JP2009252924A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2009252924A
JP2009252924A JP2008097903A JP2008097903A JP2009252924A JP 2009252924 A JP2009252924 A JP 2009252924A JP 2008097903 A JP2008097903 A JP 2008097903A JP 2008097903 A JP2008097903 A JP 2008097903A JP 2009252924 A JP2009252924 A JP 2009252924A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
contact opening
insulating film
contact
conductive plug
interlayer insulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008097903A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Matsunaga
直記 松永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2008097903A priority Critical patent/JP2009252924A/en
Publication of JP2009252924A publication Critical patent/JP2009252924A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device having a stacked contact structure which enhances a contact yield. <P>SOLUTION: In a bit line contact of a NAND type flash memory, a first contact opening CH1, a second contact opening CH2a, and a third contact opening CH2b are provided, constituting a stacked contact. The first contact opening CH1 of a lower layer is disposed at a central part of the bit line contact, the second contact opening CH2a of an upper layer is disposed at a left part of the bit line contact, its central position is arranged in a left direction only by an offset of the second contact opening CH2a with respect to a central position of the bit line contact, the third contact opening CH2b of the upper layer is disposed at a right part of the bit line contact, and its central position is arranged in a right direction only by an offset of the third contact opening CH2b with respect to the central position of the bit line contact. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、スタックドコンタクト構造を有する半導体装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device having a stacked contact structure and a manufacturing method thereof.

近年、半導体素子の微細化、高集積度化の進展に伴い、半導体装置としてのDARM(Dynamic Random Access Memory)やフラッシュメモリ等では、セル面積の縮小化が進行している。セル面積の縮小化に対応するために、例えば複数のコンタクトを積層配置するスタックドコンタクト構造が多用される(例えば、特許文献1参照。)。   In recent years, with the progress of miniaturization and high integration of semiconductor elements, the cell area of DARM (Dynamic Random Access Memory), flash memory, and the like as semiconductor devices has been reduced. In order to cope with the reduction in the cell area, for example, a stacked contact structure in which a plurality of contacts are stacked and disposed is frequently used (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1などに記載されるスタックドコンタクト構造を有する半導体装置では、微細化が進行してコンタクト径が小さくなり、且つアスペクト比(コンタクト断面での高さ/径)が大きくなると、下層コンタクト開口部に埋設される導電プラグの中央部にシーム(未充填部分或いは空洞と呼称される)が発生しやすくなる。シームが発生すると上層コンタクト開口部に埋設される導電プラグと下層コンタクト開口部に埋設される導電プラグとのコンタクト抵抗が所定の値以上になるという問題点がある。更に、シームの径が大きくなると上層コンタクト開口部に埋設される導電プラグと下層コンタクト開口部に埋設される導電プラグとのコンタクトが取れなくなるという問題点が生じる。
特開平8−298286号公報
In a semiconductor device having a stacked contact structure described in Patent Document 1 and the like, when the miniaturization progresses and the contact diameter decreases and the aspect ratio (height / diameter in the contact cross section) increases, the lower layer contact opening Seams (referred to as unfilled portions or cavities) are likely to occur in the central portion of the conductive plug embedded in the portion. When the seam is generated, there is a problem that the contact resistance between the conductive plug embedded in the upper contact opening and the conductive plug embedded in the lower contact opening becomes a predetermined value or more. Further, when the diameter of the seam is increased, there arises a problem that the contact between the conductive plug embedded in the upper contact opening and the conductive plug embedded in the lower contact opening becomes impossible.
JP-A-8-298286

本発明は、高いコンタクト歩留を達成することができるスタックドコンタクト構造を有する半導体装置及びその製造方法を提供する。   The present invention provides a semiconductor device having a stacked contact structure capable of achieving a high contact yield and a method for manufacturing the same.

本発明の一態様の半導体装置は、半導体基板の第1主面に設けられ、前記半導体基板とは逆導電型の半導体層と、前記半導体層上に設けられた絶縁膜及び第1の層間絶縁膜を貫通し、前記半導体層表面を露出するように設けられた第1のコンタクト開口部に埋設された第1の導電プラグと、前記第1の導電プラグ及び前記第1の層間絶縁膜上に設けられた第2の層間絶縁膜を貫通し、前記第1の導電プラグ表面を露出するように設けられ、中心位置が前記第1のコンタクト開口部の中心位置に対して端部方向にずれて配置され、互いに離間形成されたn個(ただし、nは2以上)のコンタクト開口部にそれぞれ埋設されたn個の導電プラグとを具備することを特徴とする。   A semiconductor device of one embodiment of the present invention is provided on a first main surface of a semiconductor substrate, and has a semiconductor layer having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate, an insulating film provided on the semiconductor layer, and a first interlayer insulating layer A first conductive plug embedded in a first contact opening provided so as to penetrate the film and expose the surface of the semiconductor layer; and on the first conductive plug and the first interlayer insulating film It is provided so as to penetrate the provided second interlayer insulating film and expose the surface of the first conductive plug, and the center position is shifted in the end direction with respect to the center position of the first contact opening. And n conductive plugs embedded in n (where n is 2 or more) contact openings that are arranged and spaced apart from each other.

更に、本発明の一態様の半導体装置の製造方法は、スタックドコンタクト構造を有する半導体装置の製造方法であって、半導体基板上に形成されたトランジスタのゲートの間に、絶縁膜及び第1の層間絶縁膜を貫通し、前記トランジスタのソース或いはドレインを露出するように第1のコンタクト開口部を形成する工程と、前記第1のコンタクト開口部に第1の導電プラグを埋設する工程と、前記第1の導電プラグ及び前記第1の層間絶縁膜上に設けられた第2の層間絶縁膜を貫通し、前記第1の導電プラグの上部の左端を露出するように第2のコンタクト開口部を形成し、前記第2の層間絶縁膜を貫通し、前記第1の導電プラグの上部の右端を露出するように、前記第2のコンタクト開口部と離間する第3のコンタクト開口部を形成する工程と、前記第2のコンタクト開口部に第2の導電プラグを埋設し、前記第3のコンタクト開口部に第3の導電プラグを埋設する工程とを具備することを特徴とする。   Furthermore, a method for manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device having a stacked contact structure, and includes an insulating film and a first layer between gates of transistors formed over a semiconductor substrate. Forming a first contact opening so as to penetrate the interlayer insulating film and exposing the source or drain of the transistor, burying a first conductive plug in the first contact opening, A second contact opening is formed so as to penetrate the first conductive plug and the second interlayer insulating film provided on the first interlayer insulating film and to expose the upper left end of the first conductive plug. Forming a third contact opening spaced from the second contact opening so as to penetrate the second interlayer insulating film and expose an upper right end of the first conductive plug; When the second conductive plugs buried in the second contact opening, characterized by comprising the step of embedding a third conductive plug in said third contact opening.

本発明によれば、高いコンタクト歩留を達成することができるスタックドコンタクト構造を有する半導体装置及びその製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the semiconductor device which has a stacked contact structure which can achieve a high contact yield, and its manufacturing method can be provided.

以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、本発明の実施例1に係る半導体装置及びその製造方法について、図面を参照して説明する。図1は半導体装置を示す平面図、図2はビット線コンタクト部を示す平面図、図3は図1のA−A線に沿う半導体装置の断面図である。本実施例では、NAND型フラッシュメモリのビット線コンタクト部の下層コンタクト上に2つの上層コンタクトを配置している。   First, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to Example 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a plan view showing a semiconductor device, FIG. 2 is a plan view showing a bit line contact portion, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the semiconductor device taken along line AA of FIG. In this embodiment, two upper layer contacts are arranged on the lower layer contact of the bit line contact portion of the NAND flash memory.

図1に示すように、半導体装置70はNAND型フラッシュメモリである。半導体装置70には、複数のユニットメモリセル部が設けられ、素子分離領域で分離されたビット線BL1乃至3が図中横方向に並列配置される。ビット線BL1乃至3と交差するソース線SL、制御線SGS、ワード線WL1、・・・、ワード線WLn、制御線SGD、制御線SGDa、及びワード線WLnaが図中縦方向に並列配置される。   As shown in FIG. 1, the semiconductor device 70 is a NAND flash memory. The semiconductor device 70 is provided with a plurality of unit memory cell units, and bit lines BL1 to BL3 separated in the element isolation region are arranged in parallel in the horizontal direction in the drawing. A source line SL, a control line SGS, a word line WL1,..., A word line WLn, a control line SGD, a control line SGDa, and a word line WLna that cross the bit lines BL1 to BL3 are arranged in parallel in the vertical direction in the drawing. .

制御線SGDと制御線SGDaの間には、ビット線BLと選択トランジスタのソース或いはドレインとを接続するためのビット線コンタクトBLCが設けられる。   A bit line contact BLC for connecting the bit line BL and the source or drain of the selection transistor is provided between the control line SGD and the control line SGDa.

例えば、図中破線で表示されるユニットメモリセル部には、ビット線BL3とソース線SLの交差部分にソース線コンタクト部が設けられ、ビット線BL3と制御線SGSの交差部分に選択トランジスタが設けられ、ビット線BL3とワード線WL1の交差部分にメモリセルトランジスタが設けられ、ビット線BL3とワード線WLnの交差部分にメモリセルトランジスタが設けられ、ビット線BL3と制御線SGDの交差部分に選択トランジスタが設けられ、ビット線BLと選択トランジスタのソース或いはドレインとを接続するためのビット線コンタクトBLCが設けられる。   For example, in the unit memory cell portion indicated by a broken line in the drawing, a source line contact portion is provided at the intersection of the bit line BL3 and the source line SL, and a selection transistor is provided at the intersection of the bit line BL3 and the control line SGS. The memory cell transistor is provided at the intersection of the bit line BL3 and the word line WL1, the memory cell transistor is provided at the intersection of the bit line BL3 and the word line WLn, and is selected at the intersection of the bit line BL3 and the control line SGD. A transistor is provided, and a bit line contact BLC for connecting the bit line BL and the source or drain of the selection transistor is provided.

