JP2000077521A - Multi-layer interconnection structure body and manufacture thereof - Google Patents

Multi-layer interconnection structure body and manufacture thereof

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JP2000077521A
JP2000077521A JP10243960A JP24396098A JP2000077521A JP 2000077521 A JP2000077521 A JP 2000077521A JP 10243960 A JP10243960 A JP 10243960A JP 24396098 A JP24396098 A JP 24396098A JP 2000077521 A JP2000077521 A JP 2000077521A
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film
insulating film
metal
metal wiring
forming
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JP10243960A
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Japanese (ja)
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Takahiko Uematsu
隆彦 植松
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure in which a first metal interconnection is not exposed in an etch-back process for an SOG film, in a process for manufacturing a multi-layer interconnection structure body. SOLUTION: A first metal interconnection 2 is formed selectively on an insulating film 1 where a surface made of a step 13, and a titanic oxide film 3 which is a metal insulating film is formed on the first metal interconnection 2. On the exposed surface, a first P-TEOS film 4 is formed. An SOG film 5 is formed on the surface of the first P-TEOS film 4 except directly above the titanic oxide film 3, and a second P-TEOS film 6 is formed on the titanic oxide film 3 and the SOG film 5. Finally, a second metal interconnection 7 is formed on the second P-TEOS film 6 to complete a multi-layer interconnection structure body. Here the metal interconnections 2 and 7 for 2 layers are taken as an example, however, each film may be laminated likewise even when it is a multi- layer interconnection structure body.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ICなどの半導
体装置において、段差のある場合の多層配線構造および
その製造方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a multi-layer wiring structure having a step in a semiconductor device such as an IC and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】大規模集積回路(以下、LSIと称す)
では、金属層配線の層間絶縁膜として、プラズマシリコ
ン酸化膜(以下P−TEOS膜と称す。plasma−
tetraethyl orthosilicate)
/塗布ガラス膜(以下、SOG膜と称す。spin o
n glassのこと)/P−TEOS膜の3層構造の
絶縁膜が用いられている。ここで、P−TEOS膜はテ
トラエチルオルトシリケート(tetraethyl
orthosilicate)をソースとしてプラズマ
CVD(CVD:chemical vapor de
position)法で形成したシリコン酸化膜のこと
である。
2. Description of the Related Art Large-scale integrated circuits (hereinafter referred to as LSIs)
In this case, a plasma silicon oxide film (hereinafter, referred to as a P-TEOS film) is used as an interlayer insulating film of a metal layer wiring.
tetraethyl orthosilicate)
/ Coated glass film (hereinafter referred to as SOG film. Spino
n glass) / a three-layer insulating film of a P-TEOS film is used. Here, the P-TEOS film is made of tetraethyl orthosilicate (tetraethyl orthosilicate).
plasma CVD (chemical vapor depot) using orthosilicate as a source
It is a silicon oxide film formed by the position method.

【0003】図3は従来の多層配線構造体の要部断面図
である。この多層配線構造体は前記の3層構造の層間絶
縁膜を有している。この3層構造の層間絶縁膜は、第1
の金属配線12を形成した後、1層目の第1のP−TE
OS膜14を0.3μm程度形成し、続いて2層目のS
OG膜15を回転塗布し、このSOG膜15をエッチバ
ックして平坦化する。そして、3層目の第2のP−TE
OS膜16を0.5μm程度成膜して、形成される。
FIG. 3 is a sectional view of a main part of a conventional multilayer wiring structure. This multilayer wiring structure has the above-mentioned three-layer structure interlayer insulating film. The interlayer insulating film having the three-layer structure has a first structure.
After forming the metal wiring 12 of the first layer, the first P-TE
An OS film 14 is formed to a thickness of about 0.3 μm, and then the second layer S
The OG film 15 is spin-coated, and the SOG film 15 is etched back to be flattened. And the second P-TE of the third layer
The OS film 16 is formed by forming a film of about 0.5 μm.

