JP2000232109A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JP2000232109A
JP2000232109A JP11033169A JP3316999A JP2000232109A JP 2000232109 A JP2000232109 A JP 2000232109A JP 11033169 A JP11033169 A JP 11033169A JP 3316999 A JP3316999 A JP 3316999A JP 2000232109 A JP2000232109 A JP 2000232109A
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JP
Japan
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semiconductor device
wiring layer
gate
wiring
heat treatment
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JP11033169A
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Japanese (ja)
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Chieri Teramoto
知恵理 寺本
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively and efficiently perform heat treatment of a semiconductor device for hydrogenation without exposing a semiconductor substrate newly after all layers are formed by arranging respective wiring layers on places other than the upper part of a gate of a long channel transistor. SOLUTION: A long channel transistor 120 and a first interlayer insulation layer 131 are provided on a semiconductor substrate 110. Next, a first wiring layer 141 is provided and the wiring pattern thereof is arranged on places other than the upper part of a gate 121 of the transistor 120. Further, a second interlayer insulation film 132, a second wiring layer 142 and a third interlayer insulation layer 133 are formed successively, and the wiring pattern of the second wiring layer 142 is also arranged on places other than the upper part of the gate 121 in the same way as the first wiring layer 141. Thus, a semiconductor device 100 laminated with respective layers is hydrogenated.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線層を有す
る半導体装置ならびにその製造方法、特に配線層の構造
及び形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a multilayer wiring layer and a method of manufacturing the same, and more particularly to a structure and a method of forming a wiring layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、MOS型半導体装置等、多層配線
層を有する半導体装置の製造工程においては、約400
℃程度の水素含有雰囲気中において水素化熱処理を行う
ことが一般的である。その目的は、半導体装置の製造工
程において半導体基板とゲート酸化膜との界面に生じた
(酸素に対する)シリコン未反応手に対して水素を結合
させ、電気的に安定なゲート酸化膜を得ることに有る。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the manufacturing process of a semiconductor device having a multilayer wiring layer such as a MOS type semiconductor device, about 400
Generally, the hydrogenation heat treatment is performed in a hydrogen-containing atmosphere at about ° C. The purpose is to obtain an electrically stable gate oxide film by bonding hydrogen to unreacted silicon (for oxygen) generated at the interface between the semiconductor substrate and the gate oxide film in the semiconductor device manufacturing process. Yes.

【0003】従来このような水素化熱処理は、配線層や
絶縁層等すべての層を積層し終えた後に行われることが
一般的であり、約1μm以下のゲート長を有する短チャ
ンネルトランジスタについては十分な効果が得られてい
た。ところが、ゲート長が大となるにつれてその効果は
減少し、特に数十μm以上のゲート長を有するトランジ
スタにおいては効果が著しく減少する。その理由につい
て以下に説明する。
Conventionally, such a hydrogenation heat treatment is generally performed after all the layers such as a wiring layer and an insulating layer have been stacked, and is insufficient for a short channel transistor having a gate length of about 1 μm or less. Effect was obtained. However, the effect decreases as the gate length increases, and in particular, the effect decreases remarkably in a transistor having a gate length of several tens μm or more. The reason will be described below.

【0004】ゲート長が小さい場合にはゲート面積が小
さいことや、上層である配線層において配線の面積が小
さいことから、水素は容易に拡散し、また、ゲート酸化
膜を効果的に改善することが可能となる。一方、長チャ
ネルトランジスタは半導体チップの周辺部に配置され、
その直上層は電源又は接地用の大面積配線層を設けるこ
とが一般的であり、しかもこのような配線層は、Ti、
TiN、TiW、Mo等バリアメタルやAl等水素を透
過しにくい材料からなることが一般的である。従って、
ゲート長が大きい場合には、水素の拡散が妨げられ、ゲ
ート酸化膜の改善が十分になされないものである。
When the gate length is short, the hydrogen is easily diffused and the gate oxide film is effectively improved because the gate area is small and the wiring area is small in the upper wiring layer. Becomes possible. On the other hand, the long channel transistor is arranged at the periphery of the semiconductor chip,
It is common to provide a large-area wiring layer for power supply or ground immediately above it, and such a wiring layer is made of Ti,
Generally, it is made of a material that is difficult to transmit hydrogen, such as a barrier metal such as TiN, TiW, and Mo, and Al. Therefore,
If the gate length is large, diffusion of hydrogen is hindered, and the gate oxide film cannot be sufficiently improved.