つまり、ビット線BL3と制御線SGSの交差部分の選択トランジスタとビット線BL3と制御線SGDの交差部分の選択トランジスタとの間には、n個のメモリセルトランジスタが縦続接続される。   That is, n memory cell transistors are connected in cascade between the selection transistor at the intersection of the bit line BL3 and the control line SGS and the selection transistor at the intersection of the bit line BL3 and the control line SGD.

図2に示すように、ビット線コンタクトBLCには、第1のコンタクト開口部CH1、第2のコンタクト開口部CH2a、及び第3のコンタクト開口部CH2bが設けられる。下層の第1のコンタクト開口部CH1と上層の第2のコンタクト開口部CH2a及び第3のコンタクト開口部CH2bとはスタックドコンタクトを構成する。   As shown in FIG. 2, the bit line contact BLC is provided with a first contact opening CH1, a second contact opening CH2a, and a third contact opening CH2b. The lower first contact opening CH1, the upper second contact opening CH2a, and the third contact opening CH2b constitute a stacked contact.

第1のコンタクト開口部CH1は、ビット線コンタクトBLCの中央部に配置され、横方向寸法がX1で縦方向寸法がY1の長方形を有し、コンタクト開口部の中心位置CCH1がビット線コンタクトBLCの中心位置に配置される。   The first contact opening CH1 is disposed at the center of the bit line contact BLC, has a rectangular shape with a horizontal dimension of X1 and a vertical dimension of Y1, and the center position CCH1 of the contact opening is the bit line contact BLC. Arranged at the center position.

第2のコンタクト開口部CH2aは、ビット線コンタクトBLCの左部に配置され、横方向寸法がX2で縦方向寸法がY2の長方形を有し、コンタクト開口部の中心位置CCH2aがビット線コンタクトBLCの中心位置(コンタクト開口部の中心位置CCH1)に対して第2のコンタクト開口部のズレ量ΔX1だけ左方向に配置される。コンタクト開口部の中心位置CCH2aが第1のコンタクト開口部CH1の左端に配置される。   The second contact opening CH2a is disposed on the left side of the bit line contact BLC, has a rectangular shape with a horizontal dimension of X2 and a vertical dimension of Y2, and the center position CCH2a of the contact opening is the bit line contact BLC. The second contact opening is arranged to the left by an amount of deviation ΔX1 with respect to the center position (the center position CCH1 of the contact opening). The center position CCH2a of the contact opening is arranged at the left end of the first contact opening CH1.

第3のコンタクト開口部CH2bは、ビット線コンタクトBLCの右部に配置され、横方向寸法がX3で縦方向寸法がY3の長方形を有し、コンタクト開口部の中心位置CCH2bがビット線コンタクトBLCの中心位置(コンタクト開口部の中心位置CCH1)に対して第3のコンタクト開口部のズレ量ΔX2だけ右方向に配置される。コンタクト開口部の中心位置CCH2bが第1のコンタクト開口部CH1の右端に配置される。   The third contact opening CH2b is disposed on the right side of the bit line contact BLC, has a rectangular shape with a horizontal dimension of X3 and a vertical dimension of Y3, and the center position CCH2b of the contact opening is the bit line contact BLC. With respect to the center position (center position CCH1 of the contact opening), the third contact opening is arranged to the right by the amount of deviation ΔX2. The center position CCH2b of the contact opening is arranged at the right end of the first contact opening CH1.

ここで、横方向寸法X1、X2、X3と、縦方向寸法Y1、Y2、Y3と、第2のコンタクト開口部のズレ量ΔX1と、第3のコンタクト開口部のズレ量ΔX2との関係を、
X1<X2=X3・・・・・・・・・・・・・・・式(1)
ΔX1>(X2)/2・・・・・・・・・・・・・式(2)
ΔX2>(X3)/2・・・・・・・・・・・・・式(3)
X1=2(ΔX1)=2(ΔX2)・・・・・・・・・・式(4)
Y1<Y2=Y3・・・・・・・・・・・・・・・式(5)
と設定している。
Here, the relationship between the lateral dimensions X1, X2, and X3, the longitudinal dimensions Y1, Y2, and Y3, the amount of deviation ΔX1 of the second contact opening, and the amount of deviation ΔX2 of the third contact opening,
X1 <X2 = X3 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula (1)
ΔX1> (X2) / 2 Equation (2)
ΔX2> (X3) / 2 ..... Equation (3)
X1 = 2 (ΔX1) = 2 (ΔX2) ............ Formula (4)
Y1 <Y2 = Y3 ... Formula (5)
Is set.

ビット線コンタクトBLCの中心位置(コンタクト開口部の中心位置CCH1)と第2のコンタクト開口部CH2aの右端部との距離L1は、
L1=ΔX1−{(X2)/2}>0・・・・・・・・・式(6)
となり、
ビット線コンタクトBLCの中心位置(コンタクト開口部の中心位置CCH1)と第3のコンタクト開口部CH2bの左端部との距離L2は、
L2=L1=ΔX2−{(X3)/2}>0・・・・・・・式(7)
となる。
The distance L1 between the center position of the bit line contact BLC (center position CCH1 of the contact opening) and the right end of the second contact opening CH2a is:
L1 = ΔX1 − {(X2) / 2}> 0... Equation (6)
And
The distance L2 between the center position of the bit line contact BLC (center position CCH1 of the contact opening) and the left end of the third contact opening CH2b is:
L2 = L1 = ΔX2 − {(X3) / 2}> 0... Equation (7)
It becomes.

このため、第1のコンタクト開口部CH1に対して、第2のコンタクト開口部CH2a及び第3のコンタクト開口部CH2bの合わせズレが発生しても、下層の第1のコンタクト開口部CH1と上層の第2のコンタクト開口部CH2a及び第3のコンタクト開口部CH2bとのコンタクト面積を一定に保つことができる。   For this reason, even if misalignment of the second contact opening CH2a and the third contact opening CH2b occurs with respect to the first contact opening CH1, the lower first contact opening CH1 and the upper contact opening CH1 The contact area between the second contact opening CH2a and the third contact opening CH2b can be kept constant.

また、第2のコンタクト開口部CH2aの右端を第1のコンタクト開口部CH1の中心位置であるコンタクト開口部の中心位置CCH1に対して距離L1だけずらし、第3のコンタクト開口部CH2bの左端を第1のコンタクト開口部CH1の中心位置であるコンタクト開口部の中心位置CCH1に対して距離L2だけずらしている。   Further, the right end of the second contact opening CH2a is shifted by a distance L1 with respect to the center position CCH1 of the contact opening which is the center position of the first contact opening CH1, and the left end of the third contact opening CH2b is shifted to the first position. It is shifted by a distance L2 with respect to the center position CCH1 of the contact opening, which is the center position of one contact opening CH1.

このため、第1のコンタクト開口部CH1が微細化され、且つ第1のコンタクト開口部CH1のアスペクト比(コンタクト断面での高さ/径)が大きな場合、第1のコンタクト開口部CH1に埋設される導電プラグの中央部にシーム(未充填部分或いは空洞とも呼称される)が発生しても、シーム径の(1/2)よりも距離L1及びL2を大きく設定することにより、シームの影響による下層導電プラグと上層導電プラグのコンタクト抵抗異常やコンタクト不良を回避することができる。   Therefore, when the first contact opening CH1 is miniaturized and the aspect ratio (height / diameter in the contact cross section) of the first contact opening CH1 is large, the first contact opening CH1 is embedded in the first contact opening CH1. Even if a seam (also referred to as an unfilled portion or a cavity) is generated at the center of the conductive plug, the distances L1 and L2 are set larger than (1/2) of the seam diameter, so that the influence of the seam Abnormal contact resistance and poor contact between the lower conductive plug and the upper conductive plug can be avoided.

図3に示すように、半導体装置70には、P型シリコンである半導体基板1の第1主面(表面)に、メモリセルトランジスタや選択トランジスタのソース或いはドレイン領域となる半導体基板1とは逆導電型のN型半導体層2が設けられる。ビット線コンタクト部の半導体層2には、半導体層2よりも深く、半導体層2と同じ導電型のN型半導体層3が設けられる。半導体基板1及び半導体層2の端部上にはメモリセルトランジスタのフローティングゲート絶縁膜及び選択トランジスタのゲート絶縁膜となる第1のゲート絶縁膜4が設けられる。   As shown in FIG. 3, in the semiconductor device 70, the first main surface (front surface) of the semiconductor substrate 1 made of P-type silicon is opposite to the semiconductor substrate 1 serving as the source or drain region of the memory cell transistor or selection transistor. A conductive N-type semiconductor layer 2 is provided. The semiconductor layer 2 in the bit line contact portion is provided with an N-type semiconductor layer 3 that is deeper than the semiconductor layer 2 and has the same conductivity type as the semiconductor layer 2. A first gate insulating film 4 serving as a floating gate insulating film of the memory cell transistor and a gate insulating film of the selection transistor is provided on the end portions of the semiconductor substrate 1 and the semiconductor layer 2.

メモリセルトランジスタ部では、半導体層2間の半導体基板1上及び半導体層2端部上に第1のゲート絶縁膜4を介して、フローティングゲート電極膜5、コントロールゲート絶縁膜である第2のゲート絶縁膜6、コントロールゲート電極膜7、及び金属シリサイド膜8が積層形成される。   In the memory cell transistor portion, a floating gate electrode film 5 and a second gate which is a control gate insulating film are provided on the semiconductor substrate 1 between the semiconductor layers 2 and on the end portion of the semiconductor layer 2 via the first gate insulating film 4. The insulating film 6, the control gate electrode film 7, and the metal silicide film 8 are stacked.

選択トランジスタ部では、半導体層2間の半導体基板1上及び半導体層2端部上に第1のゲート絶縁膜4を介して、フローティングゲート電極膜5、第2のゲート絶縁膜6、コントロールゲート電極膜7、及び金属シリサイド膜8が選択的に積層形成され、第2のゲート絶縁膜6の中央部がエッチング除去されフローティングゲート電極膜5とコントロールゲート電極膜7とが接続される。フローティングゲート電極膜5はフローティングゲート電極となり、コントロールゲート電極膜7及び金属シリサイド膜8はコントロールゲート電極となる。   In the select transistor portion, the floating gate electrode film 5, the second gate insulating film 6, and the control gate electrode are disposed on the semiconductor substrate 1 between the semiconductor layers 2 and on the end portion of the semiconductor layer 2 via the first gate insulating film 4. The film 7 and the metal silicide film 8 are selectively stacked and formed, the central portion of the second gate insulating film 6 is removed by etching, and the floating gate electrode film 5 and the control gate electrode film 7 are connected. The floating gate electrode film 5 becomes a floating gate electrode, and the control gate electrode film 7 and the metal silicide film 8 become control gate electrodes.

