JPH0474431A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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Publication number
JPH0474431A
JPH0474431A JP18910090A JP18910090A JPH0474431A JP H0474431 A JPH0474431 A JP H0474431A JP 18910090 A JP18910090 A JP 18910090A JP 18910090 A JP18910090 A JP 18910090A JP H0474431 A JPH0474431 A JP H0474431A
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JP
Japan
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insulating film
film
wiring
metal
metal wiring
Prior art date
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Pending
Application number
JP18910090A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Kudo
均 工藤
Takumasa Fujiwara
藤原 琢正
Koji Sakurai
浩司 桜井
Masato Kanazawa
金沢 正人
Tomohiko Deguchi
出口 智彦
Kazuo Fujiwara
一夫 藤原
Toshiaki Umemoto
梅本 利明
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Publication of JPH0474431A publication Critical patent/JPH0474431A/en
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the deterioration, near a gate oxide film, which is caused by an electric charge at an interconnection formation process by a method wherein a second metal conductor film is connected at an opening part in a first insulating film having a desired pattern and in a third insulating film. CONSTITUTION:A first metal interconnection 2 is formed on a substrate 1 in which a semiconductor element has been formed. A thermal-reaction oxide film 3 is deposited and formed. p-SiN 4 is grown. The p-SiN 4 is filled into a region, in which the first metal interconnection 2 does not exist, so as to be flattened by an etching-back operation by using an RIE apparatus. A lower interconnection and an upper interconnection which are used to form a multilayer interconnection are insulated; an interlayer insulating film 6 used to reduce a capacity is formed. The insulating film 6 is etched down to a halfway part by using an RIE apparatus by making use of a mask 7; in succession, the residual film is etched by making use of the mask by using an etching apparatus using radicals, e.g. a CVD apparatus or a downstream etcher. A second metal interconnection 8 is grown and patterned. The same process is repeated to form a second interlayer film and a third metal interconnection.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体集積回路装置特に高集積、多層金属配
線構造の半導体集積回路装置の構造とその製造方法に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, particularly a structure of a semiconductor integrated circuit device having a highly integrated, multilayer metal wiring structure, and a method for manufacturing the same.

従来の技術 半導体装置、とりわけ相補形金属酸化膜半導体(CMO
8)装置においては、集積化が容易であることから、素
子寸法がますます微細化され、集積度が高められている
。たとえば、現在、配線幅の最小寸法が0.8μmの4
メガビツトダイナミツクランダムアクセスメモリ(DR
AM)では+00万個以上のトランジスタが集積されて
いる。論理回路素子では、配線幅の最小寸法が1.0ν
mで60万〜100万個のトランジスタが集積されたマ
イクロプロセッシングユニット(MPU)が開発されて
いる。
Prior Art Semiconductor devices, particularly complementary metal oxide semiconductor (CMO)
8) Since devices are easy to integrate, element dimensions are becoming increasingly finer and the degree of integration is increasing. For example, currently, the minimum wiring width is 0.8 μm.
Megabit Dynamic Random Access Memory (DR)
AM) has more than + million transistors integrated. In logic circuit elements, the minimum wiring width is 1.0ν
A microprocessing unit (MPU) in which 600,000 to 1,000,000 transistors are integrated has been developed.

このような高集積化に伴い、各素子を接続する総配線長
が長くなったり、配線に必要とされる面積が増加したり
するため、配線幅を狭めたり、配線を多層化したりする
ことが行われるようになってきている。配線幅は約1.
2〜1.5uI11となり、4層配線もすでに実用化さ
れている(例:日経マイクロデバイス1989年6月号
第42〜49ページ)。
With such high integration, the total wiring length connecting each element becomes longer and the area required for wiring increases, so it is necessary to narrow the wiring width or make the wiring multilayered. This is becoming more and more common. The wiring width is approximately 1.
2 to 1.5 uI11, and 4-layer wiring has already been put into practical use (for example, Nikkei Microdevice June 1989 issue, pages 42 to 49).

配線材料としては、アルミニウム(A1)を主体にシリ
コン(Si)、銅(Cu)、チタン(Ti)などが添加
されている。AIの融点は550℃程度と比較的低いた
めに、それによる配線は450℃以下の温度で行われて
いる。たとえばAI膜はスパッタリング法で形成され、
絶縁膜はプラズマ化学的蒸気堆積(プラズマCVD)法
もしくは常圧CVD法といったおよそ400〜450℃
の範囲内の温度で形成されている。
The wiring material is mainly aluminum (A1) to which silicon (Si), copper (Cu), titanium (Ti), etc. are added. Since the melting point of AI is relatively low at about 550°C, wiring using AI is performed at a temperature of 450°C or lower. For example, AI film is formed by sputtering method,
The insulating film is formed using plasma chemical vapor deposition (plasma CVD) or atmospheric pressure CVD at approximately 400 to 450°C.
Formed at temperatures within the range of

第6図は、従来例の配線工程を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a conventional wiring process.

第6図において、基板に近い方から順に第1金属配線、
第2金属配線、第3金属配線という。第6図(a)に、
すでに半導体素子が形成されている基板上に第1金属配
線2のパターンが形成された状態を示す。第6図(b)
では、プラズマシリコンナイトライド(p−SiN)4
を500rvから2um成長させている。第6図(C)
では、RIE装置を用いてエッチバックによりp−8i
N4を第1金属配線2のない領域に埋め込んで平坦化し
た状態が示されている。またこうしたエッチバックの後
にスピンオングラス(SOG)で残った溝を埋め込んで
いるものもある。シリコン窒化膜の代わりにシリコン酸
化膜を用いている場合もある。5は埋め込まれたp−8
iNである。第6図(+1)では、引続き各種の絶縁膜
6を成長させた状態を示している。
In FIG. 6, in order from the one closest to the substrate, the first metal wiring,
They are called second metal wiring and third metal wiring. In Figure 6(a),
A state in which a pattern of first metal wiring 2 is formed on a substrate on which semiconductor elements have already been formed is shown. Figure 6(b)
Now, plasma silicon nitride (p-SiN) 4
is grown to 2um from 500rv. Figure 6 (C)
Then, p-8i was etched back using RIE equipment.
A state in which N4 is buried in a region where there is no first metal wiring 2 and flattened is shown. In some cases, the remaining grooves are filled with spin-on glass (SOG) after such etch-back. A silicon oxide film may be used instead of a silicon nitride film. 5 is embedded p-8
It is iN. FIG. 6 (+1) shows a state in which various insulating films 6 have been subsequently grown.

第6図(e)に示しているのは、バイアーホールの形成
工程で、マスク7を用いて反応性イオンエツチング(R
I E)装置で絶縁膜6をエツチングした状態である。
What is shown in FIG. 6(e) is the step of forming a via hole, in which reactive ion etching (R) is performed using a mask 7.
This is a state in which the insulating film 6 has been etched using an IE) device.

