JP2842385B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number
JP2842385B2
JP2842385B2 JP8167688A JP16768896A JP2842385B2 JP 2842385 B2 JP2842385 B2 JP 2842385B2 JP 8167688 A JP8167688 A JP 8167688A JP 16768896 A JP16768896 A JP 16768896A JP 2842385 B2 JP2842385 B2 JP 2842385B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
insulating film
contact plug
conductive film
opening
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP8167688A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH1012731A (en
Inventor
久満 鈴木
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.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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 Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP8167688A priority Critical patent/JP2842385B2/en
Publication of JPH1012731A publication Critical patent/JPH1012731A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2842385B2 publication Critical patent/JP2842385B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特にコンタクトプラグを有する半導体装置
の製造方法に関する。
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor device having a contact plug.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の、微細化・高集積化技術の進歩に
よって、基板に対し平面方向のスケーリングが進み、ク
ォーターミクロンのコンタクトが形成可能となってきて
いる。ところが、一方で、基板に対し垂直方向のスケー
リングは、基板と配線間での容量や、上層配線と下層配
線間での容量が増加するため、難しいのが現状である。
このため、基板に対し平面方向のスケーリングが進むに
つれ、コンタクト部分のアスペクト比が大きくなり、コ
ンタクト部での確実な接続のためコンタクトプラグの使
用が必須となっている。
2. Description of the Related Art Recent advances in miniaturization and high integration technologies have enabled scaling in a planar direction with respect to a substrate, making it possible to form quarter micron contacts. However, on the other hand, scaling in the direction perpendicular to the substrate is currently difficult because the capacitance between the substrate and the wiring and the capacitance between the upper wiring and the lower wiring increase.
For this reason, as the scaling in the planar direction with respect to the substrate progresses, the aspect ratio of the contact portion increases, and the use of a contact plug is indispensable for reliable connection at the contact portion.

【0003】例えば、コンタクトプラグの形成方法とし
ては、特開平1−147843号公報及び、特開昭62
−32630号公報に記載されている。
[0003] For example, as a method of forming a contact plug, Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
No. 32630.

【0004】まず、特開平1−147843号公報に記
載のものについて説明する。図10(A)に示すよう
に、公知の技術を用い半導体基板101上に素子分離領
域102,第1の電極105,層間絶縁膜107−1,
第2の電極106,層間絶縁膜107−2を形成し、コ
ンタクト用の開口111を所望の位置に形成し、導電膜
112を成長する。この際に、導電膜112の材料には
ノンドープト・ポリシリコンあるいはドープト・ポリシ
リコンを用いる。ただし、ノンドープト・ポリシリコン
の場合にはデポジション後に不純物を添加し導電材料と
すれば問題はない。
[0004] First, the one described in JP-A-1-147843 will be described. As shown in FIG. 10A, a device isolation region 102, a first electrode 105, an interlayer insulating film 107-1,
A second electrode 106 and an interlayer insulating film 107-2 are formed, a contact opening 111 is formed at a desired position, and a conductive film 112 is grown. At this time, non-doped polysilicon or doped polysilicon is used as the material of the conductive film 112. However, in the case of non-doped polysilicon, there is no problem if impurities are added after deposition to make a conductive material.

【0005】次に、図10(B)に示したように、導電
膜112を層間絶縁膜107−2の表面が露出するまで
公知の技術を用いてエッチバックしてコンタクトプラグ
112aを形成する。このとき、第1のコンタクトプラ
グ112aの表面は、層間絶縁膜107−2の表面より
も下にくる。
Next, as shown in FIG. 10B, the conductive film 112 is etched back using a known technique until the surface of the interlayer insulating film 107-2 is exposed to form a contact plug 112a. At this time, the surface of the first contact plug 112a is lower than the surface of the interlayer insulating film 107-2.

【0006】最後に、図10(C)に示したように、導
電膜113を付着することによって、半導体基板101
表面部の拡散層104と導電膜113がコンタクトプラ
グ112aを介して接続される。
Finally, as shown in FIG. 10C, a semiconductor substrate 101 is formed by attaching a conductive film 113.
The diffusion layer 104 on the surface and the conductive film 113 are connected via the contact plug 112a.

【0007】図10(B)において、エッチバックを行
う時のエッチングは、エッチングガスの種類、エッチン
グ時のパワー、圧力等の条件を選択することにより、
層間絶縁膜107−2の方が導電膜112よりも早いエ
ッチングレートを持つ条件層間絶縁膜102−2と導
電膜112が同じエッチングレートを持つ条件層間絶
縁膜102−2の方が導電膜112よりも遅いエッチン
グレートを持つ条件のいずれかを選択することができ
る。
In FIG. 10 (B), the etching at the time of performing the etch back is performed by selecting conditions such as the type of etching gas, power and pressure at the time of etching.
The condition that the interlayer insulating film 107-2 has an etching rate higher than that of the conductive film 112 The condition that the interlayer insulating film 102-2 and the conductive film 112 have the same etching rate is better than that of the conductive film 112. Any of the conditions having a slow etching rate can be selected.

【0008】エッチング条件又はを用いた場合、エ
ッチバックの際のオーバーエッチによって、層間絶縁膜
107−2がエッチングされ、第2の電極106表面が
露出する危険がある。このため、通常エッチング条件
を用いる。
When the etching conditions or the etching conditions are used, there is a risk that the interlayer insulating film 107-2 is etched by overetching at the time of etching back and the surface of the second electrode 106 is exposed. For this reason, etching conditions are usually used.

【0009】特開平1−147843号公報において
も、図10(B)と同様の図が示されているので、エッ
チング条件を用いていると考えられる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-147843 also shows a diagram similar to FIG. 10B, and it is considered that etching conditions are used.

