JP2000188328A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents
Semiconductor device and its manufactureInfo
- Publication number
- JP2000188328A JP2000188328A JP10362582A JP36258298A JP2000188328A JP 2000188328 A JP2000188328 A JP 2000188328A JP 10362582 A JP10362582 A JP 10362582A JP 36258298 A JP36258298 A JP 36258298A JP 2000188328 A JP2000188328 A JP 2000188328A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- film
- sio
- semiconductor device
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法においてバリア金属層を含む積層構造の金属配線層
を有する半導体装置の製造方法、およびその製造法によ
り製造される半導体装置に関するものである。The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a metal wiring layer having a laminated structure including a barrier metal layer in a method for manufacturing a semiconductor device, and a semiconductor device manufactured by the method. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】バリア金属層を含む積層構造の金属配線
層を有する半導体装置において、当該金属配線層の製造
方法は、従来より以下に述べるようなものとなってい
る。2. Description of the Related Art In a semiconductor device having a metal wiring layer having a laminated structure including a barrier metal layer, a method of manufacturing the metal wiring layer has been conventionally described below.
【０００３】例えば、図４に示すように、Si膜（シリコ
ン基板）の表面に層間絶縁膜としてのSiO2膜をＣＶＤ法
等により形成し、次に、このSi膜を一部露出させるため
に、エッチングによりSiO2膜にコンタクトホールを設け
る。次に、このSiO2膜の表面にTi層を形成し、さらに、
Ti層の表面にバリア金属層としてのTiN層を形成する。For example, as shown in FIG. 4, an SiO 2 film as an interlayer insulating film is formed on the surface of a Si film (silicon substrate) by a CVD method or the like, and then, to partially expose the Si film. A contact hole is formed in the SiO 2 film by etching. Next, a Ti layer is formed on the surface of the SiO 2 film.
A TiN layer as a barrier metal layer is formed on the surface of the Ti layer.
【０００４】次に、TiN層の表面にAl等の導電性金属層
を形成し、さらに、表面保護層としてのSiO2膜をＣＶＤ
法等により形成する。これにより、コンタクトホールと
その周辺の金属配線層が形成される。また、表面保護層
において、ボンディングパッドを形成する領域にエッチ
ングを施して開孔させて、ボンディングパッドを形成す
る。[0004] Next, a conductive metal layer such as Al is formed on the surface of the TiN layer, and an SiO 2 film as a surface protective layer is formed by CVD.
It is formed by a method or the like. Thus, a contact hole and a metal wiring layer around the contact hole are formed. In a surface protection layer, a region where a bonding pad is to be formed is etched to open a hole, thereby forming a bonding pad.
【０００５】さらに、Si膜とTi層との界面のコンタクト
抵抗を安定化するために、前述の金属配線層を形成する
工程の途中、または当該工程の後に加熱処理を加えるこ
とにより、当該界面付近にTiとSiとを反応させた層（Ti
Si層）を形成して、コンタクト抵抗の安定化を図ってい
た。Further, in order to stabilize the contact resistance at the interface between the Si film and the Ti layer, a heat treatment is applied during or after the above-described step of forming the metal wiring layer, so that the vicinity of the interface can be stabilized. Layer that has reacted Ti and Si (Ti
A Si layer) was formed to stabilize the contact resistance.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来技
術による製造方法においては、SiO2膜とTi層とが反応す
ることにより、これらの界面に付着性の悪い脆弱な反応
層３４が形成される場合がある。この反応層が形成され
ると、ボンディング時に、キャピラリなどによりボンデ
ィンパッドに衝撃が加わった際に、SiO2膜とTi層との間
に、乖離部分３５に示すような乖離が生じて周辺に拡大
する。場合によっては、金属配線層と層間絶縁膜とが剥
離するという問題が生じていた。However, in the manufacturing method according to this prior art, the reaction between the SiO 2 film and the Ti layer forms a fragile reaction layer 34 with poor adhesion at the interface between them. There are cases. When this reaction layer is formed, when an impact is applied to the bond pad by a capillary or the like at the time of bonding, a divergence as shown in a divergence portion 35 occurs between the SiO 2 film and the Ti layer, and the periphery is generated. Expanding. In some cases, there has been a problem that the metal wiring layer and the interlayer insulating film are separated.
