JPH1197529A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH1197529A
JPH1197529A JP9250791A JP25079197A JPH1197529A JP H1197529 A JPH1197529 A JP H1197529A JP 9250791 A JP9250791 A JP 9250791A JP 25079197 A JP25079197 A JP 25079197A JP H1197529 A JPH1197529 A JP H1197529A
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JP
Japan
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forming
insulating film
wiring
layer
diffusion layer
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JP9250791A
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Inventor
Atsuo Kurokawa
敦雄 黒川
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacture of a semiconductor device provided with a self-aligning contact capable of narrowing a width between gate electrodes, without forming the recess of a semiconductor substrate or lowering the conductive impurity density of a source/drain diffusion layer. SOLUTION: A first wiring A and an offset insulation film 22a on the upper layer are formed on the semiconductor substrate 10, and the etching stopper film 23 of silicon nitride is formed on the entire surface. Then, the side wall masking layer 24a of silicon oxide is formed oppositely to the side wall surface of the first wiring A and the offset insulation film 22a, ions are injected with the side wall masking layer 24a as a mask and the diffusion layer 12 of conductive impurities is formed in the semiconductor substrate 10. Then, a selection rate to the etching stopper film 23 is provided, the side wall masking layer 24a is removed, an insulation film is formed on the entire surface on the upper layer of the etching stopper film 23, and a contact hole reaching the diffusion layer 12 is opened on the insulation film.

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】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特に自己整合コンタクトによる接合を有する
半導体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device having a junction by a self-aligned contact.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のVLSIの高集積化は3年で次世
代へ進み、デザインルールは前世代の7割の縮小化が行
われ、縮小化に伴い半導体装置の高速化も実現してき
た。この高集積化は半導体装置の製造工程における微細
加工技術の進歩、特に光露光技術の高解像力化により達
成されてきた。光露光技術の高解像力化は、デザインル
ールに対応した寸法精度、重ね合わせ精度を満足しつ
つ、露光装置、レジスト材料、レジストプロセスの高性
能化により達成されてきた。
2. Description of the Related Art In recent years, the integration of VLSIs has advanced to the next generation in three years, and the design rules have been reduced by 70% of those of the previous generation. This high integration has been achieved by advances in microfabrication technology in the manufacturing process of semiconductor devices, particularly by increasing the resolution of light exposure technology. The high resolution of the light exposure technology has been achieved by improving the performance of an exposure apparatus, a resist material, and a resist process while satisfying dimensional accuracy and overlay accuracy corresponding to design rules.

【0003】しかし、上記のうちで露光装置について
は、ステッパの位置合わせのばらつきの改善が困難とな
っており、位置合わせのばらつきが大きいために位置合
わせの設計余裕を大きくせざるを得ないため、結果的に
セルサイズの縮小化が困難となっている。従って、位置
合わせの設計余裕を小さくでき、セルサイズの縮小化を
可能とする技術が求められている。
However, among the above exposure devices, it is difficult to reduce the variation in the alignment of the stepper, and the variation in the alignment is so large that the design margin of the alignment must be increased. As a result, it is difficult to reduce the cell size. Accordingly, there is a need for a technology that can reduce the design margin for alignment and reduce the cell size.

【0004】その一つとして、コンタクトホール工程の
位置合わせのためのマスク上の設計余裕を不要にできる
自己整合コンタクト(Self Aligned Contact; 以下SA
Cと略)技術が注目されている。
As one of them, a self-aligned contact (hereinafter referred to as SA) which can eliminate a design margin on a mask for alignment in a contact hole process.
(Abbreviated as C) technology is attracting attention.

【0005】上記のSACの形成方法にはいくつかあ
り、例えばMOSトランジスタのゲート電極間にシリコ
ン半導体基板とのSACを形成する場合には、ゲート電
極の上層にオフセット絶縁膜を、側壁面にサイドウォー
ル絶縁膜を形成し、さらにオフセット絶縁膜およびサイ
ドウォール絶縁膜を被覆して薄い窒化シリコンのエッチ
ングストッパ膜を形成する。次にエッチングストッパ膜
の上層に層間絶縁膜を形成し、コンタクトをエッチング
開口する。このときのエッチングは、エッチングストッ
パ膜の達した時点で一度停止する。エッチングの条件を
変更してコンタクト底部のエッチングストッパ膜をエッ
チング除去し、シリコン半導体基板を露出させ、露出面
上にプラグ電極などを形成することでコンタクト(SA
C)が完成する。
There are several methods for forming the SAC. For example, when forming a SAC between a gate electrode of a MOS transistor and a silicon semiconductor substrate, an offset insulating film is formed on the gate electrode and a side surface is formed on a side wall surface. A wall insulating film is formed, and a thin silicon nitride etching stopper film is formed by covering the offset insulating film and the sidewall insulating film. Next, an interlayer insulating film is formed above the etching stopper film, and the contact is opened by etching. The etching at this time stops once when the etching stopper film is reached. By changing the etching conditions, the etching stopper film at the bottom of the contact is removed by etching, the silicon semiconductor substrate is exposed, and a plug electrode or the like is formed on the exposed surface to form a contact (SA).
C) is completed.

【0006】しかしながら、上記の方法によれば、ゲー
ト電極の側壁面に形成するサイドウォール絶縁膜はSA
Cの開口面積を狭くし、SAC内のシリコン半導体基板
との接触面積を狭くすることとなる。このため、SAC
を用いる場合の、ゲート電極間の幅を狭くすることが困
難であり、従ってセルサイズを縮小することも困難とな
っていた。
However, according to the above method, the side wall insulating film formed on the side wall surface of the gate electrode is SA
The opening area of C is reduced, and the contact area with the silicon semiconductor substrate in the SAC is reduced. For this reason, SAC
However, it is difficult to reduce the width between the gate electrodes when using GaN, and it is also difficult to reduce the cell size.

【0007】上記の問題を解決するため、0.35μm
世代以降では、容易に除去可能なポリシリコンを用いて
サイドウォールを形成し、コンタクトを開口する層間絶
縁膜を形成する前にサイドウォールを除去し、ゲート電
極間の幅を狭くすることを可能とした方法が用いられる
ようになった。上記の半導体装置の製造方法について、
代表的なSRAM(Static Random Access Memories )
を例とし、以下に図面を参照して説明する。
In order to solve the above problem, 0.35 μm
From generation to generation, it is possible to reduce the width between gate electrodes by forming sidewalls using easily removable polysilicon and removing the sidewalls before forming an interlayer insulating film that opens contacts. The method used has come to be used. Regarding the method of manufacturing a semiconductor device described above,
Typical SRAM (Static Random Access Memories)
An example will be described below with reference to the drawings.

【0008】まず、図6(a)に示すように、シリコン
半導体基板10に、例えばLOCOS法により素子分離
絶縁膜20を形成し、素子分離絶縁膜20によって分離
された活性領域において、例えば熱酸化法によりゲート
絶縁膜21を形成する。次に、例えばCVD法によりゲ
ート絶縁膜21の上層を被覆して全面にポリシリコンお
よびタングステンシリサイドを順に積層させ、下側ゲー
ト電極用層30および上側ゲート電極用層31を形成す
る。次に、上側ゲート電極用層31の上層に例えばCV
D法により酸化シリコンを堆積させ、オフセット絶縁膜
22を形成する。
First, as shown in FIG. 6A, an element isolation insulating film 20 is formed on a silicon semiconductor substrate 10 by, for example, a LOCOS method, and in an active region separated by the element isolation insulating film 20, for example, thermal oxidation is performed. A gate insulating film 21 is formed by a method. Next, an upper layer of the gate insulating film 21 is coated by, for example, a CVD method, and polysilicon and tungsten silicide are sequentially stacked on the entire surface to form a lower gate electrode layer 30 and an upper gate electrode layer 31. Next, for example, CV is formed on the upper gate electrode layer 31.
Silicon oxide is deposited by the method D to form the offset insulating film 22.

