(57)【要約】この発明は埋め込み金属インターコネクタの製造方法に関する。この方法は、上部に誘電体材料（１）を有する基板を用意し、誘電体材料上に保護層（２）を成長させ、保護層の機械強度より低い機械強度を有する犠牲層（７）を保護層上に成長させ、保護層を貫いて誘電体材料内へ達するように犠牲層を貫く開口（３）を形成し、開口内と犠牲層上にバリア層（４）を成長させ、開口を満たすように金属材料（５）をバリア層上に成長させ、研磨により、開口を越えて存在する金属材料部分を除去し、そして、一回の研磨工程によりバリア層及び犠牲層を除去する工程を備える。
2005538544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に誘電体材料を有する基板を用意し、
前記誘電体材料上に保護層を成長させ、
前記保護層の機械強度より低い機械強度を有する犠牲層を前記保護層上に成長させ、
前記保護層を貫いて前記誘電体材料内へ達するように前記犠牲層を貫く開口を形成し、
前記開口内と前記犠牲層上にバリア層を成長させ、
前記開口を満たすように金属材料を前記バリア層上に成長させ、
研磨により、前記開口を越えて存在する前記金属材料の部分を除去し、
一回の研磨工程により前記バリア層及び前記犠牲層を除去する工程を備えたことを特徴とする埋め込み金属構造の製造方法。
【請求項２】
前記開口を越えて存在する前記金属材料部分、前記バリア層、そして、前記犠牲層が一回の研磨工程により除去されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記一回の研磨工程は一つの消耗品セットを用いることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記研磨工程は化学機械研磨（ＣＭＰ）であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記犠牲層と前記保護層との間の付着力が前記保護層と前記誘電体材料との間の付着力より弱いことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記犠牲層はｋの低い材料であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記誘電体材料はｋの低い材料を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記金属材料を成長させる工程は銅、アルミニウム、銀、金、又は、タングステンを成長させる工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記金属材料を成長させる工程は化学気相成長により金属材料を成長させる工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１による埋め込み金属構造の製造方法を用いた半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置又は集積回路の製造方法に関し、特に、埋め込み金属インターコネクタの形成方法、並びに、そのような埋め込み金属インターコネクタを有する半導体装置又は集積回路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路において、銅はアルミニウムと比較すると多くの利点があり、それは導電性がよく（抵抗が低く）、これは、配線をより小さく且つよりぎっしり詰め込むことができ、しかし依然として同じ電流を流すことができることを意味する。これは、必要な金属量が少なく、従って、製造コストが低いということ意味する。抵抗が低くなると速度が速くなる。さらに、銅はエレクトロマイグレーション（これは金属配線中の金属イオンの大量移動であり、導電経路を細くし、その結果、通電を妨害し、又は、隣り合うコネクタ間を短絡させる可能性がある）に強く、信頼性が高い。恐らく、とりわけ、同じ設計のアルミニウムを基にした装置より銅は生産性が高い。