【0005】そこで、このような問題を解決すべく種々
の研究開発がなされている。
Therefore, various researches and developments have been made to solve such problems.

【0006】まず、すべての層を形成した後ではなく、
効果的に水素拡散を行うことができる段階において水素
化熱処理を行う方法として、例えば特開平1−2517
39号公報において、配線層を形成する前に水素化熱処
理を行うことが開示されている。また特開平9−641
94号公報においては、半導体基板表面に連通する配線
用コンタクトホールを絶縁層上に設けた段階で水素化熱
処理を行う方法が開示されている。
First, not after all layers have been formed,
As a method of performing hydrogenation heat treatment at a stage where hydrogen diffusion can be performed effectively, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-2517
No. 39 discloses that a hydrogenation heat treatment is performed before forming a wiring layer. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-641
No. 94 discloses a method of performing a hydrogenation heat treatment at a stage where a wiring contact hole communicating with the surface of a semiconductor substrate is provided on an insulating layer.

【0007】また、すべての層を形成した後に効果的に
水素化熱処理を行う方法として、各層を形成した後に、
半導体装置の一部外部から半導体基板表面に連通する孔
を設け、その上で水素化熱処理を行う方法が特公昭48
−21424号公報において開示されている。
As a method of effectively performing a hydrogenation heat treatment after forming all the layers,
A method of providing a hole communicating with the surface of a semiconductor substrate from outside a part of a semiconductor device and performing a hydrogenation heat treatment on the hole is disclosed in
No. 21424.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記各方
法には以下のような問題があった。
However, each of the above methods has the following problems.

【0009】まず、特開平1−251739号及び特開
平9−64194号公報において示された方法は、いず
れも製造工程の中途段階において水素化熱処理を行って
いるが、その後の工程においてプラズマエッチング法あ
るいはプラズマCVD法等プラズマプロセスを使用する
こと、また上層配線層とゲート酸化膜とが電気的にコン
タクトしていることから、プラズマによるゲート酸化膜
の損傷が起こってしまうという問題があった。従って、
すべての工程を終了した後に、しかも効果的に水素化熱
処理を行う方法の開発が望まれていた。
First, in each of the methods disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1-251739 and 9-64194, a hydrogenation heat treatment is performed at an intermediate stage of the manufacturing process. Alternatively, since a plasma process such as a plasma CVD method is used, and the upper wiring layer and the gate oxide film are in electrical contact with each other, there is a problem that the gate oxide film is damaged by the plasma. Therefore,
It has been desired to develop a method for effectively performing the hydrogenation heat treatment after all the steps are completed.