第6図(f)には、第2金属配線8を成長させ、バター
ニングした状態が示されている。
FIG. 6(f) shows a state in which the second metal wiring 8 has been grown and patterned.

第7図を参照して従来から行なわれている配線方法につ
いて説明する。
A conventional wiring method will be described with reference to FIG.

ゲート9から取り出された第1金属配線は次のトランジ
スタに接続され、その配線長は1001以上と長くなっ
てしまう。
The first metal wiring taken out from the gate 9 is connected to the next transistor, and the length of the wiring becomes 1001 or more.

発明が解決しようとする課題 配線工程が半導体素子形成工程と異なり、450℃程度
の低温で処理しなければならないという制約から、次の
ような問題が生ずる。
Problems to be Solved by the Invention The following problems arise because the wiring process is different from the semiconductor element forming process and must be processed at a low temperature of about 450°C.

第1には、スパッタリング、プラズマCVDといった、
半導体基板がプラズマにさらされる工程を多用すること
で生じる問題である。
The first is sputtering, plasma CVD, etc.
This problem arises from the frequent use of processes in which the semiconductor substrate is exposed to plasma.

たとえば、薄膜成長、平坦化、配線金属成長とほとんど
の工程がプラズマを利用し、配線工程より前の工程では
プラズマを用いた工程(たとえばRIE法によるゲート
電極の加工)はあるが、多(は熱反応、熱拡散であり、
プラズマを用いる比率が低い。プラズマにさらされると
、基板の各々の領域に電荷が発生し、素子特性の劣化に
つながる。
For example, most of the processes such as thin film growth, planarization, and wiring metal growth use plasma, and although there are some processes that use plasma before the wiring process (for example, gate electrode processing using RIE), there are many thermal reaction, thermal diffusion,
The ratio of using plasma is low. When exposed to plasma, charges are generated in each region of the substrate, leading to deterioration of device characteristics.

第2には、このようにして生じたダメージを十分に回復
することができないことである。
Second, the damage caused in this way cannot be fully recovered.

十分回復するためには高温処理を行う必要があるが、A
Iの融点に近い500℃程度が限界で、それ以上の温度
での熱処理は、AIが溶けるために、実施できない。
High temperature treatment is necessary for sufficient recovery, but A
The limit is about 500°C, which is close to the melting point of I, and heat treatment at higher temperatures cannot be carried out because AI will melt.

第3には、配線工程の時にはすでに素子の形成が終わっ
ているため、素子の各部でPN接合による電圧差で電流
が発生しやすいことである。
Thirdly, since the formation of the element has already been completed at the time of the wiring process, current is likely to be generated due to the voltage difference due to the PN junction in each part of the element.

たとえば電解質くイオン)を含む水溶液中に基板を入れ
ると、PN接合部で光(赤外線など)を吸収して電流が
発生する。この電流はそれぞれの拡散層につながったA
I電極間で電気反応を起こしAI主電極電気分解される
。この現象はプラズマのような気体中でも起こり、光起
電力による電流でAI主電極腐食、素子特性の劣化を招
きやすい。
For example, when a substrate is placed in an aqueous solution containing electrolytes (ions), the PN junction absorbs light (infrared rays, etc.) and generates an electric current. This current is A connected to each diffusion layer.
An electrical reaction occurs between the I electrodes and the AI main electrode is electrolyzed. This phenomenon occurs even in gases such as plasma, and the current generated by photovoltaic force tends to cause corrosion of the AI main electrode and deterioration of device characteristics.

以上説明したように、配線工程では、低温で処理する必
要があるため、プラズマが多用され、それによって配線
の腐食や素子特性の劣化が発生し易い。また、発生した
素子特性の劣化は低温工程ではなかなか回復しない。
As explained above, in the wiring process, plasma is often used because it is necessary to process at low temperatures, which tends to cause corrosion of the wiring and deterioration of device characteristics. Furthermore, the deterioration of device characteristics that has occurred is difficult to recover from in low-temperature processes.

素子特性の劣化のうちMOSトランジスタのゲートの接
続した配線がアンテナとなり、電荷を集め、ゲート酸化
膜の耐圧劣化やしきい値の変動を起こす現象が知られて
いる(例;1989年5月VLS Iチクノロシイシン
ポジウム予講集9−2「ゲート オキサイドチャージア
ンド イッツエリミネーションフォアメタルアンテナキ
ャパシタアンド トランジスリンVLSI  CMOS
ダブルレイヤー メタルテクノロジー(GATE 0X
IDECHARGEAND ITS ELI旧NATI
ON FORMETAL ANTENACAPAC+T
ORAND TRANSISTORIN VLSI C
MOS DOUBLELAYERMETALTECHN
OLOGY) J ) 。コノ現象ハ、接続する配線の
面積が大きければ大きいほど、劣化の程度が激しく、高
集積化された素子はと配線は長(なる傾向があり、配線
面積が増大するため、劣化しやす(、顕著となる(参考
:ソリッドステート テクノロジー(S olid S
 tate Technology )日本版(198
9−02)第29〜34ベージ。
Among the deterioration of device characteristics, it is known that the wiring connected to the gate of a MOS transistor acts as an antenna and collects charge, causing deterioration of the breakdown voltage of the gate oxide film and fluctuation of the threshold value (e.g. May 1989 VLS Ichikunoroshii Symposium Preliminary Lecture Collection 9-2 “Gate Oxide Charge and Its Elimination Foremetal Antenna Capacitor and Transistorine VLSI CMOS
Double layer metal technology (GATE 0X
IDECHARGEAND ITS ELI Former NATI
ON FORMETAL ANTENACAPAC+T
ORAND TRANSISTORIN VLSI C
MOS DOUBLE LAYER METAL TECHN
OLOGY) J). The phenomenon is that the larger the area of connected wiring, the more severe the degree of deterioration.In highly integrated devices, wiring tends to be long, and as the wiring area increases, it is more likely to deteriorate. (Reference: Solid state technology (S solid S)
tate Technology) Japanese version (198
9-02) 29th to 34th pages.

Y、 N15hi)。Y, N15hi).

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明は、半導体基板上に所
望のパターンで形成された第1の金属導体膜と、この金
属導体膜上および第1の金属導体膜のない領域上に熱反
応のみによって形成された膜厚0.1〜0.3utaの
第1の絶縁膜を有し、第1の金属導体膜のない領域の第
1の絶縁膜上に第2の絶縁膜が埋め込まれ、第1の絶縁
膜と第2の絶縁膜上に第3の絶縁膜を有し、所望のパタ
ーンを有して、第2の金属導体膜が、所望のパターンを
有する第1の絶縁膜および第3の絶縁膜との開口部で接
続する。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides a first metal conductor film formed in a desired pattern on a semiconductor substrate, and a first metal conductor film formed on the metal conductor film and on the first metal conductor film. A first insulating film with a thickness of 0.1 to 0.3 uta formed only by thermal reaction is formed on the area where there is no metal conductor film, and a second insulating film is formed on the first insulating film on the area where there is no first metal conductor film. An insulating film is embedded, a third insulating film is formed on the first insulating film and the second insulating film, and the second metal conductor film has a desired pattern. The first insulating film and the third insulating film are connected through the openings.