【０００３】
過去数年において、多くの半導体メーカがこれらの恩恵を受け、銅は、今や、世界中の施設で大量生産されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、銅への移行については今まで何も変更がなされてこなかった訳ではない。最も大きな変化は、銅はエッチングが困難であることから、ダマシンと呼ばれる別のパターンニング手法が必要だということである。これは、リソグラフィやエッチングではなく、化学機械平坦化（ＣＭＰ）により相互接続（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）金属線を、互いを分離する誘電体内に描くプロセスである。このプロセスでは、相互接続パターンが、まず、リソグラフィ的に誘電体層内に確定され、そして、金属が堆積されて結果として生じるトレンチを満たし、そして、余分な金属がＣＭＰ（平坦化）により除去される。
【０００５】
従来の埋め込み銅インターコネクタを形成する方法が図１に示されている。この方法は、例えば、（図示されない）基板上の二酸化珪素等の誘電体又は誘電体スタック１から始まる。誘電体層又は誘電体スタック（積層）１上には保護層２，又は、異なる材料、例えば二重ハードマスクＳｉＯ２／ＳｉＣ又はＳｉＯ２／Ｓｉ３Ｃ４の複数の保護層が成長している。バリアや銅が施される前に、トレンチ３と（図示されない層相互接続位置に）バイアが誘電体１内の保護層２を貫いて形成される。あるトレンチ３底部の（図示されない）下部金属層を露出させる開口としてバイアがパターンニングされる。
【０００６】
トレンチ３とバイアが形成された後、通常は、物理気相成長法（ＰＶＤ）によりウエハ表面全体に拡散バリア層４が成長される。バリア層４は、ウエハ上部のみならず、トレンチ３とバイアの側部と底部を覆う。銅の拡散を阻止するのに大変良いという事に加え、バリア層４は誘電体１と銅に対する付着性が良くなければならない。さらなる処理や熱応力中に剥離が起きないように、また、エレクトロマイグレーションが起きないように付着性が良くなければならない。バリア層４は、一層が、例えば、ＳｉＯ２に良く付着するＴａＮで、他の一層が、例えば、銅に良く付着するＴａである二重層として成長されることが多い。
【０００７】
バリア層４がウエハ全体を覆うと、その上に所望の厚みで銅５が成長される。
【０００８】
そして、ウエハにＣＭＰが施される。ＣＭＰ工程では、トレンチ位置３の銅とバリア材料を除き、第一の工程で銅のすべてを、そして、第二の工程でバリア材料を除去する。従って、複数工程処理が必要であり、銅除去とバリア材料除去に別々の処理工程が必要で、これは、バリア材料は比較的化学的に安定で除去するのが困難だからである。この複数工程処理は時間を要し、そして、バリア除去に異なるタイプの（通常高価な）消耗品が必要であり、コストがかかる。
【０００９】
さらに、高性能のマイクロエレクトロニクスを実現するためには、誘電体スタック１にｋの低い誘電体（例えば、誘電体率ｋが４．２未満の誘電体材料）を用いることが望ましい。ところが、ｋの低い材料を誘電体スタック１に用いると、ＣＭＰを行った際に誘電体層が剥がれがちである。ｋの低い材料１を保護するために厚い保護層２が必要となり、これが、誘電体層全体の誘電体率を大きくする。
【００１０】
上記処理の結果、銅のパターンニングされたアイランド６が分離トレンチ３内に生じる。銅ＣＭＰにおいて最も困難なことの一つは、銅残存物を残し短絡を引き起こす研磨不足と、腐食させ皿状のへこみを生じさせ、そして、ウエハ表面の平坦性が悪くなる研磨過剰とのバランスである。研磨圧力下で研磨パッドがウエハをダマシン構造に変形させ、そして、ウエハをフィールド領域の下部まで研磨できるときに、銅５と保護層２との間の研磨率が異なると皿状のへこみが生じる。皿状へこみ現象は、研磨パッド特性、構造サイズ、そして、研磨パラメータ（速度、圧力、温度）に関係している、銅５は保護層２より遙かに軟らかく、そして、研磨は非常に速い。これがマルチレベル相互接続構造の処理を複雑にしている。
