JP2001102444A - Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device

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JP2001102444A
JP2001102444A JP27529799A JP27529799A JP2001102444A JP 2001102444 A JP2001102444 A JP 2001102444A JP 27529799 A JP27529799 A JP 27529799A JP 27529799 A JP27529799 A JP 27529799A JP 2001102444 A JP2001102444 A JP 2001102444A
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film
forming
nitride film
titanium nitride
manufacturing
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JP27529799A
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Japanese (ja)
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Hidekazu Goshima
秀和 五嶋
Takeshi Tamaru
剛 田丸
Naoki Fukuda
直樹 福田
Hiroshi Sakuma
浩 佐久間
Yoshitaka Nakamura
吉孝 中村
Takuya Fukuda
琢也 福田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an insulating film from being formed on an interface between bit lines, a wiring and an Si substrate. SOLUTION: A Ti film 101 is formed on a silicon oxide film 31 and inside a connection hole 34 through a sputtering method, and then a silicide layer 42 is formed through a thermal treatment. Then, a TiN film 102 is formed on the Ti film 101, and successively, a TiN film 103 is formed thereon through an inorganic CVD method where a mixed gas of titanium tetrachloride and ammonia is used. Then, an after treatment is carried out making NH3 gas or NH3 gas and carrier gas (helium; He) flow, and successively, a pure water treatment is carried out through a sheet-type cleaning device, by which Cl is removed from the above TiN film 103.

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、半導体集積回路装
置およびその製造技術に関し、特に、ハロゲン元素を含
む金属ソースを用いたCVD法によって、半導体基板上
に形成された接続孔の内部や容量絶縁膜の上部電極に窒
化チタン(TiN)膜を成膜する場合における耐熱性接
続抵抗低減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 semiconductor integrated circuit device and a manufacturing technique therefor, and more particularly, to the inside of a connection hole formed on a semiconductor substrate by a CVD method using a metal source containing a halogen element and a capacitor insulation. The present invention relates to a technique effective when applied to reduce a heat-resistant connection resistance when a titanium nitride (TiN) film is formed on an upper electrode of the film.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIの微細化、高集積化に伴って、半
導体基板上に形成された接続孔のアスペクト比(接続孔
の深さ/径)が増大すると、配線用の導電膜を接続孔内
に堆積することが困難になるため、従来より、高アスペ
クト比の接続孔内にプラグを埋め込む技術が利用されて
いる。
2. Description of the Related Art As the aspect ratio (depth / diameter of a connection hole) of a connection hole formed on a semiconductor substrate increases with miniaturization and high integration of an LSI, a conductive film for wiring is connected to the connection hole. Conventionally, a technique of embedding a plug into a connection hole having a high aspect ratio has been used because it becomes difficult to deposit the plug inside the connection hole.

【0003】一方、例えば特開平8−204144号公
報に記載されているように、微細化された接続孔内の金
属配線層とその下地膜との反応を防止するために、反応
バリア膜として窒化チタン膜が利用されている。
On the other hand, as described in, for example, JP-A-8-204144, in order to prevent a reaction between a metal wiring layer in a miniaturized connection hole and its underlying film, a nitride film is formed as a reaction barrier film. Titanium films are used.

【0004】この窒化チタン膜は、CVD(Chemical V
apor Deposition )法で堆積した場合には、カバレージ
が良好なことから、高アスペクト比の接続孔内に埋め込
むプラグ材料として広く利用されている。例えば、特開
平9−45770号公報には、絶縁膜に形成した接続孔
の内部にCVD法でTiN膜を形成し、このTiN膜上
にタングステン膜あるいはタングステン化合物を形成す
る技術が開示されている。
The titanium nitride film is formed by CVD (Chemical V).
When deposited by the apor deposition method, it is widely used as a plug material to be embedded in a connection hole having a high aspect ratio because of good coverage. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-45770 discloses a technique in which a TiN film is formed by CVD in a connection hole formed in an insulating film, and a tungsten film or a tungsten compound is formed on the TiN film. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】窒化チタン(TiN)
膜をCVD法で堆積する場合には、一般に四塩化チタン
(TiCl4 )のようなハロゲン元素を含むソースガス
が使用される。これは、このソースガスを使用して成膜
したTiN膜はステップカバレージが良好で、しかも4
50℃程度の低温で成膜できるので素子の特性を劣化さ
せない、といった利点があるためである。
SUMMARY OF THE INVENTION Titanium nitride (TiN)
When a film is deposited by a CVD method, a source gas containing a halogen element such as titanium tetrachloride (TiCl 4 ) is generally used. This is because the TiN film formed using this source gas has a good step coverage,
This is because the film can be formed at a low temperature of about 50 ° C., so that there is an advantage that the characteristics of the element are not deteriorated.

【0006】しかし、ハロゲン元素を含むソースガスを
使用して成膜したTiN膜(CVD−TiN膜)中に
は、ソースガスの分解によって生じた塩素などのハロゲ
ン元素が含まれているため、高温の熱処理を行うとCV
D−TiN膜を埋め込んだ接続孔下部とシリコン膜との
界面に前記ハロゲン元素が偏析し、触媒として作用する
ことにより前記界面に酸化シリコン膜等の絶縁膜が形成
され、接続孔底部が絶縁膜に覆われるために接続抵抗が
上昇するという問題がある。
However, since a TiN film (CVD-TiN film) formed using a source gas containing a halogen element contains a halogen element such as chlorine generated by decomposition of the source gas, Heat treatment of CV
The halogen element segregates at the interface between the lower portion of the connection hole in which the D-TiN film is embedded and the silicon film, and acts as a catalyst to form an insulating film such as a silicon oxide film at the interface. There is a problem that the connection resistance increases due to the covering.

【0007】また、前記特開平9−45770号公報に
記載のように、接続孔内に埋め込まれた窒化チタン膜上
にタングステン膜またはタングステン化合物膜を形成す
る方法では、窒化タングステン膜のようなタングステン
化合物膜に比してタングステン膜の方が、ハロゲン元素
をトラップする能力は大きいとはいっても、全体的には
タングステン膜はハロゲン元素をトラップする効果は小
さく、熱処理中に接続孔下のシリコン膜が酸化する触媒
としてにハロゲン元素が作用し、絶縁膜が形成されてし
まう。さらに、タングステン膜は下地膜との接着性が悪
く、剥がれやすいという問題がある。
Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-45770, a method of forming a tungsten film or a tungsten compound film on a titanium nitride film buried in a contact hole involves the use of a tungsten film such as a tungsten nitride film. Although the tungsten film has a higher ability to trap the halogen element than the compound film, the tungsten film has a smaller effect of trapping the halogen element as a whole, and the silicon film under the connection hole during the heat treatment is generally small. The halogen element acts as a catalyst for oxidizing, and an insulating film is formed. Further, there is a problem that the tungsten film has poor adhesion to the underlying film and is easily peeled off.

【0008】本発明の目的は、CVD−TiN膜を埋め
込んだ接続孔の下部とシリコンとの界面に酸化シリコン
膜等の絶縁膜が形成されるのを防止する技術を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a technique for preventing an insulating film such as a silicon oxide film from being formed at an interface between silicon and a lower portion of a connection hole in which a CVD-TiN film is buried.

【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0010】[0010]

【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、
次のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0011】本発明の半導体集積回路装置の製造方法
は、以下の工程を含んでいる。
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes the following steps.

【0012】(a)半導体基板の主面上に絶縁膜を形成
し、前記絶縁膜に接続孔を形成する工程。
(A) A step of forming an insulating film on a main surface of a semiconductor substrate and forming a connection hole in the insulating film.

【0013】(b)前記接続孔内を含む前記絶縁膜の表
面に、窒素を微量含有するチタン膜をスパッタリング法
にて形成する工程。
(B) forming a titanium film containing a small amount of nitrogen by a sputtering method on the surface of the insulating film including the inside of the connection hole;

【0014】(c)前記半導体基板を熱処理し、前記接
続孔底部にチタンシリサイド層を形成する工程。
(C) heat treating the semiconductor substrate to form a titanium silicide layer at the bottom of the connection hole.

【0015】(d)前記チタン膜の表面に、窒化チタン
膜をスパッタリング法にて形成する工程。
(D) forming a titanium nitride film on the surface of the titanium film by a sputtering method;

【0016】(e)前記窒化チタン膜の表面に、四塩化
チタンとアンモニアの混合ガスを用いたCVD法にて窒
化チタン膜を形成する工程。
(E) forming a titanium nitride film on the surface of the titanium nitride film by a CVD method using a mixed gas of titanium tetrachloride and ammonia;

【0017】(f)前記CVD法にて窒化チタン膜を形
成後、前記窒化チタン膜中の残留塩素と反応し得るアン
モニアガス、もしくはアンモニアガスとキャリアガスを
前記窒化チタン膜の表面に供給し、前記ガスと前記残留
塩素とを反応させて前記残留塩素を除去する工程。
(F) After forming the titanium nitride film by the CVD method, an ammonia gas or an ammonia gas and a carrier gas capable of reacting with residual chlorine in the titanium nitride film are supplied to the surface of the titanium nitride film; Removing the residual chlorine by reacting the gas with the residual chlorine.

【0018】(g)前記窒化チタン膜の表面を洗浄する
ことによって、前記残留塩素と洗浄液とを反応させて前
記残留塩素を除去する工程。
(G) a step of removing the residual chlorine by cleaning the surface of the titanium nitride film so that the residual chlorine reacts with a cleaning solution.

【0019】(h)前記無機CVD法にて形成された前
記窒化チタン膜の上部に、CVD法によりタングステン
膜を形成した後、フォトレジスト膜をマスクにしてパタ
ーニングし、ビット線および配線を形成する工程。
(H) After forming a tungsten film on the titanium nitride film formed by the inorganic CVD method by a CVD method, patterning is performed by using a photoresist film as a mask to form bit lines and wirings. Process.

【0020】上記の製造方法によれば、前記TiN膜中
の塩素と前記アンモニアガスを反応させ前記TiN膜か
ら前記塩素を除去し、純水処理を行なうことで、前記窒
化チタン膜中の前記塩素が塩酸等の形で水中に溶け出し
て前記窒化チタン膜から除去される。これらの処理によ
り前記窒化チタン膜中の前記塩素濃度が低減され、高温
の熱処理を行なっても前記ビット線および前記配線と前
記Si基板との界面に絶縁層が形成されず、接続抵抗の
上昇を低減することができる。この結果、半導体集積回
路装置の歩留まりと信頼性を向上させることができる。
According to the above manufacturing method, the chlorine in the titanium nitride film is removed by reacting the chlorine in the TiN film with the ammonia gas to remove the chlorine from the TiN film and performing a pure water treatment. Is dissolved in water in the form of hydrochloric acid or the like and is removed from the titanium nitride film. By these treatments, the chlorine concentration in the titanium nitride film is reduced, and even when a high-temperature heat treatment is performed, an insulating layer is not formed at the interface between the bit line and the wiring and the Si substrate, thereby increasing the connection resistance. Can be reduced. As a result, the yield and reliability of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【0021】また、前記ビット線を前記タングステン
膜、前記窒化チタン膜およびチタン膜で構成することに
より、そのシート抵抗を低減できるので、情報の読み出
し速度および書き込み速度を向上させることができ、ま
たビット線と周辺回路の配線とを一つの工程で同時に形
成することができるので、DRAMの製造工程を短縮す
ることができる。
Further, since the bit line is composed of the tungsten film, the titanium nitride film and the titanium film, the sheet resistance can be reduced, so that the information reading speed and the writing speed can be improved. Since the line and the wiring of the peripheral circuit can be formed simultaneously in one step, the manufacturing steps of the DRAM can be shortened.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の機能を有する部材には同
一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, members having the same functions are denoted by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【0023】(実施の形態1)図1は、本実施の形態の
DRAMを形成した半導体チップの全体平面図である。
図示のように、単結晶シリコンからなる半導体チップ1
Aの主面には、X方向(半導体チップ1Aの長辺方向)
およびY方向(半導体チップ1Aの短辺方向)に沿って
多数のメモリアレイMARYがマトリクス状に配置され
ている。X方向に沿って互いに隣接するメモリアレイM
ARYの間にはセンスアンプSAが配置されている。半
導体チップ1Aの主面の中央部には、ワードドライバW
D、データ線選択回路などの制御回路や、入出力回路、
ボンディングパッドなどが配置されている。
(First Embodiment) FIG. 1 is an overall plan view of a semiconductor chip on which a DRAM according to the present embodiment is formed.
As shown, a semiconductor chip 1 made of single crystal silicon
X direction (long side direction of semiconductor chip 1A) on the main surface of A
And a large number of memory arrays MARY are arranged in a matrix along the Y direction (the short side direction of the semiconductor chip 1A). Memory arrays M adjacent to each other along the X direction
A sense amplifier SA is arranged between ARY. A word driver W is provided at the center of the main surface of the semiconductor chip 1A.
D, control circuits such as data line selection circuits, input / output circuits,
Bonding pads and the like are arranged.