また、各種半導体基板上に半導体素子を形成する工程、
少なくとも2層以上の金属配線を形成する工程、半導体
基板の表面あるいは裏面から水素をイオン注入する工程
と、引続き水素を含む雰囲気で400〜・500℃の範
囲内の温度で熱処理する。
Also, the process of forming semiconductor elements on various semiconductor substrates,
The step of forming at least two or more layers of metal wiring, the step of ion-implanting hydrogen from the front or back surface of the semiconductor substrate, and subsequent heat treatment at a temperature within the range of 400 to 500° C. in an atmosphere containing hydrogen.

また、各種半導体基板上に半導体素子を形成する工程、
第1の金属配線パターンを形成する工程、熱反応のみに
より生成した第1の絶縁膜を第1の金属配線上に形成す
る工程、引続き各種方法により形成した第2の絶縁膜を
第1の絶縁膜上に形成する工程、第1の絶縁膜を少なく
とも一部残して第2の絶縁膜をエツチングし、第1の金
属配線間に埋め込む工程、各種方法により形成した第3
の絶縁膜を第1の絶縁膜上および埋め込まれた第2の絶
縁膜上に成長させる工程、所定のパターンのマスクを用
いて第3の絶縁膜、および第1の絶縁膜をエツチングす
る工程、第2の金属配線を形成し所定のパターンを形成
する。
Also, the process of forming semiconductor elements on various semiconductor substrates,
A step of forming a first metal wiring pattern, a step of forming a first insulating film formed only by thermal reaction on the first metal wiring, and a step of forming a second insulating film formed by various methods on the first insulating film. a step of etching the second insulating film leaving at least a portion of the first insulating film and embedding it between the first metal wirings; a third insulating film formed by various methods;
a step of growing an insulating film on the first insulating film and the buried second insulating film; a step of etching the third insulating film and the first insulating film using a mask with a predetermined pattern; A second metal wiring is formed to form a predetermined pattern.

作用 本発明による構造や方法においては、配線形成工程で電
荷によって生ずるゲート酸化膜付近での劣化の発生が少
な(なり、あるいは発生したとしてもその劣化が効果的
に抑制される。その結果、多層配線構造の高集積回路素
子の製造歩留まりが向上する。
Effect: In the structure and method according to the present invention, deterioration near the gate oxide film caused by charges during the wiring formation process is less likely to occur (or even if it occurs, the deterioration is effectively suppressed. As a result, multilayer The manufacturing yield of highly integrated circuit elements with wiring structures is improved.

実施例 以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。Example Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明を説明するための第1の実施例の工程
順断面図である。
FIG. 1 is a step-by-step sectional view of a first embodiment for explaining the present invention.

まず、第1図(a)に示すように、すでに半導体素子が
形成されている基板1上に第1金属配線2を形成する。
First, as shown in FIG. 1(a), a first metal wiring 2 is formed on a substrate 1 on which a semiconductor element has already been formed.

これはCuを0.5%含有するAIからなり、その膜厚
は1.0μ閣とした。
This was made of AI containing 0.5% Cu, and the film thickness was 1.0 μm.

ここではCuを約0.5%含有したAIを用いたが、配
線として使用できる材料たとえばAI、もしくはAIと
Siとの合金であればよい。この時、CuやSi等の添
加物の濃度については特に制約がないのは言うまでもな
い。また、配線の膜厚を第1の実施例では1.0μmと
したが、実際には下地基板の形成によって膜厚を変える
必要があり、使用範囲としては0.3〜1.Oums特
に0.6pm程度が適当である。
Although AI containing about 0.5% Cu was used here, any material that can be used as wiring, such as AI or an alloy of AI and Si, may be used. Needless to say, there are no particular restrictions on the concentration of additives such as Cu and Si at this time. In addition, although the film thickness of the wiring was set to 1.0 μm in the first embodiment, it is actually necessary to change the film thickness depending on the formation of the base substrate, and the usage range is 0.3 to 1.0 μm. Especially suitable is about 0.6 pm.

次に、第1図(b)に示すように、プラズマを用いない
で成長可能な絶縁膜すなわちオゾン−TE01系の熱反
応によって熱反応酸化膜3を100nIIlの厚さに堆
積形成する。熱反応酸化膜3の膜厚はプラズマ中から入
り込むイオンや電子等が配線にまで達することを阻止し
得る値であればよく、実際には膜厚は50〜300nm
程度であればよい。そして、ここでは熱反応酸化膜3の
形成にオゾンTEO3系の熱反応を用いたが、常圧CV
D酸化膜成長方法を用いることもできる。
Next, as shown in FIG. 1(b), a thermally reactive oxide film 3 is deposited to a thickness of 100 nIIl by a thermal reaction of an ozone-TE01 system, that is, an insulating film that can be grown without using plasma. The thickness of the thermally reactive oxide film 3 may be any value that can prevent ions, electrons, etc. that enter from the plasma from reaching the wiring, and in reality, the film thickness is 50 to 300 nm.
It is sufficient as long as it is of a certain extent. Here, an ozone TEO3-based thermal reaction was used to form the thermally reactive oxide film 3, but atmospheric pressure CV
The D oxide film growth method can also be used.

また、ここでは酸化膜を用いることについて述べたが、
窒化膜、オキシナイトライド膜、アルミナ膜等の絶縁膜
を用いることができる。
Also, although we have talked about using an oxide film here,
An insulating film such as a nitride film, an oxynitride film, or an alumina film can be used.

次に、第1図(C)に示すようにさらにp−8iN4を
約2pm成長させる。このときの絶縁膜(pSiN)形
成はプラズマを用いたが、先の工程で第1金属配置s2
はすでに熱反応酸化膜3で被われているので、プラズマ
によるダメージの発生が少ない。
Next, as shown in FIG. 1(C), about 2 pm of p-8iN4 is further grown. Plasma was used to form the insulating film (pSiN) at this time, but in the previous step the first metal arrangement s2
Since it is already covered with the thermally reactive oxide film 3, damage caused by plasma is less likely to occur.

ここではp−3iN4を2μmの厚さに成長させたが、
下地基板の段差や形状に合わせて膜厚を調整する必要が
ある。
Here, p-3iN4 was grown to a thickness of 2 μm,
It is necessary to adjust the film thickness according to the level difference and shape of the underlying substrate.

