JP2007109949A - Method of forming semiconductor element - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体素子の形成方法、特にレジストパターンによるコンタクトの形成方法に関するものである。 The present invention relates to a method for forming a semiconductor element, and more particularly to a method for forming a contact using a resist pattern.
周知の通り、半導体素子を形成する工程において、基板上で絶縁層に形成したコンタクトホールを経て電極と配線との間、あるいは配線同士間の電気的な接続を行う接続導体を形成する必要がある。この接続導体は、コンタクトあるいはコンタクト導体とも称せられる。これらコンタクトは、通常は、以下のような方法で形成されている。 As is well known, in the process of forming a semiconductor element, it is necessary to form a connection conductor for electrical connection between electrodes and wirings or between wirings through contact holes formed in an insulating layer on the substrate. . This connection conductor is also called a contact or a contact conductor. These contacts are usually formed by the following method.
まず、基板にチップ分離領域を形成することによって区画されたチップ領域に、集積回路を作り込んで得られた構造体を用意する。この構造体にチップ分離領域と、チップ領域を覆うようにして、中間絶縁層およびレジスト層を順次形成する。次に、中間絶縁層のコンタクト形成予定位置に対応する、レジスト層の箇所をエッチングすることで、レジストパターンすなわち開口部を形成する。このレジストパターンを有するレジスト層をマスクにして、下層の中間絶縁層をエッチングし、コンタクトホールを形成する。レジスト層の除去後、基板の上側全面に、中間絶縁層を覆う導電体層を形成する。最後に、コンタクトホール内のみに導電体層が残存するように、導電体層を除去する。 First, a structure obtained by forming an integrated circuit in a chip region partitioned by forming a chip isolation region on a substrate is prepared. An intermediate insulating layer and a resist layer are sequentially formed on the structure so as to cover the chip isolation region and the chip region. Next, a resist pattern, that is, an opening is formed by etching a portion of the resist layer corresponding to the contact formation planned position of the intermediate insulating layer. Using the resist layer having this resist pattern as a mask, the lower intermediate insulating layer is etched to form contact holes. After removing the resist layer, a conductor layer covering the intermediate insulating layer is formed on the entire upper surface of the substrate. Finally, the conductor layer is removed so that the conductor layer remains only in the contact hole.
ところで、周知の通り、レジストパターンを形成する際に、上述のレジストパターンを形成した後、レジスト層を固めるための加熱処理を行うため、レジスト層が収縮する。このレジスト層の収縮による引張り応力や、この引張り応力に起因する中間絶縁層とレジスト層と間の密着性低下により、レジストパターンの寸法、および形状が変動してしまう。この結果、コンタクトの仕上がり寸法および形状が、設計値からずれてしまう。 By the way, as is well known, when forming a resist pattern, after the resist pattern is formed, a heat treatment is performed to harden the resist layer, so that the resist layer contracts. Due to the tensile stress due to the shrinkage of the resist layer and the decrease in the adhesion between the intermediate insulating layer and the resist layer due to the tensile stress, the size and shape of the resist pattern change. As a result, the finished dimensions and shape of the contacts deviate from the design values.
このレジストパターンの寸法および形状の変動を抑制するために、従来は、コンタクト用のレジストパターンの外周を囲むように濠状のダミーパターンを形成する方法が知られている。この方法によれば、ダミーパターンを設けることにより、ダミーパターンよりも外側に存在するレジスト層の領域からの引張り応力と、ダミーパターンによって画成された内側のレジスト層の領域の引張り応力とを、分断することができる。これにより、パターン周囲のレジスト層の引っ張り応力を低減することができる(特許文献1)。 In order to suppress the variation in the size and shape of the resist pattern, a method of forming a bowl-shaped dummy pattern so as to surround the outer periphery of the contact resist pattern is conventionally known. According to this method, by providing a dummy pattern, the tensile stress from the region of the resist layer existing outside the dummy pattern, and the tensile stress of the region of the inner resist layer defined by the dummy pattern, Can be divided. Thereby, the tensile stress of the resist layer around the pattern can be reduced (Patent Document 1).
また、半導体素子形成中の何らかの除去処理を施す工程において、半導体素子がプラズマエッチング等の雰囲気にさらされているとき、コンタクトを形成するための導電体層に電荷が溜まり、この導電体層に異常放電が発生する、いわゆるチャージアップによるダメージが生じる恐れがある。これを低減する手段として、この導電体層と基板とを電気的に接続することで、電荷を基板に逃がす方法が知られている(特許文献2)。この特許文献2には、基板すなわちウエハ周辺部の、半導体素子が形成されていない領域にコンタクトを形成して、基板と、その上側の導電体層とを電気的に接続することで、導電体層から基板へ電荷を逃がす方法が開示されている。
しかし、前述のチャージアップダメージを低減するために、例えば特許文献2に開示されているようにウエハ単位でアースをとるだけでは不十分である。 However, in order to reduce the above-described charge-up damage, it is not sufficient to simply ground each wafer as disclosed in Patent Document 2, for example.
