JPH0567613A - Multilayer wiring member and formation thereof - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To reduce the alloying reaction of a laminated wire, and to lower the resistance value of the laminated wiring. CONSTITUTION:In the multilayer wiring member having a laminated wiring 4, a high melting point metal oxide layer (WOx layer or TiOx layer) 4B and an aluminum oxide layer (AlOx layer) 4C are sucessively constituted between the high melting point metal layer or its alloy layer (W layer or TiW layer) 4A of the laminated wiring 4 and an aluminum layer or an aluminum alloy layer 4D.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、配線形成技術に関し、
特に、積層構造の配線を有する多層配線形成技術に適用
して有効な技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring forming technique,
In particular, the present invention relates to a technique which is effectively applied to a technique for forming a multilayer wiring having a wiring having a laminated structure.

【０００２】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置で使用される配線と
して、高融点金属層若しくはその合金層の表面上に、ア
ルミニウム層若しくはその合金層を積層した積層構造の
配線が使用される傾向にある。高融点金属層は例えばＷ
層が使用され、高融点金属合金層は例えばＴｉＷ層が使
用される。アルミニウム合金層は、例えばＳｉが添加さ
れるＡｌ−Ｓｉ合金層、Ｓｉ及びＣｕが添加されるＡｌ
−Ｃｕ−Ｓｉ合金層のいずれかが使用される。2. Description of the Related Art As a wiring used in a semiconductor integrated circuit device, a wiring having a laminated structure in which an aluminum layer or its alloy layer is laminated on the surface of a refractory metal layer or its alloy layer tends to be used. The refractory metal layer is, for example, W
For example, a TiW layer is used as the refractory metal alloy layer. The aluminum alloy layer is, for example, an Al-Si alloy layer to which Si is added, an Al to which Si and Cu are added.
Any of the -Cu-Si alloy layers is used.

【０００３】この積層構造の配線は、電流ストレスに起
因するエレクトロマイグレ−ション耐性を高め、又保護
膜の応力に起因するストレスマイグレ−ションを高め、
特に断線不良に対する信頼性を向上できる特徴がある。The wiring of this laminated structure enhances electromigration resistance due to current stress, and stress migration due to stress of the protective film.
In particular, there is a feature that the reliability against disconnection failure can be improved.

【０００４】この種の積層構造の配線については、例え
ば、１９９０年 プロシ−ディングス セブンス イン
タ−ナショナル アイ・イ−・イ−・イ− ブイ・エル
・エス・アイ マルチレベル インタ−コネクション
コンファレンス、第１３３頁乃至第１４１頁（1990 PRO
CEEDINGS SEVENTH INTERNATIONAL IEEE VLSI MULTILEVE
L INTERCONNECTION CONFERENCE pp.133-141)に記載され
ている。この文献は、単層構造のアルミニウム合金配線
はエレクトロマイグレ−ションにより断線不良に至るこ
とが報告されている。また、これに対して、積層構造の
配線は、高融点金属の質量がアルミニウムに比べて大き
いので、エレクトロマイグレ−ションによる劣化が小さ
くなり、アルミニウム合金層が断線しても積層された高
融点金属層で接続されるので、高融点金属層の架橋効果
で延命され、配線自体としては断線しないことが報告さ
れている。Regarding the wiring of this type of laminated structure, for example, in 1990, Proceedings Seventh International Eye-I-Y-V-LSE Multi-level Interconnection.
Conference, pp. 133-141 (1990 PRO
CEEDINGS SEVENTH INTERNATIONAL IEEE VLSI MULTILEVE
L INTERCONNECTION CONFERENCE pp.133-141). This document reports that the aluminum alloy wiring having a single-layer structure leads to disconnection failure due to electromigration. On the other hand, in the wiring of the laminated structure, since the mass of the refractory metal is larger than that of aluminum, deterioration due to electromigration is reduced, and even if the aluminum alloy layer is broken, the laminated refractory metal is laminated. Since the layers are connected, it is reported that the refractory metal layer extends the life and the wiring itself does not break.

【０００５】また、前述の文献は、積層構造の配線は、
同様の効果により、ストレスマイグレ−ションに対して
も寿命を延ばせることが報告されている。In the above-mentioned document, the wiring of the laminated structure is
It has been reported that a similar effect can prolong the life even with stress migration.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】半導体集積回路装置に
おいては、半導体素子間や回路間の結線に際し、迂回配
線を低減し（交差配線を可能とし）、配線が配置される
占有面積を低減し、集積度を向上することを目的とし
て、多層配線構造が採用される。この多層配線構造の採
用に基づき、積層構造の配線（例えば、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓ
ｉ／ＴｉＷ）は、異なる配線層間に層間絶縁膜を介在
し、複数層の配線層に形成される。半導体集積回路装置
に２層配線構造が採用される場合、第１層目の積層構造
の配線、第２層目の積層構造の配線の夫々は下記に記載
する方法で形成される。In a semiconductor integrated circuit device, when connecting between semiconductor elements or between circuits, bypass wiring is reduced (cross wiring is enabled), and an occupied area in which wiring is arranged is reduced. A multilayer wiring structure is adopted for the purpose of improving the degree of integration. Based on the adoption of this multilayer wiring structure, wiring of a laminated structure (for example, Al-Cu-S
i / TiW) is formed in a plurality of wiring layers with an interlayer insulating film interposed between different wiring layers. When the two-layer wiring structure is adopted in the semiconductor integrated circuit device, each of the wiring of the first layer laminated structure and the wiring of the second layer laminated structure is formed by the method described below.

【０００７】半導体素子を構成する拡散層（単結晶珪素
基板の表面）に直接々続される第１層目の積層構造の配
線は、例えばスパッタ法でＴｉＷ層を堆積し、このＴｉ
Ｗ層上にスパッタ法でアルミニウム合金層を堆積し、こ
の後、このアルミニウム合金層及びＴｉＷ層をパターン
ニングすることで形成される。前記ＴｉＷ層の堆積後、
アルミニウム合金層の堆積前には約６５０［℃］、約３
０［分］の熱処理が行われ、第１層目の積層構造の配線
のＴｉＷ層と拡散層との間の接続部分の抵抗値が低減さ
れる。The wiring of the first layer, which is directly connected to the diffusion layer (the surface of the single crystal silicon substrate) that constitutes the semiconductor element, has a TiW layer deposited by, for example, a sputtering method.
It is formed by depositing an aluminum alloy layer on the W layer by sputtering and then patterning the aluminum alloy layer and the TiW layer. After deposition of the TiW layer,
About 650 [° C], about 3 before deposition of the aluminum alloy layer
The heat treatment for 0 [minutes] is performed, and the resistance value of the connection portion between the TiW layer and the diffusion layer of the wiring of the first layer laminated structure is reduced.

【０００８】前記第１層目の積層構造の配線間を相互に
接続する第２層目の積層構造の配線は、同様に、スパッ
タ法でＴｉＷ層を堆積し、このＴｉＷ層上にスパッタ法
でアルミニウム合金層を堆積し、この後、これらをパタ
ーンニングすることで形成される。第２層目の積層構造
の配線は、基本的には拡散層に直接々続されないので、
ＴｉＷ層を堆積した後に接続部分の抵抗値を低減するこ
とを目的とした熱処理は行われない。Similarly, for the wiring of the second layer laminated structure for interconnecting the wirings of the first layer laminated structure, a TiW layer is similarly deposited by the sputtering method, and the TiW layer is sputtered on the TiW layer. It is formed by depositing an aluminum alloy layer and then patterning them. Since the wiring of the laminated structure of the second layer is basically not directly connected to the diffusion layer,
After depositing the TiW layer, no heat treatment for reducing the resistance value of the connection portion is performed.

【０００９】前記第１層目の積層構造の配線と第２層目
の積層構造の配線との間に形成される層間絶縁膜とし
て、例えば、表面を平担化するために、回転塗布法で塗
布した酸化珪素層を使用する場合、この酸化珪素層に熱
処理（ベーク処理）が施される。この熱処理は、酸化珪
素層の膜質を高めることを目的として、約４００〜４５
０［℃］、約１［時間］で行われる。As an interlayer insulating film formed between the wiring of the first-layer laminated structure and the wiring of the second-layer laminated structure, for example, a spin coating method is used to flatten the surface. When using the applied silicon oxide layer, the silicon oxide layer is subjected to heat treatment (baking treatment). This heat treatment is performed for the purpose of improving the film quality of the silicon oxide layer by about 400-45.
It is performed at 0 [° C.] and about 1 [hour].

【００１０】また、第２層目の積層構造の配線が形成さ
れた後、通常、製造プロセス中に行われるスパッタ処
理、ドライエッチング処理等で発生するダメージを回復
する目的で、熱処理が行われる。この熱処理は、水素雰
囲気中若しくは水素を含んだガス雰囲気中で、約４００
〜４５０［℃］、約３０［分］で行われる（所謂水素ア
ニール）。After the wiring having the second layered structure is formed, a heat treatment is usually performed for the purpose of recovering damage caused by the sputtering process, the dry etching process and the like performed during the manufacturing process. This heat treatment is performed in a hydrogen atmosphere or a gas atmosphere containing hydrogen for about 400 times.
It is performed at about 450 [° C.] and about 30 [minutes] (so-called hydrogen annealing).