【０００７】そこで、本発明は、バリア金属層を含む積
層構造の金属配線層を有する半導体装置の製造方法にお
いて、ボンディンパッド下に形成される脆弱な反応層を
除去することにより、金属配線層と層間絶縁膜との付着
性が良好であり、ボンディングの際に剥離することがな
いようにするとともに、コンタクトホール部のコンタク
ト抵抗が安定して維持できる半導体装置の製造方法を提
供することを目的としている。また、この製造方法によ
って製造される半導体装置を提供することを目的として
いる。Accordingly, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device having a metal wiring layer having a laminated structure including a barrier metal layer, by removing a fragile reaction layer formed under a bond pad. To provide a method of manufacturing a semiconductor device that has good adhesion between the semiconductor device and an interlayer insulating film, prevents peeling during bonding, and can stably maintain contact resistance in a contact hole portion. And It is another object of the present invention to provide a semiconductor device manufactured by this manufacturing method.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、 （１）まず、Ti層とTiN層と導電性金属層とを積層して
形成される金属配線層を有する半導体装置の製造方法に
おいて、Si膜の表面の一部が露出するように形成された
SiO2膜上および露出された前記Si膜上にTi層を形成する
Ti層形成工程と、前記Si膜と前記Ti層との接触部に反応
層を形成する反応層形成工程と、少なくとも前記SiO2膜
の上部に形成されるべきボンディングパッドに対応する
部分のTi層を除去して前記SiO2膜を露出させるTi層除去
工程と、前記露出された前記SiO2膜の表面および前記反
応層上にTiN層を形成するTiN層形成工程と、前記TiN層
の表面に導電性金属層を形成する導電性金属層形成工程
と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法と
したものである。In order to achieve the above object, the present invention provides (1) a metal wiring layer formed by laminating a Ti layer, a TiN layer and a conductive metal layer. In the method of manufacturing a semiconductor device, the Si film was formed so that a part of the surface thereof was exposed.
Forming a Ti layer on the SiO 2 film and on the exposed Si film
A Ti layer forming step, a reaction layer forming step of forming a reaction layer at a contact portion between the Si film and the Ti layer, and at least a portion of the Ti layer corresponding to a bonding pad to be formed on the SiO 2 film a Ti layer removing step of to expose the SiO 2 film is removed and a TiN layer forming step of forming a TiN layer on the surface of the exposed the SiO 2 film and the reaction layer on the surface of the TiN layer And a conductive metal layer forming step of forming a conductive metal layer.
【０００９】このような半導体装置の製造方法にするこ
とで、Ti層除去工程により、少なくとも上部の層に形成
されるべきボンディングパッドに対応する部分のTi層が
除去されるので、この部分に脆弱な反応層が形成される
ことを防止できる。よって、ボンディング時に、少なく
ともキャピラリなどからボンディングパッドに加わる衝
撃の影響をもっとも受けやすい部位にこのような反応層
が存在しないので、この衝撃に起因するSiO2膜とTi層と
の乖離の発生を防止することができる。さらに、本発明
を実施するための特別な装置を必要とせず、既存の生産
設備に大きな変更を加える必要がない。According to such a method of manufacturing a semiconductor device, at least a portion of the Ti layer corresponding to the bonding pad to be formed on the upper layer is removed by the Ti layer removing step. The formation of a reactive layer can be prevented. Therefore, at the time of bonding, such a reaction layer does not exist at least in a portion that is most susceptible to the impact applied to the bonding pad from the capillary or the like, thereby preventing the occurrence of a separation between the SiO 2 film and the Ti layer due to the impact. can do. Furthermore, no special equipment is required to implement the present invention, and no major changes need to be made to existing production equipment.
【００１０】なお、Ti層、TiN層、導電性金属層はスパ
ッタリングにより形成されることが好ましい。また、導
電性金属層はAl-Cuで形成されることが好ましい。さら
に、表面保護膜は、SiO2膜か、またはSi3N4膜を用いる
ことが好ましい。The Ti layer, TiN layer and conductive metal layer are preferably formed by sputtering. Further, the conductive metal layer is preferably formed of Al-Cu. Further, it is preferable to use an SiO 2 film or a Si 3 N 4 film as the surface protective film.
【００１１】（２）また、（１）において、前記反応層
形成工程は、前記Si膜と前記Ti層とが反応し、かつ前記
SiO2膜と前記Ti層とが反応しない範囲の温度で加熱する
加熱工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法
としたものである。(2) In (1), in the reaction layer forming step, the Si film and the Ti layer react with each other, and
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a heating step of heating at a temperature within a range where the SiO 2 film and the Ti layer do not react.
【００１２】このような半導体装置の製造方法にするこ
とで、Si膜とTi層とが反応し、かつSiO2膜とTi層とが反
応しない範囲の温度で加熱することにより、Si膜とTi層
との界面付近に反応層が形成され、かつSiO2膜とTi層と
の界面に脆弱な反応層が形成されることがない。According to such a method of manufacturing a semiconductor device, the Si film and the Ti layer react with each other, and the SiO 2 film and the Ti layer are heated at a temperature within a range in which the Si layer and the Ti layer do not react with each other. A reaction layer is formed near the interface with the layer, and a fragile reaction layer is not formed at the interface between the SiO 2 film and the Ti layer.