次に、第1図(d)に示すように、RIE装置を用いて
、エッチバックによりp−3iN4を第1金属配線2の
ない領域に埋め込んで平坦化する。エッチバックの方法
は、p−8iN成長後ただちにpSiNをそのままエッ
チバックしてもよいし、レジストを用いてp−3iNと
レジストを同時にエツチングしてもよい。またこうした
エッチバックの後にスピンオングラス(SOG)で残っ
た溝を埋め込むことも可能である。RIE法を用いたS
i窒化膜のエツチングでは、酸化膜のエッチレートが遅
いので、先に形成した熱反応酸化膜3はあまりエツチン
グされない。従って第1金属配線は、RIE装置を用い
たエッチバック工程でもプラズマに曝されることがない
。埋め込まれたpSiN5のエッチバック工程でも第1
金属配線がプラズマに曝されることがないのでプラズマ
を用いているが、プラズマによるダメージの発生は発生
しに(い。
Next, as shown in FIG. 1(d), using an RIE apparatus, p-3iN4 is buried and planarized in the region where the first metal wiring 2 is not formed by etching back. As for the etch-back method, the pSiN may be directly etched back after the p-8iN is grown, or the p-3iN and the resist may be simultaneously etched using a resist. It is also possible to fill in the remaining grooves with spin-on glass (SOG) after such etch-back. S using RIE method
In the etching of the i-nitride film, since the etch rate of the oxide film is slow, the previously formed thermally reactive oxide film 3 is not etched much. Therefore, the first metal wiring is not exposed to plasma even in an etch-back process using an RIE apparatus. The first step is also the etchback process of the embedded pSiN5.
Plasma is used because the metal wiring is not exposed to plasma, but damage caused by plasma is unlikely to occur.

次に、第1図<e>に示すように、多層配線にするため
の下の配線と上の配線とを絶縁し、容量を小さくするた
めの層間絶縁膜6を約200rvの厚さに形成する。絶
縁のためには、100〜200na+の膜厚で十分であ
るが、容量を小さ(するためには厚い方が有利である。
Next, as shown in FIG. 1<e>, an interlayer insulating film 6 is formed to a thickness of about 200 rv to insulate the lower wiring and the upper wiring to form a multilayer wiring and to reduce the capacitance. do. A film thickness of 100 to 200 na+ is sufficient for insulation, but a thicker film is advantageous in order to reduce capacitance.

膜厚が500nm以上になると、後のバイアホールを形
成する時の形成条件が困難となるため、100〜500
nmの範囲内の膜厚とするのが実用上適している。
If the film thickness exceeds 500 nm, the formation conditions for later forming via holes become difficult;
A film thickness within the range of nm is practically suitable.

絶縁膜6にはプラズマS i O2,オゾン−TEO3
系の熱反応による酸化膜、常圧CVD酸化膜、プラズマ
窒化膜、オキシナイトライド膜などどれを用いてもよい
が、各膜の誘電率の差で絶縁膜容量が変化するため、オ
キシナイトライド膜やプラズマ窒化膜では、Si酸化膜
に比べて膜厚を厚(する必要がある。
The insulating film 6 contains plasma SiO2, ozone-TEO3
Any oxide film produced by thermal reaction of the system, atmospheric pressure CVD oxide film, plasma nitride film, oxynitride film, etc. may be used, but since the insulating film capacitance changes depending on the dielectric constant difference of each film, oxynitride film A film or a plasma nitride film needs to be thicker than a Si oxide film.

第1図(f) 、 (g)はパイヤホールの形成工程を
示す断面図である。同図(f)はマスク7を用いて絶縁
膜6をRIE装置で途中までエツチングした状態を示し
、同図(g)は引続きマスク7を用いてラジカルを用い
たエツチング装置たとえばケミカルドライエツチング(
CDE)装置、ダウンストリームエツチャーで残りの膜
をエツチングした状態を示している。ここで2段階にエ
ツチングしてバイアホールを形成しているのは、RIE
によるダメージの発生を防止するためである。RIE装
置ですべて(第1金属配線1が露出するまで)エツチン
グすると、第1金属配線のバイアホールがプラズマに曝
され、ダメージ発生の原因となるので、途中でエツチン
グをとめ、ウェハがプラズマに曝されることのないエツ
チング方法(ラジカルの生成にプラズマを用いていても
プラズマ内にウェハがなければ、ウェハにはラジカルや
中性の反応生成物しか到達しないので、プラズマによる
ダメージは発生しない)で追加エツチングをしている。
FIGS. 1(f) and 1(g) are cross-sectional views showing the step of forming a pie hole. Figure (f) shows a state in which the insulating film 6 has been etched halfway using an RIE device using the mask 7, and Figure (g) shows a state in which the insulating film 6 has been etched halfway using an RIE device using the mask 7.
The remaining film is etched using a downstream etcher (CDE) device. Here, the via holes are formed by etching in two stages using RIE.
This is to prevent damage caused by. If the entire wafer is etched (until the first metal wiring 1 is exposed) using the RIE equipment, the via holes of the first metal wiring will be exposed to the plasma, causing damage. Therefore, the etching should be stopped midway and the wafer exposed to the plasma. (Even if plasma is used to generate radicals, if there is no wafer in the plasma, only radicals and neutral reaction products will reach the wafer, so no damage will be caused by the plasma.) Additional etching is being done.

それから、第1図(h)に示すように、第2金属配線8
を成長させ、パターニングする。
Then, as shown in FIG. 1(h), the second metal wiring 8
grow and pattern.

以後同様な繰り返しで2番目の層間膜や第3金属配線が
形成することができる。
Thereafter, the second interlayer film and the third metal wiring can be formed by repeating the same process.

以上説明した方法によれば、金属配線がプラズマに曝さ
れることがな(、従って素子の特性劣化が少ない。従来
の一般的な方法では、層間絶縁膜の成長時、エッチバッ
クによる平坦化工程時、バイアホール形成時にいずれも
プラズマに曝され、素子の特性が太き(劣化していた。
According to the method explained above, the metal wiring is not exposed to plasma (therefore, there is little deterioration of the characteristics of the element.In the conventional general method, when growing the interlayer insulating film, a flattening process by etchback is performed). Both devices were exposed to plasma during the formation of via holes, resulting in thicker (deteriorated) device characteristics.

ここでは2層配線の場合について説明したが、3層配線
や、4層配線でも同様の工程で行うことができる。
Although the case of two-layer wiring has been described here, the same process can be performed for three-layer wiring or four-layer wiring.

第2図は、第1の実施例で第1の配線を形成した後本発
明のように熱CVD酸化膜を形成して第1の配線にプラ
ズマの影響を受けなくした素子と従来の方法で第1の配
線を形成した後平坦化工程をプラズマを用いて形成した
素子の第1の配線の面積としきい値電圧変化量の関係を
示す。配線の面積は104μI2を1として規格化して
おり、形成した素子はn形チャネルトランジスタでゲー
ト幅1.4μmゲート長1.0umのものを用いた。
FIG. 2 shows an element in which a thermal CVD oxide film is formed on the first wiring after forming the first wiring in the first embodiment to make the first wiring unaffected by plasma, and a conventional method. The relationship between the area of the first wiring and the amount of change in threshold voltage of an element in which a flattening process is performed using plasma after forming the first wiring is shown. The area of the wiring was standardized with 104 μI2 as 1, and the formed element was an n-type channel transistor with a gate width of 1.4 μm and a gate length of 1.0 μm.