【００１１】いずれの熱処理も、第１層目の積層構造の
配線のアルミニウム合金層、若しくは第２層目の積層構
造の配線のアルミニウム合金層を形成した後に行われ、
これらのアルミニウム合金層が溶融しない条件下、アル
ミニウムヒルロックが発生しない条件下等、つまり前述
の低温度で行われる。Any of the heat treatments is performed after forming the aluminum alloy layer of the wiring of the first layer laminated structure or the aluminum alloy layer of the wiring of the second layer laminated structure,
The conditions are such that these aluminum alloy layers do not melt, conditions under which aluminum hillock does not occur, that is, the above-mentioned low temperature.

【００１２】しかしながら、これらの熱処理に基づき、
第１層目、第２層目の夫々の積層構造の配線のＴｉＷ層
のＴｉ、Ｗ、アルミニウム合金層のＡｌの夫々が反応
し、３元化合物を生成し、この積層構造の配線の抵抗値
が増大するという問題点が発生した。この抵抗値の増大
は、信号の遅延を引き起し、半導体集積回路装置に搭載
された回路システムの動作速度を低下する。However, based on these heat treatments,
Each of Ti and W of the TiW layers of the wirings of the first and second layers has a reaction to react with each other of Ti and W of the aluminum alloy layer to generate a ternary compound. There was a problem that This increase in the resistance value causes a signal delay and reduces the operating speed of the circuit system mounted on the semiconductor integrated circuit device.

【００１３】本発明の目的は、下記のとおりである。The objects of the present invention are as follows.

【００１４】（１）積層構造の配線を有する多層配線部
材において、前記積層構造の配線の合金化反応を低減
し、この積層構造の配線の抵抗値を低減する。(1) In a multilayer wiring member having a wiring of a laminated structure, the alloying reaction of the wiring of the laminated structure is reduced, and the resistance value of the wiring of this laminated structure is reduced.

【００１５】（２）前記目的（１）を達成するととも
に、前記積層構造の配線の各層の接着性を高め、積層構
造の配線の信頼性を向上する。(2) The object (1) is achieved, and the adhesiveness of each layer of the wiring of the laminated structure is enhanced to improve the reliability of the wiring of the laminated structure.

【００１６】（３）前記目的（２）を達成するととも
に、前記積層構造の配線のマイグレーション耐性を向上
し、積層構造の配線の信頼性を向上する。(3) The object (2) is achieved, the migration resistance of the wiring of the laminated structure is improved, and the reliability of the wiring of the laminated structure is improved.

【００１７】（４）積層構造の配線を有する多層配線部
材の形成方法において、形成プロセスの工程数を低減す
る。(4) In the method of forming a multi-layer wiring member having wiring of a laminated structure, the number of steps of the formation process is reduced.

【００１８】（５）積層構造の配線を有する多層配線部
材の形成方法において、形成時間を短縮する。(5) In the method of forming a multilayer wiring member having wiring of a laminated structure, the forming time is shortened.

【００１９】（６）積層構造の配線を有する多層配線部
材の形成方法において、形成プロセスの信頼性を向上す
る。(6) The reliability of the forming process is improved in the method of forming a multilayer wiring member having wiring of a laminated structure.

【００２０】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【００２１】[0021]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記のとおりである。Among the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

【００２２】（１）高融点金属若しくはその合金で形成
された下部配線層の上部にアルミニウム若しくはその合
金で形成された上部配線層を積層した積層構造の配線を
有する多層配線部材において、前記配線の下部配線層と
上部配線層との間に、前記下部配線層から上部配線層に
向って、高融点金属の酸化物層、トンネル電流が流れる
膜厚に設定されるアルミニウムの酸化物層の夫々を順次
構成する。前記下部配線層はＷ若しくはＴｉＷ、高融点
金属の酸化物層はＷＯχ若しくはＴｉＯχ、アルミニウ
ムの酸化物層はＡｌＯχ、上部配線層はＡｌ、Ａｌ−Ｓ
ｉ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ若しくはＡｌ−Ｐｄ−Ｓｉの夫々
で構成される。また、前記アルミニウムの酸化物層は３
〜１０［ｎｍ］の範囲の膜厚で構成される。(1) In a multilayer wiring member having wiring of a laminated structure in which an upper wiring layer made of aluminum or its alloy is laminated on a lower wiring layer made of refractory metal or its alloy, Between the lower wiring layer and the upper wiring layer, from the lower wiring layer to the upper wiring layer, an oxide layer of a refractory metal and an aluminum oxide layer having a film thickness at which a tunnel current flows are respectively formed. Configure sequentially. The lower wiring layer is W or TiW, the refractory metal oxide layer is WOχ or TiOχ, the aluminum oxide layer is AlOχ, and the upper wiring layer is Al or Al-S.
i, Al-Si-Cu, or Al-Pd-Si. Also, the aluminum oxide layer is 3
The film thickness is in the range of -10 [nm].

【００２３】（２）高融点金属若しくはその合金で形成
された下部配線層の上部にアルミニウム若しくはその合
金で形成された上部配線層を積層した積層構造の配線を
有する多層配線部材の形成方法において、前記配線の下
部配線層を形成する工程と、酸素を含むガス雰囲気中で
前記下部配線層の表面上に高融点金属の酸化物層を形成
する工程と、この高融点金属の酸化物層の表面上に上部
配線層を形成するとともに、この上部配線層とその下層
の高融点金属の酸化物層との間の界面にアルミニウムの
酸化物層を形成する工程とを備える。(2) In a method of forming a multilayer wiring member having a wiring of a laminated structure in which an upper wiring layer made of aluminum or its alloy is laminated on a lower wiring layer made of refractory metal or its alloy, Forming a lower wiring layer of the wiring, forming a refractory metal oxide layer on the surface of the lower wiring layer in a gas atmosphere containing oxygen, and the surface of the refractory metal oxide layer Forming an upper wiring layer on the upper surface, and forming an aluminum oxide layer at an interface between the upper wiring layer and a refractory metal oxide layer therebelow.

【００２４】（３）前記手段（２）の配線の高融点金属
の酸化物層を形成する工程は、酸素を含むガス雰囲気中
において酸素ラジカル又は酸素イオンを発生する、プラ
ズマ放電若しくはマイクロ波放電が併用される。(3) In the step of forming the refractory metal oxide layer of the wiring of the means (2), plasma discharge or microwave discharge for generating oxygen radicals or oxygen ions in a gas atmosphere containing oxygen is used. Used together.

【００２５】（４）前記手段（２）又は手段（３）の配
線の下部配線層の表面上に高融点金属の酸化物層を形成
する工程、上部配線層を形成する工程の夫々は、同一真
空系内において、連続して行われる。(4) The step of forming the refractory metal oxide layer on the surface of the lower wiring layer of the wiring of the means (2) or the means (3) and the step of forming the upper wiring layer are the same. It is continuously performed in a vacuum system.

【００２６】[0026]

【作用】上述した手段（１）によれば、下記の作用効果
が得られる。According to the above-mentioned means (1), the following operational effects can be obtained.

【００２７】（Ａ）前記配線の下部配線層と上部配線層
との間に構成された高融点金属の酸化物層は、導電性を
有し、下部配線層の高融点金属と上部配線層のアルミニ
ウムとの間の原子の相互拡散に対するバリア性を有する
ので、前記高融点金属とアルミニウムとの間の合金化反
応を防止し、配線の抵抗値を低減できる。(A) The refractory metal oxide layer formed between the lower wiring layer and the upper wiring layer of the wiring has conductivity, and the refractory metal of the lower wiring layer and that of the upper wiring layer are electrically conductive. Since it has a barrier property against mutual diffusion of atoms with aluminum, the alloying reaction between the refractory metal and aluminum can be prevented, and the resistance value of the wiring can be reduced.

【００２８】（Ｂ）前記配線の下部配線層と上部配線層
との間に構成されたアルミニウムの酸化物層は、トンネ
ル電流が流れる膜厚に設定されるため導電性を有すると
ともに、前記高融点金属の酸化物層に比べて、下部配線
層の高融点金属と上部配線層のアルミニウムとの間の原
子の相互拡散に対する高いバリア性を有するので、前記
高融点金属とアルミニウムとの間の合金化反応を防止
し、配線の抵抗値を低減できる。(B) The aluminum oxide layer formed between the lower wiring layer and the upper wiring layer of the wiring has conductivity because it is set to a film thickness through which a tunnel current flows, and has a high melting point. As compared with the metal oxide layer, it has a high barrier property against interdiffusion of atoms between the refractory metal of the lower wiring layer and the aluminum of the upper wiring layer. The reaction can be prevented and the resistance value of the wiring can be reduced.

