JP2001111045A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP2001111045A
JP2001111045A JP28642399A JP28642399A JP2001111045A JP 2001111045 A JP2001111045 A JP 2001111045A JP 28642399 A JP28642399 A JP 28642399A JP 28642399 A JP28642399 A JP 28642399A JP 2001111045 A JP2001111045 A JP 2001111045A
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JP
Japan
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film
oxide film
semiconductor device
tungsten silicide
polycrystalline silicon
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JP28642399A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidenori Takahashi
英紀 高橋
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fine semiconductor device which prevents halation and peeling phenomena and which is manufactured with low cost and high reliability, and also to provide a method for manufacturing the semiconductor device. SOLUTION: A P-SiON film 9 is formed on a tungsten silicide film 9. Consequently, an ultraviolet ray reflected from the tungsten silicide film 9 on a step part C of an LOCOS oxide film 2 is shielded to prevent a halation phenomenon. Even during an oxidizing atmosphere step of a P-TEOS oxide film 21 formed on the film 9, a peeling phenomenon of the film 9 being peeled off from a polycrystalline silicon film 8 at the step part C is prevented.

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】この発明は、半導体基板上に
LOCOS酸化膜などで形成された段差部を有し、この
段差部を有する半導体基板に形成された絶縁ゲート構造
を有する半導体装置において、ゲート電極配線が、多結
晶シリコン膜とタングステンシリサイド膜もしくはモリ
ブデンシリサイド膜で構成されるポリサイド膜で形成さ
れる半導体装置とその製造方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor device having a step formed on a semiconductor substrate by a LOCOS oxide film or the like and having an insulated gate structure formed on the semiconductor substrate having the step. The present invention relates to a semiconductor device in which an electrode wiring is formed of a polycide film composed of a polycrystalline silicon film and a tungsten silicide film or a molybdenum silicide film, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の半導体装置の微細化、高速化に伴
い、それを構成する電界効果トランジスタ(MOSFE
T)などのゲート電極配線では、ゲート電極配線の抵抗
低減を図るため、多結晶シリコン膜上に、抵抗値が低い
タングステンシリサイド膜を積層したタングステンポリ
サイド構造が用いられている。
2. Description of the Related Art With the recent miniaturization and high speed operation of a semiconductor device, a field effect transistor (MOSFE) constituting the semiconductor device has been developed.
In a gate electrode wiring such as T), a tungsten polycide structure in which a low-resistance tungsten silicide film is laminated on a polycrystalline silicon film is used in order to reduce the resistance of the gate electrode wiring.

【0003】図13は、従来のタングステンポリサイド
構造を用いたn型MOSFETの要部構成図で、同図
(a)は平面図、同図(b)は同図(a)のA−A線で
切断した断面図、同図(c)は同図(a)のB−B線で
切断した断面図である。
FIGS. 13A and 13B are main part configuration diagrams of a conventional n-type MOSFET using a tungsten polycide structure. FIG. 13A is a plan view, and FIG. 13B is a sectional view taken on line AA of FIG. FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 3A.

【0004】同図(a)において、この平面図は、タン
グステンシリサイド膜59、LOCOS酸化膜52、n
型低濃度およびn型高濃度ソース領域53、55とn型
低濃度およびn型高濃度ドレイン領域54、56を示
し、同図(b)、同図(c)で示される層間絶縁膜6
4、ソース電極配線65、ドレイン電極配線66は示さ
れていない。また前記のn型低濃度および高濃度ソース
領域53、55とn型低濃度およびn型高濃度ドレイン
領域54、56はLOCOS酸化膜52で取り囲まれて
いる。
In FIG. 1A, this plan view shows a tungsten silicide film 59, a LOCOS oxide film 52, n
FIG. 6B shows the low-concentration and n-type high-concentration source regions 53 and 55 and the n-type low-concentration and n-type high-concentration drain regions 54 and 56, and the interlayer insulating film 6 shown in FIGS.
4, the source electrode wiring 65 and the drain electrode wiring 66 are not shown. The n-type low-concentration and high-concentration source regions 53 and 55 and the n-type low-concentration and n-type high-concentration drain regions 54 and 56 are surrounded by a LOCOS oxide film 52.

【0005】同図(b)において、半導体基板の表面層
に選択的にLOCOS酸化膜52が形成され、LOCO
S酸化膜52に挟まれたpウエル領域51の表面層にn
型低濃度および高濃度ソース領域53、55とn型低濃
度および高濃度ドレイン領域54、56が形成され、n
型低濃度ソース領域53とn型低濃度ドレイン領域54
に挟まれたpウエル領域51上にゲート酸化膜57を介
してゲート電極配線80が形成される、このゲート電極
配線80は多結晶シリコン膜58とその上のタングステ
ンシリサイド膜59で構成されるタングステンポリサイ
ド膜である。多結晶シリコン膜58はMOSFETのし
きい値電圧を決定し、タングステンシリサイド膜59
は、ゲート抵抗を低減する働きをする。ゲート電極配線
80とLOCOS酸化膜52上は層間絶縁膜64で被覆
される。また、n型高濃度ソース領域55上およびn型
高濃度ドレイン領域56上の層間絶縁膜64と第2スク
リーン酸化膜63にコンタクトホールを開け、ソース電
極配線65とドレイン電極配線66を形成する。図示し
ない箇所で、タングステンシリサイド膜59上の層間絶
縁膜64にもコンタクトホールを開けて、ゲート電極配
線80と接続するゲート金属配線を形成する。
In FIG. 1B, a LOCOS oxide film 52 is selectively formed on a surface layer of a semiconductor substrate.
The surface layer of p well region 51 sandwiched between S oxide films 52 has n
Low-concentration and high-concentration source regions 53 and 55 and n-type low-concentration and high-concentration drain regions 54 and 56 are formed.
-Type lightly doped source region 53 and n-type lightly doped drain region 54
A gate electrode interconnection 80 is formed on p-well region 51 sandwiched between the gate oxide film 57 and a gate electrode interconnection 80 formed of a polycrystalline silicon film 58 and a tungsten silicide film 59 thereon. It is a polycide film. The polycrystalline silicon film 58 determines the threshold voltage of the MOSFET, and the tungsten silicide film 59
Functions to reduce the gate resistance. The gate electrode wiring 80 and the LOCOS oxide film 52 are covered with an interlayer insulating film 64. Further, contact holes are formed in the interlayer insulating film 64 and the second screen oxide film 63 on the n-type high-concentration source region 55 and the n-type high-concentration drain region 56, and a source electrode wiring 65 and a drain electrode wiring 66 are formed. At a location not shown, a contact hole is also formed in the interlayer insulating film 64 on the tungsten silicide film 59 to form a gate metal wiring connected to the gate electrode wiring 80.

【0006】同図(c)において、この断面図は、ゲー
ト電極配線箇所の要部断面図である。シリコン表面上に
ゲート酸化膜57およびこのゲート酸化膜57上とLO
COS酸化膜52上に多結晶シリコン膜58、タングス
テンシリサイド膜59および層間絶縁膜64が積層され
て形成されている。
In FIG. 1C, this cross-sectional view is a cross-sectional view of a main part of a gate electrode wiring portion. The gate oxide film 57 on the silicon surface and the gate oxide film 57
On the COS oxide film 52, a polycrystalline silicon film 58, a tungsten silicide film 59, and an interlayer insulating film 64 are laminated.

【0007】図14から図23は、従来のタングステン
ポリサイド構造を用いたn型MOSFETの製造方法
で、工程順に示した要部製造工程断面図である。
FIGS. 14 to 23 are cross-sectional views of a main part of a conventional method of manufacturing an n-type MOSFET using a tungsten polycide structure, which are shown in the order of steps.