この結果より、従来の方法では配線の面積の違いでしき
い値電圧変化量が異なるため、素子を設計する場合に考
慮する必要があり、複雑になることがわかる。
This result shows that in the conventional method, the amount of change in threshold voltage varies depending on the area of the wiring, which must be taken into account when designing the element, making it complicated.

一方、本発明では配線の面積が変化しても、しきい値電
圧かまった(変化なく、素子設計が容易で、今後高集積
化した場合にもより素子設計が容易になるが明らかであ
る。
On the other hand, in the present invention, even if the wiring area changes, the threshold voltage remains constant (no change), and device design is easy, and it is clear that device design will become easier even when higher integration is achieved in the future.

第3図は、第2図で用いた構成のトランジスタで、第1
の配線を形成した後プラズマを用いて平坦化した時のし
きい値電圧変化量と、次に第2の配線を形成した後、プ
ラズマで平坦化した時のしきい値電圧変化量、さらに第
3の配線を形成した後、プラズマで平坦化した時の配線
のしきい値電圧変化量の関係を示す。
Figure 3 shows a transistor with the configuration used in Figure 2.
The amount of change in threshold voltage when the first wiring is formed and then flattened using plasma, the amount of change in threshold voltage when the second wiring is formed and then flattened using plasma, and the second wiring is flattened using plasma. 3 shows the relationship between the amount of change in the threshold voltage of the wiring when the wiring No. 3 is formed and then flattened with plasma.

従来の技術では、配線面積が同じであっても、下層にあ
る配線に接続されたトランジスタはどしきい値電圧の変
化が大きいため、2層配線、3層配線と多層配線構造に
なるほど、しきい値電圧が大きく変動する。
In conventional technology, even if the wiring area is the same, the threshold voltage of the transistor connected to the wiring in the lower layer varies greatly. Threshold voltage fluctuates widely.

一方、本発明では、2層配線、3層配線といった多層配
線構造になっても、しきい値電圧の変動が少ない。
On the other hand, in the present invention, even if a multi-layer wiring structure such as a two-layer wiring or a three-layer wiring is adopted, the fluctuation in the threshold voltage is small.

これからも、本発明によれば、多層配線構造を形成する
場合にもしきい値電圧の変化を考慮する必要がなく、素
子設計が容易であることがわかる。
From this, it can be seen that according to the present invention, there is no need to consider changes in threshold voltage even when forming a multilayer wiring structure, and element design is easy.

ここで生じた素子特性の劣化は、プラズマからの電荷が
局所的に高電界を引き起こしたり、プラズマで発生する
光を素子が吸収したりして、素子内に流れた電流で素子
特性の劣化を招いたものと考えられる。
The deterioration of device characteristics that occurs here is due to the charge from the plasma causing a locally high electric field, or the device absorbing light generated by the plasma, and the current flowing inside the device causes deterioration of the device characteristics. It is thought that he was invited.

第4図は、本発明の第2の実施例である、第1金属配線
の長く引き回すことなく配線を形成する方法を説明する
ための図である。第4図(a)は平面図、第4図(b)
は第4図(a)のA−A’線に沿った断面図、第4図(
C)は第4図(a)のB−B’線に沿った断面図である
FIG. 4 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention, which is a method of forming a first metal interconnect without drawing it long. Figure 4(a) is a plan view, Figure 4(b)
is a sectional view taken along the line A-A' in Fig. 4(a), and Fig. 4(
C) is a sectional view taken along line BB' in FIG. 4(a).

これは、第1図で説明した方法とは独立して、配置する
パターンの工夫で素子特性の劣化を防止するというもの
である。
This method, independent of the method described in FIG. 1, is to prevent deterioration of device characteristics by devising the arranged pattern.

従来の配線方法では、ゲート電極への第1金属配線は長
(配線されているが、これでは素子特性の劣化を招(の
で、第4図(a)のように長い第1金属配線が必要なと
きには、いったん第1金属配線を切断して第2金属配線
と接続しておけば、第1金属配線の手用化工程では、ゲ
ート電極が長い第1金属配線に接続していないので、素
子特性が劣化しない。
In the conventional wiring method, the first metal wiring to the gate electrode is long (wired, but this leads to deterioration of the device characteristics), so a long first metal wiring as shown in Figure 4 (a) is required. In such a case, if you cut the first metal wiring and connect it to the second metal wiring, the gate electrode will not be connected to the long first metal wiring in the first metal wiring manual process, so the element Characteristics do not deteriorate.

図において、9はゲート、10は第1金属配線、11は
ドレイン、12は第2金属配線である。
In the figure, 9 is a gate, 10 is a first metal wiring, 11 is a drain, and 12 is a second metal wiring.

ここで第1金属配線の許容できる長さとしては0.5〜
1+a+n程度である。もちろん第2金属配線が接続さ
れていてもプラズマによるダメージは発生するが、第3
図で説明したように第1金属配線によるプラズマの効果
と第2金属配線によるプラズマの効果は配線面積が同じ
である場合、形成された素子のしきい値電圧変化量は第
1金属のみで配線を行う時に比べて1/4〜1/2程度
となり、ダメージの発生が抑えられる。
Here, the allowable length of the first metal wiring is 0.5~
It is about 1+a+n. Of course, plasma damage will occur even if the second metal wiring is connected, but the third
As explained in the figure, when the wiring area is the same, the plasma effect due to the first metal wiring and the plasma effect due to the second metal wiring are the same. This is about 1/4 to 1/2 compared to when doing this, and the occurrence of damage can be suppressed.

ここでトランジスタサイズ輻(W)/長さ(L)1.4
ua+/1.0ulI(nチャネル)におイテ、しきい
値の変動が最終工程で0.1V以下になることを目標と
すれば、ゲート電極に接続した配線の許容できる面積は
、第1金属配線で約1000um”、第2金属配線で約
3000Ij112、第3金属配線で約5000μm2
程度になる。配線部1−0μ用としてそれぞれ1100
0p、3000μ+n、5000μmに相当する。トラ
ンジスタサイズがW/L=20μIIl/1.0μ釦で
あったとしても、適当とされる配線長は第1金属配線で
10m、第2金属配線で30 rm 。
Here, transistor size radius (W)/length (L) 1.4
If it is ua+/1.0ulI (n channel) and the goal is for the threshold voltage fluctuation to be 0.1V or less in the final process, the allowable area of the wiring connected to the gate electrode is Approximately 1000um" for wiring, approximately 3000Ij112 for second metal wiring, and approximately 5000μm2 for third metal wiring
It will be about. 1100 each for wiring part 1-0μ
Corresponds to 0p, 3000μ+n, and 5000μm. Even if the transistor size is W/L=20 μII/1.0 μ, the appropriate wiring length is 10 m for the first metal wiring and 30 rm for the second metal wiring.