【００２９】（Ｃ）前記作用効果（Ａ）の高融点金属の
酸化物層は、下層の下部配線層に同種の高融点金属が存
在し、この下部配線層との接着性が高く、同様に、上層
のアルミニウムの酸化物層に同種の酸素が存在し、この
アルミニウムの酸化物層との接着性が高いので、配線の
各層の剥離を防止し、配線の信頼性を向上できる。(C) In the refractory metal oxide layer of the above-mentioned function and effect (A), the same kind of refractory metal exists in the lower lower wiring layer, and the adhesiveness with this lower wiring layer is high. Since the same type of oxygen is present in the upper aluminum oxide layer and has high adhesiveness with the aluminum oxide layer, peeling of each layer of the wiring can be prevented and the reliability of the wiring can be improved.

【００３０】（Ｄ）前記作用効果（Ｂ）のアルミニウム
の酸化物層は、下層の高融点金属の酸化物層に同種の酸
素が存在し、この高融点金属の酸化物層との接着性が高
く、同様に、上層の上部配線層に同種のアルミニウムが
存在し、この上部配線層との接着性が高いので、配線の
各層の剥離を防止し、配線の信頼性を向上できる。(D) In the aluminum oxide layer of the above action and effect (B), oxygen of the same kind is present in the lower refractory metal oxide layer, and the adhesiveness with the refractory metal oxide layer is high. Similarly, since aluminum of the same kind is present in the upper wiring layer of the upper layer and the adhesiveness with this upper wiring layer is high, peeling of each layer of the wiring can be prevented and the reliability of the wiring can be improved.

【００３１】（Ｅ）前記作用効果（Ｄ）に基づき、配線
の上部配線層のアルミニウム結晶粒を下層のアルミニウ
ムの酸化物層で固着し、上部配線層の配線長方向（電子
の流れる方向）へのアルミニウム原子の結晶粒界に沿っ
た移動を抑制できるので、エレクトロマイグレーション
耐性を向上し、配線の信頼性を向上できる。(E) Based on the action and effect (D), the aluminum crystal grains of the upper wiring layer of the wiring are fixed by the lower aluminum oxide layer, and the wiring is moved in the wiring length direction of the upper wiring layer (the direction in which electrons flow). Since it is possible to suppress the movement of the aluminum atom along the crystal grain boundary, it is possible to improve the electromigration resistance and the reliability of the wiring.

【００３２】上述した手段（２）によれば、前記配線の
下部配線層の表面上に、この下部配線層の一部の高融点
金属を利用し、酸化処理を施すだけで高融点金属の酸化
物層を形成でき、この高融点金属の酸化物層の表面上
に、この高融点金属の酸化物層の酸素及び上部配線層の
アルミニウムを利用し、アルミニウムの酸化物層を形成
できるので、単純に高融点金属の酸化物層、アルミニウ
ムの酸化物層の夫々を堆積する場合に比べて、多層配線
部材の形成プロセスの工程数を低減できる。According to the above-mentioned means (2), a part of the refractory metal of the lower wiring layer is used on the surface of the lower wiring layer of the wiring, and the refractory metal is oxidized only by the oxidation treatment. Of the refractory metal oxide and aluminum of the upper wiring layer can be used on the surface of the refractory metal oxide layer to form the aluminum oxide layer. Compared with the case of depositing each of the refractory metal oxide layer and the aluminum oxide layer, the number of steps in the process of forming the multilayer wiring member can be reduced.

【００３３】上述した手段（３）によれば、前記配線の
下部配線層の高融点金属とガス雰囲気中に含まれる酸素
との反応速度がラジカル反応又はイオン反応により速め
られるので、高融点金属の酸化物層の成長速度を速め、
多層配線部材の形成時間を短縮できる。According to the above-mentioned means (3), the reaction rate of the refractory metal of the lower wiring layer of the wiring with oxygen contained in the gas atmosphere is accelerated by the radical reaction or the ionic reaction. Increase the growth rate of the oxide layer,
The formation time of the multilayer wiring member can be shortened.

【００３４】上述した手段（４）によれば、前記高融点
金属の酸化物層を形成した後、この高融点金属の酸化物
層の表面が大気に触れないので、高融点金属の酸化物層
の表面の清浄度が高く、高融点金属の酸化物層の表面上
に膜質の良好なアルミニウムの酸化物層を形成できる。According to the above-mentioned means (4), after the refractory metal oxide layer is formed, the surface of the refractory metal oxide layer does not come into contact with the atmosphere. It has a high surface cleanliness and can form an aluminum oxide layer having a good film quality on the surface of the refractory metal oxide layer.

【００３５】以下、本発明の構成について、２層配線構
造の各配線層に配置される配線に積層構造が採用される
半導体集積回路装置に、本発明を適用した一実施例とと
もに説明する。The structure of the present invention will be described below with reference to an embodiment in which the present invention is applied to a semiconductor integrated circuit device in which a laminated structure is adopted for wirings arranged in each wiring layer of a two-layer wiring structure.

【００３６】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【００３７】[0037]

【実施例】本発明の一実施例である２層配線構造を有す
る半導体集積回路装置の構成について、図１（要部断面
図）を使用し、簡単に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of a semiconductor integrated circuit device having a two-layer wiring structure according to an embodiment of the present invention will be briefly described with reference to FIG. 1 (main part sectional view).

【００３８】図１に示すように、半導体集積回路装置は
単結晶珪素からなる半導体基板１を主体に構成される。
この半導体基板１の主面（素子形成面）には、図示しな
いが、素子分離絶縁膜（フィールド絶縁膜）２で周囲を
規定された活性領域内において、ＭＩＳＦＥＴ等の半導
体素子が構成される。As shown in FIG. 1, the semiconductor integrated circuit device is mainly composed of a semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon.
Although not shown, on the main surface (element formation surface) of the semiconductor substrate 1, a semiconductor element such as a MISFET is formed in an active region whose periphery is defined by an element isolation insulating film (field insulating film) 2.

【００３９】前記半導体集積回路装置は半導体基板１の
主面上に第１層目積層配線４、第２層目積層配線８の夫
々が順次積層された２層配線構造が採用される。The semiconductor integrated circuit device employs a two-layer wiring structure in which the first layer laminated wiring 4 and the second layer laminated wiring 8 are sequentially laminated on the main surface of the semiconductor substrate 1.

【００４０】第１層目積層配線４は、複数個の半導体素
子間を相互に電気的に接続することを主目的として構成
され、半導体素子を被覆する層間絶縁膜３の上部に配置
される。第１層目積層配線４は、図示しないが、層間絶
縁膜３に形成された接続孔を通して半導体素子例えばＭ
ＩＳＦＥＴのソース領域やドレイン領域の表面に接続さ
れる。The first-layer laminated wiring 4 is formed mainly for the purpose of electrically connecting a plurality of semiconductor elements to each other, and is arranged above the interlayer insulating film 3 covering the semiconductor elements. Although not shown, the first-layer laminated wiring 4 has a semiconductor element such as M through a connection hole formed in the interlayer insulating film 3.
It is connected to the surface of the source and drain regions of the ISFET.

【００４１】前記第１層目積層配線４は、下層から上層
に向って、ＴｉＷ層（高融点金属合金層）４Ａ、ＴｉＯ
χ層（高融点金属の酸化物層）４Ｂ、ＡｌＯχ層（アル
ミニウムの酸化物層）４Ｃ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層（アル
ミニウム合金層）４Ｄの夫々を順次積層した、少なくと
も４層構造で構成される。In the first layer laminated wiring 4, the TiW layer (high melting point metal alloy layer) 4A and TiO are arranged from the lower layer to the upper layer.
A χ layer (refractory metal oxide layer) 4B, an AlO χ layer (aluminum oxide layer) 4C, and an Al-Cu-Si layer (aluminum alloy layer) 4D are laminated in this order to form at least a four-layer structure. It

【００４２】第１層目積層配線４の最下層となるＴｉＷ
層４Ａは、最上層となるＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄがエレ
クトロマイグレーション現象で断線した場合に、この断
線個所を電気的に接続し、第１層目積層配線４の信頼性
を向上できる（エレクトロマイグレーション耐性を向上
できる）。また、ＴｉＷ層４Ａは、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層
４ＤのＡｌ結晶粒の成長を抑制し、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層
４Ｄの配線幅方向に横切るＡｌ結晶粒界を低減し、スト
レスマイグレーション耐性を向上できる。また、ＴｉＷ
層４Ａは、半導体素子のソース領域やドレイン領域のＳ
ｉとＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４ＤのＡｌとの相互拡散に基づ
くアロイスパイク耐性を向上できる。TiW which is the lowermost layer of the first layer laminated wiring 4
When the uppermost Al-Cu-Si layer 4D is disconnected due to an electromigration phenomenon, the layer 4A electrically connects the disconnection points and can improve the reliability of the first layer laminated wiring 4 (electro Migration resistance can be improved). Further, the TiW layer 4A suppresses the growth of Al crystal grains of the Al-Cu-Si layer 4D, reduces the Al crystal grain boundaries that cross the Al-Cu-Si layer 4D in the wiring width direction, and improves the stress migration resistance. it can. Also, TiW
The layer 4A is an S layer of the source region and the drain region of the semiconductor element.
The alloy spike resistance based on the mutual diffusion of i and Al of the Al-Cu-Si layer 4D can be improved.