【0009】次に、図6(b)に示すように、オフセッ
ト絶縁膜22の上層にゲート電極および第1配線パター
ンを有するレジスト膜R1をフォトリソグラフィー工程
により形成し、RIE(反応性イオンエッチング)など
の異方性エッチングを施して、下側ゲート電極用層3
0、上側ゲート電極用層31、およびオフセット絶縁膜
22をパターニング加工し、ポリシリコンおよびタング
ステンシリサイドを積層させたポリサイド構造のオフセ
ット絶縁膜22a付きのゲート電極Aおよび第1配線を
形成する。
Next, as shown in FIG. 6B, a resist film R1 having a gate electrode and a first wiring pattern is formed on the offset insulating film 22 by a photolithography process, and RIE (reactive ion etching) is performed. The lower gate electrode layer 3 is subjected to anisotropic etching such as
0, the upper gate electrode layer 31 and the offset insulating film 22 are patterned to form a gate electrode A and a first wiring with a polycide-structured offset insulating film 22a in which polysilicon and tungsten silicide are laminated.

【0010】次に、図6(c)に示すように、レジスト
膜R1を除去した後、オフセット絶縁膜22aをマスク
としてシリコン半導体基板10中に低濃度に導電性不純
物D1をイオン注入し、LDD(Lightly Doped Drain
)拡散層(低濃度拡散層)11を形成する。次に、オ
フセット絶縁膜22aを被覆して全面に例えばCVD法
により酸化シリコンを堆積させ、エッチングストッパ膜
23を形成する。
Next, as shown in FIG. 6C, after the resist film R1 is removed, a conductive impurity D1 is ion-implanted at a low concentration into the silicon semiconductor substrate 10 using the offset insulating film 22a as a mask, and LDD is performed. (Lightly Doped Drain
A) forming a diffusion layer (low concentration diffusion layer) 11; Next, silicon oxide is deposited on the entire surface by covering the offset insulating film 22a by, for example, a CVD method, and an etching stopper film 23 is formed.

【0011】次に、図7(d)に示すように、エッチン
グストッパ膜23の上層に全面に例えばCVD法により
ポリシリコンを堆積させ、サイドウォールマスク用層3
7を形成する。
Next, as shown in FIG. 7D, polysilicon is deposited on the entire surface of the etching stopper film 23 by, for example, a CVD method, and the sidewall mask layer 3 is formed.
7 is formed.

【0012】次に、図7(e)に示すように、RIEな
どのエッチングにより、ゲート電極Aおよび第1配線の
側壁面にサイドウォールマスク37aを残して全面にエ
ッチバックする。次に、サイドウォールマスク37aを
マスクとしてシリコン半導体基板10中に高濃度に導電
性不純物D2をイオン注入し、ソース・ドレイン拡散層
(高濃度拡散層)12を形成する。
Next, as shown in FIG. 7E, the entire surface is etched back by etching such as RIE, leaving a sidewall mask 37a on the side wall surfaces of the gate electrode A and the first wiring. Next, using the sidewall mask 37a as a mask, the conductive impurity D2 is ion-implanted into the silicon semiconductor substrate 10 at a high concentration to form a source / drain diffusion layer (high concentration diffusion layer) 12.

【0013】以降の工程としては、サイドウォールマス
ク層37aをエッチング除去し、例えば酸化シリコンの
層間絶縁膜を形成し、ソース・ドレイン拡散層(高濃度
拡散層)12に達するコンタクトホールを開口して開口
部に電極などを形成することで、所望の半導体装置を製
造する。
In the subsequent steps, the sidewall mask layer 37a is removed by etching, an interlayer insulating film of, for example, silicon oxide is formed, and a contact hole reaching the source / drain diffusion layer (high concentration diffusion layer) 12 is opened. A desired semiconductor device is manufactured by forming an electrode or the like in the opening.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
技術を用いてコンタクトホールを開口する場合、エッチ
ングストッパ膜23は、全面エッチバックによるサイド
ウォールマスク層37aの形成およびエッチング除去の
各工程におけるエッチングのストッパとしての役割を果
たすが、SACを形成する場合にはゲート電極Aおよび
第1配線の上層にオフセット絶縁膜22aを形成してい
るために、オフセット絶縁膜22aの膜厚の分、サイド
ウォールマスク層37aの高さが高くなっており、この
ため、全面エッチバックによるサイドウォールマスク層
37aの形成およびエッチング除去の各工程におけるエ
ッチングにおいてエッチングストッパ22aおよびゲー
ト絶縁膜21の後退が進み、その程度が進んだ場合に
は、図7(f)に示すように、半導体基板10中のソー
ス・ドレイン拡散層(高濃度拡散層)12までもエッチ
ングして半導体基板10に凹みHを形成してしまうこと
となる。
However, when a contact hole is opened by using the above technique, the etching stopper film 23 is formed by etching back in each step of forming the side wall mask layer 37a by etch back and removing by etching. When the SAC is formed, since the offset insulating film 22a is formed above the gate electrode A and the first wiring when forming the SAC, the side wall mask is formed by the thickness of the offset insulating film 22a. Since the height of the layer 37a is high, the etching stopper 22a and the gate insulating film 21 recede in the etching in each step of forming the sidewall mask layer 37a by etching back the entire surface and removing the etching. When it has advanced, it is shown in FIG. As such, so that the source-drain diffusion layer in the semiconductor substrate 10 also (high concentration diffusion layer) to 12 would form an H dent in the semiconductor substrate 10 by etching.

【0015】また、上記のようなソース・ドレイン拡散
層(高濃度拡散層)12をエッチングして半導体基板1
0へ凹みHを形成するのを防ぐ目的で、図8に示すよう
に、エッチングストッパ膜23’を厚膜にして形成する
と、高濃度に導電性不純物を含有するソース・ドレイン
拡散層(高濃度拡散層)12を形成する際のイオン注入
時に、イオン種がエッチングストッパ膜23’を突き抜
けにくくなってしまう。この場合、ソース・ドレイン拡
散層(高濃度拡散層)12の導電性不純物の濃度が低く
なって意図した高濃度とはならず、結果としてMOSト
ランジスタの駆動能力の低下や、高濃度拡散層を用いた
拡散層配線のシート抵抗の上昇を招くこととなる。
The source / drain diffusion layer (high concentration diffusion layer) 12 is etched to form the semiconductor substrate 1.
As shown in FIG. 8, when the etching stopper film 23 'is formed to be a thick film for the purpose of preventing the formation of the dent H, the source / drain diffusion layer containing a conductive impurity at a high concentration (a high concentration At the time of ion implantation when forming the diffusion layer (12), it becomes difficult for ion species to penetrate the etching stopper film 23 '. In this case, the concentration of the conductive impurity in the source / drain diffusion layer (high concentration diffusion layer) 12 becomes low and does not become the intended high concentration. As a result, the driving capability of the MOS transistor decreases and the high concentration diffusion layer This will increase the sheet resistance of the diffusion layer wiring used.

【0016】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、従って、本発明の目的は、半導体基板中のソ
ース・ドレイン拡散層(高濃度拡散層)までもエッチン
グして半導体基板の凹みを形成したり、ソース・ドレイ
ン拡散層(高濃度拡散層)の導電性不純物濃度の低下を
もたらさないで、コンタクトを開口する層間絶縁膜を形
成する前にサイドウォールを除去し、ゲート電極間の幅
を狭くすることを可能とした自己整合コンタクトを有す
る半導体装置の製造方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and accordingly, an object of the present invention is to etch even a source / drain diffusion layer (high concentration diffusion layer) in a semiconductor substrate. Before forming an interlayer insulating film for opening a contact, a sidewall is removed without forming a dent or reducing a conductive impurity concentration of a source / drain diffusion layer (high concentration diffusion layer). It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device having a self-aligned contact that can reduce the width of the semiconductor device.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板に第
1配線を形成する工程と、前記第1配線の上層にオフセ
ット絶縁膜を形成する工程と、前記オフセット絶縁膜を
被覆して全面に窒化シリコンのエッチングストッパ膜を
形成する工程と、前記第1配線およびオフセット絶縁膜
の側壁面と対向して酸化シリコンのサイドウォールマス
ク層を形成する工程と、前記サイドウォールマスク層を
マスクとしてイオン注入を行い、前記半導体基板中に導
電性不純物の拡散層を形成する工程と、前記エッチング
ストッパ膜に対する選択比を有して前記サイドウォール
マスク層を除去する工程と、前記エッチングストッパ膜
の上層に全面に絶縁膜を形成する工程と、前記拡散層に
達するコンタクトホールを前記絶縁膜に開口する工程と
を有する。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of forming a first wiring on a semiconductor substrate, and forming an offset insulating film on the first wiring. Forming, forming a silicon nitride etching stopper film over the entire surface by covering the offset insulating film, and forming a silicon oxide sidewall mask layer facing the first wiring and the sidewall surface of the offset insulating film. Forming, a step of performing ion implantation using the sidewall mask layer as a mask and forming a diffusion layer of a conductive impurity in the semiconductor substrate, and forming the sidewall mask with a selectivity to the etching stopper film. Removing a layer, forming an insulating film over the entire surface of the etching stopper film, and contacting the diffusion layer. And a step of opening the Lumpur in the insulating film.