【0010】一方、特開昭62−32630号公報で
は、図11(B)に示したように、ポリシリコンプラグ
34の上部が、誘電体層の表面22に突き出ているよう
に見えるが、特開昭62−32630号公報の第5頁左
下欄に、「ポリシリコン層30のエッチバックのために
用いられる方法は、好ましくはポリシリコン層30に下
層の誘電体層20とほぼ同じ速度でエッチングさせるガ
スと方法条件を用いてプラズマ内で達成される。ポリシ
リコン層30と誘電体層20のエッチング速度の、わず
かな相違が、誘電体層20の表面22の位置に対する、
ポリプラグ34の周辺表面36の垂直位置に変動を引き
起こすであろう。典型的エッチング方法は、ポリプラグ
34の周辺表面37を0から0.3ミクロンの間まで誘
電体層20の表面22の上もしくは下のいずれかに位置
されるであろう。」の記載から、エッチング条件を用
いていることが明らかであり、明細書の記述内容からも
エッチング後のポリプラグ34の表面の誘電体層20に
対する位置関係も安定していないことがわかる。
On the other hand, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 62-32630, as shown in FIG. 11B, the upper portion of the polysilicon plug 34 appears to protrude from the surface 22 of the dielectric layer. In the lower left column of page 5 of Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-32630, the method used for etching back the polysilicon layer 30 is preferably such that the polysilicon layer 30 is etched at substantially the same rate as the lower dielectric layer 20. A slight difference in the etch rate of the polysilicon layer 30 and the dielectric layer 20 with respect to the position of the surface 22 of the dielectric layer 20
The vertical position of the peripheral surface 36 of the polyplug 34 will cause fluctuations. A typical etching method would position the peripheral surface 37 of the polyplug 34 either above or below the surface 22 of the dielectric layer 20 from between 0 and 0.3 microns. It is clear from the description that the etching conditions are used, and also from the description in the specification, the positional relationship between the surface of the polyplug 34 after the etching and the dielectric layer 20 is not stable.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】第1の問題点は、前述
したエッチング条件及びでは、コンタクトプラグの
形成を安定的に行うのは難しく、また、エッチング条件
では、コンタクトプラグ112aは層間絶縁膜107
−2よりも下に表面が位置してしまう。この場合、微細
なコンタクトでは、コンタクトプラグとコンタクトプラ
グ上に形成される配線との接触面積が小さいため、接触
抵抗が無視できなくなり問題となっている。
The first problem is that it is difficult to stably form a contact plug under the above-described etching conditions, and under the etching conditions, the contact plug 112a is formed by the interlayer insulating film 107.
The surface is located below -2. In this case, in the case of a fine contact, the contact area between the contact plug and the wiring formed on the contact plug is small, so that the contact resistance cannot be ignored.

【0012】第2の問題点は、図9(A)に示すよう
に、拡散層204に複数のコンタクト211を設けよう
とするとき、下地に段差のある部分では、コンタクト形
成工程でフォトレジスト膜210に設けるコンタクト用
の開口の形状が半導体基板の上面から見て形状が円形で
はなく楕円形に歪むことである。
A second problem is that, when a plurality of contacts 211 are to be provided in the diffusion layer 204 as shown in FIG. The shape of the contact opening provided in the semiconductor substrate 210 is not circular but is distorted into an ellipse when viewed from the top surface of the semiconductor substrate.

【0013】その理由は、下地が平坦な場合、図9
(B),(C)に示すように、第1の開口211−1P
の形状は半導体基板上面から見て円形となるが、下地に
段差のある部分では、露光光が下地の層間絶縁膜207
の反射の影響を受けるため、フォトレジスト膜の第2の
開口211−2Pの形状は半導体基板の上面から見て円
形ではなく形状が歪み楕円形になるためである。
The reason for this is that, when the underlayer is flat, FIG.
As shown in (B) and (C), the first opening 211-1P
Has a circular shape when viewed from the top of the semiconductor substrate. However, in a portion having a step in the base, exposure light is applied to the underlying interlayer insulating film 207.
This is because the shape of the second opening 211-2P of the photoresist film is not a circle when viewed from the upper surface of the semiconductor substrate but is distorted and an elliptical shape.

【0014】また、一方で水平方向のスケーリングが進
むと、第2の開口211−2Pに対応するコンタクト部
は、素子分離領域202のバーズビーク部(拡散層20
4の素子分離領域202(フィールド酸化膜)との境界
部)に近づくが、前述のように開口が歪みサイズが大き
くなると、素子分離領域202のバーズビーク部がエッ
チングされ、半導体基板201と拡散層204がコンタ
クトプラグで短絡する危険性が生じる。
On the other hand, when the horizontal scaling proceeds, the contact portion corresponding to the second opening 211-2P becomes a bird's beak portion (diffusion layer 20) of the element isolation region 202.
4 as a result, the bird's beak portion of the element isolation region 202 is etched, and the semiconductor substrate 201 and the diffusion layer 204 are etched. May be short-circuited by the contact plug.

【0015】第3の問題は、微細なコンタクトの場合、
コンタクトプラグとコンタクトプラグ上に形成される例
えばアルミニウム、銅、シリサイド等の金属配線との接
触抵抗を低減するために、コンタクトプラグ上への配線
を形成する前に、例えばアルゴン、ヘリウム等の不活性
ガスやHFガス等を用いたドライエッチングによってコ
ンタクトプラグ表面の自然酸化膜をエッチングして清浄
化する場合がある。
The third problem is that in the case of fine contacts,
In order to reduce the contact resistance between the contact plug and the metal wiring formed on the contact plug, for example, aluminum, copper, silicide, etc., before forming the wiring on the contact plug, for example, inert gas such as argon, helium, etc. In some cases, a natural oxide film on the surface of a contact plug is etched and cleaned by dry etching using a gas, HF gas, or the like.