【0004】このSOG膜15はアルキルアルコキシシ
ランや有機シロキサンなどの有機材をベースとした材料
であり、その膜厚は、平坦部で500nm程度である。
回転塗布した後のSOG膜15の膜厚は、標高の低い箇
所22および第1の金属配線12の幅の広い部分が厚く
なる。SOG膜15の形成時のキュア処理などの後処理
が不十分であると、このSOG膜15から発生する脱ガ
スにより、SOG膜15と第1のP−TEOS膜14の
界面で剥離する問題が生じる。さらに、標高の高い箇所
21のSOG膜15の厚さが薄くなる傾向にあり、SO
G膜15のエッチバック工程で、第1のP−TEOS膜
14はほとんど取り除かれて、標高の高い部分(絶縁膜
の厚い部分)に形成された第1の金属配線の表面が露出
する場合が生ずる。
The SOG film 15 is a material based on an organic material such as an alkylalkoxysilane or an organic siloxane, and has a thickness of about 500 nm in a flat portion.
The thickness of the SOG film 15 after the spin coating is large at the low elevation portion 22 and the wide portion of the first metal wiring 12. If the post-processing such as the curing process at the time of forming the SOG film 15 is insufficient, there is a problem that the degassing generated from the SOG film 15 causes separation at the interface between the SOG film 15 and the first P-TEOS film 14. Occurs. Further, the thickness of the SOG film 15 at the high altitude portion 21 tends to be small,
In the etch-back process of the G film 15, the first P-TEOS film 14 is almost completely removed, and the surface of the first metal wiring formed at the high altitude portion (the thick portion of the insulating film) may be exposed. Occurs.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】特に、段差23が大き
く、微細配線の半導体素子を製造する場合、標高の高い
箇所21にある第1の金属配線12上でSOG膜15の
膜厚は薄くなるために、SOG膜15のエッチバックの
初期の段階で、SOG膜15は除去され、さらに、第2
のP−TEOS膜がエッチングされ続ける。
In particular, when manufacturing a semiconductor device having a large step 23 and fine wiring, the thickness of the SOG film 15 on the first metal wiring 12 at the high altitude 21 is reduced. Therefore, the SOG film 15 is removed at an early stage of the etch back of the SOG film 15, and
P-TEOS film continues to be etched.

【0006】また、0.8μm以下の膜厚の微細金属配
線の場合、この配線が露出すると、SOG膜15のエッ
チバック工程で、配線がプラズマにさらされ、チャージ
アップする。この配線のチャージアップで、半導体素子
の特性が劣化することがある。SOG膜15のエッチバ
ック工程での配線層の露出を防止するために、図4に示
すように、SOG膜15を形成する前に、第1の金属配
線12の上面に絶縁膜13(P−TEOS膜)を形成す
る。この絶縁膜13がエッチバック工程でのマージンと
なり、標高の高い箇所21の第1の金属配線12の露出
を防止する。この方法は、例えば、特開平9−2463
74号公報に開示されている。
In the case of a fine metal wiring having a thickness of 0.8 μm or less, when the wiring is exposed, the wiring is exposed to plasma in the etch back process of the SOG film 15 and is charged up. Due to the charge-up of the wiring, characteristics of the semiconductor element may be deteriorated. As shown in FIG. 4, before the SOG film 15 is formed, an insulating film 13 (P− (TEOS film). The insulating film 13 serves as a margin in the etch-back process, and prevents the first metal wiring 12 from being exposed at a high altitude portion 21. This method is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-2463.
No. 74 discloses this.

【0007】しかし、この方法では、第1の金属配線1
2を形成した後で、マージンをとるための絶縁膜13を
被覆する工程と、この絶縁膜13を加工するためのエッ
チング工程が、余分に必要となり、工程数が増加する。
この発明の目的は、前記の課題を解決して、工程数の増
大が少なく、SOG膜のエッチバック工程で第1の金属
配線が露出しない構造を有する多層配線構造体およびそ
の製造方法を提供することにある。
However, in this method, the first metal wiring 1
After forming 2, the step of covering the insulating film 13 for obtaining a margin and the step of etching for processing the insulating film 13 are additionally required, and the number of steps is increased.
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a multilayer wiring structure having a structure in which the number of steps is small and a first metal wiring is not exposed in an SOG film etch-back step, and a method of manufacturing the same. It is in.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、表面に段差を有する第1の絶縁膜上に形成される
多層配線構造体において、該第1の絶縁膜上に形成され
る第1の金属配線と、該第1の金属配線の上面に形成さ
れるメタル系絶縁膜と、該メタル系絶縁膜、前記第1の
金属配線および前記第1の絶縁膜のそれぞれの露出面に
形成される第2の絶縁膜と、該第2の絶縁膜上に形成さ
れる第2の金属配線を有する構成とする。
In order to achieve the above object, in a multilayer wiring structure formed on a first insulating film having a step on the surface, the multilayer wiring structure is formed on the first insulating film. A first metal wiring, a metal-based insulating film formed on an upper surface of the first metal wiring, and an exposed surface of each of the metal-based insulating film, the first metal wiring, and the first insulating film. The structure includes a second insulating film to be formed and a second metal wiring formed over the second insulating film.

