JP2001217202A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線と基板との間の層間平坦性に影響を
与えることなく、コンタクト抵抗の上昇もなく、ＳＡＣ
耐圧を向上させることができる半導体装置及びその製造
方法を提供すること。 【解決手段】 半導体基板１上には、所定の間隔をおい
て一対の第１配線が形成されている。この第１配線Ａ
２，Ｂ３の対向する端面は、順テーパ形状を有し、その
テーパ面が向き合うようになっている。この第１配線Ｂ
３上には、オフセット酸化膜４が形成されている。第１
配線Ａ２，Ｂ３及びオフセット酸化膜４の両側には、サ
イドウォール膜５が形成されている。サイドウォール膜
５及びオフセット酸化膜４上には、エッチングストッパ
膜６が形成されている。エッチングストッパ膜６上に
は、層間絶縁膜７が形成されている。一対の第１配線Ａ
２，Ｂ３の間（ＳＡＣ開口部）には、ＳＡＣが形成され
ている。このＳＡＣは、ＳＡＣ領域に第２配線Ａ８，Ｂ
９が形成されることにより設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関し、特に半導体装置のコンタクト形成に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造プロセスのコンタクト形成に
おいて、ＳＡＣ（Self Align Contact）の形成がある。
従来のＳＡＣ形成は、図５及び図６に示す工程により行
われる。

【０００３】まず、図５（ａ）に示すように、シリコン
基板などの半導体基板１０１の表面上に第１配線Ａ１０
２としてポリシリコン膜を形成し、第１配線Ａ１０２上
に第１配線Ｂ１０３としてタンクグステンシリサイド
（ＷＳｉ）を形成し、第１配線Ｂ１０３上にオフセット
酸化膜１０４としてシリコン酸化膜を形成する。そし
て、第１配線Ａ１０２、第１配線Ｂ１０３、及びオフセ
ット酸化膜１０４をエッチングすることによりパターニ
ングする。

【０００４】次いで、図５（ｂ）に示すように、パター
ニングした第１配線Ａ１０２、第１配線Ｂ１０３、及び
オフセット酸化膜１０４上にサイドウォール膜１０５用
のＴＥＯＳ膜を形成する。そして、図５（ｃ）に示すよ
うに、ＴＥＯＳ膜をエッチバックしてサイドウォール膜
１０５を形成する。

【０００５】次いで、図６（ａ）に示すように、基板１
０１上にエッチングストッパ膜１０６としてＳｉＮ膜を
形成し、エッチングストッパ膜１０６上に層間絶縁膜１
０７としてＢＰＳＧ膜を形成する。

【０００６】層間絶縁膜１０７上にフォトレジスト膜を
形成し、フォトレジスト膜をパターニングしてＳＡＣ部
に開口を設け、その開口から層間絶縁膜１０７及びエッ
チングストッパ膜１０６をエッチングして、図６（ｂ）
に示すようにコンタクト（ＳＡＣ）領域を形成する。

【０００７】次いで、全面に第２配線Ａ１０８としてポ
リシリコン膜を形成し、第２配線Ａ１０８上に第２配線
Ｂ１０９としてタングステンシリサイド（ＷＳｉ）を形
成して、ＳＡＣ領域にＳＡＣを形成する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図６（ｂ），（ｃ）か
ら分かるように、従来のＳＡＣ形成方法では、エッチン
グストッパ膜１０６をエッチングする際に、サイドウォ
ール膜１０５の肩部分（斜め上部）がエッチングされて
しまう。このため、第１配線１０２，１０３と第２配線
１０８，１０９との間の膜厚が薄くなり、ＳＡＣ耐圧が
低下する。

【０００９】ＳＡＣ耐圧を確保するために、オフセット
酸化膜１０４の厚さを厚くすると、第１配線１０２，１
０３と基板１０１との段差が大きくなり、層間平坦性が
悪くなる。他の方法により、ＳＡＣ耐圧を確保しても、
コンタクト抵抗の上昇などの副作用があり好ましくな
い。

【００１０】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、配線と基板との間の層間平坦性に影響を与えるこ
となく、コンタクト抵抗の上昇もなく、ＳＡＣ耐圧を向
上させることができる半導体装置及びその製造方法を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下の手段を講じた。本発明は、自己整合
性コンタクト部を有する半導体装置であって、半導体基
板上に設けられた一対の第１配線と、層間絶縁膜を介し
て前記一対の第１配線間に設けられており、第２配線で
構成された自己整合性コンタクトと、を具備し、前記一
対の第１配線の対向する端面がテーパ形状を有し、前記
対向する端面の間に自己整合性コンタクトが位置するこ
とを特徴とする半導体装置を提供する。