選択トランジスタのゲートの一方端には絶縁膜9が設けられる。メモリセルトランジスタのゲートの両端及び選択トランジスタのゲートの他方端には側壁絶縁膜としての絶縁膜10が設けられる。メモリセルトランジスタのゲートの間には、絶縁膜10を介して絶縁膜11が埋設される。選択トランジスタのゲートの間には、絶縁膜9を介して絶縁膜12が設けられ、絶縁膜12上には絶縁膜13が埋設される。   An insulating film 9 is provided at one end of the gate of the selection transistor. An insulating film 10 as a side wall insulating film is provided at both ends of the gate of the memory cell transistor and the other end of the gate of the selection transistor. An insulating film 11 is buried between the gates of the memory cell transistors with an insulating film 10 interposed therebetween. An insulating film 12 is provided between the gates of the selection transistors via an insulating film 9, and an insulating film 13 is embedded on the insulating film 12.

メモリセルトランジスタのゲート、選択トランジスタのゲート、絶縁膜11、及び絶縁膜13上には、絶縁膜14及び層間絶縁膜15が積層形成される。ビット線コンタクト部には、層間絶縁膜15、絶縁膜14、絶縁膜13、及び絶縁膜12を貫通し、半導体層2を露出するように第1のコンタクト開口部CH1が設けられる。第1のコンタクト開口部CH1には、第1の導電プラグ17が埋設される。第1の導電プラグ17の下部及び端部にはバリアメタル膜16が設けられる。   An insulating film 14 and an interlayer insulating film 15 are stacked on the gate of the memory cell transistor, the gate of the selection transistor, the insulating film 11, and the insulating film 13. In the bit line contact portion, a first contact opening CH1 is provided so as to penetrate the interlayer insulating film 15, the insulating film 14, the insulating film 13, and the insulating film 12 and expose the semiconductor layer 2. A first conductive plug 17 is embedded in the first contact opening CH1. A barrier metal film 16 is provided below and at the end of the first conductive plug 17.

層間絶縁膜15及び第1の導電プラグ17上には層間絶縁膜18が設けられる。第1の導電プラグ17上には、層間絶縁膜18を貫通し、第1の導電プラグ17を露出するように第2のコンタクト開口部CH2aと第3のコンタクト開口部CH2bが互いに離間して形成される。第2のコンタクト開口部CH2aには第2の導電プラグ20が埋設される。第3のコンタクト開口部CH2bには第3の導電プラグ21が埋設される。第2の導電プラグ20及び第3の導電プラグ21の下部及び端部にはバリアメタル膜19が設けられる。   An interlayer insulating film 18 is provided on the interlayer insulating film 15 and the first conductive plug 17. On the first conductive plug 17, the second contact opening CH2a and the third contact opening CH2b are formed so as to penetrate the interlayer insulating film 18 and expose the first conductive plug 17. Is done. A second conductive plug 20 is embedded in the second contact opening CH2a. A third conductive plug 21 is embedded in the third contact opening CH2b. A barrier metal film 19 is provided on the lower and end portions of the second conductive plug 20 and the third conductive plug 21.

層間絶縁膜18、第2の導電プラグ20、及び第3の導電プラグ21上には、ビット線BLとしての金属配線23が設けられる。金属配線23の下部にはバリアメタル膜22が設けられる。金属配線23上には絶縁膜24が設けられる。   A metal wiring 23 as a bit line BL is provided on the interlayer insulating film 18, the second conductive plug 20, and the third conductive plug 21. A barrier metal film 22 is provided below the metal wiring 23. An insulating film 24 is provided on the metal wiring 23.

次に、下層の導電プラグで発生するシームについて図4を参照して説明する。図4はコンタクト開口部の径とシーム径の関係を示す図である。   Next, the seam generated in the lower conductive plug will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the diameter of the contact opening and the seam diameter.

図4に示すように、コンタクト開口部の径とシーム径の関係では、コンタク開口部の径が小さくなってもシーム径の大きさ及びバラツキ幅の増加は比較的少ない。それに対して、コンタクト開口部のアスペクト比が大きく(例えば、7から10)なるとシーム径の大きさ及びバラツキ幅が大幅に増加する。なお、シーム径は、埋設する導電プラグの材料及び形成方法により変化するが、コンタクト開口部のアスペクト比が例えば5以上になると発生しやすくなる。   As shown in FIG. 4, in the relationship between the diameter of the contact opening and the seam diameter, the increase in the size of the seam diameter and the variation width is relatively small even when the diameter of the contact opening is reduced. On the other hand, when the aspect ratio of the contact opening is large (for example, 7 to 10), the size of the seam diameter and the variation width are greatly increased. The seam diameter varies depending on the material of the conductive plug to be embedded and the formation method, but is likely to occur when the aspect ratio of the contact opening is 5 or more, for example.

次に、スタックドコンタクトの歩留について図5を参照して説明する。図5は上層コンタクトのズレ量に対するコンタクトチェーン歩留を示す図である。ここで、コンタクトチェーンの数は10個である。下層コンタクト開口部上には1個の上層コンタクト開口部が設けられる。下層コンタクト開口部のアスペクト比が10で、下層コンタクト開口部の上部径が60nm、上層コンタクト開口部の下部径が40nmである。 Next, the yield of stacked contacts will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing the contact chain yield with respect to the displacement amount of the upper layer contact. Here, the number of contact chain is 10 6. One upper contact opening is provided on the lower contact opening. The aspect ratio of the lower contact opening is 10, the upper diameter of the lower contact opening is 60 nm, and the lower diameter of the upper contact opening is 40 nm.

図5に示すように、下層コンタクトに対する上層コンタクトのズレがない場合(上層コンタクトのズレ量が0(ゼロ)の場合)、下層導電プラグで発生するシームの影響によりコンタクトチェーン歩留が低下する。下層コンタクトに対する上層コンタクトのズレが増加すると、下層導電プラグで発生するシームと上層コンタクト開口部に埋設される導電プラグが離間し始めるので、コンタクトチェーン歩留が上昇する。シームの影響がなくなる、例えば上層コンタクトのズレ量が20nmのときにコンタクトチェーン歩留が最大値となる。更に、下層コンタクトに対する上層コンタクトのズレ量が増加すると、シームの影響がなくなるが下層コンタクトと上層コンタクトの接触面積が減少することによりコンタクトチェーン歩留が減少する。   As shown in FIG. 5, when there is no deviation of the upper layer contact with respect to the lower layer contact (when the deviation amount of the upper layer contact is 0 (zero)), the contact chain yield decreases due to the influence of the seam generated in the lower layer conductive plug. When the displacement of the upper layer contact with respect to the lower layer contact increases, the seam generated in the lower layer conductive plug and the conductive plug embedded in the upper layer contact opening begin to separate, and the contact chain yield increases. The contact chain yield becomes the maximum value when the influence of the seam is eliminated, for example, when the amount of deviation of the upper layer contact is 20 nm. Further, when the amount of displacement of the upper layer contact with respect to the lower layer contact is increased, the influence of the seam is eliminated, but the contact area between the lower layer contact and the upper layer contact is decreased, thereby reducing the contact chain yield.

本実施例では、図4及び図5で判明した事実に基づいて、下層の第1のコンタクト開口部CH1に埋設される第1の導電プラグ17で発生するシーム径の大きさを考慮して、上層の第2のコンタクト開口部CH2a及び第3のコンタクト開口部CH2bの形状と、ビット線コンタクトBLCの中心位置(コンタクト開口部の中心位置CCH1)と第2のコンタクト開口部CH2aの右端部との距離L1と、ビット線コンタクトBLCの中心位置(コンタクト開口部の中心位置CCH1)と第3のコンタクト開口部CH2bの左端部との距離L2とを最適な値に設定している。   In this embodiment, based on the facts found in FIG. 4 and FIG. 5, considering the size of the seam diameter generated in the first conductive plug 17 embedded in the first contact opening CH1 in the lower layer, The shape of the second contact opening CH2a and the third contact opening CH2b in the upper layer, the center position of the bit line contact BLC (the center position CCH1 of the contact opening), and the right end of the second contact opening CH2a The distance L1 and the distance L2 between the center position of the bit line contact BLC (contact opening center position CCH1) and the left end of the third contact opening CH2b are set to optimum values.

次に、半導体装置の製造方法について、図6乃至図9を参照して説明する。図6乃至図9は半導体装置の製造工程を示す断面図である。   Next, a method for manufacturing a semiconductor device will be described with reference to FIGS. 6 to 9 are cross-sectional views showing the manufacturing process of the semiconductor device.

図6に示すように、まず、半導体基板1上に、第1のゲート絶縁膜4、フローティングゲート電極膜5、及び第2のゲート絶縁膜6を形成後、選択トランジスタ部の中央部の第2のゲート絶縁膜6を選択的にエッチングする。選択的に第2のゲート絶縁膜6をエッチングする理由は、フローティングゲート電極膜5とコントロールゲート電極膜7を接続し選択トランジスタのゲートを単層ゲートにするためである。   As shown in FIG. 6, first, after forming the first gate insulating film 4, the floating gate electrode film 5, and the second gate insulating film 6 on the semiconductor substrate 1, the second gate at the center of the select transistor portion is formed. The gate insulating film 6 is selectively etched. The reason why the second gate insulating film 6 is selectively etched is that the floating gate electrode film 5 and the control gate electrode film 7 are connected to make the gate of the selection transistor a single layer gate.