【0009】また、表面に段差を有する第1の絶縁膜上
に形成される多層配線構造体において、該第1の絶縁膜
上に形成される第1の金属配線と、該第1の金属配線の
上面に形成されるメタル系絶縁膜と、該メタル系絶縁
膜、前記第1の金属配線および前記第1の絶縁膜のそれ
ぞれの露出面に形成される第1のプラズマシリコン酸化
膜と、前記第1の絶縁膜の段差の高い箇所に形成された
前記第1の金属配線の直上を除く該第1のプラズマシリ
コン酸化膜上に形成された塗布ガラス膜と、該塗布ガラ
ス膜および第1のプラズマシリコン酸化膜上に形成され
た第2のプラズマシリコン酸化膜と、該第2のプラズマ
シリコン酸化膜上に形成された第2の金属配線を有する
構成とする。
Further, in a multilayer wiring structure formed on a first insulating film having a step on the surface, a first metal wiring formed on the first insulating film, and a first metal wiring formed on the first insulating film. A metal-based insulating film formed on the upper surface of the semiconductor device, a first plasma silicon oxide film formed on an exposed surface of each of the metal-based insulating film, the first metal wiring, and the first insulating film; A coated glass film formed on the first plasma silicon oxide film except immediately above the first metal wiring formed at a high step portion of the first insulating film; The second plasma silicon oxide film is formed on the plasma silicon oxide film, and the second metal wiring is formed on the second plasma silicon oxide film.

【0010】表面に段差を有する第1の絶縁膜上に形成
される多層配線構造体の製造方法において、該第1の絶
縁膜上に第1の金属配線を形成する工程と、該第1の金
属配線の上面にメタル系絶縁膜を形成する工程と、該メ
タル系絶縁膜、前記第1の金属配線および前記第1の絶
縁膜のそれぞれの表面に第2の絶縁膜を形成する工程
と、該第2の絶縁膜上に第2の金属配線を形成する工程
とを含む製造工程とする。
In a method of manufacturing a multilayer wiring structure formed on a first insulating film having a step on a surface, a step of forming a first metal wiring on the first insulating film; Forming a metal-based insulating film on the upper surface of the metal wiring, forming a second insulating film on each surface of the metal-based insulating film, the first metal wiring, and the first insulating film; Forming a second metal wiring on the second insulating film.

【0011】また、表面に段差を有する第1の絶縁膜上
に形成される多層配線構造体の製造方法において、該第
1の絶縁膜上に第1の金属配線を形成する工程と、該第
1の金属配線の上面にメタル系絶縁膜を形成する工程
と、該メタル系絶縁膜、前記第1の金属配線および前記
第1の絶縁膜のそれぞれの表面に第1のプラズマシリコ
ン酸化膜を形成する工程と、前記第1のプラズマシリコ
ン酸化膜上に塗布ガラス膜を形成する工程と、標高の低
い前記第1の金属配線上の第1のプラズマシリコン酸化
膜の表面に達するまで前記塗布ガラス膜を除去する工程
(エッチバック工程)と、前記メタル系絶縁膜直上の前
記第1のプラズマシリコン酸化膜上および前記塗布ガラ
ス膜上に第2のプラズマシリコン酸化膜を形成する工程
と、該第2のプラズマシリコン酸化膜上に第2の金属配
線を形成する工程とを含む製造工程とする。
In a method for manufacturing a multilayer wiring structure formed on a first insulating film having a step on a surface, a step of forming a first metal wiring on the first insulating film; Forming a metal-based insulating film on the upper surface of the first metal wiring, and forming a first plasma silicon oxide film on each surface of the metal-based insulating film, the first metal wiring, and the first insulating film Forming a coated glass film on the first plasma silicon oxide film; and forming the coated glass film on the first metal wiring at a low elevation until reaching the surface of the first plasma silicon oxide film. Removing (etchback step), forming a second plasma silicon oxide film on the first plasma silicon oxide film immediately above the metal-based insulating film and on the coated glass film, The plasm A production process comprising the step of forming a second metal interconnection on the silicon oxide film.