【0008】LOCOS(Local Oxidati
on of Silicon)法によって、素子分離の
LOCOS酸化膜52を形成したpウエル領域51に、
ゲート酸化膜57を、続いて多結晶シリコン58を減圧
CVD(ChemicalVapor Deposit
ion)法で、タングステンシリサイド59をスパッタ
リング法もしくはCVD法により形成する(図14)。
LOCOS (Local Oxidati)
The p-well region 51 on which the LOCOS oxide film 52 for element isolation is formed by an on-silicon method.
The gate oxide film 57 and subsequently the polycrystalline silicon 58 are deposited under reduced pressure CVD (Chemical Vapor Deposition).
Ion) method, a tungsten silicide 59 is formed by a sputtering method or a CVD method (FIG. 14).

【0009】つぎに、フォトリソグラフィーにより、ゲ
ート電極配線80となる領域のフォトレジスト72をパ
ターン形成し(図15)、異方性ドライエッチングによ
りタングステンシリサイド膜59および多結晶シリコン
膜58をエッチングし(図16)、その後、フォトレジ
スト72を除去する。
Next, a pattern of a photoresist 72 in a region to be the gate electrode wiring 80 is formed by photolithography (FIG. 15), and the tungsten silicide film 59 and the polycrystalline silicon film 58 are etched by anisotropic dry etching (FIG. 15). After that, the photoresist 72 is removed (FIG. 16).

【0010】つぎに、前記のタングステンシリサイド膜
59の異方性エッチングでは、通常、ゲート酸化膜下の
シリコンに損傷を与えないために、ゲート酸化膜との選
択比が高いエッチングを行う。そのため、ゲート酸化膜
57の上層部だけがエッチングされ、シリコン表面近傍
のゲート酸化膜は残るようにする。この残ったゲート酸
化膜がゲート酸化膜の残膜57aである。その後、ゲー
ト酸化膜の残膜57a上に第1スクリーン酸化膜を形成
する。ここでは、ゲート酸化膜57aも含めて第1スク
リーン酸化膜62とする(図17)。
Next, in the anisotropic etching of the tungsten silicide film 59, etching is usually performed with a high selectivity with respect to the gate oxide film so as not to damage silicon under the gate oxide film. Therefore, only the upper layer of the gate oxide film 57 is etched, and the gate oxide film near the silicon surface is left. The remaining gate oxide film is the remaining gate oxide film 57a. Thereafter, a first screen oxide film is formed on the remaining film 57a of the gate oxide film. Here, the first screen oxide film 62 including the gate oxide film 57a is formed (FIG. 17).

【0011】つぎに、微細化に伴う電界集中の緩和を図
るために、LDD(LightlyDoped Dra
in)構造を有するソース領域とドレイン領域を形成す
る。ゲート電極配線80をマスクとして第1のイオン注
入を、続く第2のイオン注入によりも低濃度で行い、n
型低濃度ソース領域53およびn型低濃度ドレイン領域
54を形成することでLDD構造とする(図18)。
Next, in order to reduce electric field concentration accompanying miniaturization, an LDD (Lightly Doped Draft) is used.
in) A source region and a drain region having a structure are formed. The first ion implantation is performed at a lower concentration than the subsequent second ion implantation using the gate electrode wiring 80 as a mask, and n
The LDD structure is obtained by forming the low-concentration source region 53 and the low-concentration drain region 54 (FIG. 18).

【0012】つぎに、減圧CVD法により酸化膜73が
成膜される(図19)。この酸化膜73は、例えば、7
50〜850℃の温度でモノシラン(SiH4 )と亜酸
化窒素(N2 O)を用いることで形成でき、この場合の
酸化膜73は、通常HTO(High Tempera
ture Oxide)とよばれ、段差被覆性に優れ、
絶縁性にも優れていることからMOSFETの製造プロ
セスにおける各種の用途で用いられている。
Next, an oxide film 73 is formed by a low pressure CVD method (FIG. 19). This oxide film 73 is, for example, 7
It can be formed by using monosilane (SiH 4 ) and nitrous oxide (N 2 O) at a temperature of 50 to 850 ° C., and the oxide film 73 in this case is usually made of HTO (High Tempera).
cure oxide), which is excellent in step coverage.
Because of its excellent insulating properties, it has been used in various applications in MOSFET manufacturing processes.

【0013】その後、全面に亘りシリコンの表面が露出
するまでエッチングすることにより、ゲート電極配線8
0側壁にのみ酸化膜が残るようにする。この酸化膜がス
ペーサ酸化膜61となり、第1スクリーン酸化膜はその
エッチングの過程ですべて除去される。その後で、第2
スクリーン酸化膜63を形成する(図20)。
Thereafter, etching is performed on the entire surface until the surface of silicon is exposed, thereby forming the gate electrode wiring 8.
The oxide film is left only on the 0 side wall. This oxide film becomes the spacer oxide film 61, and the first screen oxide film is completely removed during the etching process. Then, the second
A screen oxide film 63 is formed (FIG. 20).

【0014】つぎに、第2のイオン注入を、ゲート電極
配線80、およびスペーサ酸化膜61をマスクとして、
第1のイオン注入よりも高濃度で行い、n型高濃度ソー
ス領域55、n型高濃度ドレイン領域56を形成する
(図21)。このようにして、LDD構造のソース領域
とドレイン領域を有するMOSFETとなる。
Next, a second ion implantation is performed using the gate electrode wiring 80 and the spacer oxide film 61 as a mask.
This is performed at a higher concentration than the first ion implantation to form an n-type high-concentration source region 55 and an n-type high-concentration drain region 56 (FIG. 21). Thus, a MOSFET having a source region and a drain region having an LDD structure is obtained.

【0015】つぎに、層間絶縁膜64を形成し(図2
2)、その後、ソース電極配線65とドレイン電極配線
66を形成する(図23)。
Next, an interlayer insulating film 64 is formed (FIG. 2).
2) Then, a source electrode wiring 65 and a drain electrode wiring 66 are formed (FIG. 23).

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】前記のタングステンポ
リサイド構造を用いたMOSFETの製造工程では、特
に、素子を微細化した場合に、以下に述べるような問題
点がある。その問題点について図24と図25を用いて
説明する。
The above-described process of manufacturing a MOSFET using a tungsten polycide structure has the following problems, particularly when the element is miniaturized. The problem will be described with reference to FIGS. 24 and 25.

【0017】その第1の問題点について図24を用いて
説明する。図24は、微細化した場合の従来の要部製造
工程断面図で、同図(a)は図15に相当する断面図、
同図(b)は、図17の要部製造工程断面図に相当する
断面図である。同図(c)は、図18の要部製造工程断
面図に相当する断面図である。
The first problem will be described with reference to FIG. FIG. 24 is a cross-sectional view of a conventional main part manufacturing process when miniaturized, and FIG. 24A is a cross-sectional view corresponding to FIG.
FIG. 17B is a cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view of the main part manufacturing process in FIG. FIG. 14C is a cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view of the main part manufacturing process in FIG.

