JP2001196454A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2001196454A
JP2001196454A JP2000164416A JP2000164416A JP2001196454A JP 2001196454 A JP2001196454 A JP 2001196454A JP 2000164416 A JP2000164416 A JP 2000164416A JP 2000164416 A JP2000164416 A JP 2000164416A JP 2001196454 A JP2001196454 A JP 2001196454A
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Japan
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forming
layer
sacrificial
semiconductor device
manufacturing
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Japanese (ja)
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Goketsu Ryu
豪 傑 劉
Osho Sai
泓 祥 蔡
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Winbond Electronics Corp
Original Assignee
Winbond Electronics Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a self-aligned contact having a sacrificial filling stud. SOLUTION: This method for manufacturing a semiconductor device comprises: a step of providing a semiconductor substrate 20 having a conductor, a step of forming dielectric caps 28 on the conductor, a step of forming spacers 30 on the dielectric caps 28 and the sidewalls of the conductor, a step of forming dielectric liners 32 on the spacers 30 and the conductor, a step of forming a sacrificial layer, a step of forming insulating layers 38 whose material is different from that of the dielectric liner 32 and filling openings, a step of removing filling studs, a step of partially removing the dielectric liner 32 which is positioned on the substrate and between the spacers 30, and a step of making electronic connection with the substrate by forming a conducting layer 39 on the insulating layers 38 and filling a contact hole.

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、自己整合性(self
-aligned)コンタクト工程、特にサクリフィシャル充填
スタッド(sacrificial fill-in studs)を備えた自己
整合性コンタクトを形成する半導体装置の製造方法に関
するものである。
[0001] The present invention relates to self-consistency (self-consistency).
The present invention relates to a method for fabricating a semiconductor device for forming a self-aligned contact with sacrificial fill-in studs.

【0002】[0002]

【従来の技術】自己整合性コンタクト(SAC)工程
は、ディープ・サブミクロン(deep sub-micron)I
Cの製造に広く用いられている。この工程は光露光の工
程ウインドウ(process window)を緩和することができ
るとともに、セルを小型化することよりチップの小型化
を実現することができる。
2. Description of the Related Art The self-aligned contact (SAC) process involves a deep sub-micron I
Widely used in the production of C. In this step, the process window of light exposure can be reduced, and the size of the chip can be reduced by reducing the size of the cell.

【0003】図1〜3は、従来のSAC工程を示す断面
図である。この工程は、導線(conductive line)を備
えた半導体基板2を提供することから始まる。前記導線
は、図1に示されるように、シリコン酸化層4、ポリシ
リコン層6、およびタングステンケイ化物層(tungsten
silicide line)8からなる。次に、導線の頂部に位置
するSiNキャップ(cap)10と導線の側壁に位置す
るSiNスペーサー(spacers)12とが形成された
後、層間誘電体層(inter layer dielectric)14
(例:酸化層)が導線と導線との間および導線の上部に
堆積する。それから、図2を参照すると、コンタクトホ
ール16が光露光工程によって形成され、SiNキャッ
プ10とSiNスペーサー12の損失が最小であるコン
タクトホールをあけるために、酸化シリコン対SiNの
高選択率(high oxide-SiN selectivity)の酸化エッチ
ングレシピ(recipe)(通常、フッ化炭素ガス化学(ca
rbon fluoride gas chemisty))でエッチングされ
る。図3に示すように、伝導層18は開けられたコンタ
クトホール16を充填するのに用いられ、誘電体層14
の頂部に位置する伝導層18の余分な部分を除去するた
めに、エッチングバックまたはCMP(chemical mecha
nical planarization)が施される。適当な絶縁プラグ
(isolation plug)および導線を保存するために、Si
Nキャップ10およびSiNスペーサー12の損失を最
小にする必要がある。
FIGS. 1 to 3 are sectional views showing a conventional SAC process. The process starts with providing a semiconductor substrate 2 with conductive lines. The conductor comprises a silicon oxide layer 4, a polysilicon layer 6, and a tungsten silicide layer, as shown in FIG.
silicide line) 8. Next, after forming a SiN cap 10 located on the top of the conductor and a SiN spacers 12 located on the side wall of the conductor, an inter layer dielectric 14 is formed.
(Eg, an oxide layer) is deposited between and on top of the wires. Then, referring to FIG. 2, a contact hole 16 is formed by a light exposure process, and in order to open the contact hole where the loss of the SiN cap 10 and the SiN spacer 12 is minimized, a high oxide (Si oxide) to SiN selectivity is used. -SiN selectivity) oxidation etching recipe (recipe) (usually fluorocarbon gas chemistry (ca
rbon fluoride gas chemisty)). As shown in FIG. 3, the conductive layer 18 is used to fill the opened contact hole 16 and the dielectric layer 14
Etchback or CMP (chemical mecha) to remove excess portions of conductive layer 18 located on top of
nical planarization) is performed. To preserve the proper insulation plugs and wires, use Si
It is necessary to minimize the loss of the N cap 10 and the SiN spacer 12.

【0004】理想的なSACエッチングには、酸化シリ
コン−SiNの高選択率(>20)を備えた酸化エッチ
ングレシピが必要であり、この実施に応じるのは非常に
挑戦的な目標である。導線の頂角部および側壁に位置す
るSiNがある程度損失すると、導線が薄すぎて十分な
絶縁層を提供することができなくなってしまう。従っ
て、プラグと導線との間で電気ショートが起こりコンタ
クトがだめになってしまう。図4および図5はそれぞ
れ、SAC工程後の理想的な状況とさらに現実的な状況
を示している。縮小された線もしくは空間の設計規則に
より、導線周辺のSiNスペーサーの長さは小さくなっ
ているが、このことはSACエッチングの実施する上で
のさらに大きな挑戦である。SACエッチングの選択性
を顕著に改善するのは困難であるため、SAC形成のた
めの新たな工程の流れがこの問題を解決するために提議
されている。
[0004] An ideal SAC etch requires an oxide etch recipe with a high selectivity of silicon oxide-SiN (> 20), and meeting this practice is a very challenging goal. If the SiN located at the apex and side walls of the conductor is lost to some extent, the conductor is too thin to provide a sufficient insulating layer. Therefore, an electrical short occurs between the plug and the conductive wire, resulting in a failure of the contact. 4 and 5 show an ideal situation and a more realistic situation after the SAC process, respectively. Due to the reduced line or space design rules, the length of the SiN spacers around the conductors is reduced, which is a greater challenge in performing SAC etching. Since it is difficult to significantly improve the selectivity of SAC etching, new process flows for SAC formation have been proposed to solve this problem.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上より、本発明は、
サクリフィシャル充填スタッドを備えた自己整合性コン
タクトを形成する、半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
As described above, the present invention provides:
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device in which a self-aligned contact having a sacrificial filling stud is formed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の製造方法は、請求項1に記載のように、導線を備えた
半導体基板を提供する工程と、前記導線上に誘電キャッ
プを形成する工程と、前記誘電キャップおよび前記導線
の側壁にスペーサーを形成する工程と、前記スペーサー
および前記導線上に誘電ライナーを形成する工程と、間
に開口部を形成するようなサクリフィシャル充填スタッ
ドを形成するために、サクリフィシャル層を形成し設け
る工程と、前記サクリフィシャル層上に、材料が前記誘
導ライナーのと異なっている絶縁層を形成し、前記開口
部を充填する工程と、コンタクトホールを形成するため
に前記充填スタッドを除去する工程と、前記コンタクト
ホールを通じて、前記基板上に位置し前記スペーサー間
にある前記誘電ライナーの一部分を除去する工程と、前
記絶縁層上に伝導層を形成しコンタクトホールを充填す
ることにより、電子的に前記基板に連結する工程と、か
らなることを特徴とする、半導体装置の製造方法であ
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, the method comprising: providing a semiconductor substrate having a conductive line; and forming a dielectric cap on the conductive line. Forming sacrificial filling studs to form openings between the steps of: forming a spacer on the sidewalls of the dielectric cap and the conductor; and forming a dielectric liner on the spacer and the conductor. Forming and providing a sacrificial layer, forming an insulating layer having a material different from that of the guide liner on the sacrificial layer, filling the opening, and forming a contact hole. Removing said filling studs and said dielectric layer located on said substrate and between said spacers through said contact holes. Manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of removing a part of the contactor; and a step of forming a conductive layer on the insulating layer and filling a contact hole to electronically connect to the substrate. Is the way.