第3金属配線で50a+m程度である。この長さは通常
の配線長から判断して十分長いとは言えない(ソノラド
ステートテクノロジー(SOLID 5TATETEC
HNOLOGY )日本版1989年2月第29〜34
ペ一ジrcMO8技術の挑戦」図8)。
The third metal wiring is about 50a+m. Judging from the normal wiring length, this length cannot be said to be long enough (Sonorad State Technology (SOLID 5TATETEC)
HNOLOGY) Japanese version February 1989 No. 29-34
Page ``Challenges of rcMO8 Technology'' Figure 8).

本発明の第3の実施例は、発生した素子特性の劣化を低
温で回復させる製造方法である。
A third embodiment of the present invention is a manufacturing method that recovers deterioration of device characteristics that has occurred at a low temperature.

先に説明したように、400〜450℃の範囲内の温度
程度の水素を含んだ雰囲気の熱処理で素子特性劣化は幾
分回復するが、完全には回復しない。回復の程度は高温
かつ長時間になるほど良好である。
As explained above, the deterioration in device characteristics is somewhat recovered by heat treatment in an atmosphere containing hydrogen at a temperature in the range of 400 to 450°C, but not completely. The degree of recovery is better at higher temperatures and for longer periods of time.

第5図に第3の実施例を説明するための素子断面図を示
す。
FIG. 5 shows a cross-sectional view of an element for explaining the third embodiment.

図において、20は(100)P形Si基板、21は基
板中に形成されたnチャネルMO8l−ランシスタであ
る。22はゲート酸化膜、23はゲート電極、24は第
1金属配線、25.27は層間絶縁膜、26.29は埋
め込み絶縁膜、28は第2金属配線、30は第3金属配
線、31は最終の保護膜である。
In the figure, 20 is a (100) P-type Si substrate, and 21 is an n-channel MO8l-run transistor formed in the substrate. 22 is a gate oxide film, 23 is a gate electrode, 24 is a first metal wiring, 25.27 is an interlayer insulation film, 26.29 is a buried insulation film, 28 is a second metal wiring, 30 is a third metal wiring, 31 is a This is the final protective film.

P形Si基板20に、通常用いられるプレーナープロセ
スにnチャネルトランジスタ21を形成する。このとき
ゲート酸化膜22上にポリシリコンのゲート電極23が
形成され、ゲート電極、ドレイン、ソースからたとえば
膜厚1.0μmのAIの第1金属配線24が形成されて
おり、さらに第1金属配線24の上に、たとえば膜厚1
.0μmのプラズマSi窒化膜が埋め込み絶縁膜26と
して形成する。このプラズマSi窒化膜をRIE装置で
エッチバックし、第1金属配線24の周辺の凸凹を埋め
て平坦化する。さらにこの上に層間絶縁膜として膜厚1
.0μmの81酸化膜を形成する。この後、ホトリソグ
ラフィー法で所望のレジストパターンを形成し、RIE
装置でレジストパターンをマスクにしてSi酸化膜をエ
ツチングし、第1金属配線24の開口部A1を露出する
。この後AIを堆積させ、AI膜をホトリソグラフィー
法とドライエツチング法とによりパターニングして、第
2金属配線28を形成する。この後、前記第1金属配線
24形成時と同様に、埋め込み絶縁膜29と層間絶縁膜
27とを順次積層形成し、層間絶縁膜27を選択エツチ
ングして第2金属配線28の一部を露出させた上から、
第3金属配線30を所望のパターンで形成した上に最終
保護膜31としてSi酸化膜を形成する。
An n-channel transistor 21 is formed on a P-type Si substrate 20 using a commonly used planar process. At this time, a gate electrode 23 made of polysilicon is formed on the gate oxide film 22, and a first metal wiring 24 made of AI with a film thickness of 1.0 μm, for example, is formed from the gate electrode, drain, and source, and further a first metal wiring 24 is formed from the gate electrode, drain, and source. For example, a film thickness of 1
.. A plasma Si nitride film of 0 μm is formed as the buried insulating film 26. This plasma Si nitride film is etched back using an RIE apparatus to fill in the unevenness around the first metal wiring 24 and flatten it. Furthermore, an interlayer insulating film with a thickness of 1
.. A 0 μm 81 oxide film is formed. After that, a desired resist pattern is formed by photolithography, and RIE
Using the resist pattern as a mask, the Si oxide film is etched using an apparatus to expose the opening A1 of the first metal wiring 24. Thereafter, AI is deposited, and the AI film is patterned by photolithography and dry etching to form second metal wiring 28. Thereafter, similarly to the formation of the first metal wiring 24, a buried insulating film 29 and an interlayer insulation film 27 are sequentially laminated, and the interlayer insulation film 27 is selectively etched to expose a part of the second metal wiring 28. From above,
After forming the third metal wiring 30 in a desired pattern, a Si oxide film is formed as the final protective film 31.

次にSi基板20の上面より加速電圧20keV、注入
量 1 、Ox 10f5/cjで水素をイオン注入す
る。
Next, hydrogen ions are implanted from the upper surface of the Si substrate 20 at an acceleration voltage of 20 keV, an implantation amount of 1, and Ox 10f5/cj.

この後、450℃の温度で90分の熱処理を行う。After that, heat treatment is performed at a temperature of 450° C. for 90 minutes.

本実施例で形成した素子は、第5図の工程で形成した素
子を水素雰囲気中で熱処理した素子と比べて、そのしき
い値電圧の変化量が1/2〜1/3程度であった。
The amount of change in threshold voltage of the device formed in this example was about 1/2 to 1/3 of that of the device formed by the process shown in FIG. 5 and heat-treated in a hydrogen atmosphere. .

これは、本発明では水素が基板内部で拡散し、ゲート酸
化膜直下に形成された界面準位を減少させるために、素
子特性が回復したことによると推測される。
This is presumed to be because, in the present invention, hydrogen diffuses inside the substrate and reduces the interface states formed directly under the gate oxide film, thereby restoring the device characteristics.

特に、第1配線下に、減圧CVD5 i窒化膜が形成さ
れている場合には、水素が減圧CVD5 i窒化膜で拡
散を防止されるため、水素雰囲気の熱処理が有効に働か
な(なるが、本発明の水素をあらかしめイオン注入して
熱処理する方法では、しきい値電圧の変化量が安定して
回復している。
In particular, when a low-pressure CVD5 i nitride film is formed under the first wiring, hydrogen is prevented from diffusing by the low-pressure CVD5 i nitride film, so heat treatment in a hydrogen atmosphere will not work effectively. In the method of the present invention, in which hydrogen is pre-implanted and heat treated, the amount of change in threshold voltage is stably recovered.