【0018】同図(a)に示すように、タングステンポ
リサイド構造の上層であるタングステンシリサイド膜5
9は高反射率材料であり、微細配線形成の際必要となる
i線(波長365nm)の領域における絶対反射率は5
2%にも達する。このため、フォトリソグラフィーによ
るゲート電極配線80の形成からでは、LOCOS酸化
膜の段差部Dに乗り上げたタングステンシリサイド膜5
9からの光の反射光86aにより、ゲート電極配線80
を形作るフォトレジストレジスト72のパターンが点線
で示す正規の形状から、この反射光86aで一部が露光
され、正規の形状にならないフォトレジスト72aとな
るという不具合が発生する。この現象は、ハレーション
現象と呼ばれ、加工対称となる材料が高反射率であるほ
ど顕著になり、また、微細化が進み、ゲート電極配線と
LOCOS酸化膜52の段差部Dの距離が接近するほ
ど、タングステンシリサイド膜59に段差部端とパター
ニングされたフォトレジスト72の間の距離が短くな
り、このハレーション現象が顕著となる。このハレーシ
ョンを受けたレジストマスクでタングステンポリサイド
構造のタングステンシリサイド膜と多結晶シリコン膜を
エッチングすると、その側壁はテイパー状になり、垂直
側壁にならない(同図(b))。このような形状では、
タングステンポリサイド構造を用いたゲート電極配線3
0のパターンに疎密があった場合、密パターンでは配線
幅が狭くなり(極端な場合には断線することもあり)、
疎パターンでは配線幅が広くなるために、半導体チップ
内での微細で正確な寸法制御が困難となる。さらに、こ
のタングステンポリサイド構造をマスクとして形成され
るソース領域およびドレイン領域はテイパー状の底部の
薄くなった多結晶シリコン膜をイオン注入の不純物が通
過して寸法通りに形成されない。図では、正規のn型低
濃度ソース領域とn型低濃度ドレイン領域の間隔W1よ
り、ハレーションを受けたフォトレジスト72aをマス
クとした場合のn型低濃度ソース領域とn型低濃度ドレ
イン領域の間隔W2が、狭くなるという不具合を生じる
(同図(c))。そのため、素子を高い良品率で微細化
することは困難となる。
As shown in FIG. 1A, a tungsten silicide film 5 which is an upper layer of a tungsten polycide structure is formed.
Reference numeral 9 denotes a high-reflectance material, which has an absolute reflectance of 5 in an i-line (wavelength 365 nm) region required for forming fine wiring.
Up to 2%. Therefore, from the formation of the gate electrode wiring 80 by photolithography, the tungsten silicide film 5 running over the step D of the LOCOS oxide film
9, the gate electrode wiring 80
Since the pattern of the photoresist resist 72 that forms the pattern 72 has a regular shape indicated by a dotted line, a part of the pattern is exposed to the reflected light 86a, resulting in a problem that the photoresist 72a does not have a regular shape. This phenomenon is called a halation phenomenon, and becomes more remarkable as the material having a processing symmetry has a higher reflectance. Further, miniaturization progresses, and the distance between the gate electrode wiring and the step portion D of the LOCOS oxide film 52 becomes shorter. As the distance between the stepped end of the tungsten silicide film 59 and the patterned photoresist 72 decreases, the halation phenomenon becomes more conspicuous. When the tungsten silicide film having a tungsten polycide structure and the polycrystalline silicon film are etched with the resist mask subjected to the halation, the side walls thereof become tapered and do not become vertical side walls (FIG. 9B). In such a shape,
Gate electrode wiring 3 using tungsten polycide structure
If the pattern of 0 has density, the wiring width becomes narrower in the dense pattern (in extreme cases, the wiring may be disconnected),
In a sparse pattern, since the wiring width is wide, fine and accurate dimensional control in a semiconductor chip becomes difficult. Further, the source region and the drain region formed using the tungsten polycide structure as a mask are not formed to their dimensions because impurities of ion implantation pass through the tapered bottom polycrystalline silicon film. In the figure, the distance W1 between the normal n-type low-concentration source region and the n-type low-concentration drain region indicates that the n-type low-concentration source region and the n-type low-concentration drain region when the photoresist 72a that has undergone halation is used as a mask. There is a problem that the interval W2 becomes narrow (FIG. 3C). Therefore, it is difficult to miniaturize the element at a high yield rate.

【0019】つぎに、第2の問題点について図25を用
いて説明する。図25は、図20の製造工程で、図13
(a)のB−B線で切断した断面に相当する断面図であ
る。
Next, a second problem will be described with reference to FIG. FIG. 25 shows the manufacturing process of FIG.
It is sectional drawing corresponding to the cross section cut | disconnected by the BB line of (a).

【0020】図25に示すように、タングステンポリサ
イド構造では、タングステンシリサイド膜59の膜スト
レスが大きいため、下層の多結晶シリコン膜58との密
着性は低く、タングステンシリサイド膜59が多結晶シ
リコン膜58から剥がれ易い。さらに、製造過程での酸
化性雰囲気に晒されると、通常、タングステンシリサイ
ド膜59中のシリコンが消費されシリコン酸化膜が形成
されるが、タングステンシリサイド膜59中のシリコン
が不足するとタングステンの酸化物からなる異常酸化が
発生する。この異常酸化が発生すると、LOCOS酸化
膜52の段差部Dでは、タングステンシリサイド膜59
の膜ストレスが大きいことと相まってタングステンシリ
サイド膜59と多結晶シリコン膜58の密着性が、極度
に低下すると、LOCOS酸化膜59の段差部D上のタ
ングステンシリサイド膜59aは多結晶シリコン膜58
から剥離して、隙間95ができるようになる。この現象
は図17の製造工程で起こり、図20の製造工程で増長
される。このような密着性が極度に低下し、タングステ
ンシリサイド膜が多結晶シリコン膜から剥がれる現象は
ピーリングと呼ばれている。この現象があると、ゲート
電極配線80の信頼性が低下する。
As shown in FIG. 25, in the tungsten polycide structure, since the film stress of the tungsten silicide film 59 is large, the adhesion to the underlying polycrystalline silicon film 58 is low, and the tungsten silicide film 59 is formed of a polycrystalline silicon film. It is easy to peel off from 58. Further, when exposed to an oxidizing atmosphere during the manufacturing process, the silicon in the tungsten silicide film 59 is generally consumed and a silicon oxide film is formed. Abnormal oxidation occurs. When this abnormal oxidation occurs, the tungsten silicide film 59 is formed at the step D of the LOCOS oxide film 52.
When the adhesion between the tungsten silicide film 59 and the polycrystalline silicon film 58 is extremely reduced in combination with the large film stress of the polysilicon film 58, the tungsten silicide film 59a on the step D of the LOCOS oxide film 59 becomes polycrystalline silicon film 58.
And a gap 95 is formed. This phenomenon occurs in the manufacturing process of FIG. 17 and is increased in the manufacturing process of FIG. Such a phenomenon that the adhesion is extremely reduced and the tungsten silicide film peels from the polycrystalline silicon film is called peeling. With this phenomenon, the reliability of the gate electrode wiring 80 decreases.

【0021】この発明の目的は、前記課題を解決して、
前記のハレーション現象とピーリング現象を防止し、低
コストで、信頼性の高い、微細化された半導体装置とそ
の製造方法を提供することである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
An object of the present invention is to provide a low-cost, highly reliable and miniaturized semiconductor device which prevents the above-mentioned halation phenomenon and peeling phenomenon, and a method of manufacturing the same.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、絶縁ゲート構造を有する半導体装置において、ゲ
ート電極配線が、ポリサイド膜と、該ポリサイド膜上に
形成された酸窒化膜とからなる構成とする。
In order to achieve the above object, in a semiconductor device having an insulated gate structure, a gate electrode wiring comprises a polycide film and an oxynitride film formed on the polycide film. Configuration.

【0023】前記ポリサイド膜が、多結晶シリコン膜
と、該多結晶シリコン膜上に形成されたタングステンシ
リサイド膜もしくはモリブデンシリサイド膜とからなる
構成とするとよい。前記酸窒化膜が、プラズマ酸窒化膜
(P−SiON)であるとよい。
The polycide film may be composed of a polycrystalline silicon film and a tungsten silicide film or a molybdenum silicide film formed on the polycrystalline silicon film. The oxynitride film is preferably a plasma oxynitride film (P-SiON).