【0007】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項2に記載のように、請求項1記載の発明にお
いて、前記導線は、シリコン酸化ライナー、ポリシリコ
ン層、およびタングステンケイ化物層からなる半導体装
置の製造方法である。
According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, the conductive wire includes a silicon oxide liner, a polysilicon layer, and a tungsten silicide layer. Is a method for manufacturing a semiconductor device comprising:

【0008】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項3に記載のように、請求項1記載の発明にお
いて、前記誘電キャップ、前記スペーサー、および前記
誘電ライナーは、それぞれSiO2、SiN、SiO
N、Al23、またはSiCからなる半導体装置の製造
方法である。
According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, the dielectric cap, the spacer, and the dielectric liner are made of SiO 2 , SiN, SiO
This is a method for manufacturing a semiconductor device made of N, Al 2 O 3 , or SiC.

【0009】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項4に記載のように、請求項1記載の発明にお
いて、前記絶縁層の上部を除去するためにCMP工程に
よって研磨することにより、前記サクリフィシャル充填
スタッドを露光させる工程をさらに含む半導体装置の製
造方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect of the present invention, the semiconductor device is polished by a CMP process to remove an upper portion of the insulating layer. And a step of exposing the sacrificial filling stud to light.

【0010】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項5に記載のように、請求項1記載の発明にお
いて、前記サクリフィシャル充填スタッドの除去は、等
方性ドライエッチングまたはウエットエッチングによっ
て前記サクリフィシャル充填スタッドをエッチングバッ
クすることにより施される半導体装置の製造方法であ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect of the present invention, the sacrificial filling stud is removed by isotropic dry etching or wet etching. And etching the sacrificial filling stud back.

【0011】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項6に記載のように、請求項1記載の発明にお
いて、基板上に位置し、スペーサー間にある誘電ライナ
ーの一部分の除去は、異方性RIE工程によって施され
る半導体装置の製造方法である。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, wherein a part of the dielectric liner located on the substrate and located between the spacers is removed. And a method of manufacturing a semiconductor device performed by an anisotropic RIE process.

【0012】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項7に記載のように、請求項1記載の発明にお
いて、前記伝導層の上部を除去するためにCMP工程に
よって研磨することにより、絶縁プラグが形成されるよ
うな前記絶縁層を露光させる半導体装置の製造方法であ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, the semiconductor device according to the first aspect is polished by a CMP process to remove an upper portion of the conductive layer. And a method of manufacturing a semiconductor device in which the insulating layer is exposed such that an insulating plug is formed.

【0013】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項8に記載のように、導線を備えた半導体基板
を提供する工程と、前記導線上に誘導キャップを形成す
る工程と、前記導線上に誘電ライナーを形成する工程
と、前記誘電ライナーの側壁にスペーサーを形成する工
程と、間に開口部を形成するような前記サクリフィシャ
ル充填スタッドを形成するために、サクリフィシャル層
を形成する工程と、前記サクリフィシャル層に材料が前
記誘導ライナーのと異なる絶縁層を形成し前記開口部を
充填する工程と、コンタクトホールを形成するために前
記充填スタッドを除去する工程と、前記コンタクトホー
ルを通じて前記スペーサーと前記基板との間の前記誘電
ライナーの一部分を除去する工程と、前記絶縁層上に伝
導層を形成しコンタクトホールを充填することにより、
電子的に前記基板に連結する工程と、からなることを特
徴とする半導体装置の製造方法である。
[0013] According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: providing a semiconductor substrate having a conductive wire; forming an induction cap on the conductive wire; Forming a dielectric liner on the conductor, forming a spacer on the side wall of the dielectric liner, and forming a sacrificial layer to form the sacrificial fill stud forming an opening therebetween. A step of forming an insulating layer different from that of the guide liner in the sacrificial layer to fill the opening; removing the filling stud to form a contact hole; and Removing a portion of the dielectric liner between the spacer and the substrate; forming a conductive layer on the insulating layer; By filling the Tohoru,
Electronically connecting the substrate to the substrate.

【0014】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項9に記載のように、請求項8記載の発明にお
いて、前記導線はシリコン酸化ライナー、ポリシリコン
層、およびタングステンケイ化物層からなる半導体装置
の製造方法である。
According to a ninth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the ninth aspect, the conductive wire is formed of a silicon oxide liner, a polysilicon layer, and a tungsten silicide layer. This is a method for manufacturing a semiconductor device.

【0015】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項10に記載のように、請求項8記載の発明に
おいて、前記誘電キャップ、前記スペーサー、および前
記誘電ライナーは、それぞれSiO2、SiN、SiO
N、Al23、またはSiCからなる半導体装置の製造
方法である。
According to a tenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the eighth aspect, the dielectric cap, the spacer, and the dielectric liner are made of SiO 2 , SiN, SiO
This is a method for manufacturing a semiconductor device made of N, Al 2 O 3 , or SiC.

【0016】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項11に記載のように、請求項8記載の発明に
おいて、前記絶縁層の上部を除去するためにCMP工程
によって研磨することにより、前記サクリフィシャル充
填スタッドを露光させる工程をさらに含む半導体装置の
製造方法である。
According to the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the semiconductor device is polished by a CMP process to remove an upper portion of the insulating layer. And a step of exposing the sacrificial filling stud to light.

【0017】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項12に記載のように、請求項8記載の発明に
おいて、サクリフィシャル充填スタッドの除去は、等方
性ドライエッチングまたはウエットエッチングを用いて
前記サクリフィシャル充填スタッドをエッチングバック
することにより施される半導体装置の製造方法である。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the ninth aspect, the removal of the sacrificial filling stud is performed by isotropic dry etching or wet etching. A method of manufacturing a semiconductor device, which is performed by etching back the sacrificial filling stud using the method.

【0018】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項13に記載のように、請求項8記載の発明に
おいて、前記スペーサーと前記基板との間の前記誘電ラ
イナーの一部分の除去は、異方性RIE工程によって施
される半導体装置の製造方法である。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, a part of the dielectric liner between the spacer and the substrate is removed. And a method of manufacturing a semiconductor device performed by an anisotropic RIE process.