【0016】この清浄化処理を行うと層間絶縁膜207
も同時にエッチングされ、エッチングされた層間絶縁膜
の材料が、清浄化処理中にコンタクトプラグ表面に再付
着し、接触抵抗がばらつく原因となる。また、この清浄
化処理を行わないと、コンタクトプラグ表面の自然酸化
膜によって清浄化処理行わない場合に比べ接触抵抗が高
くなる。
When this cleaning process is performed, the interlayer insulating film 207 is formed.
Is also etched at the same time, and the material of the etched interlayer insulating film is re-adhered to the surface of the contact plug during the cleaning process, causing the contact resistance to vary. Further, if this cleaning treatment is not performed, the contact resistance becomes higher as compared with the case where the cleaning treatment is not performed by the natural oxide film on the contact plug surface.

【0017】本発明の目的は、第1にコンタクトプラグ
とコンタクトプラグ上に形成される配線との接触面積を
大きくすること、第2にコンタクトプラグとコンタクト
プラグ上に形成される配線との接触抵抗を低減するこ
と、第3にフォトリソグラフィー工程で下地の段差等の
影響により形状が歪んでコンタクトサイズが場所により
所期のものより大きくなることを防ぐことにある。
It is an object of the present invention to firstly increase the contact area between a contact plug and a wiring formed on the contact plug, and secondly, to increase a contact resistance between the contact plug and a wiring formed on the contact plug. Third, it is to prevent the shape from being distorted due to the influence of the step of the base in the photolithography process and the contact size from being larger than expected in some places.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、表面部に拡散層の形成された半導体基板上の
第1の絶縁膜上に、第1の導電膜からなる第1の電極,
第1の層間絶縁膜,第2の電極,第2の層間絶縁膜,導
電性のバッファ膜及び前記バッファ膜と併せて反射防止
作用をもつ第2の絶縁膜を順次に堆積する工程と、フォ
トリソグラフィーによって前記第2の絶縁膜の表面から
前記拡散層に達する開口を形成し、前記開口を第2の導
電膜で埋めるコンタクトプラグを形成する工程と、前記
第2の絶縁膜を除去することにより、前記コンタクトプ
ラグの表面部を前記バッファ膜の表面より突出させる工
程と、前記コンタクトプラグの表面および前記バッファ
膜の表面を清浄化し自然酸化膜を除去する工程と、前記
コンタクトプラグの突出面を含む前記バッファ膜上に第
3の導電膜を堆積しパターニングして前記層間絶縁膜を
露出させて配線層を形成する工程とを含むというもので
ある。
According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a first conductive film made of a first conductive film is formed on a first insulating film on a semiconductor substrate having a diffusion layer formed on a surface thereof. electrode,
Sequentially depositing a first interlayer insulating film, a second electrode, a second interlayer insulating film, a conductive buffer film, and a second insulating film having an anti-reflection action together with the buffer film; Forming an opening reaching the diffusion layer from the surface of the second insulating film by lithography, forming a contact plug filling the opening with a second conductive film, and removing the second insulating film. , a step of the surface portion of the contact plug protruding from the surface of the buffer layer, the surface and the buffer of the contact plug
A step of cleaning the surface of the film to remove a natural oxide film; and depositing and patterning a third conductive film on the buffer film including the projecting surface of the contact plug to expose the interlayer insulating film and form a wiring layer. Forming step.

【0019】この場合前記第2の導電膜を前記第2の絶
縁膜全面に堆積して前記開口を埋めた後、エッチングを
行なって前記開口のみに残してコンタクトプラグを形成
することができる。
The absolute of the second in this case the second conductive film
After filling the opening by depositing the Enmaku entire surface, it is possible to form the contact plugs, leaving is etched only to the open mouth.

【0020】あるいは、前記第2の導電膜を開口に選択
的に成長してこれを埋めるコンタクトプラグを形成して
もよい。前記第2の導電膜の表面が前記第2の絶縁膜の
表面に達する迄選択成長を行なってもよいし、前記拡散
層に達する第1の開口及び前記第2の電極に達する第2
の開口をそれぞれ形成し、前記第2の導電膜を形成する
際に、前記第1の開口及前記第2の開口にそれぞれ選
択成長させた後前記第1の開口の埋め込みが完了する前
に全面成長に切換えて前記第1の開口及前記第2の開
口を前記第2の導電膜で埋め、エッチングを行なって前
記第1の開口及び第2の開口のみにそれぞれ残して第1
のコンタクトプラグ及び第2のコンタクトプラグを形成
してもよい。
[0020] Alternatively, it may be formed a contact plug to fill this selectively growing the second conductive film in the open mouth. The surface of the second conductive film may be subjected to selective growth until reaching the surface of the second insulating film, a second reaching the first opening and the second electrode reaching the diffusion layer
Openings were formed respectively, wherein when forming the second conductive film, wherein the first apertures及 beauty said second apertures each selection of the grown first apertures after allowed embedding is complete It said first apertures及 beauty said second opening is switched to confluency prior to
Fill mouth with said second conductive film, the first leaving each only said first apertures及 beauty second apertures is etched
And a second contact plug may be formed.