【0018】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板に第1配線を形成し、第1配線の上層にオフ
セット絶縁膜を形成し、オフセット絶縁膜を被覆して全
面に窒化シリコンのエッチングストッパ膜を形成する。
次に、第1配線およびオフセット絶縁膜の側壁面と対向
して酸化シリコンのサイドウォールマスク層を形成す
る。サイドウォールマスク層をマスクとしてイオン注入
を行って半導体基板中に導電性不純物の拡散層を形成し
た後、エッチングストッパ膜に対する選択比を有してサ
イドウォールマスク層を除去し、エッチングストッパ膜
の上層に全面に絶縁膜を形成し、拡散層に達するコンタ
クトホールを絶縁膜に開口してコンタクトを自己整合的
に形成する。
The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention described above comprises:
A first wiring is formed on a semiconductor substrate, an offset insulating film is formed above the first wiring, and an etching stopper film of silicon nitride is formed on the entire surface by covering the offset insulating film.
Next, a sidewall mask layer of silicon oxide is formed so as to face the first wiring and the side wall surface of the offset insulating film. After forming a diffusion layer of a conductive impurity in the semiconductor substrate by performing ion implantation using the sidewall mask layer as a mask, the sidewall mask layer is removed with a selectivity to the etching stopper film, and an upper layer of the etching stopper film is formed. An insulating film is formed over the entire surface, and a contact hole reaching the diffusion layer is opened in the insulating film to form a contact in a self-aligned manner.

【0019】上記の本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、第1配線を被覆して窒化シリコンのエッチングス
トッパ膜を形成し、その後に第1配線の側壁面と対向し
て酸化シリコンのサイドウォールマスク層を形成するこ
とで、後工程で、エッチングストッパ膜に対する選択比
を有してサイドウォールマスク層を除去することが可能
となる。これにより、コンタクトを開口する層間絶縁膜
を形成する前にサイドウォールを除去する際に、半導体
基板中のソース・ドレイン拡散層(高濃度拡散層)まで
もエッチングして半導体基板の凹みを形成することがな
く、凹みの形成を避けるためにエッチングストッパ膜を
厚膜化する必要がないので、ソース・ドレイン拡散層
(高濃度拡散層)の導電性不純物濃度の低下をもたらさ
ないで、ゲート電極間の幅を狭くすることを可能とした
自己整合コンタクトを有する半導体装置を製造すること
ができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention described above, an etching stopper film of silicon nitride is formed to cover the first wiring, and thereafter, the side surface of the silicon oxide is opposed to the side wall surface of the first wiring. By forming the wall mask layer, the sidewall mask layer can be removed in a later step with a selectivity to the etching stopper film. Thereby, when the sidewall is removed before forming the interlayer insulating film for opening the contact, even the source / drain diffusion layer (high concentration diffusion layer) in the semiconductor substrate is etched to form a dent in the semiconductor substrate. It is not necessary to increase the thickness of the etching stopper film in order to avoid the formation of a dent, so that the conductive impurity concentration of the source / drain diffusion layer (high concentration diffusion layer) is not reduced and the gate electrode A semiconductor device having a self-aligned contact capable of reducing the width of the semiconductor device can be manufactured.

【0020】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記サイドウォールマスク層を形成する工程
が、O3 およびTEOS(tetraethylorthosilicate )
を原料に含むCVD法により形成する工程である。これ
により、ウェットエッチングおよびドライエッチングの
エッチングレートが速いので、エッチバックによるサイ
ドウォール形状への成形および不純物導入後の除去が容
易となる。
The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention described above comprises:
Preferably, the step of forming the side wall mask layer includes O 3 and TEOS (tetraethylorthosilicate).
This is a step of forming by a CVD method containing as a raw material. Accordingly, since the etching rates of the wet etching and the dry etching are high, the formation into the sidewall shape by the etch back and the removal after the impurity introduction are facilitated.

【0021】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記サイドウォールマスク層を除去する工程
が、ウェットエッチングにより行う工程である。ウェッ
トエッチングによれば、ドライエッチングと比較して、
ウェハ面内のエッチング均一性を向上させることがで
き、製造工程のスループットも向上可能となる。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is as follows.
Preferably, the step of removing the sidewall mask layer is a step performed by wet etching. According to wet etching, compared to dry etching,
The uniformity of etching in the wafer surface can be improved, and the throughput of the manufacturing process can be improved.

【0022】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記サイドウォールマスク層を形成する工程
が、前記エッチングストッパ膜の上層に全面にサイドウ
ォールマスク用層を形成する工程と、前記第1配線およ
びオフセット絶縁膜の側壁面と対向する部分のサイドウ
ォールマスク用層を残して前記サイドウォールマスク用
層を全面にエッチバックする工程とを含む。これによ
り、第1配線およびオフセット絶縁膜の側壁面と対向し
て酸化シリコンのサイドウォールマスク層を形成するこ
とができる。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is as follows.
Preferably, the step of forming the sidewall mask layer includes a step of forming a sidewall mask layer over the entire surface of the etching stopper film, and a portion of the first wiring and the offset insulating film facing a side wall surface. And etching back the sidewall mask layer over the entire surface while leaving the sidewall mask layer. Thus, a sidewall mask layer of silicon oxide can be formed facing the side wall surfaces of the first wiring and the offset insulating film.

【0023】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記オフセット絶縁膜を形成する工程の後、
前記サイドウォールマスク層を形成する工程の前に、前
記第1配線をマスクとしてイオン注入を行い、前記半導
体基板中に導電性不純物の低濃度拡散層を形成する工程
をさらに有し、前記サイドウォールマスク層をマスクと
してイオン注入を行い、前記半導体基板中に導電性不純
物の拡散層を形成する工程が、前記低濃度拡散層よりも
高濃度に導電性不純物を含有する拡散層を形成する工程
である。これにより、半導体基板中に、低濃度拡散層と
高濃度拡散層を有するLDD(Lightly Doped Drain )
構造の不純物拡散層を形成することができる。
The method of manufacturing a semiconductor device of the present invention described above
Preferably, after the step of forming the offset insulating film,
Prior to the step of forming the sidewall mask layer, the method further includes a step of performing ion implantation using the first wiring as a mask to form a low-concentration diffusion layer of a conductive impurity in the semiconductor substrate; The step of performing ion implantation using the mask layer as a mask and forming a diffusion layer of a conductive impurity in the semiconductor substrate is a step of forming a diffusion layer containing a conductive impurity at a higher concentration than the low concentration diffusion layer. is there. Thereby, an LDD (Lightly Doped Drain) having a low concentration diffusion layer and a high concentration diffusion layer in a semiconductor substrate.
An impurity diffusion layer having a structure can be formed.

【0024】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記サイドウォールマスク層を除去する工程
の後、前記前記エッチングストッパ膜の上層に全面に絶
縁膜を形成する工程の前に、前記エッチングストッパ膜
を厚膜化する工程をさらに有する。これにより、後工程
のコンタクトホールの開口の際のエッチングストッパと
しての停止能を増強することができ、安定に自己整合コ
ンタクトを形成することができる。
The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention described above
Preferably, the method further includes a step of increasing the thickness of the etching stopper film after the step of removing the sidewall mask layer and before the step of forming an insulating film over the entire surface of the etching stopper film. Thereby, the stopping ability as an etching stopper at the time of opening a contact hole in a later step can be enhanced, and a self-aligned contact can be stably formed.