【0019】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項14に記載のように、請求項8記載の発明に
おいて、前記伝導層の上部を除去するためにCMP工程
によって研磨することにより、絶縁プラグが形成される
ような前記絶縁層を露光させる半導体装置の製造方法で
ある。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, the semiconductor device according to the eighth aspect is polished by a CMP process to remove an upper portion of the conductive layer. And a method of manufacturing a semiconductor device in which the insulating layer is exposed such that an insulating plug is formed.

【0020】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項15に記載のように、導線を備えた半導体基
板を提供する工程と、前記導線上に誘導キャップを形成
する工程と、前記導線上に第1誘電ライナーを形成する
工程と、前記第2誘電ライナー上に第2誘電ライナーを
形成する工程と、間に開口部を形成するような前記サク
リフィシャル充填スタッドを形成するために、サクリフ
ィシャル層を形成する工程と、前記サクリフィシャル層
に材料が誘導ライナーのと異なる絶縁層を形成し前記開
口部を充填する工程と、コンタクトホールを形成するた
めに前記充填スタッドを除去する工程と、前記コンタク
トホールを通じて、前記導線と前記基板上との間の前記
第1誘電ライナーの一部分と前記第2誘電ライナーの一
部分とを除去する工程と、前記絶縁層上に伝導層を形成
しコンタクトホールを充填することにより、電子的に前
記基板に連結する工程と、からなることを特徴とする半
導体装置の製造方法である。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: providing a semiconductor substrate having a conductor; forming an induction cap on the conductor; Forming a first dielectric liner on the conductive line, forming a second dielectric liner on the second dielectric liner, and forming the sacrificial fill stud to form an opening therebetween; A step of forming a sacrificial layer, a step of forming an insulating layer different from that of the induction liner in the sacrificial layer to fill the opening, and a step of removing the filling stud to form a contact hole. Removing a portion of the first dielectric liner and a portion of the second dielectric liner between the conductive line and the substrate through the contact hole. Extent and, by filling the formed contact hole conductive layer on the insulating layer, a method of manufacturing a semiconductor device comprising the steps of connecting electronically to the substrate, in that it consists of.

【0021】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項16に記載のように、請求項15記載の発明
において、前記誘電キャップ、前記第1誘電ライナー、
および前記第2誘電ライナーは、それぞれSiO2、S
iN、SiON、Al23、またはSiCである半導体
装置の製造方法である。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fifteenth aspect, the dielectric cap, the first dielectric liner,
And the second dielectric liner is SiO 2 , S
This is a method for manufacturing a semiconductor device made of iN, SiON, Al 2 O 3 , or SiC.

【0022】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項17に記載のように、請求項15記載の発明
において、前記絶縁層の上部を除去するためにCMP工
程によって研磨することにより、前記サクリフィシャル
充填スタッドを露光させる工程をさらに含む半導体装置
の製造方法である。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fifteenth aspect, the semiconductor device is polished by a CMP process to remove an upper portion of the insulating layer. And a step of exposing the sacrificial filling stud to light.

【0023】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項18に記載のように、請求項15記載の発明
において、前記サクリフィシャル充填スタッドの除去
は、等方性ドライエッチングまたはウエットエッチング
によって前記サクリフィシャル充填スタッドをエッチン
グバックすることにより施される半導体装置の製造方法
である。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the sacrificial filling stud may be removed by isotropic dry etching or wet etching. And etching the sacrificial filling stud back.

【0024】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項19に記載のように、請求項15記載の発明
において、前記基板上に位置し、前記導線間にある第1
誘電ライナーの一部分および第2誘電ライナーの一部分
の除去は、異方性RIE工程によって施される半導体装
置の製造方法である。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fifteenth aspect, the first method is provided on the substrate and between the conductive wires.
The removal of a part of the dielectric liner and a part of the second dielectric liner is a method of manufacturing a semiconductor device performed by an anisotropic RIE process.

【0025】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、請求項20に記載のように、請求項15記載の発明
において、前記絶縁層の上部を除去するためにCMP工
程によって研磨することにより、絶縁プラグが形成され
るような前記絶縁層を露光させる半導体装置の製造方法
である。
According to a twentieth aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device according to the fifteenth aspect, the semiconductor device is polished by a CMP process to remove an upper portion of the insulating layer. And a method of manufacturing a semiconductor device in which the insulating layer is exposed such that an insulating plug is formed.

【0026】本発明によると、半導体装置の製造方法は
以下の工程からなる。まず、導線を備えた半導体基板を
提供する。導線は、シリコン酸化層、ポリシリコン層、
およびタングステンケイ化物層からなる。次に、誘電キ
ャップが導線上に形成される。それから、導線は、光露
光とエッチング工程とによるシリコン酸化層、ポリシリ
コン層、タングステンケイ化物層、および誘電キャップ
の形成によって構成される。そして、誘電キャップおよ
び導線の側壁にスペーサーが形成される。それから、誘
電ライナー(dielectric liner)がスペーサーおよび導
線上に等角に形成される。サクリフィシャル層(sacrif
icial layer)は、誘電ライナー上に堆積する。このサ
クリフィシャル層は、開口部が間に形成されるようなサ
クリフィシャル充填スタッドを形成するために設けられ
る。誘電ライナーからの異なる材料からなる絶縁層は、
サクリフィシャル層上に堆積して開口部を充填する。C
MP(化学的機械的平面化)によって絶縁層の上部を研
磨することにより、サクリフィシャル充填スタッドを露
光させる。サクリフィシャル充填スタッドはエッチング
バックによって除去され、それによりコンタクトホール
が形成される。基板上に位置し、スペーサー間にある誘
電ライナーの一部分は、RIE(reactive ion etchin
g)によって異方性エッチングが施され、基板を露光さ
せる。最後に、伝導層が絶縁層上に堆積しコンタクトホ
ールを充填することにより、電子的に基板に連結する。
CMPによって伝導層の上部を研磨することにより、絶
縁プラグが形成されるような絶縁層を露光させる。
According to the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device includes the following steps. First, a semiconductor substrate provided with a conductive wire is provided. The conductor is a silicon oxide layer, a polysilicon layer,
And a tungsten silicide layer. Next, a dielectric cap is formed over the conductor. The conductor is then constituted by the formation of a silicon oxide layer, a polysilicon layer, a tungsten silicide layer, and a dielectric cap by a light exposure and etching process. Then, spacers are formed on the dielectric cap and the side walls of the conductor. Then, a dielectric liner is conformally formed on the spacer and the conductor. Sacrificial layer (sacrif
icial layer) is deposited on the dielectric liner. The sacrificial layer is provided to form a sacrificial fill stud with an opening formed therebetween. The insulating layer made of different materials from the dielectric liner
The opening is filled by depositing on the sacrificial layer. C
The sacrificial fill stud is exposed by polishing the top of the insulating layer by MP (Chemical Mechanical Planarization). The sacrificial filling stud is removed by etching back, thereby forming a contact hole. A portion of the dielectric liner located on the substrate and between the spacers is a reactive ion etch (RIE).
Anisotropic etching is performed by g) to expose the substrate. Finally, a conductive layer is electronically coupled to the substrate by depositing on the insulating layer and filling the contact holes.
Polishing the upper portion of the conductive layer by CMP exposes the insulating layer to form an insulating plug.

