專利名稱：基板的配線方法和半導(dǎo)體制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成有所期望的配線用圖案的基板的配線方法和利用該基板的配線方法制造半導(dǎo)體的半導(dǎo)體制造裝置。
背景技術(shù)：
近年來，伴隨著半導(dǎo)體集成電路(LSI)的高集成化和高性能化提出了很多微米級的精細(xì)加工技木。特別是，最近為了實現(xiàn)LSI的高速化，推進著配線材料從傳統(tǒng)的鋁(Al)合金替換到低電阻的銅(Cu)或Cu合金(以下，統(tǒng)稱為Cu。)的進程。在半導(dǎo)體制造的配線エ序中，使用光刻技術(shù)和反應(yīng)離子刻蝕(RIE)法等形成配線用圖案。在形成有配線用圖案的絕緣膜上，主要通過PVD (Physical Vapor Deposition 物理氣相沉積)形成金屬的阻擋件、Cu種層。之后，用電解電鍍法將Cu埋入配線用圖案，通過化學(xué)機械研磨除去埋入到槽內(nèi)的部分以外的Cu膜，形成配線層(例如，參照專利文獻I)。上述配線形成方法稱為鑲嵌法(Damascene method)。特別是,在形成多層Cu配線的情況下，使用稱為雙鑲嵌構(gòu)造的配線形成方法。在這一方法中，在下層配線上沉積絕緣膜，形成規(guī)定的通孔(孔)和上層配線用的溝槽(trench)之后，將用作配線材料的Cu同時埋入通孔和溝槽，再通過化學(xué)機械研磨除去上層不要的Cu并使其平坦化，由此形成配線層。介電常數(shù)低的Low-k膜(低介電常數(shù)材料膜)可以被用作層間絕緣膜。由此，通過使用比硅氧化膜介電常數(shù)低的Low-k膜，能夠降低配線間的寄生電容。在形成Cu配線時，為了防止Cu擴散到Low-k膜中，在Cu和Low-k膜之間形成金屬阻擋膜?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2007-317702號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題此處，對于用電解電鍍法將Cu埋入通孔和溝槽內(nèi)，需要成為陰極的種膜，但當(dāng)通孔直徑和溝槽寬度隨著高集成化而變小或變窄時，伴隨此特別是在槽的底部附近產(chǎn)生不能形成Cu種膜的區(qū)域。該結(jié)果是，在該區(qū)域不能鍍Cu，成為埋入不良的原因。對于上述課題，本發(fā)明的目的是提供能夠?qū)u埋入至在基板上形成的配線用圖案的底部的、新的、且被改良的基板的配線方法和半導(dǎo)體制造裝置。用于解決課題的方法為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的ー個方面，提供ー種基板的配線方法，在保持為真空狀態(tài)的處理容器內(nèi)對形成有配線用圖案的基板進行配線，上述基板的配線方法的特征在于，包括用所期望的清洗氣體清洗基板上的配線用圖案的前エ序；和在前エ序之后使用團簇化后的金屬氣體在所述配線用圖案內(nèi)埋入金屬納米粒子的埋入エ序。根據(jù)該構(gòu)成，在清洗基板上的規(guī)定的配線用圖案后，通過向所述配線用圖案排放團簇化后的金屬氣體束，金屬納米粒子被埋入到所述配線用圖案內(nèi)。團簇化后的金屬氣體直進性和方向性高。由此，利用方向性高的金屬團簇氣體，即使通孔直徑和溝槽寬度隨著高集成化而變小或變窄，也能夠?qū)⒔饘偌{米粒子埋入至又窄又深的配線用圖案的底部。在該狀態(tài)下，通過利用埋入的金屬納米粒子使納米管、納米線等納米構(gòu)造體生長、或在配線用圖案內(nèi)部填充金屬，能夠形成基板配線。另外，根據(jù)所述Cu埋入方法，由于不是電鍍法，所以不需要形成Cu種層。由此，能夠形成沒有埋入不良的配線。另外，團簇化后的金屬氣體是數(shù)百萬 數(shù)千萬個分子的集合體。據(jù)此，由于團簇化后的金屬氣體分子是聚集形成的塊，所以有著比每ー個分子分別具有的動能高的動能。另一方面，由于團簇化后的金屬氣體分子在碰撞配線圖案內(nèi)壁的瞬間，各分子變得零散邊擴展邊飛散，所以在碰撞的同時ー個ー個的分子的動能分散，不對配線圖案層造成大的損傷。因此，能夠利用高動能在配線圖案內(nèi)可靠地埋入金屬氣體中的金屬納米粒子，同時由于碰撞而分子散開，因此能夠降低并抑制對配線圖案層的碰撞所造成的損傷。特別是， 在配線圖案層是Low-k膜的情況下，雖然由損傷引起介電常數(shù)變高，并且引起配線用圖案寬度CD變大，但是利用團簇化后的金屬氣體，能夠減少埋入時的損傷，防止Low-k膜的劣化。所述埋人工序也可以通過將金屬源從內(nèi)部壓カPs保持得比所述處理容器的內(nèi)部壓カPtl高的氣體噴嘴向所述處理容器內(nèi)排放來進行團簇化。所述埋人工序也可以包括通過在所述配線用圖案的表面埋入所述金屬納米粒子來形成金屬的阻擋件的エ序；和在形成有所述阻擋件的所述配線用圖案的內(nèi)部埋入作為配線的金屬的エ序。也可以是，所述氣體噴嘴與所述基板的距離d被設(shè)定為比在式I中定義的從所述氣體噴嘴的出口到產(chǎn)生沖擊波的位置的距離Xm長，上述形成阻擋件的エ序，使用上述產(chǎn)生的沖擊波使所述金屬納米粒子碰撞基板。式I