【００４３】前記ＴｉＷ層４Ａは、スパッタ法、ＣＶＤ
法、若しくは双方を組合せて堆積し、例えば１８０〜２
２０［ｎｍ］の膜厚で形成する。第１層目積層配線４の
最下層は、ＴｉＷ層４Ａに限定されず、Ｗ層（高融点金
属層）に変えてもよい。The TiW layer 4A is formed by sputtering or CVD.
Method or a combination of both methods, for example, 180 to 2
It is formed with a film thickness of 20 [nm]. The lowermost layer of the first layer laminated wiring 4 is not limited to the TiW layer 4A and may be replaced with a W layer (high melting point metal layer).

【００４４】前記ＴｉＯχ（χ＝１〜６の範囲を使用
し、特に本実施例においてはχ＝２〜３を使用する）層
４Ｂは、導電性を有し、下層のＴｉＷ層４ＡのＴｉ又は
Ｗと上層のＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４ＤのＡｌとの相互拡散
に対するバリア性を有する。また、ＴｉＯχ層４Ｂは、
下層のＴｉＷ層４Ａに同種のＴｉが存在するので、この
ＴｉＷ層４Ａとの接着性が高く、上層のＡｌＯχ層４Ｃ
に同種のＯ₂ が存在するので、このＡｌＯχ層４Ｃとの
接着性が高い。The TiO χ (using a range of χ = 1 to 6, particularly χ = 2 to 3 in this embodiment) layer 4B has conductivity, and Ti or Ti of the lower TiW layer 4A is used. It has a barrier property against mutual diffusion between W and Al of the upper Al-Cu-Si layer 4D. Further, the TiOχ layer 4B is
Since the same type of Ti is present in the lower TiW layer 4A, the adhesiveness with the TiW layer 4A is high, and the upper AlOχ layer 4C is high.
Since the same type of O ₂ exists in the AlO χ layer 4C, the adhesiveness to the AlOχ layer 4C is high.

【００４５】ＴｉＯχ層４Ｂは、後述するが、熱酸化処
理等を使用し、下層のＴｉＷ層４ＡのＴｉを利用するこ
とで形成され、例えば８〜１２［ｎｍ］の膜厚で形成す
る。第１層目積層配線４の最下層をＷ層とした場合は、
このＴｉＯχ層４ＢはＷＯχ（同様に、χ＝１〜６の範
囲を使用し、特にχ＝２〜３を使用する）層に変え、こ
のＷＯχ層はＴｉＯχ層４Ｂと同等の膜厚で形成され
る。As will be described later, the TiOχ layer 4B is formed by using thermal oxidation treatment or the like and utilizing Ti of the lower TiW layer 4A, and has a film thickness of 8 to 12 [nm], for example. When the lowermost layer of the first layer laminated wiring 4 is the W layer,
The TiOχ layer 4B is changed to a WOχ layer (also using a range of χ = 1 to 6, particularly χ = 2 to 3), and the WOχ layer is formed with the same film thickness as the TiOχ layer 4B. It

【００４６】前記ＡｌＯχ（χ＝１〜２の範囲を使用す
る）層４Ｃは下層のＴｉＷ層４ＡのＴｉ又はＷと上層の
Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４ＤのＡｌとの相互拡散に対するバ
リア性を有する。このＡｌＯχ層４Ｃのバリア性はＴｉ
Ｏχ層４Ｂのバリア性に対して高い。ＡｌＯχ層４Ｃ
は、トンネル電流が流れる薄膜例えば３〜１０［ｎｍ］
の薄膜で形成され、導電性が確保される。また、ＡｌＯ
χ層４Ｃは、ＴｉＯχ層４Ｂと同様に、下層のＴｉＯχ
層４Ｂに同種のＯ₂ が存在するので、このＴｉＯχ層４
Ｂとの接着性が高く、上層のＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄに
同種のＡｌが存在するので、このＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４
Ｄとの接着性が高い。この結果、ＡｌＯχ層４Ｃは、Ａ
ｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４ＤのＡｌ結晶粒界を固着でき、エレ
クトロマイグレーション現象に基づく配線長方向（電子
の流れる方向に相当する）へのＡｌ原子の結晶粒界に沿
った移動によるＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄの断線不良を防
止できる。The AlO χ (using a range of χ = 1 to 2) layer 4C has a barrier property against interdiffusion between Ti or W of the lower TiW layer 4A and Al of the upper Al-Cu-Si layer 4D. .. The barrier property of this AlOχ layer 4C is Ti.
The barrier property of the Ox layer 4B is high. AlOχ layer 4C
Is a thin film through which a tunnel current flows, for example, 3 to 10 [nm]
It is formed of a thin film of and secures conductivity. In addition, AlO
The χ layer 4C is similar to the TiOχ layer 4B in that it is a lower TiOχ layer.
Since the same type of O ₂ is present in the layer 4B, this TiOχ layer 4
Since the adhesiveness with B is high and Al of the same type exists in the upper Al—Cu—Si layer 4D, the Al—Cu—Si layer 4
High adhesiveness with D. As a result, the AlOχ layer 4C is
The Al crystal grain boundaries of the 1-Cu-Si layer 4D can be fixed, and Al-Cu- due to movement of Al atoms along the crystal grain boundaries in the wiring length direction (corresponding to the electron flow direction) based on the electromigration phenomenon. It is possible to prevent disconnection failure of the Si layer 4D.

【００４７】ＡｌＯχ層４Ｃは、後述するが、ＴｉＯχ
層４Ｂの表面上にＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄを堆積するこ
とにより、このＴｉＯχ層４ＢとＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４
Ｄとの間の界面に非常に薄い膜厚で形成される。The AlOχ layer 4C will be described later, but TiOχ
By depositing the Al-Cu-Si layer 4D on the surface of the layer 4B, the TiOχ layer 4B and the Al-Cu-Si layer 4 are formed.
A very thin film is formed at the interface with D.

【００４８】前記第１層目積層配線４の最上層となるＡ
ｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄは、この第１層目積層配線４の電
流経路の主体（基本的に電流を流す部分）として形成さ
れ、半導体集積回路装置に搭載された回路システムの動
作速度の高速化を目的として抵抗値が小さいＡｌを主成
分として構成される。Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄに添加さ
れるＣｕはエレクトロマイグレーション耐性を向上で
き、Ｓｉはアロイスパイク耐性を向上できる。A which is the uppermost layer of the first layer laminated wiring 4
The 1-Cu-Si layer 4D is formed as a main body of the current path of the first layer laminated wiring 4 (basically a portion through which a current flows), and has a high operating speed of a circuit system mounted in the semiconductor integrated circuit device. For the purpose of conversion, it is composed mainly of Al having a small resistance value. Cu added to the Al-Cu-Si layer 4D can improve electromigration resistance, and Si can improve alloy spike resistance.

【００４９】Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄは、スパッタ法又
は蒸着法で堆積され、例えば６００〜１０００［ｎｍ］
の膜厚で形成される。第１層目積層配線４の最上層は、
Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄに変えて、Ａｌ層、Ａｌ−Ｓｉ
層、Ａｌ−Ｐｄ−Ｓｉ層のいずれかを使用してもよい。The Al-Cu-Si layer 4D is deposited by a sputtering method or a vapor deposition method, and is, for example, 600 to 1000 [nm].
Is formed with a film thickness of. The uppermost layer of the first layer laminated wiring 4 is
Instead of the Al-Cu-Si layer 4D, an Al layer, Al-Si
Either a layer or an Al-Pd-Si layer may be used.

【００５０】第２層目積層配線８は、下層の複数本の第
１層目積層配線４間を相互に電気的に接続することを主
目的として構成され、第１層目積層配線４を被覆する層
間絶縁膜５の上部に配置される。第２層目積層配線８
は、層間絶縁膜５に形成された接続孔６の内部に埋込ま
れた中間導電層７を通して、第１層目積層配線４に接続
される。前記中間導電層７は、これに限定されないが、
接続孔６で発生する段差形状を緩和し、第２層目積層配
線８のステップカバレッジの向上を主目的として、選択
ＣＶＤ法で接続孔６内に選択的に形成されたＷで構成す
る。The second-layer laminated wiring 8 is constructed mainly for the purpose of electrically connecting the plurality of lower-layer first-layer laminated wirings 4 to each other, and covers the first-layer laminated wiring 4. Is disposed above the inter-layer insulation film 5. Second layer laminated wiring 8
Is connected to the first-layer laminated wiring 4 through the intermediate conductive layer 7 embedded in the connection hole 6 formed in the interlayer insulating film 5. The intermediate conductive layer 7 is not limited to this,
For the purpose of alleviating the step shape generated in the connection hole 6 and improving the step coverage of the second layer laminated wiring 8, the W is selectively formed in the connection hole 6 by the selective CVD method.