【0010】また、特開平9−64194号及び特公昭
48−21424号公報において示された方法は、いず
れも半導体基板表面に連通する孔を通じて水素を拡散さ
せることにより水素化熱処理の効果を高めることができ
るが、その一方、水素化熱処理時の大気巻き込み等によ
り孔底部に絶縁膜が形成される可能性があり、この絶縁
膜を改めて除去する必要が生じることから、製造効率上
望ましくない。特に半導体装置がシリサイド品である場
合には、シリサイド層に水素が接触することにより還元
反応が起こり、その結果オーミック接触が実現不可能と
なる可能性があることから、この方法を適用することが
できなかった。従って、このような孔を形成することな
くしかも効果的に水素化熱処理を行う方法の開発が望ま
れていた。
The methods disclosed in JP-A-9-64194 and JP-B-48-21424 all enhance the effect of the hydrogenation heat treatment by diffusing hydrogen through holes communicating with the surface of the semiconductor substrate. On the other hand, there is a possibility that an insulating film may be formed at the bottom of the hole due to entrainment in the atmosphere during the hydrogenation heat treatment, and this insulating film needs to be removed again, which is not desirable in terms of manufacturing efficiency. Especially when the semiconductor device is a silicide product, a reduction reaction occurs when hydrogen comes into contact with the silicide layer, and as a result, ohmic contact may not be realized. could not. Therefore, it has been desired to develop a method for performing hydrogenation heat treatment effectively without forming such holes.

【0011】そこで本発明の課題は、すべての層を形成
した後に、しかも新たに半導体基板を露出することな
く、効果的かつ効率的に水素化熱処理を行うことを可能
とする構造を有する半導体装置、ならびにその製造方法
を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a structure capable of performing hydrogenation heat treatment effectively and efficiently after forming all layers and without exposing a new semiconductor substrate. , As well as a method for producing the same.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の半導体装置は、多層配線を有する半導体装置
において、各配線層が長チャネルトランジスタのゲート
上部以外に配置された構造を有することを特徴とする。
これにより、水素化熱処理工程において水素の拡散を阻
害する配線層が長チャネルゲート上部に存在しないこと
から、すべての層を形成した後に水素化熱処理を行って
も水素がゲート酸化膜に十分に拡散され、ゲート酸化膜
の特性改善効果が向上する。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device having a multi-layer wiring, wherein each wiring layer has a structure arranged other than above a gate of a long channel transistor. It is characterized by.
As a result, since the wiring layer that inhibits the diffusion of hydrogen does not exist above the long channel gate in the hydrogenation heat treatment step, the hydrogen diffuses sufficiently into the gate oxide film even if the hydrogenation heat treatment is performed after all the layers are formed. As a result, the effect of improving the characteristics of the gate oxide film is improved.

【0013】また本発明の半導体装置は、多層配線を有
する半導体装置の各配線層が、少なくとも長チャネルト
ランジスタのゲート上部においてスリット部を設けてな
る構造を有することを特徴とする。これにより、すべて
の層を形成した後に水素化熱処理を行っても、配線層に
設けられたスリット部から長チャネルゲート酸化膜に水
素が十分に拡散され、ゲート酸化膜の特性改善効果が向
上する。
Further, the semiconductor device of the present invention is characterized in that each wiring layer of the semiconductor device having a multilayer wiring has a structure in which a slit is provided at least above a gate of a long channel transistor. Thereby, even if the hydrogenation heat treatment is performed after all the layers are formed, the hydrogen is sufficiently diffused from the slit portion provided in the wiring layer into the long channel gate oxide film, and the effect of improving the characteristics of the gate oxide film is improved. .

【0014】また本発明の半導体装置製造方法は、多層
配線層を有する半導体装置の製造工程において、各配線
層を長チャネルトランジスタのゲート上部を避けて配置
し、かつすべての積層工程終了後に水素化熱処理を行う
ことを特徴とする。これにより、水素化熱処理工程にお
いて水素の拡散を阻害する配線層が長チャネルゲート上
部に存在しないことから、水素がゲート酸化膜に十分に
拡散され、ゲート酸化膜の特性改善効果が向上する。ま
た、ずべての積層工程終了後に水素化熱処理を行うこと
により、プラズマによるゲート酸化膜の損傷も回復さ
れ、製品の品質が向上する。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the process of manufacturing a semiconductor device having a multi-layered wiring layer, each wiring layer is arranged so as to avoid the upper part of the gate of the long channel transistor, and after all the laminating steps have been completed, It is characterized by performing heat treatment. Accordingly, in the hydrogenation heat treatment step, since the wiring layer that inhibits the diffusion of hydrogen does not exist above the long channel gate, hydrogen is sufficiently diffused into the gate oxide film, and the effect of improving the characteristics of the gate oxide film is improved. Further, by performing the hydrogenation heat treatment after completion of all the laminating steps, the damage of the gate oxide film due to the plasma is recovered, and the quality of the product is improved.