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[00221 ~
權(quán)利要求
1.一種基板的配線方法，在保持為真空狀態(tài)的處理容器內(nèi)對形成有配線用圖案的基板進行配線，該基板的配線方法的特征在于，包括 用所期望的清洗氣體清洗基板上的配線用圖案的前工序；和 在前工序之后，使用團簇化后的金屬氣體在所述配線用圖案內(nèi)埋入金屬納米粒子的埋入工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基板的配線方法，其特征在于 所述埋入工序，通過將金屬源從內(nèi)部壓力Ps保持得比所述處理容器的內(nèi)部壓力P。高的氣體噴嘴排放到所述處理容器內(nèi)，來進行團簇化。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基板的配線方法，其特征在于 所述埋入工序包括 通過在所述配線用圖案的表面埋入所述金屬納米粒子形成金屬的阻擋件的工序，和 在形成有所述阻擋件的所述配線用圖案的內(nèi)部埋入作為配線的金屬的工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基板的配線方法，其特征在于 所述氣體噴嘴與所述基板的距離d被設(shè)定為比在式I中定義的從所述氣體噴嘴的出口到產(chǎn)生沖擊波的位置的距離Xm長， 所述形成阻擋件的工序，使用所述產(chǎn)生的沖擊波使所述金屬納米粒子碰撞基板， 式I
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基板的配線方法，其特征在于 所述氣體噴嘴的內(nèi)部壓力Ps是0. 4MPa以上， 所述處理容器的內(nèi)部壓力P。是I. 5Pa以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基板的配線方法，其特征在于 所述氣體噴嘴的內(nèi)部壓力Ps是0. 9MPa以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基板的配線方法，其特征在于 所述基板的配線方法用于半導(dǎo)體芯片內(nèi)的配線工序或者半導(dǎo)體芯片之間的配線工序。
8.一種半導(dǎo)體制造裝置，在保持為真空狀態(tài)的處理容器內(nèi)對形成有配線用圖案的基板進行配線，其特征在于 所述半導(dǎo)體制造裝置包括內(nèi)部壓力Ps保持得比所述處理容器的內(nèi)部壓力P。高的氣體噴嘴， 所述半導(dǎo)體制造裝置進行以下工序用所期望的清洗氣體清洗基板上的配線用圖案的前工序；和埋入工序，在所述前工序之后，通過將金屬源從所述氣體噴嘴排放到所述處理容器內(nèi)，生成被團簇化的金屬氣體，使用該被團簇化的金屬氣體在所述配線用圖案內(nèi)埋入金屬納米粒子。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基板的配線方法，其能夠?qū)u埋入至在基板上形成的配線用圖案的底部。該基板的配線方法是在保持為真空狀態(tài)的處理容器(100)內(nèi)對形成有配線用圖案的基板進行配線的方法，其特征在于包括用所期望的清洗氣體清洗晶片上的配線用圖案的前工序和在前工序之后使用團簇化后的金屬氣體(金屬氣體團簇Cg)在配線用圖案內(nèi)埋入金屬納米粒子的埋入工序。
文檔編號H01L23/52GK102754194SQ20118000869
公開日2012年10月24日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者成島正樹, 星野聰彥, 松井英章 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社, 巖谷產(chǎn)業(yè)株式會社