ここで、半導体基板1に形成されるウエル、チャネル領域などを図示及び説明を省略している。第1のゲート絶縁膜4をトンネル酸化膜として、例えば8nm形成している。フローティングゲート電極膜5をフローティングゲートとして、例えば多結晶シリコン膜を80nm形成している。第2のゲート絶縁膜6をインターポリ絶縁膜として、例えばONO膜を12nm形成している。   Here, illustration and description of wells, channel regions and the like formed in the semiconductor substrate 1 are omitted. The first gate insulating film 4 is formed as a tunnel oxide film, for example, 8 nm. For example, a polycrystalline silicon film having a thickness of 80 nm is formed using the floating gate electrode film 5 as a floating gate. Using the second gate insulating film 6 as an interpoly insulating film, for example, an ONO film is formed to a thickness of 12 nm.

第2のゲート絶縁膜6上にコントロールゲート電極膜7及び図示しない絶縁膜を形成後、周知のリソグラフィー法を用いて、図示しないレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとして、例えばRIE(Reactive Ion Etching)法により絶縁膜、コントロールゲート電極膜7、第2のゲート絶縁膜6、及びフローティングゲート電極膜5を連続的にエッチングしてメモリセルトランジスタ及び選択トランジスタのゲートを形成する。   After forming the control gate electrode film 7 and the insulating film (not shown) on the second gate insulating film 6, a resist pattern (not shown) is formed using a well-known lithography method. Using this resist pattern as a mask, the insulating film, the control gate electrode film 7, the second gate insulating film 6, and the floating gate electrode film 5 are continuously etched by, for example, RIE (Reactive Ion Etching) method to The gate of the selection transistor is formed.

なお、このレジストパターンをマスクに絶縁膜をエッチング後、絶縁膜をマスクにコントロールゲート電極膜7、第2のゲート絶縁膜6、及びフローティングゲート電極膜5をエッチングしてもよい。ここで、コントロールゲート電極膜7をコントロールゲートとして、例えば多結晶シリコン膜を100nm形成している。絶縁膜をゲート加工時のマスク材として、例えばシリコン窒化膜(SiN膜)を80nm形成している。   Alternatively, after etching the insulating film using this resist pattern as a mask, the control gate electrode film 7, the second gate insulating film 6, and the floating gate electrode film 5 may be etched using the insulating film as a mask. Here, using the control gate electrode film 7 as a control gate, for example, a polycrystalline silicon film is formed to a thickness of 100 nm. For example, a silicon nitride film (SiN film) having a thickness of 80 nm is formed as a mask material during gate processing of the insulating film.

絶縁膜、コントロールゲート電極膜7、第2のゲート絶縁膜6、及びフローティングゲート電極膜5をマスクにして、例えば砒素イオン注入及び熱処理により半導体基板1とは逆導電型のN型半導体層2を形成する。選択トランジスタの間には、更に、例えば砒素イオン注入及び熱処理により半導体基板1とは逆導電型のN半導体層3を半導体基板1表面に形成する。この半導体層2は、メモリセルトランジスタ及び選択トランジスタのソース或いはドレインとなる。   Using the insulating film, the control gate electrode film 7, the second gate insulating film 6, and the floating gate electrode film 5 as a mask, the N-type semiconductor layer 2 having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 1 is formed by, for example, arsenic ion implantation and heat treatment. Form. Further, between the select transistors, an N semiconductor layer 3 having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 1 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 by, for example, arsenic ion implantation and heat treatment. The semiconductor layer 2 becomes the source or drain of the memory cell transistor and the selection transistor.

メモリセルトランジスタのゲートの側面及び選択トランジスタのゲートの一側面に側壁絶縁膜となる絶縁膜10を形成する。メモリセルトランジスタのゲートの間とメモリセルトランジスタのゲートと選択トランジスタのゲートの間に、絶縁膜10を介して絶縁膜11を埋設する。選択トランジスタのゲートの他側面(選択トランジスタのゲートの間)に絶縁膜12を形成する。選択トランジスタのゲートの間に、絶縁膜12を介して絶縁膜13を埋設する。   An insulating film 10 serving as a side wall insulating film is formed on the side surface of the gate of the memory cell transistor and one side surface of the gate of the selection transistor. An insulating film 11 is buried between the gates of the memory cell transistors and between the gates of the memory cell transistors and the gates of the selection transistors via the insulating film 10. An insulating film 12 is formed on the other side surface of the gate of the selection transistor (between the gates of the selection transistor). An insulating film 13 is buried between the gates of the select transistors with the insulating film 12 interposed therebetween.

コントロールゲート電極膜7が露出するまで、コントロールゲート電極膜7上の絶縁膜を選択的に除去後、コバルト(Co)膜を、例えばスパッタ法を用いて堆積後、窒素雰囲気で800℃程度の熱処理を実施してコントロールゲート電極膜7上に金属シリサイド膜8を形成する。この金属シリサイド膜8によりワード線WLのシート抵抗を、例えば10Ω/□以下にする。ここでは、コバルト(Co)を用いているが、他の金属(例えば、ニッケル(Ni))などを用いてもよい。   After selectively removing the insulating film on the control gate electrode film 7 until the control gate electrode film 7 is exposed, a cobalt (Co) film is deposited using, for example, a sputtering method, and then heat-treated at about 800 ° C. in a nitrogen atmosphere. To form a metal silicide film 8 on the control gate electrode film 7. With this metal silicide film 8, the sheet resistance of the word line WL is set to 10Ω / □ or less, for example. Here, cobalt (Co) is used, but other metals (for example, nickel (Ni)) may be used.

絶縁膜11、絶縁膜12、絶縁膜13、及び金属シリサイド膜8を上に絶縁膜14及び層間絶縁膜15を積層形成する。周知のリソグラフィー法を用いて、層間絶縁膜15上に第1のコンタクト開口部CH1形成用としてレジスト膜31を設ける。   An insulating film 14 and an interlayer insulating film 15 are stacked on the insulating film 11, the insulating film 12, the insulating film 13, and the metal silicide film 8. A resist film 31 is provided on the interlayer insulating film 15 for forming the first contact opening CH1 by using a well-known lithography method.

次に、図7に示すように、レジスト膜31をマスクとして、例えばRIE法により層間絶縁膜15、絶縁膜14、絶縁膜13、及び絶縁膜12をエッチングし第1のコンタクト開口部CH1を形成する。レジスト膜31の剥離及びRIEダメージの除去後、第1のコンタクト開口部CH1及び層間絶縁膜15上にバリアメタル膜16及び第1の導電プラグ17を積層形成する。バリアメタル膜16及び第1の導電プラグ17の積層形成後、層間絶縁膜15が露出するまでバリアメタル膜16及び第1の導電プラグ17を、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing)法により研磨し、平坦化する。   Next, as shown in FIG. 7, using the resist film 31 as a mask, the interlayer insulating film 15, the insulating film 14, the insulating film 13, and the insulating film 12 are etched by, eg, RIE to form the first contact opening CH1. To do. After stripping the resist film 31 and removing the RIE damage, a barrier metal film 16 and a first conductive plug 17 are stacked on the first contact opening CH1 and the interlayer insulating film 15. After the barrier metal film 16 and the first conductive plug 17 are stacked, the barrier metal film 16 and the first conductive plug 17 are polished by, for example, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method until the interlayer insulating film 15 is exposed and flattened. Turn into.

続いて、図8に示すように、CMP後処理後、層間絶縁膜15及び第1の導電プラグ17上に層間絶縁膜18を形成する。周知のリソグラフィー法を用いて、層間絶縁膜18上に、第2のコンタクト開口部CH2a及び第3のコンタクト開口部CH2b形成用としてレジスト膜32を設ける。   Subsequently, as shown in FIG. 8, after the post-CMP treatment, an interlayer insulating film 18 is formed on the interlayer insulating film 15 and the first conductive plug 17. A resist film 32 is provided on the interlayer insulating film 18 for forming the second contact opening CH2a and the third contact opening CH2b by using a well-known lithography method.

そして、図9に示すように、レジスト膜32をマスクとして、例えばRIE法により層間絶縁膜18をエッチングして第2のコンタクト開口部CH2a及び第3のコンタクト開口部CH2bを形成する。レジスト膜31の剥離後、第2のコンタクト開口部CH2a、第3のコンタクト開口部CH2b、及び層間絶縁膜18上にバリアメタル膜19及び導電プラグを積層形成する。   Then, as shown in FIG. 9, using the resist film 32 as a mask, the interlayer insulating film 18 is etched by, eg, RIE to form the second contact opening CH2a and the third contact opening CH2b. After the resist film 31 is peeled off, the barrier metal film 19 and the conductive plug are stacked on the second contact opening CH2a, the third contact opening CH2b, and the interlayer insulating film 18.

バリアメタル膜19及び導電プラグの積層形成後、層間絶縁膜18が露出するまでバリアメタル膜19及び導電プラグを、例えばCMP法により研磨し、平坦化する。この結果、第2のコンタクト開口部CH2aに第2の導電プラグ20が埋設され、第3のコンタクト開口部CH2bに第3の導電プラグ21が埋設される。   After the barrier metal film 19 and the conductive plug are stacked, the barrier metal film 19 and the conductive plug are polished and planarized by, for example, a CMP method until the interlayer insulating film 18 is exposed. As a result, the second conductive plug 20 is embedded in the second contact opening CH2a, and the third conductive plug 21 is embedded in the third contact opening CH2b.

バリアメタル膜22、金属配線23、及び絶縁膜24を形成後、周知の技術を用いて層間絶縁膜や配線層形成などを行い、NAND型フラッシュメモリとしての半導体装置70が完成する。   After the barrier metal film 22, the metal wiring 23, and the insulating film 24 are formed, an interlayer insulating film and a wiring layer are formed using a known technique, thereby completing the semiconductor device 70 as a NAND flash memory.