【0025】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記半導体基板に第1配線を形成する工程の
前に、前記半導体基板にチャネル形成領域を形成する工
程と、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程
とをさらに有し、前記半導体基板に第1配線を形成する
工程が、前記ゲート絶縁膜上に第1配線を形成する工程
であり、前記第1配線をゲート電極とする電界効果トラ
ンジスタを形成する。チャネル形成領域の上層のゲート
絶縁膜、第1配線(ゲート電極)、およびチャネル形成
領域に接続するソース・ドレイン拡散層とから、電界効
果MOSトランジスタを形成することができる。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention described above comprises:
Preferably, before the step of forming a first wiring on the semiconductor substrate, the method further includes a step of forming a channel formation region in the semiconductor substrate, and a step of forming a gate insulating film on the semiconductor substrate, The step of forming a first wiring on the semiconductor substrate is a step of forming a first wiring on the gate insulating film, and forming a field-effect transistor using the first wiring as a gate electrode. A field-effect MOS transistor can be formed from the gate insulating film in the upper layer of the channel formation region, the first wiring (gate electrode), and the source / drain diffusion layers connected to the channel formation region.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】本実施形態の製造方法により製造した自己
整合コンタクトを有する高抵抗負荷型SRAM(Static
Random Access Memories )半導体装置の断面図を図1
に示す。例えばLOCOS法により形成した素子分離絶
縁膜20により分離されたシリコン半導体基板10の活
性領域(チャネル形成領域)にゲート絶縁膜21が形成
されており、その上層および素子分離絶縁膜20の上層
などに、例えばポリシリコンの下側ゲート電極(下側第
1配線)30aおよびタングステンシリサイドの上側ゲ
ート電極(上側第1配線)31aからなるポリサイド構
造のゲート電極(第1配線)Aが形成されている。ゲー
ト電極(第1配線)Aの上層には、例えば酸化シリコン
のオフセット絶縁膜22aが形成されており、その上層
を全面に窒化シリコンのエッチングストッパ膜25が被
覆して形成されている。ゲート電極Aの両側部の半導体
基板10中には低濃度に導電性不純物を含有するLDD
拡散層11および高濃度に含有するソース・ドレイン拡
散層12が形成されており、半導体基板10中のチャネ
ル形成領域の上層のゲート絶縁膜21、第1配線(ゲー
ト電極)A、およびチャネル形成領域に接続するソース
・ドレイン拡散層11、12とから、電界効果MOSト
ランジスタを形成している。
A high resistance load type SRAM (Static) having a self-aligned contact manufactured by the manufacturing method of this embodiment
Random Access Memories Figure 1 shows a cross-sectional view of a semiconductor device.
Shown in For example, a gate insulating film 21 is formed in an active region (channel forming region) of the silicon semiconductor substrate 10 separated by an element isolation insulating film 20 formed by the LOCOS method, and is formed on an upper layer thereof and an upper layer of the element isolation insulating film 20. For example, a gate electrode (first wiring) A having a polycide structure including a lower gate electrode (lower first wiring) 30a of polysilicon and an upper gate electrode (upper first wiring) 31a of tungsten silicide is formed. An offset insulating film 22a of, for example, silicon oxide is formed on an upper layer of the gate electrode (first wiring) A, and an upper surface thereof is covered with an etching stopper film 25 of silicon nitride. LDD containing a conductive impurity at a low concentration is contained in the semiconductor substrate 10 on both sides of the gate electrode A.
A diffusion layer 11 and a high-concentration source / drain diffusion layer 12 are formed, and a gate insulating film 21, a first wiring (gate electrode) A, and a channel formation region above a channel formation region in the semiconductor substrate 10. Form a field-effect MOS transistor from the source / drain diffusion layers 11 and 12 connected to the MOS transistor.

【0028】オフセット絶縁膜22aおよびエッチング
ストッパ膜25に被覆された上記のゲート電極(第1配
線)Aの上層に、例えば酸化シリコンからなる第1層間
絶縁膜26が形成されており、ソース・ドレイン拡散層
12に達する第1コンタクトホールCH1が開口されて
いる。第1コンタクトホールCH1内および第1層間絶
縁膜26の上層に、例えばポリシリコンの下側第2配線
32aおよびタングステンシリサイドの上側第2配線3
3aからなるポリサイド構造の第2配線Bが形成されて
いる。第2配線Bの上層に、例えば酸化シリコンの第2
層間絶縁膜27が形成されており、第2層間絶縁膜2
7、第1層間絶縁膜26、エッチングストッパ膜25、
およびゲート絶縁膜21を貫通して、ソース・ドレイン
拡散層12に達する第2コンタクトホールCH2が開口
されている。第2コンタクトホールCH2内および第2
層間絶縁膜27の上層に、高抵抗負荷素子を含む第3配
線34a、34bが形成されており、SRAM半導体装
置のフリップフロップ回路を構成する高抵抗負荷素子と
記憶ノードである高濃度拡散層(ソース・ドレイン拡散
層12)を接続する。
A first interlayer insulating film 26 made of, for example, silicon oxide is formed on the gate electrode (first wiring) A covered by the offset insulating film 22a and the etching stopper film 25. A first contact hole CH1 reaching the diffusion layer 12 is opened. In the first contact hole CH1 and in the upper layer of the first interlayer insulating film 26, for example, the lower second wiring 32a of polysilicon and the upper second wiring 3 of tungsten silicide are formed.
A second wiring B having a polycide structure made of 3a is formed. A second layer of silicon oxide, for example,
An interlayer insulating film 27 is formed, and the second interlayer insulating film 2 is formed.
7, first interlayer insulating film 26, etching stopper film 25,
And a second contact hole CH2 penetrating through the gate insulating film 21 and reaching the source / drain diffusion layer 12. In the second contact hole CH2 and the second
Third wirings 34a and 34b including a high-resistance load element are formed on the interlayer insulating film 27. The high-resistance load element forming the flip-flop circuit of the SRAM semiconductor device and the high-concentration diffusion layer (storage node) are formed. The source / drain diffusion layers 12) are connected.

【0029】第3配線34a、34bの上層には、例え
ば酸化シリコンからなる第3層間絶縁膜28が形成され
ており、第3層間絶縁膜28および第2層間絶縁膜27
を貫通して第2配線Bに達する第3コンタクトホールC
H3が開口されており、第3コンタクトホール内に図示
しないチタン、窒化チタンなどの密着層を介して、例え
ばタングステンからなるプラグ35が埋め込まれてお
り、その上層に形成された例えばアルミニウム系合金か
らなる第4配線(ビット線)36に接続している。第4
配線(ビット線)36を被覆して全面に例えば窒化シリ
コンからなるオーバーコート層29が形成されている。
A third interlayer insulating film 28 made of, for example, silicon oxide is formed on the third wirings 34a and 34b, and the third interlayer insulating film 28 and the second interlayer insulating film 27 are formed.
Contact hole C that reaches through to the second wiring B
H3 is opened, and a plug 35 made of, for example, tungsten is buried in the third contact hole through an adhesion layer (not shown) such as titanium or titanium nitride. Is connected to a fourth wiring (bit line) 36. 4th
An overcoat layer 29 made of, for example, silicon nitride is formed on the entire surface so as to cover the wiring (bit line) 36.

【0030】かかる構造のSRAM半導体装置は、半導
体基板中のソース・ドレイン拡散層(高濃度拡散層)が
エッチングされて凹みが形成されておらず、また、ソー
ス・ドレイン拡散層(高濃度拡散層)の導電性不純物濃
度の低下をもたらされていないのでトランジスタの特性
の劣化や拡散層配線のシート抵抗の上昇を招いていな
い、ゲート電極(第1配線)間の幅を狭くすることを可
能とした自己整合コンタクトを有する半導体装置であ
る。
In the SRAM semiconductor device having such a structure, the source / drain diffusion layer (high-concentration diffusion layer) in the semiconductor substrate is not etched to form a recess, and the source / drain diffusion layer (high-concentration diffusion layer) is not formed. ), The width between the gate electrodes (first wirings) can be reduced without deteriorating the transistor characteristics and increasing the sheet resistance of the diffusion layer wiring because the conductive impurity concentration is not lowered. Semiconductor device having a self-aligned contact as described above.

