構(gòu)，因?yàn)樗诨A(chǔ)籽晶膜的晶面方向上生長(zhǎng)，且抑制了三態(tài)點(diǎn)的形成，三態(tài)點(diǎn)是在布線中產(chǎn)生空隙的因素。
(第二實(shí)施例)以下將描述第二實(shí)施例。在該實(shí)施例中，將描述把脈沖光選擇性地照射到具有高密度布線溝槽圖形的區(qū)域中的部分籽晶膜上的實(shí)例。
圖4是示出根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝流的流程圖，圖5A至圖5D是根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝的示意圖。
如圖4所示，在晶片W上形成層間絕緣膜10(步驟1B)。在形成層間絕緣膜10之后，通過(guò)光刻技術(shù)和反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)在層間絕緣膜10中形成多個(gè)布線溝槽10B(步驟2B)。在此，布線溝槽10B每個(gè)都具有包括區(qū)域10C和區(qū)域10D的圖形，區(qū)域10C具有小的布線寬度和高的圖形密度，區(qū)域10D具有大的布線寬度和低的圖形密度，如圖5A所示。
在層間絕緣膜10中形成布線溝槽10B之后，在層間絕緣膜10上形成阻擋金屬膜12(步驟3B)。在層間絕緣膜10上形成阻擋金屬膜12之后，在阻擋金屬膜12上形成籽晶膜13(步驟4B)。
在阻擋金屬膜12上形成籽晶膜13之后，將脈沖光11選擇性地照射到具有高圖形密度的區(qū)域10C中的部分籽晶膜13上，如圖5B所示(步驟5B)。
在選擇性地照射了脈沖光11之后，將電鍍液提供到晶片W上，并通過(guò)電解電鍍?cè)谧丫?3上形成電鍍膜14，如圖5C所示(步驟6B)。
在籽晶膜13上形成電鍍膜14之后，例如，通過(guò)CMP對(duì)其進(jìn)行拋光來(lái)除去在層間絕緣膜10上的不必要的阻擋金屬膜12、籽晶膜13和電鍍膜14，以留下存在于布線溝槽10B中的阻擋金屬膜12、籽晶膜13和電鍍膜14，如圖5D所示(步驟7B)。
公知的是，在具有高圖形密度的區(qū)域中促進(jìn)了電鍍生長(zhǎng)，且電鍍膜在那個(gè)區(qū)域中突起。為了形成Cu布線，必須除去突起(凸起)。結(jié)果，該表面在具有低圖形密度的其它區(qū)域中具有凹陷部分，且出現(xiàn)了凹陷或侵蝕。另一方面，該實(shí)施例可以抑制通過(guò)將脈沖光11照射到具有高圖形密度的區(qū)域10C中的部分籽晶膜13上所形成的凸起。當(dāng)比較被照射的部分和未被脈沖光照射的部分時(shí)，被脈沖光11照射的部分具有相對(duì)未被照射的部分形成速度減小10至20％的膜。認(rèn)為，在低指數(shù)面籽晶膜上電鍍的生長(zhǎng)速度比在非晶籽晶膜上的低，且通過(guò)照射脈沖光使籽晶膜在低指數(shù)面占主導(dǎo)的地方從非晶態(tài)改變成多晶結(jié)構(gòu)，電鍍生長(zhǎng)速度在脈沖光照射區(qū)中得到降低。利用該現(xiàn)象使得難以形成凸起，且可以抑制凹陷或侵蝕。
(實(shí)例3)以下將描述實(shí)例3。在該實(shí)例中，將脈沖光照射到具有高圖形密度的區(qū)域中的部分籽晶膜上，且在籽晶膜上形成電鍍膜之后，觀察電鍍膜的狀態(tài)。
在該實(shí)例中，使用了Q-開(kāi)關(guān)Nd YAG三次諧波的脈沖光。脈沖光具有355nm的波長(zhǎng)、50nsec的脈沖寬度和0.15J/cm2·脈沖的輻射能量密度。籽晶膜具有60nm的厚度和0.30nm的L&S(線和間隔)的間距寬度。在該實(shí)例中，輻射能量密度為0.15J/cm2·脈沖，但根據(jù)籽晶膜厚度和圖形尺寸適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。將脈沖光照射到具有高圖形密度的區(qū)域中的部分籽晶膜上。然后，在籽晶膜上形成700nm厚的電鍍膜。而且，觀察了電鍍膜的狀態(tài)。
將描述觀察的結(jié)果。在根據(jù)該實(shí)例的電鍍膜上觀察到基本上沒(méi)有凸起。由結(jié)果確定，當(dāng)將脈沖光照射到籽晶膜上時(shí)，抑制了凸起在電鍍膜上的形成。
(第三實(shí)施例)以下將描述第三實(shí)施例。在該實(shí)施例中，將描述將脈沖光選擇性地照射到Si襯底中形成的穿通插塞形成凹槽的入口處的部分籽晶膜上的實(shí)例。
圖6是示出根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝流的流程圖，圖7A至圖7C是示出根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝的示意圖。
如圖7A所示，例如，通過(guò)反應(yīng)性離子蝕刻在Si襯底31中形成凹槽31A(步驟1C)。在Si襯底31中形成凹槽31A之后，在凹槽31A的側(cè)壁上形成由SiN、SiO2等組成的絕緣膜32，如圖7B所示(步驟2C)。
隨后，如圖7C所示在絕緣膜32上形成阻擋金屬膜33，且在阻擋金屬膜33上形成籽晶膜34(步驟3C和步驟4C)。
在阻擋金屬膜33上形成了籽晶膜34之后，將脈沖光35選擇性地照射到凹槽31A入口處的部分籽晶膜34上，如圖7D所示(步驟5C)。在此，脈沖光35的產(chǎn)生方法、照射方法、脈沖寬度、波長(zhǎng)等與脈沖光11的那些相同。
在將脈沖光35照射到凹槽31A入口處的部分籽晶膜34上之后，將電鍍液提供給籽晶膜34，且通過(guò)電解電鍍?cè)谧丫?4上形成電鍍膜36，如圖7E所示(步驟6C)。
在籽晶膜34上形成電鍍膜36之后，例如，通過(guò)CMP對(duì)其進(jìn)行拋光，以除去位于Si襯底31上的不必要的阻擋金屬膜33、籽晶膜34和電鍍膜36，以便留下存在于凹槽31A中的阻擋金屬膜33、籽晶膜34和電鍍膜36，如圖7F所示(步驟7C)。因此，凹槽31A具有平的頂部，使得能夠在頂部上形成布線。基于一個(gè)目的在Si襯底31的表面上形成元件和布線之后，通過(guò)從Si襯底31的背面對(duì)其進(jìn)行拋光可以獲得穿通插塞，該穿通插塞具有在凹槽31A中掩埋并暴露到Si襯底31背面的Cu，且能夠連接到另外的Si襯底和裝配襯底上。