【００１２】この構成によれば、ＳＡＣ形成の際に最も
厚さが薄くなるサイドウォール膜である層間絶縁膜の肩
部分の厚さを厚くする、すなわち第１配線と第２配線と
の間の距離を長くすることができるので、ＳＡＣ耐圧
（配線間の層間耐圧）が低下することを防止できる。こ
の場合、ＳＡＣ部分の開口面積やオフセット酸化膜など
の絶縁膜の厚さは変わらないので、配線と基板との間の
層間平坦性に影響を与えることなく、コンタクト抵抗の
上昇もない。

【００１３】本発明は、自己整合性コンタクト部を有す
る半導体装置の製造方法であって、半導体基板上に、対
向する端面がテーパ形状を有する一対の第１配線を形成
する工程と、前記一対の第１配線間に層間絶縁膜を形成
する工程と、前記対向する端面の間に第２配線を形成し
て自己整合性コンタクトを設けることを特徴とする半導
体装置の製造方法を提供する。

【００１４】この方法によれば、ＳＡＣ耐圧（配線間の
層間耐圧）が低下することを防止できる半導体装置を得
ることができる。この場合、ＳＡＣ部分の開口面積やオ
フセット酸化膜などの絶縁膜の厚さは変わらないので、
配線と基板との間の層間平坦性に影響を与えることな
く、コンタクト抵抗の上昇もない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発
明の一実施の形態に係る半導体装置の構成を示す断面図
である。

【００１６】シリコン基板などの半導体基板１上には、
所定の間隔をおいて一対の第１配線が形成されている。
この第１配線は、第１配線Ａ２であるポリシリコン膜と
第１配線Ｂ３であるタングステンシリサイド（ＷＳｉ）
とで構成されている。

【００１７】この第１配線Ａ２，Ｂ３の対向する端面
は、順テーパ形状を有し、そのテーパ面が向き合うよう
になっている。この第１配線Ｂ３上には、オフセット酸
化膜４としてシリコン酸化膜が形成されている。

【００１８】第１配線Ａ２，Ｂ３及びオフセット酸化膜
４の両側には、第１配線と後述する第２配線の層間絶縁
膜であるサイドウォール膜５としてＴＥＯＳ膜が形成さ
れている。また、サイドウォール膜５及びオフセット酸
化膜４上には、エッチングストッパ膜６としてＳｉＮ膜
が形成されている。

【００１９】エッチングストッパ膜６上には、層間絶縁
膜７としてＢＰＳＧ膜が形成されている。一対の第１配
線Ａ２，Ｂ３の間（ＳＡＣ開口部）には、ＳＡＣが形成
されている。このＳＡＣは、ＳＡＣ領域に第２配線Ａ
８，Ｂ９が形成されることにより設けられている。

【００２０】図１から分かるように、第１配線Ａ２，Ｂ
３の対向する端面がテーパ形状であるので、第１配線間
に位置するＳＡＣの第２配線と第１配線との間のサイド
ウォール膜５の厚さを厚くすることができ、第１配線と
第２配線との間の距離Ｄ１が長くなっている。

【００２１】このように、本実施の形態に係る半導体装
置では、ＳＡＣ形成の際に最も厚さが薄くなるサイドウ
ォール膜である層間絶縁膜の肩部分の厚さを厚くする、
すなわち第１配線と第２配線との間の距離を長くするこ
とができるので、ＳＡＣ耐圧（配線間の層間耐圧）が低
下することを防止できる。

【００２２】次に、上記構成を有する半導体装置の製造
方法について、図２から図４を用いて説明する。

【００２３】まず、図３（ａ）に示すように、シリコン
基板などの半導体基板１の表面上に第１配線Ａ２として
ポリシリコン膜を形成し、第１配線Ａ２上に第１配線Ｂ
３としてタンクグステンシリサイド（ＷＳｉ）を形成す
る。そして、第１配線Ａ２上に第１配線Ｂ３に対してエ
ッチングを行い、図２に示すＳＡＣ開口部１０を形成す
る。

【００２４】次いで、図２に示すように、ＳＡＣ開口部
１０を含む領域にレジストによりマスク１２を形成し、
第１配線Ａ２，Ｂ３の対向する端面が順テーパ形状にな
るようにエッチングを行ってテーパ領域１１を形成す
る。これにより、図３（ａ）に示すように、第１配線Ａ
２，Ｂ３のテーパ面１３が対向し、その間にＳＡＣ領域
が設けられている構造となる。