【0031】以下に、上記のSRAM半導体装置の製造
方法について説明する。まず、図2(a)に示すよう
に、シリコン半導体基板10に、例えばLOCOS法に
より素子分離絶縁膜20を形成し、素子分離絶縁膜20
によって分離された活性領域(チャネル形成領域)にお
いて、例えば熱酸化法によりゲート絶縁膜21を形成す
る。次に、例えばCVD法によりゲート絶縁膜21の上
層を被覆して全面にポリシリコンおよびタングステンシ
リサイドを順に積層させ、下側ゲート電極(下側第1配
線)用層30および上側ゲート電極(上側第1配線)用
層31を形成する。次に、上側ゲート電極(上側第1配
線)用層31の上層に例えばCVD法により酸化シリコ
ンを堆積させ、オフセット絶縁膜22を形成する。
Hereinafter, a method of manufacturing the above-described SRAM semiconductor device will be described. First, as shown in FIG. 2A, an element isolation insulating film 20 is formed on a silicon semiconductor substrate 10 by, for example, the LOCOS method.
In the active region (channel formation region) separated by the above, the gate insulating film 21 is formed by, for example, a thermal oxidation method. Next, the upper layer of the gate insulating film 21 is coated by, for example, a CVD method, and polysilicon and tungsten silicide are sequentially stacked on the entire surface. (1 wiring) layer 31 is formed. Next, silicon oxide is deposited on the upper layer 31 for the upper gate electrode (upper first wiring) by, for example, the CVD method to form the offset insulating film 22.

【0032】次に、図2(b)に示すように、オフセッ
ト絶縁膜22の上層にゲート電極および第1配線パター
ンを有するレジスト膜R1をフォトリソグラフィー工程
により形成し、RIE(反応性イオンエッチング)など
の異方性エッチングを施して、下側ゲート電極(下側第
1配線)用層30、上側ゲート電極(上側第1配線)用
層31、およびオフセット絶縁膜22をパターニング加
工し、ポリシリコンおよびタングステンシリサイドを積
層させたポリサイド構造のオフセット絶縁膜22a付き
のゲート電極(第1配線)Aを形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, a resist film R1 having a gate electrode and a first wiring pattern is formed on the offset insulating film 22 by a photolithography process, and is subjected to RIE (reactive ion etching). The lower gate electrode (lower first wiring) layer 30, the upper gate electrode (upper first wiring) layer 31, and the offset insulating film 22 are patterned by anisotropic etching such as polysilicon. Then, a gate electrode (first wiring) A having an offset insulating film 22a having a polycide structure in which tungsten silicide is laminated is formed.

【0033】次に、図2(c)に示すように、レジスト
膜R1を除去した後、オフセット絶縁膜22aの上面か
ら全面に、例えばCVD法により窒化シリコンを例えば
10〜20nmの膜厚で堆積させ、エッチングストッパ
膜23を形成する。次に、オフセット絶縁膜22a付き
のゲート電極(第1配線)Aをマスクとしてシリコン半
導体基板10中に低濃度に導電性不純物D1をイオン注
入し、LDD(Lightly Doped Drain )拡散層(低濃度
拡散層)11を形成する。
Next, as shown in FIG. 2C, after the resist film R1 is removed, silicon nitride is deposited to a thickness of, for example, 10 to 20 nm on the entire surface from the upper surface of the offset insulating film 22a by, for example, the CVD method. Then, an etching stopper film 23 is formed. Next, using the gate electrode (first wiring) A with the offset insulating film 22a as a mask, a conductive impurity D1 is ion-implanted at a low concentration into the silicon semiconductor substrate 10, and an LDD (Lightly Doped Drain) diffusion layer (low concentration diffusion) is formed. Layer 11 is formed.

【0034】次に、図3(d)に示すように、エッチン
グストッパ膜23の上層に全面に例えばCVD法により
酸化シリコンを堆積させ、サイドウォールマスク用層2
4を形成する。ここで、サイドウォールマスク用層24
としては、特にO3 およびTEOS(tetraethylorthos
ilicate )を原料に含むCVD法により形成することが
好ましい。これにより、ウェットエッチングおよびドラ
イエッチングのエッチングレートが速いので、エッチバ
ックによるサイドウォール形状への成形および不純物導
入後の除去が容易となる。
Next, as shown in FIG. 3D, silicon oxide is deposited on the entire surface of the upper layer of the etching stopper film 23 by, for example, a CVD method, and the side wall mask layer 2 is formed.
4 is formed. Here, the side wall mask layer 24
In particular, O 3 and TEOS (tetraethylorthos
(ilicate) as a raw material. Accordingly, since the etching rates of the wet etching and the dry etching are high, the formation into the sidewall shape by the etch back and the removal after the impurity introduction are facilitated.

【0035】次に、図3(e)に示すように、従来のC4
F8にCOを加えてエッチャントガスとした、窒化シリコン
のエッチングストッパ膜23に対して20程度の選択比
を有するRIEなどのエッチングにより、ゲート電極
(第1配線)Aおよびオフセット絶縁膜22aの側壁面
に対向するサイドウォールマスク24aを残して全面に
エッチバックする。次に、サイドウォールマスク24a
をマスクとしてシリコン半導体基板10中に高濃度に導
電性不純物D2をイオン注入し、ソース・ドレイン拡散
層(高濃度拡散層)12を形成する。このとき、エッチ
ングストッパ膜23の膜厚は比較的薄いために、通常の
イオン注入エネルギー(30〜60keV)で十分に高
い不純物濃度(1×1020〜1×1021/cm3)が得られ
る。ソース・ドレイン拡散層(高濃度拡散層)12の形
成により、LDD構造のソース・ドレインとすることが
でき、半導体基板10中のチャネル形成領域の上層のゲ
ート絶縁膜21、第1配線(ゲート電極)A、およびチ
ャネル形成領域に接続するソース・ドレイン拡散層1
1、12とから、電界効果MOSトランジスタを形成し
ている。
Next, as shown in FIG. 3 (e), the conventional C 4
It was etchant gas by adding CO to F 8, by etching such as RIE with 20 degree of selectivity with respect to the etching stopper film 23 of silicon nitride, the gate electrode side of the (first wiring) A and the offset insulating film 22a The entire surface is etched back except for the side wall mask 24a facing the wall surface. Next, the sidewall mask 24a
Is used as a mask to ion-implant conductive impurity D2 into silicon semiconductor substrate 10 at a high concentration to form source / drain diffusion layer (high concentration diffusion layer) 12. At this time, since the thickness of the etching stopper film 23 is relatively small, a sufficiently high impurity concentration (1 × 10 20 to 1 × 10 21 / cm 3 ) can be obtained with normal ion implantation energy (30 to 60 keV). . By forming the source / drain diffusion layer (high concentration diffusion layer) 12, the source / drain of the LDD structure can be formed, and the gate insulating film 21 on the channel formation region in the semiconductor substrate 10 and the first wiring (gate electrode) A) and source / drain diffusion layer 1 connected to channel formation region
A field effect MOS transistor is formed from 1 and 12.

【0036】次に、図3(f)に示すように、ウェット
エッチングによってサイドウォールマスク層24aをエ
ッチング除去する。ウェットエッチングによれば、ドラ
イエッチングと比較して、ウェハ面内のエッチング均一
性を向上させることができ、製造工程のスループットも
向上可能となる。例えば、通常のフッ酸系のウェットエ
ッチングによれば、窒化シリコンに対する酸化シリコン
のエッチング選択比は20倍程度あり、エッチング処理
時間をサイドウォールマスク層が除去できるだけの時間
に設定することで、エッチングストッパ膜までエッチン
グされることがなく、従って半導体基板までもエッチン
グして半導体基板の凹みを形成することがない。また、
窒化シリコンに対する酸化シリコンのエッチング選択比
を20程度とることができるドライエッチングにより、
サイドウォールマスク層24aを除去することもでき
る。
Next, as shown in FIG. 3F, the sidewall mask layer 24a is removed by wet etching. According to the wet etching, the etching uniformity in the wafer surface can be improved as compared with the dry etching, and the throughput of the manufacturing process can be improved. For example, according to normal hydrofluoric acid-based wet etching, the etching selectivity of silicon oxide to silicon nitride is about 20 times, and the etching time is set to a time enough to remove the sidewall mask layer. The film is not etched, so that the semiconductor substrate is not etched to form a recess in the semiconductor substrate. Also,
By dry etching which can have an etching selectivity of silicon oxide to silicon nitride of about 20,
The sidewall mask layer 24a can be removed.