【0021】更に、バッファ膜はシリコン膜又は窒化チ
タン膜とし、第2の導電膜を全面成長するときは、ポリ
シリコン膜、アモルファスシリコン膜、高融点金属膜又
は高融点金属シリサイド膜とすることができる。又、第
2の導電膜を選択成長するときは、ポリシリコン膜又は
高融点金属膜とすることができる。
Further, the buffer film may be a silicon film or a titanium nitride film, and a polysilicon film, an amorphous silicon film, a refractory metal film or a refractory metal silicide film may be used when the second conductive film is entirely grown. it can. When the second conductive film is selectively grown, it can be a polysilicon film or a high melting point metal film.

【0022】コンタクトプラグを形成した後に第2の絶
縁膜を除去するので、コンタクトプラグをバッファ膜の
表面から突出させることが容易となる。
Since the second insulating film is removed after the formation of the contact plug, it is easy to make the contact plug protrude from the surface of the buffer film.

【0023】コンタクトプラグの表面の清浄化処理とし
てドライエッチングを行なって自然酸化膜の除去を行な
ってもバッファ膜の材料が再付着してもこれは導電性で
あるので問題はない。
Even if the natural oxide film is removed by dry etching to clean the surface of the contact plug and the material of the buffer film is re-attached, there is no problem because the material is conductive.

【0024】前記バッファ膜と前記第2の絶縁膜との複
合膜に反射防止作用をもたせてあるので露光時に下地か
らの反射の影響を軽減でき、コンタクト用の開口の形状
の歪は少なくなりほぼ円形な開口を形成できる
[0024] The so buffer layer and are imparted an antireflection effect in the composite film of the second insulating film can reduce the effect of reflections from the underlying during exposure, of the opening of the contact shape
And the substantially circular opening can be formed .

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】次に本発明の第1の実施の形態に
ついて説明する。
Next, a first embodiment of the present invention will be described.

【0026】図1(A)に示すように、公知の技術を用
い、半導体基板301(P型シリコン基板)上に素子分
離領域302,ゲート酸化膜303(第1の絶縁膜)
N+型の拡散層304,第1の電極305(ゲート電極
で第1の導電膜をパターニングしたもの)、層間絶縁膜
307−1,第2の電極306,層間絶縁膜307−2
を形成する。次に厚さ30nmのポリシリコン膜又は2
5nmの窒化チタン(TiN)膜でなるバッファ膜30
8,厚さ20〜50nmの酸化シリコン膜、窒化シリコ
ン膜等の絶縁膜309(第2の絶縁膜)を形成し、フォ
トレジスト膜310を塗布法により形成し、i線を用い
て露光し、現像して所望の位置にコンタクト用の開口3
11を転写し、公知のエッチング技術により拡散層30
4を露出させる。
As shown in FIG. 1A, using a known technique, an element isolation region 302, a gate oxide film 303 (first insulating film) , a semiconductor substrate 301 (P-type silicon substrate ) ,
N + type diffusion layer 304, first electrode 305 (gate electrode
The first conductive film is patterned by using the same method ), the interlayer insulating film 307-1, the second electrode 306, and the interlayer insulating film 307-2.
To form Next, a polysilicon film having a thickness of 30 nm or 2
Buffer film 30 made of 5 nm titanium nitride (TiN) film
8, an insulating film 309 (second insulating film) such as a silicon oxide film or a silicon nitride film having a thickness of 20 to 50 nm is formed, a photoresist film 310 is formed by a coating method, and exposed using i-line, Develop and place contact opening 3 in desired position
11 is transferred to the diffusion layer 30 by a known etching technique.
Expose 4.

【0027】次に、図1(B)に示すように、フォトレ
ジスト膜310を除去後に、例えば、200〜1000
nmの導電膜312を全面に堆積する。
Next, as shown in FIG. 1B, after removing the photoresist film 310, for example, 200 to 1000
A conductive film 312 of nm is deposited on the entire surface.

【0028】ここで、好適には導電膜312は、ポリシ
リコン、アモルファスシリコン、シリコンや、タングス
テン、モリブデン、等の高融点金属とのシリサイドや、
タングステン、アルミニウム等の金属を用い開口部が導
電膜312で完全に埋め込まれるようにする。
Preferably, the conductive film 312 is made of silicide with a high melting point metal such as polysilicon, amorphous silicon, silicon, tungsten, molybdenum, or the like.
The opening is completely filled with the conductive film 312 using a metal such as tungsten or aluminum.

【0029】例えば、導電膜312がポリシリコン、ア
モルファスシリコン等のカバレッジの良い膜であれば、
開口幅の半分以上の膜厚を成長させれば、開口部が完全
に埋め込まれるので、開口寸法に応じて適切な膜厚を決
定すれば良い。
For example, if the conductive film 312 is a film of good coverage such as polysilicon or amorphous silicon,
If the film is grown to a thickness of half or more of the opening width, the opening is completely buried. Therefore, an appropriate film thickness may be determined according to the opening size.

【0030】また、導電膜312としてポリシリコン、
アモルファスシリコン、シリコン等を成長する場合に不
純物をドープしながら成長させてもよいし、ノンドープ
で成長終了後に熱拡散、イオン注入、等の方法によって
不純物を導入してもよい。
The conductive film 312 is made of polysilicon,
When growing amorphous silicon, silicon, or the like, the impurity may be grown while being doped with an impurity, or the impurity may be introduced by a method such as thermal diffusion, ion implantation, or the like after the completion of the non-doping.