【００５１】前記第２層目積層配線８は、前記第１層目
積層配線４と実質的に同一構造で構成され、下層から上
層に向って、ＴｉＷ層８Ａ、ＴｉＯχ層８Ｂ、ＡｌＯχ
層８Ｃ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層８Ｄの夫々を順次積層し
た、少なくとも４層構造で構成される。The second layer laminated wiring 8 has substantially the same structure as the first layer laminated wiring 4, and the TiW layer 8A, the TiOχ layer 8B and the AlOχ layer are arranged from the lower layer to the upper layer.
The layer 8C and the Al-Cu-Si layer 8D are sequentially laminated to have at least a four-layer structure.

【００５２】図示しないが、前記第２層目積層配線８は
保護膜（ファイナルパッシベーション膜）例えばプラズ
マＣＶＤ法で堆積した窒化珪素膜、プラズマＣＶＤ法で
堆積した酸化珪素膜のいずれかの単層、若しくは双方を
積層して構成される。Although not shown, the second layer laminated wiring 8 is a single layer of a protective film (final passivation film) such as a silicon nitride film deposited by a plasma CVD method or a silicon oxide film deposited by a plasma CVD method, Alternatively, both are laminated.

【００５３】次に、前述の２層配線構造を備えた半導体
集積回路装置の形成方法について、図２乃至図６（各形
成工程毎に示す要部断面図）を使用し、簡単に説明す
る。Next, a method of forming the semiconductor integrated circuit device having the above-mentioned two-layer wiring structure will be briefly described with reference to FIGS. 2 to 6 (cross-sectional views of the essential part shown in each forming step).

【００５４】まず、単結晶珪素からなる半導体基板１を
用意し、この半導体基板１の主面の非活性領域に素子分
離絶縁膜２を形成するとともに、活性領域に半導体素子
を形成する。First, a semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon is prepared, an element isolation insulating film 2 is formed in a non-active region of the main surface of the semiconductor substrate 1, and a semiconductor element is formed in the active region.

【００５５】次に、前記半導体基板１の主面上の全域に
層間絶縁膜３を形成し、この後、前記層間絶縁膜３の所
定の領域に図示しない接続孔を形成する。Next, an interlayer insulating film 3 is formed on the entire main surface of the semiconductor substrate 1, and thereafter, a connection hole (not shown) is formed in a predetermined region of the interlayer insulating film 3.

【００５６】次に、図２に示すように、前記層間絶縁膜
３の表面の全域に第１層目積層配線４の最下層となるＴ
ｉＷ層４Ａを形成する。ＴｉＷ層４Ａは前述の条件下に
おいて形成される。このＴｉＷ層４Ａは、図示しない
が、層間絶縁膜３に形成された接続孔を通して半導体素
子に接続される。Next, as shown in FIG. 2, T which becomes the lowermost layer of the first layer laminated wiring 4 is formed over the entire surface of the interlayer insulating film 3.
The iW layer 4A is formed. The TiW layer 4A is formed under the above-mentioned conditions. Although not shown, the TiW layer 4A is connected to the semiconductor element through a connection hole formed in the interlayer insulating film 3.

【００５７】次に、図３に示すように、ＴｉＷ層４Ａの
表面上にそのＴｉ（若しくはＷ）とＯ₂ とで形成される
ＴｉＯχ層（若しくはＷＯχ層）４Ｂを形成する。Ｔｉ
Ｏχ層４Ｂは、例えば、窒素（Ｎ₂ ）又はアルゴン（Ａ
ｒ）を３００［cc/min］及びＯ₂ を３０［cc/min］流
し、圧力を１５０［Ｐａ］以下に保持した熱処理用炉体
内に、半導体基板１を挿入し、約４００〜５００［℃］
の熱処理温度で ０.１〜１［時間］保持することで形成
できる。ＴｉＯχ層４Ｂは前述した膜厚で形成する。Next, as shown in FIG. 3, a TiOχ layer (or WOχ layer) 4B formed of Ti (or W) and O ₂ is formed on the surface of the TiW layer 4A. Ti
The Oχ layer 4B is formed of, for example, nitrogen (N ₂ ) or argon (A
r) at 300 [cc / min] and O ₂ at 30 [cc / min], and the semiconductor substrate 1 is inserted into the furnace for heat treatment kept at a pressure of 150 [Pa] or less, and the temperature is about 400 to 500 [° C]. ]
It can be formed by holding at the heat treatment temperature of 0.1 to 1 [hour]. The TiOχ layer 4B is formed with the above-mentioned film thickness.

【００５８】次に、図４に示すように、前記ＴｉＯχ層
４Ｂの表面上にＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄを形成する。こ
のＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄを形成することにより、この
Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄとその下層のＴｉＯχ層４Ｂと
の間の界面にＡｌＯχ層４Ｃが形成される。前記Ａｌ−
Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄは前述の条件下において形成される。
また、ＡｌＯχ層４Ｃも同様に前述の条件下で形成され
る。このＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄを形成する工程によ
り、ＴｉＷ層４Ａ、ＴｉＯχ層４Ｂ、ＡｌＯχ層４Ｃ及
びＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄで形成される４層積層構造が
完成する。Next, as shown in FIG. 4, an Al-Cu-Si layer 4D is formed on the surface of the TiOχ layer 4B. By forming the Al-Cu-Si layer 4D, the AlOχ layer 4C is formed at the interface between the Al-Cu-Si layer 4D and the underlying TiOχ layer 4B. Al-
The Cu-Si layer 4D is formed under the above-mentioned conditions.
Further, the AlOχ layer 4C is similarly formed under the above-mentioned conditions. By the step of forming the Al-Cu-Si layer 4D, the four-layer laminated structure formed by the TiW layer 4A, the TiOχ layer 4B, the AlOχ layer 4C and the Al-Cu-Si layer 4D is completed.

【００５９】次に、図５に示すように、前記Ａｌ−Ｃｕ
−Ｓｉ層４Ｄ、ＡｌＯχ層４Ｃ、ＴｉＯχ層４Ｂ、Ｔｉ
Ｗ層４Ａの夫々に同一エッチングマスクを使用したパタ
ーンニングを施し、第１層目積層配線４を形成する。パ
ターンニングは例えばＲＩＥ等の異方性エッチングで行
う。Next, as shown in FIG.
-Si layer 4D, AlOx layer 4C, TiOx layer 4B, Ti
Patterning using the same etching mask is performed on each of the W layers 4A to form the first layer laminated wiring 4. The patterning is performed by anisotropic etching such as RIE.

【００６０】次に、前記第１層目積層配線４上を含む全
域に層間絶縁膜５を形成し、この後、前記層間絶縁膜５
の第１層目積層配線４の一部分上に接続孔６を形成す
る。前記層間絶縁膜５は、例えばその表面の平担化を目
的として、プラズマ励起ＣＶＤ技術で堆積した酸化珪素
膜、回転塗布法で塗布しベーク処理を施した酸化珪素
膜、プラズマ励起ＣＶＤ技術で堆積した酸化珪素膜の夫
々を順次積層した３層積層構造で形成される。この層間
絶縁膜５の中間層である酸化珪素膜の形成の際に行われ
るベーク処理は例えば４００〜４５０［℃］の温度で約
１［時間］行われる。Next, an interlayer insulating film 5 is formed on the entire area including the first layer laminated wiring 4, and then the interlayer insulating film 5 is formed.
The connection hole 6 is formed on a part of the first layer laminated wiring 4 of. The interlayer insulating film 5 is, for example, for the purpose of flattening its surface, a silicon oxide film deposited by a plasma-enhanced CVD technique, a silicon oxide film applied by a spin coating method and baked, and a plasma-enhanced CVD technique. The formed silicon oxide films are sequentially laminated to form a three-layer laminated structure. The baking process performed when forming the silicon oxide film which is the intermediate layer of the interlayer insulating film 5 is performed at a temperature of 400 to 450 [° C.] for about 1 [hour].

【００６１】次に、図６に示すように、前記接続孔６の
内部において、第１層目積層配線４の表面上に中間導電
層７を形成する。この中間導電層７は前述のように選択
ＣＶＤ法で堆積したＷで形成される。Next, as shown in FIG. 6, an intermediate conductive layer 7 is formed on the surface of the first layer laminated wiring 4 inside the connection hole 6. The intermediate conductive layer 7 is formed of W deposited by the selective CVD method as described above.

【００６２】次に、前述の第１層目積層配線４の形成方
法と実質的に同様に、前記図１に示すように、第２層目
積層配線８を形成する。Next, in substantially the same manner as the method for forming the first layer laminated wiring 4 described above, the second layer laminated wiring 8 is formed as shown in FIG.

【００６３】次に、図示しないが、前述の形成プロセス
中に行われるスパッタ処理、ドライエッチング処理等で
発生するダメージを回復する目的で、熱処理が行われ
る。この熱処理は、水素（Ｈ₂ ）雰囲気中若しくは水素
を含んだガス雰囲気中において、約４００〜４５０
［℃］、約３０［分］で行われる（所謂水素アニー
ル）。Next, although not shown, a heat treatment is performed for the purpose of recovering damage caused by the sputtering process, the dry etching process and the like performed during the above-mentioned formation process. This heat treatment is performed for about 400 to 450 in a hydrogen (H ₂ ) atmosphere or a gas atmosphere containing hydrogen.
It is performed at [° C.] and about 30 [minutes] (so-called hydrogen annealing).