ここで、注入エネルギーとしては、裏面から注入する場
合には50〜500keV、表面から注入する場合には
10〜50keVで、注入量はI X 1015〜5×
10160I11−2が適当である。注入後の熱処理条
件としては、より高温かつ長時間の水素雰囲気の熱処理
が効果的であるが、AIの溶融を避けなければならない
ことから、約450〜500℃の範囲内の温度で10〜
90分の範囲内の時間が適当である。なお、従来、酸化
膜界面の安定化のために工程の途中、たとえば第1金属
配線下の層間絶縁膜形成前や第1配線形成前で、水素を
イオン注入し熱処理することは知られているが、本発明
が解決しようとする配線工程のプラズマのダメージに対
しては、工程の途中で水素をイオン注入してもそのあと
の工程で水素が拡散してしまうために効果が認められな
い。本発明においてはすべての工程の最後に水素のイオ
ン注入と熱処理を施すのでより効果がある。
Here, the implantation energy is 50 to 500 keV when implanting from the back surface, and 10 to 50 keV when implanting from the front surface, and the implantation amount is I x 1015 to 5×
10160I11-2 is suitable. As for the heat treatment conditions after implantation, heat treatment in a hydrogen atmosphere at a higher temperature and for a longer time is effective, but since it is necessary to avoid melting the AI, it is necessary to heat treatment at a temperature in the range of about 450 to 500 °C for 10 to 500 °C.
A time in the range of 90 minutes is suitable. It is conventionally known to perform heat treatment by implanting hydrogen ions during the process, for example, before forming an interlayer insulating film under the first metal wiring or before forming the first wiring, in order to stabilize the oxide film interface. However, even if hydrogen ions are implanted in the middle of the process, hydrogen will be diffused in the subsequent process and will not be effective against plasma damage in the wiring process, which the present invention aims to solve. In the present invention, hydrogen ion implantation and heat treatment are performed at the end of all steps, which is more effective.

また、水素のイオン注入は基板の表面、裏面のどちらに
対して行っても水素の熱拡散は早く、同じ効果を奏する
Furthermore, whether hydrogen ions are implanted into the front surface or the back surface of the substrate, the thermal diffusion of hydrogen is rapid and the same effect can be achieved.

ただし、上述した配線や絶縁膜の膜厚は一例の値であっ
て、適宜実験的に選定してもよい。また、本実施例では
3層のA I’構造としているが、実際は単層、2層あ
るいは3層以上の構造にも適用しても、同様の効果が得
られる。
However, the film thicknesses of the wiring and the insulating film described above are merely exemplary values, and may be appropriately selected experimentally. Further, in this embodiment, a three-layer AI' structure is used, but the same effect can be obtained even if the present invention is applied to a single-layer, two-layer, or three or more layer structure.

また、配線にはAIを用いたが、CuやSiを含むA1
合金を用いてもよく、また、埋め込み絶縁膜や層間絶縁
膜、保護膜にはSi酸化膜、Si窒化膜、硼素(B)や
燐(P)を含有したSi酸化膜、オキシナイトライド膜
を用いることができる。
In addition, although AI was used for the wiring, A1 containing Cu and Si
Alloys may be used, and Si oxide films, Si nitride films, Si oxide films containing boron (B) or phosphorus (P), and oxynitride films may be used as buried insulating films, interlayer insulating films, and protective films. Can be used.

発明の詳細 な説明したように本発明によれば、配線形成工程で電荷
によって生ずるゲート酸化膜付近劣化の発生を少なくで
きる、あるいは発生した劣化を効果的に除去できる。そ
の結果、安定して多層配線構造の高集積回路素子が高歩
留まりで製造できる。
As described in detail, according to the present invention, it is possible to reduce the occurrence of deterioration near the gate oxide film caused by charges during the wiring formation process, or to effectively eliminate the deterioration that has occurred. As a result, highly integrated circuit elements having a multilayer wiring structure can be stably manufactured at a high yield.

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

第1図(a)〜(h)は本発明の第1の実施例を説明す
るための工程順断面図、第2図は第1の配線面積比とし
きい値電圧との変化量を示す特性曲線図、第3図は重ね
られた金属配線層数としきい値電圧変化量との関係を示
す特性曲線図、第4図(a)は本発明の第2の実施例の
要部平面図、第4図(b) 、 (c)はそれぞれ第4
図(a)のA−A’線に沿った断面図。 B−B’線に沿った断面図、第5図は本発明の第3の実
施例を説明するための断面図、第6図(a)〜げ)は従
来例を説明するための工程の断面図、第7図は従来の配
線方法を示す要部平面図である。 1・・・・・・基板、2・・・・・・第1金属配線、3
・・・・・・熱反応酸化膜、4・・・・・・p−3iN
(プラズマナイトライド)、5・・・・・・埋め込まれ
たp  S iN % 6・・・・・・層間絶縁膜、7
・・・・・・マスク、8・・・・・・第2金属配線、9
・・・・・・ゲート電極、10・・・・・・第1金属配
線、11・・・・・・ドレイン、12・・・・・・第2
金属配線、20・・・・・・P形Si基板、21・・・
・・・nチャネルMOSトランジスタ、22・・・・・
・ゲート酸化膜、23・・・・・・ゲート電極、24・
・・・・・第1金属配線、25・・・・・・層間絶縁膜
、26・・・・・・埋め込み絶縁膜、27・・・・・・
層間絶縁膜、28・・・・・・第2金属配線、29・・
・・・・埋め込み絶縁膜、30・・・・・・第3金属配
線、31・・・・・・保護膜。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名7dnL(
10’、ttm’=1) 魔JhM轢層数 /1 /l 第 図 軒v1嗜
FIGS. 1(a) to (h) are process-order cross-sectional views for explaining the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a characteristic showing the amount of change between the first wiring area ratio and the threshold voltage. A curve diagram, FIG. 3 is a characteristic curve diagram showing the relationship between the number of stacked metal wiring layers and the amount of change in threshold voltage, FIG. 4(a) is a plan view of the main part of the second embodiment of the present invention, Figures 4(b) and (c) are the fourth
A sectional view taken along the line AA' in Figure (a). 5 is a sectional view taken along line B-B', FIG. 5 is a sectional view for explaining the third embodiment of the present invention, and FIGS. 6(a) to 6) are steps for explaining the conventional example. The sectional view and FIG. 7 are plan views of essential parts showing a conventional wiring method. 1...Substrate, 2...First metal wiring, 3
...Thermal reaction oxide film, 4...p-3iN
(plasma nitride), 5... embedded pSiN% 6... interlayer insulating film, 7
...Mask, 8...Second metal wiring, 9
...Gate electrode, 10...First metal wiring, 11...Drain, 12...Second
Metal wiring, 20...P-type Si substrate, 21...
...n-channel MOS transistor, 22...
・Gate oxide film, 23... Gate electrode, 24.
...First metal wiring, 25... Interlayer insulating film, 26... Buried insulating film, 27...
Interlayer insulating film, 28... Second metal wiring, 29...
...Embedded insulating film, 30...Third metal wiring, 31...Protective film. Name of agent: Patent attorney Shigetaka Awano and one other person 7dnL (
10', ttm' = 1) Magic JhM number of track layers/1 /l Figure eaves v1