【0031】次に、公知のエッチング技術によって第1
の導電膜312をエッチングして図1(c)に示すコン
タクトプラグ312aを形成する。このエッチングとし
ては、好適には導電膜312を第1の絶縁膜309表面
から完全にエッチング除去した時点でエッチングの終点
を検出する(エッチング中のプラズマスペクトルの変化
を検出し、エッチングの終点を検出する)公知の方法
と、前述した、絶縁膜309の方が導電膜312よりも
遅いエッチングレートを持つ条件(例えば、第1の絶縁
膜309が酸化シリコン膜、第1の導電膜312がポリ
シリコン膜ならHClとO2 の混合ガスを用いた反応性
イオンエッチング)を併用して用いると、コンタクトプ
ラグ312aは、第1の絶縁膜309の表面よりも10
〜20nm下の位置に表面がするように安定的に形成で
きる。
Next, the first etching is performed by a known etching technique.
Is etched to form a contact plug 312a shown in FIG. As this etching, it is preferable to detect the end point of the etching when the conductive film 312 is completely removed from the surface of the first insulating film 309 (by detecting a change in the plasma spectrum during the etching and detecting the end point of the etching). And the above-mentioned condition that the insulating film 309 has an etching rate lower than that of the conductive film 312 (for example, the first insulating film 309 is a silicon oxide film, and the first conductive film 312 is a polysilicon film). If the film is used in combination with reactive ion etching using a mixed gas of HCl and O 2 , the contact plug 312 a becomes 10 .mu.m less than the surface of the first insulating film 309.
It can be formed stably so that the surface is located at a position below 2020 nm.

【0032】次に、図2(A)に示すように、公知のエ
ッチング技術によって、絶縁膜309を除去する。例え
ば、絶縁膜309が酸化シリコン膜であれば、好適には
バッファードフッ酸によるウェットエッチを用いるのが
良い。
Next, as shown in FIG. 2A, the insulating film 309 is removed by a known etching technique. For example, when the insulating film 309 is a silicon oxide film, wet etching with buffered hydrofluoric acid is preferably used.

【0033】これによってコンタクトプラグ312aの
表面を、バッファ膜308の表面よりも10〜30nm
上にすることができる。
As a result, the surface of the contact plug 312a is made 10 to 30 nm thicker than the surface of the buffer film 308.
Can be on top.

【0034】次に、図2(B)に示すように、例えば、
アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスや、HFガスの自然
酸化膜を除去する。このとき、反射防止膜308の材料
がコンタクトプラグ312aに再付着しても導電性であ
るので問題は生じない。この表面処理によって、最終的
に、コンタクトプラグ312bの表面は、薄くなったバ
ッファ膜308aの表面より上でかつ層間絶縁膜307
−2の表面よりも20〜40nm上の位置にくるように
安定的に形成できる。
Next, for example, as shown in FIG.
An inert gas such as argon and helium and a natural oxide film of HF gas are removed. At this time, even if the material of the antireflection film 308 is re-attached to the contact plug 312a, there is no problem because the material is conductive. By this surface treatment, finally, the surface of the contact plug 312b is located above the surface of the thinned buffer film 308a and the interlayer insulating film 307.
-2 can be formed stably so as to be at a position 20 to 40 nm above the surface.

【0035】次に、図2(C)に示すように、導電膜3
13を成長する。この導電膜313にはアモルファスシ
リコン、ポリシリコン、ドープトポリシリコンや、タン
グステン、モリブデン等の高融点金属とのシリサイド
や、シリサイドとポリシリコンの複合膜であるポリサイ
ド、アルミニウム、銅、金等の金属や、シリコンを数%
含んだアルミニウム、銅、金等が適用できる。
Next, as shown in FIG.
Grow 13. The conductive film 313 is made of silicide with amorphous silicon, polysilicon, doped polysilicon, a refractory metal such as tungsten or molybdenum, or polycide which is a composite film of silicide and polysilicon, metal such as aluminum, copper, or gold. And a few percent of silicon
Aluminum, copper, gold and the like can be applied.

【0036】また、好適には清浄化処理工程(図
(B))及び導電膜形成工程(図(C))は連続的に
行われ、清浄化処理の後は、コンタクトプラグの表面に
自然酸化膜が再び出来ないような、例えば減圧された状
況や、窒素、アルゴン、ヘリウム、等の不活性ガス雰囲
気等の状況で、第の導電膜313の形成が例えばCV
D法やスパッタ法等により始まることが望ましい。
Preferably, a cleaning treatment step (see FIG.2
(B)) and a conductive film forming step (FIG.2(C)) continuously
After the cleaning process, the contact plug surface
For example, when the pressure is reduced so that the natural oxide film cannot be formed again
Conditions and inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, helium, etc.
In the situation such as3Of the conductive film 313 is formed, for example, by CV.
It is desirable to start by the D method or the sputtering method.

【0037】次に、導電膜313とバッファ膜308a
の2層膜をパターニングしてコンタクトプラグ312b
に接続する配線層を形成する。
Next, the conductive film 313 and the buffer film 308a
Is patterned to form a contact plug 312b.
To form a wiring layer to be connected.

【0038】尚、下地が平坦な拡散層上に開口を設けて
コンタクトプラグを形成する場合について説明したが、
図9に示したような状況や、第1の電極や第2の電極上
に開口を設ける場合でも、バッファ膜308及び第1の
絶縁膜309が反射防止作用をもっているのでフォトレ
ジスト膜310が下地からの反射の影響を受けることが
少なくなるので、コンタクト用の開口の形状の歪は少な
くなりほぼ円形に形成出来る。
The case where a contact plug is formed by providing an opening on a diffusion layer having a flat underlayer has been described.
Even in the situation shown in FIG. 9 or when an opening is provided over the first electrode or the second electrode, since the buffer film 308 and the first insulating film 309 have an antireflection effect, the photoresist film 310 Since the influence of the reflection from the light is reduced, the distortion of the shape of the contact opening is reduced, and the contact opening can be formed in a substantially circular shape.