【００１３】なお、前述の加熱工程においては、加熱温
度を６００℃前後に設定することが好ましい。In the above-mentioned heating step, the heating temperature is preferably set to about 600 ° C.
【００１４】（３）また、（１）または（２）におい
て、前記Ti層除去工程は、前記Ti層の表面にフォトレジ
ストを塗布し、前記ボンディングパッドに対応する部分
に塗布されたフォトレジストを露光し、前記ボンディン
グパッドに対応する部分をエッチングにより除去し、前
記Ti層の表面に塗布された前記フォトレジストを除去す
るものであることを特徴とする請求項１に記載の半導体
装置の製造方法としたものである。(3) In the above (1) or (2), in the Ti layer removing step, a photoresist is applied to a surface of the Ti layer, and a photoresist applied to a portion corresponding to the bonding pad is applied. 2. The method according to claim 1, further comprising exposing, removing a portion corresponding to the bonding pad by etching, and removing the photoresist applied on the surface of the Ti layer. It is what it was.
【００１５】なお、エッチングはドライエッチングでも
ウェットエッチングでも良いが、部分的に除去するとい
うことであればドライエッチングを利用した方がより好
ましい。The etching may be either dry etching or wet etching, but it is more preferable to use dry etching if it is to be partially removed.
【００１６】このような半導体装置の製造方法にするこ
とで、ボンディングパッドに対応する部分を選択的にエ
ッチングすることが容易になる。According to such a method of manufacturing a semiconductor device, it is easy to selectively etch a portion corresponding to a bonding pad.
【００１７】（４）また、（１）または（２）におい
て、前記Ti層除去工程は、ウエットエッチングにより前
記Ti層全体を一括除去するものであることを特徴とする
半導体装置の製造方法としたものである。(4) In the method of manufacturing a semiconductor device according to (1) or (2), the Ti layer removing step is to remove the entire Ti layer by wet etching at once. Things.
【００１８】前記Ti層エッチング工程は、ウエットエッ
チングにより前記Ti層を除去するものであることを特徴
とする半導体装置の製造方法としたものである。The Ti layer etching step is a method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the Ti layer is removed by wet etching.
【００１９】このような半導体装置の製造方法にするこ
とで、Ti層の一括除去が容易にできる。By adopting such a method for manufacturing a semiconductor device, the Ti layer can be easily removed at one time.
【００２０】（５）また、（１）乃至（４）において、
前記反応層は、TiSi層であることを特徴とする半導体装
置の製造方法としたものである。(5) Further, in (1) to (4),
The method according to claim 1, wherein the reaction layer is a TiSi layer.
【００２１】このような半導体装置の製造方法にするこ
とで、Si膜とTi層との界面のコンタクト抵抗を安定化す
ることができる。According to such a method of manufacturing a semiconductor device, the contact resistance at the interface between the Si film and the Ti layer can be stabilized.
【００２２】（６）また、（１）乃至（５）のいずれか
に記載の半導体装置の製造方法により製造される半導体
装置としたものである。(6) A semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of (1) to (5).
【００２３】このような半導体装置にすることで、金属
配線層と層間絶縁膜との機械的接続の信頼性が高い半導
体装置を提供できる。With such a semiconductor device, it is possible to provide a semiconductor device having high reliability of mechanical connection between the metal wiring layer and the interlayer insulating film.
【００２４】（７）また、Si膜と、前記Si膜上に設けら
れるとともに、前記Si膜の表面の一部が露出するように
形成してなるSiO2膜と、前記SiO2膜上に設けられるとと
もに、少なくとも前記SiO2膜の上部に形成されるべきボ
ンディングパッドに対応する部分を除去して前記SiO2膜
を露出させてなるTi層と、露出された前記Si膜と前記Ti
層との接触部に形成されてなる反応層と、露出された前
記SiO2膜の表面および前記反応層上に形成されてなるTi
N層と、前記TiN層上に形成されてなる導電性金属層と、
を積層して一体に形成してなることを特徴とする半導体
装置としたものである。[0024] (7), and the Si film is provided in an over the Si film, and the formed SiO 2 formed by film such that a portion of the surface of the Si film is exposed, is provided on the SiO 2 film together is, the a Ti layer formed by exposing the SiO 2 film by removing a portion corresponding to the bonding pads to be formed on top of at least the SiO 2 film, and exposed the Si film Ti
A reaction layer formed at a contact portion with the layer, and a Ti formed on the exposed surface of the SiO 2 film and the reaction layer.
N layer, a conductive metal layer formed on the TiN layer,
Are laminated and integrally formed to form a semiconductor device.