【００６４】次に、第２層目積層配線８上を含む全域に
保護膜８を形成し、これら一連の製造工程を施すことに
より、本実施例の多層配線構造を有する半導体集積回路
装置は完成する。Next, the protective film 8 is formed on the entire area including the second layer laminated wiring 8 and the series of manufacturing steps are performed to complete the semiconductor integrated circuit device having the multilayer wiring structure of this embodiment. To do.

【００６５】また、前述の実施例において、第１層目積
層配線４のＴｉＯχ層４Ｂを形成する工程、第２層目積
層配線８のＴｉＯχ層８Ｂを形成する工程のいずれか
は、プラズマ放電若しくはマイクロ波放電を併用して行
ってもよい。Ｏ₂ を含む雰囲気中においてプラズマ放電
若しくはマイクロ波放電を使用すると、雰囲気中のＯ₂
が分解し酸素ラジカル、酸素イオンのいずれかを生成で
きる。この酸素ラジカル、酸素イオンは、ＴｉＷ層４Ａ
のＴｉ（又はＷ）との反応速度が速く、ＴｉＯχ層（Ｗ
Ｏχ層）４Ｂの成長速度を速くできる。In the above-described embodiment, either the step of forming the TiOχ layer 4B of the first layer laminated wiring 4 or the step of forming the TiOχ layer 8B of the second layer laminated wiring 8 is plasma discharge or You may perform it using microwave discharge together. When in an atmosphere containing O ₂ using plasma discharge or microwave discharge, O ₂ in the atmosphere
Can be decomposed to generate either oxygen radicals or oxygen ions. The oxygen radicals and oxygen ions are generated by the TiW layer 4A.
Reaction rate of Ti with Ti (or W) is high, and the TiOχ layer (W
The growth rate of the Ox layer) 4B can be increased.

【００６６】プラズマ放電は、例えば圧力が３０〜３０
０［Ｐａ］、 ０.１〜５００［ＭＨｚ］、１００〜５０
０［Ｗ］の高周波電力の夫々の条件下において使用す
る。また、マイクロ波放電は例えば圧力が１０〜５００
［Ｐａ］、１〜４［ＧＨｚ］、１００〜１０００［Ｗ］
の高周波電力の夫々の条件下において使用する。For plasma discharge, for example, the pressure is 30 to 30.
0 [Pa], 0.1-500 [MHz], 100-50
It is used under each condition of high frequency power of 0 [W]. The microwave discharge has a pressure of 10 to 500, for example.
[Pa], 1 to 4 [GHz], 100 to 1000 [W]
It is used under the respective conditions of high frequency power.

【００６７】また、前述の第１層目積層配線４のＴｉＯ
χ層４Ｂを形成する工程からＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄを
形成する工程まで、若しくは第２層目積層配線８のＴｉ
Ｏχ層８Ｂを形成する工程からＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層８Ｄ
を形成する工程までは、大気との接触を避ける目的で、
同一真空系内において連続処理として行ってもよい。真
空系内の最小限の真空度は、ＴｉＯχ層４Ｂの表面層を
清浄な状態に保持できる例えば１０~⁴〜１０~⁵［Ｐａ］
に設定される。真空系内の最大限の真空度は、Ａｌ−Ｃ
ｕ−Ｓｉ層４Ｄをスパッタ法で堆積する際に使用する
等、例えば１０~⁷〜１０~⁸［Ｐａ］に設定される。真空
系内は、すべての処理領域で一定の真空度を保持する必
要はなく、例えば処理領域で高い真空度を保持し、処理
領域間の搬送領域で低い真空度を保持すればよい。Further, the TiO of the first layer laminated wiring 4 described above is used.
From the step of forming the χ layer 4B to the step of forming the Al-Cu-Si layer 4D, or the Ti of the second layer laminated wiring 8
From the step of forming the Oχ layer 8B to the Al-Cu-Si layer 8D
Until the process of forming, to avoid contact with the atmosphere,
You may perform as a continuous process in the same vacuum system. The minimum degree of vacuum in the vacuum system is such that the surface layer of the TiOχ layer 4B can be maintained in a clean state, for example, 10 to ⁴ to 10 to ⁵ [Pa].
Is set to. The maximum degree of vacuum in the vacuum system is Al-C
etc. to use u-Si layer 4D in depositing by sputtering, is set to, for example, ^{10 ~ 7 ~10 ~ 8 [Pa} ]. In the vacuum system, it is not necessary to maintain a constant degree of vacuum in all the processing areas, for example, a high degree of vacuum may be maintained in the processing areas and a low degree of vacuum may be maintained in the transfer area between the processing areas.

【００６８】このように、本実施例によれば、下記の作
用効果が得られる。As described above, according to this embodiment, the following operational effects can be obtained.

【００６９】（１）ＴｉＷ層（又はＷ層）４Ａの上部に
Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層（又はＡｌ層、Ａｌ−Ｓｉ層若しく
はＡｌ−Ｐｄ−Ｓｉ層）４Ｄを積層した積層構造の第１
層目積層配線４（又は第２層目積層配線８、この場合は
ＴｉＷ層８Ａ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層８Ｄとなる）を有す
る半導体集積回路装置において、前記第１層目配線４の
ＴｉＷ層４ＡとＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄとの間に、前記
ＴｉＷ層４ＡからＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄに向って、Ｔ
ｉＯχ層（又はＷＯχ層）４Ｂ、トンネル電流が流れる
膜厚に設定されるＡｌＯχ層４Ｃの夫々を順次構成す
る。前記ＡｌＯχ層４Ｃは３〜１０［ｎｍ］の範囲の膜
厚で構成される。この構成により、下記の作用効果が得
られる。（Ａ）前記第１層目積層配線４のＴｉＷ層４Ａ
とＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄとの間に構成されたＴｉＯχ
層４Ｂは、導電性を有し、ＴｉＷ層４ＡのＴｉ又はＷと
Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４ＤのＡｌとの間の相互拡散に対す
るバリア性を有するので、前記Ｔｉ又はＷとＡｌとの間
の合金化反応を防止し、第１層目積層配線４の抵抗値を
低減できる。第２層目積層配線８についても以下の作用
効果を含めて同様である。（Ｂ）前記第１層目積層配線
４のＴｉＷ層４ＡとＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄとの間に構
成されたＡｌＯχ層４Ｃは、トンネル電流が流れる膜厚
に設定され導電性を有し、前記ＴｉＯχ層４Ｂに比べ
て、ＴｉＷ層４ＡのＴｉ又はＷとＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４
ＤのＡｌとの間の電子の相互拡散に対する高いバリア性
を有するので、前記Ｔｉ又はＷとＡｌとの間の合金化反
応を防止し、第１層目積層配線４の抵抗値を低減でき
る。（Ｃ）前記作用効果（Ａ）のＴｉＯχ層４Ｂは、下
層のＴｉＷ層４Ａに同種のＴｉが存在し、このＴｉＷ層
４Ａとの接着性が高く、同様に、上層のＡｌＯχ層４Ｃ
に同種のＯ₂が存在し、このＡｌＯχ層４Ｃとの接着性
が高いので、第１層目積層配線４の各層の剥離を防止
し、第１層目積層配線４の信頼性を向上できる。（Ｄ）
前記作用効果（Ｂ）のＡｌＯχ層４Ｃは、下層のＴｉＯ
χ層４Ｂに同種のＯ₂ が存在し、このＴｉＯχ層４Ｂと
の接着性が高く、同様に、上層のＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４
Ｄに同種のＡｌが存在し、このＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄ
との接着性が高いので、第１層目積層配線４の各層の剥
離を防止し、第１層目積層配線４の信頼性を向上でき
る。（Ｅ）前記作用効果（Ｄ）に基づき、第１層目積層
配線４のＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４ＤのＡｌ結晶粒を下層の
ＡｌＯχ層４Ｃで固着し、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄの配
線長方向（電子の流れる方向）へのＡｌ結晶粒の移動を
抑制できるので、エレクトロマイグレーション耐性を向
上し、第１層目積層配線４の信頼性を向上できる。(1) The first of the laminated structure in which the Al-Cu-Si layer (or Al layer, Al-Si layer or Al-Pd-Si layer) 4D is laminated on the TiW layer (or W layer) 4A.
In a semiconductor integrated circuit device having a first layer wiring 4 (or a second layer wiring 8, which is a TiW layer 8A and an Al-Cu-Si layer 8D in this case), a TiW layer of the first layer wiring 4 4A and the Al-Cu-Si layer 4D, T from the TiW layer 4A toward the Al-Cu-Si layer 4D.
The iOχ layer (or WOχ layer) 4B and the AlOχ layer 4C set to the film thickness at which the tunnel current flows are sequentially configured. The AlOχ layer 4C has a film thickness in the range of 3 to 10 [nm]. With this configuration, the following operational effects can be obtained. (A) TiW layer 4A of the first layer laminated wiring 4
Formed between the Al-Cu-Si layer 4D and the Al-Cu-Si layer 4D
The layer 4B is electrically conductive and has a barrier property against interdiffusion between Ti or W of the TiW layer 4A and Al of the Al—Cu—Si layer 4D. The alloying reaction can be prevented and the resistance value of the first layer laminated wiring 4 can be reduced. The same applies to the second-layer laminated wiring 8 including the following effects. (B) The AlOχ layer 4C formed between the TiW layer 4A and the Al-Cu-Si layer 4D of the first layer laminated wiring 4 is set to have a film thickness through which a tunnel current flows, and has conductivity. Compared to the TiOχ layer 4B, Ti or W of the TiW layer 4A and the Al-Cu-Si layer 4
Since it has a high barrier property against the mutual diffusion of electrons between Al of D and Al, the alloying reaction between Ti or W and Al can be prevented, and the resistance value of the first layer laminated wiring 4 can be reduced. (C) In the TiOχ layer 4B of the above-mentioned action and effect (A), Ti of the same kind is present in the lower TiW layer 4A, and the adhesiveness with the TiW layer 4A is high, and similarly, the upper AlOχ layer 4C.
Since the same kind of O ₂ exists in the AlO χ layer 4C and has high adhesiveness with the AlOχ layer 4C, peeling of each layer of the first layer laminated wiring 4 can be prevented and the reliability of the first layer laminated wiring 4 can be improved. (D)
The AlOχ layer 4C of the above-mentioned action and effect (B) is formed of TiO of the lower layer.
The same kind of O ₂ is present in the χ layer 4B and has high adhesiveness with the TiO χ layer 4B. Similarly, the upper Al—Cu—Si layer 4
Al of the same kind exists in D, and this Al-Cu-Si layer 4D
Since it has high adhesiveness with, each layer of the first-layer laminated wiring 4 can be prevented from peeling off and the reliability of the first-layer laminated wiring 4 can be improved. (E) Based on the action and effect (D), the Al crystal grains of the Al-Cu-Si layer 4D of the first layer laminated wiring 4 are fixed to the lower AlOχ layer 4C, and the wiring of the Al-Cu-Si layer 4D is formed. Since the movement of Al crystal grains in the long direction (the direction in which electrons flow) can be suppressed, the electromigration resistance can be improved and the reliability of the first layer laminated wiring 4 can be improved.