【００１１】
皿状へこみの問題の解決策がＪＰ−２００１４４２０１に提案されており、これは、あるダマシン構造とその製造について記載している。誘電体層上部部分の態様を変えたものであり、バリア層下部にある犠牲層を用いる。スタック内には保護層もハードマスクも無い（デュアルダマシンによるパターンニングとｋが低い材料ではハードマスクが必須の場合があるが、ハードマスクの存在により誘電体スタック全体の誘電率が大きくなるので望ましくない）。銅の皿状へこみが既に生じている第一のＣＭＰ工程中に余分な銅が除去される。第二のＣＭＰ工程中にバリア層が除去される。バリア層を除去している間に銅がさらに皿状にへこむ。バリア層除去後、銅より速い速度（１００倍程度まで）で犠牲膜が除去される。従って、他の従来の方法に比べて銅の皿状へこみが低減される。しかし、所望の結果を得るのに時間を要し、コストがかかる複数工程ＣＭＰ処理が必要となる。
【００１２】
この発明の目的は、上記問題を克服することである。
【００１３】
さらに、特に、時間を節約し、コストを下げることができる、埋め込み金属インターコネクタの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
別個のバリア除去工程を排除することにより多様な消耗品の必要性が低減されるこの発明の方法により上記目的が達成される。
【００１５】
この発明の埋め込み金属構造の製造方法は以下の工程を備える。
【００１６】
上部に誘電体材料を有する基板を用意する。この発明のある実施形態によれば、前記誘電体材料はｋの低い材料を備えてもよい。
【００１７】
前記誘電体材料上に保護層を成長させる。
【００１８】
前記保護層の機械強度より低い機械強度を有する犠牲層を前記保護層上に成長させる。この発明では幾つかのｋの高い材料を用いることができるが、前記犠牲層は、好ましくは、ｋの低い材料である。
【００１９】
前記保護層を貫いて前記誘電体材料内へ達するように前記犠牲層を貫く開口を形成する。この開口を形成する工程は、例えば、エッチング工程を備えてもよい。
【００２０】
前記開口内と前記犠牲層上にバリア層を成長させる。好ましくは、すべての金属材料に対し、付着を促進し、そして、充填を強化するためにライナー（ｌｉｎｅｒ）層が設けられる。この発明においては、このライナー層はバリア層と等価とされる。
【００２１】
前記開口を満たすように金属材料を前記バリア層上に成長させる。前記金属材料は、例えば、限定されないが、銅、アルミニウム、銀、金、又は、タングステンであってもよい。前記金属材料を成長させる工程は、例えば、化学気相成長により金属材料を成長させる工程を備えてもよい。
【００２２】
研磨により、前記開口を越えて存在する前記金属材料の部分を除去する。
【００２３】
一回の研磨工程により前記バリア層及び前記犠牲層を除去する。この一回の研磨工程は一つの消耗品セットを用いてもよい。
【００２４】
特に、バリア層が、例えば、Ｔａ／ＴａＮのように機械的強度が高いときに犠牲層を用いるとバリア層を簡単に除去でき、従って、皿上のへこみを低減できる。
【００２５】
この発明のある実施形態では、前記開口を越えて存在する前記金属材料部分、前記バリア層、そして、前記犠牲層が一回の研磨工程により除去されてもよい。前記一回の研磨工程は一つの消耗品セットを用いてもよい。
【００２６】
研磨工程は化学機械研磨（ＣＭＰ）工程でもよい。
【００２７】
この方法は、さらに、前記保護層を少なくとも部分的に除去するためにバフィング（ｂｕｆｆｉｎｇ）工程を備えてもよい。
【００２８】
前記下部保護層から前記犠牲層を除去することにより前記バリア層を除去してもよい。これは、前記下部保護層から前記犠牲層を剥がす又はリフトオフすることにより行ってもよい。この発明の方法では、ウエハと研磨手段との間の摩擦力が閾値を超える場合に、研磨中に、前記下部保護層から剥がす又はリフトオフすることができる材料で前記犠牲層が形成されてもよい。