【0037】次に、図4(g)に示すように、例えばC
VD法により窒化シリコンのエッチングストッパ膜23
の上層に窒化シリコンを堆積させ、100nm程度に厚
膜化したエッチングストッパ膜25を形成する。新たな
窒化シリコンの堆積前からあった窒化シリコンのエッチ
ングストッパ膜23の分は、厚膜のエッチングストッパ
膜25の一部となる。エッチングストッパ膜25を厚膜
化することで、後工程のコンタクトホールの開口の際の
エッチングストッパとしての停止能を増強することがで
き、安定に自己整合コンタクトを形成することができ
る。
Next, as shown in FIG.
Silicon nitride etching stopper film 23 by VD method
Silicon nitride is deposited on the upper layer to form an etching stopper film 25 having a thickness of about 100 nm. The portion of the silicon nitride etching stopper film 23 that has existed before the deposition of new silicon nitride becomes a part of the thick etching stopper film 25. By increasing the thickness of the etching stopper film 25, the stopping ability as an etching stopper at the time of opening a contact hole in a later process can be enhanced, and a self-aligned contact can be formed stably.

【0038】次に、図4(h)に示すように、例えばC
VD法により酸化シリコンを全面に堆積させ、第1層間
絶縁膜26を形成し、リフロー、エッチバック、あるい
はCMP(Chemical Mechanical Polishing )などによ
り第1層間絶縁膜26の表面を平坦化する。
Next, as shown in FIG.
Silicon oxide is deposited on the entire surface by the VD method to form a first interlayer insulating film 26, and the surface of the first interlayer insulating film 26 is flattened by reflow, etchback, CMP (Chemical Mechanical Polishing) or the like.

【0039】次に、図4(i)に示すように、フォトリ
ソグラフィー工程によりレジスト膜をパターニング形成
して、RIEなどのエッチングを施し、第1層間絶縁膜
26、エッチングストッパ膜25、およびゲート絶縁膜
21を貫通してソース・ドレイン拡散層12に達する第
1コンタクトホールCH1を開口する。まず、窒化シリ
コンに対する酸化シリコンのエッチング選択比を20程
度とることができるエッチング条件でエッチングストッ
パ膜25表面を露出させるまで開口した後、エッチング
条件を変更してエッチングストッパ膜25にまで開口
し、続けてゲート絶縁膜21にまで貫通させる。
Next, as shown in FIG. 4I, a resist film is patterned and formed by a photolithography process, and is subjected to etching such as RIE to form a first interlayer insulating film 26, an etching stopper film 25, and a gate insulating film. A first contact hole CH1 that penetrates through the film 21 and reaches the source / drain diffusion layer 12 is opened. First, an opening is made until the surface of the etching stopper film 25 is exposed under an etching condition that can set an etching selectivity of silicon oxide to silicon nitride to about 20, and then the etching condition is changed to open the etching stopper film 25. Through the gate insulating film 21.

【0040】次に、図5(j)に示すように、例えばC
VD法により第1コンタクトホールCH1内および第1
層間絶縁膜26の上層に、全面にポリシリコンおよびタ
ングステンシリサイドを順に積層させ、レジスト膜をフ
ォトリソグラフィー工程によりパターニング形成し、R
IEなどの異方性エッチングを施して、ポリシリコンの
下側第2配線32a、およびタングステンシリサイドの
上側第2配線33aを積層させたポリサイド構造の第2
配線Bを形成する。
Next, as shown in FIG.
The first contact hole CH1 and the first contact hole CH1 are formed by the VD method.
Polysilicon and tungsten silicide are sequentially stacked on the entire surface of the interlayer insulating film 26, and a resist film is patterned and formed by a photolithography process.
By performing anisotropic etching such as IE, the second lower interconnection 32a of polysilicon and the upper second interconnection 33a of tungsten silicide are stacked to form a second polycide structure.
The wiring B is formed.

【0041】次に、図5(k)に示すように、第2配線
Bを被覆して、例えばCVD法により酸化シリコンを全
面に堆積させ、第2層間絶縁膜27を形成し、フォトリ
ソグラフィー工程によりレジスト膜をパターニング形成
して、RIEなどのエッチングを施し、第2層間絶縁膜
27、第1層間絶縁膜26、エッチングストッパ膜2
5、およびゲート絶縁膜21を貫通してソース・ドレイ
ン拡散層12に達する第2コンタクトホールCH2を開
口する。第1コンタクトホールCH1の開口時と同様、
窒化シリコンに対する酸化シリコンのエッチング選択比
を20程度とることができるエッチング条件でエッチン
グストッパ膜25表面を露出させるまで開口した後、エ
ッチング条件を変更してエッチングストッパ膜25にま
で開口し、続けてゲート絶縁膜21にまで貫通させる。
Next, as shown in FIG. 5K, the second wiring B is covered, silicon oxide is deposited on the entire surface by, for example, a CVD method, and a second interlayer insulating film 27 is formed. A resist film is formed by patterning, and etching such as RIE is performed to form a second interlayer insulating film 27, a first interlayer insulating film 26, and an etching stopper film 2.
5 and a second contact hole CH2 penetrating through the gate insulating film 21 and reaching the source / drain diffusion layer 12. Similar to the opening of the first contact hole CH1,
Opening is performed until the surface of the etching stopper film 25 is exposed under an etching condition that allows the etching selectivity of silicon oxide to silicon nitride to be about 20; then, the etching condition is changed to open the etching stopper film 25; It penetrates to the insulating film 21.

【0042】次に、図5(l)に示すように、第2コン
タクトホールCH2内および第2層間絶縁膜27の上層
に高抵抗負荷素子を含む配線層を形成し、パターニング
して、第3配線34a、34bを形成する。これによ
り、SRAM半導体装置のフリップフロップ回路を構成
する高抵抗負荷素子と記憶ノードである高濃度拡散層
(ソース・ドレイン拡散層)12を接続する。次に、第
3配線34a、34bを被覆して、例えばCVD法によ
り酸化シリコンを全面に堆積させ、第3層間絶縁膜28
を形成し、リフローあるいはエッチバックなどにより平
坦化処理を行う。
Next, as shown in FIG. 5 (l), a wiring layer including a high resistance load element is formed in the second contact hole CH2 and in the upper layer of the second interlayer insulating film 27, and is patterned to form a third layer. The wirings 34a and 34b are formed. As a result, the high-resistance load element forming the flip-flop circuit of the SRAM semiconductor device is connected to the high-concentration diffusion layer (source / drain diffusion layer) 12, which is a storage node. Next, the third wirings 34a and 34b are covered, and silicon oxide is deposited on the entire surface by, for example, a CVD method.
Is formed, and a flattening process is performed by reflow or etch back.

【0043】次に、第3層間絶縁膜28および第2層間
絶縁膜27を貫通して第2配線Bに達する第3コンタク
トホールCH3を開口し、第3コンタクトホール内に図
示しないチタン、窒化チタンなどの密着層を形成した後
に、例えばタングステンを全面に堆積させ、全面エッチ
バックすることでタングステンからなるプラグ35を埋
め込んで形成する。次に、第3層間絶縁膜28の上層に
チタン、窒化チタンなどの密着層を形成し、その上層に
例えばスパッタリング法によりアルミニウム系合金から
なる第4配線(ビット線)36をプラグ35に接続して
形成する。次に、第4配線(ビット線)36を被覆して
全面に例えば窒化シリコンからなるオーバーコート層2
9を形成して、図1に示すSRAM半導体装置に至る。
Next, a third contact hole CH3 penetrating the third interlayer insulating film 28 and the second interlayer insulating film 27 and reaching the second wiring B is opened, and titanium and titanium nitride (not shown) are formed in the third contact hole. After forming an adhesion layer such as, for example, tungsten is deposited on the entire surface, and the entire surface is etched back to form a plug 35 made of tungsten. Next, an adhesion layer of titanium, titanium nitride, or the like is formed on the third interlayer insulating film 28, and a fourth wiring (bit line) 36 made of an aluminum-based alloy is connected to the plug 35 on the adhesion layer by, for example, a sputtering method. Formed. Next, an overcoat layer 2 made of, for example, silicon nitride is formed on the entire surface while covering the fourth wiring (bit line)
9 to form the SRAM semiconductor device shown in FIG.