【００２５】このような半導体装置にすることで、少な
くとも上部の層に形成されるべきボンディングパッドに
対応する部分のTi層が除去されるので、ボンディング時
に加わる衝撃の影響をもっとも受けやすい部位に脆弱な
反応層が形成されるのを防止でき、この衝撃に起因する
SiO2膜とTi層との乖離の発生を防止することができる。
よって、金属配線層と層間絶縁膜との機械的接続の信頼
性が高い半導体装置を提供できる。With such a semiconductor device, at least a portion of the Ti layer corresponding to the bonding pad to be formed on the upper layer is removed, so that it is vulnerable to a portion most susceptible to the impact applied during bonding. Can prevent the formation of a reactive layer,
Deviation between the SiO 2 film and the Ti layer can be prevented.
Therefore, a semiconductor device having high reliability of mechanical connection between the metal wiring layer and the interlayer insulating film can be provided.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】以下に本発明の具体的な実施形態
について図面を参照して詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００２７】図１は、本発明の実施形態を示す断面図で
ある。また、図２は、本発明の実施形態の製造工程を示
す断面図であり、（１）スパッタリングによりTi層を形
成し、加熱処理をした状態を示す断面図、（２）Ti層の
ボンディングパッドの真下に位置する部分を除去した状
態を示す断面図、（３）スパッタリングによりTiN層を
形成した状態を示す断面図、（４）スパッタリングによ
りAl-Cu層を形成した状態を示す断面図、（５）ＣＶＤ
法によりSiO2膜を形成した状態を示す断面図である。ま
た、図３は、本発明の別の実施形態を示す断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process according to the embodiment of the present invention, in which (1) a cross-sectional view showing a state in which a Ti layer is formed by sputtering and heat-treated, and (2) a bonding pad of the Ti layer. (3) a cross-sectional view showing a state in which a TiN layer is formed by sputtering, (4) a cross-sectional view showing a state in which an Al-Cu layer is formed by sputtering, 5) CVD
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where an SiO 2 film is formed by a method. FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.
【００２８】図１は、本発明によって製造される半導体
装置を示すものであり、Si膜１１（シリコン基板）の表
面にSiO2膜１２を形成し、このSiO2膜１２にコンタクト
ホール３１を設け、さらに、このSiO2膜１２上にTi層１
３、TiN層１４、Al-Cu層１５を積層させて金属配線層を
形成し、この金属配線層上に表面保護膜としてSiO2膜１
６を形成し、さらに、SiO2膜１６に開孔を設けてAl-Cu
層１５の表面の一部をボンディングパッド３３としたも
のである。FIG. 1 shows a semiconductor device manufactured by the present invention. An SiO 2 film 12 is formed on the surface of a Si film 11 (silicon substrate), and a contact hole 31 is provided in the SiO 2 film 12. And a Ti layer 1 on the SiO 2 film 12.
3, a TiN layer 14 and an Al-Cu layer 15 are laminated to form a metal wiring layer, and an SiO 2 film 1 is formed on the metal wiring layer as a surface protection film.
6 is formed, and an opening is formed in the SiO 2 film 16 to form an Al-Cu
A part of the surface of the layer 15 is a bonding pad 33.
【００２９】Ti層１３において、ボンディングパッド３
３の真下にあたる部分は除去されており、この部分だけ
は、SiO2膜１２上にTiN層１４が形成されている構造と
なっている。SiO2膜１２とTiN層１４とは、比較的付着
性が良く、SiO2膜とTi層とが接した状態で積層した場合
にできる脆弱な反応層が形成されることがない。In the Ti layer 13, the bonding pad 3
3 is removed, and only this portion has a structure in which the TiN layer 14 is formed on the SiO 2 film 12. The SiO 2 film 12 and the TiN layer 14 have relatively good adhesion, and a fragile reaction layer formed when the SiO 2 film and the Ti layer are stacked in contact with each other is not formed.
【００３０】よって、脆弱な反応層によって、SiO2膜１
２とTiN層１４との界面に剥離を生じるという問題も発
生しない。したがって、このような構造の金属配線層を
設けることにより、キャピラリがボンディングパッドに
接触するなど、ボンディングに起因する衝撃にともなっ
てSiO2膜とTi層との乖離が発生することを防止すること
ができる。Therefore, the SiO 2 film 1 is formed by the fragile reaction layer.
There is no problem that separation occurs at the interface between the TiN layer 2 and the TiN layer 14. Therefore, by providing the metal wiring layer having such a structure, it is possible to prevent the separation between the SiO 2 film and the Ti layer due to an impact due to bonding, such as the capillary contacting the bonding pad. it can.
【００３１】なお、Ti層を除去する範囲は、ボンディン
グパッドの真下にあたる部分だけでなく、さらに広い範
囲を除去するものとしても良い。The range in which the Ti layer is removed is not limited to the portion immediately below the bonding pad, but may be a wider range.