【００２９】
ある好ましい実施形態では、前記犠牲層と前記保護層との間の付着力が前記保護層と前記誘電体材料との間の付着力より弱い。スタック全体の中で前記犠牲層と前記保護層との間の付着力が最も弱いと効果的である。
【００３０】
この発明の方法は、さらに、この発明の埋め込み金属構造の製造方法を用いた半導体装置の製造方法を提供する。
【００３１】
上記及び他のこの発明の特徴及び効果は、この発明の原理を例を挙げて示す添付図面と併せて、以下に詳細に説明する、この発明の方法のある特定の実施形態により明らかとなる。この開示は例を挙げたものに過ぎず、この発明の範囲を限定するものではない。以下に引用される各図は添付図面を引用するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
異なる図面において、同じ参照番号は同じ又は同様な要素を引用する。
【００３３】
この発明が図を参照して特定の実施形態について詳細に説明されるが、この発明はそれらには限定されず、特許請求の範囲のみに限定される。描かれた図面は概略的であり、
限定的なものではない。各図において、分かりやすくするために、要素の幾つかは誇張され、実際のスケールとは異なっている。特に、幾つかの特定の層は実際のスケールとは異なっている。詳細説明及び特許請求の範囲に文言「備える」が用いられているが、これは他の要素や工程を除外するものではない。
【００３４】
この発明の方法は、図２に示されているように、銅インターコネクタのような、埋め込み金属インターコネクタを製造するものである。
【００３５】
この発明により製造される半導体装置は（図には示されていない）導電部材を有する（図には示されていない）半導体基板と上部誘電体層又は誘電体スタック１を含む。集積回路のような半導体装置では、基板は、通常、単結晶シリコンウエハである。この発明の実施形態において、文言「基板」は、用いることができ、又は、その上に装置、回路又はエピタキシャル層が形成できる如何なる下部材料又は材料をも含む。他の異なる実施形態においては、この「基板」は、ドープされたシリコン、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、ガリウム砒素燐（ＧａＡｓＰ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）基板等の半導体基板を含む。「基板」は、半導体基板部分に加えて、例えば、ＳｉＯ２又はＳｉ３Ｎ４層のような絶縁層を含んでもよい。従って、文言「基板」は、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）、シリコン・オン・ガラス、シリコン・オン・サファイヤ（ＳＯＳ）基板をも含む。従って、文言「基板」は、通常、問題となる層や部分の下部にある層のための要素を規定する。さらに、「基板」は、その上に、層、例えば、ガラス又は金属層が形成される如何なる他の基体をも含んでもよい。以下では、主に、シリコン処理について処理が説明されるが、当業者であれば、この発明は他の半導体材料系を基に実施することが可能であることが理解できるであろう。当業者であれば、以下に説明する誘電体及び導電体材料と同等な他の適切な材料を選択できるものである。
【００３６】
導電部材（特定されない）が金属インターコネクタとして用いられる。しかし、半導体装置の如何なる導電部材、例えば、ポリシリコン部材、シリサイド領域、高融点金属、又は、拡散領域でさえも用いることができる。導電部材はこの発明の実施に際し、必要なものではないが、多くの場合、埋め込み金属インターコネクタは装置内部のあるポイントで下部導電部材と電気的接続がなされる。
【００３７】