【００７０】（２）ＴｉＷ層４Ａの上部にＡｌ−Ｃｕ−
Ｓｉ層４Ｄを積層した積層構造の第１層目積層配線４を
有する半導体集積回路装置の形成方法において、前記第
１層目積層配線４のＴｉＷ層４Ａを形成する工程と、Ｏ
₂ を含むガス雰囲気中で前記ＴｉＷ層４Ａの表面上にＴ
ｉＯχ層４Ｂを形成する工程と、このＴｉＯχ層４Ｂの
表面上にＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄを形成するとともに、
このＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄとその下層のＴｉＯχ層４
Ｂとの間の界面にＡｌＯχ層４Ｃを形成する工程とを備
える。この構成により、前記第１層目積層配線４のＴｉ
Ｗ層４Ａの表面上に、このＴｉＷ層４Ａの一部のＴｉを
利用し、酸化処理を施すだけでＴｉＯχ層４Ｂを形成で
き、このＴｉＯχ層４Ｂの表面上に、このＴｉＯχ層４
ＢのＯ₂ 及びＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４ＤのＡｌを利用し、
ＡｌＯχ層４Ｃを形成できるので、単純にＴｉＯχ層４
Ｂ、ＡｌＯχ層４Ｃの夫々を堆積する場合に比べて、半
導体集積回路装置の形成プロセスの工程数を低減でき
る。(2) Al-Cu-on top of the TiW layer 4A
In a method of forming a semiconductor integrated circuit device having a first-layer laminated wiring 4 having a laminated structure in which Si layers 4D are laminated, a step of forming a TiW layer 4A of the first-layer laminated wiring 4;
T on the surface of the TiW layer 4A in a gas atmosphere containing ₂
a step of forming the iOχ layer 4B, and forming an Al-Cu-Si layer 4D on the surface of the TiOχ layer 4B,
This Al-Cu-Si layer 4D and the underlying TiOx layer 4
Forming an AlOχ layer 4C at the interface with B. With this structure, the Ti of the first layer laminated wiring 4 is
On the surface of the W layer 4A, a part of Ti of the TiW layer 4A is used, and the TiOχ layer 4B can be formed only by performing an oxidation treatment. The TiOχ layer 4B can be formed on the surface of the TiOχ layer 4B.
Using O _{2 of} B and Al of the Al-Cu-Si layer 4D,
Since the AlOχ layer 4C can be formed, simply the TiOχ layer 4C is formed.
The number of steps in the process of forming the semiconductor integrated circuit device can be reduced as compared with the case of depositing each of the B and AlOχ layers 4C.

【００７１】（３）前記構成（２）の第１層目積層配線
４のＴｉＯχ層４Ｂを形成する工程は、Ｏ₂ を含むガス
雰囲気中において酸素ラジカル又は酸素イオンを発生す
る、プラズマ放電若しくはマイクロ波放電が併用され
る。この構成により、前記第１層目積層配線４のＴｉＷ
層４ＡのＴｉとガス雰囲気中に含まれるＯ₂ との反応速
度がラジカル反応又はイオン反応により速められるの
で、ＴｉＯχ層４Ｂの成長速度を速め、半導体集積回路
装置の形成時間を短縮できる。(3) The step of forming the TiOχ layer 4B of the first-layer laminated wiring 4 of the above-mentioned structure (2) is performed by plasma discharge or micro-generation in which oxygen radicals or oxygen ions are generated in a gas atmosphere containing O _2. Wave discharge is used together. With this configuration, the TiW of the first layer laminated wiring 4 is
Since the reaction rate between Ti of the layer 4A and O ₂ contained in the gas atmosphere is accelerated by the radical reaction or the ionic reaction, the growth rate of the TiOχ layer 4B can be increased and the formation time of the semiconductor integrated circuit device can be shortened.

【００７２】（４）前記構成（２）又は構成（３）の第
１層目積層配線４のＴｉＷ層４Ａの表面上にＴｉＯχ層
４Ｂを形成する工程、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄを形成す
る工程の夫々は、同一真空系内において、連続して行わ
れる。この構成により、前記ＴｉＯχ層４Ｂを形成した
後、このＴｉＯχ層４Ｂの表面が大気中に触れないの
で、ＴｉＯχ層４Ｂの表面の清浄度が高く、ＴｉＯχ層
４Ｂの表面上に膜質の良好なＡｌＯχ層４Ｃを形成でき
る。(4) The step of forming the TiOχ layer 4B on the surface of the TiW layer 4A of the first layer laminated wiring 4 of the above-mentioned configuration (2) or configuration (3), the Al-Cu-Si layer 4D is formed. Each of the steps is continuously performed in the same vacuum system. With this configuration, after the TiOχ layer 4B is formed, the surface of the TiOχ layer 4B does not come into contact with the atmosphere, so that the surface of the TiOχ layer 4B has a high cleanliness and the AlOχ having a good film quality on the surface of the TiOχ layer 4B. Layer 4C can be formed.

【００７３】明細書の末尾に掲載した表１に、ＴｉＷ層
上にＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層を積層した積層配線の初期配線
抵抗値、熱処理後の配線抵抗値、双方の配線抵抗値の変
化率の夫々について示す。積層配線の配線抵抗値を変動
させる熱処理には、層間絶縁膜の表面の平担化を目的と
して形成される回転塗布法で塗布された酸化珪素膜のベ
ーク処理、スパッタ処理やドライエッチング処理等で発
生するダメージの回復を目的とする水素アニール等の熱
処理が含まれる。Table 1 at the end of the specification shows in Table 1 the initial wiring resistance value of the laminated wiring in which the Al-Cu-Si layer is laminated on the TiW layer, the wiring resistance value after heat treatment, and the rate of change of both wiring resistance values. I will show each of. The heat treatment for changing the wiring resistance value of the laminated wiring includes bake treatment, sputtering treatment, dry etching treatment, etc. of the silicon oxide film applied by the spin coating method for the purpose of leveling the surface of the interlayer insulating film. This includes heat treatment such as hydrogen annealing for the purpose of recovery of damage that occurs.

【００７４】前記表１は、ＴｉＷ層の上部に直接Ａｌ−
Ｃｕ−Ｓｉ層を積層した積層配線、前述の実施例のＴｉ
Ｗ層４Ａの上部にＴｉＯχ層４Ｂ、ＡｌＯχ層４Ｃの夫
々を介在してＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄを積層した第１層
目積層配線４（又は第２層目積層配線８）についての一
例の配線抵抗率の変化を示す。後者についてはプラズマ
放電、マイクロ波放電の夫々を併用した場合も示す。Table 1 above shows that Al- directly on top of the TiW layer.
Laminated wiring in which Cu-Si layers are laminated, Ti of the above-mentioned embodiment
An example of the first layer laminated wiring 4 (or the second layer laminated wiring 8) in which the Al—Cu—Si layer 4D is laminated on the W layer 4A with the TiOχ layer 4B and the AlOχ layer 4C interposed respectively The change of wiring resistivity is shown. The latter case also shows the case where both plasma discharge and microwave discharge are used together.