【００３２】また、コンタクトホール３１内のSi膜１１
とTi層１３との界面には、後述の工程により、TiSi層２
１が形成されている。TiSiは抵抗値が低く、Si膜１１と
Ti層１３との界面付近に形成することにより、金属配線
層のコンタクト抵抗を安定的に確保することができる。The Si film 11 in the contact hole 31
The interface between the TiSi layer 2 and the Ti layer 13 is
1 is formed. TiSi has a low resistance value, and
By forming it near the interface with the Ti layer 13, it is possible to stably secure the contact resistance of the metal wiring layer.
【００３３】以下に、図２に基づき、この実施形態にか
かる各工程について概略を説明する。Hereinafter, each step according to this embodiment will be schematically described with reference to FIG.
【００３４】最初に、図２（１）に示すように、Si膜１
１の表面に形成したSiO2膜１２にコンタクトホール３１
を穿設した状態において、SiO2膜の表面にスパッタリン
グによりTi層を形成する。Ti層を形成した後、これら
を、Si膜１１とTi層１３とが反応し、かつSiO2膜１２と
Ti層１３とが反応しない範囲の温度で加熱し、Si膜１１
とTi層１３との界面付近にTiSi層２１を形成する。な
お、この加熱温度は、前述の条件下でTiSi層２１を迅速
に形成することを勘案すると、６００℃前後に設定する
ことがもっとも好ましい。また、Ti層１３は所定の厚さ
の層を形成できるのであれば、スパッタリング以外の方
法で形成しても良い。First, as shown in FIG.
Contact holes 31 in the SiO 2 film 12 formed on the surface of
Is formed, a Ti layer is formed on the surface of the SiO 2 film by sputtering. After the Ti layer is formed, these are reacted with the Si film 11 and the Ti layer 13, and formed with the SiO 2 film 12.
The Si film 11 is heated at a temperature at which the Ti layer 13 does not react.
A TiSi layer 21 is formed near the interface between the TiSi layer 13 and the substrate. The heating temperature is most preferably set to about 600 ° C. in consideration of the rapid formation of the TiSi layer 21 under the above-described conditions. The Ti layer 13 may be formed by a method other than sputtering as long as a layer having a predetermined thickness can be formed.
【００３５】次に、図２（２）に示すように、Ti層１３
にフォトレジストを塗布し、Ti層１３のうち、ボンディ
ングパッド（図１の３２）の真下の部分にあたる部分を
露光し、アンモニア過酸化水素系の薬剤を用いたウエッ
トエッチングにより除去する。これにより、この部分
は、Ti層１３の下のSiO2膜１２が露出することになる。
なお、ウエットエッチングに用いる薬剤は、アンモニア
過酸化水素系と同様の作用を得られるものであれば、他
の薬剤でも良い。Next, as shown in FIG.
A portion of the Ti layer 13 immediately below the bonding pad (32 in FIG. 1) is exposed to light, and is removed by wet etching using an ammonia-hydrogen peroxide-based chemical. Thereby, in this portion, the SiO 2 film 12 under the Ti layer 13 is exposed.
The chemical used for wet etching may be another chemical as long as it can obtain the same action as that of the ammonia hydrogen peroxide system.
【００３６】次に、図２（３）に示すように、Ti層１３
の表面にスパッタリングによりTiN層１４を形成する。
これにより、ボンディングパッド（図１の３２）の真下
に露出したSiO2膜１２の上には、直接TiN層１４が積層
される。また、TiN層１４は所定の厚さの層を形成でき
るのであれば、スパッタリング以外の方法で形成しても
良い。Next, as shown in FIG.
A TiN layer 14 is formed on the surface by sputtering.
Thus, the TiN layer 14 is directly stacked on the SiO 2 film 12 exposed directly below the bonding pad (32 in FIG. 1). The TiN layer 14 may be formed by a method other than sputtering as long as a layer having a predetermined thickness can be formed.
【００３７】次に、図２（４）に示すように、TiN層１
４の表面にスパッタリングによりAl-Cu層１５を形成す
る。これにより金属配線層の積層が完了する。なお、Al
-Cu層１５は所定の厚さの層を形成できるのであれば、
スパッタリング以外の方法で形成しても良い。さらに、
Al-Cu層は、Al、Cuなど金属配線層の形成に用いられる
材料ならばどの材料でも良い。Next, as shown in FIG.
On the surface of No. 4, an Al-Cu layer 15 is formed by sputtering. Thereby, the lamination of the metal wiring layers is completed. In addition, Al
If the -Cu layer 15 can form a layer having a predetermined thickness,
It may be formed by a method other than sputtering. further,
The Al-Cu layer may be any material, such as Al and Cu, as long as it is a material used for forming a metal wiring layer.