基板及び導電部材の上部に誘電体層又は誘電体スタック１が設けられる。誘電体層１は、通常、シリコンを基にした構造、二酸化珪素を基にした材料、例えば、ホスホシリケートガラス（ＰＳＧ）、ボロン・ドープＰＳＧ（ＢＰＳＧ）、熱酸化物、テラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、スピン・オン・ガラス（ＳＯＧ）又はＣＶＤ酸化物、であるが、他の適切な誘電体のタイプでもよい。誘電体層又は誘電体スタック１はｋの低い材料（ｋ値が４．２未満）の誘電体層又は複数層のスタックでもよい。高性能のマイクロエレクトロニクスを実現するためには、最も遅延の少ない相互接続構造が低抵抗の導電体（例えば、銅）とｋの低い誘電体の両者を必要とする。キセロゲルがｋの低い材料の候補の一つであり、これは、多孔性の高いＳｉＯ２網より成る。それは、成長プロセス中に多孔性を調整することにより誘電率のレンジが広くなり、１．３から３．０の間の誘電率が得られる。この多孔性がさらにキセロゲルの機械的特性を制御し、この発明のダマシン処理に最適なものとなる。これとは別に、キセロゲル／酸化物複合誘電体スタックを用いてもよい。ｋの低い材料のさらなる候補としては、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．より提供され、ｋ値が２．６のＳｉＬＫ、又は、値が２．０の多孔性ＳｉＬＫ等の有機ポリマーがある。ｋの低い材料はその下部に付着促進層を備えてもよい。誘電体層又は複数層スタック１の厚みは、例えば、３３０から４００ｎｍの間でもよい。
【００３８】
誘電体層又はスタック１の上部に保護層２が成長される。保護層２は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化珪素（Ｓｉ３ＮＯ４）、炭化珪素（ＳｉＣ）、又は他の適切な材料から形成することができる。保護層２はダマシン構造（ハードマスクのエッチング）を確定するのを助長し、そして、後でＣＭＰ処理が行われたときに下部（ｋが低い）材料を保護する。保護層２の厚みは、例えば、約３０ｎｍでもよい。
【００３９】
保護層２の上部に犠牲層７が設けられる。犠牲層７に用いることができる材料は、通常、酸化珪素を基に、且つ又は、下部保護層２に対する付着力が弱い有機材料である。犠牲層７は、例えば、２０から５０ｎｍの薄層で、ＣＭＰ中に、ウエハと研磨パッドの間の摩擦力が閾値を超えると下部保護層２から簡単に剥がれる材料（以後、付着促進性のないＳｉＬＫ等の“剥離材料”と呼ぶ）であると好ましい。犠牲材料はｋが低い材料、又は、ｋのより高い剥離材料でもよい。この付着力は、処理中に後で剥離が起きるのに十分なほど弱く、しかし、次の層成長が不安定になるほどには弱くないと好ましい。犠牲層７は、保護層２に対する付着力が、保護層２の下部誘電体層１（これもｋが低い誘電体層でもよい）に対する付着力より小さい又は等しくなるように成長される。犠牲層７は、保護層２とバリア層４の両者より機械的強度が弱いと好ましい。犠牲層７の厚みは、例えば、約１００から１３５ｎｍの間でもよい。
【００４０】
従来のリソグラフィックパターンニング工程が行われ、そして、例えば、従来の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）技術により、開口３，バイアそしてトレンチが誘電体１内の犠牲層７と保護層２を貫いて形成される。
【００４１】
開口３，バイアそしてトレンチが形成された後、典型的には、ＰＶＤにより、ウエハ表面全体に拡散バリア層４が成長される。バリア層４は、ウエハ上部のみならず、開口３，バイアそしてトレンチの側部及び底部を覆う。拡散バリア層４は相互接続用金属５が誘電体１そして下部シリコン基板に貫通しないようにする。相互接続用金属５の拡散を阻止するのに優れているのみならず、バリア層４は、誘電体１及び相互接続用金属５との付着力が大きいと好ましい。さらなる処理中や熱応力が加わっている最中に剥離が起きないように、また、エレクトロマイグレーションが起きないように付着性が良いことが必要である。
【００４２】