【0039】なお、バッファ膜は露光光(本実施の形態
ではi線)に対して透明である必要はなく寧ろ吸収があ
る方が好ましい。レンズなどの光学部分に使用される反
射防止膜は透明性が要請されるが、ここではその目的か
らいってもその必要は全くない。
The buffer film does not need to be transparent to the exposure light (i-line in this embodiment), but preferably absorbs light. An antireflection film used for an optical part such as a lens is required to have transparency, but here, there is no necessity for that purpose.

【0040】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0041】第1の実施の形態と同様にして、図3
(A)に示すように、半導体基板401上に素子分離領
域402,ゲート酸化膜403(第1の絶縁膜),拡散
層404,第1の電極405,層間絶縁膜407−1,
第2の電極406,層間絶縁膜407−2,バッファ膜
408(例えば25nmの窒化チタン膜)、第の絶縁
膜409(例えば20〜50nmの酸化シリコン膜)、
フォトレジスト膜410を形成し、i線による露光を行
ない、現像して開口411を形成し、エッチングを行な
って拡散層404を露出させ、図3(B)に示すよう
に、導電膜412を形成する。
As in the first embodiment, FIG.
As shown in (A), on a semiconductor substrate 401, an element isolation region 402, a gate oxide film 403 (first insulating film) , a diffusion layer 404, a first electrode 405, an interlayer insulating film 407-1,
A second electrode 406, an interlayer insulating film 407-2, a buffer film 408 (for example, a titanium nitride film of 25 nm), a second insulating film 409 (for example, a silicon oxide film of 20 to 50 nm),
A photoresist film 410 is formed, exposed by i-line, developed to form an opening 411, etched to expose the diffusion layer 404, and a conductive film 412 is formed as shown in FIG. I do.

【0042】尚、好適には導電膜412(200〜10
00nm)は、ポリシリコン、アモルファスシリコン、
シリコンや、タングステン、モリブデン、等の高融点金
属とのシリサイドや、タングステン、アルミニウム等の
金属を用い開口部が導電膜412で完全に埋め込まれる
ようにする。
Preferably, the conductive film 412 (200 to 10)
00 nm) is polysilicon, amorphous silicon,
The opening is completely filled with the conductive film 412 by using silicon, silicide with a high melting point metal such as tungsten or molybdenum, or metal such as tungsten or aluminum.

【0043】例えば、導電膜412がポリシリコン、ア
モルファスシリコン、等のカバレッジの良い膜であれ
ば、開口幅の半分以上の膜厚を成長させれば、開口部が
完全に埋め込まれるので、開口寸法に応じて適切な膜厚
を決定すれば良い。
For example, if the conductive film 412 is a film of good coverage such as polysilicon, amorphous silicon, etc., if the film is grown to a thickness of half or more of the opening width, the opening is completely filled. The appropriate film thickness may be determined according to the above.

【0044】また、導電膜412としてポリシリコン、
アモルファスシリコン、シリコン等を成長する場合に不
純物をドープしながら成長させてもよいし、ノンドープ
で成長終了後に熱拡散、イオン注入等の方法によって不
純物を導入してもよい。
Also, polysilicon is used as the conductive film 412.
When growing amorphous silicon, silicon, or the like, the impurity may be grown while doping the impurity, or the impurity may be introduced by a method such as thermal diffusion or ion implantation after the completion of the non-doping.

【0045】次に、エッチングの終点を検出する公知方
法と、前述した、絶縁膜409の方が導電膜412より
も早いエッチングレートを持つ条件(例えば、第1の絶
縁膜が酸化シリコン膜、第1の導電膜がポリシリコン膜
ならCHF3 とCF4 の混合ガスを用いた反応性イオン
エッチング)を併用して用いると、図3(c)に示すよ
うにコンタクトプラグ412aはその表面が絶縁膜40
9の表面よりも10〜20nm上になるように形成でき
る。
Next, a known method for detecting the end point of the etching, and the above-described conditions in which the insulating film 409 has an etching rate higher than that of the conductive film 412 (for example, when the first insulating film is a silicon oxide film, If the conductive film 1 is a polysilicon film, the contact plug 412a has an insulating film as shown in FIG. 3 (c) when the combined use of reactive ion etching using a mixed gas of CHF 3 and CF 4 is used. 40
9 can be formed so as to be 10 to 20 nm higher than the surface.

【0046】次に、公知のエッチング技術によって、図
4(A)に示すように、絶縁膜409を除去する。例え
ば、絶縁膜409が酸化シリコン膜であれば、好適には
バッファードフッ酸によるウェットエッチを用いるのが
良い。これによってコンタクトプラグ412bの表面
は、バッファ膜408の表面よりも30〜70nm上に
することができる。
Next, as shown in FIG. 4A, the insulating film 409 is removed by a known etching technique. For example, when the insulating film 409 is a silicon oxide film, it is preferable to use wet etching with buffered hydrofluoric acid. Thus, the surface of the contact plug 412b can be 30 to 70 nm above the surface of the buffer film 408.

【0047】次に、例えば、アルゴン、ヘリウム等の不
活性ガスや、HFガス等を用いてドライエッチングを行
ないコンタクトプラグ412aの表面の自然酸化膜を除
去する。この表面処理によって、図4(B)に示すよう
に、最終的に、導電膜412で形成されたコンタクトプ
ラグ412bは、薄くなったバッファ膜408aの表面
よりは上でかつ層間絶縁膜407−2の表面よりも40
〜80nm上の位置に表面がくるように安定的に形成で
きる。
Next, a natural oxide film on the surface of the contact plug 412a is removed by performing dry etching using an inert gas such as argon or helium, or HF gas. By this surface treatment, as shown in FIG. 4B, finally, the contact plug 412b formed of the conductive film 412 is located above the surface of the thinned buffer film 408a and the interlayer insulating film 407-2. 40 than the surface of
It can be formed stably such that the surface comes to a position on the order of 8080 nm.