【0015】また本発明の半導体装置製造方法は、多層
配線層を有する半導体装置の製造工程において、少なく
とも長チャネルトランジスタのゲート上部において各配
線層にスリット部を設け、かつすべての積層工程終了後
に水素化熱処理を行うことを特徴とする。これにより、
配線層に設けられたスリット部から長チャネルゲート酸
化膜に水素が十分に拡散され、ゲート酸化膜の特性改善
効果が向上する。また、すべての積層工程終了後に水素
化熱処理を行うことにより、プラズマによるゲート酸化
膜の損傷も回復され、製品の品質が向上する。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the manufacturing process of a semiconductor device having a multi-layer wiring layer, a slit portion is provided in each wiring layer at least above the gate of the long channel transistor, and hydrogen is formed after all the laminating steps are completed. A chemical heat treatment. This allows
Hydrogen is sufficiently diffused from the slit portion provided in the wiring layer into the long channel gate oxide film, and the effect of improving the characteristics of the gate oxide film is improved. Further, by performing the hydrogenation heat treatment after completion of all the laminating steps, the damage of the gate oxide film due to the plasma is also recovered, and the quality of the product is improved.

【0016】従来、ゲート酸化膜の上層に形成される配
線層の配線パターンは、半導体装置の回路構成の観点か
ら設計されるものであった。しかるに本発明において
は、後に行う水素化熱処理の効果の向上という観点か
ら、特定の配線パターンの設計を行うものである。
Conventionally, a wiring pattern of a wiring layer formed above a gate oxide film has been designed from the viewpoint of a circuit configuration of a semiconductor device. However, in the present invention, a specific wiring pattern is designed from the viewpoint of improving the effect of the hydrogenation heat treatment performed later.

【0017】具体的には、水素化熱処理工程において水
素が半導体装置表面から長チャネルトランジスタのゲー
ト酸化膜まで拡散することが可能となるように、ゲート
上部において、配線層の存在しない領域を設けることで
ある。
Specifically, in the hydrogenation heat treatment step, a region where no wiring layer exists is provided above the gate so that hydrogen can diffuse from the surface of the semiconductor device to the gate oxide film of the long channel transistor. It is.

【0018】より具体的に説明すると、まず長チャネル
ゲート上部にはいかなる配線をも配置しないように配線
パターンを設計する方法がある。また、少なくとも長チ
ャネルゲート上部の配線にスリット部を設ける方法があ
る。後者の方法では、前者の方法において避けられない
問題である配線パターン設計の制限が緩和され、配線パ
ターンの自由度が増す点が好ましい。
More specifically, there is a method of designing a wiring pattern so that no wiring is arranged above the long channel gate. Further, there is a method of providing a slit portion at least in the wiring above the long channel gate. In the latter method, it is preferable that the restriction on the wiring pattern design, which is an inevitable problem in the former method, is relaxed and the degree of freedom of the wiring pattern is increased.

【0019】[0019]

【発明の実施形態】本発明の第一の実施形態について、
以下に説明する。図1は本発明の半導体装置の一実施形
態における上面図、図2は図1のA−A’断面図であ
る。この半導体装置100の構造について、その製造工
程に沿って説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Regarding a first embodiment of the present invention,
This will be described below. FIG. 1 is a top view of one embodiment of the semiconductor device of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. The structure of the semiconductor device 100 will be described along the manufacturing process.