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板上に所望のパターンで形成された第1
の金属導体膜と、前記金属導体膜上および前記第1の金
属導体膜のない領域上に熱反応によって形成された膜厚
0.1〜0.3μmの第1の絶縁膜とを有し、前記第1
の絶縁膜の、前記第1の金属導体膜のない領域上に、第
2の絶縁膜が埋め込まれ、前記第1の絶縁膜と前記第2
の絶縁膜上に第3の絶縁膜を有し、所望のパターンを有
して、第2の金属導体膜が、所望のパターンを有する前
記第1の絶縁膜および前記第3の絶縁膜との開口部で接
続してなることを特徴とする半導体装置。
(1) A first layer formed in a desired pattern on a semiconductor substrate.
and a first insulating film with a thickness of 0.1 to 0.3 μm formed by thermal reaction on the metal conductor film and on the region where the first metal conductor film is not provided, Said first
A second insulating film is buried on a region of the insulating film where the first metal conductor film is not provided, and the first insulating film and the second insulating film are connected to each other.
has a third insulating film on the insulating film, and has a desired pattern, and a second metal conductor film is connected to the first insulating film and the third insulating film having the desired pattern. A semiconductor device characterized by being connected through an opening.
(2)第2の金属導体膜上に第3の金属導体膜、第4の
金属導体膜を有し、第1の金属導体膜と第2の金属導体
膜との間の絶縁膜の構造と同様に前記第2の金属導体膜
と前記第3の金属導体膜との間および、前記第3の金属
導体膜と前記第4の金属導体膜との間に絶縁膜が形成さ
れてなることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
(2) having a third metal conductor film and a fourth metal conductor film on the second metal conductor film, and an insulating film structure between the first metal conductor film and the second metal conductor film; Similarly, an insulating film is formed between the second metal conductor film and the third metal conductor film and between the third metal conductor film and the fourth metal conductor film. The semiconductor device according to claim 1, characterized in that:
(3)各種半導体基板上に形成された半導体素子が少な
くとも2層の金属配線によって相互に接続され、1本の
第1の金属配線の長さが10mmを超えないことを特徴
とする半導体装置。
(3) A semiconductor device characterized in that semiconductor elements formed on various semiconductor substrates are interconnected by at least two layers of metal wiring, and the length of one first metal wiring does not exceed 10 mm.
(4)各種半導体基板上に半導体素子を形成する工程、
少なくとも2層以上の金属配線を形成する工程、前記半
導体基板の表面あるいは裏面から水素をイオン注入する
工程と、引続き水素を含む雰囲気で400〜500℃の
範囲内の温度で熱処理する工程を含むことを特徴とする
半導体装置の製造方法。
(4) the process of forming semiconductor elements on various semiconductor substrates;
A step of forming at least two or more layers of metal wiring, a step of ion-implanting hydrogen from the front or back surface of the semiconductor substrate, and a step of subsequently performing heat treatment at a temperature within the range of 400 to 500° C. in an atmosphere containing hydrogen. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized by:
(5)各種半導体基板上に半導体素子を形成する工程、
第1の金属配線パターンを形成する工程、熱反応のみに
より生成した第1の絶縁膜を前記第1の金属配線上に形
成する工程、引続き各種方法により形成した第2の絶縁
膜を前記第1の絶縁膜上に形成する工程、前記第1の絶
縁膜を少なくとも一部残して前記第2の絶縁膜をエッチ
ングし前記第1の金属配線間に埋め込む工程、各種方法
により形成した第3の絶縁膜を前記第1の絶縁膜上およ
び埋め込まれた第2の絶縁膜上に成長させる工程、所定
のパターンのマスクを用いて前記第3の絶縁膜、および
前記第1の絶縁膜をエッチングする工程、第2の金属配
線を形成し所定のパターンを形成する工程とを含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
(5) forming semiconductor elements on various semiconductor substrates;
a step of forming a first metal wiring pattern, a step of forming a first insulating film formed only by thermal reaction on the first metal wiring, and a step of forming a second insulating film formed by various methods on the first metal wiring. a step of etching the second insulating film leaving at least a portion of the first insulating film and embedding it between the first metal wirings; a third insulating film formed by various methods; a step of growing a film on the first insulating film and a buried second insulating film, and a step of etching the third insulating film and the first insulating film using a mask with a predetermined pattern. . A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of forming a second metal wiring and forming a predetermined pattern.
(6)所定のパターンのマスクを用いて前記第3の絶縁
膜、および前記第1の絶縁膜をエッチングする工程にお
いて、前記第1の金属配線を露出することなく前記第3
の絶縁膜、および前記第1の絶縁膜の一部をエッチング
し、引続き前記第1の絶縁膜の残された部分を半導体基
板をプラズマ中に置かずに、ラジカルのみを用いてエッ
チングし、前記第1の金属配線の表面を露出させること
を特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方法。
(6) In the step of etching the third insulating film and the first insulating film using a mask with a predetermined pattern, the third insulating film and the first insulating film are etched without exposing the first metal wiring.
and a part of the first insulating film, and then etching the remaining part of the first insulating film using only radicals without placing the semiconductor substrate in plasma, and etching the remaining part of the first insulating film using only radicals, 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, further comprising exposing a surface of the first metal wiring.
(7)工程を複数回繰り返すことを特徴とする請求項6
記載の半導体装置の製造方法。
(7) Claim 6 characterized in that the step is repeated multiple times.
A method of manufacturing the semiconductor device described above.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61120441A (en) * 1984-11-16 1986-06-07 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof
JPS63110638A (en) * 1986-10-27 1988-05-16 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor manufacturing method
JPS6447053A (en) * 1987-08-18 1989-02-21 Oki Electric Ind Co Ltd Formation of multilayer interconnection
JPH01251724A (en) * 1988-03-31 1989-10-06 Sony Corp Manufacture of semiconductor device
JPH02111034A (en) * 1988-10-20 1990-04-24 Matsushita Electron Corp Manufacture of semiconductor device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61120441A (en) * 1984-11-16 1986-06-07 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof
JPS63110638A (en) * 1986-10-27 1988-05-16 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor manufacturing method
JPS6447053A (en) * 1987-08-18 1989-02-21 Oki Electric Ind Co Ltd Formation of multilayer interconnection
JPH01251724A (en) * 1988-03-31 1989-10-06 Sony Corp Manufacture of semiconductor device
JPH02111034A (en) * 1988-10-20 1990-04-24 Matsushita Electron Corp Manufacture of semiconductor device

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