【0048】ここで、前述した第1の実施の形態では、
導電膜で形成されたコンタクトプラグは、層間絶縁膜の
表面よりも20〜40nm上であったのに対し、本実施
の形態では、層間絶縁膜の表面よりも40〜80nm上
にまで突起させることができるので、第1の実施の形態
より配線層との接触面積が増加し、接触抵抗が低減する
のは言うまでもない。
Here, in the above-described first embodiment,
While the contact plug formed of the conductive film is 20 to 40 nm above the surface of the interlayer insulating film, in the present embodiment, the contact plug is formed to project to 40 to 80 nm above the surface of the interlayer insulating film. Therefore, it goes without saying that the contact area with the wiring layer is increased and the contact resistance is reduced as compared with the first embodiment.

【0049】次に、図4(C)に示すように、第1の実
施の形態と同様に導電膜413を成長する。この導電膜
413としては、第1の実施の形態と同様に、アモルフ
ァスシリコン、ポリシリコン、ドープトポリシリコン
や、タングステン、モリブデン等の高融点金属とのシリ
サイドや、シリサイドとポリシリの複合膜であるポリサ
イド、アルミニウム、銅、金等の金属や、シリコンを数
%含んだアルミニウム、銅、金等が適用でき、更に、好
適には、第1の実施の形態と同様に、清浄化処理工程
(図4(B))及び第2の導電膜形成工程の作業が連続
的に行なわれるのが望ましく、清浄化処理の後は、コン
タクトプラグの表面に再び自然酸化膜が出来ないよう
な、例えば減圧された状況や、窒素、アルゴン、ヘリウ
ム、等の不活性ガス雰囲気等の状況で、導電膜413の
形成が例えばCVD法やスパッタ法等により始まること
が望ましいことは言うまでもない。
Next, as shown in FIG. 4C, a conductive film 413 is grown in the same manner as in the first embodiment. The conductive film 413 is a silicide of a high melting point metal such as amorphous silicon, polysilicon, doped polysilicon, tungsten, molybdenum, or a composite film of a silicide and a polysilicide as in the first embodiment. Metals such as polycide, aluminum, copper, and gold, and aluminum, copper, and gold containing several percent of silicon can be applied. More preferably, the cleaning treatment step (see FIG. 4 (B)) and the operation of the second conductive film forming step are desirably performed continuously. After the cleaning treatment, for example, the pressure is reduced so that a natural oxide film cannot be formed again on the surface of the contact plug. It is desirable that the formation of the conductive film 413 be started by, for example, a CVD method, a sputtering method, or the like in a situation such as the above or in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, argon, and helium. It goes without saying.

【0050】次に、導電膜413とバッファ膜48aの
積層膜をパターニングしてコンタクトブロック412b
に接続する配線層を形成する。
Next, the stacked film of the conductive film 413 and the buffer film 48a is patterned to form a contact block 412b.
To form a wiring layer to be connected.

【0051】尚、第1の実施の形態と同様に、下地が平
坦な拡散層上に開口を設けてコンタクトプラグを形成す
る場合について説明したが、図9に示したような状況
や、第1の電極や第2の電極上に開口を設ける場合で
も、バッファ膜408により、フォトレジスト膜409
が下地からの反射の影響を受けることが少なくなるの
で、コンタクト用の開口の形状の歪は少なくなりほぼ円
形に形成出来る。
Although the case where the contact plug is formed by providing an opening on the diffusion layer having a flat base as in the first embodiment has been described, the situation as shown in FIG. Even when an opening is provided on the second electrode or the second electrode, the photoresist film 409
Is less affected by the reflection from the base, so that the distortion of the shape of the contact opening is reduced and the contact opening can be formed in a substantially circular shape.

【0052】更に、第1及び第2の実施の形態の変形と
して、コンタクトプラグ形成の際に、エッチングの終点
を判断する公知方法を用いるとともに絶縁膜と導電膜が
ほぼ同じエッチングレートを持つ条件を用いても良い。
この場合には、従来技術でも述べたように、導電膜で形
成されたコンタクトプラグの表面の位置が、エッチング
の際に若干ばらつくが、絶縁膜の表面とほぼ同じ位置で
形成でき、最終的に、コンタクトプラグは、層間絶縁膜
の表面よりも40〜60nm上にできる。
Further, as a modification of the first and second embodiments, when forming a contact plug, a known method for judging the end point of etching is used, and the condition that the insulating film and the conductive film have substantially the same etching rate is used. May be used.
In this case, as described in the related art, the position of the surface of the contact plug formed of the conductive film varies slightly during etching, but can be formed at substantially the same position as the surface of the insulating film. The contact plug can be formed 40 to 60 nm above the surface of the interlayer insulating film.