ここで、バリアメタル膜16、19、22にはTiN(窒化チタン)を用いているが、代わりにTaN(窒化タンタル)、Ti(チタン)、Ta(タンタル)、或いはNb(ニオブ)などを用いてもよい。また、単層の金属膜の代わりに積層された金属膜を用いてもよい。第1の導電プラグ17には、W(タングステン)を用いているが、代わりにAl(アルミニウム)、Au(金)、Ag(銀)、或いは多結晶ポリシリコン膜などを用いてもよい。第2の導電プラグ20及び第3の導電プラグ21には、W(タングステン)を用いているが、代わりにCu(銅)、Al(アルミニウム)、Au(金)、或いはAg(銀)などを用いてもよい。   Here, although TiN (titanium nitride) is used for the barrier metal films 16, 19, and 22, TaN (tantalum nitride), Ti (titanium), Ta (tantalum), or Nb (niobium) is used instead. May be. In addition, a stacked metal film may be used instead of the single-layer metal film. Although W (tungsten) is used for the first conductive plug 17, Al (aluminum), Au (gold), Ag (silver), or a polycrystalline polysilicon film may be used instead. The second conductive plug 20 and the third conductive plug 21 use W (tungsten), but instead use Cu (copper), Al (aluminum), Au (gold), Ag (silver), or the like. It may be used.

上述したように、本実施例の半導体装置及びその製造方法では、NAND型フラッシュメモリのビット線コンタクトBLCには、スタックドコンタクトを構成する第1のコンタクト開口部CH1、第2のコンタクト開口部CH2a、及び第3のコンタクト開口部CH2bが設けられる。下層の第1のコンタクト開口部CH1は、ビット線コンタクトBLCの中央部に配置され、横方向寸法がX1で縦方向寸法がY1の長方形を有し、ビット線コンタクトBLCの中心位置に配置される。上層の第2のコンタクト開口部CH2aは、ビット線コンタクトBLCの左部に配置され、横方向寸法がX2で縦方向寸法がY2の長方形を有し、コンタクト開口部の中心位置CCH2aがビット線コンタクトBLCの中心位置に対して第2のコンタクト開口部のズレ量ΔX1だけ左方向に配置される。上層の第3のコンタクト開口部CH2bは、ビット線コンタクトBLCの右部に配置され、横方向寸法がX3で縦方向寸法がY3の長方形を有し、コンタクト開口部の中心位置CCH2bがビット線コンタクトBLCの中心位置に対して第3のコンタクト開口部のズレ量ΔX2だけ右方向に配置される。第2のコンタクト開口部CH2a及び第3のコンタクト開口部CH2bの縦方向の寸法を第1のコンタクト開口部CH1の縦方向の寸法よりも大きくしている。第1のコンタクト開口部CH1には第1の導電プラグ17が埋設される。第1の導電プラグ17の下部及び端部にはバリアメタル膜16が設けられる。第2のコンタクト開口部CH2aには第2の導電プラグ20が埋設される。第3のコンタクト開口部CH2bには第3の導電プラグ21が埋設される。第2の導電プラグ20及び第3の導電プラグ21の下部及び端部にはバリアメタル膜19が設けられる。   As described above, in the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, the first contact opening CH1 and the second contact opening CH2a constituting the stacked contact are provided in the bit line contact BLC of the NAND flash memory. , And a third contact opening CH2b is provided. The lower first contact opening CH1 is disposed at the center of the bit line contact BLC, has a rectangular shape with a lateral dimension of X1 and a longitudinal dimension of Y1, and is disposed at the center position of the bit line contact BLC. . The upper second contact opening CH2a is disposed on the left side of the bit line contact BLC, has a rectangular shape with a horizontal dimension of X2 and a vertical dimension of Y2, and the center position CCH2a of the contact opening is the bit line contact. The second contact opening is arranged to the left by a deviation amount ΔX1 with respect to the center position of the BLC. The upper third contact opening CH2b is disposed on the right side of the bit line contact BLC, has a rectangular shape with a horizontal dimension of X3 and a vertical dimension of Y3, and the center position CCH2b of the contact opening is the bit line contact. The third contact opening is arranged to the right by a deviation amount ΔX2 with respect to the center position of the BLC. The vertical dimension of the second contact opening CH2a and the third contact opening CH2b is larger than the vertical dimension of the first contact opening CH1. A first conductive plug 17 is embedded in the first contact opening CH1. A barrier metal film 16 is provided below and at the end of the first conductive plug 17. A second conductive plug 20 is embedded in the second contact opening CH2a. A third conductive plug 21 is embedded in the third contact opening CH2b. A barrier metal film 19 is provided on the lower and end portions of the second conductive plug 20 and the third conductive plug 21.

このため、第1のコンタクト開口部CH1が微細化され、第1のコンタクト開口部CH1のアスペクト比が大きくなり、第1のコンタクト開口部CH1に埋設される第1の導電プラグ17の中央部にシームが発生しても、第2のコンタクト開口部CH2aの右端をコンタクト開口部の中心位置CCH1に対して距離L1だけずらし、第3のコンタクト開口部CH2bの左端をコンタクト開口部の中心位置CCH1に対して距離L2だけずらしているので、シームの影響による下層導電プラグと上層導電プラグのコンタクト抵抗異常やコンタクト不良の発生を防止することができる。また、第1のコンタクト開口部CH1に対して、第2のコンタクト開口部CH2a及び第3のコンタクト開口部CH2bの合わせズレが発生しても、下層の第1のコンタクト開口部CH1と上層の第2のコンタクト開口部CH2a及び第3のコンタクト開口部CH2bとのコンタクト面積を一定に保つことができるので、下層導電プラグと上層導電プラグのコンタクト抵抗を一定に保つことができる
本実施例では、上層のコンタクト開口部である第2のコンタクト開口部CH2a及び第3のコンタクト開口部CH2bをビット線BLに沿うように配置形成しているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、ビット線BLに対して直行するように並列配置してもよい。また、第1のコンタクト開口部CH1上に2個の上層コンタクト開口部を設けているが、中心位置が第1のコンタクト開口部CH1の中心位置に対してずれ、互いに離間形成された3個以上の上層コンタクト開口部を設けてもよい。更に、コンタクト開口部の形状を長方形にしているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、正方形や丸型などの形状にしてもよい。
For this reason, the first contact opening CH1 is miniaturized, the aspect ratio of the first contact opening CH1 is increased, and the first conductive plug 17 embedded in the first contact opening CH1 has a central portion. Even if the seam occurs, the right end of the second contact opening CH2a is shifted by the distance L1 with respect to the center position CCH1 of the contact opening, and the left end of the third contact opening CH2b is set to the center position CCH1 of the contact opening. On the other hand, since the distance L2 is shifted, it is possible to prevent the contact resistance abnormality and contact failure between the lower conductive plug and the upper conductive plug due to the influence of the seam. Even if the second contact opening CH2a and the third contact opening CH2b are misaligned with respect to the first contact opening CH1, the lower first contact opening CH1 and the upper contact Since the contact area between the second contact opening CH2a and the third contact opening CH2b can be kept constant, the contact resistance between the lower conductive plug and the upper conductive plug can be kept constant. The second contact opening CH2a and the third contact opening CH2b, which are the contact openings, are arranged and formed along the bit line BL, but are not necessarily limited thereto. For example, it may be arranged in parallel so as to be orthogonal to the bit line BL. In addition, two upper layer contact openings are provided on the first contact opening CH1, but the center position is shifted from the center position of the first contact opening CH1, and three or more formed at a distance from each other. An upper contact opening may be provided. Furthermore, although the shape of the contact opening is rectangular, it is not necessarily limited to this. For example, the shape may be a square or a round shape.

次に、本発明の実施例2に係る半導体装置及びその製造方法について、図面を参照して説明する。図10は半導体装置を示す断面図、図11は半導体装置の製造工程を示す断面図である。本実施例では、DRAMのビット線コンタクト部の下層のコンタクト開口部にU字型形状を有する導電プラグを設けている。   Next, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a semiconductor device, and FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device. In this embodiment, a conductive plug having a U-shape is provided in the contact opening in the lower layer of the bit line contact portion of the DRAM.

図10に示すように、半導体装置71には、半導体基板1上に複数のメモリセルトランジスタが設けられる。半導体装置71は、複数のメモリセルトランジスタと図示しない周辺回路及び入出力回路が設けられるDRAM(Dynamic Random Access Memory)である。周辺回路及び入出力回路を構成するトランジスタにはMISトランジスタが用いられ、メモリセルトランジスタには、Nch MISトランジスタが用いられる。なお、MISトランジスタの代わりにMOSトランジスタを使用してもよい。   As shown in FIG. 10, the semiconductor device 71 is provided with a plurality of memory cell transistors on the semiconductor substrate 1. The semiconductor device 71 is a DRAM (Dynamic Random Access Memory) provided with a plurality of memory cell transistors, a peripheral circuit (not shown), and an input / output circuit. MIS transistors are used as the transistors constituting the peripheral circuit and the input / output circuit, and Nch MIS transistors are used as the memory cell transistors. A MOS transistor may be used instead of the MIS transistor.

MISトランジスタは、MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)とも呼称される。MOSトランジスタは、MISFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)とも呼称される。MISトランジスタ及びMOSトランジスタは、絶縁ゲート型電界効果トランジスタとも呼称される。   The MIS transistor is also called a MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor). The MOS transistor is also called a MISFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). The MIS transistor and the MOS transistor are also called insulated gate field effect transistors.

半導体装置71では、P型シリコンである半導体基板1上にゲート絶縁膜43、ゲート電極膜44、金属シリサイド膜45、絶縁膜46が積層形成される。ゲート絶縁膜43、ゲート電極膜44、及び金属シリサイド膜45は、メモリセルトランジスタのゲートを構成する。半導体基板1の第1主面(表面)に埋設されたシャロートレンチアイソレーション(STI)41上にゲート絶縁膜43、ゲート電極膜44、金属シリサイド膜45、絶縁膜46が積層形成され、ゲート電極膜44及び金属シリサイド膜45が配線として使用される。   In the semiconductor device 71, a gate insulating film 43, a gate electrode film 44, a metal silicide film 45, and an insulating film 46 are stacked on the semiconductor substrate 1 made of P-type silicon. The gate insulating film 43, the gate electrode film 44, and the metal silicide film 45 constitute the gate of the memory cell transistor. A gate insulating film 43, a gate electrode film 44, a metal silicide film 45, and an insulating film 46 are stacked on a shallow trench isolation (STI) 41 embedded in the first main surface (front surface) of the semiconductor substrate 1, and a gate electrode The film 44 and the metal silicide film 45 are used as wiring.