在該實(shí)施例中，將脈沖光35選擇性地照射到凹槽31A入口處的部分籽晶膜34上，以便可以抑制空隙的產(chǎn)生。具體地，當(dāng)通過(guò)電鍍掩埋凹槽31A時(shí)，在凹槽31A入口處的電鍍生長(zhǎng)速度很快，以致可能在凹槽31A中形成空隙。同時(shí)，在該實(shí)施例中，通過(guò)電鍍從凹槽31A的底部掩埋凹槽31A，因?yàn)閷⒚}沖光35選擇性地照射到凹槽31A入口處的部分籽晶膜34上，以抑制在凹槽31A入口處的電鍍生長(zhǎng)。因此，產(chǎn)生空隙變得很難。
本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例中的描述，且在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，如需要可以修改獨(dú)立構(gòu)件的結(jié)構(gòu)、材料和布置。在第一實(shí)施例中，描述了具有雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的布線，但它可以是具有單鑲嵌結(jié)構(gòu)的布線。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在襯底上形成Cu的籽晶膜；多晶化在所述襯底上形成的所述籽晶膜；以及通過(guò)電解電鍍?cè)谒龆嗑Щ淖丫ど闲纬蒀u的電鍍膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述襯底在其表面上具有凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述襯底包括半導(dǎo)體襯底和在所述半導(dǎo)體襯底上形成的絕緣膜，并具有在其表面上形成的凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體器件的制造方法，還包括在形成所述電鍍膜之后，除去未在所述凹槽中掩埋的所述電鍍膜。
5.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在襯底上形成Cu的籽晶膜；將脈沖光照射到在所述襯底上形成的所述籽晶膜上；以及通過(guò)電解電鍍?cè)谡丈涿}沖光的所述籽晶膜上形成Cu的電鍍膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述脈沖光具有100nsec或更小的脈沖寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述脈沖光具有400nm或更小的波長(zhǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述脈沖光從閃光燈、受激準(zhǔn)分子激光器和脈沖固態(tài)激光器發(fā)射。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中通過(guò)相對(duì)于所述襯底移動(dòng)所述脈沖光，照射所述脈沖光以掃描所述襯底。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中通過(guò)在所述襯底上線形地或螺旋形地移動(dòng)所述脈沖光，進(jìn)行通過(guò)所述脈沖光相對(duì)于所述襯底的掃描。
11.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述襯底在其表面上具有凹槽。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述襯底包括半導(dǎo)體襯底和在所述半導(dǎo)體襯底上形成的絕緣膜，并具有在其表面上形成的凹槽。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述脈沖光具有比所述凹槽的直徑或?qū)挾却蟮牟ㄩL(zhǎng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述脈沖光具有比所述凹槽的直徑或?qū)挾刃〉牟ㄩL(zhǎng)，并照射所述脈沖光，以使所述脈沖光的光軸相對(duì)于所述襯底的法線傾斜。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件的制造方法，還包括在形成所述籽晶膜之前，將脈沖光照射到所述凹槽上。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，并將所述脈沖光照射到在所述第二區(qū)域上形成的部分籽晶膜上，其中在所述第一區(qū)域中形成至少一個(gè)所述凹槽，在所述第二區(qū)域中形成多個(gè)所述凹槽并具有比所述第一區(qū)域中高的凹槽圖形密度。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件的制造方法，還包括在形成所述電鍍膜之后，除去未在所述凹槽中掩埋的所述電鍍膜。
18.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件的制造方法，還包括在形成所述電鍍膜之后，將脈沖光照射到所述電鍍膜上。
19.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述電鍍膜的形成包括形成第一電鍍膜和在所述第一電鍍膜上形成第二電鍍膜；并還包括在形成第一電鍍膜和形成第二電鍍膜之間將脈沖光照射到所述第一電鍍膜上。
20.根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述襯底包括Si襯底，所述Si襯底具有在其表面上形成的凹槽，并將所述脈沖光照射到所述凹槽入口處的部分籽晶膜上。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在襯底上形成Cu的籽晶膜；多晶化在襯底上形成的籽晶膜；以及通過(guò)電解電鍍?cè)诙嗑Щ淖丫ど闲纬蒀u的電鍍膜。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1702827SQ20051007883
公開(kāi)日2005年11月30日 申請(qǐng)日期2005年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月26日
發(fā)明者池上浩, 金子尚史, 羽多野正亮, 山下創(chuàng)一, 依田孝, 關(guān)根誠(chéng) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