【0044】上記の本実施形態の半導体装置の製造方法
によれば、コンタクトを開口する層間絶縁膜を形成する
前にサイドウォールを除去する際に、半導体基板中のソ
ース・ドレイン拡散層(高濃度拡散層)までもエッチン
グして半導体基板の凹みを形成することがなく、凹みの
形成を避けるためにエッチングストッパ膜を厚膜化する
必要がないので、ソース・ドレイン拡散層(高濃度拡散
層)の導電性不純物濃度の低下をもたらさないで、ゲー
ト電極間の幅を狭くすることを可能とした自己整合コン
タクトを有する半導体装置を製造することができる。ま
た、従来技術ではポリシリコンのサイドウォールマスク
層の下層に形成する酸化シリコンのエッチングストッパ
膜を緻密化するために、アニール工程が必要であった
が、本発明の半導体装置の製造方法によれば、窒化シリ
コン膜をエッチングストッパ膜とすることで上記のアニ
ール工程を削減することができ、これによりMOSトラ
ンジスタの増速拡散による短チャネル効果の抑制に効果
がある。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present embodiment, when removing the sidewall before forming the interlayer insulating film for opening the contact, the source / drain diffusion layer (highly doped layer) in the semiconductor substrate is removed. The source / drain diffusion layer (high-concentration diffusion layer) does not need to be etched to form the depression in the semiconductor substrate, and it is not necessary to increase the thickness of the etching stopper film to avoid the depression. It is possible to manufacture a semiconductor device having a self-aligned contact capable of reducing the width between gate electrodes without lowering the conductive impurity concentration. Further, in the prior art, an annealing step was required to densify the etching stopper film of silicon oxide formed under the sidewall mask layer of polysilicon, but according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, By using a silicon nitride film as an etching stopper film, the above-described annealing step can be reduced, which is effective in suppressing the short channel effect due to the enhanced diffusion of the MOS transistor.

【0045】本発明は、SRAMの他に、DRAMなど
のMOSトランジスタの半導体装置や、バイポーラ系の
半導体装置、あるいはA/Dコンバータなど、自己整合
的に形成するコンタクトホールを有する半導体装置であ
ればなんでも適用できる。装置の微細化、縮小化が進め
られた半導体装置に、基板への凹みの形成や、基板中の
拡散層抵抗の上昇を招かない、信頼性の高いコンタクト
による接合を提供することができる。
The present invention is applicable to any semiconductor device having a contact hole formed in a self-aligned manner, such as a semiconductor device of a MOS transistor such as a DRAM, a bipolar semiconductor device, or an A / D converter, in addition to an SRAM. Anything can be applied. It is possible to provide a highly reliable contact bonding that does not cause formation of a dent in a substrate or increase in resistance of a diffusion layer in a substrate, in a semiconductor device in which device miniaturization and miniaturization have been advanced.

【0046】本発明は、上記の実施の形態に限定されな
い。例えば、第1配線(ゲート電極)、第2配線はポリ
サイド構造としているが、単層構造でも3層以上の構成
としてもよい。第3配線などの上層配線も多層構成とし
てよい。サイドウォールマスク層も、多層以上の構成と
してよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の変更を行うことができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the first wiring (gate electrode) and the second wiring have a polycide structure, but may have a single-layer structure or a structure having three or more layers. The upper wiring such as the third wiring may have a multilayer structure. The sidewall mask layer may also have a multilayer structure or more. In addition, various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、コンタクトを開口する
層間絶縁膜を形成する前にサイドウォールを除去する際
に、半導体基板中のソース・ドレイン拡散層(高濃度拡
散層)までもエッチングして半導体基板の凹みを形成す
ることがなく、凹みの形成を避けるためにエッチングス
トッパ膜を厚膜化する必要がないので、ソース・ドレイ
ン拡散層(高濃度拡散層)の導電性不純物濃度の低下を
もたらさないで、ゲート電極間の幅を狭くすることを可
能とした自己整合コンタクトを有する半導体装置を製造
することができる。
According to the present invention, when a sidewall is removed before forming an interlayer insulating film for opening a contact, even a source / drain diffusion layer (high concentration diffusion layer) in a semiconductor substrate is etched. As a result, it is not necessary to increase the thickness of the etching stopper film in order to avoid the formation of a dent in the semiconductor substrate, thereby lowering the concentration of conductive impurities in the source / drain diffusion layer (high concentration diffusion layer). , And a semiconductor device having a self-aligned contact that can reduce the width between gate electrodes can be manufactured.

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

【図1】図1は本発明の実施形態の半導体装置の製造方
法により製造した半導体装置の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device manufactured by a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は本発明の実施形態の半導体装置の製造方
法の製造工程を示す断面図であり、(a)はオフセット
絶縁膜の形成工程まで、(b)は第1配線(ゲート電
極)のパターン加工工程まで、(c)はイオン注入によ
る低濃度拡散層の形成工程までを示す。
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. And (c) show the steps up to the step of forming a low concentration diffusion layer by ion implantation.

【図3】図3は図2の続きの工程を示し、(d)はサイ
ドウォールマスク用層の形成工程まで、(e)はイオン
注入による高濃度拡散層の形成工程まで、(f)はサイ
ドウォールマスク層の除去工程までを示す。
FIG. 3 shows a step subsequent to that of FIG. 2; (d) shows up to a step of forming a sidewall mask layer; (e) shows up to a step of forming a high concentration diffusion layer by ion implantation; The steps up to the step of removing the sidewall mask layer are shown.

【図4】図4は図3の続きの工程を示し、(g)はエッ
チングストッパ膜の厚膜化工程まで、(h)は第1層間
絶縁膜の形成工程まで、(i)は第1コンタクトホール
の開口工程までを示す。
FIG. 4 shows a step subsequent to that of FIG. 3; (g) shows up to a step of increasing the thickness of an etching stopper film; (h) shows up to a step of forming a first interlayer insulating film; The process up to the contact hole opening step is shown.

【図5】図5は図4の続きの工程を示し、(j)は第2
配線の形成工程まで、(k)は第2コンタクトホールの
開口工程まで、(l)は第3層間絶縁膜の形成工程まで
を示す。
FIG. 5 shows a step that follows the step shown in FIG. 4;
(K) shows up to the step of opening the second contact hole, and (l) shows the step up to the step of forming the third interlayer insulating film.

【図6】図6は従来例の半導体装置の製造方法の製造工
程を示す断面図であり、(a)はオフセット絶縁膜の形
成工程まで、(b)は第1配線(ゲート電極)のパター
ン加工工程まで、(c)はイオン注入による低濃度拡散
層の形成工程までを示す。
FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a conventional method of manufacturing a semiconductor device, in which FIG. 6A is a diagram up to a step of forming an offset insulating film, and FIG. Up to the processing step, (c) shows up to the step of forming a low concentration diffusion layer by ion implantation.

【図7】図7は図6の続きの工程を示し、(d)はサイ
ドウォールマスク用層の形成工程まで、(e)はイオン
注入による高濃度拡散層の形成工程まで、(f)はサイ
ドウォールマスク層の除去工程までを示す。
FIG. 7 shows a step subsequent to that of FIG. 6; (d) shows up to a step of forming a layer for a sidewall mask; (e) shows up to a step of forming a high concentration diffusion layer by ion implantation; The steps up to the step of removing the sidewall mask layer are shown.