ゲート絶縁膜43との間、及びゲート絶縁膜43とシャロートレンチアイソレーション(STI)41との間の半導体基板1の表面に、半導体基板1とは逆導電型のN型半導体層42が設けられる。積層形成されるゲート絶縁膜43、ゲート電極膜44、金属シリサイド膜45、及び絶縁膜46の側面には側壁絶縁膜としての絶縁膜47が設けられる。N型半導体層42、シャロートレンチアイソレーション(STI)41、及び絶縁膜46上と、絶縁膜47の側面とには絶縁膜48が形成される。絶縁膜48上には層間絶縁膜49が設けられる。   On the surface of the semiconductor substrate 1 between the gate insulating film 43 and between the gate insulating film 43 and the shallow trench isolation (STI) 41, an N-type semiconductor layer 42 having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 1 is provided. . An insulating film 47 as a sidewall insulating film is provided on the side surfaces of the gate insulating film 43, the gate electrode film 44, the metal silicide film 45, and the insulating film 46 that are stacked. An insulating film 48 is formed on the N-type semiconductor layer 42, the shallow trench isolation (STI) 41, the insulating film 46, and on the side surface of the insulating film 47. An interlayer insulating film 49 is provided on the insulating film 48.

メモリセルトランジスタのゲートの間のビット線コンタクト部には、層間絶縁膜49及び絶縁膜48を貫通し、N型半導体層42が露出するように第1のコンタクト開口部CH1が設けられる。第1のコンタクト開口部CH1には、U字型形状を有する第1の導電プラグ51が設けられる。第1の導電プラグ51の下部及び外側端部には、バリアメタル膜50が設けられる。   In the bit line contact portion between the gates of the memory cell transistors, a first contact opening CH1 is provided so as to penetrate the interlayer insulating film 49 and the insulating film 48 and expose the N-type semiconductor layer 42. The first contact opening CH1 is provided with a first conductive plug 51 having a U-shape. A barrier metal film 50 is provided on the lower and outer end portions of the first conductive plug 51.

第1の導電プラグ51及び層間絶縁膜49上には、層間絶縁膜52が形成される。メモリセルトランジスタのゲートの間のビット線コンタクト部には、層間絶縁膜52を貫通し、第1の導電プラグ51が露出するように第2のコンタクト開口部CH2a及び第3のコンタクト開口部CH2bが設けられる。第2のコンタクト開口部CH2aは、第1の導電プラグ51のU字型の左部上に設けられる。第3のコンタクト開口部CH2bは、第1の導電プラグ51のU字型の右部上に設けられる。   An interlayer insulating film 52 is formed on the first conductive plug 51 and the interlayer insulating film 49. In the bit line contact portion between the gates of the memory cell transistors, the second contact opening CH2a and the third contact opening CH2b pass through the interlayer insulating film 52 and expose the first conductive plug 51. Provided. The second contact opening CH2a is provided on the U-shaped left portion of the first conductive plug 51. The third contact opening CH2b is provided on the U-shaped right portion of the first conductive plug 51.

第2のコンタクト開口部CH2aには第2の導電プラグ54が埋設され、第3のコンタクト開口部CH2bには第3の導電プラグ55が埋設される。第2の導電プラグ54及び第3の導電プラグ55の下部及び端部にはバリアメタル膜53が設けられる。   A second conductive plug 54 is embedded in the second contact opening CH2a, and a third conductive plug 55 is embedded in the third contact opening CH2b. A barrier metal film 53 is provided on the lower and end portions of the second conductive plug 54 and the third conductive plug 55.

第2の導電プラグ54及び第3の導電プラグ55上には、ビット線に接続される金属配線57が設けられる。金属配線57の下部には、バリアメタル膜56が設けられる。金属配線57及び層間絶縁膜52上には、絶縁膜58が設けられる。   On the second conductive plug 54 and the third conductive plug 55, a metal wiring 57 connected to the bit line is provided. A barrier metal film 56 is provided below the metal wiring 57. An insulating film 58 is provided on the metal wiring 57 and the interlayer insulating film 52.

ここで、本実施例の第1のコンタクト開口部CH1、第2のコンタクト開口部CH2a、及び第3のコンタクト開口部CH2bの形状及び位置関係は、実施例1と同様である。第1のコンタクト開口部CH1に埋設されるU型形状を有する第1の導電プラグ51の左部上に設けられる第2のコンタクト開口部CH2aと、第1のコンタクト開口部CH1に埋設されるU型形状を有する第1の導電プラグ51の右部上に設けられる第3のコンタクト開口部CH2bとが、第1のコンタクト開口部CH1の中央位置に対して対称に配置される。   Here, the shapes and positional relationships of the first contact opening CH1, the second contact opening CH2a, and the third contact opening CH2b in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. A second contact opening CH2a provided on the left portion of the first conductive plug 51 having a U-shape embedded in the first contact opening CH1, and a U embedded in the first contact opening CH1. The third contact opening CH2b provided on the right part of the first conductive plug 51 having the mold shape is arranged symmetrically with respect to the center position of the first contact opening CH1.

このため、第1のコンタクト開口部CH1に対して、第2のコンタクト開口部CH2a及び第3のコンタクト開口部CH2bの合わせズレが発生しても、下層の第1のコンタクト開口部CH1と上層の第2のコンタクト開口部CH2a及び第3のコンタクト開口部CH2bとのコンタクト面積を一定に保つことができる。   For this reason, even if misalignment of the second contact opening CH2a and the third contact opening CH2b occurs with respect to the first contact opening CH1, the lower first contact opening CH1 and the upper contact opening CH1 The contact area between the second contact opening CH2a and the third contact opening CH2b can be kept constant.

次に、半導体装置の製造方法について、図11を参照して説明する。図11は半導体装置の製造工程を示す断面図である。   Next, a method for manufacturing a semiconductor device will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device.

図11に示すように、まず、P型シリコンである半導体基板1の表面に、シャロートレンチアイソレーション(STI)41を埋設する。半導体基板1及びシャロートレンチアイソレーション(STI)41上に、ゲート絶縁膜43、ゲート電極膜44、金属シリサイド膜45、及び絶縁膜46を積層形成する。ゲート絶縁膜43との間、及びゲート絶縁膜43とシャロートレンチアイソレーション(STI)41の間の半導体基板1の表面に逆導電型のN型半導体層42を形成する。ゲート絶縁膜43、ゲート電極膜44、金属シリサイド膜45、及び絶縁膜46の側面に側壁絶縁膜としての絶縁膜47を形成する。N型半導体層42、絶縁膜46、及びシャロートレンチアイソレーション(STI)41上と、絶縁膜47の側面に絶縁膜48を形成し、絶縁膜48上に上部が平坦な形状になるように層間絶縁膜49を形成する。   As shown in FIG. 11, first, shallow trench isolation (STI) 41 is embedded in the surface of the semiconductor substrate 1 made of P-type silicon. On the semiconductor substrate 1 and the shallow trench isolation (STI) 41, a gate insulating film 43, a gate electrode film 44, a metal silicide film 45, and an insulating film 46 are stacked. A reverse conductivity type N-type semiconductor layer 42 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 between the gate insulating film 43 and between the gate insulating film 43 and the shallow trench isolation (STI) 41. An insulating film 47 as a sidewall insulating film is formed on the side surfaces of the gate insulating film 43, the gate electrode film 44, the metal silicide film 45, and the insulating film 46. An insulating film 48 is formed on the N-type semiconductor layer 42, the insulating film 46, and the shallow trench isolation (STI) 41 and on the side surface of the insulating film 47, and the interlayer is formed on the insulating film 48 so that the upper part has a flat shape. An insulating film 49 is formed.

ここで、絶縁膜46はゲート加工用のマスク材として用いられる。絶縁膜46、絶縁膜47、及び絶縁膜48には、例えばシリコン窒化(SiN)膜を用いている。層間絶縁膜49には、TEOS膜を用いているが、代わりにP−SiOC膜などを用いてもよい。   Here, the insulating film 46 is used as a mask material for gate processing. As the insulating film 46, the insulating film 47, and the insulating film 48, for example, a silicon nitride (SiN) film is used. Although the TEOS film is used for the interlayer insulating film 49, a P-SiOC film or the like may be used instead.

層間絶縁膜49形成後、レジスト膜をマスクとして、例えばRIE法により層間絶縁膜49及び絶縁膜48をエッチングし第1のコンタクト開口部CH1を形成する。第1のコンタクト開口部CH1及び層間絶縁膜49上に、バリアメタル膜50及び第1の導電プラグ51を積層形成する。   After the formation of the interlayer insulating film 49, the first insulating film CH1 is formed by etching the interlayer insulating film 49 and the insulating film 48 by, for example, RIE using the resist film as a mask. A barrier metal film 50 and a first conductive plug 51 are stacked on the first contact opening CH 1 and the interlayer insulating film 49.

バリアメタル膜50及び第1の導電プラグ51の積層形成後、層間絶縁膜49が露出するまでバリアメタル膜50及び第1の導電プラグ51を、例えばCMP法により研磨し、平坦化する。その結果、U字型形状の第1の導電プラグ51が第1のコンタクト開口部CH1に埋設される。   After the barrier metal film 50 and the first conductive plug 51 are stacked, the barrier metal film 50 and the first conductive plug 51 are polished and planarized by, for example, a CMP method until the interlayer insulating film 49 is exposed. As a result, the U-shaped first conductive plug 51 is embedded in the first contact opening CH1.

次に、第1の導電プラグ51及び層間絶縁膜49上に、層間絶縁膜52を形成する。レジスト膜をマスクとして、例えばRIE法により層間絶縁膜52をエッチングし、第1の導電プラグ51のU字型の左部上に第2のコンタクト開口部CH2aを形成し、第1の導電プラグ51のU字型の右部上に第3のコンタクト開口部CH2bを形成する。これ以降は、実施例1と同様な工程なので図示及び説明を省略する。   Next, an interlayer insulating film 52 is formed on the first conductive plug 51 and the interlayer insulating film 49. Using the resist film as a mask, the interlayer insulating film 52 is etched by, for example, the RIE method to form a second contact opening CH2a on the U-shaped left portion of the first conductive plug 51, and the first conductive plug 51 A third contact opening CH2b is formed on the right side of the U-shape. Since the subsequent steps are the same as those in the first embodiment, illustration and description thereof are omitted.

