JPS5910064B2 - Manufacturing method of multilayer wiring structure - Google Patents
Manufacturing method of multilayer wiring structureInfo
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- JPS5910064B2 JPS5910064B2 JP14589978A JP14589978A JPS5910064B2 JP S5910064 B2 JPS5910064 B2 JP S5910064B2 JP 14589978 A JP14589978 A JP 14589978A JP 14589978 A JP14589978 A JP 14589978A JP S5910064 B2 JPS5910064 B2 JP S5910064B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は特に大規模半導体集積回路(以下、LSIと称
す)に適した多層配線の製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing multilayer interconnections particularly suitable for large-scale semiconductor integrated circuits (hereinafter referred to as LSI).
LSIの製造においては高密度、高速化の要求から配線
の多層化が画られ、いわゆる多層配線構造が多用されて
いる。In the manufacture of LSIs, demands for high density and high speed have led to multilayer wiring, and so-called multilayer wiring structures are often used.
従来の多層配線構造の一例を第1図に示す。An example of a conventional multilayer wiring structure is shown in FIG.
第1図は2層配線構造の場合であり、1はシリコン基板
、2は例えば熱酸化により形成された酸化シリコン、3
、6は各各第1及び第2配線金属層で、LSIC!)場
合アルミニウムが使用されている。4は一層配線アルミ
ニウム層3と二層配線アルミニウム層6の絶縁を行うた
めの層間絶縁膜であり、LSIの場合化学気相反応で形
成された低温酸化シリコンが使用されており、低温酸化
シリコンの膜厚が約0.8μmを越えるような厚い場合
にはクラックを防ぐため燐を含有させた低温酸化シリコ
ンを用いる場合もある。Figure 1 shows the case of a two-layer wiring structure, where 1 is a silicon substrate, 2 is a silicon oxide formed by thermal oxidation, and 3 is a silicon substrate.
, 6 are respective first and second wiring metal layers, LSIC! ) if aluminum is used. 4 is an interlayer insulating film for insulating the single-layer wiring aluminum layer 3 and the double-layer wiring aluminum layer 6; in the case of LSI, low-temperature silicon oxide formed by chemical vapor phase reaction is used; When the film thickness exceeds about 0.8 μm, low-temperature silicon oxide containing phosphorus may be used to prevent cracks.
5は一層配線アルミニウム層3と二層配線アルミニウム
層6の必要箇所を電気的に接続させるための開口部で、
いわゆるスルーホールである。5 is an opening for electrically connecting necessary parts of the single-layer wiring aluminum layer 3 and the double-layer wiring aluminum layer 6;
This is a so-called through hole.
このような構造における欠点はスルーホール5における
一層配線アルミニウム層3と二層配線アルミニウム層6
の電気的接触が不安定なことである。A drawback of such a structure is that the single-layer wiring aluminum layer 3 and the double-layer wiring aluminum layer 6 in the through hole 5
electrical contact is unstable.
即ち、スルーホール5を形成した後二層配線アルミ千ウ
ム層6を形成する間に大気中の酸素とスルーホール5に
おいて露出された一層配線アルミニウム層3とが反応し
てアルミニウム酸化物(いわゆるアルミナ)を形成して
しまい、一層配線アルミニウム層3と二層配線アルミニ
ウム層6の接触界面Tは完全なオーミック接触にならな
いという欠点があつた。この欠点を解消するために、ス
ルーホール5の形成後真空中でスパッタエッチもしくは
イオンエッチによりー層配線アルミニウム層3のスルー
ホール5の部分に生成されたアルミニウム酸化物を除去
した後同一真空槽内で真空を破ることなく直ちに二層配
線アルミニウム層を形成することが行われている。That is, during the formation of the two-layer wiring aluminum layer 6 after forming the through-hole 5, oxygen in the atmosphere reacts with the single-layer wiring aluminum layer 3 exposed in the through-hole 5 to form aluminum oxide (so-called alumina). ), and the contact interface T between the single-layer wiring aluminum layer 3 and the double-layer wiring aluminum layer 6 did not have a perfect ohmic contact. In order to eliminate this drawback, after forming the through hole 5, the aluminum oxide generated in the through hole 5 portion of the wiring aluminum layer 3 is removed by sputter etching or ion etching in a vacuum, and then the same vacuum chamber is used. It has been practiced to immediately form a two-layer wiring aluminum layer without breaking the vacuum inside the device.