【００３８】次に、図２（５）に示すように、Al-Cu層
１５の表面にＣＶＤ法により表面保護膜としてのSiO2膜
１６を形成する。なお、所定の厚さのSiO2膜を形成する
ことができる方法であれば、ＣＶＤ法以外の方法で形成
しても良い。また、SiO2膜の代わりに、Si3N4膜を用い
ても良い。Next, as shown in FIG. 2 (5), an SiO 2 film 16 as a surface protection film is formed on the surface of the Al—Cu layer 15 by a CVD method. Note that any method other than the CVD method may be used as long as an SiO 2 film having a predetermined thickness can be formed. Further, instead of the SiO 2 film, a Si 3 N 4 film may be used.
【００３９】最後に、SiO2膜１６のボンディングパッド
を形成する部分をエッチングにより除去する。これによ
り、本発明の実施形態にかかる金属配線層の形成が完了
する。Finally, a portion of the SiO 2 film 16 where a bonding pad is to be formed is removed by etching. Thereby, the formation of the metal wiring layer according to the embodiment of the present invention is completed.
【００４０】また、別の実施形態として、図３に示すよ
うに、SiO2膜の表面にスパッタリングによりTi層を形成
し、Si膜１１とTi層１３とが反応し、かつSiO2膜１２と
Ti層１３とが反応しない範囲の温度で加熱した後、ドラ
イエッチングによりTi層１３を完全に除去し、Si膜１１
上に直接TiN層１４が積層される構造とし、この他は前
述の実施形態と同一の構成のものとしても良い。As another embodiment, as shown in FIG. 3, a Ti layer is formed on the surface of the SiO 2 film by sputtering, the Si film 11 and the Ti layer 13 react, and the SiO 2 film 12
After heating at a temperature at which the Ti layer 13 does not react, the Ti layer 13 is completely removed by dry etching, and the Si film 11 is removed.
A structure in which the TiN layer 14 is directly laminated thereon may be used, and the other structure may be the same as that of the above-described embodiment.
【００４１】以上のように、本発明の実施形態において
は、バリア金属層を含む積層構造の金属配線層を有する
半導体装置の製造方法において、ボンディング時に外部
から加わる衝撃の影響を受けない構造を持つ金属配線層
としたので、層間絶縁膜から剥離することを防ぐことが
でき、ひいてはコンタクト抵抗が安定したものとなるの
で、半導体装置の歩留まりの向上を図れるとともに、半
導体装置の信頼性を向上できる。As described above, according to the embodiment of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device having a metal wiring layer having a laminated structure including a barrier metal layer, a structure which is not affected by an external impact during bonding is provided. Since the metal wiring layer is used, separation from the interlayer insulating film can be prevented, and the contact resistance can be stabilized. Therefore, the yield of the semiconductor device can be improved and the reliability of the semiconductor device can be improved.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、Ti層とTi
N層と導電性金属層とを積層して形成される金属配線層
を有する半導体装置の製造方法において、 Si膜の表面
の一部が露出するように形成されたSiO2膜上および露出
された前記Si膜上にTi層を形成するTi層形成工程と、前
記Si膜と前記Ti層との接触部に反応層を形成する反応層
形成工程と、少なくとも前記SiO2膜の上部に形成される
べきボンディングパッドに対応する部分のTi層を除去し
て前記SiO2膜を露出させるTi層除去工程と、前記露出さ
れた前記SiO2膜の表面および前記反応層上にTiN層を形
成するTiN層形成工程と、前記TiN層の表面に導電性金属
層を形成する導電性金属層形成工程と、を有することを
特徴とする半導体装置の製造方法としたので、金蔵配線
層において、ボンディング時に加わる衝撃により層間絶
縁膜から剥離することが防止できる。よって、金属配線
層と層間絶縁膜との付着性が良好にものになり、ひいて
はコンタクト抵抗が安定した状態を維持が可能となる。As described above, the present invention provides a Ti layer and a Ti layer.
The method of manufacturing a semiconductor device having an N layer and the conductive metal layer and a metal wiring layer formed by stacking, part of the surface of the Si film is SiO 2 film and exposure is formed so as to expose A Ti layer forming step of forming a Ti layer on the Si film; a reaction layer forming step of forming a reaction layer at a contact portion between the Si film and the Ti layer; and a reaction layer forming step of forming a Ti layer at least on the SiO 2 film. should the Ti layer removing step of removing the Ti layer of the portion corresponding to the bonding pads to expose the SiO 2 film, a TiN layer forming a TiN layer on the surface of the exposed the SiO 2 film and the reaction layer Forming a conductive metal layer on the surface of the TiN layer, and forming a conductive metal layer on the surface of the TiN layer. Can be prevented from peeling off from the interlayer insulating film. . Therefore, the adhesion between the metal wiring layer and the interlayer insulating film is improved, and a stable contact resistance can be maintained.