【0020】半導体基板110上に、従来と同様のプロ
セスにより、長チャネルのトランジスタ120及び第一
層間絶縁層131を設ける。次いで第一配線層141を
設けるが、このとき第一配線層141の配線パターン
を、トランジスタ120のゲート121上部以外の場所
に配置する。すなわち、ゲート121上部には配線が存
在しないようにする。
On a semiconductor substrate 110, a long-channel transistor 120 and a first interlayer insulating layer 131 are provided by a process similar to the conventional one. Next, a first wiring layer 141 is provided. At this time, the wiring pattern of the first wiring layer 141 is arranged at a place other than above the gate 121 of the transistor 120. That is, no wiring exists above the gate 121.

【0021】次いで、第二層間絶縁層132、第二配線
層142、及び第三層間絶縁層133を順に形成する
が、第二配線層142についても第一配線層141と同
様に、その配線パターンがゲート121の上部以外の場
所に配置する。
Next, a second interlayer insulating layer 132, a second wiring layer 142, and a third interlayer insulating layer 133 are formed in this order. The wiring pattern of the second wiring layer 142 is the same as that of the first wiring layer 141. Are arranged in places other than the upper part of the gate 121.

【0022】このようにして各層を積層された半導体装
置100について水素化熱処理を行う。水素化熱処理は
従来と同様に、400℃程度の水素含有雰囲気において
行う。上述のとおり、ゲート121上部には配線層が存
在しないので、水素化熱処理工程において水素は半導体
装置100外部からゲート121まで十分に拡散され、
半導体装置100の電気的特性改善効果が高められる。
The hydrogenation heat treatment is performed on the semiconductor device 100 on which the respective layers are stacked as described above. The hydrogenation heat treatment is performed in a hydrogen-containing atmosphere at about 400 ° C. as in the conventional case. As described above, since no wiring layer exists above the gate 121, hydrogen is sufficiently diffused from outside the semiconductor device 100 to the gate 121 in the hydrogenation heat treatment step,
The effect of improving the electrical characteristics of the semiconductor device 100 is enhanced.

【0023】次に本発明の第二の実施形態について説明
する。図3は本発明の半導体装置の一実施形態における
上面図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a top view of one embodiment of the semiconductor device of the present invention.

【0024】本実施形態の半導体装置においては、第一
の実施形態とは異なり、ゲート上部にも配線が存在する
構造となっている。そして図3に示されるように、ゲー
ト上部の配線にスリット部310を設けている。このよ
うな構造とすることにより、各層の積層工程終了後に行
なわれる水素化熱処理において、スリット部310から
水素拡散がなされ、半導体装置の電気的特性改善効果が
高められる。
The semiconductor device of the present embodiment has a structure in which a wiring is also present above the gate, unlike the first embodiment. Then, as shown in FIG. 3, a slit portion 310 is provided in the wiring above the gate. With such a structure, in the hydrogenation heat treatment performed after the lamination process of each layer, hydrogen is diffused from the slit portion 310, and the effect of improving the electrical characteristics of the semiconductor device is enhanced.

【0025】なおスリット部130は、ゲート上部のみ
ではなくさらに広範囲にわたって設けてもよいが、エレ
クトロマイグレーション(以下EMと記述する)やスト
レスマイグレーション(以下SMと記述する)の影響を
考慮する必要がある。例えば、シミュレーションを用い
て事前に寿命計算を行う、あるいは実際にスリットを設
けた配線パターンについてEM試験及びSM試験を行っ
て、従来の配線パターンに比較して同等あるいはT50
が10年以上となることを確認する必要がある。
The slit section 130 may be provided not only above the gate but also over a wider area, but it is necessary to consider the effects of electromigration (hereinafter referred to as EM) and stress migration (hereinafter referred to as SM). . For example, the life is calculated in advance by using a simulation, or an EM test and an SM test are actually performed on a wiring pattern in which slits are actually provided.
Needs to be confirmed to be 10 years or more.