【００７５】また、前記第１層目積層配線４、第２層目
積層配線８の夫々は最上層のＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ層４Ｄの
表面上にさらにＴｉＷ（又はＷ）層を積層してもよい。
このＴｉＷ層は、第１層目積層配線４若しくは第２層目
積層配線８をパターンニングする際において、フォトレ
ジスト膜に配線パターンを転写する露光工程での反射防
止膜（ハレーション防止膜）として使用される。Further, each of the first layer laminated wiring 4 and the second layer laminated wiring 8 may further have a TiW (or W) layer laminated on the surface of the uppermost Al--Cu--Si layer 4D. Good.
This TiW layer is used as an antireflection film (antihalation film) in an exposure step of transferring a wiring pattern to a photoresist film when patterning the first layer laminated wiring 4 or the second layer laminated wiring 8. To be done.

【００７６】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。As described above, the inventions made by the present inventor are
Although the specific description has been given based on the above-mentioned embodiment, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and needless to say, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【００７７】例えば、本発明は、３層若しくはそれ以上
の層数で形成される多層配線構造を有する半導体集積回
路装置に適用できる。For example, the present invention can be applied to a semiconductor integrated circuit device having a multi-layer wiring structure formed of three layers or more.

【００７８】また、本発明は、プリント配線基板、マザ
ーボード、ベビーボード等、積層構造の配線を有する配
線基板に適用できる。Further, the present invention can be applied to a wiring board having wiring of a laminated structure such as a printed wiring board, a mother board, a baby board and the like.

【００７９】[0079]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in this application will be briefly described as follows.

【００８０】（１）積層構造の配線を有する多層配線部
材において、前記積層構造の配線の合金化反応を低減
し、この積層構造の配線の抵抗値を低減できる。(1) In the multilayer wiring member having the wiring of the laminated structure, the alloying reaction of the wiring of the laminated structure can be reduced, and the resistance value of the wiring of the laminated structure can be reduced.

【００８１】（２）前記効果（１）を得るとともに、前
記積層構造の配線の各層の接着性を高め、積層構造の配
線の信頼性を向上できる。(2) In addition to obtaining the effect (1), it is possible to improve the adhesiveness of each layer of the wiring of the laminated structure and improve the reliability of the wiring of the laminated structure.

【００８２】（３）前記効果（２）を得るとともに、前
記積層構造の配線のマイグレーション耐性を向上し、積
層構造の配線の信頼性を向上できる。(3) In addition to obtaining the effect (2), it is possible to improve the migration resistance of the wiring of the laminated structure and improve the reliability of the wiring of the laminated structure.

【００８３】（４）積層構造の配線を有する多層配線部
材の形成方法において、形成プロセスの工程数を低減で
きる。(4) In the method of forming a multilayer wiring member having a wiring of a laminated structure, the number of steps of the forming process can be reduced.

【００８４】（５）積層構造の配線を有する多層配線部
材の形成方法において、形成時間を短縮できる。(5) In the method of forming a multi-layer wiring member having a wiring of a laminated structure, the forming time can be shortened.

【００８５】（６）積層構造の配線を有する多層配線部
材の形成方法において、形成プロセスの信頼性を向上で
きる。(6) In the method for forming a multi-layer wiring member having wiring of a laminated structure, the reliability of the forming process can be improved.

【００８６】[0086]

【表１】 [Table 1]

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

【図１】 本発明の一実施例の半導体集積回路装置の要
部断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of essential parts of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.

【図２】 前記半導体集積回路装置の第１形成工程での
要部断面図。FIG. 2 is a sectional view of an essential part in a first forming step of the semiconductor integrated circuit device.

【図３】 第２形成工程での要部断面図。FIG. 3 is a sectional view of an essential part in a second forming step.

【図４】 第３形成工程での要部断面図。FIG. 4 is a sectional view of a main part in a third forming step.

【図５】 第４形成工程での要部断面図。FIG. 5 is a sectional view of an essential part in a fourth forming step.

【図６】 第５形成工程での要部断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part in a fifth forming step.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…半導体基板、３，５…層間絶縁膜、４，８…積層配
線、４Ａ，８Ａ…ＴｉＷ層、４Ｂ，８Ｂ…ＴｉＯχ層、
４Ｃ，８Ｃ…ＡｌＯχ層、４Ｄ，８Ｄ…Ａｌ−Ｃｕ−Ｓ
ｉ層、６…接続孔、７…中間導電層。1 ... Semiconductor substrate, 3, 5 ... Interlayer insulating film, 4, 8 ... Laminated wiring, 4A, 8A ... TiW layer, 4B, 8B ... TiO.chi. Layer,
4C, 8C ... AlOx layer, 4D, 8D ... Al-Cu-S
i layer, 6 ... Connection hole, 7 ... Intermediate conductive layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷垣 幸男 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 鈴樹 正恭 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 西原 晋治 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yukio Tanigaki 5-20-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo Inside the Musashi Factory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masayasu Suzuki 5 In the Musashi Factory of Hitachi Ltd., 20-1-1, Ltd. (72) Shinji Nishihara In the Musashi Factory of Hitachi Ltd. 5-2-1, Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 高融点金属若しくはその合金で形成され
た下部配線層の上部にアルミニウム若しくはその合金で
形成された上部配線層を積層した積層構造の配線を有す
る多層配線部材において、前記配線の下部配線層と上部
配線層との間に、前記下部配線層から上部配線層に向っ
て、高融点金属の酸化物層、トンネル電流が流れる膜厚
に設定されるアルミニウムの酸化物層の夫々を順次構成
したことを特徴とする多層配線部材。1. A multilayer wiring member having a wiring of a laminated structure in which an upper wiring layer made of aluminum or its alloy is laminated on a lower wiring layer made of refractory metal or its alloy, Between the wiring layer and the upper wiring layer, from the lower wiring layer to the upper wiring layer, an oxide layer of a refractory metal and an aluminum oxide layer having a film thickness at which a tunnel current flows are sequentially formed. A multilayer wiring member characterized by being configured. 【請求項２】 前記請求項１に記載される配線は、前記
下部配線層がＷ若しくはＴｉＷ、高融点金属の酸化物層
がＷＯχ若しくはＴｉＯχ、アルミニウムの酸化物層が
ＡｌＯχ、上部配線層がＡｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ
−Ｃｕ若しくはＡｌ−Ｐｄ−Ｓｉの夫々で構成される。2. The wiring according to claim 1, wherein the lower wiring layer is W or TiW, the refractory metal oxide layer is WOχ or TiOχ, the aluminum oxide layer is AlOχ, and the upper wiring layer is Al. , Al-Si, Al-Si
-Cu or Al-Pd-Si, respectively. 【請求項３】 前記請求項１又は請求項２に記載される
配線のアルミニウムの酸化物層は３〜１０［ｎｍ］の範
囲の膜厚で構成される。3. The aluminum oxide layer of the wiring according to claim 1 or 2 is formed with a film thickness in the range of 3 to 10 [nm]. 【請求項４】 高融点金属若しくはその合金で形成され
た下部配線層の上部にアルミニウム若しくはその合金で
形成された上部配線層を積層した積層構造の配線を有す
る多層配線部材の形成方法において、前記配線の下部配
線層を形成する工程と、酸素を含むガス雰囲気中で前記
下部配線層の表面上に高融点金属の酸化物層を形成する
工程と、この高融点金属の酸化物層の表面上に上部配線
層を形成するとともに、この上部配線層とその下層の高
融点金属の酸化物層との間の界面にアルミニウムの酸化
物層を形成する工程とを備えたことを特徴とする多層配
線部材の形成方法。4. A method of forming a multi-layer wiring member having wiring of a laminated structure in which an upper wiring layer made of aluminum or its alloy is laminated on a lower wiring layer made of refractory metal or its alloy, Forming a lower wiring layer of wiring, forming a refractory metal oxide layer on the surface of the lower wiring layer in a gas atmosphere containing oxygen, and forming a refractory metal oxide layer on the surface. And a step of forming an aluminum oxide layer at an interface between the upper wiring layer and the underlying refractory metal oxide layer. Method of forming member. 【請求項５】 前記請求項４に記載される配線の高融点
金属の酸化物層を形成する工程は、酸素を含むガス雰囲
気中において酸素ラジカル又は酸素イオンを発生する、
プラズマ放電若しくはマイクロ波放電が併用される。5. The step of forming a refractory metal oxide layer of a wiring according to claim 4, wherein oxygen radicals or oxygen ions are generated in a gas atmosphere containing oxygen.
Plasma discharge or microwave discharge is used together. 【請求項６】 前記請求項４又は請求項５に記載される
配線の下部配線層の表面上に高融点金属の酸化物層を形
成する工程、上部配線層を形成する工程の夫々は、同一
真空系内において、連続して行われる。6. The step of forming a refractory metal oxide layer and the step of forming an upper wiring layer on the surface of the lower wiring layer of the wiring according to claim 4 or 5 are the same. It is continuously performed in a vacuum system.