【0027】上述した工程の流れによれば、酸化シリコ
ン-SiNの高選択率を有するSAC RIEレシピの必
要がなく適当な絶縁を達成することができる。導線上の
誘電キャップの厚さは、アスペクト比を減少するために
最小にすることができ、それによってよりよい誘電キャ
ップの充填を達成することができる。上述した工程の流
れでは、余分なフォトマスクは必要ない。SiNキャッ
プまたはSiNスペーサーは、プラグと導線との間のカ
ップリング容量を減少させるため酸化物を代用すること
ができる。
According to the above process flow, appropriate insulation can be achieved without the need for a SAC RIE recipe having a high selectivity of silicon oxide-SiN. The thickness of the dielectric cap on the conductor can be minimized to reduce the aspect ratio, thereby achieving better dielectric cap filling. In the above process flow, no extra photomask is required. SiN caps or SiN spacers can substitute oxide to reduce the coupling capacitance between the plug and the conductor.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】上述した本発明の目的、特徴、お
よび長所をより一層明瞭にするため、以下に本発明の好
ましい実施の形態を挙げ、図を参照にしながらさらに詳
しく説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In order to further clarify the above-mentioned objects, features and advantages of the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0029】本発明は、サクリフィシャル充填スタッド
を有する自己整合性コンタクトの形成方法を提供する。
The present invention provides a method for forming a self-aligned contact having sacrificial filled studs.

【0030】(実施の形態1)この実施の形態1では、
まず、導線を有する半導体基板を提供する。図6で示さ
れるように、導線はシリコン酸化層22、ポリシリコン
層24、およびタングステンケイ化物層26からなる。
シリコン酸化層22は熱酸化工程によるシリコン酸化物
から形成されるのが好ましい。ポリシリコン層24およ
びタングステンケイ化物層26はPECVD(プラズマ
エンハンスド化学蒸着法)工程によって連続してシリコ
ン酸化層22上に形成される。
(Embodiment 1) In this embodiment 1,
First, a semiconductor substrate having a conductive wire is provided. As shown in FIG. 6, the conductor comprises a silicon oxide layer 22, a polysilicon layer 24, and a tungsten silicide layer 26.
The silicon oxide layer 22 is preferably formed from silicon oxide by a thermal oxidation process. The polysilicon layer 24 and the tungsten silicide layer 26 are continuously formed on the silicon oxide layer 22 by a PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) process.

【0031】次に、誘電キャップ28が導線上に形成さ
れる。誘電キャップ28の厚さは約200〜2500Å
の範囲内であるとともに、PECVDまたはLPCVD
(低圧化学蒸着法)工程によってSiO2、SiN、S
iON、Al23、またはSiCで形成されるのが好ま
しい。それから、導線は、光露光およびエッチング工程
によるシリコン酸化層22、ポリシリコン層24、タン
グステンケイ化物層26、および誘電キャップ28の形
成により構成される。そして、スペーサー30は、誘電
キャップ28および導線の側壁に形成される。スペーサ
ー30の厚さは、約100〜600Åの範囲内であると
ともに、図6に示されるように、PECVDまたはLP
CVD工程後にエッチングバックすることによって、S
iO2、SiN、SiON、Al23、またはSiCで
形成されるのが好ましい。それから、誘電ライナー32
がスペーサー30および導線上に等角に形成される。誘
電ライナー32の厚さは、約100〜400Åの範囲内
であるとともに、PECVDまたはLPCVD工程によ
ってSiO2、SiN、SiON、Al23、またはS
iCで形成されるのが好ましい。
Next, a dielectric cap 28 is formed over the conductor. The thickness of the dielectric cap 28 is about 200-2500 °
And PECVD or LPCVD
(Low pressure chemical vapor deposition) process, SiO 2 , SiN, S
It is preferably formed of iON, Al 2 O 3 , or SiC. The conductor is then formed by the formation of a silicon oxide layer 22, a polysilicon layer 24, a tungsten silicide layer 26, and a dielectric cap 28 by light exposure and etching steps. Then, the spacer 30 is formed on the dielectric cap 28 and the side wall of the conductive wire. The thickness of the spacer 30 is in the range of about 100-600 °, and as shown in FIG.
By etching back after the CVD process, S
It is preferably formed of iO 2 , SiN, SiON, Al 2 O 3 , or SiC. Then, dielectric liner 32
Are formed conformally on the spacer 30 and the conductor. The thickness of the dielectric liner 32 is in the range of about 100-400 ° and is made of SiO 2 , SiN, SiON, Al 2 O 3 , or S 2 by a PECVD or LPCVD process.
Preferably, it is formed of iC.

【0032】図7を参照すると、ポリシリコン層からな
るサクリフィシャル層が誘電ライナー32上方に堆積さ
れている。サクリフィシャル層は、間に開口部36が形
成されるようなサクリフィシャル充填スタッド34を形
成するために設けられる。スペーサー30および誘電ラ
イナー32は、導線の底部周辺に鋭角(sharp corner)
を形成するのを防ぎうるポリシリコン・ストリンガが、
ポリシリコンRIEが施される間形成されるのを防ぐ。
Referring to FIG. 7, a sacrificial layer of polysilicon is deposited over dielectric liner 32. The sacrificial layer is provided to form sacrificial filling studs 34 with openings 36 formed therebetween. Spacer 30 and dielectric liner 32 are sharp corners around the bottom of the wire.
A polysilicon stringer that can prevent the formation of
Prevent formation during polysilicon RIE.

【0033】図8を参照すると、1000〜8000Å
の厚さであり、シリコン酸化層のような誘導ライナー3
2からの異なる材料からなる絶縁層38が、サクリフィ
シャル層上に堆積し、PECVDまたはスピン・オン
(spin-on)工程によって開口部36を充填する。
Referring to FIG. 8, 1000 to 8000 °
Guide liner 3 such as a silicon oxide layer
An insulating layer 38 of two different materials is deposited on the sacrificial layer and fills the openings 36 by PECVD or a spin-on process.

【0034】CMPによって絶縁層38上部を研磨する
ことにより、サクリフィシャル充填スタッド34を露光
させる。このことは、プラテン速度(platen speed)
、逆圧、パッドの種類、およびスラリーの種類などの
工程パラメータを調整して、工程に必要な除去率(remo
val rate)、均一性、および選択性といった要求に応じ
ることにより達成されうる。その結果は図8に示されて
いる。
The sacrificial filling stud 34 is exposed by polishing the upper portion of the insulating layer 38 by CMP. This is the platen speed
Process parameters such as pressure, back pressure, pad type, and slurry type to adjust the removal rate (remo
val rate), uniformity, and selectivity. The result is shown in FIG.

【0035】図9を参照すると、サクリフィシャル充填
スタッド34は、除去されるためにに、等方性ドライエ
ッチングまたはウェットエッチングによってエッチング
バックされ、それによりコンタクトホール37が形成さ
れる。
Referring to FIG. 9, the sacrificial fill stud 34 is etched back by isotropic dry or wet etching to remove it, thereby forming a contact hole 37.