【００４３】Si膜と、また、前記Si膜上に設けられると
ともに、前記Si膜の表面の一部が露出するように形成し
てなるSiO2膜と、前記SiO2膜上に設けられるとともに、
少なくとも前記SiO2膜の上部に形成されるべきボンディ
ングパッドに対応する部分を除去して前記SiO2膜を露出
させてなるTi層と、露出された前記Si膜と前記Ti層との
接触部に形成されてなる反応層と、露出された前記SiO2
膜の表面および前記反応層上に形成されてなるTiN層
と、前記TiN層上に形成されてなる導電性金属層と、を
積層して一体に形成してなることを特徴とする半導体装
置としたので、金属配線層と層間絶縁膜との機械的接続
の信頼性が高い半導体装置を提供でき、ひいては半導体
装置の製造における歩留まりの向上を図ることができ
る。A Si film, an SiO 2 film provided on the Si film and formed so as to expose a part of the surface of the Si film, and an SiO 2 film provided on the SiO 2 film.
At least the corresponding parts to the bonding pads to be formed on the SiO 2 film is removed becomes expose the SiO 2 film Ti layer, the contact portion between the Ti layer and exposed the Si film The formed reaction layer and the exposed SiO 2
A semiconductor device, wherein a TiN layer formed on the surface of the film and the reaction layer, and a conductive metal layer formed on the TiN layer are stacked and integrally formed, and Therefore, a semiconductor device having high reliability of mechanical connection between the metal wiring layer and the interlayer insulating film can be provided, and the yield in manufacturing the semiconductor device can be improved.
【図１】 本発明の実施形態を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の実施形態の製造工程を示す断面図で
あり、（１）スパッタリングによりTi層を形成し、加熱
処理をした状態を示す断面図、（２）Ti層のボンディン
グパッドの真下に位置する部分を除去した状態を示す断
面図、（３）スパッタリングによりTiN層を形成した状
態を示す断面図、（４）スパッタリングによりAl-Cu層
を形成した状態を示す断面図、（５）ＣＶＤ法によりSi
O2膜を形成した状態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process according to the embodiment of the present invention, in which (1) a cross-sectional view showing a state in which a Ti layer is formed by sputtering and subjected to a heat treatment, and (2) a part immediately below a bonding pad of the Ti layer. , A cross-sectional view showing a state in which a TiN layer is formed by sputtering, (4) a cross-sectional view showing a state in which an Al-Cu layer is formed by sputtering, (5) Si by CVD method
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where an O 2 film is formed.
【図３】 本発明の別の実施形態を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.
【図４】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図で
ある。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
１１ Si膜 １２ SiO2膜 １３ Ti層 １４ TiN層 １５ Al-Cu層 １６ SiO2膜 ２１ TiSi層 ３１ コンタクトホール ３２ SiO2膜の露出部分 ３３ ボンディングパッド ３４ 反応層 ３５ 乖離部分Reference Signs List 11 Si film 12 SiO 2 film 13 Ti layer 14 TiN layer 15 Al-Cu layer 16 SiO 2 film 21 TiSi layer 31 Contact hole 32 Exposed portion of SiO 2 film 33 Bonding pad 34 Reaction layer 35 Separated portion
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M104 AA01 BB25 DD07 DD16 DD37 DD79 DD84 EE06 FF18 FF22 FF30 HH09 5F033 HH09 HH18 HH33 JJ01 JJ09 JJ18 JJ27 JJ33 KK01 MM08 NN06 NN07 NN32 PP15 QQ08 QQ09 QQ19 QQ37 QQ73 XX12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4M104 AA01 BB25 DD07 DD16 DD37 DD79 DD84 EE06 FF18 FF22 FF30 HH09 5F033 HH09 HH18 HH33 JJ01 JJ09 JJ18 JJ27 JJ33 KK01 MM08 NN06 NN07 NN32 QP15 QQQQQ
Claims (7)
て形成される金属配線層を有する半導体装置の製造方法
において、 Si膜の表面の一部が露出するように形成されたSiO2膜上
および露出された前記Si膜上にTi層を形成するTi層形成
工程と、 前記Si膜と前記Ti層との接触部に反応層を形成する反応
層形成工程と、 少なくとも前記SiO2膜の上部に形成されるべきボンディ
ングパッドに対応する部分のTi層を除去して前記SiO2膜
を露出させるTi層除去工程と、 前記露出された前記SiO2膜の表面および前記反応層上に
TiN層を形成するTiN層形成工程と、 前記TiN層の表面に導電性金属層を形成する導電性金属
層形成工程と、を有することを特徴とする半導体装置の
製造方法。In a method of manufacturing a semiconductor device having a metal wiring layer formed by laminating a Ti layer, a TiN layer, and a conductive metal layer, a part of a surface of a Si film is formed to be exposed. A Ti layer forming step of forming a Ti layer on the SiO 2 film and the exposed Si film; a reaction layer forming step of forming a reaction layer at a contact portion between the Si film and the Ti layer; a Ti layer removing step of exposing the SiO 2 film by removing the Ti layer in the portion corresponding to the bonding pads to be formed on top of the 2 layer, the exposed the SiO 2 film surface and the reaction layer To
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a TiN layer forming step of forming a TiN layer; and a conductive metal layer forming step of forming a conductive metal layer on a surface of the TiN layer.