【００２５】次いで、図３（ｂ）に示すように、この全
面上にオフセット酸化膜４としてシリコン酸化膜を形成
する。そして、図３（ｃ）に示すように、第１配線Ａ
２、第１配線Ｂ３、及びオフセット酸化膜４をエッチン
グすることによりパターニングする。

【００２６】次いで、図３（ｄ）に示すように、パター
ニングした第１配線Ａ２、第１配線Ｂ３、及びオフセッ
ト酸化膜４上に層間絶縁膜であるサイドウォール膜５用
のＴＥＯＳ膜を形成する。そして、図４（ａ）に示すよ
うに、ＴＥＯＳ膜をエッチバックしてサイドウォール膜
５を形成する。

【００２７】次いで、基板１上にエッチングストッパ膜
６としてＳｉＮ膜を形成し、エッチングストッパ膜６上
に層間絶縁膜７としてＢＰＳＧ膜を形成する。

【００２８】層間絶縁膜７上にフォトレジスト膜を形成
し、フォトレジスト膜をパターニングしてＳＡＣ部に開
口を設け、その開口から層間絶縁膜７及びエッチングス
トッパ膜６をエッチングして、図４（ｂ）に示すように
コンタクト（ＳＡＣ）領域を形成する。

【００２９】次いで、全面に第２配線Ａ８としてポリシ
リコン膜を形成し、第２配線Ａ８上に第２配線Ｂ９とし
てタングステンシリサイド（ＷＳｉ）を形成して、ＳＡ
Ｃ領域にＳＡＣを形成する。

【００３０】このように、本実施の形態に係る半導体装
置の製造方法では、第１配線の対向する端面をテーパ形
状としたので、第１配線と第２配線との間の距離を長く
することができる。この結果、ＳＡＣ耐圧（配線間の層
間耐圧）が低下することを防止できる。

【００３１】本発明は上記実施の形態に限定されず、種
々変更して実施することが可能である。例えば、各膜や
配線の材料には限定されず、同種の性質を有する材料を
適宜変更して実施することが可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
は、ＳＡＣ形成の際に最も厚さが薄くなるサイドウォー
ル膜である層間絶縁膜の肩部分の厚さを厚くする、すな
わち第１配線と第２配線との間の距離を長くすることが
できるので、ＳＡＣ耐圧（配線間の層間耐圧）が低下す
ることを防止できる。この場合、ＳＡＣ部分の開口面積
やオフセット酸化膜などの絶縁膜の厚さは変わらないの
で、配線と基板との間の層間平坦性に影響を与えること
なく、コンタクト抵抗の上昇もない。

【００３３】本発明の半導体装置の製造方法は、ＳＡＣ
耐圧（配線間の層間耐圧）が低下することを防止できる
半導体装置を得ることができる。この場合、ＳＡＣ部分
の開口面積やオフセット酸化膜などの絶縁膜の厚さは変
わらないので、配線と基板との間の層間平坦性に影響を
与えることなく、コンタクト抵抗の上昇もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体装置の構成
を示す断面図である。

【図２】図１に示す半導体装置の製造においてテーパ加
工の際のマスク位置を説明するための図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施の形態に係
る半導体装置の製造方法における前半の工程を示す断面
図である。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施の形態に係
る半導体装置の製造方法における後半の工程を示す断面
図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は、従来の半導体装置の製造方
法における前半の工程を示す断面図である。

【図６】（ａ）〜（ｃ）は、従来の半導体装置の製造方
法における後半の工程を示す断面図である。

【符号の説明】

１…基板、２…第１配線Ａ、３…第１配線Ｂ、４…オフ
セット酸化膜、５…サイドウォール膜、６…ストッパ
膜、７…層間絶縁膜、８…第２配線Ａ、９…第２配線
Ｂ、１０…ＳＡＣ開口部、１１…テーパ領域、１２…マ
スク、１３…テーパ面。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自己整合性コンタクト部を有する半導体
   装置であって、 半導体基板上に設けられた一対の第１配線と、 層間絶縁膜を介して前記一対の第１配線間に設けられて
   おり、第２配線で構成された自己整合性コンタクトと、
   を具備し、 前記一対の第１配線の対向する端面がテーパ形状を有
   し、前記対向する端面の間に自己整合性コンタクトが位
   置することを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 自己整合性コンタクト部を有する半導体
   装置の製造方法であって、 半導体基板上に、対向する端面がテーパ形状を有する一
   対の第１配線を形成する工程と、 前記一対の第１配線間に層間絶縁膜を形成する工程と、 前記対向する端面の間に第２配線を形成して自己整合性
   コンタクトを設けることを特徴とする半導体装置の製造
   方法。