【0012】前記メタル系絶縁膜がチタン酸化物である
とよい。前記のように、メタル系絶縁膜を第1の金属配
線の上面に形成することで、SOG膜の平坦化のエッチ
バック工程で、エッチバック・ストッパー(エッチング
をストップさせるもの)の役割をする。このメタル系絶
縁膜を、例えば、TiO2 膜にした場合、W.Y.Ya
ngel.がJ.Jour.Appl.Phys.Vo
l.23 pp.1560(1984)で開示している
ように、結合エネルギーの値が458.2eVで、Si
2 の103.5eVより大きく、化学的なエッチング
がされ難い。このことは、TiO2 膜が有効なエッチン
グストッパーであることを示している。
It is preferable that the metal-based insulating film is made of titanium oxide. As described above, by forming the metal-based insulating film on the upper surface of the first metal wiring, it serves as an etch-back stopper (stops etching) in the etch-back step of flattening the SOG film. When this metal-based insulating film is, for example, a TiO 2 film, W.I. Y. Ya
ngel. Is J. Jour. Appl. Phys. Vo
l. 23 pp. 1560 (1984), the binding energy value is 458.2 eV and the Si
It is larger than 103.5 eV of O 2 , and is hardly chemically etched. This indicates that the TiO 2 film is an effective etching stopper.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1実施例の多
層配線構造体の要部断面図である。表面に段差23のあ
る絶縁膜1(特許請求の範囲で示した第1の絶縁膜に相
当する)上に選択的に第1の金属配線2を形成し、この
第1の金属配線2上にメタル系絶縁膜であるチタン酸化
物であるチタン酸化膜3を形成する。その露出面に第1
のP−TEOS膜4を形成する。チタン酸化膜3の直上
を除く第1のP−TEOS膜4の表面にSOG膜5を形
成する。つぎに、SOG膜5をエッチバック法により平
坦化し、チタン酸化膜3上とSOG膜5上に第2のP−
TEOS膜6を形成する。最後に第2のP−TEOS膜
6上に第2の金属配線7を形成して、多層配線構造体が
完成する。ここでは2層の金属配線2、7を例に上げた
が、さらに多層の配線構造体の場合も、同様に各膜を積
層することで製作できる。この実施例では、第1のP−
TEOS膜4と第2のP−TEOS膜6が特許請求の範
囲に示した第2の絶縁膜に相当する。
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a multilayer wiring structure according to a first embodiment of the present invention. A first metal wiring 2 is selectively formed on an insulating film 1 having a step 23 on the surface (corresponding to a first insulating film shown in claims), and a first metal wiring 2 is formed on the first metal wiring 2. A titanium oxide film 3 made of titanium oxide, which is a metal-based insulating film, is formed. The first on the exposed surface
Of the P-TEOS film 4 is formed. The SOG film 5 is formed on the surface of the first P-TEOS film 4 except immediately above the titanium oxide film 3. Next, the SOG film 5 is flattened by an etch-back method, and a second P-type film is formed on the titanium oxide film 3 and the SOG film 5.
A TEOS film 6 is formed. Finally, a second metal wiring 7 is formed on the second P-TEOS film 6, and a multilayer wiring structure is completed. Here, the two-layer metal wirings 2 and 7 have been described as an example, but a multilayer wiring structure can be manufactured by similarly stacking the respective films. In this embodiment, the first P-
The TEOS film 4 and the second P-TEOS film 6 correspond to a second insulating film described in the claims.

【0014】また、第1の金属配線2は下層から、図示
しないTi膜、TiN膜、AlSiCu膜を順に積層し
て形成され、その上に、SOG膜5のエッチバック時に
エッチバック・ストッパの役割をさせるチタン酸化膜3
を形成する。このように、チタン酸化膜3を第1の金属
配線2上に被覆することで、標高の高い箇所21(表面
が高くなっている箇所のこと)に形成された第1の金属
配線2の表面が、SOG膜5の平坦化に当たってのバッ
クエッチで露出することがない。つぎに、この多層配線
構造体の製造方法を説明する。
The first metal wiring 2 is formed by sequentially laminating a Ti film, a TiN film and an AlSiCu film (not shown) from the lower layer, and serves as an etch-back stopper when the SOG film 5 is etched back. Oxide film 3
To form In this way, by coating the titanium oxide film 3 on the first metal wiring 2, the surface of the first metal wiring 2 formed at the high altitude location 21 (the location where the surface is high) is formed. However, the SOG film 5 is not exposed by the back etching for flattening the SOG film 5. Next, a method for manufacturing the multilayer wiring structure will be described.