【0026】[0026]

【実施例】(実施例1)本発明の第一の実施例について
説明する。本実施例は、図4に示されるn型半導体装置
400に対して水素化熱処理を行うものである。シリコ
ン基板410上に、ゲート長20μmのn型トランジス
タ420を形成し、次いでLPCVDによる絶縁酸化膜
すなわち第一層間絶縁層131を形成する。次にAl合
金層をスパッタ法により堆積し、リソグラフィによるパ
ターニング及び CF4系のエッチングにより第一配線層
141を形成する。第一配線層141の配線パターンに
ついて、その上面図を図5に示した。この配線パターン
500は、n型トランジスタ420のゲート421上部
にAl合金配線を配置しないようにしたものである。
(Embodiment 1) A first embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a hydrogenation heat treatment is performed on the n-type semiconductor device 400 shown in FIG. An n-type transistor 420 having a gate length of 20 μm is formed on a silicon substrate 410, and then an insulating oxide film, that is, a first interlayer insulating layer 131 is formed by LPCVD. Next, an Al alloy layer is deposited by a sputtering method, and a first wiring layer 141 is formed by patterning by lithography and CF4 based etching. FIG. 5 shows a top view of the wiring pattern of the first wiring layer 141. This wiring pattern 500 is such that no Al alloy wiring is arranged above the gate 421 of the n-type transistor 420.

【0027】次いでプラズマCVD法により低温成長の
酸化膜すなわち第二層間絶縁層132を形成し、その後
Al合金層をスパッタ法により堆積し、リソグラフィに
よるパターニング及び CF4系のエッチングにより第二
配線層142を形成する。第二配線層についても、第一
配線層と同じく図5の配線パターンを採用する。さらに
第三層間絶縁層133を形成し、すべての層の積層工程
を終了する。
Next, an oxide film grown at a low temperature, that is, a second interlayer insulating layer 132 is formed by a plasma CVD method. Thereafter, an Al alloy layer is deposited by a sputtering method, and the second wiring layer 142 is patterned by lithography and CF 4 -based etching. To form As for the second wiring layer, the wiring pattern shown in FIG. 5 is employed similarly to the first wiring layer. Further, the third interlayer insulating layer 133 is formed, and the step of laminating all the layers is completed.

【0028】積層工程終了後、n型半導体装置につい
て、ファーネス炉を用いて炉内処理温度400℃程度の
水素雰囲気中で10〜20分間の水素化熱処理を行う。
After the stacking step, the n-type semiconductor device is subjected to a hydrogenation heat treatment for 10 to 20 minutes in a hydrogen atmosphere at a furnace treatment temperature of about 400 ° C. using a furnace furnace.

【0029】(実施例2)本発明の第二の実施例につい
て説明する。実施例1と同様にシリコン基板410上に
ゲート長20μmのn型トランジスタ420及び第一層
間絶縁層131を形成する。次にAl合金層をスパッタ
法により堆積し、リソグラフィによるパターニング及び
CF4系のエッチングにより第一配線層141を形成す
る。第一配線層141は、ゲート上部においてスリット
部を設けた構造とする。スリット部は、EM及びSMの
影響を考慮し、図6に示されるように電流の流れる方向
に対して垂直方向に配置した。またスリット310間を
含む配線幅が電源電流が流れる配線基準の幅を十分に満
たすように考慮し、ここでは0.8μm幅のスリット3
10を6箇所に設けた。
(Embodiment 2) A second embodiment of the present invention will be described. As in the first embodiment, an n-type transistor 420 having a gate length of 20 μm and a first interlayer insulating layer 131 are formed on a silicon substrate 410. Next, an Al alloy layer is deposited by a sputtering method, and the first wiring layer 141 is formed by patterning by lithography and etching of CF 4 system. The first wiring layer 141 has a structure in which a slit is provided above the gate. The slit portion was arranged in a direction perpendicular to the direction of current flow as shown in FIG. 6 in consideration of the effects of EM and SM. Considering that the wiring width including the space between the slits 310 sufficiently satisfies the wiring reference width through which the power supply current flows, here, the slit 3 having a width of 0.8 μm
10 were provided in six places.