そこで、従来より、半導体素子の製造工程中に、ウエハに画成されている個々のチップ領域毎に電荷を逃して、より確実にチャージアップダメージを低減することができる半導体素子の形成方法が望まれていた。 Therefore, a method for forming a semiconductor element that can more reliably reduce charge-up damage by losing electric charge for each chip region defined on the wafer during the manufacturing process of the semiconductor element has been desired. It was rare.
また、レジストパターンの寸法および形状の変動と、チャージアップダメージとを同時に解決できる半導体素子の形成方法が望まれていた。 In addition, there has been a demand for a method for forming a semiconductor element that can simultaneously solve variations in the size and shape of a resist pattern and charge-up damage.
そこで、上記の課題の解決を図るため、この発明における半導体素子の形成方法は、以下の第1工程から第7工程までの各工程を含むことを特徴としている。 Therefore, in order to solve the above-described problems, a method for forming a semiconductor element according to the present invention includes the following steps from a first step to a seventh step.
すなわち、第1工程では、集積回路形成領域を有するチップ領域と、チップ領域の外周部でチップ領域を囲むチップ分離領域とを有する基板の全面に、中間絶縁層を形成する。 That is, in the first step, the intermediate insulating layer is formed on the entire surface of the substrate having the chip region having the integrated circuit formation region and the chip isolation region surrounding the chip region at the outer periphery of the chip region.
第2工程では、基板の全面に第1のレジスト層を形成する。 In the second step, a first resist layer is formed on the entire surface of the substrate.
第3工程では、第1のレジスト層をエッチングすることにより、チップ領域内のアクティブ領域の直上となる位置であって、集積回路形成領域の脇に沿って、矩形枠状であるダミーコンタクトホールを形成するためであるとともに、チップ領域内の集積回路形成領域にコンタクトホールを形成するための第1のレジストパターンを形成する。 In the third step, by etching the first resist layer, a dummy contact hole having a rectangular frame shape is formed at a position directly above the active region in the chip region and along the side of the integrated circuit formation region. A first resist pattern is formed for forming contact holes in the integrated circuit formation region in the chip region.
第4工程では、第1のレジストパターンを用いることにより、中間絶縁層にダミーコンタクトホール、およびコンタクトホールを形成する。 In the fourth step, dummy contact holes and contact holes are formed in the intermediate insulating layer by using the first resist pattern.
第5工程では、第1のレジスト層を除去する。 In the fifth step, the first resist layer is removed.
第6工程では、ダミーコンタクトホール内、コンタクトホール内、および中間絶縁層の表面に、第1の導電体層を形成する。 In the sixth step, a first conductor layer is formed in the dummy contact hole, in the contact hole, and on the surface of the intermediate insulating layer.
第7工程では、第1の導電体層に対し除去処理を行って、第1の導電体層をダミーコンタクトホール内およびコンタクトホール内のみに残存させることで、ダミーコンタクトおよびコンタクトを形成する。 In the seventh step, the first conductor layer is removed to leave the first conductor layer only in the dummy contact hole and in the contact hole, thereby forming a dummy contact and a contact.
請求項1に係る発明の半導体素子の形成方法によれば、第3工程において、通常のコンタクトホール用の第1のレジストパターンを形成するとともに、集積回路形成領域の脇に沿って、矩形枠状のダミーコンタクトホール用の第1のレジストパターンを形成する。これにより、従来までのウエハ単位でのレジスト層の収縮による引張り応力から、チップ単位での引張り応力に低減できる。この結果、レジスト層の収縮に起因する、コンタクトの寸法および形状の変動を抑制することができる。また、引張り応力の低減により、レジスト層と中間絶縁層との密着性も向上する。 According to the method for forming a semiconductor element of the first aspect of the present invention, in the third step, a first resist pattern for a normal contact hole is formed, and a rectangular frame shape is formed along the side of the integrated circuit formation region. A first resist pattern for the dummy contact hole is formed. Thereby, it is possible to reduce the tensile stress in units of chips from the conventional tensile stress due to the shrinkage of the resist layer in units of wafers. As a result, it is possible to suppress variations in the size and shape of the contact due to the shrinkage of the resist layer. In addition, the adhesion between the resist layer and the intermediate insulating layer is improved by reducing the tensile stress.