【0015】図2はこの発明の第2実施例の多層配線構
造体の製造工程で、同図(a)ないし同図(c)は工程
順に示した要部工程断面図である。同図(a)に示すよ
うに、通常の工程によって、表面に段差23のある絶縁
膜1を、例えば、ボロンリンガラス(BPSG:Bor
o−Phospho silicate Glass)
を形成後、スパッタ法により金属膜を堆積し、パターン
ニングして第1の金属配線2を形成する。この第1の金
属配線2の金属膜は、図示しないが、例えば、20nm
のTi膜、100nmのTiN膜、700nmのAlS
iCu膜を下層から順に積層して形成される。また、そ
の上に、SOG膜5のエッチバック時のストッパーの役
割をするチタン酸化膜3を100nmの厚さで形成す
る。その上に、第1の金属配線2を形成するときのパタ
ーニングで、下地のAlSiCu膜からの乱反射ある場
合は、図示されていない反射防止膜の役割をするTiN
膜を30nmの厚さで形成する。しかし、この乱反射が
ない場合にはこの反射防止膜の役割をするTiN膜は付
けなくてもよい。これらの膜は、表面に段差23のある
絶縁膜1上に積層されて形成される。また、絶縁膜1と
接触する側の第1の金属配線2を構成するTiN膜はバ
リアメタルの役割をし、Ti膜はシリコン基板との接触
をオーミック接触とするために必要とされるものであ
る。前記の第1の金属配線2の主要部を構成する図示し
ないAlSiCu膜は、Siの含有量が1%程度で、C
uの含有量が0.3%〜0.5%程度で形成される。
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views of a main part of a multi-layer wiring structure according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1A, an insulating film 1 having a step 23 on its surface is formed by, for example, boron phosphorus glass (BPSG: Bor) by a normal process.
o-Phospho silica Glass
Is formed, a metal film is deposited by a sputtering method and patterned to form a first metal wiring 2. Although not shown, the metal film of the first metal wiring 2 is, for example, 20 nm in thickness.
Ti film, 100 nm TiN film, 700 nm AlS
It is formed by laminating iCu films in order from the lower layer. A titanium oxide film 3 serving as a stopper at the time of etching back the SOG film 5 is formed thereon with a thickness of 100 nm. If there is irregular reflection from the underlying AlSiCu film in patterning when forming the first metal wiring 2 thereon, TiN serving as an anti-reflection film (not shown)
A film is formed with a thickness of 30 nm. However, if there is no irregular reflection, the TiN film serving as the antireflection film may not be provided. These films are formed on the insulating film 1 having a step 23 on the surface. Further, the TiN film constituting the first metal wiring 2 on the side in contact with the insulating film 1 serves as a barrier metal, and the Ti film is required to make the contact with the silicon substrate an ohmic contact. is there. The AlSiCu film (not shown) constituting the main part of the first metal wiring 2 has a Si content of about 1% and a C content of about 1%.
It is formed when the content of u is about 0.3% to 0.5%.

【0016】またバリアメタルの役割をするTiN膜は
2 ガスを含むAr雰囲気中で反応性スパッタリング法
により形成する。また、チタン酸化膜3は、前記の反射
防止膜の役割をする上層のTiN膜を形成する前に、O
2 ガスを含むAr雰囲気中で反応性スパッタリング法に
より形成する。そのために、Ti膜形成に使用するTi
ターゲットが付いたチャンバーにO2ガス・ラインを追
加設置するだけでよく、装置的には簡単な改造で済む。
また、Tiターゲット付のチャンバー、TiN膜を形成
するTiターゲット付で且つN 2 ガス・ラインを有する
チャンバーおよびAlSiCuターゲット付のチャンバ
ーの3個のチャンバーで構成されるマルチチャンバー・
スパッタ装置を用いて、Ti膜/TiN膜/AlSiC
u膜の積層構造の第1の金属配線2と、その第1の金属
配線2上に被覆される反射防止膜のTiN膜を有する多
層配線構造体を形成する場合、TiN膜を2回形成する
ことになるので、1枚目のウエハ(半導体基板)が上層
のTiN膜の成膜処理をしている間、下層のTiN膜を
形成する2枚目のウエハは、他のチャンバーで待機状態
となる。
The TiN film serving as a barrier metal is
NTwoReactive sputtering method in Ar atmosphere containing gas
Is formed. Further, the titanium oxide film 3 has the above-mentioned reflection property.
Before forming an overlying TiN film serving as a barrier film, O
TwoReactive sputtering method in Ar atmosphere containing gas
Formed. Therefore, the Ti film used to form the Ti film
O in the chamber with the targetTwoFollow the gas line
It only needs to be installed, and the equipment requires only simple modification.
In addition, a chamber with Ti target and TiN film formed
With Ti target and N TwoWith gas line
Chamber and chamber with AlSiCu target
-Multi-chamber consisting of three chambers
Using a sputtering device, Ti film / TiN film / AlSiC
a first metal wiring 2 having a multilayer structure of a u film, and a first metal
A multi-layer structure having a TiN film as an anti-reflection film coated on the wiring 2
When forming a layer wiring structure, a TiN film is formed twice.
Therefore, the first wafer (semiconductor substrate) is the upper layer
During the process of forming the TiN film of FIG.
The second wafer to be formed is waiting in another chamber
Becomes