【0024】段差部を有する半導体基板に形成した、絶
縁ゲート構造を有する半導体装置の製造方法において、
前記段差部を被覆した多結晶シリコン膜を形成する工程
と、該多結晶シリコン膜上にタングステンシリサイド膜
もしくはモリブデンシリサイド膜を形成する工程と、該
タングステンシリサイド膜上もしくはモリブデンシリサ
イド膜上に酸窒化膜を形成する工程と、該酸窒化膜上に
テトラエチルオルソシリケイト酸化膜(TEOS酸化
膜)を形成する工程と、前記TEOS酸化膜上にレジス
ト膜を形成する工程と、該レジスト膜を露光・現像し、
レジストマスクを形成する工程と、該レジストマスク
で、前記TEOS酸化膜と酸窒化膜をエッチングで選択
的に除去する工程と、前記レジストマスクを除去する工
程と、前記TEOS酸化膜と酸窒化膜をマスクとして、
前記多結晶シリコン膜と前記タングステンシリサイド膜
もしくはモリブデンシリサイド膜を異方性エッチングで
除去し、その後、エッチングで、前記マスクであるTE
OS酸化膜と、前記酸窒化膜の上層部を除去する工程と
を含む製造方法とする。
In a method of manufacturing a semiconductor device having an insulated gate structure formed on a semiconductor substrate having a step,
Forming a polycrystalline silicon film covering the step, forming a tungsten silicide film or a molybdenum silicide film on the polycrystalline silicon film, and forming an oxynitride film on the tungsten silicide film or the molybdenum silicide film Forming a tetraethylorthosilicate oxide film (TEOS oxide film) on the oxynitride film, forming a resist film on the TEOS oxide film, exposing and developing the resist film. ,
Forming a resist mask, using the resist mask to selectively remove the TEOS oxide film and the oxynitride film by etching, removing the resist mask, and removing the TEOS oxide film and the oxynitride film. As a mask,
The polycrystalline silicon film and the tungsten silicide film or the molybdenum silicide film are removed by anisotropic etching.
A manufacturing method includes an OS oxide film and a step of removing an upper layer of the oxynitride film.

【0025】前記タングステンシリサイド膜上もしくは
モリブデンシリサイド膜上に形成される前記酸窒化膜の
厚みが、20nm以上で、40nm以下であり、該酸窒
化膜上に形成される前記TEOS酸化膜の厚みが、10
0nm以上で、200nm以下であるとよい。
The thickness of the oxynitride film formed on the tungsten silicide film or the molybdenum silicide film is 20 nm or more and 40 nm or less, and the thickness of the TEOS oxide film formed on the oxynitride film is , 10
The thickness is preferably from 0 nm to 200 nm.

【0026】前記酸窒化膜および前記TEOS酸化膜
が、それぞれプラズマCVD法で形成されたプラズマ酸
窒化膜およびプラズマTEOS酸化膜であるとよい。
Preferably, the oxynitride film and the TEOS oxide film are a plasma oxynitride film and a plasma TEOS oxide film, respectively, formed by a plasma CVD method.

【0027】前記のようにすることで、タングステンシ
リサイド層もしくはモリブデンシリサイド層からの光の
反射によるハレーション現象を防止でき、またプラズマ
TEOS酸化膜により、タングステンシリサイド層が異
常酸化するピーリング現象を防止できる。
With the above-described structure, the halation phenomenon due to the reflection of light from the tungsten silicide layer or the molybdenum silicide layer can be prevented, and the peeling phenomenon in which the tungsten silicide layer is abnormally oxidized by the plasma TEOS oxide film can be prevented.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の第1実施例の
半導体装置の要部構成図で、同図(a)は平面図、同図
(b)は同図(a)のX−X線で切断した断面図、同図
(c)は同図(a)のY−Y線で切断した断面図であ
る。この構成図は、タングステンポリサイド構造を用い
たMOSFETを示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1A and 1B are main structural views of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view, and FIG. FIG. 2C is a cross-sectional view taken along line X-Y, and FIG. 2C is a cross-sectional view taken along line YY in FIG. This configuration diagram shows a MOSFET using a tungsten polycide structure.

【0029】同図(a)において、この平面図は、タン
グステンシリサイド膜9、LOCOS酸化膜2、n型低
濃度およびn型高濃度ソース領域3、5とn型低濃度お
よびn型高濃度ドレイン領域4、6を示し、同図
(b)、同図(c)で示される層間絶縁膜14、P−S
iON膜10およびソース電極配線15、ドレイン電極
配線16は示されていない。また前記のn型低濃度およ
び高濃度ソース領域3、5とn型低濃度およびn型高濃
度ドレイン領域4、6はLOCOS酸化膜2で取り囲ま
れている。尚、同図は図13(a)に相当する平面図で
ある。
In FIG. 3A, this plan view shows a tungsten silicide film 9, a LOCOS oxide film 2, n-type low-concentration and n-type high-concentration source regions 3, 5 and n-type low-concentration and n-type high-concentration drains. Regions 4 and 6 are shown, and the interlayer insulating film 14, PS shown in FIGS.
The iON film 10, the source electrode wiring 15, and the drain electrode wiring 16 are not shown. The n-type low-concentration and high-concentration source regions 3 and 5 and the n-type low-concentration and n-type high-concentration drain regions 4 and 6 are surrounded by a LOCOS oxide film 2. FIG. 13 is a plan view corresponding to FIG.

【0030】同図(b)において、この断面図はMOS
FETの要部断面図であり、図13(b)に相当する断
面図である。
In FIG. 2B, this cross-sectional view is
FIG. 14 is a cross-sectional view of a main part of the FET, which is a cross-sectional view corresponding to FIG.

【0031】半導体基板の表面層に選択的にLOCOS
酸化膜2が形成され、LOCOS酸化膜2に挟まれたp
ウエル領域1の表面層にn型低濃度および高濃度ソース
領域3、5とn型低濃度および高濃度ドレイン領域4、
6が形成され、n型低濃度ソース領域3とn型低濃度ド
レイン領域4に挟まれたpウエル領域1上にゲート酸化
膜7を介してゲート電極配線30が形成される、このゲ
ート電極配線30上をP−SiON膜10が被覆してい
る。ゲート電極配線30は多結晶シリコン膜8とその上
のタングステンシリサイド膜9で構成されるタングステ
ンポリサイド膜である。多結晶シリコン膜8はMOSF
ETのしきい値電圧を決定し、タングステンシリサイド
膜9は、ゲート抵抗を低減する働きをする。また、P−
SiON膜10は、ゲート電極配線30をマスクパター
ン通りに形成するための製造工程上必要となる膜であ
る。これらの表面は層間絶縁膜14で被覆されている。
また、n型高濃度ソース領域5上およびn型高濃度ドレ
イン領域6上の層間絶縁膜14と第2スクリーン酸化膜
13にコンタクトホール18、19を開け、ソース電極
配線15とドレイン電極配線16を形成する。図示しな
い箇所で、タングステンシリサイド膜9上のP−SiO
N膜10と層間絶縁膜14にもコンタクトホールを開け
て、ゲート電極配線30と接続するゲート金属配線30
を形成する。
LOCOS is selectively applied to the surface layer of the semiconductor substrate.
An oxide film 2 is formed, and p is sandwiched between the LOCOS oxide films 2.
In the surface layer of the well region 1, n-type low-concentration and high-concentration source regions 3 and 5 and n-type low-concentration and high-concentration drain regions 4,
6 is formed, and a gate electrode wiring 30 is formed via a gate oxide film 7 on p well region 1 sandwiched between n-type low-concentration source region 3 and n-type low-concentration drain region 4. 30 is covered with a P-SiON film 10. The gate electrode wiring 30 is a tungsten polycide film composed of a polycrystalline silicon film 8 and a tungsten silicide film 9 thereon. The polycrystalline silicon film 8 is MOSF
The threshold voltage of ET is determined, and the tungsten silicide film 9 functions to reduce the gate resistance. Also, P-
The SiON film 10 is a film necessary in a manufacturing process for forming the gate electrode wiring 30 according to the mask pattern. These surfaces are covered with an interlayer insulating film 14.
Further, contact holes 18 and 19 are opened in the interlayer insulating film 14 and the second screen oxide film 13 on the n-type high-concentration source region 5 and the n-type high-concentration drain region 6, and the source electrode wiring 15 and the drain electrode wiring 16 are formed. Form. P-SiO on the tungsten silicide film 9 at a location not shown
A contact hole is also opened in the N film 10 and the interlayer insulating film 14, and a gate metal wiring
To form