また、同じく請求項1に係る発明の半導体素子の形成方法によれば、いわゆる通常のコンタクトだけでなく、この発明において特に発明されるダミーコンタクトも基板のアクティブ領域上に形成される。このため、第7工程において、導電体層を除去する際に発生する電荷を、ダミーコンタクトからも、導電体層を通して基板へ逃がすことが可能となる。ダミーコンタクトは、通常のコンタクトに比べて広い領域に形成されるため、従来よりも、効率良く電荷を逃がすことができる。 Further, according to the method for forming a semiconductor element of the first aspect of the present invention, not only a so-called normal contact but also a dummy contact particularly invented in the present invention is formed on the active region of the substrate. For this reason, in the seventh step, the charge generated when the conductor layer is removed can be released from the dummy contact to the substrate through the conductor layer. Since the dummy contact is formed in a wider area than a normal contact, electric charges can be released more efficiently than in the past.
また、この発明の形成方法によれば、ダミーコンタクトを個々のチップ領域の内側に、それぞれ設けるため、特許文献2に開示されているようにウエハ単位ではなく、チップ単位で効率的かつ確実に電荷を逃がすことができる。 In addition, according to the forming method of the present invention, since dummy contacts are provided inside each chip region, as disclosed in Patent Document 2, charges can be efficiently and reliably charged not on a wafer basis but on a chip basis. Can escape.
また、請求項1に係る発明の半導体素子の形成方法によれば、ダミーコンタクトは、通常のコンタクトと同時に形成されるため、目的であるレジストパターンの寸法および形状の変動の抑制と、チャージアップダメージの低減とを同時に達成することができる。 According to the method for forming a semiconductor element of the first aspect of the present invention, since the dummy contact is formed simultaneously with the normal contact, it is possible to suppress variations in the size and shape of the intended resist pattern and to charge up damage. Can be achieved at the same time.
以下、図面を参照して、この発明に係る半導体素子の形成方法について説明する。なお、各図は、この発明が理解できる程度に、各構成要素の形状、大きさ、および配置関係を概略的に示してあるに過ぎない。従って、この発明の構成は、何ら図示の構成例にのみ限定されるものではない。 A method for forming a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, each figure has shown only the shape, magnitude | size, and arrangement | positioning relationship of each component only to such an extent that this invention can be understood. Therefore, the configuration of the present invention is not limited to the illustrated configuration example.
〈第1の実施の形態〉
第1の実施の形態では、集積回路形成領域の外周にダミーコンタクトを有する半導体素子の形成方法について説明する。この形成方法は、第1工程から第7工程までを含んでいる。以下、第1工程から順に各工程につき説明する。
<First Embodiment>
In the first embodiment, a method for forming a semiconductor element having dummy contacts on the outer periphery of an integrated circuit formation region will be described. This forming method includes the first to seventh steps. Hereinafter, each step will be described in order from the first step.
図1は、この実施の形態において用いられるウエハを示す平面図である。このウエハの一方の主面側にアクティブであるチップ分離領域17によって複数のチップ領域11が画成されていて、それぞれのチップ領域11には集積回路(図示せず)が形成されている。なお、この実施の形態において、チップ分離領域17をアクティブとしたのは、ダイシングをする際に生じうるクラックがチップ領域11に及ぶのを防ぐためである。従って、このクラックを問題としないのであれば、チップ分離領域17をアクティブとせずに、チップ分離領域17にフィールド酸化膜を形成してもよい。
FIG. 1 is a plan view showing a wafer used in this embodiment. A plurality of
図2および図3は、図1の一つのチップ領域aに着目して示した拡大図であって、図2は、この実施の形態における第3工程で得られた構造体の、第1のレジストパターン13の状態を説明するための平面図である。また、図3は、第7工程で得られた構造体を示す平面図である。
2 and 3 are enlarged views showing one chip region a in FIG. 1, and FIG. 2 shows the first structure of the structure obtained in the third step in this embodiment. 5 is a plan view for explaining a state of a
図4〜図6は、第1工程から第7工程までの各形成段階で得られた構造体を示す端面図である。ここで、図5(A)は図2のI−I線における端面図であり、また、図6(C)は図3のII−II線における端面図である。 4 to 6 are end views showing the structures obtained in the respective formation stages from the first process to the seventh process. Here, FIG. 5A is an end view taken along the line II of FIG. 2, and FIG. 6C is an end view taken along the line II-II of FIG.