バリア層４は二重層として成長されてもよい。例えば、ＴａＮはＳｉＯ２とほとんどのｋの低い誘電体に良く付着する。Ｔａは銅に良く付着する。この理由から、誘電体界面にＴａＮ、そして、銅界面にＴａを備えた二重層としてバリア層４が成長されてもよい。Ｔｉ／ＴｉＮ、ＴａＳｉＮ、そして、ＷＮｘを含む他の各種材料も二重層を形成するのに用いてもよい。
【００４３】
バリア層４がウエハ全体を覆うと、相互接続用金属５，例えば、銅が所望の厚みに成長される。相互接続用金属５は、開口３，バイアそしてトレンチを満たし、そして、ある位置において、下部導電部材と電気的及び物理的接触がとられるように成長される。相互接続用金属５の成長は、開口３，バイアそしてトレンチ内のみの成長というような選択的なものではないので、開口３，バイアそしてトレンチ周辺のバリア層４の上部にも同様に成長される。相互接続用金属５は、電気メッキ、スパッタ堆積、熱成長又はＣＶＤを含む各種の手法で成長させることができる。
【００４４】
インターコネクタ６を適切に電気的に分離するには、余分な相互接続用金属５が除去されなければならない。これは、この発明では、機械的研磨技術、例えば、ＣＭＰにより行われる。相互接続用金属５の開口３，バイアそしてトレンチを越えた部分、そして、初めからバリア層４を覆っていた部分が装置から除去される。
【００４５】
ＣＭＰ処理の間にバリア層４に達すると、ウエハ表面上に相互接続用金属５が存在していた時のウエハと研磨パッドとの間の摩擦力に比べて、ウエハと研磨パッドとの間の摩擦力がかなり増加する。ＣＭＰ工程により生じた機械的応力により同工程中にバリア層４が除去され、犠牲層７と保護層２との間の結合が破壊されて相互接続用金属５も除去される。
【００４６】
さらに、犠牲層７は他の層に比べて機械的強度が弱いので、相互接続用金属５、バリア層４、そして、下部保護層２に比べて除去率が高い。この事実によっても金属線６の皿状のへこみを低減し、これが、例えば、銅のＣＭＰに対し技術的挑戦をもたらす。
【００４７】
この発明の処理では摩擦力変化の影響が、金属５が上部に存在する間、犠牲層７は除去されないというような、この発明の処理で用いられており、何故ならば、摩擦力によりクラックが生じうるからである。ウエハと研磨パッドとの間の摩擦力は化学的且つ又は機械的手段により制御できる。表面活性剤のような添加剤を、バリア材料に達したときに、研磨溶液／懸濁液にいくらか加えると、当業者に知られているように、ウエハと研磨パッドとの間の摩擦力が増加する。研磨圧力且つ又は研磨速度を変えるのも摩擦力を制御する別の方法である。この発明の一つのアスペクトはＣＭＰ処理のような機械的研磨処理にあり、ここでは、金属５が平坦化／研磨される時、その値で又はそれを越えると犠牲層７が剥がれる閾値より摩擦力を低く維持し、バリア層４に達したら摩擦力を必要な（犠牲層７が剥がれる閾値に等しい又は高い）レベルまで上げる。
【００４８】
金属層５からバリア層４に転移した時に摩擦力が変化し、摩擦力はバリア材料と用いた懸濁液の化学的性質に応じて増加又は減少する。バリア層４への到達は如何なる適切な手段でも検出できる。一つの候補は光学的に終点を検出することである。これは、光学的に、例えば、レーザを基にした方法で行うことができ、金属５からバリア層４に転移した時の反射率の差を検出する。金属層５からバリア層４への転移を検出する他の方法はウエハ移動手段と研磨台（プラテンとも呼ばれる）を駆動する電流をモニタすることである。ウエハ移動手段とプラテンは二つのモータにより駆動される。これらモータに供給される電流が調整されてウエハ移動手段とプラテンの両者の回転速度を一定に保つ。ウエハと研磨パッドとの間の摩擦力が変化したら、電流が変化してウエハ移動手段とプラテンの如何なる減速又は加速を補償する。これらモータ電流をモニタすることにより摩擦がモニタされる。
【００４９】
ＣＭＰ工程中にバリア層４へ達した時点で摩擦制御方法が適用される。バリア層４へ達するとすぐに、化学的且つ又は機械的手段により摩擦力が増加される。これは如何なる適切な方法でも行える。一つの化学的な方法は表面活性剤を懸濁液／研磨溶液に所定量加えることである。機械的な方法の一つはＣＭＰヘッド且つ又はベルト又はパッドの圧力且つ又は速度を上げて終点検出後の摩擦力を増加することである。他の機械的方法の一つは懸濁液の供給率、又は、パッドへの懸濁液の量を低くすることである。