このような方法によると、アルミニウム酸化物の除去か
ら二層配線アルミニウム層の形成までの間に酸素の導入
が断たれているので、アルミニウム酸化物の生成が無く
良好な電気的接触が得られると考えられていたが、本発
明者の実験によれば必ずしもそうでないことが判明した
。即ち、この理由については未だ明確ではないが、次の
ように推察され、これを第2図を用いて説明する。第2
図はスパツタエツチによりスルーホール部分のアルミニ
ウム酸化物11を除去する場合であるが、イオンエツチ
の場合でも同様である。スパツタエツチの場合、例えば
アルゴンのような不活性ガスを10−2T0rr程度の
低真空中でイオン化し被エツチング物に衝突させること
によりエツチングが行われる。このとき、第2図に示す
ように、低温酸化シリコン4へのアルゴンイオン8の衝
突により低温酸化シリコン4もエツチングされると同時
にシリコン原子9と酸素原子10に分離する。この分離
した酸素原子10の内のあるものはスルーホール5の一
層配線アルミニウム層3と反応してアルミニウム酸化物
11を生成する。従つて、スパツタエツチによりスルー
ホール部分のアルミニウム酸化物を除去しても再び生成
されるので、完全な除去は難しく、不安定な電気的接触
をもたらすことになる。本発明は上述の事情に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは酸化シリコ
ン層よりなる層間絶縁層にスルーホールを形成後、該ス
ルーホールで露出された配線金属層表面の清浄化をスパ
ツタエツチもしくはイオンエツチにより行なう際に発生
する酸素によりスルーホールの配線金属層表面が酸化す
ることを防止することにより、スルーホールにおいて良
好な電気的接触を得ることができる多層配線構造の製造
方法を提供することにある。According to this method, since the introduction of oxygen is cut off between the removal of aluminum oxide and the formation of the double-layer wiring aluminum layer, good electrical contact can be obtained without the formation of aluminum oxide. However, according to experiments conducted by the present inventors, it was found that this is not necessarily the case. That is, although the reason for this is not yet clear, it is inferred as follows, and this will be explained using FIG. 2. Second
Although the figure shows the case where the aluminum oxide 11 in the through-hole portion is removed by sputter etching, the same applies to the case of ion etching. In the case of sputter etching, etching is performed by ionizing an inert gas such as argon in a low vacuum of about 10@-2 T0rr and colliding it with the object to be etched. At this time, as shown in FIG. 2, the argon ions 8 collide with the low-temperature silicon oxide 4, so that the low-temperature silicon oxide 4 is also etched and simultaneously separated into silicon atoms 9 and oxygen atoms 10. Some of these separated oxygen atoms 10 react with the single-layer wiring aluminum layer 3 of the through hole 5 to generate aluminum oxide 11. Therefore, even if the aluminum oxide in the through hole is removed by sputter etching, it will be regenerated, making complete removal difficult and resulting in unstable electrical contact. The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to clean the surface of a wiring metal layer exposed by the through hole after forming a through hole in an interlayer insulating layer made of a silicon oxide layer. Provided is a method for manufacturing a multilayer wiring structure in which good electrical contact can be obtained in through holes by preventing the surface of the wiring metal layer in the through holes from being oxidized by oxygen generated when etching is performed by sputter etching or ion etching. It's about doing.
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。第3図は
本発明による多層配線構造の製造方法の一実施例を説明
するための概略構成図であり、2層配線の場合である。Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings. FIG. 3 is a schematic configuration diagram for explaining an embodiment of the method for manufacturing a multilayer wiring structure according to the present invention, and shows a case of two-layer wiring.
この実施例では、一層配線アルミニウム層3の表面上に
化学気相反応あるいはプラズマ化学気相反応によつて形
成された低温酸化シリコン層4を積層し、この酸化シリ
コン層4の表面上にプラズマ化学気相反応によつて形成
された低温窒化シリコン層12を積層する。次に、これ
ら各シリコン層12及び4にスルーホール5を開口した
後、真空中でスパツタエツチにより一層配線アルミニウ
ム層3のスルーホール部分に生成されたアルミニウム酸
化物を除去し、しかる後、同一真空槽内で前記窒化シリ
コン層12上に前記スルーホール5を通じて一層配線ア
ルミニウム層3に電気的に接続された二層配線アルミニ
ウム層6を積層して形成する。この場合、低温窒化シリ
コン層12は、シランガスとアンモニア及び窒素ガスの
混合気体を0.1〜0.4T0rrの圧力に保ち、シリ
コン基板温度200〜300℃で400〜600Wの高
周波電力を印加することによりプラズマ化学気相反応を
起させることにより容易に形成できる。なお、第3図に
おいて第1図、第2図と同一または相当部分は同一符号
を付してある。このように上記実施例の方法によると、
酸化シリコン層4および窒化シリコン層12よりなる2
層構造の層間絶縁層にスルーホール5を形成した後、こ
のスルーホール5の一層配線アルミニウム層3表面の酸
化物を除去するためにその表面清浄化をスパツタエツチ
により行なう際に前記窒化シリコン層12もエツチング
されて分離されるが、この分解生成物はシリコン原子と
窒素原子よりなるため、従来の場合のよのに酸化シリコ
ン層よりなる層間絶縁層がエツチングされる際に発生す
る酸素によりスルーホール部分にアルミニウム酸化物が
形成されることはなく、良好な電気的接触が得られるこ
とが実験的にも確認された。In this embodiment, a low-temperature silicon oxide layer 4 formed by a chemical vapor phase reaction or a plasma chemical vapor phase reaction is laminated on the surface of a single-layer wiring aluminum layer 3, and a plasma chemical vapor phase layer 4 is formed on the surface of the silicon oxide layer 4. A low temperature silicon nitride layer 12 formed by a gas phase reaction is laminated. Next, after opening through-holes 5 in each of these silicon layers 12 and 4, the aluminum oxide formed in the through-hole portions of the wiring aluminum layer 3 is removed by sputter etching in a vacuum. A two-layer wiring aluminum layer 6 electrically connected to the single-layer wiring aluminum layer 3 through the through hole 5 is laminated on the silicon nitride layer 12. In this case, the low-temperature silicon nitride layer 12 is formed by maintaining a mixed gas of silane gas, ammonia, and nitrogen gas at a pressure of 0.1 to 0.4 T0rr, and applying high frequency power of 400 to 600 W at a silicon substrate temperature of 200 to 300°C. It can be easily formed by causing a plasma chemical vapor phase reaction. In FIG. 3, the same or corresponding parts as in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals. In this way, according to the method of the above embodiment,
2 consisting of a silicon oxide layer 4 and a silicon nitride layer 12
After forming the through hole 5 in the interlayer insulating layer of the layered structure, when cleaning the surface of the through hole 5 by sputter etching to remove the oxide on the surface of the wiring aluminum layer 3, the silicon nitride layer 12 is also removed. It is etched and separated, but since this decomposition product consists of silicon atoms and nitrogen atoms, the through-holes are affected by the oxygen generated when the interlayer insulating layer made of silicon oxide layer is etched, unlike in the conventional case. It has been experimentally confirmed that no aluminum oxide is formed on the wafer, and that good electrical contact can be obtained.
なお、上記実施例ではLSIの多層配線構造の例につい
て述べたが、本発明はプリント基板等他の多層配線を必
要とするすべてのものにも適用できることは勿論である
。In the above embodiments, an example of a multilayer wiring structure of an LSI has been described, but it goes without saying that the present invention can also be applied to all other things that require multilayer wiring, such as printed circuit boards.
また、第1、第2の配線金属層としてアルミニウムの場
合について説明したが、At合金、Ti,MO,Au,
Cr等他の金属であつても同様に適用することもできる
。以上説明したように、本発明によれば、第1の配線金
属層と第2の配線金属層の層間絶縁層として酸化シリコ
ン層および窒化シリコン層よりなる積層構造の層間絶縁
層を形成することにより、この層間絶縁層にスルーホー
ルを形成した後、該スルーホールで露出された第1の配
線金属層表面の清浄化をスパツタエツチもしくはイオン
エツチにより行なう際に前記酸化シリコン層が窒化シリ
コン層で被覆されるため、前記スルーホールの配線金属
層表面が酸化するのを防止することができ、したがつて
、スルーホールにおいて良好な電気的接触を得ることが
でき、信頼性の向上にすぐれた効果を発揮することがで
きる。In addition, although the case where aluminum is used as the first and second wiring metal layers has been described, At alloy, Ti, MO, Au,
Other metals such as Cr can be similarly applied. As explained above, according to the present invention, by forming an interlayer insulating layer having a laminated structure consisting of a silicon oxide layer and a silicon nitride layer as an interlayer insulating layer between a first wiring metal layer and a second wiring metal layer, After forming a through hole in this interlayer insulating layer, the silicon oxide layer is covered with a silicon nitride layer when the surface of the first wiring metal layer exposed by the through hole is cleaned by sputter etching or ion etching. Therefore, the surface of the wiring metal layer in the through hole can be prevented from being oxidized, and therefore good electrical contact can be obtained in the through hole, which is highly effective in improving reliability. be able to.
第1図は従来の多層配線構造の一例を示す概略構成図、
第2図はスパツタエツチの際に低温酸化シリコン層から
酸素が分離するときの態様を示す説明図、第3図は本発
明による多層配線構造の製造方法の一実施例を説明する
ための概略構成図である。
1・・・・・・シリコン基板、2・・・・・・酸化シリ
コン、3・・・・・・一層配線アルミニウム層、4・・
・・・・低温酸化シリコン層、5・・・・・・スルーホ
ール、6・・・・・・二層配線アルミニウム層、12・
・・・・・低温窒化シリコン層。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional multilayer wiring structure.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the manner in which oxygen is separated from the low-temperature silicon oxide layer during sputter etching, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram for explaining an embodiment of the method for manufacturing a multilayer wiring structure according to the present invention. It is. 1...Silicon substrate, 2...Silicon oxide, 3...Single wiring aluminum layer, 4...
...Low temperature silicon oxide layer, 5...Through hole, 6...Two-layer wiring aluminum layer, 12.
...Low temperature silicon nitride layer.
Claims (1)
すると共に、該酸化シリコン層上に窒化シリコン層を積
層してこれら酸化シリコン層および窒化シリコン層によ
り層間絶縁層を形成する工程と、前記層間絶縁層の一部
に前記第1の配線金属層に達する開口部を形成する工程
と、この工程後前記窒化シリコン層上に開口部を通じて
前記第1の配線金属層と電気的に接続される第2の配線
金属層を形成するに際し、前記開口部にて露出された第
1の配線金属層表面の清浄化を真空中でエッチングによ
り行つたのち、同一の真空中で第2の配線金属層を形成
する工程とを具備することを特徴とする多層配線構造の
製造方法。1. Forming a silicon oxide layer on the surface of the first wiring metal layer, laminating a silicon nitride layer on the silicon oxide layer, and forming an interlayer insulating layer using the silicon oxide layer and the silicon nitride layer; forming an opening reaching the first wiring metal layer in a part of the interlayer insulating layer; and after this step forming an opening on the silicon nitride layer to be electrically connected to the first wiring metal layer. When forming a second wiring metal layer, the surface of the first wiring metal layer exposed through the opening is cleaned by etching in a vacuum, and then a second wiring metal layer is formed in the same vacuum. 1. A method for manufacturing a multilayer wiring structure, comprising the step of forming a layer.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP14589978A JPS5910064B2 (en) | 1978-11-22 | 1978-11-22 | Manufacturing method of multilayer wiring structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP14589978A JPS5910064B2 (en) | 1978-11-22 | 1978-11-22 | Manufacturing method of multilayer wiring structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5571040A JPS5571040A (en) | 1980-05-28 |
| JPS5910064B2 true JPS5910064B2 (en) | 1984-03-06 |
Family
ID=15395624
Family Applications (1)
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| JP14589978A Expired JPS5910064B2 (en) | 1978-11-22 | 1978-11-22 | Manufacturing method of multilayer wiring structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS5910064B2 (en) |
Families Citing this family (7)
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| JPS59114840A (en) * | 1982-12-22 | 1984-07-03 | Oki Electric Ind Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| US4489482A (en) * | 1983-06-06 | 1984-12-25 | Fairchild Camera & Instrument Corp. | Impregnation of aluminum interconnects with copper |
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| US4782380A (en) * | 1987-01-22 | 1988-11-01 | Advanced Micro Devices, Inc. | Multilayer interconnection for integrated circuit structure having two or more conductive metal layers |
| JP2538607B2 (en) * | 1987-08-24 | 1996-09-25 | 富士通株式会社 | Vapor growth method |
| US5371047A (en) * | 1992-10-30 | 1994-12-06 | International Business Machines Corporation | Chip interconnection having a breathable etch stop layer |
-
1978
- 1978-11-22 JP JP14589978A patent/JPS5910064B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5571040A (en) | 1980-05-28 |
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