【0036】図10を参照すると、基板20上に位置
し、スペーサー30間にある誘電ライナー32の部分
は、RIEによって異方性エッチングが施され、基板2
0を露光させる。
Referring to FIG. 10, the portion of the dielectric liner 32 located on the substrate 20 and between the spacers 30 is anisotropically etched by RIE,
Expose 0.

【0037】最後に、図11を参照すると、スパッタ工
程により、ポリシリコン層またはタングステン層のよう
な伝導層39が絶縁層上方に堆積しコンタクトホール3
7を充填することにより、電子的に基板20に連結す
る。それから、CMPによって伝導層39の上部を研磨
することにより、絶縁プラグが形成されるような絶縁層
38を露光する。
Lastly, referring to FIG. 11, a conductive layer 39 such as a polysilicon layer or a tungsten layer is deposited on the insulating layer by a sputtering process to form a contact hole 3.
By filling 7, it is electronically connected to the substrate 20. Then, the upper portion of the conductive layer 39 is polished by CMP to expose the insulating layer 38 such that an insulating plug is formed.

【0038】(実施の形態2)図12から図17には、
本発明の実施の形態2が示されている。
(Embodiment 2) FIGS. 12 to 17 show:
A second embodiment of the present invention is shown.

【0039】本実施の形態は、導線を有する半導体基板
40を提供することから始まる。図12で示されるよう
に、導線はシリコン酸化層42、ポリシリコン層44、
およびタングステンケイ化物層46からなる。シリコン
酸化層42は熱酸化工程によるシリコン酸化物から形成
されるのが好ましい。ポリシリコン層44およびタング
ステンケイ化物層46はPECVD工程によって連続し
てシリコン酸化層42上に形成される。
The present embodiment starts with providing a semiconductor substrate 40 having conductive wires. As shown in FIG. 12, the conductive wires are a silicon oxide layer 42, a polysilicon layer 44,
And a tungsten silicide layer 46. The silicon oxide layer 42 is preferably formed from silicon oxide by a thermal oxidation process. The polysilicon layer 44 and the tungsten silicide layer 46 are continuously formed on the silicon oxide layer 42 by a PECVD process.

【0040】次に、誘電キャップ48が導線上に形成さ
れる。誘電キャップ48の厚さは約200〜2500Å
の範囲内であるとともに、PECVDまたはLPCVD
工程によってSiO2、SiN、SiON、Al23
またはSiCで形成されるのが好ましい。それから、導
線は、光露光およびエッチング工程によるシリコン酸化
層42、ポリシリコン層44、タングステンケイ化物層
46、および誘電キャップ48の形成によって構成され
る。それから、誘電ライナー50が導線上に等角に形成
される。誘電ライナー50の厚さは、約100〜400
Åの範囲内であるとともに、PECVDまたはLPCV
D工程によってSiO2、SiN、SiON、Al
23、またはSiCで形成されるのが好ましい。そし
て、スペーサー52は、導線の誘電ライナー50の側壁
に形成される。スペーサー52の厚さは、約100〜6
00Åの範囲内であるとともに、図12に示されるよう
に、PECVDまたはLPCVD工程後にエッチングバ
ックすることによって、SiO2、SiN、SiON、
Al23、またはSiCで形成されるのが好ましい。
Next, a dielectric cap 48 is formed on the conductor. The thickness of the dielectric cap 48 is about 200-2500Å
And PECVD or LPCVD
Depending on the process, SiO 2 , SiN, SiON, Al 2 O 3 ,
Alternatively, it is preferably formed of SiC. The conductor is then formed by the formation of a silicon oxide layer 42, a polysilicon layer 44, a tungsten silicide layer 46, and a dielectric cap 48 by a light exposure and etching process. Then, a dielectric liner 50 is conformally formed on the conductor. The thickness of the dielectric liner 50 is about 100 to 400
PE and PECVD or LPCV
D 2 process, SiO 2 , SiN, SiON, Al
It is preferably formed of 2 O 3 or SiC. And, the spacer 52 is formed on the side wall of the dielectric liner 50 of the conductive wire. The thickness of the spacer 52 is about 100 to 6
As shown in FIG. 12 and by etching back after the PECVD or LPCVD step, SiO 2 , SiN, SiON,
It is preferably formed of Al 2 O 3 or SiC.

【0041】図13を参照すると、ポリシリコン層から
なるサクリフィシャル層が誘電ライナー50およびスペ
ーサー52上方に堆積する。サクリフィシャル層は、間
に開口部56が形成されるようなサクリフィシャル充填
スタッド54を形成するために設けられる。誘電ライナ
ー50およびスペーサー52は、導線の底部周辺に鋭角
を形成するのを防ぎうるポリシリコン・ストリンガが、
ポリシリコンRIEが施される間形成されるのを防ぐ。
Referring to FIG. 13, a sacrificial layer of polysilicon is deposited over dielectric liner 50 and spacers 52. The sacrificial layer is provided to form a sacrificial filling stud 54 such that an opening 56 is formed therebetween. The dielectric liner 50 and spacer 52 are formed of polysilicon stringers that can prevent the formation of acute angles around the bottom of the conductor.
Prevent formation during polysilicon RIE.

【0042】図14を参照すると、1000〜8000
Åの厚さであり、シリコン酸化層のような誘導ライナー
50からの異なる材料からなる絶縁層58が、サクリフ
ィシャル層上に堆積し、PECVDまたはスピン・オン
工程によって開口部56を充填する。
Referring to FIG. 14, 1000 to 8000
An insulating layer 58 of Å thickness and of a different material from the inductive liner 50, such as a silicon oxide layer, is deposited on the sacrificial layer and fills the openings 56 by a PECVD or spin-on process.

【0043】CMPによって絶縁層58上部を研磨する
ことにより、サクリフィシャル充填スタッド54を露光
させる。このことは、プラテン速度 、逆圧、パッドの
種類、およびスラリーの種類などの工程パラメータを調
整して、工程に必要な除去率、均一性、および選択性と
いった要求に応じることにより達成されうる。その結果
は図14に示されている。
The sacrificial filling stud 54 is exposed by polishing the upper part of the insulating layer 58 by CMP. This can be achieved by adjusting process parameters such as platen speed, back pressure, pad type, and slurry type to meet the required removal, uniformity, and selectivity requirements of the process. The result is shown in FIG.

【0044】図15を参照すると、サクリフィシャル充
填スタッド54は、除去されるために、等方性ドライエ
ッチングまたはウェットエッチングによってエッチング
バックされ、それによりコンタクトホール57が形成さ
れる。
Referring to FIG. 15, sacrificial fill stud 54 is etched back by isotropic dry etching or wet etching to remove, thereby forming contact hole 57.

【0045】図16を参照すると、基板40上に位置
し、スペーサー52間にある誘電ライナー50の部分
は、RIEによって異方性エッチングが施され、基板4
0を露光させる。
Referring to FIG. 16, the portion of the dielectric liner 50 located on the substrate 40 and between the spacers 52 is anisotropically etched by RIE,
Expose 0.