まず、集積回路形成領域11aが存在するチップ領域11と、このチップ領域11の外周部に、チップ領域11を囲んで形成されている、チップ領域11間を分離するチップ分離領域17とが形成されている基板15を用意する。
First, a
第1工程では、基板15の全面にわたって、これらチップ領域11およびチップ分離領域17を覆う酸化膜、窒化膜等の中間絶縁層19を形成する(図4(A)参照)。この中間絶縁層19の形成は、CVD法等の従来周知の好適な方法で行えばよい。ここで、基板15のチップ領域11には、アクティブ領域21と、及びチップ領域11とチップ分離領域17とを電気的に分離する素子分離領域23が形成されている。アクティブ領域21の所定の位置には、集積回路を構成するゲート絶縁膜25、およびキャパシタ下部の絶縁膜26が形成されている。ゲート絶縁膜25は、ゲートと基板との間に、また、キャパシタ下部の絶縁膜26はキャパシタと基板との間にそれぞれ形成されている。これら絶縁膜25および26上に、同じく集積回路を構成するキャパシタ、またはゲートとしてポリ(Poly)シリコン27が形成されている。また、基板15の材料については、特に限定されるものではないが、この発明の効果を顕著に奏し得るという観点から、特にNタイプおよびPタイプのシリコン基板を用いるのが好適である。
In the first step, an intermediate insulating
次に、この実施の形態における第2工程では、第1工程で形成した中間絶縁層19の上側であって、基板15の全面にわたって第1のレジスト層29を形成する(図4(B)参照)。
Next, in the second step in this embodiment, a first resist
次に、第3工程では、第1のレジスト層29をエッチングすることにより、第1のレジスト層29に第1のレジストパターン13を形成する(図5(A)参照)。第1のレジストパターン13が形成された第1のレジスト層、すなわちパターン付き第1のレジスト層30は、後述するように、次の第4工程でマスクとして、コンタクトホール31およびダミーコンタクトホール33を形成するのに用いられる。ダミーコンタクトホール用のパターン35は、集積回路形成領域11aの外周に沿って、矩形枠状に形成される。また、このダミーコンタクトホール用のパターン35は、基板15に設けられたアクティブ領域21の直上に形成される。また、コンタクトホール用のパターン37は、ダミーコンタクトホール用のパターン35である枠の、内側となる集積回路形成領域11aに形成される。ここで、コンタクトホール用のパターン37は、二種類のパターンを含んでいる。一方のパターンは、ポリシリコン27上に形成されるコンタクトホール用のパターン37aであり、他方のパターンは、基板15のポリシリコン27が存在しない、アクティブ領域21上に形成されるコンタクトホール用のパターン37bである(図2及び図5(A)参照)。
Next, in the third step, the first resist
次に、第4工程では、前述の第3工程で形成されたパターン付き第1のレジスト層30をマスクとして用いて、中間絶縁層19をエッチングする。このエッチングは、通常異方性ドライエッチングで行う。このエッチングにより中間絶縁層19にパターン35、パターン37aおよびパターン37bがそれぞれ転写されたダミーコンタクトホール33、およびコンタクトホール31がそれぞれ形成される。ここで、パターン37aによって形成されるコンタクトホール31aは、ポリシリコン27上に形成され、およびパターン37bによって形成されるコンタクトホール31bは、基板15のポリシリコン27が存在しない、アクティブ領域21上に形成される(図5(B)参照)。ここで、コンタクトホール31(31a、31b)およびダミーコンタクトホール33が形成された中間絶縁層、すなわちホール付き中間絶縁層を20で表す。
Next, in the fourth step, the intermediate insulating
次に、第5工程では、パターン付き第1のレジスト層30をエッチングの技術を用いて除去し、基板15上にホール付き中間絶縁層20を露出させる(図6(A)参照)。
Next, in the fifth step, the patterned first resist
次に、第6工程では、露出したホール付き中間絶縁層20を含む基板15の上側全面に、第1の導電体層39を形成する(図6(B)参照)。この第1の導電体層39の形成は、例えばCVD法を用いて行うのが好適である。また、この第1の導電体層39の材料として、例えばタングステン等の導電性材料を用いるのが好ましい。この導電性材料は、ダミーコンタクトホール33内、およびコンタクトホール31内を埋め込むとともに、ホール付き中間絶縁層20の上側全面にも均一の厚みで成膜されて、第1の導電体層39を形成する。このとき、中間絶縁層20の上側の表面に形成される導電体層部分39aの表面は平坦面となっている。また、それぞれのホール31および33内に埋め込まれて形成された導電体層部分を39bで表す(図6(B)参照)。
Next, in a sixth step, a
次に、第7工程では、第6工程において形成された導電体層部分39aは、不要であるので、この導電体層部分39aに対し、除去処理を行う。この除去処理を、エッチバック、ドライエッチング、CMP、その他の任意好適な方法で行えばよい。この除去処理により、ホール付き中間絶縁層20の上側表面(上面)まで導電体層部分39aを除去して、ダミーコンタクトホール33内およびコンタクトホール31内を埋め込んでいる導電体層部分39bのみを残存させる。この残存した導電体層部分39bが、ダミーコンタクト41およびコンタクト43、すなわち、ポリシリコン27上に形成されるコンタクト43aと、ポリシリコン27が存在しない、アクティブ領域21上に形成されるコンタクト43bとをそれぞれ形成する(図3及び図6(C)参照)。ここで、ダミーコンタクトホール33内およびコンタクトホール31内のみに残存した導電体層部分39bを、以下、単に導電体39bとも称する。
Next, in the seventh step, since the