【００５０】
摩擦力の所定値と剥離の閾値とは各々のすべての研磨状態（パッドのタイプ、調整ヘッドのタイプ、懸濁液のタイプ、圧力、速度、懸濁液速度、バリア材料のタイプを含む）に関して実験を通じて決められなければならない。
【００５１】
犠牲層が（摩擦そして研磨による剥離により）除去されるので、バリア層４と余分な銅が一つの消耗品セットによる一回のＣＭＰ工程により除去され、これにより、従来の方法に比べて複雑性とコストが大幅に下がり、処理能力が上がる。
【００５２】
保護層２はＣＭＰ処理において停止層として機能する。ｋの低い犠牲材料層７と保護層２との間の結合が壊れることにより、ＣＭＰ処理により生じた機械的応力が放出されるので、保護層２下部のｋの低い犠牲材料１における応力が小さくなる。これにより、ＣＭＰ処理の応力によるこの層１の剥離、腐食、損傷の可能性が大幅に低減される。これは処理全体の生産性にプラスの効果を与える。さらに、用いられる保護層２は従来から用いられている如何なる保護層より薄く、これは、ｋの低い犠牲材料層７が保護層２の保護及び潤滑層の役割を果たすからである。保護層２が薄いということは誘電体スタック全体のｋの実効値を下げるのに重要である。
【００５３】
このようにして、開口３，バイアそしてトレンチ内に埋め込まれた相互接続用金属５のパターンニングされたアイランド６が得られる。金属構造６の皿状へこみが調整されて低減される。インターコネクタは露出した上部表面を有し、これは開口と周辺の中間層誘電体とほぼ同一平面上にある。
【００５４】
保護層２が、好ましくは、少なくとも部分的に除去され、これは、高度なプロセスにおいて、インターコネクタ構造内にｋの高い材料が存在していると好ましくないからである。これはバフィング（ｂｕｆｆｉｎｇ）工程で行うことができる。バフィングは通常の研磨とほとんど同じであるが、懸濁液が異なり、非常に軟らかいパッド（通常は、Ｒｏｄｅｌ  Ｉｎｃ．の所謂Ｐｏｌｉｔｅｘパッド）で、非常に低い圧力で行う。この工程は、例えば、非常に低い圧力で、酸化物の懸濁液を用いてウエハ表面を仕上げてもよい。銅と保護層２の材料に対して選択比が１：１の懸濁液を用いてもよい。このようにして、保護層２と銅の突出部分又は構造（もしあれば）の両者が除去される。従って、平坦性の高いウエハ表面が得られる。このようにして非常に少ない量の材料を除去することができる（スクラッチによる低減）。酸化物懸濁液を用いた後、同じパッドでリンス工程が行われる。このバフィング（ｂｕｆｆｉｎｇ）工程は特別な工程ではなく、ＣＭＰで既によく行われているものである。
【００５５】
保護層が完全に除去されない場合でも、許容できる残像厚みは薄いほど良く、好ましくは、約５０ｎｍ未満である。
【００５６】
この発明の効果としては、処理工程量及びＣＭＰにおける消耗品量が低減されることである。
【００５７】
好ましい実施形態に関し、この発明が示され記載されたが、当業者であれば、この発明の範囲と精神から離れることなしに態様及び詳細において様々な変形、変更を行えることは明らかである。特に、他の適切な材料を用いることができ、又は、各層も異なる厚みであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】従来の銅インターコネクタを製造するための異なる処理工程の概要を示す図である。
【図２】この発明の実施形態による金属インターコネクタを製造するための異なる処理工程の概要を示す図である。
【図１】
2005538544.tif 000003
【図２】
2005538544.tif 000004
【国際調査報告】
2005538544.tif 000005
2005538544.tif 000006
2005538544.tif 000007