上述したように、本実施例の半導体装置及びその製造方法では、DRAMのビット線コンタクトには、スタックドコンタクトを構成する第1のコンタクト開口部CH1、第2のコンタクト開口部CH2a、及び第3のコンタクト開口部CH2bが設けられる。下層の第1のコンタクト開口部CH1は、ビット線コンタクトBLCの中央部に配置され、ビット線コンタクトの中心位置に配置される。上層の第2のコンタクト開口部CH2aは、ビット線コンタクトBLCの左部に配置され、ビット線コンタクトの中心位置に対して左方向にずれて配置される。上層の第3のコンタクト開口部CH2bは、ビット線コンタクトの右部に配置され、ビット線コンタクトの中心位置に対して右方向にずれて配置される。第2のコンタクト開口部CH2a及び第3のコンタクト開口部CH2bの縦方向の寸法を第1のコンタクト開口部CH1の縦方向の寸法よりも大きくしている。第1のコンタクト開口部CH1には第1の導電プラグ51が埋設される。第1の導電プラグ51の下部及び端部にはバリアメタル膜50が設けられる。第2のコンタクト開口部CH2aには第2の導電プラグ54が埋設される。第3のコンタクト開口部CH2bには第3の導電プラグ55が埋設される。第2の導電プラグ54及び第3の導電プラグ55の下部及び端部にはバリアメタル膜53が設けられる。   As described above, in the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to this embodiment, the first contact opening CH1, the second contact opening CH2a, and the third contact opening constituting the stacked contact are used as the bit line contact of the DRAM. Contact opening CH2b is provided. The lower first contact opening CH1 is disposed at the center of the bit line contact BLC, and is disposed at the center of the bit line contact. The upper second contact opening CH2a is disposed on the left side of the bit line contact BLC and is shifted in the left direction with respect to the center position of the bit line contact. The upper third contact opening CH2b is arranged at the right part of the bit line contact, and is shifted to the right with respect to the center position of the bit line contact. The vertical dimension of the second contact opening CH2a and the third contact opening CH2b is larger than the vertical dimension of the first contact opening CH1. A first conductive plug 51 is embedded in the first contact opening CH1. A barrier metal film 50 is provided on the lower and end portions of the first conductive plug 51. A second conductive plug 54 is embedded in the second contact opening CH2a. A third conductive plug 55 is embedded in the third contact opening CH2b. A barrier metal film 53 is provided on the lower and end portions of the second conductive plug 54 and the third conductive plug 55.

このため、第1のコンタクト開口部CH1に対して、第2のコンタクト開口部CH2a及び第3のコンタクト開口部CH2bの合わせズレが発生しても、下層の第1のコンタクト開口部CH1と上層の第2のコンタクト開口部CH2a及び第3のコンタクト開口部CH2bとのコンタクト面積を一定に保つことができるので、下層導電プラグと上層導電プラグのコンタクト抵抗を一定に保つことができる。   For this reason, even if misalignment of the second contact opening CH2a and the third contact opening CH2b occurs with respect to the first contact opening CH1, the lower first contact opening CH1 and the upper contact opening CH1 Since the contact area between the second contact opening CH2a and the third contact opening CH2b can be kept constant, the contact resistance between the lower conductive plug and the upper conductive plug can be kept constant.

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更してもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the invention.

例えば、実施例1では、NAND型フラッシュメモリのビット線コンタクト部に適用し、実施例2ではDRAMのビット線コンタクト部に適用しているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、メモリよりも多層配線数が多い、システムLSIやSoC(System on a Chip)のロジック部などに適用してもよい。また、実施例2では上層コンタクト開口部を2つ設けているが、3つ以上上層コンタクト開口部を設けてもよい。   For example, the first embodiment applies to a bit line contact portion of a NAND flash memory, and the second embodiment applies to a bit line contact portion of a DRAM. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be applied to a system LSI or SoC (System on a Chip) logic unit having a larger number of multilayer wirings than a memory. In the second embodiment, two upper contact openings are provided, but three or more upper contact openings may be provided.

本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
(付記1) 半導体基板の第1主面に設けられ、前記半導体基板とは逆導電型の半導体層と、前記半導体層上に設けられた絶縁膜及び第1の層間絶縁膜を貫通し、前記半導体層表面を露出するように設けられた第1のコンタクト開口部に埋設された第1の導電プラグと、前記第1の導電プラグ及び前記第1の層間絶縁膜上に設けられた第2の層間絶縁膜を貫通し、前記第1の導電プラグ表面を露出するように設けられ、中心位置が前記第1のコンタクト開口部の中心位置に対して端部方向にずれて配置された第2のコンタクト開口部に埋設された第2の導電プラグと、前記第2の層間絶縁膜を貫通し、前記第1の導電プラグ表面を露出するように設けられ、中心位置が前記第1のコンタクト開口部の中心位置に対して端部方向にずれ、前記第2のコンタクト開口部と相対向するように配置された第3のコンタクト開口部に埋設された第3の導電プラグとを具備し、前記第1乃至3のコンタクト開口部の中心を結ぶ方向がX方向とした場合、前記第2及び第3のコンタクト寸法のY方向の最大寸法が前記第1のコンタクト寸法のY方向の最大寸法よりも大きい半導体装置。
The present invention can be configured as described in the following supplementary notes.
(Appendix 1) Provided on a first main surface of a semiconductor substrate, penetrating a semiconductor layer having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate, an insulating film and a first interlayer insulating film provided on the semiconductor layer, A first conductive plug embedded in a first contact opening provided to expose the surface of the semiconductor layer; and a second conductive plug provided on the first conductive plug and the first interlayer insulating film. The second insulating layer is provided so as to penetrate the interlayer insulating film and expose the surface of the first conductive plug, and the center position is shifted from the center position of the first contact opening in the end direction. A second conductive plug embedded in the contact opening and the second interlayer insulating film are provided so as to expose the surface of the first conductive plug, and the center position is the first contact opening. Shifted in the direction of the end with respect to the center position of the second, A third conductive plug embedded in a third contact opening disposed to face the contact opening of the first contact opening, and a direction connecting the centers of the first to third contact openings is an X direction. In the semiconductor device, the maximum dimension in the Y direction of the second and third contact dimensions is larger than the maximum dimension in the Y direction of the first contact dimension.

(付記2) 前記第1乃至3のコンタクト開口部の形状は、長方形或いは正方形である付記1に記載の半導体装置。 (Supplementary note 2) The semiconductor device according to supplementary note 1, wherein the first to third contact openings have a rectangular or square shape.

(付記3) スタックドコンタクト構造を有する半導体装置の製造方法であって、半導体基板上に形成されたトランジスタのゲートの間に、絶縁膜及び第1の層間絶縁膜を貫通し、前記トランジスタのソース或いはドレインを露出するように第1のコンタクト開口部を形成する工程と、前記第1のコンタクト開口部にU字型形状を有する第1の導電プラグを埋設する工程と、前記第1の導電プラグ及び前記第1の層間絶縁膜上に設けられた第2の層間絶縁膜を貫通し、前記第1の導電プラグのU字型形状の上部の左端を露出するように第2のコンタクト開口部を形成し、前記第2の層間絶縁膜を貫通し、前記第1の導電プラグのU字型形状の上部の右端を露出するように、前記第2のコンタクト開口部と離間する第3のコンタクト開口部を形成する工程と、前記第2のコンタクト開口部に第2の導電プラグを埋設し、前記第3のコンタクト開口部に第3の導電プラグを埋設する工程とを具備する半導体装置の製造方法。 (Supplementary Note 3) A method of manufacturing a semiconductor device having a stacked contact structure, wherein the insulating film and the first interlayer insulating film are penetrated between the gates of the transistors formed on the semiconductor substrate, and the source of the transistors Alternatively, a step of forming a first contact opening so as to expose the drain, a step of embedding a first conductive plug having a U-shape in the first contact opening, and the first conductive plug And a second contact opening so as to pass through the second interlayer insulating film provided on the first interlayer insulating film and to expose the left end of the upper portion of the U-shaped shape of the first conductive plug. A third contact opening spaced from the second contact opening so as to expose the right end of the U-shaped upper portion of the first conductive plug. Shape the part Process and the the second contact openings are embedded second conductive plug, a method of manufacturing a semiconductor device including the step of embedding a third conductive plug in said third contact opening.

(付記4) 前記第1乃至3の導電プラグの下部及び端部にはバリアメタル膜が設けられる付記3に記載の半導体装置の製造方法。 (Additional remark 4) The manufacturing method of the semiconductor device of Additional remark 3 with which a barrier metal film is provided in the lower part and edge part of said 1st thru | or 3rd conductive plug.

(付記5) 前記第1の導電プラグは、W(タングステン)、Al(アルミニウム)、Au(金)、Ag(銀)、或いは多結晶ポリシリコン膜であり、前記第2及び第3の導電プラグは、W(タングステン)、Cu(銅)、Al(アルミニウム)、Au(金)、或いはAg(銀)である付記4に記載の半導体装置の製造方法。 (Supplementary Note 5) The first conductive plug is W (tungsten), Al (aluminum), Au (gold), Ag (silver), or a polycrystalline polysilicon film, and the second and third conductive plugs. 5 is a method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 4, wherein W (tungsten), Cu (copper), Al (aluminum), Au (gold), or Ag (silver).

(付記6) 前記バリアメタル膜は、TiN(窒化チタン)、TaN(窒化タンタル)、Ti(チタン)、Ta(タンタル)、或いはNb(ニオブ)である付記5に記載の半導体装置の製造方法。 (Additional remark 6) The said barrier metal film is a manufacturing method of the semiconductor device of Additional remark 5 which is TiN (titanium nitride), TaN (tantalum nitride), Ti (titanium), Ta (tantalum), or Nb (niobium).