【0032】尚、ゲート電極配線30上のP−SiON
膜10は、ゲート電極配線30を、寸法精度良く形成す
るために必要である。
The P-SiON on the gate electrode wiring 30
The film 10 is necessary for forming the gate electrode wiring 30 with high dimensional accuracy.

【0033】同図(c)において、この断面図は、ゲー
ト電極配線箇所の要部断面図である。尚、同図は図13
(c)に相当する断面図である。
In FIG. 3C, this cross-sectional view is a cross-sectional view of a main part of a gate electrode wiring portion. It should be noted that FIG.
It is sectional drawing corresponding to (c).

【0034】シリコン表面上にゲート酸化膜7およびこ
のゲート酸化膜7上とLOCOS酸化膜2上に多結晶シ
リコン膜8、タングステンシリサイド膜9、P−SiO
N膜10および層間絶縁膜14が積層されて形成されて
いる。
A gate oxide film 7 on the silicon surface and a polycrystalline silicon film 8, a tungsten silicide film 9, a P-SiO 2 film on the gate oxide film 7 and on the LOCOS oxide film 2.
The N film 10 and the interlayer insulating film 14 are formed by lamination.

【0035】図2から図13は、この発明の第2実施例
の半導体装置の製造方法で、工程順に示した要部製造工
程断面図である。以下の図で、(a)は図1(a)のA
−A線で切断した断面に相当した断面図で、(b)は図
1(a)のB−B線で切断した断面に相当した断面図で
ある。
FIGS. 2 to 13 are cross-sectional views of a main part of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. In the following figures, (a) is A in FIG.
FIG. 1B is a cross-sectional view corresponding to a cross section cut along line A, and FIG. 1B is a cross-sectional view corresponding to a cross section cut along line BB in FIG.

【0036】LOCOS酸化膜2を有し、また表面層に
pウエル領域1を形成したシリコン基板に、ゲート酸化
膜7を形成し、続いて多結晶シリコン膜8を減圧CVD
法で、例えば50nm〜200nmを形成し、さらにそ
の上に、タングステンシリサイド膜9をスパッタリング
法、もしくはさらに段差被覆性の良好なCVD法などに
より例えば、50nm〜300nm形成する(図2)。
A gate oxide film 7 is formed on a silicon substrate having a LOCOS oxide film 2 and a p-well region 1 formed on a surface layer.
A tungsten silicide film 9 is further formed thereon by, for example, a sputtering method or a CVD method having a better step coverage, for example, 50 nm to 200 nm (FIG. 2).

【0037】次に、プラズマCVD法により、屈折率n
=2.4〜2.7、消衰係数k=0.35〜0.45を
有するP−SiON10(酸窒化膜)を20nm〜40
nm、続いてプラズマCVD法によりTEOS酸化膜2
1を100〜200nm形成する(図3)。
Next, the refractive index n
= 2.4-2.7, and P-SiON10 (oxynitride film) having an extinction coefficient k = 0.35-0.45 is 20 nm-40.
nm, followed by a TEOS oxide film 2 by a plasma CVD method.
1 is formed in a thickness of 100 to 200 nm (FIG. 3).

【0038】P−SiON膜10は酸化膜に微量の窒素
を含有させ、その割合を制御することにより、膜質、即
ち、代表的な光学定数である屈折率nと消衰係数kを変
化させることが可能で、最適化された屈折率n、消衰係
数k、および膜厚を選択することにより、P−SiON
膜10の上層と下層の様々な組合せに対し、反射率を低
減することができる。
The P-SiON film 10 contains a trace amount of nitrogen in the oxide film and controls the proportion thereof to change the film quality, that is, the refractive index n and the extinction coefficient k, which are typical optical constants. By selecting the optimized refractive index n, extinction coefficient k, and film thickness, P-SiON
The reflectance can be reduced for various combinations of the upper and lower layers of the film 10.

【0039】ここでは、P−SiON膜10は、成膜温
度350℃程度で、SiH4 、N2O、Heの各ガスの
流量を調整して形成した。また、P−TEOS酸化膜2
1は、成膜温度480℃程度で、Si(OC
2 5 4 、O2 、Heの各ガスの流量を調整して形成
した。
Here, the P-SiON film 10 was formed at a film formation temperature of about 350 ° C. by adjusting the flow rates of SiH 4 , N 2 O, and He gases. Also, the P-TEOS oxide film 2
No. 1 is a film forming temperature of about 480 ° C., and Si (OC
2 H 5 ) 4 , O 2 , and He were formed by adjusting the flow rate of each gas.

【0040】この結果、フォトリソグラフィーに用いら
れる紫外線波長のi線(波長=365nm)領域での絶
対反射率は、タングステンシリサイド膜9の単層の場
合、おおよそ52%にも達するのに対して、このP−S
iON膜10とP−TEOS膜21を積層した構造で
は、4〜10%に低減することができた。
As a result, the absolute reflectance in the ultraviolet ray i-line (wavelength = 365 nm) region used for photolithography reaches approximately 52% in the case of a single layer of the tungsten silicide film 9, whereas This PS
In the structure in which the iON film 10 and the P-TEOS film 21 are stacked, the reduction can be reduced to 4 to 10%.

【0041】つぎに、フォトリソグラフィーにより、ゲ
ート電極配線30となる領域のフォトレジスト22をパ
ターン形成する(図4)。前記のように、絶対反射率を
4〜10%に低減することで、LOCOS酸化膜2の段
差部Cに乗り上げたタングステンシリサイド膜9からの
光の反射が低減され、ゲート電極配線30(図1(b)
参照)を形成するマスクとなるP−SiON膜10とP
−TEOS膜21をパターニングするフォトレジスト2
2のパターン形状が垂直形状となる。その結果、従来の
ようにハレーション現象によるフォトレジストの側面の
乱れは抑制される。
Next, a pattern of the photoresist 22 in a region to be the gate electrode wiring 30 is formed by photolithography (FIG. 4). As described above, by reducing the absolute reflectance to 4 to 10%, the reflection of light from the tungsten silicide film 9 running on the step C of the LOCOS oxide film 2 is reduced, and the gate electrode wiring 30 (FIG. (B)
P-SiON film 10 serving as a mask for forming
-Photoresist 2 for patterning TEOS film 21
The pattern shape of No. 2 becomes a vertical shape. As a result, the disturbance of the side surface of the photoresist due to the halation phenomenon as in the related art is suppressed.