【0017】このため、TiN膜形成チャンバーにO2
ガス・ラインを追加設置すると、さらに待機状態が長く
なる。そのため、チタン酸化膜を形成するチャンバーと
しては、Ti膜形成用のチャンバーを利用して、このチ
ャンバーにO2 ガス・ラインを追加設置した方が、処理
時間は短くて済む。このように、Ti膜形成用のチャン
バーにO2 ガス・ラインを追加設置することで、下層の
Ti膜から上層のチタン酸化膜またはTiN膜まで連続
的に成膜することができる。
For this reason, O 2 is added to the TiN film forming chamber.
Installing additional gas lines further lengthens the standby state. Therefore, if a chamber for forming a titanium oxide film is used as a chamber for forming a titanium oxide film and an O 2 gas line is additionally installed in this chamber, the processing time is shorter. Thus, by additionally providing an O 2 gas line in the chamber for forming a Ti film, it is possible to continuously form a film from a lower Ti film to an upper titanium oxide film or a TiN film.

【0018】この上層のTiN膜およびTiO2 膜を含
め第1の金属配線2をパターンニングおよびエッチング
工程で加工した後、下層の第1のP−TEOS膜4をプ
ラズマCVD法で形成し、続けて、SOGをスピンコー
ター(回転塗布装置)で回転塗布する。SOGを塗布し
た後、キュア(ベークして硬化させる)し、溶剤の揮発
と重合反応を行なわせ、SOG膜5が形成される。この
キュア条件は、キュア時にSOG膜5にクラックが入る
のを防止するため、2段階に分かれており、第1段階が
300℃、N2 雰囲気中、30分で、第2段階が420
℃、N2 雰囲気中、60分である。
After processing the first metal wiring 2 including the upper TiN film and the TiO 2 film by patterning and etching steps, a lower first P-TEOS film 4 is formed by a plasma CVD method. , SOG is spin-coated with a spin coater (rotary coating device). After the SOG is applied, the SOG film 5 is formed by curing (baking and hardening), volatilization of the solvent and a polymerization reaction. The curing conditions are divided into two stages in order to prevent cracks in the SOG film 5 during curing. The first stage is performed at 300 ° C. in an N 2 atmosphere for 30 minutes, and the second stage is performed at 420 minutes.
C. in an N 2 atmosphere for 60 minutes.

【0019】つぎに、同図(b)に示すように、SOG
膜5を標高の低い箇所22の第1のP−TEOS膜4の
表面に達するまでエッチバックを行う。このとき、標高
の高い箇所21のSOG膜5は完全にエッチングで除去
される。さらに、第1のP−TEOS膜4もエッチング
で除去された場合も、チタン酸化膜3がエッチバック・
ストッパーの役割をするので、このエッチバックで標高
の高い箇所21に形成された第1の金属配線2の表面が
露出することはない。続けて、上層の第2のP−TEO
S膜6を形成する。その後、図示しないビアコンタクト
ホール(第1の金属配線2と同図(c)で示す第2の金
属配線7の間の接続孔)を開口するために、チタン酸化
膜4、第1および第2のP−TEOS膜4、6にパター
ニングおよびエッチングを施す。
Next, as shown in FIG.
The film 5 is etched back until the film 5 reaches the surface of the first P-TEOS film 4 at the low altitude portion 22. At this time, the SOG film 5 at the high altitude location 21 is completely removed by etching. Further, when the first P-TEOS film 4 is also removed by etching, the titanium oxide film 3 is etched back.
Since this serves as a stopper, the surface of the first metal wiring 2 formed at the high altitude portion 21 is not exposed by this etch back. Then, the second P-TEO in the upper layer
An S film 6 is formed. Thereafter, in order to open a via contact hole (not shown) (a connection hole between the first metal wiring 2 and the second metal wiring 7 shown in FIG. 4C), the titanium oxide film 4, the first and second Patterning and etching are performed on the P-TEOS films 4 and 6 of FIG.