Ti層とが反応し、かつ前記SiO2膜と前記Ti層とが反応し
ない範囲の温度で加熱する加熱工程であることを特徴と
する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。2. The method according to claim 2, wherein the step of forming the reaction layer comprises:
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the heating step is a heating step of heating at a temperature within a range where the Ti layer reacts and the SiO 2 film and the Ti layer do not react.
ォトレジストを露光し、 前記ボンディングパッドに対応する部分をエッチングに
より除去し、 前記Ti層の表面に塗布された前記フォトレジストを除去
するものであることを特徴とする請求項１または請求項
２に記載の半導体装置の製造方法。3. The Ti layer removing step includes: applying a photoresist to a surface of the Ti layer; exposing a photoresist applied to a portion corresponding to the bonding pad; and etching a portion corresponding to the bonding pad. 3. The method according to claim 1, wherein the photoresist applied to the surface of the Ti layer is removed. 4.
グにより前記Ti層全体を一括除去するものであることを
特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置
の製造方法。4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the Ti layer removing step is to remove the entire Ti layer at a time by wet etching.
とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の半導体
装置の製造方法。5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said reaction layer is a TiSi layer.
の半導体装置の製造方法により製造される半導体装置。6. A semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
部が露出するように形成してなるSiO2膜と、 前記SiO2膜上に設けられるとともに、少なくとも前記Si
O2膜の上部に形成されるべきボンディングパッドに対応
する部分を除去して前記SiO2膜を露出させてなるTi層
と、 露出された前記Si膜と前記Ti層との接触部に形成されて
なる反応層と、 露出された前記SiO2膜の表面および前記反応層上に形成
されてなるTiN層と、 前記TiN層上に形成されてなる導電性金属層と、を積層
して一体に形成してなることを特徴とする半導体装置。7. An Si film, provided on the Si film, an SiO 2 film formed so as to expose a part of the surface of the Si film, and provided on the SiO 2 film, At least the Si
A Ti layer formed by removing a portion corresponding to a bonding pad to be formed on an O 2 film to expose the SiO 2 film, and a Ti layer formed at a contact portion between the exposed Si film and the Ti layer. A reaction layer, an exposed surface of the SiO 2 film and a TiN layer formed on the reaction layer, and a conductive metal layer formed on the TiN layer. A semiconductor device characterized by being formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10362582A JP2000188328A (en) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | Semiconductor device and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10362582A JP2000188328A (en) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | Semiconductor device and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000188328A true JP2000188328A (en) | 2000-07-04 |
Family
ID=18477225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10362582A Withdrawn JP2000188328A (en) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | Semiconductor device and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000188328A (en) |
-
1998
- 1998-12-21 JP JP10362582A patent/JP2000188328A/en not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2004282034A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
| JP2000100816A (en) | Semiconductor device | |
| JP2000188328A (en) | Semiconductor device and its manufacture | |
| US7163884B2 (en) | Semiconductor device and fabrication method thereof | |
| JPH0730095A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
| JP2008311586A (en) | Method for forming opening for wiring of alumina protective film and semiconductor device made by the method | |
| US9999138B2 (en) | Making interconnections by curving conducting elements under a microelectronic device such as a chip | |
| JPH06196526A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JP2003142521A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
| JP2006203025A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JPH03171758A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
| JPH0629294A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JP3413653B2 (en) | Semiconductor device | |
| JPH0529376A (en) | Bonding pad of semiconductor device | |
| JP3230909B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| JPS62137853A (en) | Formation of multilayer interconnection | |
| JPH11186269A (en) | Semiconductor integrated circuit and manufacture thereof | |
| JPH0621218A (en) | Semiconductor device and its manufacture | |
| JPH09148326A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
| JP3297688B2 (en) | Method for forming bump electrode in semiconductor device | |
| JP2000208520A (en) | Semiconductor integrated circuit device and its manufacture | |
| JP3203926B2 (en) | Wiring formation method | |
| JPH06216188A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
| JPS5810836A (en) | Semiconductor device | |
| JP2000232100A (en) | Semiconductor device and its manufacture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060307 |