【0046】最後に、図17を参照すると、スパッタ工
程により、ポリシリコン層またはタングステン層のよう
な伝導層59が絶縁層上方に堆積しコンタクトホール5
7を充填することにより、電子的に基板40に連結す
る。それから、CMPによって伝導層59の上部を研磨
することにより、絶縁プラグが形成されるような絶縁層
58を露光する。
Finally, referring to FIG. 17, a conductive layer 59 such as a polysilicon layer or a tungsten layer is deposited on the insulating layer by a sputtering process to form a contact hole 5.
By filling 7, it is electronically connected to the substrate 40. Then, the upper portion of the conductive layer 59 is polished by CMP to expose the insulating layer 58 such that an insulating plug is formed.

【0047】(実施の形態3)図18から図23には、
本発明の実施の形態3が示されている。
(Embodiment 3) FIGS. 18 to 23 show:
A third embodiment of the present invention is shown.

【0048】本実施の形態は、導線を有する半導体基板
60を提供することから始まる。図18で示されるよう
に、導線はシリコン酸化層62、ポリシリコン層64、
およびタングステンケイ化物層66からなる。シリコン
酸化層62は熱酸化工程によるシリコン酸化物から形成
されるのが好ましい。ポリシリコン層64およびタング
ステンケイ化物層66はPECVD工程によって連続し
てシリコン酸化層62上に形成される。
The present embodiment starts with providing a semiconductor substrate 60 having conductive lines. As shown in FIG. 18, the conductive wires are a silicon oxide layer 62, a polysilicon layer 64,
And a tungsten silicide layer 66. The silicon oxide layer 62 is preferably formed from silicon oxide by a thermal oxidation process. The polysilicon layer 64 and the tungsten silicide layer 66 are continuously formed on the silicon oxide layer 62 by a PECVD process.

【0049】次に、誘電キャップ68が導線上に形成さ
れる。誘電キャップ68の厚さは約200〜2500Å
の範囲内であるとともに、PECVDまたはLPCVD
工程によってSiO2、SiN、SiON、Al23
またはSiCで形成されるのが好ましい。それから、導
線は、光露光およびエッチング工程によるシリコン酸化
層62、ポリシリコン層64、タングステンケイ化物層
66、および誘電キャップ68の形成によって構成され
る。それから、第1誘電ライナー70および第2誘電ラ
イナー72が連続して導線上に等角に形成される。第1
誘電ライナー70の厚さは約100〜600Åの範囲内
であるとともに、PECVDまたはLPCVD工程によ
ってSiNで形成されるのが好ましい。第2誘電ライナ
ー72の厚さは約100〜600Åの範囲内であるとと
もに、図18に示されるように、PECVDまたはLP
CVD工程によってSiO2で形成されるのが好まし
い。
Next, a dielectric cap 68 is formed over the conductor. The thickness of the dielectric cap 68 is about 200-2500 °
And PECVD or LPCVD
Depending on the process, SiO 2 , SiN, SiON, Al 2 O 3 ,
Alternatively, it is preferably formed of SiC. The conductor is then constituted by the formation of a silicon oxide layer 62, a polysilicon layer 64, a tungsten silicide layer 66, and a dielectric cap 68 by a light exposure and etching process. Then, the first dielectric liner 70 and the second dielectric liner 72 are formed continuously and conformally on the conductor. First
Preferably, the thickness of the dielectric liner 70 is in the range of about 100-600 ° and is formed of SiN by a PECVD or LPCVD process. The thickness of the second dielectric liner 72 is in the range of about 100-600 ° and, as shown in FIG.
Preferably, it is formed of SiO 2 by a CVD process.

【0050】図19を参照すると、ポリシリコン層から
なるサクリフィシャル層が第2誘電ライナー72上方に
堆積する。サクリフィシャル層は、間に開口部76が形
成されるようなサクリフィシャル充填スタッド74を形
成するために設けられる。第1誘電ライナー70および
第2誘電ライナー72は、導線の底部周辺に鋭角を形成
するのを防ぎうるポリシリコン・ストリンガが、ポリシ
リコンRIEが施される間形成されるのを防ぐ。
Referring to FIG. 19, a sacrificial layer of polysilicon is deposited over second dielectric liner 72. The sacrificial layer is provided to form sacrificial filling studs 74 between which openings 76 are formed. The first dielectric liner 70 and the second dielectric liner 72 prevent a polysilicon stringer, which may prevent forming an acute angle around the bottom of the conductor, from forming during the polysilicon RIE.

【0051】図20を参照すると、1000〜8000
Åの厚さであり、シリコン酸化層のような第1誘導ライ
ナー70からの異なる材料からなる絶縁層78が、サク
リフィシャル層上に堆積し、PECVDまたはスピン・
オン工程によって開口部76を充填する。
Referring to FIG. 20, 1000 to 8000
An insulating layer 78 of different thickness from the first inductive liner 70, such as a silicon oxide layer, is deposited on the sacrificial layer and PECVD or spin-on.
The opening 76 is filled by the ON process.

【0052】CMPによって絶縁層78上部を研磨する
ことにより、サクリフィシャル充填スタッド74を露光
させる。このことは、プラテン速度 、逆圧、パッドの
種類、およびスラリーの種類などの工程パラメータを調
整して、工程に必要な除去率、均一性、および選択性と
いった要求に応じることにより達成されうる。その結果
は図20に示されている。
The sacrificial filling stud 74 is exposed by polishing the upper part of the insulating layer 78 by CMP. This can be achieved by adjusting process parameters such as platen speed, back pressure, pad type, and slurry type to meet the required removal, uniformity, and selectivity requirements of the process. The result is shown in FIG.

【0053】図21を参照すると、サクリフィシャル充
填スタッド54は、除去されるために、等方性ドライエ
ッチングまたはウェットエッチングによってエッチング
バックされ、それによりコンタクトホール77が形成さ
れる。
Referring to FIG. 21, sacrificial filling stud 54 is etched back by isotropic dry etching or wet etching to remove it, thereby forming contact hole 77.

【0054】図22を参照すると、基板60上の第1誘
電ライナー70および第2誘電ライナー72の部分は、
RIEによって異方性エッチングが施され、基板60を
露光させる。
Referring to FIG. 22, portions of the first dielectric liner 70 and the second dielectric liner 72 on the substrate 60
Anisotropic etching is performed by RIE, and the substrate 60 is exposed.

【0055】最後に、図23を参照すると、スパッタ工
程により、ポリシリコン層またはタングステン層のよう
な伝導層79が絶縁層上方に堆積しコンタクトホール7
7を充填することにより、電子的に基板60に連結す
る。それから、CMPによって伝導層79の上部を研磨
することにより、絶縁プラグが形成されるような絶縁層
78を露光する。
Finally, referring to FIG. 23, a conductive layer 79 such as a polysilicon layer or a tungsten layer is deposited on the insulating layer by a sputtering process to form a contact hole 7.
By filling 7, it is electronically connected to the substrate 60. Then, the upper portion of the conductive layer 79 is polished by CMP to expose the insulating layer 78 to form an insulating plug.

【0056】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

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

【図1】 公知技術による工程のステップを示す断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing steps of a process according to a known technique.

【図2】 公知技術による工程のステップを示す断面図
である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing steps of a process according to the related art.

【図3】 公知技術による工程のステップを示す断面図
である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing steps of a process according to a known technique.