【0020】つぎに、同図(c)に示すように、スパッ
タリング法により、Al合金膜などを堆積し、加工し
て、第2の金属配線7を形成して、多層配線構造体が出
来上がる。
Next, as shown in FIG. 1C, an Al alloy film or the like is deposited and processed by a sputtering method to form a second metal wiring 7, thereby completing a multilayer wiring structure.

【0021】[0021]

【発明の効果】この発明によれば、第1の金属配線の上
面に、SOG膜のエッチバック工程でエッチバック・ス
トッパーとなる、例えば、チタン酸化膜などのメタル系
絶縁膜を形成することで、SOG膜のエッチバック時に
標高の高い箇所に形成される第1の金属配線の表面が露
出することを防止できる。また、メタル系絶縁膜にチタ
ン酸化膜を用いることで、第1の金属配線の形成後、連
続的に成膜ができて、従来のマージン用の絶縁膜を形成
する場合と比べて成膜処理時間の短縮を図ることができ
る。
According to the present invention, for example, a metal-based insulating film such as a titanium oxide film, which serves as an etch-back stopper in the SOG film etch-back step, is formed on the upper surface of the first metal wiring. In addition, when the SOG film is etched back, the surface of the first metal wiring formed at a high altitude location can be prevented from being exposed. In addition, by using a titanium oxide film as the metal-based insulating film, a film can be formed continuously after the first metal wiring is formed, and a film forming process can be performed as compared with the conventional case where a margin insulating film is formed. Time can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1実施例の多層配線構造体の要部
断面図
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a multilayer wiring structure according to a first embodiment of the present invention;

【図2】この発明の第2実施例の多層配線構造体の製造
工程で、(a)ないし(c)は工程順に示した要部工程
断面図
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views of main steps in the order of steps in the manufacturing process of the multilayer wiring structure according to the second embodiment of the present invention; FIGS.

【図3】従来の多層配線構造体の要部断面図FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of a conventional multilayer wiring structure.

【図4】別の従来の多層配線構造体の要部断面図FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of another conventional multilayer wiring structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁膜 2 第1の金属配線 3 チタン酸化膜 4 第1のP−TEOS膜 5 SOG膜 6 第2のP−TEOS膜 7 第2の金属配線 11 絶縁膜 12 第1の金属配線 13 マージン用の絶縁膜 14 第1のP−TEOS膜 15 SOG膜 16 第2のP−TEOS膜 17 第2の金属配線 21 標高の高い箇所 22 標高の低い箇所 23 段差 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulating film 2 1st metal wiring 3 Titanium oxide film 4 1st P-TEOS film 5 SOG film 6 2nd P-TEOS film 7 2nd metal wiring 11 Insulating film 12 1st metal wiring 13 Margin 14 Insulating film 14 First P-TEOS film 15 SOG film 16 Second P-TEOS film 17 Second metal wiring 21 High altitude location 22 Low altitude location 23 Step

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】表面に段差を有する第1の絶縁膜上に形成
される多層配線構造体において、該第1の絶縁膜上に形
成される第1の金属配線と、該第1の金属配線の上面に
形成されるメタル系絶縁膜と、該メタル系絶縁膜、前記
第1の金属配線および前記第1の絶縁膜のそれぞれの露
出面に形成される第2の絶縁膜と、該第2の絶縁膜上に
形成される第2の金属配線を有することを特徴とする多
層配線構造体。
In a multilayer wiring structure formed on a first insulating film having a step on a surface, a first metal wiring formed on the first insulating film; and a first metal wiring formed on the first insulating film. A second insulating film formed on an exposed surface of each of the metal-based insulating film, the first metal wiring, and the first insulating film; And a second metal wiring formed on the insulating film.
【請求項2】表面に段差を有する第1の絶縁膜上に形成
される多層配線構造体において、該第1の絶縁膜上に形
成される第1の金属配線と、該第1の金属配線の上面に
形成されるメタル系絶縁膜と、該メタル系絶縁膜、前記
第1の金属配線および前記第1の絶縁膜のそれぞれの露
出面に形成される第1のプラズマシリコン酸化膜と、前
記第1の絶縁膜の段差の高い箇所に形成された前記第1
の金属配線の直上を除く該第1のプラズマシリコン酸化
膜上に形成された塗布ガラス膜と、該塗布ガラス膜およ
び第1のプラズマシリコン酸化膜上に形成された第2の
プラズマシリコン酸化膜と、該第2のプラズマシリコン
酸化膜上に形成された第2の金属配線を有することを特
徴とする多層配線構造体。
2. A multilayer wiring structure formed on a first insulating film having a step on a surface, wherein a first metal wiring formed on the first insulating film, and a first metal wiring formed on the first insulating film. A metal-based insulating film formed on the upper surface of the semiconductor device, a first plasma silicon oxide film formed on an exposed surface of each of the metal-based insulating film, the first metal wiring, and the first insulating film; The first insulating film is formed at a high step in the first insulating film.
A coated glass film formed on the first plasma silicon oxide film except immediately above the metal wiring, and a second plasma silicon oxide film formed on the coated glass film and the first plasma silicon oxide film. And a second metal wiring formed on the second plasma silicon oxide film.
【請求項3】前記メタル系絶縁膜がチタン酸化物である
ことを特徴とする請求項2に記載の多層配線構造体。
3. The multilayer wiring structure according to claim 2, wherein said metal-based insulating film is a titanium oxide.
【請求項4】表面に段差を有する第1の絶縁膜上に形成
される多層配線構造体の製造方法において、該第1の絶
縁膜上に第1の金属配線を形成する工程と、該第1の金
属配線の上面にメタル系絶縁膜を形成する工程と、該メ
タル系絶縁膜、前記第1の金属配線および前記第1の絶
縁膜のそれぞれの表面に第2の絶縁膜を形成する工程
と、該第2の絶縁膜上に第2の金属配線を形成する工程
とを含むことを特徴とする多層配線構造体の製造方法。
4. A method of manufacturing a multilayer wiring structure formed on a first insulating film having a step on a surface, wherein a step of forming a first metal wiring on the first insulating film; Forming a metal-based insulating film on the upper surface of the first metal wiring, and forming a second insulating film on each surface of the metal-based insulating film, the first metal wiring, and the first insulating film; And a step of forming a second metal wiring on the second insulating film.
【請求項5】表面に段差を有する第1の絶縁膜上に形成
される多層配線構造体の製造方法において、該第1の絶
縁膜上に第1の金属配線を形成する工程と、該第1の金
属配線の上面にメタル系絶縁膜を形成する工程と、該メ
タル系絶縁膜、前記第1の金属配線および前記第1の絶
縁膜のそれぞれの表面に第1のプラズマシリコン酸化膜
を形成する工程と、前記第1のプラズマシリコン酸化膜
上に塗布ガラス膜を形成する工程と、標高の低い前記第
1の金属配線上の第1のプラズマシリコン酸化膜の表面
に達するまで前記塗布ガラス膜を除去する工程と、前記
メタル系絶縁膜直上の前記第1のプラズマシリコン酸化
膜上および前記塗布ガラス膜上に第2のプラズマシリコ
ン酸化膜を形成する工程と、該第2のプラズマシリコン
酸化膜上に第2の金属配線を形成する工程とを含むこと
を特徴とする多層配線構造体の製造方法。
5. A method of manufacturing a multilayer wiring structure formed on a first insulating film having a step on a surface, wherein a step of forming a first metal wiring on the first insulating film; Forming a metal-based insulating film on the upper surface of the first metal wiring, and forming a first plasma silicon oxide film on each surface of the metal-based insulating film, the first metal wiring, and the first insulating film Forming a coated glass film on the first plasma silicon oxide film; and forming the coated glass film on the first metal wiring at a low elevation until reaching the surface of the first plasma silicon oxide film. Removing, a step of forming a second plasma silicon oxide film on the first plasma silicon oxide film immediately above the metal-based insulating film, and a step of forming a second plasma silicon oxide film on the coated glass film; Second on Method for manufacturing a multilayer wiring structure which comprises a step of forming a genus wiring.
【請求項6】前記メタル系絶縁膜がチタン酸化物である
ことを特徴とする請求項5に記載の多層配線構造体の製
造方法。
6. The method according to claim 5, wherein the metal-based insulating film is a titanium oxide.
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