【図8】図8は図7(d)の続きの工程を示し、エッチ
ングストッパ膜を厚膜化して形成した場合を示してい
る。
FIG. 8 shows a step that follows the step of FIG. 7D, and shows a case where the etching stopper film is formed to be thick.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…半導体基板、11…低濃度拡散層、12…高濃度
拡散層、20…素子分離絶縁膜、21…ゲートマスク
層、22、22a…オフセット絶縁膜、23、25…エ
ッチングストッパ膜、24…サイドウォールマスク用
層、24a…サイドウォールマスク層、26…第1層間
絶縁膜、27…第2層間絶縁膜、28…第3層間絶縁
膜、29…オーバーコート層、30、30a…下側ゲー
ト電極(下側第1配線)、31、31a…上側ゲート電
極(上側第1配線)、32、32a…下側第2配線、3
3、33a…上側第2配線、34a、34b…第3配
線、35…プラグ、36…第4配線(ビット線)、A…
ゲート電極(第1配線)、B…第2配線、CH1…第1
コンタクトホール、CH2…第2コンタクトホール、C
H3…第3コンタクトホール、D1、D2…導電性不純
物、R1…レジスト膜、H…凹み。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Semiconductor substrate, 11 ... Low-concentration diffusion layer, 12 ... High-concentration diffusion layer, 20 ... Element isolation insulating film, 21 ... Gate mask layer, 22, 22a ... Offset insulating film, 23, 25 ... Etching stopper film, 24 ... Sidewall mask layer, 24a Sidewall mask layer, 26 First interlayer insulating film, 27 Second interlayer insulating film, 28 Third interlayer insulating film, 29 Overcoat layer, 30 and 30a Lower gate Electrodes (lower first wiring), 31, 31a... Upper gate electrode (upper first wiring), 32, 32a... Lower second wiring, 3
3, 33a: upper second wiring, 34a, 34b: third wiring, 35: plug, 36: fourth wiring (bit line), A:
Gate electrode (first wiring), B: second wiring, CH1: first
Contact hole, CH2 ... second contact hole, C
H3: third contact hole, D1, D2: conductive impurities, R1: resist film, H: dent.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/336 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/336

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板に第1配線を形成する工程と、 前記第1配線の上層にオフセット絶縁膜を形成する工程
と、 前記オフセット絶縁膜を被覆して全面に窒化シリコンの
エッチングストッパ膜を形成する工程と、 前記第1配線およびオフセット絶縁膜の側壁面と対向し
て酸化シリコンのサイドウォールマスク層を形成する工
程と、 前記サイドウォールマスク層をマスクとしてイオン注入
を行い、前記半導体基板中に導電性不純物の拡散層を形
成する工程と、 前記エッチングストッパ膜に対する選択比を有して前記
サイドウォールマスク層を除去する工程と、 前記エッチングストッパ膜の上層に全面に絶縁膜を形成
する工程と、 前記拡散層に達するコンタクトホールを前記絶縁膜に開
口する工程とを有する半導体装置の製造方法。
A step of forming a first wiring on a semiconductor substrate; a step of forming an offset insulating film on an upper layer of the first wiring; and a step of covering the offset insulating film with a silicon nitride etching stopper film over the entire surface. Forming a sidewall mask layer of silicon oxide facing the side wall surface of the first wiring and the offset insulating film; performing ion implantation using the sidewall mask layer as a mask; Forming a diffusion layer of conductive impurities on the substrate, removing the sidewall mask layer with a selectivity to the etching stopper film, and forming an insulating film over the entire surface of the etching stopper film. And a step of opening a contact hole reaching the diffusion layer in the insulating film.
【請求項2】前記サイドウォールマスク層を形成する工
程が、O3 およびTEOS(tetraethylorthosilicate
)を原料に含むCVD法により形成する工程である請
求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the step of forming the side wall mask layer comprises forming O 3 and TEOS (tetraethylorthosilicate).
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step of forming is performed by a CVD method containing (1) as a material.
【請求項3】前記サイドウォールマスク層を除去する工
程が、ウェットエッチングにより行う工程である請求項
1記載の半導体装置の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the step of removing the sidewall mask layer is a step of performing wet etching.
【請求項4】前記サイドウォールマスク層を形成する工
程が、前記エッチングストッパ膜の上層に全面にサイド
ウォールマスク用層を形成する工程と、前記第1配線お
よびオフセット絶縁膜の側壁面と対向する部分のサイド
ウォールマスク用層を残して前記サイドウォールマスク
用層を全面にエッチバックする工程とを含む請求項1記
載の半導体装置の製造方法。
4. The step of forming the sidewall mask layer includes the step of forming a sidewall mask layer over the entire surface of the etching stopper film, and facing a sidewall surface of the first wiring and the offset insulating film. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of etching back the sidewall mask layer over the entire surface while leaving a portion of the sidewall mask layer.
【請求項5】前記オフセット絶縁膜を形成する工程の
後、前記サイドウォールマスク層を形成する工程の前
に、前記第1配線をマスクとしてイオン注入を行い、前
記半導体基板中に導電性不純物の低濃度拡散層を形成す
る工程をさらに有し、 前記サイドウォールマスク層をマスクとしてイオン注入
を行い、前記半導体基板中に導電性不純物の拡散層を形
成する工程が、前記低濃度拡散層よりも高濃度に導電性
不純物を含有する拡散層を形成する工程である請求項1
記載の半導体装置の製造方法。
5. After the step of forming the offset insulating film and before the step of forming the sidewall mask layer, ion implantation is performed using the first wiring as a mask, and conductive impurities of the semiconductor substrate are introduced into the semiconductor substrate. Forming a low-concentration diffusion layer, wherein the step of performing ion implantation using the sidewall mask layer as a mask and forming a diffusion layer of a conductive impurity in the semiconductor substrate is performed more than the low-concentration diffusion layer; 2. The step of forming a diffusion layer containing a conductive impurity at a high concentration.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項6】前記サイドウォールマスク層を除去する工
程の後、前記前記エッチングストッパ膜の上層に全面に
絶縁膜を形成する工程の前に、前記エッチングストッパ
膜を厚膜化する工程をさらに有する請求項1記載の半導
体装置の製造方法。
6. The method according to claim 6, further comprising: after the step of removing the sidewall mask layer, before the step of forming an insulating film over the entire surface of the etching stopper film, the step of thickening the etching stopper film. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
【請求項7】前記半導体基板に第1配線を形成する工程
の前に、前記半導体基板にチャネル形成領域を形成する
工程と、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工
程とをさらに有し、 前記半導体基板に第1配線を形成する工程が、前記ゲー
ト絶縁膜上に第1配線を形成する工程であり、 前記第1配線をゲート電極とする電界効果トランジスタ
を形成する請求項1記載の半導体装置の製造方法。
7. The method according to claim 1, further comprising: before forming the first wiring on the semiconductor substrate, forming a channel formation region on the semiconductor substrate, and forming a gate insulating film on the semiconductor substrate. The step of forming a first wiring on the semiconductor substrate is a step of forming a first wiring on the gate insulating film, and forming a field-effect transistor using the first wiring as a gate electrode. A method for manufacturing a semiconductor device.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6333233B1 (en) 1997-09-09 2001-12-25 Fujitsu Limited Semiconductor device with self-aligned contact and its manufacture
US6483150B1 (en) 2000-03-01 2002-11-19 Fujitsu Limited Semiconductor device with both memories and logic circuits and its manufacture
KR100416607B1 (en) * 2001-10-19 2004-02-05 삼성전자주식회사 Semiconductor device including transistor and manufacturing methode thereof
KR100438772B1 (en) * 2001-08-07 2004-07-05 삼성전자주식회사 Method for manufacturing semiconductor device capable to prevent bubble defects
KR100589498B1 (en) * 2003-06-25 2006-06-13 동부일렉트로닉스 주식회사 Method of manufacturing semiconductor device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6333233B1 (en) 1997-09-09 2001-12-25 Fujitsu Limited Semiconductor device with self-aligned contact and its manufacture
US6483150B1 (en) 2000-03-01 2002-11-19 Fujitsu Limited Semiconductor device with both memories and logic circuits and its manufacture
US6605510B2 (en) 2000-03-01 2003-08-12 Fujitsu Limited Semiconductor device with both memories and logic circuits and its manufacture
KR100438772B1 (en) * 2001-08-07 2004-07-05 삼성전자주식회사 Method for manufacturing semiconductor device capable to prevent bubble defects
US6841851B2 (en) 2001-08-07 2005-01-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device having a high density plasma oxide layer
KR100416607B1 (en) * 2001-10-19 2004-02-05 삼성전자주식회사 Semiconductor device including transistor and manufacturing methode thereof
US6852581B2 (en) 2001-10-19 2005-02-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of manufacturing a semiconductor device having increased gaps between gates
US6911740B2 (en) 2001-10-19 2005-06-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device having increased gaps between gates
KR100589498B1 (en) * 2003-06-25 2006-06-13 동부일렉트로닉스 주식회사 Method of manufacturing semiconductor device

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