【0042】その後、異方性ドライエッチングにより、
パターン化されたフォトレジスト22をマスクとして、
P−TEOS酸化膜21、続いてP−SiON膜10を
連続してエッチングする(図5)。この場合、P−Si
ON膜10はわずかに窒素を含有しているため、P−T
EOS酸化膜21に比較して20〜30%程度エッチン
グレートが低くなるが、P−SiON膜10が20〜4
0nmと十分薄いために、フォトレジスト22のパター
ンの寸法通りにエッチングされる。
Thereafter, by anisotropic dry etching,
Using the patterned photoresist 22 as a mask,
The P-TEOS oxide film 21 and subsequently the P-SiON film 10 are continuously etched (FIG. 5). In this case, P-Si
Since the ON film 10 contains a small amount of nitrogen, PT
Although the etching rate is lower by about 20 to 30% than that of the EOS oxide film 21, the P-SiON film 10 has an etching rate of 20 to 4%.
Since it is sufficiently thin, that is, 0 nm, it is etched according to the dimensions of the pattern of the photoresist 22.

【0043】つぎに、フォトレジスト22を除去し、P
−TEOS酸化膜21とP−SiON膜10からなる積
層キャップ膜をマスクとしてタングステンシリサイド膜
9を、続いて多結晶シリコン膜8をドライエッチングす
る。
Next, the photoresist 22 is removed, and P
The tungsten silicide film 9 and the polycrystalline silicon film 8 are dry-etched using the stacked cap film composed of the TEOS oxide film 21 and the P-SiON film 10 as a mask.

【0044】通常、タングステンシリサイド膜9と多結
晶シリコン膜8をエッチングする場合は、シリコン基板
への損傷を防止するために、5nm以上のゲート酸化膜
の残膜7aを残す。その後で、ソース領域およびドレイ
ン領域を形成するためのイオン注入で、シリコン基板が
損傷しないように、第1スクリーン酸化膜12を形成す
る(図6(a)、(b))。ここでは、12はゲート酸
化膜の残膜7aを含むこととする。尚、ここでは、5n
m以上のゲート酸化膜の残膜7aを残すように、ゲート
酸化膜7のエッチングを途中で止めることが可能な選択
比の高い装置を用いる。
Normally, when the tungsten silicide film 9 and the polycrystalline silicon film 8 are etched, the remaining gate oxide film 7a of 5 nm or more is left to prevent damage to the silicon substrate. Thereafter, the first screen oxide film 12 is formed so that the silicon substrate is not damaged by ion implantation for forming the source region and the drain region (FIGS. 6A and 6B). Here, it is assumed that reference numeral 12 includes the remaining film 7a of the gate oxide film. Here, 5n
An apparatus having a high selectivity capable of stopping the etching of the gate oxide film 7 halfway so as to leave the remaining film 7a of the gate oxide film of m or more is used.

【0045】選択比の高い装置を用いることで、タング
ステンシリサイド膜9と多結晶シリコン膜8で構成され
るタングステンポリサイド膜のエッチング時に、マスク
となるP−TEOS酸化膜21は、ほとんど消失するこ
となく残存し、その消失量は20〜30nm程度であ
る。また、この発明では、最大でも、0.24μm程度
の積層キャップ膜を用いてタングステンポリサイド構造
をエッチングするために、高さが1〜2μmに達するフ
ォトレジストをマスクとして、エッチングする場合と比
較して、アスペクト比を抑えることができる。そのため
に、エッチングによる寸法制御がさらに良好になる。
By using a device having a high selectivity, the P-TEOS oxide film 21 serving as a mask is almost completely eliminated when the tungsten polycide film composed of the tungsten silicide film 9 and the polycrystalline silicon film 8 is etched. And its disappearance is about 20 to 30 nm. Further, in the present invention, since the tungsten polycide structure is etched using a laminated cap film having a maximum thickness of about 0.24 μm, it is compared with the case where a photoresist having a height of 1 to 2 μm is used as a mask. As a result, the aspect ratio can be suppressed. Therefore, dimensional control by etching is further improved.

【0046】また、第1スクリーン酸化膜形成時にタン
グステンシリサイド膜9上はP−SiON膜10とP−
TEOS酸化膜21からなる積層キャップ膜が被覆され
ているために、タングステンシリサイド膜9は、酸化性
雰囲気にさらされることがなく、そのため、LOCOS
酸化膜2の段差部C上に形成されたタングステンシリサ
イド膜9が多結晶シリコン膜8から剥離することはない
(図6(b))。
In forming the first screen oxide film, the P-SiON film 10 and the P-SiON film
Since the laminated cap film made of the TEOS oxide film 21 is covered, the tungsten silicide film 9 is not exposed to an oxidizing atmosphere, so that the LOCOS
The tungsten silicide film 9 formed on the step C of the oxide film 2 does not separate from the polycrystalline silicon film 8 (FIG. 6B).

【0047】つぎに、LDD構造を有するMOSFET
を形成するために、多結晶シリコン膜8とタングステン
シリサイド9からなるゲート電極配線30をマスクとし
て第1のイオン注入を、後続の工程で行う第2のイオン
注入よりも低濃度で行い、n型低濃度ソース領域3とn
型低濃度ドレイン領域4を形成する(図7)。
Next, a MOSFET having an LDD structure
Is formed using the gate electrode wiring 30 made of the polycrystalline silicon film 8 and the tungsten silicide 9 as a mask at a lower concentration than the second ion implantation performed in a subsequent step. Low concentration source region 3 and n
A low-concentration drain region 4 is formed (FIG. 7).

【0048】つぎに、減圧CVD法により、酸化膜23
を全面に成膜する(図8)。この酸化膜23は、例え
ば、前述の700〜850℃の比較的高い温度でモノシ
ラン(SiH4 )と亜酸化窒素(N2 O)により形成す
るHTOや、TEOSを600〜800℃で熱分解して
形成するTEOS酸化膜を用いることができ、原料ガス
に違いがあるが、段差被覆性が良好であることから、熱
分解方式の減圧CVD法によって行われるのが一般的で
ある。このとき、装置への炉入れで、大気中の酸素を巻
き込む場合があるが、この場合もまたP−TEOS酸化
膜21、P−SiON膜10からなる積層キャップ膜に
よって保護されているため、タングステンシリサイド膜
9の表面が酸化されることはない。
Next, the oxide film 23 is formed by a low pressure CVD method.
Is formed on the entire surface (FIG. 8). The oxide film 23 thermally decomposes HTO or TEOS formed of monosilane (SiH 4 ) and nitrous oxide (N 2 O) at a relatively high temperature of 700 to 850 ° C., for example, at 600 to 800 ° C. Although a TEOS oxide film can be used, and the source gas is different, it is generally performed by a low-pressure CVD method of a thermal decomposition method because of good step coverage. At this time, oxygen in the atmosphere may be entrained in the furnace in the apparatus. In this case, since oxygen is also protected by the stacked cap film including the P-TEOS oxide film 21 and the P-SiON film 10, tungsten The surface of the silicide film 9 is not oxidized.