本発明の実施例1に係る半導体装置を示す平面図。1 is a plan view showing a semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係るビット線コンタクト部を示す平面図。1 is a plan view showing a bit line contact portion according to Embodiment 1 of the present invention. 図1のA−A線に沿う半導体装置の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor device along the line AA in FIG. 1. 本発明の実施例1に係るコンタクト開口部の径とシーム径の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the diameter of the contact opening part and seam diameter which concern on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る上層コンタクトのズレ量に対するコンタクトチェーン歩留を示す図。The figure which shows the contact chain yield with respect to the deviation | shift amount of the upper layer contact which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る半導体装置を示す平面図。FIG. 6 is a plan view showing a semiconductor device according to Example 2 of the invention. 本発明の実施例2に係る半導体装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on Example 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体基板
2、3、42 半導体層
4 第1のゲート絶縁膜
5 フローティングゲート電極膜
6 第2のゲート絶縁膜
7 コントロールゲート電極膜
8、45 金属シリサイド膜
9〜14、24、46〜48、58 絶縁膜
15、18、49、52 層間絶縁膜
16、19、22、50、53、56 バリアメタル膜
17、51 第1の導電プラグ
20、54 第2の導電プラグ
21、55 第3の導電プラグ
23、57 金属配線
31、32 レジスト膜
41 シャロートレンチアイソレーション(STI)
43 ゲート絶縁膜
44 ゲート電極膜
70、71 半導体装置
BL1〜3 ビット線
BLC ビット線コンタクト
CH1 第1のコンタクト開口部
CH2a 第2のコンタクト開口部
CH2b 第3のコンタクト開口部
CCH1、CCH2a、CCH2b コンタクト開口部の中心位置
SGD、SGS 制御線
SL ソース線
WL1、WLn、WLna ワード線
X1、X2、X3 横方向寸法
Y1、Y2、Y3 縦方向寸法
ΔX1 第2のコンタクト開口部のズレ量
ΔX2 第3のコンタクト開口部のズレ量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2, 3, 42 Semiconductor layer 4 1st gate insulating film 5 Floating gate electrode film 6 2nd gate insulating film 7 Control gate electrode film 8, 45 Metal silicide films 9-14, 24, 46-48, 58 Insulating films 15, 18, 49, 52 Interlayer insulating films 16, 19, 22, 50, 53, 56 Barrier metal films 17, 51 First conductive plugs 20, 54 Second conductive plugs 21, 55 Third conductive Plug 23, 57 Metal wiring 31, 32 Resist film 41 Shallow trench isolation (STI)
43 Gate insulating film 44 Gate electrode films 70 and 71 Semiconductor devices BL1 to 3 Bit line BLC Bit line contact CH1 First contact opening CH2a Second contact opening CH2b Third contact opening CCH1, CCH2a, CCH2b Contact opening Center position SGD, SGS Control line SL Source lines WL1, WLn, WLna Word lines X1, X2, X3 Horizontal dimensions Y1, Y2, Y3 Vertical dimensions ΔX1 Deviation amount ΔX2 of second contact opening Third contact Deviation amount of opening

Claims (5)

半導体基板の第1主面に設けられ、前記半導体基板とは逆導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた絶縁膜及び第1の層間絶縁膜を貫通し、前記半導体層表面を露出するように設けられた第1のコンタクト開口部に埋設された第1の導電プラグと、
前記第1の導電プラグ及び前記第1の層間絶縁膜上に設けられた第2の層間絶縁膜を貫通し、前記第1の導電プラグ表面を露出するように設けられ、中心位置が前記第1のコンタクト開口部の中心位置に対して端部方向にずれて配置され、互いに離間形成されたn個(ただし、nは2以上)のコンタクト開口部にそれぞれ埋設されたn個の導電プラグと、
を具備することを特徴とする半導体装置。
A semiconductor layer provided on the first main surface of the semiconductor substrate and having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate;
A first conductive plug embedded in a first contact opening provided through the insulating film and the first interlayer insulating film provided on the semiconductor layer and exposing the surface of the semiconductor layer;
The first conductive plug and the second interlayer insulating film provided on the first interlayer insulating film are provided so as to expose the surface of the first conductive plug, and the center position is the first position. N conductive plugs embedded in n (where n is 2 or more) contact openings, which are arranged to be shifted in the end direction with respect to the center position of the contact openings, and are spaced apart from each other;
A semiconductor device comprising:
半導体基板の第1主面に設けられ、前記半導体基板とは逆導電型の半導体層と、
前記半導体層上に設けられた絶縁膜及び第1の層間絶縁膜を貫通し、前記半導体層表面を露出するように設けられた第1のコンタクト開口部に埋設された第1の導電プラグと、
前記第1の導電プラグ及び前記第1の層間絶縁膜上に設けられた第2の層間絶縁膜を貫通し、前記第1の導電プラグ表面を露出するように設けられ、中心位置が前記第1のコンタクト開口部の中心位置に対して端部方向にずれて配置された第2のコンタクト開口部に埋設された第2の導電プラグと、
前記第2の層間絶縁膜を貫通し、前記第1の導電プラグ表面を露出するように設けられ、中心位置が前記第1のコンタクト開口部の中心位置に対して端部方向にずれ、前記第2のコンタクト開口部と相対向するように配置された第3のコンタクト開口部に埋設された第3の導電プラグと、
を具備することを特徴とする半導体装置。
A semiconductor layer provided on the first main surface of the semiconductor substrate and having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate;
A first conductive plug embedded in a first contact opening provided through the insulating film and the first interlayer insulating film provided on the semiconductor layer and exposing the surface of the semiconductor layer;
The first conductive plug and the second interlayer insulating film provided on the first interlayer insulating film are provided so as to expose the surface of the first conductive plug, and the center position is the first position. A second conductive plug embedded in the second contact opening disposed so as to be shifted in the end direction with respect to the center position of the contact opening;
The second interlayer insulating film is provided so as to expose the surface of the first conductive plug, the center position is shifted toward the end with respect to the center position of the first contact opening, and the first A third conductive plug embedded in a third contact opening disposed to face the two contact openings;
A semiconductor device comprising:
前記第1の導電プラグは、U字型形状を有し、U字型の凹部には層間絶縁膜が埋設されることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductive plug has a U-shape, and an interlayer insulating film is embedded in the U-shaped recess. 前記導電プラグは、金属プラグであり、下部及び端部にはバリアメタル膜が設けられることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive plug is a metal plug, and a barrier metal film is provided at a lower part and an end part. スタックドコンタクト構造を有する半導体装置の製造方法であって、
半導体基板上に形成されたトランジスタのゲートの間に、絶縁膜及び第1の層間絶縁膜を貫通し、前記トランジスタのソース或いはドレインを露出するように第1のコンタクト開口部を形成する工程と、
前記第1のコンタクト開口部に第1の導電プラグを埋設する工程と、
前記第1の導電プラグ及び前記第1の層間絶縁膜上に設けられた第2の層間絶縁膜を貫通し、前記第1の導電プラグの上部の左端を露出するように第2のコンタクト開口部を形成し、前記第2の層間絶縁膜を貫通し、前記第1の導電プラグの上部の右端を露出するように、前記第2のコンタクト開口部と離間する第3のコンタクト開口部を形成する工程と、
前記第2のコンタクト開口部に第2の導電プラグを埋設し、前記第3のコンタクト開口部に第3の導電プラグを埋設する工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device having a stacked contact structure,
Forming a first contact opening between the gate of the transistor formed on the semiconductor substrate and penetrating the insulating film and the first interlayer insulating film so as to expose the source or drain of the transistor;
Burying a first conductive plug in the first contact opening;
A second contact opening is formed so as to penetrate the first conductive plug and the second interlayer insulating film provided on the first interlayer insulating film and expose the upper left end of the first conductive plug. Forming a third contact opening spaced from the second contact opening so as to pass through the second interlayer insulating film and to expose an upper right end of the first conductive plug. Process,
Burying a second conductive plug in the second contact opening, and burying a third conductive plug in the third contact opening;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
JP2008097903A 2008-04-04 2008-04-04 Semiconductor device and method of manufacturing the same Pending JP2009252924A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008097903A JP2009252924A (en) 2008-04-04 2008-04-04 Semiconductor device and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008097903A JP2009252924A (en) 2008-04-04 2008-04-04 Semiconductor device and method of manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009252924A true JP2009252924A (en) 2009-10-29

Family

ID=41313356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008097903A Pending JP2009252924A (en) 2008-04-04 2008-04-04 Semiconductor device and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009252924A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120000690A (en) * 2010-06-28 2012-01-04 삼성전자주식회사 Semiconductor device and method of manufacturing the same
US9219145B2 (en) 2012-03-27 2015-12-22 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and method of manufacturing the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120000690A (en) * 2010-06-28 2012-01-04 삼성전자주식회사 Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR101692434B1 (en) * 2010-06-28 2017-01-18 삼성전자주식회사 Semiconductor device and method of manufacturing the same
US9219145B2 (en) 2012-03-27 2015-12-22 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and method of manufacturing the same
US9577090B2 (en) 2012-03-27 2017-02-21 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and method of manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8895400B2 (en) Methods of fabricating semiconductor devices having buried word line interconnects
CN109698200B (en) Transistor, semiconductor assembly and method for forming flash memory assembly
US7339242B2 (en) NAND-type flash memory devices and fabrication methods thereof
KR20190083164A (en) Semiconductor memory device
US20080246075A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US20120156848A1 (en) Method of manufacturing non-volatile memory device and contact plugs of semiconductor device
JP2009158591A (en) Semiconductor device and process for manufacturing same
US8592978B2 (en) Method of fabricating semiconductor device and the semiconductor device
JP2007103862A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
US8058734B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US11251188B2 (en) Semiconductor memory device and a method of fabricating the same
JP2004274025A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP2009026802A (en) Manufacturing method of semiconductor device, and semiconductor device
US7928494B2 (en) Semiconductor device
JP2010040753A (en) Method of manufacturing nonvolatile semiconductor storage device
JP2008205379A (en) Nonvolatile semiconductor memory and its production process
JP2009049235A (en) Semiconductor apparatus and method of manufacturing the same
US9997412B1 (en) Methods of manufacturing semiconductor devices
JP2010040538A (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP2009252924A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2009267107A (en) Non-volatile semiconductor storage device, and method of manufacturing the same
JP2008235793A (en) Semiconductor device and production method therefor
JP2008192891A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2013102022A (en) Semiconductor device and manufacturing method of the same
JP2009164534A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor