JP2729769B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2729769B2
JP2729769B2 JP7070417A JP7041795A JP2729769B2 JP 2729769 B2 JP2729769 B2 JP 2729769B2 JP 7070417 A JP7070417 A JP 7070417A JP 7041795 A JP7041795 A JP 7041795A JP 2729769 B2 JP2729769 B2 JP 2729769B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係り、特に半導体装置の製造時、選択蒸着タングステン
(selective tungsten)を利用して
それぞれ深さの異なるコンタクトホールを同時に埋め込
む方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of simultaneously filling contact holes having different depths by using selective tungsten in the manufacture of a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の高集積化に従って活性領域
上に形成される個別素子の3次元的な構成が必要とな
り、これにより基板の表面からの素子の高さが増加し、
素子間の高さの差がさらに開くので、素子間の相互接続
のために絶縁層を用いた平坦化が重要になる。
2. Description of the Related Art As semiconductor devices become more highly integrated, it becomes necessary to form a three-dimensional structure of individual elements formed on an active region, thereby increasing the height of the elements from the surface of a substrate.
As the height difference between the elements further increases, planarization using an insulating layer becomes important for interconnection between the elements.

【0003】しかし、こうした平坦化は、基板からの高
さがそれぞれ異なる個別素子への配線のための各々のコ
ンタクトホールの深さに差をもたらす。例えば、トラン
ジスタのゲートストラッピング(strapping)
コンタクトとソース及びドレーン部分のコンタクトとの
深さの差や、埋込ビットラインコンタクトとソース及び
ドレーン部分のコンタクトとの深さの差等がそれであ
る。
[0003] However, such planarization causes a difference in the depth of each contact hole for wiring to individual elements having different heights from the substrate. For example, transistor gate strapping
Such differences include the depth difference between the contact and the source and drain contact, and the depth difference between the buried bit line contact and the source and drain contact.

【0004】このようなコンタクトホールの深さの差
は、金属物質の選択的な化学蒸着によるコンタクトホー
ルの埋め込みを不均一とする。即ち、図1に示すよう
に、平坦化された絶縁層4を介して基板1上に形成され
た所定の電導線、例えばトランジスタのゲート2及び不
純物拡散領域3の表面を露出させるコンタクトホールを
形成すると、ゲート2と不純物拡散領域3の基板の表面
からの高さの差によりコンタクトホールの深さに差が生
じることになり、このようにそれぞれ深さの異なるコン
タクトホールをタングステン等の金属物質5で同時に埋
め込む場合、深いコンタクトホールでは埋め込みが完全
になされない反面、薄いコンタクトホールでは過度に埋
め込みがなされる。
[0004] Such a difference in the depth of the contact hole makes non-uniform filling of the contact hole by selective chemical vapor deposition of a metal material. That is, as shown in FIG. 1, a predetermined conductive wire formed on the substrate 1 via the planarized insulating layer 4, for example, a contact hole for exposing the surface of the gate 2 and the impurity diffusion region 3 of the transistor is formed. Then, a difference occurs in the depth of the contact holes due to the difference in height between the gate 2 and the impurity diffusion region 3 from the surface of the substrate. In the case of burying at the same time, burying is not completely performed in a deep contact hole, but is buried excessively in a thin contact hole.

【0005】一般に、多様なコンタクトの深さをもった
素子で金属を選択蒸着してコンタクトホールを埋め込む
場合に、蒸着する金属の最大の厚さは一番薄いコンタク
トホールの深さによって制限を受ける(参考文献『R.
J.Saia,et al.,Tungsten an
d other refractory metals
for VLSI application III,
edited byV.L.Wells(MRS,Pi
ttsburgh.PA)pp.349,198
7』)。従って、一番薄いコンタクトホールが完全に埋
め込まれても深いコンタクトホールは完全に埋め込まれ
なく、後続工程の金属配線工程が難しくなる。このた
め、一つの素子に存在する深さの異なるコンタクトホー
ルを同時に完全に埋め込む方法として、化学蒸着多結晶
シリコンを用いた方法(『K.K.Choi,ct a
l.,Proc.VLSI Multilevel I
nterconnection Conf.,pp.2
86,1992』)が提案された。
In general, when a metal is selectively deposited to fill a contact hole in an element having various contact depths, the maximum thickness of the deposited metal is limited by the depth of the thinnest contact hole. (Ref.
J. Saia, et al. , Tungsten an
d other refractory metals
for VLSI application III,
edited byV. L. Wells (MRS, Pi
ttsburgh. PA) pp. 349, 198
7 ”). Therefore, even if the thinnest contact hole is completely buried, the deep contact hole is not completely buried, which makes the subsequent metal wiring process difficult. For this reason, as a method of completely filling contact holes having different depths existing in one element at the same time, a method using chemical vapor deposition polycrystalline silicon (“KK Choi, ct a”).
l. Proc. VLSI Multilevel I
interconnection Conf. Pp. 2
86, 1992]).

【0006】上記方法は、図2に示すように化学蒸着多
結晶シリコンを用いて深さの異なるコンタクトホールを
同時に完全に埋め込む方法である。この方法は、図2
(a)に示すように平坦化された絶縁層4を介して基板
上に形成された所定の電導線、例えばビットライン6及
び不純物拡散領域3の表面を露出させるコンタクトホー
ルを形成した後(この時、図のようにビットライン6と
不純物拡散領域3の基板の表面からの高さの差により、
コンタクトホールの深さに差が生じる)、前記コンタク
トホールを含んだ絶縁層4の全面にわたり多結晶シリコ
ン7aを蒸着する。
In the above method, as shown in FIG. 2, contact holes having different depths are completely filled simultaneously using chemical vapor deposition polycrystalline silicon. This method is illustrated in FIG.
As shown in FIG. 2A, after a predetermined conductive line formed on the substrate, for example, a contact hole exposing the surface of the bit line 6 and the impurity diffusion region 3 is formed via the planarized insulating layer 4 (this At this time, as shown in the figure, the difference in height between the bit line 6 and the impurity diffusion region 3 from the surface of the substrate causes
A difference occurs in the depth of the contact hole), and polycrystalline silicon 7a is deposited over the entire surface of the insulating layer 4 including the contact hole.

【0007】次に、図2(b)に示すように、異方性ド
ライエッチングを行ってコンタクトホールの側壁にのみ
多結晶シリコン層7bを残して、タングステン5を選択
蒸着すると、コンタクトホールの底面と側面で同時にタ
ングステンが成長してコンタクトホールの深さに関係な
くコンタクトホールの埋め込みがなされる。
Next, as shown in FIG. 2B, anisotropic dry etching is performed to selectively deposit tungsten 5 while leaving the polycrystalline silicon layer 7b only on the side walls of the contact holes. At the same time, tungsten grows on the side surface and the contact hole is filled regardless of the depth of the contact hole.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法は多
結晶シリコンを蒸着し、これを異方性ドライエッチング
処理をしなければならないので、工程が複雑であり、エ
ッチングによるコンタクトホールの底面部分の露出した
下部導電層が損傷を蒙る等の問題がある。
However, in the above method, since polycrystalline silicon must be deposited and subjected to anisotropic dry etching, the process is complicated, and the bottom surface of the contact hole by etching is complicated. There is a problem that the exposed lower conductive layer is damaged.

【0009】本発明はかかる問題を解決するためのもの
であり、半導体素子に存在する深さの異なるコンタクト
ホールを同時に完全に埋め込むことのできる方法を提供
することを目的とする。
An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a method capable of simultaneously completely filling contact holes having different depths in a semiconductor device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の半導体装置の製造方法は、第1導電線が形成
された半導体基板上に第1絶縁層を形成する段階と、前
記第1導電線の第1領域に相当する第1絶縁層をエッチ
ングして第1コンタクトホールを形成する段階と、前記
導電層上にTiN層を形成する段階と、前記TiN層及
び導電層を第2導電線のパターンにパターニングする段
階と、前記第2導電線及び第1絶縁層の上部に第2絶縁
層を形成して基板の表面を平坦化させる段階と、第1導
電線の第2領域に相当する第1絶縁層、第2絶縁層、第
2導電線の第2絶縁層を同時にエッチングして第2コン
タクトホール及び第3コンタクトホールを形成する段階
と、及びタングステンを選択蒸着して各々の第2コンタ
クトホール及び第3コンタクトホールを同時に完全に埋
め込む段階と、からなる。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a first insulating layer on a semiconductor substrate having a first conductive line formed thereon; Etching a first insulating layer corresponding to a first region of one conductive line to form a first contact hole; forming a TiN layer on the conductive layer; Patterning a conductive line pattern, forming a second insulating layer on the second conductive line and the first insulating layer to planarize the surface of the substrate, and forming a second region on the first conductive line. Forming a second contact hole and a third contact hole by simultaneously etching the corresponding first insulating layer, the second insulating layer, and the second insulating layer of the second conductive line; The second contact hole and the second A step of filling the contact holes simultaneously completely consist.

【0011】前記タングステンはWF6 化学作用(ce
mistry)を用いて選択蒸着し、WF6 化学作用は
2還元とSiH4還元を含む。前記第2導電線はトラン
ジスタのゲート又は埋込ビットラインであり、前記第1
導電線はトランジスタのソース及びドレーン領域又は配
線ストラッピング部分である。又、前記ソース及びドレ
ーン領域は、シリコン単結晶の不純物ドーピング領域か
らなるか、或いはバリヤーの役割を果たす金属シリサイ
ド(self−aligned silicide)が
形成された領域からなる。
The tungsten has a WF 6 chemistry (ce)
and WF 6 chemistry involves H 2 reduction and SiH 4 reduction. The second conductive line is a gate of a transistor or a buried bit line, and the first conductive line is
Conductive lines are the source and drain regions or wiring strapping portions of the transistor. In addition, the source and drain regions may be formed of impurity doping regions of silicon single crystal, or may be regions in which metal silicide (self-aligned silicide) serving as a barrier is formed.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照して本発明を説明する。一
般的に、タングステンをTiN層上に蒸着する時、WF
6−H2の化学的作用(chemistry)下で約7〜
10分程度の蒸着遅延時間があると報告されている(参
考文献『V.V.S.Rana,et.al.,wor
kshopon Tungsten and othe
r refractory metals for V
LSI Appl.II,pp.187,1987』,
『E.K.Broadbent,J.Vac.Sci.
Technol.,B5(6),pp.1661,19
87』)。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. Generally, when tungsten is deposited on a TiN layer, WF
Chemical action of 6 -H 2 (chemistry) about 7 under
It is reported that there is a deposition delay time of about 10 minutes (see the reference "VVS Rana, et. Al., Wor").
kshopon Tungsten and the other
r refractory metals for V
LSI Appl. II, pp. 187, 1987],
[E. K. Broadbent, J.M. Vac. Sci.
Technol. , B5 (6), pp. 1661, 19
87 ”).

【0013】このような初期蒸着遅延は、シリコンや他
の金属及び金属シリサイドなどからは観察されないもの
であり、WF6 気体に対するTiNの反応度が非常に低
いことに起因するものと知られている。本発明はタング
ステンのこのような特性を利用して深さの異なる少なく
とも二種類のコンタクトホールを同時に埋め込む技術に
関する。
Such an initial deposition delay is not observed from silicon, other metals, metal silicides, and the like, and is known to be caused by a very low reactivity of TiN to WF 6 gas. . The present invention relates to a technique for simultaneously filling at least two types of contact holes having different depths by utilizing such characteristics of tungsten.

【0014】本発明はその上部に相対的に薄いコンタク
トホールが形成される導電線の表面上に予めTiN層を
形成した後、各々深さの異なるコンタクトホール内にタ
ングステンを選択蒸着することにより、上述したTiN
層上におけるタングステンの初期蒸着遅延の特性によっ
て深さの異なるコンタクトホールを同時に埋め込むよう
にする。
According to the present invention, a TiN layer is formed in advance on the surface of a conductive line on which a relatively thin contact hole is formed, and then tungsten is selectively deposited in contact holes having different depths. TiN described above
The contact holes having different depths are simultaneously buried depending on the characteristics of the initial deposition delay of tungsten on the layer.

【0015】特に、製作しようとする素子の種類または
等級に従ってコンタクトホールの深さが異なるので、コ
ンタクトホールの深さの差を考慮し且つタングステンの
蒸着方法によるTiN層における蒸着遅延時間及びタン
グステンの蒸着速度を組み合わせて、深さの異なるコン
タクトホールを同時に完全に埋め込む。
In particular, since the depth of the contact hole differs according to the type or grade of the device to be manufactured, the deposition delay time and the tungsten deposition in the TiN layer by the tungsten deposition method are taken into account in consideration of the difference in the contact hole depth. By combining speeds, contact holes of different depths are completely filled simultaneously.

【0016】図3を参照して本発明の一実施例によるタ
ングステンの選択蒸着によるコンタクトホールの埋込方
法を説明すると、次の通りである。先ず、図3(a)に
示すように、不純物拡散領域3からなるトランジスタの
ソース及びドレーン領域(第1導電線(または下部導電
線))が所定の領域に形成されている半導体基板1上に
第1絶縁層4Aを形成した後、第1導電線の第1領域に
相当する位置の第1絶縁層4Aをエッチングして、前記
不純物拡散領域3を露出させ、第1コンタクトホールを
形成する。次いで、前記第1コンタクトホールを介して
前記不純物拡散領域と接続される第2導電線、例えばビ
ットライン(またはトランジスタゲート)8を形成する
ために、基板の全面に導電層として、例えばドープされ
た多結晶シリコン、金属シリサイド及びポリサイドのい
ずれか一つを蒸着した後、その上に反応性スパッタリン
グ(reactive sputtering)、物理
蒸着(PVD)、又はLPCVDやMOCVD等のよう
な化学蒸着(CVD)法によりTiN層10を厚さ約3
0〜300nm位に蒸着する。この際、前記TiN層は
TiWやタングステン窒化膜又は金属シリサイド等に代
替できる。
Referring to FIG. 3, a method of filling a contact hole by selective deposition of tungsten according to an embodiment of the present invention will be described as follows. First, as shown in FIG. 3A, a source and a drain region (first conductive line (or lower conductive line)) of a transistor including an impurity diffusion region 3 are formed on a semiconductor substrate 1 formed in a predetermined region. After forming the first insulating layer 4A, the first insulating layer 4A at a position corresponding to the first region of the first conductive line is etched to expose the impurity diffusion region 3 and form a first contact hole. Next, a second conductive line, for example, a bit line (or a transistor gate) 8 connected to the impurity diffusion region via the first contact hole is formed. After depositing any one of polycrystalline silicon, metal silicide, and polycide, reactive sputtering, physical vapor deposition (PVD), or chemical vapor deposition (CVD) such as LPCVD or MOCVD is performed thereon. The TiN layer 10 has a thickness of about 3
Vapor deposition is performed at about 0 to 300 nm. At this time, the TiN layer can be replaced with TiW, a tungsten nitride film, a metal silicide, or the like.

【0017】次に、図3(b)のように前記TiN層1
0とビットライン8をホトエッチング工程によって所望
のビットラインパターンにパターニングする。
Next, as shown in FIG.
0 and bit line 8 are patterned into a desired bit line pattern by a photo-etching process.

【0018】その後、図3(c)に示すように、基板の
全面に第2絶縁層4Bを形成して平坦化した後、第1導
電線の第2領域に相当する第1絶縁層4A、第2絶縁層
4B、第2導電線の第2絶縁層4Bを同時にエッチング
して前記ビットライン8上部のTiN層10及び不純物
拡散領域3を露出させる第2コンタクトホール9A及び
第3コンタクトホール9Bを形成する。この時、図示さ
れたようにビットライン上部のTiN層10上の第2コ
ンタクトホール9Aが不純物拡散領域3の上部の第3コ
ンタクトホール9Bより浅く形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 3C, after a second insulating layer 4B is formed over the entire surface of the substrate and planarized, the first insulating layer 4A corresponding to the second region of the first conductive line is formed. The second contact layer 9A and the third contact hole 9B exposing the TiN layer 10 and the impurity diffusion region 3 above the bit line 8 by simultaneously etching the second insulating layer 4B and the second insulating layer 4B of the second conductive line are formed. Form. At this time, the second contact hole 9A on the TiN layer 10 above the bit line is formed shallower than the third contact hole 9B above the impurity diffusion region 3, as shown.

【0019】次いで図3(d)に示すように、コンタク
トホールの形成によって露出した導電線の表面、即ち、
TiN層10及び不純物拡散領域3の表面上に例えばW
6化学作用(chemistry)を用いてタングス
テン5を選択化学蒸着法で蒸着して、深さの異なる第2
コンタクトホール9A及び第3コンタクトホール9Bを
同時に埋め込む。前記タングステンの代わりにAlまた
はCu等の金属物質でコンタクトホールを埋め込むこと
もできる。
Next, as shown in FIG. 3D, the surface of the conductive line exposed by forming the contact hole, that is,
On the surfaces of the TiN layer 10 and the impurity diffusion region 3, for example, W
Tungsten 5 is deposited by a selective chemical vapor deposition method using F 6 chemistry, and second tungsten 5 having different depths is deposited.
The contact hole 9A and the third contact hole 9B are buried at the same time. The contact holes may be filled with a metal material such as Al or Cu instead of the tungsten.

【0020】一般的に前記不純物拡散領域3のようなシ
リコンコンタクトにおけるタングステンの選択蒸着は、
絶縁層と電導線の間の選択性を維持するため、約300
℃±30℃の蒸着温度で行い、シリコンコンタクトにお
けるタングステンの蒸着の侵食を最小化するために、W
6−H2 化学作用よりはWF6−SiH4 の化学作用を
利用して蒸着を行う。
Generally, the selective deposition of tungsten at a silicon contact such as the impurity diffusion region 3 is performed by:
In order to maintain the selectivity between the insulating layer and the conductive wires, about 300
C. at a deposition temperature of ± 30 ° C. to minimize erosion of tungsten deposition on silicon contacts.
The vapor deposition is performed by using the chemical action of WF 6 -SiH 4 rather than the chemical action of F 6 -H 2 .

【0021】WF6−SiH4の化学作用を利用する場合
には、TiN層上におけるタングステンの蒸着遅延時間
が約1〜3.5分(これは蒸着温度やSiH4/WF6
率及びTiNの表面状態等によって異なる)位である。
例えば、図4(a)に示すように、二つのコンタクトホ
ールの深さの差を0.75μmとし、n+ 不純物拡散領
域3上のコンタクトホールの深さを1.75μmとし、
蒸着遅延時間を3分とし、タングステンの蒸着速度が1
分当たり0.25μmとすると、約7分間のタングステ
ン蒸着の後には、深さの異なる二つのコンタクトホール
が完全に同時に埋め込まれる。
When utilizing the WF 6 -SiH 4 chemistry, the tungsten deposition delay time on the TiN layer is about 1 to 3.5 minutes (this is due to the deposition temperature, SiH 4 / WF 6 fraction and TiN (Depending on the surface condition and the like).
For example, as shown in FIG. 4A, the difference between the depths of the two contact holes is set to 0.75 μm, the depth of the contact hole on the n + impurity diffusion region 3 is set to 1.75 μm,
The deposition delay time is 3 minutes, and the tungsten deposition rate is 1
At a rate of 0.25 μm per minute, two contact holes of different depths are completely buried after tungsten deposition for about 7 minutes.

【0022】別の例として、図4(b)のようにシリコ
ンコンタクトに予めシリサイド(self−align
ed silicide)が形成されている場合には、
先ずWF6−H2を利用して深いコンタクトホールを薄い
コンタクトホールと同じ高さになるまで埋め込んだ後、
WF6−SiH4を利用してそれぞれ異なる深さを有する
二つのコンタクトホールを同時に同じ蒸着速度でタング
ステンを蒸着させて完全に埋め込む。これは、選択蒸着
のためのタングステンの蒸着温度の範囲ではTiN上に
タングステンの蒸着が殆ど生じないという性質を利用し
たものであり、WF6−H2を利用してタングステンを蒸
着すると、TiN層上ではタングステンの蒸着がなされ
なく、シリサイド層11上でのみタングステンの蒸着が
成されるので、先ず、深いシリサイド層11上のコンタ
クトホールを薄いTiN層10上のコンタクトホールの
深さと同一になるまで埋め込んだ後、WF6−SiH4
用いて二つのコンタクトホールが同時に埋め込まれるよ
うにしたものである。
As another example, as shown in FIG. 4B, a silicide (self-align) is previously formed in a silicon contact.
ed silicide) is formed,
First, using WF 6 -H 2 , a deep contact hole is buried until the same height as a thin contact hole.
Using WF 6 -SiH 4 , two contact holes having different depths are completely buried by simultaneously depositing tungsten at the same deposition rate. This utilizes the property that tungsten is hardly deposited on TiN in the range of tungsten deposition temperature for selective deposition. When tungsten is deposited using WF 6 -H 2 , a TiN layer is formed. Since tungsten is not deposited on the upper side and tungsten is deposited only on the silicide layer 11, first, the contact hole on the deep silicide layer 11 is made to have the same depth as the contact hole on the thin TiN layer 10. After the burying, two contact holes are simultaneously buried using WF 6 -SiH 4 .

【0023】この場合、TiN表面がWF6−H2の混合
気体に露出する間に充分活性化が行われるので、以後の
WF6−SiH4を用いたタングステンの蒸着は時間遅延
無しに直ちになされる。
In this case, since the activation is sufficiently performed while the TiN surface is exposed to the gaseous mixture of WF 6 -H 2 , the subsequent deposition of tungsten using WF 6 -SiH 4 is immediately performed without time delay. You.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は上述した
従来の多結晶シリコン側壁を用いたコンタクトホールの
埋込方法のような側壁形成が不必要なので、デザイン上
のコンタクトホールのアスペクト比が維持された状態で
タングステンの蒸着が行われる。よって、コンタクトホ
ールの埋め込みが容易になる。側壁形成のためのエッチ
ング工程が不必要なのでコンタクト下部の下地層の表面
が痛むことなく、よって、素子の特性の劣化が防止で
き、また絶縁層の損傷も防止されるのでタングステンの
選択蒸着時の選択性が低下しない。
As described above, the present invention does not require the formation of the side wall as in the above-described conventional method of burying the contact hole using the polycrystalline silicon side wall. The tungsten is deposited while being maintained. Therefore, the contact hole can be easily buried. Since the etching process for forming the side wall is not required, the surface of the underlying layer under the contact is not damaged, and thus the characteristics of the device can be prevented from deteriorating and the insulating layer can be prevented from being damaged. Selectivity does not decrease.

【0025】なお、単純にコンタクトが形成される導電
線上に予めTiNを蒸着する工程以外に別に追加される
工程無しに深さの異なるコンタクトホールを同時に埋め
込むことができるので、製造費用の側面においても利点
を有する。
It is to be noted that the contact holes having different depths can be buried at the same time without any additional step other than the step of simply depositing TiN in advance on the conductive line on which the contact is to be formed. Has advantages.

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

【図1】 従来の技術による半導体装置のそれぞれ深さ
の異なるコンタクトホールの埋込方法を示す。
FIG. 1 shows a method of embedding contact holes having different depths in a semiconductor device according to a conventional technique.

【図2】 従来の技術による半導体装置のそれぞれ深さ
の異なるコンタクトホールを多結晶シリコンの側壁を利
用して埋め込む方法を示す工程順序図である。
FIG. 2 is a process sequence diagram showing a method of burying contact holes having different depths in a semiconductor device according to the related art using sidewalls of polycrystalline silicon.

【図3】 本発明による半導体装置のそれぞれ深さの異
なるコンタクトホールの埋込方法を示す工程順序図であ
る。
FIG. 3 is a process sequence diagram showing a method of embedding contact holes having different depths in a semiconductor device according to the present invention.

【図4】 本発明の実施例による半導体装置のそれぞれ
深さの異なるコンタクトホールの埋込方法を示す。
FIG. 4 shows a method of embedding contact holes having different depths in a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板、3…第1導電線(不純物拡散領域)、
4A…第1絶縁層、4B…第2絶縁層、5…タングステ
ン、8…第2導電線(ビットライン)、10…TiN
層、11…シリサイド層。
Reference numeral 1 denotes a semiconductor substrate, 3 denotes a first conductive line (impurity diffusion region),
4A: first insulating layer, 4B: second insulating layer, 5: tungsten, 8: second conductive line (bit line), 10: TiN
Layer, 11: silicide layer.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1導電線が形成された半導体基板上に
第1絶縁層を形成する段階と、 前記第1導電線の第1領域に相当する位置に第1絶縁層
をエッチングして第1コンタクトホールを形成する段階
と、 前記コンタクトホールを形成させた第1絶縁層の上に導
電層を形成させる段階と、 前記導電層上にTiN層を形成する段階と、 前記TiN層及び導電層を第2導電線のパターンにパタ
ーニングする段階と、 前記第2導電線及び第1絶縁層の上部に第2絶縁層を形
成して基板の表面を平坦化させる段階と、 第1導電線の第2領域に相当する位置の第1絶縁層と第
2絶縁層及び第2絶縁層の第2導電線の箇所を同時にエ
ッチングして第2コンタクトホール及び第3コンタクト
ホールを形成する段階と、 タングステンを選択蒸着してそれぞれの第2コンタクト
ホール及び第3コンタクトホールを同時に埋め込む段階
であって、前記第2コンタクトホールで露出した第1導
電線の表面にシリサイドが形成されているときに、前記
第2導電線の高さまでH還元を用いたWF化学作用
を利用して前記第1導電線の上の第2コンタクトホール
を埋め込んだ後、SiH還元を用いたWF化学作用
を利用して前記第1導電線の上の第2コンタクトホール
及び第2導電線の上の第3コンタクトホールを埋め込む
段階とを有することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
A step of forming a first insulating layer on the semiconductor substrate having the first conductive line formed thereon, and etching the first insulating layer at a position corresponding to a first region of the first conductive line. Forming a contact hole; forming a conductive layer on the first insulating layer having the contact hole formed therein; forming a TiN layer on the conductive layer; and forming the TiN layer and the conductive layer. Patterning the second conductive line into a pattern, forming a second insulating layer on the second conductive line and the first insulating layer to planarize the surface of the substrate, Forming a second contact hole and a third contact hole by simultaneously etching a portion of the first insulating layer, the second insulating layer, and the second conductive line of the second insulating layer corresponding to the two regions; Selective deposition and each A step of embedding the second contact hole and the third contact hole at the same time, when the silicide on the surface of the first conductive line exposed in the second contact hole is formed, to the height of the second conductive line H After filling the second contact hole on the first conductive line using WF 6 chemistry using 2 reduction, the first conductive line is filled using WF 6 chemistry using SiH 4 reduction. Filling the second contact hole above and the third contact hole above the second conductive line.
【請求項2】 前記TiN層は、反応性スパッタリング
方法もしくはCVD方法により厚さ30〜300nm
蒸着して形成することを特徴とする請求項1記載の半導
体装置の製造方法。
Wherein said TiN layer, a method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the formed by reactive <br/> deposited to a thickness 30~300nm by sputtering method or CVD method.
【請求項3】 前記第2導電線は、トランジスタのゲー
ト又は埋込ビットラインであることを特徴とする請求項
1記載の半導体装置の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the second conductive line is a gate of a transistor or a buried bit line.
【請求項4】 前記第1導電線は、トランジスタのソー
ス及びドレーン領域もしくは配線ストラッピング部分で
あることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造
方法。
4. The method according to claim 1, wherein the first conductive line is a source / drain region of a transistor or a wiring strapping portion.
【請求項5】 第2コンタクトホールの深さは第3コン
タクトホールの深さより深いことを特徴とする請求項1
記載の半導体装置の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the depth of the second contact hole is greater than the depth of the third contact hole.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
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