【0049】つぎに、シリコン表面が露出するまで、異
方性エッチングすることにより、ゲート電極配線30の
側壁に酸化膜スペーサ11を形成する。その後で第2ス
クリーン酸化膜13を形成する(図9(a)、
(b))。このとき、シリコン表面の一部の領域に酸化
膜23のエッチング残りが僅かに存在すると、続くイオ
ン注入の際、注入むらによるMOSFETの特性変動を
引き起こすために、通常はオーバーエッチングを行い、
シリコン表面が完全に露出するようにする。一方、タン
グステンシリサイド膜9上には前述の70〜80nm程
度のP−TEOS酸化膜21と、その下にはエッチング
レートの低いP−SiON膜10が存在するために、酸
化膜スペーサ11の形成時の異方性エッチングと、その
オーバーエッチングが行われても、タングステンシリサ
イド膜9上では、P−TEOS酸化膜21とP−SiO
N膜10の上層部のみエッチングされ、下層部のP−S
iON膜10は残存する。
Next, oxide film spacers 11 are formed on the side walls of the gate electrode wiring 30 by performing anisotropic etching until the silicon surface is exposed. Thereafter, a second screen oxide film 13 is formed (FIG. 9A,
(B)). At this time, if there is a slight etching residue of the oxide film 23 in a partial region of the silicon surface, over-etching is usually performed in order to cause fluctuations in the characteristics of the MOSFET due to uneven implantation during subsequent ion implantation.
Ensure that the silicon surface is completely exposed. On the other hand, since the above-described P-TEOS oxide film 21 having a thickness of about 70 to 80 nm and the P-SiON film 10 having a low etching rate are present on the tungsten silicide film 9 when forming the oxide film spacer 11, Anisotropic etching and over-etching are performed on the tungsten silicide film 9 and the P-TEOS oxide film 21 and the P-SiO
Only the upper layer of the N film 10 is etched, and the lower layer P-S
The iON film 10 remains.

【0050】また、前記の第2スクリーン酸化膜13を
形成するときも、第1スクリーン酸化膜12形成のとき
と同様に、タングステンシリサイド膜9上はP−SiO
N膜10で被覆されているために、タングステンシリサ
イド膜9は、酸化性雰囲気にさらされることがなく、そ
のため、LOCOS酸化膜2の段差部C上に形成された
タングステンシリサイド膜9が多結晶シリコン膜8から
剥離することはない(図9(b))。
When the second screen oxide film 13 is formed, the P-SiO 2 film is formed on the tungsten silicide film 9 in the same manner as when the first screen oxide film 12 is formed.
Since the tungsten silicide film 9 is covered with the N film 10, the tungsten silicide film 9 is not exposed to an oxidizing atmosphere, so that the tungsten silicide film 9 formed on the step portion C of the LOCOS oxide film 2 is It does not peel off from the film 8 (FIG. 9B).

【0051】つぎに、第2のイオン注入を、ゲート電極
配線30、酸化膜スペーサ11をマスクに前記の第1の
イオン注入よりも高濃度で行い、n型高濃度ソース領域
5とn型高濃度ドレイン領域6を形成する(図10)。
Next, the second ion implantation is performed at a higher concentration than the first ion implantation using the gate electrode wiring 30 and the oxide film spacer 11 as a mask, and the n-type high-concentration source region 5 and the n-type high A concentration drain region 6 is formed (FIG. 10).

【0052】最後に、層間絶縁膜14を、減圧CVD
法、もしくは常圧CVD法を用いて形成し(図11)、
n型高濃度ソース領域5上およびn型高濃度ドレイン領
域6上の層間絶縁膜14と第2スクリーン酸化膜13に
コンタクトホール19、20を開け、ソース電極配線1
5とドレイン電極配線16を形成する。図示しない箇所
で、タングステンシリサイド膜9上のP−SiON膜1
0と層間絶縁膜14にもコンタクトホールを開けて、ゲ
ート金属配線を形成する(図12(a)、(b))。
Finally, the interlayer insulating film 14 is formed by low pressure CVD.
Or normal pressure CVD (FIG. 11).
The contact holes 19 and 20 are formed in the interlayer insulating film 14 and the second screen oxide film 13 on the n-type high-concentration source region 5 and the n-type high-concentration drain region 6, and the source electrode wiring 1 is formed.
5 and the drain electrode wiring 16 are formed. P-SiON film 1 on tungsten silicide film 9 at a location not shown
A contact hole is also formed in the interlayer insulating film 14 and the gate insulating film 14 to form a gate metal wiring (FIGS. 12A and 12B).

【0053】前記は、ゲート電極配線30を、タングス
テンシリサイド膜9と多結晶シリコン膜8で構成された
タングステンポリサイド構造にしたものを示したが、モ
リブデンシリサイド膜と多結晶シリコン膜で構成される
モリブデンポリサイト構造にしたものでも同様の効果を
示す。
In the above description, the gate electrode wiring 30 has a tungsten polycide structure composed of a tungsten silicide film 9 and a polycrystalline silicon film 8, but it is composed of a molybdenum silicide film and a polycrystalline silicon film. A molybdenum polysite structure exhibits the same effect.

【0054】[0054]

【発明の効果】この発明によれば、タングステンシリサ
イド膜上やモリブデンシリサイド膜上に、反射率を低く
抑えるP−SiON膜と、酸化性雰囲気にさらされるこ
とを防止するP−TEOS酸化膜で構成される積層キャ
ップ膜を形成することで、ゲート電極配線加工時のハレ
ーション現象を防止し、且つ、多結晶シリコン膜からタ
ングステンシリサイド膜やモリブデンシリサイド膜が剥
離するピーリング現象を防止することができる。
According to the present invention, on a tungsten silicide film or a molybdenum silicide film, a P-SiON film for suppressing the reflectance and a P-TEOS oxide film for preventing exposure to an oxidizing atmosphere are formed. By forming the laminated cap film, the halation phenomenon at the time of processing the gate electrode wiring can be prevented, and the peeling phenomenon in which the tungsten silicide film or the molybdenum silicide film peels from the polycrystalline silicon film can be prevented.

【0055】その結果、低コストで、高信頼性の微細化
された半導体装置を得ることができる。
As a result, a highly reliable miniaturized semiconductor device can be obtained at low cost.

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

【図1】この発明の第1実施例の半導体装置の要部構成
図で、(a)は平面図、(b)は(a)のX−X線で切
断した断面図、(c)は(a)のY−Y線で切断した断
面図
FIGS. 1A and 1B are main part configuration diagrams of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. Sectional drawing cut by the YY line of (a).

【図2】この発明の第2実施例の半導体装置の要部製造
工程断面図
FIG. 2 is a sectional view of a main part manufacturing process of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention;

【図3】図2に続く、この発明の第2実施例の半導体装
置の要部製造工程断面図
FIG. 3 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 2;

【図4】図3に続く、この発明の第2実施例の半導体装
置の要部製造工程断面図
FIG. 4 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 3;

【図5】図4に続く、この発明の第2実施例の半導体装
置の要部製造工程断面図
FIG. 5 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 4;

【図6】図5に続く、この発明の第2実施例の半導体装
置の要部製造工程断面図
FIG. 6 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 5;

【図7】図6に続く、この発明の第2実施例の半導体装
置の要部製造工程断面図
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 6;

【図8】図7に続く、この発明の第2実施例の半導体装
置の要部製造工程断面図
FIG. 8 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 7;

【図9】図8に続く、この発明の第2実施例の半導体装
置の要部製造工程断面図
FIG. 9 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 8;

【図10】図9に続く、この発明の第2実施例の半導体
装置の要部製造工程断面図
FIG. 10 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 9;

【図11】図10に続く、この発明の第2実施例の半導
体装置の要部製造工程断面図
FIG. 11 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 10;

【図12】図11に続く、この発明の第2実施例の半導
体装置の要部製造工程断面図
FIG. 12 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 11;

【図13】従来のタングステンポリサイド構造を用いた
MOSFETの要部構成図で、(a)は平面図、(b)
は(a)のA−A線で切断した断面図、(c)は(a)
のB−B線で切断した断面図
13A and 13B are main part configuration diagrams of a MOSFET using a conventional tungsten polycide structure, where FIG. 13A is a plan view and FIG.
FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
Sectional view cut along the line BB

【図14】従来のタングステンポリサイド構造を用いた
MOSFETの要部製造工程断面図
FIG. 14 is a cross-sectional view of a main part manufacturing process of a MOSFET using a conventional tungsten polycide structure.