【0030】次いでAl合金層をスパッタ法により堆積
し、リソグラフィによるパターニング及び CF4系のエ
ッチングにより第二配線層142を形成する。第二配線
層142についても、第一配線層141と同じく図6に
示されるようなスリット部310を設ける。さらに第三
層間絶縁層133を形成し、すべての層の積層工程を終
了する。
Next, an Al alloy layer is deposited by a sputtering method, and a second wiring layer 142 is formed by lithography patterning and CF 4 -based etching. As with the first wiring layer 141, the second wiring layer 142 is provided with a slit portion 310 as shown in FIG. Further, the third interlayer insulating layer 133 is formed, and the step of laminating all the layers is completed.

【0031】積層工程終了後、実施例1と同様の水素化
熱処理を行う。
After the completion of the laminating step, the same hydrogenation heat treatment as in the first embodiment is performed.

【0032】(比較例)次に上記各実施例に対する比較
例として、ゲート上部に配線が存在する従来型のn型半
導体装置を作成した。
(Comparative Example) Next, as a comparative example with respect to each of the above embodiments, a conventional n-type semiconductor device having a wiring above a gate was manufactured.

【0033】実施例1と同様に、シリコン基板410上
に、ゲート長20μmのn型トランジスタ420を及び
第一層間絶縁層131を形成した後に、Al合金層をス
パッタ法により堆積し、リソグラフィによるパターニン
グ及び CF4系のエッチングにより第一配線層141を
形成する。このとき、第一配線層141の配線パターン
には何ら制限を設けず、また第二の実施例のようなスリ
ット部も設けない。従って図7に示されるように、ゲー
ト上部には配線が全面にわたって存在している。
As in the first embodiment, an n-type transistor 420 having a gate length of 20 μm and a first interlayer insulating layer 131 are formed on a silicon substrate 410, and then an Al alloy layer is deposited by a sputtering method and lithography is performed. The first wiring layer 141 is formed by patterning and CF 4 -based etching. At this time, there is no restriction on the wiring pattern of the first wiring layer 141, and no slit portion as in the second embodiment is provided. Therefore, as shown in FIG. 7, the wiring exists over the entire surface of the gate.

【0034】次いでAl合金層をスパッタ法により堆積
し、リソグラフィによるパターニング及び CF4系のエ
ッチングにより第二配線層142を形成する。第二配線
層142についても、第一配線層141と同じく特に制
限を設けない。さらに第三層間絶縁層133を形成し、
すべての層の積層工程を終了する。
Next, an Al alloy layer is deposited by a sputtering method, and a second wiring layer 142 is formed by lithography patterning and CF 4 -based etching. The second wiring layer 142 is not particularly limited as in the first wiring layer 141. Further, a third interlayer insulating layer 133 is formed,
The stacking process of all layers is completed.

【0035】積層工程終了後、実施例1と同様の水素化
熱処理を行う。
After the lamination step, the same hydrogenation heat treatment as in the first embodiment is performed.

【0036】上記実施例1、実施例2及び比較例におい
て得られた各N型半導体装置について、IOH、IP
U、及びIPDそれぞれの回路における電流値をテスタ
により測定し、その結果を図8の表に示した。実施例1
では比較例に対して電流値が大幅に上昇し、水素化熱処
理による電気的特性の改善効果が顕著である。また、実
施例2においても電流値が上昇し、電気的特性の改善効
果が見られる。実施例2における効果は実施例1に比較
すると小さいが、配線パターンの制限を最小限にとどめ
ることが可能である点で実施例1よりも優れている。
With respect to each of the N-type semiconductor devices obtained in Example 1, Example 2 and Comparative Example, IOH and IP
The current values in the U and IPD circuits were measured by a tester, and the results are shown in the table of FIG. Example 1
In this case, the current value is significantly increased as compared with the comparative example, and the effect of improving the electrical characteristics by the hydrogenation heat treatment is remarkable. Further, also in Example 2, the current value increases, and an effect of improving the electrical characteristics is observed. The effect of the second embodiment is smaller than that of the first embodiment, but is superior to the first embodiment in that the restriction on the wiring pattern can be minimized.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、すべての
層を形成した後に、しかも新たに半導体基板を露出する
ことなく、効果的かつ効率的に水素化熱処理を行うこと
が可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to carry out the hydrogenation heat treatment effectively and efficiently after forming all the layers and without exposing the semiconductor substrate newly. .

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

【図1】本発明の半導体装置第一の実施形態における上
面図である。
FIG. 1 is a top view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の半導体装置第一の実施形態における側
面図である。
FIG. 2 is a side view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の半導体装置第二の実施形態における上
面図である。
FIG. 3 is a top view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例1により得られるn型半導体装
置の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the n-type semiconductor device obtained according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例1における配線パターンの説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a wiring pattern according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例2における配線パターンの説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a wiring pattern according to a second embodiment of the present invention.

【図7】比較例におけるn型半導体装置の断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view of an n-type semiconductor device according to a comparative example.

【図8】各実施例及び比較例におけるN型半導体装置の
電気的特性の測定結果を示す表である。
FIG. 8 is a table showing measurement results of electrical characteristics of N-type semiconductor devices in each of Examples and Comparative Examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 半導体装置 110 半導体基板 120 トランジスタ 121 ゲート 131〜133 層間絶縁層 141〜142 配線層 310 スリット部 400 n型半導体装置 410 シリコン基板 420 n型トランジスタ REFERENCE SIGNS LIST 100 semiconductor device 110 semiconductor substrate 120 transistor 121 gate 131-133 interlayer insulating layer 141-142 wiring layer 310 slit portion 400 n-type semiconductor device 410 silicon substrate 420 n-type transistor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多層配線を有する半導体装置において、
各配線層が長チャネルトランジスタのゲート上部以外に
配置された構造を有することを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device having a multilayer wiring,
A semiconductor device having a structure in which each wiring layer is arranged other than above a gate of a long channel transistor.
【請求項2】 多層配線を有する半導体装置の各配線層
が、少なくとも長チャネルトランジスタのゲート上部に
おいてスリット部を設けてなる構造を有することを特徴
とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein each wiring layer of the semiconductor device having a multi-layer wiring has a structure in which a slit is provided at least above a gate of a long channel transistor.
【請求項3】 多層配線層を有する半導体装置の製造工
程において、各配線層を長チャネルトランジスタのゲー
ト上部を避けて配置し、かつすべての積層工程終了後に
水素化熱処理を行うことを特徴とする半導体装置製造方
法。
3. In a manufacturing process of a semiconductor device having a multi-layered wiring layer, each wiring layer is arranged so as to avoid an upper part of a gate of a long-channel transistor, and hydrogenation heat treatment is performed after completion of all the laminating steps. Semiconductor device manufacturing method.
【請求項4】 多層配線層を有する半導体装置の製造工
程において、少なくとも長チャネルトランジスタのゲー
ト上部において各配線層にスリット部を設け、かつすべ
ての積層工程終了後に水素化熱処理を行うことを特徴と
する半導体装置製造方法。
4. In a manufacturing process of a semiconductor device having a multilayer wiring layer, a slit portion is provided in each wiring layer at least above a gate of a long channel transistor, and a hydrogenation heat treatment is performed after all the laminating steps are completed. Semiconductor device manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005327799A (en) * 2004-05-12 2005-11-24 Sanyo Electric Co Ltd Manufacturing method of semiconductor device

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