既に説明したように、この実施の形態においてパターン付き第1のレジスト層30に形成されているダミーコンタクトホール用のパターン35は、従来のダミーパターンとは異なり、アクティブ領域21の直上となる箇所に、集積回路形成領域11aを囲む形状で形成される。また、この実施の形態におけるダミーコンタクト41は、通常のコンタクト43と同様にチップ分離領域17の内側に導電体39bとして形成される。これにより、この実施の形態における半導体素子の形成方法によれば、第1のレジストパターン13の形成の際の加熱時に、チップ領域11に存在するパターン付き第1のレジスト層30の収縮を抑制できるという効果が得られる。その上さらに、第7工程における不要な導電体層部分39aの除去処理時に第1の導電体層39に発生した電荷をダミーコンタクト、従って導電体層部分39bを経て、基板15へと逃がす効果も得られる。従って、コンタクト43の寸法および形状の変動抑制、引張り応力の低減による、パターン付き第1のレジスト層30と中間絶縁層19との密着性向上、およびチャージアップダメージの低減という効果を同時に奏することができる。
As already described, the dummy
また、この実施の形態におけるダミーコンタクト41は、基板15の個々のチップ領域11の外周に、それぞれ、通常のコンタクト43に比べ広い範囲で設けられている。そのため、ダミーコンタクト41の基板15との接触面積もコンタクト43よりもはるかに大であるので、チップ領域11毎に、コンタクト形成のための導電体層に発生する電荷を効率的かつ確実に逃がすことができる。従って、チャージアップによるゲート絶縁膜25およびキャパシタ下部の絶縁膜26へのダメージを低減することができる。
Further, the
また、この実施の形態における半導体素子の形成方法によれば、ダミーコンタクト41を通常のコンタクト43と同時に、かつ同じ方法で形成しているので、従来の半導体素子の形成方法で必要とされる工程数と同じ工程数で、上述した諸課題を解決することができる。
In addition, according to the method for forming a semiconductor element in this embodiment, the
第7工程における不所望な導電体層部分39aを除去処理する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、プラズマエッチングのように導電体39bに電荷が溜まりやすい方法が用いられるとき、特に上述したこの発明の効果を顕著に奏し得る。
The method for removing the undesired
〈第2の実施の形態〉
第2の実施の形態では、第1の実施の形態における第7工程で形成された構造体の、ダミーコンタクト41およびコンタクト43の上部に第1の配線メタル45を形成する第8工程を有する半導体素子の形成方法について説明する。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, the semiconductor including the eighth step of forming the
図7は、この実施の形態における半導体素子の形成方法で得られた半導体素子の端面図である。 FIG. 7 is an end view of a semiconductor element obtained by the method for forming a semiconductor element in this embodiment.
この実施の形態における第8工程では、第1の実施の形態における第7工程で形成して得られた構造体の、ダミーコンタクト41およびコンタクト43の直上に、アルミニウム等の第1の配線メタル45を形成する。
In the eighth step in this embodiment, a
この実施の形態における半導体素子の形成方法によれば、第1の配線メタル45を形成する処理において、例えばプラズマエッチングの処理を施すとき、このエッチング処理に起因して第1の配線メタル45に発生した電荷を、ダミーコンタクト41を介して基板15へ逃がすことができる。この結果、チャージアップによるダメージを低減することが可能となる。また、ダミーコンタクト41は各集積回路形成領域11aの外周に設けられているため、第1の実施の形態と同様に、チップ領域11毎に効率的かつ確実に電荷を基板15に逃すことができ、従来に比べ、飛躍的にチャージアップによるゲート絶縁膜25およびキャパシタ下部の絶縁膜26へのダメージを低減することができる。
According to the method for forming a semiconductor element in this embodiment, in the process of forming the
〈第3の実施の形態〉
第3の実施の形態では、第2の実施の形態における第8工程で形成された構造体の、第1の配線メタル45の直上にビアコンタクト47およびダミービアコンタクト49を形成する半導体素子の形成方法について説明する。この形成方法は、第9工程から第15工程までを含んでいる。以下、第9工程から順に各工程につき説明する。
<Third Embodiment>
In the third embodiment, formation of a semiconductor element in which the via
ここで、図8〜図11は、この実施の形態が有する第9工程から第15工程までの各形成段階で得られた構造体を示す端面図である。平面図については、第1の実施の形態で示した図2および図3と同様となるため省略する。 Here, FIGS. 8 to 11 are end views showing the structures obtained in the respective formation stages from the ninth process to the fifteenth process of this embodiment. The plan view is the same as FIG. 2 and FIG. 3 shown in the first embodiment, and will be omitted.
この実施の形態における第9工程では、まず、第2の実施の形態における第8工程で形成された構造体の上側全面に、酸化膜、窒化膜等の第2の絶縁層51を形成する(図8(A)参照)。
In the ninth step in this embodiment, first, a second insulating
次に、第10工程では、第2の絶縁層51を覆うように、基板15の上側全面に第2のレジスト層53を形成する(図8(B)参照)。
Next, in a tenth step, a second resist
次に、第11工程では、前述の第1のレジスト層29に対してと同様に、第2のレジスト層53をエッチングすることにより、開口部すなわち第2のレジストパターン55を形成する(図9(A)参照)。この第2のレジストパターン55が形成された第2のレジスト層をパターン付き第2のレジスト層54と称する。また、このパターン付き第2のレジスト層54は、第2の絶縁層51をエッチングする際にマスクとして使用し、ビアホール57およびダミービアホール59を形成する際に用いられる。ここで、ビアホール57およびダミービアホール59に対応するパターンは、第2の実施の形態における第8工程で形成された、第1の配線メタル45の直上となる箇所に形成される。従って、ダミーコンタクト41の直上に形成された第1の配線メタル45に対応するダミービアホール用のパターン61は、第1の実施の形態で形成されたダミーコンタクト41の直上となる箇所、すなわち、集積回路形成領域11aの外周に沿って、矩形枠状に形成される。また、通常のコンタクト43の直上に形成された第1の配線メタル45に対応するビアホール用のパターン63は、第1の実施の形態で形成されたコンタクト43の直上となる箇所、すなわち、ダミービアホール用のパターン61である枠の内側となる集積回路形成領域11aに形成される。ここで、コンタクト43aの直上となる箇所に形成されるビアホール用のパターンをパターン63a、コンタクト43bの直上となる箇所に形成されるビアホール用のパターンをパターン63bとする。
Next, in an eleventh step, an opening, that is, a second resist
次に、第12工程では、このパターン付き第2のレジスト層54をマスクとして、上述した中間絶縁層19に対してと同様に、第2の絶縁層51をエッチングする(図9(B)参照)。これにより第2の絶縁層51にダミービアホール59、およびビアホール57を形成する。これらのビアホールが形成された第2の絶縁層51を、ビアホール付き絶縁層52と称する。ここで、パターン63aによって形成されるビアホール57aは、コンタクト43aの直上となる箇所に形成され、また、パターン63bによって形成されるビアホール57bは、コンタクト43bの直上となる箇所に形成される。
Next, in the twelfth step, the second insulating
次に、第13工程では、パターン付き第1のレジスト層30に対すると同様にして、パターン付き第2のレジスト層54をエッチングすることで除去する(図10(A)参照)。
Next, in the thirteenth step, the patterned second resist
次に、第14工程では、ダミービアホール59内、およびビアホール57内を埋め込む、タングステン等の良導電材料の第2の導電体層65を形成する(図10(B)参照)。このとき、この第2の導電体層65は、ビアホール付き絶縁層52の上側全面に形成された導電体層部分65aと、それぞれのビアホール57および59に埋込形成された導電体層部分65bとを有している。ここで、この導電体層部分65aの厚みは均一で、その表面は平坦面となっている。
Next, in a fourteenth step, a
次に、第15工程では、形成された導電体層部分65aは不要であるので、この導電体層部分65aに対し、エッチバック、その他任意の方法で除去処理を行う(図11参照)。これにより、ダミービアホール59内およびビアホール57内の導電体層部分65bのみを残存させることで、ダミービアコンタクト49およびビアコンタクト47が形成される。ビアホール57aから形成されるビアコンタクト47aは、コンタクト43aの直上となる箇所に形成され、ビアホール57bから形成されるビアコンタクト47bは、コンタクト43bの直上となる箇所に形成される。ここで、ダミービアホール59内およびビアホール57内のみに残存した導電体層部分65bを、以下、単に導電体65bとも称する。
Next, in the fifteenth step, since the formed
この実施の形態においてパターン付き第2のレジスト層54に形成されているダミービアホール用のパターン61は、第1の実施の形態におけるダミーコンタクト41、および第2の実施の形態における第1の配線メタル45の直上となる箇所に、集積回路分離領域11aを囲む形状で形成される。また、この実施の形態におけるダミービアコンタクト49は、通常のビアコンタクト47と同様に、チップ領域11の内側に導電体65bを有している。これにより、この実施の形態における半導体素子の形成方法によれば、第1の実施の形態と同様に、第2のレジストパターン55形成の際の加熱時に、チップ領域11におけるパターン付き第2のレジスト層54の収縮を抑制できるという効果、および第15工程で不所望な導電体層部分65aの除去処理時において、第2の導電体層65に発生した電荷をダミービアコンタクト49から第1の配線メタル45、ダミーコンタクト41を介して基板15に逃がす効果を奏し得る。従って、ビアコンタクト47の寸法および形状の変動の抑制、引張り応力の低減による、パターン付き第2のレジスト層54と第2の絶縁層51との密着性向上、およびチャージアップダメージの低減という効果を同時に得ることができる。
In this embodiment, the dummy via
また、この実施の形態におけるダミービアコンタクト49は、基板15の個々の集積回路形成領域11aの外周に、それぞれ、通常のビアコンタクト47に比べ広い範囲で設けられている。このため、ダミービアコンタクト49は、ビアコンタクト47と比べて、第1の配線メタル45および基板15に対する接触面積が大きい。従って、チップ領域11毎に、第2の導電体層65に発生した電荷を効率的かつ確実に基板15へと逃がすことができる。従って、チャージアップによるゲート絶縁膜25およびキャパシタ下部の絶縁膜26へのダメージを低減することができる。
In addition, the dummy via
また、この実施の形態における半導体素子の形成方法において、ダミービアコンタクト49は通常のビアコンタクト47と同時に、かつ同じ方法で形成されるため、従来までの半導体素子の形成方法と同じ工程数で、課題を解決することができる。
Further, in the method for forming a semiconductor element in this embodiment, since the dummy via
ここで、第15工程における、不所望な導電体層部分65aを除去処理する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、プラズマエッチングのように導電体65bに電荷が溜まりやすい方法が用いられるとき、特に著しい効果を得ることができる。
Here, the method of removing the undesired
〈第4の実施の形態〉
第4の実施の形態では、第3の実施の形態における第15工程で形成された構造体の、ビアコンタクト47およびダミービアコンタクト49の直上に第2の配線メタル67を形成する第16工程を有する半導体素子の形成方法について説明する。
<Fourth embodiment>
In the fourth embodiment, the sixteenth step of forming the
ここで、図12は、この実施の形態における方法で得られた半導体素子の端面図である。 Here, FIG. 12 is an end view of the semiconductor element obtained by the method of this embodiment.
この実施の形態における第16工程では、第3の実施の形態における第15工程で形成された構造体の、ビアコンタクト47およびダミービアコンタクト49の直上に、アルミニウム等の第2の配線メタル67を形成する。
In the sixteenth step in this embodiment, a
この実施の形態における半導体素子の形成方法によれば、第2の配線メタル67形成時に、例えばプラズマエッチング等の処理を施すとき、発生した電荷を、ダミービアコンタクト49、第1の配線メタル45、およびダミーコンタクト41を介して基板15へ逃がすことができる。この結果、チャージアップによるダメージを低減することが可能となる。また、ダミーコンタクト41は各集積回路形成領域11aの外周に設けられているため、第1の実施の形態と同様に、チップ領域11毎に効率的かつ確実に電荷を逃すことができ、従来に比べ、飛躍的にチャージアップによるゲート絶縁膜25およびキャパシタ下部の絶縁膜26へのダメージを低減することができる。
According to the method for forming a semiconductor element in this embodiment, when the
11:チップ領域
11a:集積回路形成領域
13:第1のレジストパターン
15:基板
17:チップ分離領域
19:中間絶縁層
20:ホール付き中間絶縁層
21:アクティブ領域
23:素子分離領域
25:ゲート絶縁膜
26:キャパシタ下部の絶縁膜
27:ポリシリコン
29:第1のレジスト層
30:パターン付き第1のレジスト層
31:コンタクトホール
31a:パターン37aによって形成されるコンタクトホール
31b:パターン37bによって形成されるコンタクトホール
33:ダミーコンタクトホール
35:ダミーコンタクトホール用のパターン
37:コンタクトホール用のパターン
37a:ポリシリコン上に形成されるコンタクトホール用のパターン
37b:アクティブ領域上に形成されるコンタクトホール用のパターン
39:第1の導電体層
39a:導電体層部分
39b:導電体(導電体層部分)
41:ダミーコンタクト
43:コンタクト
43a:ポリシリコン上に形成されるコンタクト
43b:アクティブ領域上に形成されるコンタクト
45:第1の配線メタル
47:ビアコンタクト
47a:ビアホール57aから形成されるビアコンタクト
47b:ビアホール57bから形成されるビアコンタクト
49:ダミービアコンタクト
51:第2の絶縁層
52:ビアホール付き絶縁層
53:第2のレジスト層
54:パターン付き第2のレジスト層
55:第2のレジストパターン
57:ビアホール
57a:パターン63aによって形成されるビアホール
57b:パターン63bによって形成されるビアホール
59:ダミービアホール
61:ダミービアホール用のパターン
63:ビアホール用のパターン
63a:コンタクト43aの直上となる位置に存在するビアホール用のパターン
63b:コンタクト43bの直上となる位置に存在するビアホール用のパターン
65:第2の導電体層
65a:導電体層部分
65b:導電体(導電体層部分)
67:第2の配線メタル
11:
41: dummy contact 43:
67: Second wiring metal
Claims (4)
前記基板の全面に第1のレジスト層を形成する第2工程と、
該第1のレジスト層をエッチングすることにより、前記チップ領域内のアクティブ領域の直上となる位置であって、前記集積回路形成領域の外周に沿って、矩形枠状であるダミーコンタクトホールを形成するためであるとともに、前記チップ領域内の前記集積回路形成領域にコンタクトホールを形成するための第1のレジストパターンを形成する第3工程と、
該第1のレジストパターンを用いることにより、前記中間絶縁層に前記ダミーコンタクトホール、および前記コンタクトホールを形成する第4工程と、
前記第1のレジスト層を除去する第5工程と、
前記ダミーコンタクトホール内、前記コンタクトホール内、および前記中間絶縁層の表面に、第1の導電体層を形成する第6工程と、
該第1の導電体層に対し除去処理を行って、該第1の導電体層を前記ダミーコンタクトホール内および前記コンタクトホール内のみに残存させることで、ダミーコンタクトおよびコンタクトを形成する第7工程と
を有することを特徴とする半導体素子の形成方法。 A first step of forming an intermediate insulating layer on the entire surface of the substrate having a chip region having an integrated circuit formation region and a chip isolation region surrounding the chip region at the outer periphery of the chip region;