【図15】図14に続く、要部製造工程断面図FIG. 15 is a cross-sectional view of a main part manufacturing step, following FIG. 14;

【図16】図15に続く、要部製造工程断面図FIG. 16 is a cross-sectional view of a main part manufacturing step, following FIG. 15;

【図17】図16に続く、要部製造工程断面図FIG. 17 is a sectional view of a main part manufacturing process, following FIG. 16;

【図18】図17に続く、要部製造工程断面図FIG. 18 is a cross-sectional view of a main part manufacturing step, following FIG. 17;

【図19】図18に続く、要部製造工程断面図FIG. 19 is a sectional view of the main part manufacturing process, following FIG. 18;

【図20】図19に続く、要部製造工程断面図FIG. 20 is a sectional view of the main part manufacturing process, following FIG. 19;

【図21】図20に続く、要部製造工程断面図FIG. 21 is a sectional view of the main part manufacturing process, following FIG. 20;

【図22】図21に続く、要部製造工程断面図FIG. 22 is a sectional view of the main part manufacturing process, following FIG. 21;

【図23】図22に続く、要部製造工程断面図FIG. 23 is a sectional view of the main part manufacturing process, following FIG. 22;

【図24】微細化した場合の従来の要部製造工程工程断
面図で、(a)は図15に相当する断面図、(b)は、
図17の要部製造工程断面図に相当する断面図である。
(c)は、図18の要部製造工程断面図に相当する断面
24A and 24B are cross-sectional views of a conventional main part manufacturing process in the case of miniaturization, where FIG. 24A is a cross-sectional view corresponding to FIG. 15, and FIG.
FIG. 18 is a cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view of the main part manufacturing process in FIG. 17.
(C) is a cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view of the main part manufacturing process in FIG. 18.

【図25】図20の製造工程で、図13(a)のB−B
線で切断した断面に相当する断面図
FIG. 25 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 13A in the manufacturing process of FIG. 20;
Sectional view corresponding to the section cut along the line

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 pウエル領域 2 LOCOS酸化膜 3 n型低濃度ソース領域 4 n型低濃度ドレイン領域 5 n型高濃度ソース領域 6 n型高濃度ドレイン領域 7 ゲート酸化膜 7a ゲート酸化膜の残膜 8 多結晶シリコン膜 9 タングステンシリサイド膜 10 P−SiON膜 11 スペーサ酸化膜 12 第1スクリーン酸化膜 13 第2スクリーン酸化膜 14 層間絶縁膜 15 ソース電極 16 ドレイン電極 17、18 コンタクトホール 21 P−TEOS酸化膜 22 フォトレジスト 23 酸化膜 30 ゲート電極配線 Reference Signs List 1 p-well region 2 LOCOS oxide film 3 n-type low concentration source region 4 n-type low concentration drain region 5 n-type high concentration source region 6 n-type high concentration drain region 7 gate oxide film 7a remaining film of gate oxide film 8 polycrystal Silicon film 9 Tungsten silicide film 10 P-SiON film 11 Spacer oxide film 12 First screen oxide film 13 Second screen oxide film 14 Interlayer insulating film 15 Source electrode 16 Drain electrode 17, 18 Contact hole 21 P-TEOS oxide film 22 Photo Resist 23 oxide film 30 gate electrode wiring

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁ゲート構造を有する半導体装置におい
て、ゲート電極配線が、ポリサイド膜と、該ポリサイド
膜上に形成された酸窒化膜とからなることを特徴とする
半導体装置。
1. A semiconductor device having an insulated gate structure, wherein a gate electrode wiring comprises a polycide film and an oxynitride film formed on the polycide film.
【請求項2】前記ポリサイド膜が、多結晶シリコン膜
と、該多結晶シリコン膜上に形成されたタングステンシ
リサイド膜もしくはモリブデンシリサイド膜とからなる
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said polycide film comprises a polycrystalline silicon film and a tungsten silicide film or a molybdenum silicide film formed on said polycrystalline silicon film.
【請求項3】前記酸窒化膜が、プラズマ酸窒化膜(P−
SiON)であることを特徴とする請求項1に記載の半
導体装置。
3. A plasma oxynitride film (P-film).
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is SiON.
【請求項4】段差部を有する半導体基板に形成された、
絶縁ゲート構造を有する半導体装置の製造方法におい
て、前記段差部を被覆する多結晶シリコン膜を形成する
工程と、該多結晶シリコン膜上にタングステンシリサイ
ド膜もしくはモリブデンシリサイド膜を形成する工程
と、該タングステンシリサイド膜上もしくはモリブデン
シリサイド膜上に酸窒化膜を形成する工程と、該酸窒化
膜上にテトラエチルオルソシリケイト酸化膜(TEOS
酸化膜)を形成する工程と、前記TEOS酸化膜上にレ
ジスト膜を形成する工程と、該レジスト膜を露光・現像
し、レジストマスクを形成する工程と、該レジストマス
クで、前記TEOS酸化膜と酸窒化膜をエッチングで選
択的に除去する工程と、前記レジストマスクを除去する
工程と、前記TEOS酸化膜と酸窒化膜をマスクとし
て、前記多結晶シリコン膜と前記タングステンシリサイ
ド膜もしくはモリブデンシリサイド膜を異方性エッチン
グで除去し、その後、エッチングで、前記マスクである
TEOS酸化膜と、前記酸窒化膜の上層部を除去する工
程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A semiconductor device having a stepped portion formed on a semiconductor substrate.
A method for manufacturing a semiconductor device having an insulated gate structure, a step of forming a polycrystalline silicon film covering the step portion; a step of forming a tungsten silicide film or a molybdenum silicide film on the polycrystalline silicon film; Forming an oxynitride film on the silicide film or the molybdenum silicide film; and forming a tetraethylorthosilicate oxide film (TEOS) on the oxynitride film.
Forming a resist film on the TEOS oxide film, exposing and developing the resist film to form a resist mask, and forming the resist mask using the TEOS oxide film. Selectively removing the oxynitride film by etching, removing the resist mask, and using the TEOS oxide film and the oxynitride film as a mask, removing the polycrystalline silicon film and the tungsten silicide film or the molybdenum silicide film. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: removing by anisotropic etching; and thereafter, removing, by etching, a TEOS oxide film serving as the mask and an upper layer of the oxynitride film.
【請求項5】前記タングステンシリサイド膜上もしくは
モリブデンシリサイド膜上に形成される前記酸窒化膜の
厚みが、20nm以上で、40nm以下であり、該酸窒
化膜上に形成される前記TEOS酸化膜の厚みが、10
0nm以上で、200nm以下であることを特徴とする
請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the thickness of the oxynitride film formed on the tungsten silicide film or the molybdenum silicide film is not less than 20 nm and not more than 40 nm, and the thickness of the TEOS oxide film formed on the oxynitride film is The thickness is 10
5. The method according to claim 4, wherein the thickness is not less than 0 nm and not more than 200 nm.
【請求項6】前記酸窒化膜および前記TEOS酸化膜
が、それぞれプラズマCVD法で形成されたプラズマ酸
窒化膜およびプラズマTEOS酸化膜であることを特徴
とする請求項4または5に記載の半導体装置の製造方
法。
6. The semiconductor device according to claim 4, wherein said oxynitride film and said TEOS oxide film are a plasma oxynitride film and a plasma TEOS oxide film, respectively, formed by a plasma CVD method. Manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003037265A (en) * 2001-07-24 2003-02-07 Asahi Kasei Microsystems Kk Semiconductor device and manufacturing method for the semiconductor device

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