【図4】 SAC工程後の理想的な状況を示す断面図で
ある。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an ideal situation after the SAC process.

【図5】 SAC工程後の実際の状況を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view showing an actual situation after the SAC step.

【図6】 実施の形態1での工程を説明する断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a step in Embodiment 1.

【図7】 実施の形態1での工程を説明する断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a step in the first embodiment.

【図8】 実施の形態1での工程を説明する断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a process in Embodiment 1.

【図9】 実施の形態1での工程を説明する断面図であ
る。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a step in Embodiment 1.

【図10】 実施の形態1での工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a process in Embodiment 1.

【図11】 実施の形態1での工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a process in Embodiment 1.

【図12】 実施の形態2での工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a step in Embodiment 2.

【図13】 実施の形態2での工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a step in Embodiment 2.

【図14】 実施の形態2での工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a process in Embodiment 2.

【図15】 実施の形態2での工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a step in Embodiment 2.

【図16】 実施の形態2での工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a step in Embodiment 2.

【図17】 実施の形態2での工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a step in Embodiment 2.

【図18】 実施の形態3での工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a step in Embodiment Mode 3.

【図19】 実施の形態3での工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating a step in Embodiment Mode 3.

【図20】 実施の形態3での工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating a step in Embodiment Mode 3.

【図21】 実施の形態3での工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 21 is a cross-sectional view illustrating a step in Embodiment Mode 3.

【図22】 実施の形態3での工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 22 is a cross-sectional view illustrating a step in Embodiment Mode 3.

【図23】 実施の形態3での工程を説明する断面図で
ある。
FIG. 23 is a cross-sectional view illustrating a step in Embodiment Mode 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2,20,40,60 半導体基板、4,22,42,
62 シリコン酸化層、6,24,44,64 ポリシ
リコン層、8,26,46,66 タングステンケイ化
物層、10 SiNキャップ、12 SiNスペーサ
ー、14 層間誘電体層、16,37,57 コンタク
トホール、18,39,59,79 伝導層、28,4
8,68 誘電キャップ、30,52 スペーサー、3
2,50誘電ライナー、34,54,74 サクリフィ
シャル充填スタッド、36,56開口部、38,58,
78 絶縁層、70 第1誘電ライナー、72 第2誘
電ライナー。
2, 20, 40, 60 semiconductor substrates, 4, 22, 42,
62 silicon oxide layer, 6, 24, 44, 64 polysilicon layer, 8, 26, 46, 66 tungsten silicide layer, 10 SiN cap, 12 SiN spacer, 14 interlayer dielectric layer, 16, 37, 57 contact hole, 18, 39, 59, 79 conductive layer, 28, 4
8,68 dielectric cap, 30,52 spacer, 3
2,50 dielectric liner, 34,54,74 sacrificial filling stud, 36,56 opening, 38,58,
78 insulating layer, 70 first dielectric liner, 72 second dielectric liner.

フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 BB01 BB18 CC01 CC05 DD02 DD04 DD07 DD08 DD09 DD15 DD16 DD17 DD18 DD75 EE05 EE09 EE14 EE16 EE17 FF14 HH20 5F033 HH04 HH28 JJ04 JJ19 KK01 MM07 MM15 NN40 PP12 QQ09 QQ13 QQ16 QQ18 QQ19 QQ25 QQ31 QQ37 QQ48 RR01 RR03 RR04 RR06 RR08 SS13 SS15 SS21 TT08 XX31 Continued on the front page F-term (reference) 4M104 BB01 BB18 CC01 CC05 DD02 DD04 DD07 DD08 DD09 DD15 DD16 DD17 DD18 DD75 EE05 EE09 EE14 EE16 EE17 FF14 HH20 5F033 HH04 HH28 JJ04 JJ19 KK01 MM07 MM15 Q19 Q16 Q19 Q19 Q18 RR01 RR03 RR04 RR06 RR08 SS13 SS15 SS21 TT08 XX31