A second step of forming a first resist layer on the entire surface of the substrate;
By etching the first resist layer, a dummy contact hole having a rectangular frame shape is formed at a position directly above the active region in the chip region and along the outer periphery of the integrated circuit formation region. And a third step of forming a first resist pattern for forming a contact hole in the integrated circuit formation region in the chip region;
A fourth step of forming the dummy contact hole and the contact hole in the intermediate insulating layer by using the first resist pattern;
A fifth step of removing the first resist layer;
A sixth step of forming a first conductor layer in the dummy contact hole, in the contact hole, and on the surface of the intermediate insulating layer;
A seventh step of forming a dummy contact and a contact by removing the first conductor layer and leaving the first conductor layer only in the dummy contact hole and in the contact hole. A method for forming a semiconductor element, comprising:
前記構造体の全面に第2のレジスト層を形成する第10工程と、
該第2のレジスト層をエッチングすることにより、ダミーコンタクトの直上に形成された第1の配線メタルの直上となる位置に、ダミービアホールを形成するためであるとともに、コンタクトの直上に形成された第1の配線メタルの直上となる位置に、ビアホールを形成するための第2のレジストパターンを形成する第11工程と、
該第2のレジストパターンを用いることにより、前記第2の絶縁層に前記ダミービアホール、および前記ビアホールを形成する第12工程と、
前記第2のレジスト層を除去する第13工程と、
前記ダミービアホール内、前記ビアホール内、および前記第2の絶縁層の表面に、第2の導電体層を形成する第14工程と、
該第2の導電体層に対し除去処理を行って、該第2の導電体層を前記ダミービアホール内および前記ビアホール内のみに残存させることで、ダミービアコンタクトおよびビアコンタクトを形成する第15工程と
を有することを特徴とする半導体素子の形成方法。 The method for forming a semiconductor element according to claim 2, wherein after the eighth step, a ninth step of forming a second insulating layer on the entire surface of the structure formed by the eighth step;
A tenth step of forming a second resist layer on the entire surface of the structure;
By etching the second resist layer, a dummy via hole is formed at a position directly above the first wiring metal formed immediately above the dummy contact, and the second resist layer is formed immediately above the contact. An eleventh step of forming a second resist pattern for forming a via hole at a position directly above one wiring metal;
A twelfth step of forming the dummy via hole and the via hole in the second insulating layer by using the second resist pattern;
A thirteenth step of removing the second resist layer;
A fourteenth step of forming a second conductor layer in the dummy via hole, in the via hole, and on the surface of the second insulating layer;
A fifteenth step of forming a dummy via contact and a via contact by removing the second conductor layer and leaving the second conductor layer only in the dummy via hole and in the via hole. A method for forming a semiconductor element, comprising:
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JP2005300338A JP2007109949A (en) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | Method of forming semiconductor element |
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