【0024】図2は、上記DRAMの等価回路図であ
る。図示のように、このDRAMのメモリアレイ(MA
RY)は、マトリクス状に配置された複数のワード線W
L(WLn-1 、WLn 、WLn+1 …)と複数のビット線
BLおよびそれらの交点に配置された複数のメモリセル
(MC)により構成されている。1ビットの情報を記憶
する1個のメモリセルは、1個の情報蓄積用容量素子C
とこれに直列に接続された1個のメモリセル選択用MI
SFETQsとで構成されている。メモリセル選択用M
ISFETQsのソース、ドレインの一方は、情報蓄積
用容量素子Cと電気的に接続され、他方はビット線BL
と電気的に接続されている。ワード線WLの一端は、ワ
ードドライバWDに接続され、ビット線BLの一端は、
センスアンプSAに接続されている。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the DRAM. As shown, the memory array of this DRAM (MA
RY) includes a plurality of word lines W arranged in a matrix.
L (WLn-1, WLn, WLn + 1...), A plurality of bit lines BL, and a plurality of memory cells (MC) arranged at their intersections. One memory cell for storing one bit of information is composed of one information storage capacitor C
And one memory cell selecting MI connected in series
SFET Qs. M for memory cell selection
One of a source and a drain of the ISFET Qs is electrically connected to the information storage capacitor C, and the other is a bit line BL.
Is electrically connected to One end of the word line WL is connected to a word driver WD, and one end of the bit line BL is
It is connected to the sense amplifier SA.

【0025】以下、本実施の形態の半導体集積回路装置
の製造方法を図3〜図24を用いて工程順に説明する。
Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment will be described in the order of steps with reference to FIGS.

【0026】まず、図3に示すように、p型の半導体基
板1を850℃程度でウェット酸化して、その表面に薄
い酸化シリコン膜2を形成した後、この酸化シリコン膜
2の上部にCVD(Chemical Vapor Deposition )法で
窒化シリコン膜3を堆積する。
First, as shown in FIG. 3, a p-type semiconductor substrate 1 is wet-oxidized at about 850 ° C. to form a thin silicon oxide film 2 on the surface thereof. The silicon nitride film 3 is deposited by a (Chemical Vapor Deposition) method.

【0027】次に、窒化シリコン膜3、酸化シリコン膜
2および半導体基板1を、フォトリソグラフィによりパ
ターニングされたフォトレジスト膜4をマスクとしてド
ライエッチングすることにより、素子分離領域の半導体
基板1に溝5aを形成する。
Next, the silicon nitride film 3, the silicon oxide film 2, and the semiconductor substrate 1 are dry-etched using the photoresist film 4 patterned by photolithography as a mask, so that the trench 5a is formed in the semiconductor substrate 1 in the element isolation region. To form

【0028】次に、図4に示すように、前記のエッチン
グによって溝5aの内壁に生じたダメージ層を除去する
ために、半導体基板1を850〜900℃程度でウェッ
ト酸化して溝5aの内壁に薄い酸化シリコン膜6を形成
する。
Next, as shown in FIG. 4, in order to remove a damaged layer formed on the inner wall of the groove 5a by the above-mentioned etching, the semiconductor substrate 1 is wet-oxidized at about 850 to 900 ° C. to remove the inner wall of the groove 5a. Then, a thin silicon oxide film 6 is formed.

【0029】次に、半導体基板1上に熱CVD法で酸化
シリコン膜7を堆積した後、半導体基板1を1000℃
程度でドライ酸化することにより、溝5aに埋め込まれ
た酸化シリコン膜7の膜質を改善するためのシンタリン
グ(焼き締め)を行う。
Next, after a silicon oxide film 7 is deposited on the semiconductor substrate 1 by a thermal CVD method, the semiconductor substrate 1 is kept at 1000 ° C.
By performing dry oxidation to a degree, sintering (burning) for improving the film quality of the silicon oxide film 7 embedded in the groove 5a is performed.

【0030】次に、図5に示すように、酸化シリコン膜
7の上部にCVD法で窒化シリコン膜8を堆積する。次
に、窒化シリコン膜8をフォトリソグラフィによりパタ
ーニングされたフォトレジスト膜9をマスクとしてドラ
イエッチングすることにより、メモリアレイと周辺回路
領域との境界部のような相対的に広い面積の溝5aの上
部のみに窒化シリコン膜8を残す。溝5aの上部に残っ
た窒化シリコン膜8は、次の工程で酸化シリコン膜7を
CMP法で研磨して平坦化する際に、相対的に広い面積
の溝5aの内部の酸化シリコン膜7が相対的に狭い面積
の溝5aの内部の酸化シリコン膜7に比べて深く研磨さ
れる現象(ディッシング;dishing )を防止するために
形成される。
Next, as shown in FIG. 5, a silicon nitride film 8 is deposited on the silicon oxide film 7 by the CVD method. Next, the silicon nitride film 8 is dry-etched using the photoresist film 9 patterned by photolithography as a mask, so that the upper portion of the groove 5a having a relatively large area such as the boundary between the memory array and the peripheral circuit region is formed. Only the silicon nitride film 8 is left. When the silicon nitride film 8 remaining on the groove 5a is planarized by polishing the silicon oxide film 7 by a CMP method in the next step, the silicon oxide film 7 inside the groove 5a having a relatively large area is removed. It is formed in order to prevent a phenomenon (dishing) that is polished deeper than the silicon oxide film 7 inside the groove 5a having a relatively small area.

【0031】次に、図6に示すように、窒化シリコン膜
3、8をストッパに用いたCMP法で酸化シリコン膜7
を研磨して溝5aの内部に残すことにより、素子分離溝
5を形成する。
Next, as shown in FIG. 6, the silicon oxide film 7 is formed by a CMP method using the silicon nitride films 3 and 8 as stoppers.
Is polished and left inside the groove 5a to form the element isolation groove 5.

【0032】次に、図7に示すように、熱リン酸を用い
たウェットエッチングで窒化シリコン膜3、8を除去し
た後、メモリセルを形成する領域(メモリアレイ)の半
導体基板1にn型不純物、例えばリン(P)をイオン打
ち込みしてn型半導体領域10を形成し、メモリアレイ
と周辺回路領域の一部(nチャネル型MISFETを形
成する領域)にp型不純物、例えばホウ素(B)をイオ
ン打ち込みしてp型ウエル11を形成し、周辺回路領域
の他の一部(pチャネル型MISFETを形成する領
域)にn型不純物、例えばPをイオン打ち込みしてn型
ウエル12を形成する。また、このイオン打ち込みに続
いて、MISFETのしきい値電圧を調整するための不
純物、例えばフッ化ホウ素(BF2 )をp型ウエル11
およびn型ウエル12にイオン打ち込みする。n型半導
体領域10は、入出力回路などから半導体基板1を通じ
てメモリアレイのp型ウエル11にノイズが侵入するの
を防止するために形成される。
Next, as shown in FIG. 7, after removing the silicon nitride films 3 and 8 by wet etching using hot phosphoric acid, an n-type semiconductor substrate 1 in a region (memory array) where a memory cell is to be formed is formed. An n-type semiconductor region 10 is formed by ion-implanting an impurity, for example, phosphorus (P), and a p-type impurity, for example, boron (B) is formed in a part of the memory array and the peripheral circuit region (a region for forming an n-channel MISFET). Is ion-implanted to form a p-type well 11, and an n-type impurity, for example, P is ion-implanted into another part of the peripheral circuit region (a region where a p-channel MISFET is formed) to form an n-type well 12. . Following the ion implantation, an impurity for adjusting the threshold voltage of the MISFET, for example, boron fluoride (BF 2 ) is added to the p-type well 11.
Then, ions are implanted into the n-type well 12. The n-type semiconductor region 10 is formed to prevent noise from entering the p-type well 11 of the memory array from the input / output circuit and the like through the semiconductor substrate 1.

【0033】続いて、p型ウエル11およびn型ウエル
12の各表面の酸化シリコン膜2をフッ酸(HF)系の
洗浄液を使って除去した後、半導体基板1を850℃程
度でウェット酸化してp型ウエル11およびn型ウエル
12の各表面に清浄なゲート酸化膜13を形成する。
Subsequently, after the silicon oxide film 2 on each surface of the p-type well 11 and the n-type well 12 is removed using a hydrofluoric acid (HF) cleaning solution, the semiconductor substrate 1 is wet-oxidized at about 850 ° C. Then, a clean gate oxide film 13 is formed on each surface of the p-type well 11 and the n-type well 12.

【0034】特に限定はされないが、上記ゲート酸化膜
13を形成した後、半導体基板1をNO(酸化窒素)雰
囲気中またはN2 O(亜酸化窒素)雰囲気中で熱処理す
ることによって、ゲート酸化膜13と半導体基板1との
界面に窒素を偏析させてもよい(酸窒化処理)。ゲート
酸化膜13が7nm程度まで薄くなると、半導体基板1
との熱膨張係数差に起因して両者の界面に生じる歪みが
顕在化し、ホットキャリアの発生を誘発する。半導体基
板1との界面に偏析した窒素はこの歪みを緩和するの
で、上記の酸窒化処理は、極薄ゲート酸化膜13の信頼
性を向上できる。
Although not particularly limited, after the gate oxide film 13 is formed, the semiconductor substrate 1 is subjected to a heat treatment in an NO (nitrogen oxide) atmosphere or an N 2 O (nitrogen oxide) atmosphere to thereby form the gate oxide film. Nitrogen may be segregated at the interface between the semiconductor substrate 1 and the semiconductor substrate 1 (oxynitriding treatment). When the gate oxide film 13 is thinned to about 7 nm, the semiconductor substrate 1
Distortion generated at the interface between the two due to the difference in thermal expansion coefficient between the two causes the generation of hot carriers. Nitrogen segregated at the interface with the semiconductor substrate 1 alleviates this distortion, so that the above oxynitridation can improve the reliability of the ultra-thin gate oxide film 13.

【0035】次に、図8に示すように、ゲート酸化膜1
3の上部にゲート電極14A、14B、14Cを形成す
る。ゲート電極14Aは、メモリセル選択用MISFE
Tの一部を構成し、活性領域以外の領域ではワード線W
Lとして使用される。このゲート電極14A(ワード線
WL)の幅、すなわちゲート長は、メモリセル選択用M
ISFETの短チャネル効果を抑制して、しきい値電圧
を一定値以上に確保できる許容範囲内の最小寸法で構成
される。また、隣接するゲート電極14A(ワード線W
L)同士の間隔は、フォトリソグラフィの解像限界で決
まる最小寸法で構成される。ゲート電極14Bおよびゲ
ート電極14Cは、周辺回路のnチャネル型MISFE
Tおよびpチャネル型MISFETの各一部を構成す
る。
Next, as shown in FIG.
The gate electrodes 14A, 14B, 14C are formed on the top of the gate electrode 3. The gate electrode 14A is a MISFE for selecting a memory cell.
T and a word line W in a region other than the active region.
Used as L. The width of the gate electrode 14A (word line WL), that is, the gate length is the memory cell selection M
It has a minimum dimension within an allowable range where the short channel effect of the ISFET can be suppressed and the threshold voltage can be secured to a certain value or more. The adjacent gate electrode 14A (word line W
The distance between L) is constituted by the minimum dimension determined by the resolution limit of photolithography. The gate electrode 14B and the gate electrode 14C are formed of an n-channel MISFE of a peripheral circuit.
Each part of the T and p channel MISFETs is formed.

【0036】ゲート電極14A(ワード線WL)および
ゲート電極14B、14Cは、例えばPなどのn型不純
物をドープした多結晶シリコン膜を半導体基板1上にC
VD法で堆積し、次いでその上部に窒化タングステン
(WN)膜とタングステン(W)膜とをスパッタリング
法で堆積し、さらにその上部に窒化シリコン膜15をC
VD法で堆積した後、フォトリソグラフィによりこれら
の膜をパターニングすることにより形成する。WN膜
は、高温熱処理時にW膜と多結晶シリコン膜とが反応し
て両者の界面に高抵抗のシリサイド層が形成されるのを
防止するバリア層として機能する。バリア層は、WN膜
の他、TiN膜などを使用することもできる。
The gate electrode 14A (word line WL) and the gate electrodes 14B and 14C are formed by forming a polycrystalline silicon film doped with an n-type impurity such as P on the semiconductor substrate 1.
Then, a tungsten nitride (WN) film and a tungsten (W) film are deposited thereon by a sputtering method, and a silicon nitride film 15 is further deposited thereon by a CD method.
After deposition by the VD method, these films are formed by patterning these films by photolithography. The WN film functions as a barrier layer that prevents the W film and the polycrystalline silicon film from reacting during the high-temperature heat treatment to form a high-resistance silicide layer at the interface between them. As the barrier layer, a TiN film or the like can be used in addition to the WN film.

【0037】ゲート電極14A(ワード線WL)の一部
を低抵抗の金属(W)で構成した場合には、そのシート
抵抗を低減できるので、ワード線遅延を低減することが
できる。また、ゲート電極14(ワード線WL)をAl
配線などで裏打ちしなくともワード線遅延を低減できる
ので、メモリセルの上部に形成される配線層の数を1層
減らすことができる。
When a part of the gate electrode 14A (word line WL) is made of low-resistance metal (W), its sheet resistance can be reduced, so that word line delay can be reduced. Further, the gate electrode 14 (word line WL) is
Since the word line delay can be reduced without backing with wiring or the like, the number of wiring layers formed above the memory cell can be reduced by one.

【0038】続いて、フッ酸などのエッチング液を使っ
て、半導体基板1の表面に残ったドライエッチング残渣
やフォトレジスト残渣などを除去する。このウェットエ
ッチングを行うと、ゲート電極14A(ワード線WL)
およびゲート電極14B、14Cの下部以外の領域のゲ
ート酸化膜13が削られると同時に、ゲート側壁下部の
ゲート酸化膜13も等方的にエッチングされてアンダー
カットが生じるため、そのままではゲート酸化膜13の
耐圧が低下する。そこで、半導体基板1を900℃程度
でウェット酸化することによって、削れたゲート酸化膜
13の膜質を改善する。
Subsequently, dry etching residues and photoresist residues remaining on the surface of the semiconductor substrate 1 are removed using an etching solution such as hydrofluoric acid. When this wet etching is performed, the gate electrode 14A (word line WL)
In addition, the gate oxide film 13 in a region other than below the gate electrodes 14B and 14C is shaved, and at the same time, the gate oxide film 13 below the gate side wall is also isotropically etched to produce an undercut. The breakdown voltage of the device decreases. Therefore, the film quality of the shaved gate oxide film 13 is improved by wet oxidizing the semiconductor substrate 1 at about 900 ° C.

【0039】続いて、n型ウエル12にp型不純物、例
えばBをイオン打ち込みしてゲート電極14Cの両側の
n型ウエル12にp- 型半導体領域17を形成する。ま
た、p型ウエル11にn型不純物、例えばPをイオン打
ち込みしてゲート電極14Bの両側のp型ウエル11に
- 型半導体領域18を形成し、ゲート電極14Aの両
側のp型ウエル11にn型半導体領域19を形成する。
これにより、メモリアレイにメモリセル選択用MISF
ETQsが形成される。
Subsequently, a p-type impurity, for example, B is ion-implanted into the n-type well 12 to form a p - type semiconductor region 17 in the n-type well 12 on both sides of the gate electrode 14C. Also, an n -type semiconductor region 18 is formed in the p-type well 11 on both sides of the gate electrode 14B by ion-implanting an n-type impurity, for example, P, in the p-type well 11, and is formed in the p-type well 11 on both sides of the gate electrode 14A. An n-type semiconductor region 19 is formed.
As a result, the memory cell selecting MISF
ETQs are formed.

【0040】次に、図9に示すように、半導体基板1上
にCVD法で窒化シリコン膜20を堆積した後、メモリ
アレイの窒化シリコン膜20をフォトレジスト膜で覆
い、周辺回路領域の窒化シリコン膜20を異方性エッチ
ングすることにより、ゲート電極14B、14Cの側壁
にサイドウォールスペーサ20aを形成する。このエッ
チングは、ゲート酸化膜13や素子分離溝5に埋め込ま
れた酸化シリコン膜7の削れ量を最少とするために、酸
化シリコン膜に対する窒化シリコン膜20のエッチング
レートが大きくなるようなエッチングガスを使用して行
う。また、ゲート電極14B、14C上の窒化シリコン
膜15の削れ量を最少とするために、オーバーエッチン
グ量を必要最小限にとどめるようにする。
Next, as shown in FIG. 9, after a silicon nitride film 20 is deposited on the semiconductor substrate 1 by the CVD method, the silicon nitride film 20 of the memory array is covered with a photoresist film, and the silicon nitride film of the peripheral circuit region is formed. By performing anisotropic etching of the film 20, side wall spacers 20a are formed on the side walls of the gate electrodes 14B and 14C. In this etching, an etching gas that increases the etching rate of the silicon nitride film 20 with respect to the silicon oxide film is used in order to minimize the shaving amount of the silicon oxide film 7 buried in the gate oxide film 13 and the element isolation trench 5. Use to do. Further, in order to minimize the amount of the silicon nitride film 15 shaved on the gate electrodes 14B and 14C, the amount of over-etching is minimized.

【0041】続いて、フォトレジスト膜を除去した後、
周辺回路領域のn型ウエル12にp型不純物、例えばB
をイオン打ち込みしてpチャネル型MISFETのp+
型半導体領域22(ソース、ドレイン)を形成し、周辺
回路領域のp型ウエル11にn型不純物、例えばAs
(ヒ素)をイオン打ち込みしてnチャネル型MISFE
Tのn+ 型半導体領域23(ソース、ドレイン)を形成
する。これにより、周辺回路領域にLDD(Lightly Do
ped Drain )構造を備えたpチャネル型MISFETQ
pおよびnチャネル型MISFETQnが形成される。
Subsequently, after removing the photoresist film,
A p-type impurity such as B
Is ion-implanted to form p + of a p-channel type MISFET.
A semiconductor region 22 (source, drain) is formed, and an n-type impurity, for example, As is added to the p-type well 11 in the peripheral circuit region.
N-channel MISFE by ion implantation of (arsenic)
A T n + type semiconductor region 23 (source, drain) is formed. As a result, the LDD (Lightly Do
p-channel MISFETQ with ped Drain) structure
The p and n channel type MISFETs Qn are formed.

【0042】次に、図10に示すように、半導体基板1
上に膜厚300nm程度のSOG(スピンオングラス)
膜24をスピン塗布した後、半導体基板1を800℃、
1分程度熱処理してSOG膜24をシンタリング(焼き
締め)する。
Next, as shown in FIG.
SOG (spin-on-glass) with a thickness of about 300 nm on top
After spin coating the film 24, the semiconductor substrate 1 is heated at 800 ° C.
The heat treatment is performed for about one minute, and the SOG film 24 is sintered (sintered).

【0043】続いて、SOG膜24の上部に酸化シリコ
ン膜25を堆積した後、この酸化シリコン膜25をCM
P法で研磨してその表面を平坦化する。酸化シリコン膜
25は、例えばオゾン(O3 )とテトラエトキシシラン
(TEOS)とをソースガスに用いたプラズマCVD法
で堆積する。このように、本実施の形態では、ゲート電
極14A(ワード線WL)およびゲート電極14B、1
4Cの上部に成膜直後でも平坦性が良好なSOG膜24
を塗布し、さらにその上部に堆積した酸化シリコン膜2
5をCMP法で平坦化する。これにより、ゲート電極1
4A(ワード線WL)同士の微細な隙間のギャップフィ
ル性が向上すると共に、ゲート電極14A(ワード線W
L)およびゲート電極14B、14Cの上部の絶縁膜の
平坦化を実現することができる。
Subsequently, after depositing a silicon oxide film 25 on the SOG film 24, the silicon oxide film 25 is
The surface is flattened by polishing by the P method. The silicon oxide film 25 is deposited by, for example, a plasma CVD method using ozone (O 3 ) and tetraethoxysilane (TEOS) as a source gas. As described above, in the present embodiment, the gate electrode 14A (word line WL) and the gate electrodes 14B,
SOG film 24 with good flatness even immediately after film formation on top of 4C
Is applied, and a silicon oxide film 2 deposited on the
5 is flattened by a CMP method. Thereby, the gate electrode 1
4A (word line WL) improves the gap fill property of a minute gap between the gate electrodes 14A (word line WL).
L) and planarization of the insulating film on the gate electrodes 14B and 14C can be realized.

【0044】続いて、酸化シリコン膜25の上部に酸化
シリコン膜26を堆積する。この酸化シリコン膜26
は、CMP法で研磨されたときに生じた前記酸化シリコ
ン膜25の表面の微細な傷を補修するために堆積する。
酸化シリコン膜26は、例えばO3 とTEOSとをソー
スガスに用いたプラズマCVD法で堆積する。酸化シリ
コン膜25の上部には、上記酸化シリコン膜26に代え
てPSG(Phospho Silicate Glass)膜などを堆積して
もよい。
Subsequently, a silicon oxide film 26 is deposited on the silicon oxide film 25. This silicon oxide film 26
Is deposited in order to repair fine scratches on the surface of the silicon oxide film 25 generated when the silicon oxide film 25 is polished by the CMP method.
The silicon oxide film 26 is deposited by, for example, a plasma CVD method using O 3 and TEOS as a source gas. A PSG (Phospho Silicate Glass) film or the like may be deposited on the silicon oxide film 25 instead of the silicon oxide film 26.

【0045】次に、図11に示すように、フォトレジス
ト膜をマスクにしたドライエッチングでメモリセル選択
用MISFETQsのn型半導体領域19(ソース、ド
レイン)の上部の酸化シリコン膜26、25およびSO
G膜24を除去する。このエッチングは、窒化シリコン
膜20に対する酸化シリコン膜26、25およびSOG
膜24のエッチングレートが大きくなるような条件で行
い、n型半導体領域19や素子分離溝5の上部を覆って
いる窒化シリコン膜20が完全には除去されないように
する。
Next, as shown in FIG. 11, the silicon oxide films 26, 25 and SO on the n-type semiconductor region 19 (source, drain) of the MISFET Qs for memory cell selection are dry-etched using a photoresist film as a mask.
The G film 24 is removed. This etching is performed on the silicon oxide films 26 and 25 and the SOG on the silicon nitride film 20.
The etching is performed under such a condition that the etching rate of the film 24 is increased, so that the n-type semiconductor region 19 and the silicon nitride film 20 covering the upper part of the element isolation groove 5 are not completely removed.

【0046】続いて、前記フォトレジスト膜をマスクに
したドライエッチングで、メモリセル選択用MISFE
TQsのn型半導体領域19(ソース、ドレイン)の上
部の窒化シリコン膜15とゲート酸化膜13とを除去す
ることにより、n型半導体領域19(ソース、ドレイ
ン)の一方の上部に接続孔28を形成し、他方の上部に
接続孔29を形成する。
Subsequently, the MISFE for selecting a memory cell is formed by dry etching using the photoresist film as a mask.
By removing the silicon nitride film 15 and the gate oxide film 13 above the n-type semiconductor region 19 (source, drain) of TQs, a connection hole 28 is formed above one of the n-type semiconductor region 19 (source, drain). And a connection hole 29 is formed in the other upper part.

【0047】このエッチングは、酸化シリコン膜(ゲー
ト酸化膜13および素子分離溝5内の酸化シリコン膜
7)に対する窒化シリコン膜20のエッチングレートが
大きくなるような条件で行い、n型半導体領域19や素
子分離溝5が深く削れないようにする。また、このエッ
チングは、窒化シリコン膜20が異方的にエッチングさ
れるような条件で行い、ゲート電極14A(ワード線W
L)の側壁に窒化シリコン膜20が残るようにする。こ
れにより、フォトリソグラフィの解像限界以下の微細な
径を有する接続孔28、29がゲート電極14A(ワー
ド線WL)に対して自己整合で形成される。接続孔2
8、29をゲート電極14A(ワード線WL)に対して
自己整合で形成するには、あらかじめ窒化シリコン膜2
0を異方性エッチングしてゲート電極14A(ワード線
WL)の側壁にサイドウォールスペーサを形成しておい
てもよい。
This etching is performed under such conditions that the etching rate of the silicon nitride film 20 with respect to the silicon oxide film (the gate oxide film 13 and the silicon oxide film 7 in the element isolation trench 5) is increased. The element isolation groove 5 is prevented from being cut deeply. This etching is performed under such conditions that the silicon nitride film 20 is anisotropically etched, and the gate electrode 14A (word line W
The silicon nitride film 20 is left on the side wall of L). As a result, the connection holes 28 and 29 having a fine diameter equal to or smaller than the resolution limit of the photolithography are formed in self-alignment with the gate electrode 14A (word line WL). Connection hole 2
8 and 29 are formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 14A (word line WL).
0 may be anisotropically etched to form a sidewall spacer on the side wall of the gate electrode 14A (word line WL).

【0048】次に、図12に示すように、前記フォトレ
ジスト膜を除去した後、フッ酸+フッ化アンモニウム混
液などのエッチング液を使って、接続孔28、29の底
部に露出した基板表面のドライエッチング残渣やフォト
レジスト残渣などを除去する。その際、接続孔28、2
9の側壁に露出したSOG膜24もエッチング液に曝さ
れるが、SOG膜24は、前述した800℃程度のシン
タリングによってフッ酸系のエッチング液に対するエッ
チングレートが低減されているので、このウェットエッ
チング処理によって接続孔28、29の側壁が大きくア
ンダーカットされることはない。これにより、次の工程
で接続孔28、29の内部に埋め込まれるプラグ同士の
ショートを確実に防止することができる。
Next, as shown in FIG. 12, after removing the photoresist film, the surface of the substrate exposed at the bottoms of the connection holes 28 and 29 is etched using an etching solution such as a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride. Removal of dry etching residues and photoresist residues. At this time, the connection holes 28, 2
The SOG film 24 exposed on the side wall 9 is also exposed to the etchant. However, since the SOG film 24 has a reduced etching rate with respect to the hydrofluoric acid-based etchant by sintering at about 800 ° C., The sidewalls of the connection holes 28 and 29 are not largely undercut by the etching process. As a result, it is possible to reliably prevent a short circuit between the plugs embedded in the connection holes 28 and 29 in the next step.

【0049】続いて、接続孔28、29の内部にプラグ
30を形成する。プラグ30は、酸化シリコン膜26の
上部にn型不純物(例えばP(リン))をドープした多
結晶シリコン膜をCVD法で堆積した後、この多結晶シ
リコン膜をCMP法で研磨して接続孔28、29の内部
に残すことにより形成する。
Subsequently, plugs 30 are formed inside the connection holes 28 and 29. The plug 30 is formed by depositing a polycrystalline silicon film doped with an n-type impurity (for example, P (phosphorus)) on the silicon oxide film 26 by a CVD method, and polishing the polycrystalline silicon film by a CMP method to form a connection hole. It is formed by leaving inside of 28 and 29.

【0050】続いて、酸化シリコン膜26の上部に膜厚
200nm程度の酸化シリコン膜31を堆積した後、半
導体基板1を800℃程度で熱処理する。酸化シリコン
膜31は、例えばオゾン(O3 )とテトラエトキシシラ
ン(TEOS)とをソースガスに用いたプラズマCVD
法で堆積する。この熱処理によって、プラグ30を構成
する多結晶シリコン膜中のn型不純物が接続孔28、2
9の底部からメモリセル選択用MISFETQsのn型
半導体領域19(ソース、ドレイン)に拡散し、n型半
導体領域19が低抵抗化される。
Subsequently, after a silicon oxide film 31 having a thickness of about 200 nm is deposited on the silicon oxide film 26, the semiconductor substrate 1 is heat-treated at about 800.degree. The silicon oxide film 31 is formed, for example, by plasma CVD using ozone (O 3 ) and tetraethoxysilane (TEOS) as a source gas.
It is deposited by the method. By this heat treatment, n-type impurities in the polycrystalline silicon film forming plug 30 are removed from connection holes 28, 2
9 diffuses into the n-type semiconductor region 19 (source, drain) of the memory cell selecting MISFET Qs, and the n-type semiconductor region 19 is reduced in resistance.

【0051】続いて、フォトレジスト膜をマスクにした
ドライエッチングで前記接続孔28の上部の酸化シリコ
ン膜31を除去してプラグ30の表面を露出させる。
Subsequently, the silicon oxide film 31 above the connection hole 28 is removed by dry etching using a photoresist film as a mask to expose the surface of the plug 30.

【0052】次に、図13に示すように、前記フォトレ
ジスト膜を除去した後、フォトレジスト膜をマスクにし
たドライエッチングで周辺回路領域の酸化シリコン膜3
1、26、25、SOG膜24およびゲート酸化膜13
を除去することにより、nチャネル型MISFETQn
のn+ 型半導体領域23(ソース、ドレイン)の上部に
接続孔34、35を形成し、pチャネル型MISFET
Qpのp+ 型半導体領域22(ソース、ドレイン)の上
部に接続孔36、37を形成する。
Next, as shown in FIG. 13, after removing the photoresist film, the silicon oxide film 3 in the peripheral circuit region is subjected to dry etching using the photoresist film as a mask.
1, 26, 25, SOG film 24 and gate oxide film 13
Is removed, the n-channel MISFET Qn
The connection holes 34 and 35 are formed above the n + -type semiconductor region 23 (source and drain), and the p-channel MISFET is formed.
Connection holes 36 and 37 are formed above the p + type semiconductor region 22 (source, drain) of Qp.

【0053】次に、前記フォトレジスト膜を除去した
後、酸化シリコン膜31の上部にビット線BLおよび周
辺回路の第1層配線38、39を形成する。ビット線B
Lおよび第1層配線38、39を形成するには、接続孔
34付近を拡大して示した図14に示すように、まず接
続孔を形成した半導体基板をHF水溶液で洗浄し、接続
孔底部の酸化膜を除去し清浄なSi表面を露出させる。
酸化シリコン膜31の上部に窒素を微量含有する膜厚7
0nm程度のTi膜101をスパッタリング法で堆積
し、半導体基板1を650℃程度で1分間熱処理するこ
とでチタンシリサイド層42を形成する。次いで、Ti
膜の上部に膜厚20nm程度のTiN膜102をスパッ
タリング法で堆積し、さらに図15(1)に示す流量、
圧力とタイミングで、前記TiN膜の上部に四塩化チタ
ン(TiCl4 )、アンモニア(NH3 )とヘリウム
(He)の混合ガス(TiCl4 /NH3 =1/2〜1
/50)を原料とし、温度450〜750℃、好ましく
は550〜650℃、圧力5〜4000Pa程度で行な
う無機CVD法(無機TiN−CVD)により、厚さ3
0nmのTiN膜103を形成する。このTiN−CV
Dの成膜条件によりステップカバレジが良好なTin膜
103を形成することが可能であるが、膜中に4%程度
の塩素原子または塩素イオンを含む。後で説明する酸化
タンタル(Ta2 5 )膜61の形成時に、Ta2 5
膜の結晶化アニール等のために800℃の熱処理が加え
られる。この際に、前記TiN膜103中のClがビッ
ト線BL、第1層配線38および39とSi基板との界
面に偏析し、触媒として作用することにより前記界面に
酸化シリコン(SiO2 )等の薄い絶縁膜層が形成さ
れ、接続孔底部が絶縁層に覆われるため接続抵抗が上昇
する。そこで、図15(2)に示すように、前記無機T
iN−CVD法によるTiN膜103の成膜工程におい
て前記TiCl4 を停止し成膜を終了した後、NH3
ス、またはNH3 ガスとキャリアガス(ヘリウム;H
e)を流して後処理を行なうことで、前記TiN膜10
3中の前記Clと前記NH3 を反応させ前記TiN膜1
03から前記Clを除去する。この際、前記Clと前記
NH3 を反応させ、前記Clを除去するための時間(S
tep4)は60秒以上、好ましくは90秒以上とする
ことが必要である。また、キャリアガスはHeに限るこ
とはなく、窒素(N2 )、アルゴン(Ar)、もしくは
これらの混合ガスを用いることも可能である。続けて、
図16に示す枚葉式洗浄装置(概念図)にて純水処理を
行なうことで、前記TiN膜103中の前記Clが塩酸
(HCl)等の形で水中に溶け出して前記TiN膜10
3から除去される。これらの処理により前記TiN膜1
03中の前記Cl濃度が低減され、前記接続孔形成後に
高温の熱処理を行なっても前記ビット線BL、前記第1
層配線38および39と前記Si基板との界面に絶縁層
が形成されず、接続抵抗の上昇が低減できる。本発明者
が行なった実験では、表1に示すように、前記純粋処理
を行わなかった場合のnチャネル型MISFETQnの
n+ 型半導体領域23(ソース、ドレイン)と前記ビッ
ト線BLおよび第1層配線38との間の接触抵抗は35
MΩであったが、純粋処理を行った場合はこの接触抵抗
を180Ωに低減できた。また、前記純粋処理を行わな
かった場合のpチャネル型MISFETQpのp+ 型半
導体領域22(ソース、ドレイン)と前記第1層配線3
8および39との間の接触抵抗は92MΩであったが、
純粋処理を行った場合はこの接触抵抗を1.3kΩに低
減できた。
Next, after removing the photoresist film, the bit lines BL and first layer wirings 38 and 39 of the peripheral circuit are formed on the silicon oxide film 31. Bit line B
In order to form the L and first layer wirings 38 and 39, as shown in FIG. 14, which shows an enlarged view of the vicinity of the connection hole 34, first, the semiconductor substrate having the connection hole formed therein is washed with an HF aqueous solution and the bottom of the connection hole is formed. Is removed to expose a clean Si surface.
Thickness 7 containing a trace amount of nitrogen on top of silicon oxide film 31
A Ti film 101 of about 0 nm is deposited by a sputtering method, and the semiconductor substrate 1 is heat-treated at about 650 ° C. for 1 minute to form a titanium silicide layer 42. Then, Ti
A TiN film 102 having a thickness of about 20 nm is deposited on the upper part of the film by a sputtering method.
Depending on the pressure and timing, a gas mixture of titanium tetrachloride (TiCl 4 ), ammonia (NH 3 ) and helium (He) (TiCl 4 / NH 3 = 1/2 to 1) is formed on the TiN film.
/ 50) as a raw material at a temperature of 450 to 750 ° C., preferably 550 to 650 ° C., and a pressure of about 5 to 4000 Pa by an inorganic CVD method (inorganic TiN-CVD) to a thickness of 3
A 0 nm TiN film 103 is formed. This TiN-CV
Although it is possible to form the Tin film 103 having good step coverage by the film forming conditions of D, the film contains about 4% of chlorine atoms or chlorine ions. At the time of forming a tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) film 61 to be described later, Ta 2 O 5
A heat treatment at 800 ° C. is applied for crystallization annealing of the film. At this time, Cl in the TiN film 103 is segregated at the interface between the bit line BL, the first layer wirings 38 and 39 and the Si substrate, and acts as a catalyst to form silicon oxide (SiO 2 ) or the like on the interface. Since a thin insulating film layer is formed and the bottom of the connection hole is covered with the insulating layer, the connection resistance increases. Therefore, as shown in FIG.
In the step of forming the TiN film 103 by the iN-CVD method, after stopping the TiCl 4 and terminating the film formation, NH 3 gas, or NH 3 gas and carrier gas (helium; H)
e) to carry out post-processing, so that the TiN film 10
3 reacts with the NH 3 to form the TiN film 1.
03 is removed from the Cl. At this time, the Cl is reacted with the NH 3, and a time (S) for removing the Cl is removed.
Step 4) needs to be 60 seconds or longer, preferably 90 seconds or longer. Further, the carrier gas is not limited to He, and it is also possible to use nitrogen (N 2 ), argon (Ar), or a mixed gas thereof. continue,
By performing pure water treatment with the single wafer type cleaning apparatus (conceptual diagram) shown in FIG. 16, the Cl in the TiN film 103 is dissolved in water in the form of hydrochloric acid (HCl) or the like, and the TiN film 10 is dissolved.
3 is removed. By these processes, the TiN film 1 is formed.
03, the bit line BL and the first line are formed even when a high-temperature heat treatment is performed after the formation of the connection hole.
Since no insulating layer is formed at the interface between the layer wirings 38 and 39 and the Si substrate, an increase in connection resistance can be reduced. In an experiment conducted by the inventor, as shown in Table 1, the n + -type semiconductor region 23 (source, drain) of the n-channel type MISFET Qn and the bit line BL and the first layer The contact resistance with the wiring 38 is 35
Although it was MΩ, the contact resistance could be reduced to 180Ω when the pure treatment was performed. Further, the p + -type semiconductor region 22 (source, drain) of the p-channel type MISFET Qp and the first layer wiring 3 when the pure processing is not performed
The contact resistance between 8 and 39 was 92 MΩ,
When the pure treatment was performed, the contact resistance could be reduced to 1.3 kΩ.

【0054】[0054]

【表1】 [Table 1]

【0055】続いて、CVD法によりW膜を堆積した
後、CVD法により窒化シリコン膜40を堆積した後、
フォトレジスト膜41をマスクにしてこれらの膜をパタ
ーニングする。
Subsequently, after depositing a W film by the CVD method, depositing a silicon nitride film 40 by the CVD method,
These films are patterned using the photoresist film 41 as a mask.

【0056】酸化シリコン膜31の上部にTi膜を堆積
した後、半導体基板1を650℃程度で熱処理すること
により、Ti膜とSi基板とが反応し、nチャネル型M
ISFETQnのn+ 型半導体領域23(ソース、ドレ
イン)の表面とpチャネル型MISFETQpのp+ 型
半導体領域22(ソース、ドレイン)の表面とに低抵抗
のTiSi2 (チタンシリサイド)層42が形成され
る。図示は省略するが、このとき、メモリセル選択用M
ISFETQsのn型半導体領域19の上部接続孔28
に埋め込まれたプラグ30の表面にもTiSi2 (チタ
ンシリサイド)層42が形成される。これにより、n+
型半導体領域23およびp+ 型半導体領域22に接続さ
れる配線(ビット線BL、第1層配線38、39)の接
続抵抗を低減することができる。また、ビット線BLを
W膜/TiN膜/Ti膜で構成することにより、そのシ
ート抵抗を低減できるので、情報の読み出し速度および
書き込み速度を向上させることができると共に、ビット
線BLと周辺回路の第1層配線38、39とを一つの工
程で同時に形成することができるので、DRAMの製造
工程を短縮することができる。さらに、周辺回路の第1
層配線(38、39)をビット線BLと同層の配線で構
成した場合には、第1層配線をメモリセルの上層のAl
配線で構成する場合に比べて周辺回路のMISFET
(nチャネル型MISFETQn、pチャネル型MIS
FETQp)と第1層配線とを接続する接続孔(34〜
37)のアスペクト比が低減されるため、第1層配線の
接続信頼性が向上する。
After depositing a Ti film on the silicon oxide film 31, the semiconductor substrate 1 is heat-treated at about 650 ° C., whereby the Ti film reacts with the Si substrate, and the n-channel type M
A low-resistance TiSi 2 (titanium silicide) layer 42 is formed on the surface of the n + -type semiconductor region 23 (source, drain) of the ISFET Qn and the surface of the p + -type semiconductor region 22 (source, drain) of the p-channel MISFET Qp. You. Although not shown, the memory cell selection M
Upper connection hole 28 in n-type semiconductor region 19 of ISFET Qs
A TiSi 2 (titanium silicide) layer 42 is also formed on the surface of the plug 30 embedded in the substrate. This gives n +
The connection resistance of the wiring (bit line BL, first layer wirings 38 and 39) connected to the type semiconductor region 23 and the p + type semiconductor region 22 can be reduced. Further, since the bit line BL is made of the W film / TiN film / Ti film, the sheet resistance can be reduced, so that the information reading speed and the writing speed can be improved, and the bit line BL and the peripheral circuit can be connected to each other. Since the first layer wirings 38 and 39 can be formed simultaneously in one step, the manufacturing steps of the DRAM can be shortened. Further, the first of the peripheral circuits
In the case where the layer wirings (38, 39) are formed of the same layer as the bit line BL, the first layer wiring is formed of the upper layer of the memory cell.
MISFET of peripheral circuit compared to the case of wiring
(N channel MISFET Qn, p channel MIS
FET Qp) and the connection hole (34-
Since the aspect ratio of 37) is reduced, the connection reliability of the first layer wiring is improved.

【0057】ビット線BLは、隣接するビット線BLと
の間に形成される寄生容量をできるだけ低減して情報の
読み出し速度および書き込み速度を向上させるために、
その間隔がその幅よりも長くなるように形成する。ビッ
ト線BLの間隔は例えば0.24μm程度とし、その幅
は例えば0.22μm程度とする。
The bit line BL is used to reduce the parasitic capacitance formed between the bit line BL and the adjacent bit line BL as much as possible to improve the information reading speed and the writing speed.
The gap is formed so as to be longer than the width. The interval between the bit lines BL is, for example, about 0.24 μm, and the width is, for example, about 0.22 μm.

【0058】次に、フォトレジスト膜41を除去した
後、図17に示すように、ビット線BLの上部と側壁、
第1層配線38、39の上部と側壁とにCVD法で窒化
シリコン膜を堆積した後、この窒化シリコン膜を異方性
エッチングしてサイドウォールスペーサ43を形成す
る。
Next, after removing the photoresist film 41, as shown in FIG.
After a silicon nitride film is deposited on the upper portions and the side walls of the first layer wirings 38 and 39 by the CVD method, the silicon nitride film is anisotropically etched to form a sidewall spacer 43.

【0059】続いて、ビット線BLおよび第1層配線3
8、39の上部にSOG膜44をスピン塗布する。次い
で、半導体基板1を800℃、1分程度熱処理してSO
G膜44をシンタリング(焼き締め)する。
Subsequently, the bit line BL and the first layer wiring 3
The SOG film 44 is spin-coated on the upper portions 8 and 39. Next, the semiconductor substrate 1 is heat-treated at 800 ° C. for about 1 minute to obtain SO 2.
The G film 44 is sintered (burned).

【0060】続いて、SOG膜44の上部に酸化シリコ
ン膜45を堆積した後、この酸化シリコン膜45をCM
P法で研磨してその表面を平坦化する。酸化シリコン膜
45は、例えばオゾン(O3 )とテトラエトキシシラン
(TEOS)とをソースガスに用いたプラズマCVD法
で堆積する。このように、本実施の形態では、ビット線
BLおよび第1層配線38、39の上部に成膜直後でも
平坦性が良好なSOG膜44を塗布し、さらにその上部
に堆積した酸化シリコン膜45をCMP法で平坦化す
る。これにより、ビット線BL同士の微細な隙間のギャ
ップフィル性が向上すると共に、ビット線BLおよび第
1層配線38、39の上部の絶縁膜の平坦化を実現する
ことができる。また、高温・長時間の熱処理を行わない
ため、メモリセルおよび周辺回路を構成するMISFE
Tの特性劣化を防止して高性能化を実現することができ
ると共に、ビット線BLおよび第1層配線38、39の
低抵抗化を図ることができる。
Subsequently, after a silicon oxide film 45 is deposited on the SOG film 44, the silicon oxide film 45 is
The surface is flattened by polishing by the P method. The silicon oxide film 45 is deposited by, for example, a plasma CVD method using ozone (O 3 ) and tetraethoxysilane (TEOS) as a source gas. As described above, in the present embodiment, the SOG film 44 having good flatness is applied on the bit lines BL and the first layer wirings 38 and 39 immediately after the film formation, and the silicon oxide film 45 deposited on the SOG film 45 is further formed thereon. Is flattened by a CMP method. Thereby, the gap fill property of the minute gap between the bit lines BL is improved, and the flattening of the insulating film on the bit lines BL and the first layer wirings 38 and 39 can be realized. Further, since heat treatment at a high temperature for a long time is not performed, the MISFE forming the memory cell and the peripheral circuit is not required.
It is possible to achieve high performance by preventing the characteristic deterioration of T, and to reduce the resistance of the bit line BL and the first layer wirings 38 and 39.

【0061】続いて、酸化シリコン膜45の上部に酸化
シリコン膜46を堆積する。この酸化シリコン膜46
は、CMP法で研磨されたときに生じた前記酸化シリコ
ン膜45の表面の微細な傷を補修するために堆積する。
酸化シリコン膜46は、例えばオゾン(O3 )とテトラ
エトキシシラン(TEOS)とをソースガスに用いたプ
ラズマCVD法で堆積する。
Subsequently, a silicon oxide film 46 is deposited on the silicon oxide film 45. This silicon oxide film 46
Is deposited in order to repair fine scratches on the surface of the silicon oxide film 45 generated when polished by the CMP method.
The silicon oxide film 46 is deposited by, for example, a plasma CVD method using ozone (O 3 ) and tetraethoxysilane (TEOS) as a source gas.

【0062】次に、図18に示すように、ドライエッチ
ングで接続孔29の上部の酸化シリコン膜46、45、
SOG膜44および酸化シリコン膜31を除去してプラ
グ30の表面に達するスルーホール48を形成する。
Next, as shown in FIG. 18, the silicon oxide films 46 and 45 over the connection holes 29 are formed by dry etching.
The SOG film 44 and the silicon oxide film 31 are removed to form a through hole 48 reaching the surface of the plug 30.

【0063】続いて、フッ酸+フッ化アンモニウム混液
などのエッチング液を使って、スルーホール48の底部
に露出したプラグ30の表面のドライエッチング残渣や
フォトレジスト残渣などを除去する。
Subsequently, a dry etching residue and a photoresist residue on the surface of the plug 30 exposed at the bottom of the through hole 48 are removed by using an etching solution such as a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride.

【0064】次に、スルーホール48の内部にプラグ4
9を形成する。プラグ49は、酸化シリコン膜46の上
部にn型不純物(例えばP(リン))をドープした多結
晶シリコン膜をCVD法で堆積した後、この多結晶シリ
コン膜をエッチバックしてスルーホール48の内部に残
すことにより形成する。
Next, the plug 4 is inserted into the through hole 48.
9 is formed. The plug 49 is formed by depositing a polycrystalline silicon film doped with an n-type impurity (for example, P (phosphorus)) on the silicon oxide film 46 by a CVD method, and then etching back the polycrystalline silicon film to form a through hole 48. It is formed by leaving it inside.

【0065】次に、図19に示すように、酸化シリコン
膜46の上部に窒化シリコン膜51をCVD法で堆積し
た後、ドライエッチングで周辺回路領域の窒化シリコン
膜51を除去する。メモリアレイに残った窒化シリコン
膜51は、後述する情報蓄積用容量素子の下部電極を形
成する工程で下部電極の間の酸化シリコン膜をエッチン
グする際のエッチングストッパとして使用される。
Next, as shown in FIG. 19, after a silicon nitride film 51 is deposited on the silicon oxide film 46 by the CVD method, the silicon nitride film 51 in the peripheral circuit region is removed by dry etching. The silicon nitride film 51 remaining in the memory array is used as an etching stopper when etching a silicon oxide film between the lower electrodes in a step of forming a lower electrode of the information storage capacitor element described later.

【0066】続いて、窒化シリコン膜51の上部に、例
えばオゾン(O3 )とテトラエトキシシラン(TEO
S)とをソースガスに用いたプラズマCVD法で酸化シ
リコン膜53を堆積し、ドライエッチングで酸化シリコ
ン膜53および窒化シリコン膜51を除去することによ
り、プラグ49を埋め込んだスルーホール48の上部に
溝55を形成する。このとき同時に、メモリアレイの周
囲にメモリアレイを取り囲む帯状の長溝59を形成す
る。
Subsequently, for example, ozone (O 3 ) and tetraethoxysilane (TEO) are formed on the silicon nitride film 51.
S), a silicon oxide film 53 is deposited by a plasma CVD method using a source gas, and the silicon oxide film 53 and the silicon nitride film 51 are removed by dry etching. A groove 55 is formed. At the same time, a strip-shaped long groove 59 surrounding the memory array is formed around the memory array.

【0067】続いて、酸化シリコン膜53の上部にn型
不純物(例えばP(リン))をドープした多結晶シリコ
ン膜56をCVD法で堆積する。この多結晶シリコン膜
56は、情報蓄積用容量素子の下部電極材料として使用
される。
Subsequently, a polycrystalline silicon film 56 doped with an n-type impurity (for example, P (phosphorus)) is deposited on the silicon oxide film 53 by a CVD method. This polycrystalline silicon film 56 is used as a lower electrode material of the information storage capacitor.

【0068】次に、図20に示すように、多結晶シリコ
ン膜56の上部に溝55および長溝59を埋め込むのに
十分な膜厚のSOG膜57を堆積し、次いで400℃程
度の熱処理でSOG膜57をベークした後、SOG膜5
7をエッチバックして酸化シリコン膜53の上部の多結
晶シリコン膜56を露出させ、続いてこの多結晶シリコ
ン膜56をエッチバックすることにより、溝55および
長溝59の内側(内壁および底部)に多結晶シリコン膜
56を残す。このとき、溝55および長溝59の内側に
はエッチバックされなかったSOG膜57も残ってい
る。
Next, as shown in FIG. 20, an SOG film 57 having a thickness sufficient to bury the groove 55 and the long groove 59 is deposited on the polycrystalline silicon film 56, and then the SOG film is heat-treated at about 400 ° C. After baking the film 57, the SOG film 5
7 is etched back to expose the polycrystalline silicon film 56 above the silicon oxide film 53, and then the polycrystalline silicon film 56 is etched back, so that the inside (groove and bottom) of the groove 55 and the long groove 59 is formed. The polycrystalline silicon film 56 is left. At this time, the SOG film 57 that has not been etched back also remains inside the groove 55 and the long groove 59.

【0069】次に、図21に示すように、周辺回路領域
の酸化シリコン膜53をフォトレジスト膜58で覆い、
フッ酸系のエッチング液を用いて溝55の内部のSOG
膜57と溝55の隙間の酸化シリコン膜53とをウェッ
トエッチングすることにより、情報蓄積用容量素子の下
部電極60を形成する。このとき、溝55の隙間の底部
には窒化シリコン膜51が形成されているので、この隙
間の酸化シリコン膜53が全部除去されてもその下部の
酸化シリコン膜46がエッチング液によって削られるこ
とはない。
Next, as shown in FIG. 21, the silicon oxide film 53 in the peripheral circuit region is covered with a photoresist film 58,
SOG inside groove 55 using hydrofluoric acid based etchant
The lower electrode 60 of the information storage capacitor is formed by wet-etching the film 57 and the silicon oxide film 53 in the gap between the grooves 55. At this time, since the silicon nitride film 51 is formed at the bottom of the gap of the groove 55, even if the silicon oxide film 53 in the gap is completely removed, the silicon oxide film 46 thereunder is not removed by the etching solution. Absent.

【0070】次に、図22に示すように、周辺回路領域
を覆うフォトレジスト膜58を除去し、次いで下部電極
60を構成する多結晶シリコン膜56の酸化を防止する
ために、半導体基板1をアンモニア雰囲気中、800℃
程度で熱処理して多結晶シリコン膜56の表面を窒化し
た後、下部電極60の上部にTa2 5 (酸化タンタ
ル)膜61をCVD法で堆積し、次いで半導体基板1を
800℃程度で熱処理してTa2 5 膜61の欠陥を修
復する。このTa2 5 膜61は、情報蓄積用容量素子
の容量絶縁膜材料として使用される。
Next, as shown in FIG. 22, the photoresist film 58 covering the peripheral circuit region is removed, and then the semiconductor substrate 1 is removed to prevent oxidation of the polycrystalline silicon film 56 forming the lower electrode 60. 800 ° C in an ammonia atmosphere
After the surface of the polycrystalline silicon film 56 is nitrided by performing a heat treatment at a temperature of about 200 ° C., a Ta 2 O 5 (tantalum oxide) film 61 is deposited on the lower electrode 60 by a CVD method, and then the semiconductor substrate 1 is heat treated at about 800 ° C. Then, the defect of the Ta 2 O 5 film 61 is repaired. This Ta 2 O 5 film 61 is used as a material of a capacitive insulating film of the information storage capacitor.

【0071】続いて、Ta2 5 膜61の上部にまずC
VD法でTiN膜を形成する。TiN−CVD膜は、四
塩化チタン(TiCl4 )とアンモニア(NH3 )との
混合ガス(TiCl4 /NH3 =1/2〜1/50)を
ソースガスに用い、温度400℃〜650℃、好ましく
は400〜500℃、圧力5〜3000Pa程度の熱CV
D法で堆積する。このCVD−TiNの成膜条件により
ステップカバレジが良好でかつ良好な容量絶縁膜の耐圧
特性を得ることが可能であるが、膜中に5%程度の塩素
原子または塩素イオンを含む。前記TiN−CVD膜の
成膜工程において前記TiCl4 を停止し成膜を終了し
た後、NH3またはNH3ガスとキャリアガスを流して
後処理を行なうことで、前記TiN膜中の前記Clと前
記NH3を反応させ前記TiN膜から除去する。続け
て、純水処理を行なうことで、前記TiN膜中の前記C
lが塩酸(HCl)等の形で水中に溶け出してTiN膜
から除去される。TiN−CVD成膜後、さらにスパッ
タリング法によりTiN膜を形成する。
Subsequently, first, C is formed on the Ta 2 O 5 film 61.
A TiN film is formed by a VD method. The TiN-CVD film uses a mixed gas (TiCl 4 / NH 3 = 1/2 to 1/50) of titanium tetrachloride (TiCl 4 ) and ammonia (NH 3 ) as a source gas and has a temperature of 400 ° C. to 650 ° C. , Preferably at a temperature of 400 to 500 ° C and a pressure of about 5 to 3000 Pa
Deposit by D method. Although the step coverage is good and good withstand voltage characteristics of the capacitive insulating film can be obtained by the CVD-TiN film forming conditions, the film contains about 5% of chlorine atoms or chlorine ions. After stopping the TiCl 4 in the TiN-CVD film forming step and terminating the film formation, the post-treatment is performed by flowing NH 3 or NH 3 gas and a carrier gas, so that the Cl in the TiN film and the NH 3 To remove from the TiN film. Subsequently, by performing pure water treatment, the C in the TiN film is removed.
1 is dissolved in water in the form of hydrochloric acid (HCl) or the like and removed from the TiN film. After the TiN-CVD film is formed, a TiN film is further formed by a sputtering method.

【0072】TiN膜62を堆積した後、フォトレジス
ト膜63をマスクにしたドライエッチングでTiN膜6
2およびTa2 5 膜61をパターニングすることによ
り、TiN膜62からなる上部電極と、Ta2 5 膜6
1からなる容量絶縁膜と、多結晶シリコン膜56からな
る下部電極60とで構成される情報蓄積用容量素子Cを
形成する。これにより、メモリセル選択用MISFET
Qsとこれに直列に接続された情報蓄積用容量素子Cと
で構成されるDRAMのメモリセルが略完成する。
After the TiN film 62 is deposited, the TiN film 6 is dry-etched using the photoresist film 63 as a mask.
2 and Ta 2 O 5 film 61 are patterned to form an upper electrode made of TiN film 62 and Ta 2 O 5 film 6.
1 is formed, and an information storage capacitance element C composed of a lower electrode 60 made of a polycrystalline silicon film 56 is formed. Thereby, the MISFET for memory cell selection
A DRAM memory cell composed of Qs and an information storage capacitor C connected in series thereto is substantially completed.

【0073】次に、フォトレジスト膜63を除去した
後、図23に示すように、例えばオゾン(O3 )とテト
ラエトキシシラン(TEOS)とをソースガスに用いた
プラズマCVD法で情報蓄積用容量素子Cの上部に酸化
シリコン膜64を堆積し、第1層配線38の上部に高ア
スペクト比のスルーホール66を形成する。
Next, after removing the photoresist film 63, as shown in FIG. 23, the information storage capacitor is formed by a plasma CVD method using, for example, ozone (O 3 ) and tetraethoxysilane (TEOS) as a source gas. A silicon oxide film 64 is deposited on the element C, and a high aspect ratio through hole 66 is formed on the first layer wiring 38.

【0074】続いて、スルーホール66の内部を含む酸
化シリコン膜64の上部に膜厚5〜50nm、好ましく
は50nm程度のTiN膜71を堆積する。このTiN
膜71は、四塩化チタン(TiCl4 )とアンモニア
(NH3 )との混合ガス(TiCl4 /NH3 =1/2
〜1/50)をソースガスに用い、温度400℃〜65
0℃、好ましくは600℃以上、圧力5〜3000Pa程
度の熱CVD法で堆積する。このTiN膜71はステッ
プカバレージが良好なため、スルーホール66の底部と
開口部とで膜厚がほぼ均一となる。また、このTiN膜
71は、四塩化チタンをソースガスに用いたため、膜中
に5%程度の塩素が取り込まれる。前記TiN−CVD
膜の成膜工程において前記TiCl4 を停止し成膜を終
了した後、NH3またはNH3ガスとキャリアガスを流
して後処理を行なうことで、前記TiN膜中の前記Cl
と前記NH3を反応させ前記TiN膜から除去する。続
けて、純水処理を行なうことで、前記TiN膜中の前記
Clが塩酸(HCl)等の形で水中に溶け出してTiN
膜から除去される。
Subsequently, a TiN film 71 having a thickness of 5 to 50 nm, preferably about 50 nm is deposited on the silicon oxide film 64 including the inside of the through hole 66. This TiN
The film 71 is formed of a mixed gas (TiCl 4 / NH 3 = 1/2) of titanium tetrachloride (TiCl 4 ) and ammonia (NH 3 ).
~ 1/50) as a source gas at a temperature of 400 ° C to 65 ° C.
Deposition is performed by a thermal CVD method at 0 ° C., preferably 600 ° C. or more and a pressure of about 5 to 3000 Pa. Since the TiN film 71 has good step coverage, the film thickness becomes substantially uniform between the bottom of the through hole 66 and the opening. Since titanium tetrachloride is used as the source gas in the TiN film 71, about 5% of chlorine is taken into the film. The TiN-CVD
After stopping the TiCl 4 in the film forming process and terminating the film formation, NH 3 or an NH 3 gas and a carrier gas are flowed to perform post-processing, whereby the ClN in the TiN film is removed.
And the NH3 are reacted to remove from the TiN film. Subsequently, by performing pure water treatment, the Cl in the TiN film is dissolved in water in the form of hydrochloric acid (HCl) or the like, and
Removed from the membrane.

【0075】次に、図24に示すように、TiN膜71
の上部にCVD法でW膜72を堆積した後、酸化シリコ
ン膜64の上部のW膜72およびTiN膜71をエッチ
バックしてスルーホール66の内部のみに残すことによ
り、TiN膜71とW膜72との積層膜からなるプラグ
73を形成する。酸化シリコン膜64の上部のW膜72
およびTiN膜71を除去するには、化学的機械研磨
(CMP)法を用いてもよい。
Next, as shown in FIG.
After the W film 72 is deposited on the upper surface of the silicon oxide film 64 by a CVD method, the W film 72 and the TiN film 71 on the silicon oxide film 64 are etched back and left only inside the through hole 66, thereby forming the TiN film 71 and the W film. A plug 73 made of a laminated film with the plug 72 is formed. W film 72 on top of silicon oxide film 64
To remove the TiN film 71, a chemical mechanical polishing (CMP) method may be used.

【0076】続いて、プラグ73の表面を含む酸化シリ
コン膜64の上部にスパッタリング法でTiN膜74を
堆積する。
Subsequently, a TiN film 74 is deposited on the silicon oxide film 64 including the surface of the plug 73 by a sputtering method.

【0077】続いて、TiN膜74の上部にスパッタリ
ング法でAl合金膜75とTi膜76とを堆積した後、
フォトレジスト膜をマスクにしたドライエッチングでT
i膜76、Al合金膜75およびTiN膜74をパター
ニングして、酸化シリコン膜64の上部に第2層配線7
7、78を形成する。
Subsequently, after an Al alloy film 75 and a Ti film 76 are deposited on the TiN film 74 by a sputtering method,
Dry etching with photoresist film as mask
The i film 76, the Al alloy film 75 and the TiN film 74 are patterned to form a second layer wiring 7 on the silicon oxide film 64.
7, 78 are formed.

【0078】(実施の形態2)本実施の形態2の半導体
集積回路装置の製造方法は、実施の形態1における半導
体集積回路装置の無機TiN−CVD法によるTiN膜
103の成膜工程において、TiCl4 ガスを停止し成
膜を終了した後、NH3 ガスを図25に示すように、成
膜時の圧力よりも高い圧力、たとえば133Paで流し
て後処理を行なったものである。この場合、より短時間
でClを除去できるのでスループットを向上させること
ができる。その他の部材と製造工程は実施の形態1と同
様である。したがって、それら実施の形態1と同様の部
材と製造工程についての説明は省略する。
(Embodiment 2) The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment is similar to that of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment except that TiCl After stopping the four gases and terminating the film formation, post-processing is performed by flowing NH 3 gas at a pressure higher than the pressure at the time of film formation, for example, 133 Pa, as shown in FIG. In this case, since Cl can be removed in a shorter time, the throughput can be improved. Other members and manufacturing steps are the same as in the first embodiment. Therefore, description of the same members and manufacturing steps as those of the first embodiment will be omitted.

【0079】(実施の形態3)本実施の形態3の半導体
集積回路装置の製造方法は、実施の形態1または実施の
形態2における半導体集積回路装置の無機TiN−CV
D法によるTiN膜103の成膜工程において、TiN
膜103の成膜後の純水処理を温水を用いて行なうもの
である。この場合、常温の温水を用いた場合よりもCl
の除去効率が向上するので、プロセスのマージンを拡大
することができ、たとえばTiN膜103の厚さが厚く
なった場合でもビット線BL、第1層配線38および3
9とSi基板との界面に絶縁層が形成されず、接続抵抗
の上昇を低減できる。
(Embodiment 3) The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment is directed to the method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first or second embodiment.
In the step of forming the TiN film 103 by the D method, TiN
The pure water treatment after the formation of the film 103 is performed using warm water. In this case, the Cl.
, The margin of the process can be expanded. For example, even when the thickness of the TiN film 103 is increased, the bit line BL and the first-layer wirings 38 and 3
No insulating layer is formed at the interface between the silicon substrate 9 and the Si substrate, and an increase in connection resistance can be reduced.

【0080】(実施の形態4)本実施の形態4の半導体
集積回路装置の製造方法は、実施の形態1または実施の
形態2における半導体集積回路装置の無機TiN−CV
D法によるTiN膜103の成膜工程において、TiN
膜103の成膜後の処理をNH3 水溶液を用いて行なう
ものである。この場合、常温の温水を用いた場合よりも
Clの除去効率が向上するので、プロセスのマージンを
拡大することができ、たとえばTiN膜103の厚さが
厚くなった場合でもビット線BL、第1層配線38およ
び39とSi基板との界面に絶縁層が形成されず、接続
抵抗の上昇を低減できる。
(Embodiment 4) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 4 is directed to a method of manufacturing an inorganic TiN-CV of a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 1 or 2.
In the step of forming the TiN film 103 by the D method, TiN
The processing after the formation of the film 103 is performed using an NH 3 aqueous solution. In this case, the Cl removal efficiency is improved as compared with the case of using normal-temperature hot water, so that the process margin can be expanded. For example, even when the thickness of the TiN film 103 is increased, the bit line BL and the first Since no insulating layer is formed at the interface between the layer wirings 38 and 39 and the Si substrate, an increase in connection resistance can be reduced.

【0081】(実施の形態5)本実施の形態5の半導体
集積回路装置の製造方法は、実施の形態1、実施の形態
2、実施の形態3、または実施の形態4における半導体
集積回路装置の無機TiN−CVD法によるTiN膜1
03の成膜工程において、TiN膜103の成膜後の純
水処理をバッチ式洗浄装置を用いて行なうもので、枚葉
式洗浄装置を用いた場合に比べ多数枚の基板を一度に洗
浄するため、スループットを向上させることができる。
(Fifth Embodiment) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to a fifth embodiment is directed to a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first, second, third, or fourth embodiment. TiN film 1 by inorganic TiN-CVD method
In the film forming step 03, pure water treatment after the formation of the TiN film 103 is performed using a batch-type cleaning apparatus, and a larger number of substrates are cleaned at once than in the case of using a single-wafer-type cleaning apparatus. Therefore, the throughput can be improved.

【0082】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment, the invention is not limited to the embodiment and can be variously modified without departing from the gist of the invention. Needless to say,

【0083】たとえば、実施の形態1において、無機T
iN−CVD法によるTiN膜の成膜工程においてTi
Cl4 を停止し成膜を終了した後、NH3 ガス、または
NH3 ガスとキャリアガスを流して後処理を行なう場合
を例示したが、ヒドラジン、モノメチルヒドラジン、ジ
メチルヒドラジン、N2 プラズマ、またはNH3 プラズ
マであってもよい。
For example, in Embodiment 1, the inorganic T
In the process of forming a TiN film by the iN-CVD method,
After completion of the stop forming a Cl 4, NH 3 gas, or by flowing the NH 3 gas and the carrier gas has been exemplified a case in which the post-processing, hydrazine, monomethyl hydrazine, dimethyl hydrazine, N 2 plasma or NH, 3 Plasma may be used.

【0084】[0084]

【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以
下のとおりである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0085】本発明によれば、無機TiN−CVD法に
より成膜されたTiN膜中のClが除去され、高温の熱
処理を行なってもビット線および配線とSi基板との界
面に絶縁層が形成されず、接続抵抗の上昇を低減でき
る。
According to the present invention, Cl in the TiN film formed by the inorganic TiN-CVD method is removed, and an insulating layer is formed at the interface between the bit line and the wiring and the Si substrate even when a high-temperature heat treatment is performed. Instead, an increase in connection resistance can be reduced.

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

【図1】本発明の実施の形態1である半導体集積回路装
置を形成した半導体チップの一例の全体平面図である。
FIG. 1 is an overall plan view of an example of a semiconductor chip on which a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention is formed.

【図2】実施の形態1である半導体集積回路装置などの
等価回路図である。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment;

【図3】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法
の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of First Embodiment.

【図4】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法
の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of First Embodiment;

【図5】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法
の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of First Embodiment.

【図6】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法
の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of First Embodiment.

【図7】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法
の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 7 is an essential part cross sectional view of the semiconductor substrate, showing an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of Embodiment 1.

【図8】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法
の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 8 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of First Embodiment.

【図9】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法
の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
9 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of Embodiment 1. FIG.

【図10】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方
法の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
10 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of Embodiment 1. FIG.

【図11】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方
法の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
11 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of Embodiment 1. FIG.

【図12】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方
法の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
12 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of First Embodiment; FIG.

【図13】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方
法の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
13 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of Embodiment 1. FIG.

【図14】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方
法の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 14 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of First Embodiment;

【図15】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方
法の無機TiN−CVDによる成膜フローを示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing a film formation flow by inorganic TiN-CVD in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the first embodiment.

【図16】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方
法の純水処理を行なう枚葉式洗浄装置の概念図である。
FIG. 16 is a conceptual diagram of a single-wafer cleaning apparatus that performs a pure water treatment in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment.

【図17】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方
法の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
17 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of Embodiment 1. FIG.

【図18】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方
法の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
18 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of Embodiment 1. FIG.

【図19】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方
法の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
19 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of Embodiment 1. FIG.

【図20】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方
法の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
20 is an essential part cross sectional view of the semiconductor substrate, showing an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of Embodiment 1. FIG.

【図21】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方
法の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
21 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of Embodiment 1. FIG.

【図22】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方
法の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 22 is an essential part cross sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the first embodiment.

【図23】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方
法の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
23 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of First Embodiment; FIG.

【図24】実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方
法の一例を示す半導体基板の要部断面図である。
24 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of First Embodiment; FIG.

【図25】実施の形態2の半導体集積回路装置の製造方
法の無機TiN−CVDによる成膜フローを示す図であ
る。
FIG. 25 is a diagram showing a film formation flow by inorganic TiN-CVD in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 1A 半導体チップ 2 酸化シリコン膜 3 窒化シリコン膜 4 フォトレジスト膜 5 素子分離溝 5a 溝 6 酸化シリコン膜 7 酸化シリコン膜 8 窒化シリコン膜 9 フォトレジスト膜 10 n型半導体領域 11 p型ウエル 12 n型ウエル 13 ゲート酸化膜 14A〜14C ゲート電極 15 窒化シリコン膜 17 p- 型半導体領域 18 n- 型半導体領域 19 n型半導体領域 20 窒化シリコン膜 20a サイドウォールスペーサ 22 p+ 型半導体領域 23 n+ 型半導体領域 24 SOG膜 24a、24b SOG膜 25 酸化シリコン膜 26 酸化シリコン膜 27 フォトレジスト膜 28 接続孔 29 接続孔 30 プラグ 31 酸化シリコン膜 32 フォトレジスト膜 34〜37 接続孔 38、39 第1層配線 40 窒化シリコン膜 41 フォトレジスト膜 42 TiSi2 層 43 サイドウォールスペーサ 44 SOG膜 45 酸化シリコン膜 46 酸化シリコン膜 48 スルーホール 49 プラグ 51 窒化シリコン膜 53 酸化シリコン膜 55 溝 56 多結晶シリコン膜 57 SOG膜 59 長溝 60 下部電極 61 Ta2 5(酸化タンタル) 膜 62 TiN膜(上部電極) 63 フォトレジスト膜 64 酸化シリコン膜 66 スルーホール 71 TiN膜 72 W膜 73 プラグ 74 TiN膜 75 Al合金膜 76 Ti膜 77、78 第2層配線 101 Ti膜 102 TiN膜 103 TiN膜 BL ビット線 C 情報蓄積用容量素子 MARY メモリアレイ Qn nチャネル型MISFET Qp pチャネル型MISFET Qs メモリセル選択用MISFET SA センスアンプ WD ワードドライバREFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor substrate 1A semiconductor chip 2 silicon oxide film 3 silicon nitride film 4 photoresist film 5 element isolation groove 5a groove 6 silicon oxide film 7 silicon oxide film 8 silicon nitride film 9 photoresist film 10 n-type semiconductor region 11 p-type well 12 n-type well 13 gate oxide film 14A to 14C gate electrode 15 silicon nitride film 17 p - type semiconductor region 18 n - type semiconductor region 19 n-type semiconductor region 20 silicon nitride film 20a sidewall spacer 22 p + type semiconductor region 23 n + Type semiconductor region 24 SOG film 24a, 24b SOG film 25 Silicon oxide film 26 Silicon oxide film 27 Photoresist film 28 Connection hole 29 Connection hole 30 Plug 31 Silicon oxide film 32 Photoresist film 34-37 Connection hole 38, 39 First layer Wiring 40 Silicon nitride 41 the photoresist film 42 TiSi 2 layer 43 sidewall spacers 44 SOG film 45 a silicon oxide film 46 a silicon oxide film 48 through hole 49 plug 51 silicon film 53 a silicon oxynitride film 55 groove 56 polycrystalline silicon film 57 SOG film 59 elongated groove 60 bottom Electrode 61 Ta 2 O 5 (tantalum oxide) film 62 TiN film (upper electrode) 63 photoresist film 64 silicon oxide film 66 through hole 71 TiN film 72 W film 73 plug 74 TiN film 75 Al alloy film 76 Ti film 77, 78 Second layer wiring 101 Ti film 102 TiN film 103 TiN film BL Bit line C Information storage capacitor MARY Memory array Qn N-channel MISFET Qp P-channel MISFET Qs MISFET for memory cell selection SA Sense Flop WD word driver

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 直樹 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 佐久間 浩 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 中村 吉孝 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 福田 琢也 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 Fターム(参考) 4M104 AA01 BB25 CC01 DD04 DD08 DD16 DD23 DD37 DD45 DD79 DD84 DD90 FF18 FF23 GG10 GG16 HH15 5F033 HH18 HH19 HH33 JJ18 JJ19 JJ33 KK01 MM08 MM13 NN06 NN07 PP09 PP15 QQ09 QQ11 QQ37 QQ70 QQ73 QQ74 QQ92 QQ93 RR04 RR09 SS04 SS15 SS22 TT02 TT08 VV16 XX09 5F083 AD10 GA27 JA39 JA40 JA56 KA05 MA04 MA05 MA06 MA19 MA20 PR03 PR09 PR13 PR21 PR22 PR23 PR40 PR43 PR44 PR45 PR46 PR53 PR54 PR55 PR56  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Naoki Fukuda 6-16-16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Hiroshi Sakuma 6--16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Inside the Hitachi, Ltd. Device Development Center (72) Inventor Yoshitaka Nakamura 6-16, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Inside the Hitachi Ltd. Device Development Center (72) Inventor Takuya Fukuda 6-16, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo Address 3 F-term in Device Development Center, Hitachi, Ltd. (Reference) 4M104 AA01 BB25 CC01 DD04 DD08 DD16 DD23 DD37 DD45 DD79 DD84 DD90 FF18 FF23 GG10 GG16 HH15 5F033 HH18 HH19 HH33 JJ18 JJ19 JJ33 KK11 MM08Q09 QQ37 QQ70 QQ73 QQ74 QQ92 QQ93 RR04 RR09 SS04 SS15 SS22 TT02 TT08 VV16 XX0 9 5F083 AD10 GA27 JA39 JA40 JA56 KA05 MA04 MA05 MA06 MA19 MA20 PR03 PR09 PR13 PR21 PR22 PR23 PR40 PR43 PR44 PR45 PR46 PR53 PR54 PR55 PR56

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)半導体基板上に、接続孔を有する
絶縁膜を形成する工程、(b)前記接続孔内を含む前記
絶縁膜の表面に、四塩化チタンとアンモニアの混合ガス
を用いたCVD法にて窒化チタン膜を形成する工程、
(c)前記CVD法にて窒化チタン膜を形成後、前記窒
化チタン膜中の残留塩素と反応し得るガスを前記窒化チ
タン膜の表面に供給し、前記ガスと前記残留塩素とを反
応させて前記残留塩素を除去する工程、(d)前記窒化
チタン膜の表面を洗浄することによって、前記残留塩素
と洗浄液とを反応させて前記残留塩素を除去する工程、
を含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
(A) forming an insulating film having a connection hole on a semiconductor substrate; and (b) using a mixed gas of titanium tetrachloride and ammonia on the surface of the insulating film including the inside of the connection hole. Forming a titanium nitride film by a CVD method,
(C) After forming the titanium nitride film by the CVD method, a gas capable of reacting with the residual chlorine in the titanium nitride film is supplied to the surface of the titanium nitride film, and the gas reacts with the residual chlorine. Removing the residual chlorine, (d) cleaning the surface of the titanium nitride film, thereby reacting the residual chlorine with a cleaning liquid to remove the residual chlorine,
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising:
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路の製造方
法であって、前記窒化チタン膜に供給するガスは、アン
モニア、ヒドラジン、モノメチルヒドラジン、ジメチル
ヒドラジン、窒素プラズマあるいはアンモニアプラズマ
であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
2. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the gas supplied to the titanium nitride film is ammonia, hydrazine, monomethylhydrazine, dimethylhydrazine, nitrogen plasma or ammonia plasma. Of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項3】 請求項1記載の半導体集積回路の製造方
法であって、前記窒化チタン膜に供給する前記ガスの圧
力は、前記窒化チタン膜の成膜に用いる前記アンモニア
ガスの圧力よりも高いことを特徴とする半導体集積回路
装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein a pressure of the gas supplied to the titanium nitride film is higher than a pressure of the ammonia gas used for forming the titanium nitride film. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項4】 請求項1記載の半導体集積回路の製造方
法であって、前記窒化チタン膜の表面の洗浄には純水ま
たはアンモニア水溶液を用いることを特徴とする半導体
集積回路装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein pure water or an aqueous ammonia solution is used for cleaning the surface of the titanium nitride film.
【請求項5】 請求項1記載の半導体集積回路の製造方
法であって、前記窒化チタン膜の表面の洗浄には常温よ
りも高温の純水またはアンモニア水溶液を用いることを
特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
5. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the surface of the titanium nitride film is cleaned using pure water or an aqueous ammonia solution at a temperature higher than room temperature. Device manufacturing method.
【請求項6】 請求項1記載の半導体集積回路の製造方
法であって、前記窒化チタン膜の表面の洗浄にはバッチ
式の洗浄装置を用いることを特徴とする半導体集積回路
装置の製造方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein a batch-type cleaning device is used for cleaning the surface of the titanium nitride film.
【請求項7】 メモリセル選択用MISFETとこれに
直列に接続された情報蓄積用容量素子とでメモリセルを
構成し、前記情報蓄積用容量素子を前記メモリセル選択
用MISFETの上部に配置したDRAMを有する半導
体集積回路装置の製造方法であって、(a)半導体基板
の主面のメモリアレイに、メモリセル選択用MISFE
Tを形成し、周辺回路領域に周辺回路を構成するMIS
FETを形成した後、前記メモリセル選択用MISFE
Tおよび前記周辺回路を構成するMISFETの上部に
絶縁膜を形成する工程、(b)前記周辺回路を構成する
MISFETの半導体領域の上部の前記絶縁膜に接続孔
を形成する工程、(c)前記接続孔内を含む前記絶縁膜
表面に、四塩化チタンとアンモニアの混合ガスを用いた
CVD法にて窒化チタン膜を形成する工程、(d)前記
CVD法にて窒化チタン膜を形成後、前記窒化チタン膜
中の残留塩素と反応し得るガスを前記窒化チタン膜の表
面に供給し、前記ガスと前記残留塩素とを反応させて前
記残留塩素を除去する工程、(e)前記窒化チタン膜の
表面を洗浄することによって、前記残留塩素と洗浄液と
を反応させて前記残留塩素を除去する工程、(f)前記
接続孔内を含む前記絶縁膜表面に金属膜を形成した後、
前記金属膜をパターニングすることによって、前記接続
孔を通じて前記半導体領域に電気的に接続される配線を
形成する工程、(g)前記メモリセル選択用MISFE
Tの上部に下部電極を形成した後、前記下部電極の上部
に容量絶縁膜を形成する工程、(h)前記容量絶縁膜を
熱処理した後、前記容量絶縁膜の上部に上部電極を形成
することによって、前記下部電極と前記容量絶縁膜と前
記上部電極とによって構成される情報蓄積用容量素子を
形成する工程、を含むことを特徴とする半導体集積回路
装置の製造方法。
7. A DRAM comprising a memory cell selecting MISFET and an information storing capacitive element connected in series to the memory cell, wherein the information storing capacitive element is arranged above the memory cell selecting MISFET. (A) a MISFE for selecting a memory cell in a memory array on a main surface of a semiconductor substrate.
MIS for forming peripheral circuits in the peripheral circuit region
After forming the FET, the memory cell selecting MISFE
Forming an insulating film on the T and the MISFET forming the peripheral circuit; (b) forming a connection hole in the insulating film above the semiconductor region of the MISFET forming the peripheral circuit; Forming a titanium nitride film by a CVD method using a mixed gas of titanium tetrachloride and ammonia on the surface of the insulating film including the inside of the connection hole; (d) forming a titanium nitride film by the CVD method; Supplying a gas capable of reacting with the residual chlorine in the titanium nitride film to the surface of the titanium nitride film, and reacting the gas with the residual chlorine to remove the residual chlorine; and (e) removing the residual chlorine. Removing the residual chlorine by reacting the residual chlorine with a cleaning solution by cleaning the surface; (f) forming a metal film on the surface of the insulating film including the inside of the connection hole;
Forming a wiring electrically connected to the semiconductor region through the connection hole by patterning the metal film; (g) the memory cell selecting MISFE
Forming a lower electrode on the upper portion of T, and then forming a capacitive insulating film on the lower electrode; (h) forming an upper electrode on the upper portion of the capacitive insulating film after heat treating the capacitive insulating film; Forming a capacitance element for information storage constituted by the lower electrode, the capacitance insulating film, and the upper electrode.
【請求項8】 請求項7記載の半導体集積回路の製造方
法であって、前記容量絶縁膜の熱処理温度が700℃以
上であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
8. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit according to claim 7, wherein a heat treatment temperature of said capacitance insulating film is 700 ° C. or higher.
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