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導線を備えた半導体基板を提供する工程
と、 前記導線上に誘電キャップを形成する工程と、 前記誘電キャップおよび前記導線の側壁にスペーサーを
形成する工程と、 前記スペーサーおよび前記導線上に誘電ライナーを形成
する工程と、 間に開口部を形成するようなサクリフィシャル充填スタ
ッドを形成するために、サクリフィシャル層を形成し設
ける工程と、 前記サクリフィシャル層上に、材料が前記誘導ライナー
のと異なっている絶縁層を形成し、前記開口部を充填す
る工程と、 コンタクトホールを形成するために前記充填スタッドを
除去する工程と、 前記コンタクトホールを通じて、前記基板上に位置し前
記スペーサー間にある前記誘電ライナーの一部分を除去
する工程と、 前記絶縁層上に伝導層を形成しコンタクトホールを充填
することにより、電子的に前記基板に連結する工程と、
からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
A step of providing a semiconductor substrate having a conductive line; a step of forming a dielectric cap on the conductive line; a step of forming a spacer on a side wall of the dielectric cap and the conductive line; Forming a dielectric liner on the line; forming and providing a sacrificial layer to form a sacrificial fill stud that forms an opening therebetween; and Forming an insulating layer different from that of the liner and filling the opening; removing the filling stud to form a contact hole; and positioning the spacer on the substrate through the contact hole. Removing a portion of the dielectric liner in between; forming a conductive layer on the insulating layer and contacting By filling Lumpur, a step of connecting electronically to the substrate,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項2】 前記導線は、シリコン酸化ライナー、ポ
リシリコン層、およびタングステンケイ化物層からなる
請求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the conductor comprises a silicon oxide liner, a polysilicon layer, and a tungsten silicide layer.
【請求項3】 前記誘電キャップ、前記スペーサー、お
よび前記誘電ライナーは、それぞれSiO2、SiN、
SiON、Al23、またはSiCからなる請求項1記
載の半導体装置の製造方法。
3. The dielectric cap, the spacer, and the dielectric liner are each made of SiO 2 , SiN,
SiON, Al 2 O 3 or the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 consisting of SiC,.
【請求項4】 前記絶縁層の上部を除去するためにCM
P工程によって研磨することにより、前記サクリフィシ
ャル充填スタッドを露光させる工程をさらに含む請求項
1記載の半導体装置の製造方法。
4. A CM for removing an upper portion of the insulating layer.
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of exposing said sacrificial filling stud by polishing in a P step.
【請求項5】 前記サクリフィシャル充填スタッドの除
去は、等方性ドライエッチングまたはウエットエッチン
グによって前記サクリフィシャル充填スタッドをエッチ
ングバックすることにより施される請求項1記載の半導
体装置の製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said sacrificial filling stud is removed by etching back said sacrificial filling stud by isotropic dry etching or wet etching.
【請求項6】 基板上に位置し、スペーサー間にある誘
電ライナーの一部分の除去は、異方性RIE工程によっ
て施される請求項1記載の半導体装置の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the portion of the dielectric liner located on the substrate and between the spacers is removed by an anisotropic RIE process.
【請求項7】 前記伝導層の上部を除去するためにCM
P工程によって研磨することにより、絶縁プラグが形成
されるような前記絶縁層を露光させる請求項1記載の半
導体装置の製造方法。
7. A CM for removing an upper portion of the conductive layer.
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating layer is exposed by polishing in a P step so that an insulating plug is formed.
【請求項8】 導線を備えた半導体基板を提供する工程
と、 前記導線上に誘導キャップを形成する工程と、 前記導線上に誘電ライナーを形成する工程と、 前記誘電ライナーの側壁にスペーサーを形成する工程
と、 間に開口部を形成するようなサクリフィシャル充填スタ
ッドを形成するために、サクリフィシャル層を形成する
工程と、 前記サクリフィシャル層に材料が前記誘導ライナーのと
異なる絶縁層を形成し前記開口部を充填する工程と、 コンタクトホールを形成するために前記充填スタッドを
除去する工程と、 前記コンタクトホールを通じて前記スペーサーと前記基
板との間の前記誘電ライナーの一部分を除去する工程
と、 前記絶縁層上に伝導層を形成しコンタクトホールを充填
することにより、電子的に前記基板に連結する工程と、
からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. Providing a semiconductor substrate having a conductive line, forming an induction cap on the conductive line, forming a dielectric liner on the conductive line, forming a spacer on a side wall of the dielectric liner. Forming a sacrificial layer so as to form a sacrificial filling stud that forms an opening therebetween; and forming an insulating layer having a material different from that of the induction liner in the sacrificial layer. Filling the opening; removing the filling stud to form a contact hole; removing a portion of the dielectric liner between the spacer and the substrate through the contact hole; Forming a conductive layer on the insulating layer and filling the contact holes to electronically connect to the substrate;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項9】 前記導線はシリコン酸化ライナー、ポリ
シリコン層、およびタングステンケイ化物層からなる請
求項8記載の半導体装置の製造方法。
9. The method according to claim 8, wherein the conductor comprises a silicon oxide liner, a polysilicon layer, and a tungsten silicide layer.
【請求項10】 前記誘電キャップ、前記スペーサー、
および前記誘電ライナーは、それぞれSiO2、Si
N、SiON、Al23、またはSiCからなる請求項
8記載の半導体装置の製造方法。
10. The dielectric cap, the spacer,
And the dielectric liners are SiO 2 , Si
N, SiON, Al 2 O 3 or method according to claim 8, wherein comprising a SiC,.
【請求項11】 前記絶縁層の上部を除去するためにC
MP工程によって研磨することにより、前記サクリフィ
シャル充填スタッドを露光させる工程をさらに含む請求
項8記載の半導体装置の製造方法。
11. A method for removing an upper portion of the insulating layer by using C
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, further comprising a step of exposing said sacrificial filling stud by polishing by an MP step.
【請求項12】 サクリフィシャル充填スタッドの除去
は、等方性ドライエッチングまたはウエットエッチング
を用いて前記サクリフィシャル充填スタッドをエッチン
グバックすることにより施される請求項8記載の半導体
装置の製造方法。
12. The method according to claim 8, wherein the sacrificial filling stud is removed by etching back the sacrificial filling stud using isotropic dry etching or wet etching.
【請求項13】 前記スペーサーと前記基板との間の前
記誘電ライナーの一部分の除去は、異方性RIE工程に
よって施される請求項8記載の半導体装置の製造方法。
13. The method according to claim 8, wherein the removal of a part of the dielectric liner between the spacer and the substrate is performed by an anisotropic RIE process.
【請求項14】 前記伝導層の上部を除去するためにC
MP工程によって研磨することにより、絶縁プラグが形
成されるような前記絶縁層を露光させる請求項8記載の
半導体装置の製造方法。
14. A method for removing an upper portion of the conductive layer, comprising the steps of:
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the insulating layer is exposed such that an insulating plug is formed by polishing in an MP process.
【請求項15】 導線を備えた半導体基板を提供する工
程と、 前記導線上に誘導キャップを形成する工程と、 前記導線上に第1誘電ライナーを形成する工程と、 前記第1誘電ライナー上に第2誘電ライナーを形成する
工程と、 間に開口部を形成するようなサクリフィシャル充填スタ
ッドを形成するために、サクリフィシャル層を形成する
工程と、 前記サクリフィシャル層に材料が誘導ライナーのと異な
る絶縁層を形成し前記開口部を充填する工程と、 コンタクトホールを形成するために前記充填スタッドを
除去する工程と、 前記コンタクトホールを通じて、前記導線と前記基板上
との間の前記第1誘電ライナーの一部分と前記第2誘電
ライナーの一部分とを除去する工程と、 前記絶縁層上に伝導層を形成しコンタクトホールを充填
することにより、電子的に前記基板に連結する工程と、
からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
15. Providing a semiconductor substrate having a conductive line, forming an induction cap on the conductive line, forming a first dielectric liner on the conductive line, Forming a second dielectric liner; forming a sacrificial layer to form a sacrificial fill stud forming an opening therebetween; and wherein the sacrificial layer has a material different from that of the induction liner. Forming an insulating layer and filling the opening; removing the filling stud to form a contact hole; and the first dielectric liner between the conductor and the substrate through the contact hole. Removing a portion of the second dielectric liner and forming a conductive layer on the insulating layer to fill a contact hole. Accordingly, a step of connecting electronically to the substrate,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項16】 前記誘電キャップ、前記第1誘電ライ
ナー、および前記第2誘電ライナーは、それぞれSiO
2、SiN、SiON、Al23、またはSiCである
請求項15記載の半導体装置の製造方法。
16. The dielectric cap, the first dielectric liner, and the second dielectric liner are each formed of SiO.
2, SiN, SiON, Al 2 O 3 or the method of manufacturing of claim 15 semiconductor device, wherein the SiC,.
【請求項17】 前記絶縁層の上部を除去するためにC
MP工程によって研磨することにより、前記サクリフィ
シャル充填スタッドを露光させる工程をさらに含む請求
項15記載の半導体装置の製造方法。
17. A method for removing an upper portion of the insulating layer, comprising the steps of:
16. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 15, further comprising a step of exposing said sacrificial filling stud by polishing by an MP step.
【請求項18】 前記サクリフィシャル充填スタッドの
除去は、等方性ドライエッチングまたはウエットエッチ
ングによって前記サクリフィシャル充填スタッドをエッ
チングバックすることにより施される請求項15記載の
半導体装置の製造方法。
18. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 15, wherein the sacrificial filling stud is removed by etching back the sacrificial filling stud by isotropic dry etching or wet etching.
【請求項19】 前記基板上に位置し、前記導線間にあ
る第1誘電ライナーの一部分および第2誘電ライナーの
一部分の除去は、異方性RIE工程によって施される請
求項15記載の半導体装置の製造方法。
19. The semiconductor device according to claim 15, wherein a portion of the first dielectric liner and a portion of the second dielectric liner located on the substrate and between the conductive lines are removed by an anisotropic RIE process. Manufacturing method.
【請求項20】 前記絶縁層の上部を除去するためにC
MP工程によって研磨することにより、絶縁プラグが形
成されるような前記絶縁層を露光させる請求項15記載
の半導体装置の製造方法。
20. A method for removing an upper portion of the insulating layer, comprising the steps of:
The method according to claim 15, wherein the insulating layer is exposed by polishing by an MP process so that an insulating plug is formed.
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