【0053】次に、本発明の第3の実施の形態について
説明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0054】第1,第2の実施の形態と同様にして、図
5(A)に示すように、半導体基板501上に素子分離
領域502,ゲート酸化膜503,拡散層504,第1
の電極505,層間絶縁膜507−1,第2の電極50
6,層間絶縁膜507−2,バッファ膜508(例えば
25nmの窒化チタン膜)、絶縁膜509(例えば20
〜50nmの酸化シリコン膜)、フォトレジスト膜50
1を形成し、i線による露光を行ない、現像して開口5
11を形成し、エッチングを行なって拡散層504を露
出させる。
As in the first and second embodiments, as shown in FIG. 5A, an element isolation region 502, a gate oxide film 503, a diffusion layer 504 and a first isolation region 502 are formed on a semiconductor substrate 501.
Electrode 505, interlayer insulating film 507-1, second electrode 50
6, an interlayer insulating film 507-2, a buffer film 508 (for example, a titanium nitride film of 25 nm), and an insulating film 509 (for example, 20 nm).
-50 nm silicon oxide film), photoresist film 50
1 is formed, exposed by i-line, developed, and
11 is formed and etching is performed to expose the diffusion layer 504.

【0055】次に、フォトレジスト膜510を除去し、
例えば特開平4−58525号公報に記載されている、
図5(B)に示すように、ポリシリコンを選択的にコン
タクト内に成長させる選択CVD技術を用いて、例え
ば、200〜1000nmの導電膜512を成長させ
る。
Next, the photoresist film 510 is removed,
For example, it is described in JP-A-4-58525,
As shown in FIG. 5B, a conductive film 512 of, for example, 200 to 1000 nm is grown by using a selective CVD technique for selectively growing polysilicon in the contact.

【0056】上記公報記載の方法は、成長ガス(SiH
2 Cl2 )とエッチングガス(HCl)を同時に流して
ポリシリコン層をコンタクトホール内に選択形成させる
成長工程と、成長ガスを止めてエッチングガス(HC
l)を流して絶縁膜上に形成される好ましくないシリコ
ン塊を除去するエッチング工程とを順次設けることによ
り、コンタクトホール内に多結晶リコン膜を選択的に成
長する方法である。
The method described in the above-mentioned publication discloses a growth gas (SiH
2 Cl 2 ) and an etching gas (HCl) at the same time to selectively form a polysilicon layer in the contact hole.
and l) an etching step for removing an undesired silicon lump formed on the insulating film by sequentially flowing l), thereby selectively growing a polycrystalline silicon film in the contact hole.

【0057】尚、好適には導電膜512は、ポリシリコ
ンの他に、ドープトポリシリコン、シリコンやタングス
テン等の金属でも選択成長できるので使用できる。ま
た、導電膜512としてポリシリコンやシリコンを成長
する場合には不純物をドープしながら成長させてもよい
し、ノンドープで成長終了後に熱拡散、イオン注入等の
方法によって不純物を導入してもよい。
Preferably, the conductive film 512 can be used because it is possible to selectively grow a metal such as doped polysilicon, silicon or tungsten in addition to polysilicon. In the case where polysilicon or silicon is grown as the conductive film 512, the conductive film 512 may be grown while being doped with impurities, or the impurities may be introduced by a method such as thermal diffusion or ion implantation after completion of the non-doped growth.

【0058】次に、公知のエッチング技術によって、図
5(C)に示すように、絶縁膜509を除去する。例え
ば、絶縁膜509が酸化シリコン膜であれば、好適には
酸化膜ウェットエッチ(バッファードフッ酸)を用いる
のが良い。
Next, as shown in FIG. 5C, the insulating film 509 is removed by a known etching technique. For example, when the insulating film 509 is a silicon oxide film, an oxide film wet etch (buffered hydrofluoric acid) is preferably used.

【0059】これによって導電膜512で形成されたコ
ンタクトプラグの表面は、ッファ膜508の表面より
も30〜70nm上にすることができる。
[0059] Thus the surface of the contact plug formed in the conductive film 512 may be on 30~70nm than the surface of the bar Ffa film 508.

【0060】次に、例えば、アルゴン、ヘリウム等の不
活性ガスや、HFガス等を用いて、ドライエッチングを
行ない導電膜512の表面の自然酸化膜を除去して、図
6(A)に示すように、コンタクトプラグ512aを形
成する。この表面処理によって、最終的に、コンタクト
プラグ512aは、層間絶縁膜507−2の表面よりも
40〜80nm上にできる。
Next, the natural oxide film on the surface of the conductive film 512 is removed by dry etching using an inert gas such as argon or helium, or HF gas, for example, as shown in FIG. Thus, contact plug 512a is formed. By this surface treatment, finally, the contact plug 512a can be 40 to 80 nm above the surface of the interlayer insulating film 507-2.

【0061】ここで、前述した第1の実施の形態では、
コンタクトプラグは、層間絶縁膜の表面よりも20〜4
0nm上であったのに対し、本実施の形態では、前述し
た第2の実施の形態と同様、層間絶縁膜507−2の表
面よりも40〜80nm上とすることができるので、第
1の実施の形態より配線層との接触面積が増加し、接触
抵抗が低減するのは言うまでもない。
Here, in the above-described first embodiment,
The contact plug is 20 to 4 times larger than the surface of the interlayer insulating film.
However, in the present embodiment, as in the above-described second embodiment, the height can be 40 to 80 nm above the surface of the interlayer insulating film 507-2. Needless to say, the contact area with the wiring layer increases and the contact resistance decreases as compared with the embodiment.

【0062】次に、図6(B)に示すように、第1の実
施の形態と同様に導電膜513を成長する。この第2の
導電膜513には、第1の実施の形態と同様に、アモル
ファスシリコン、ポリシリコン、ドープトポリシリコン
や、タングステン、モリブデン等の高融点金属とのシリ
サイドや、シリサイドとポリシリコンの複合膜であるポ
リサイド、アルミニウム、銅、金等の金属や、シリコン
を数%含んだアルミニウム、銅、金等が適用でき、更
に、好適には、第1の実施の形態と同様に、清浄化処理
(図6(A))と第2の導電膜の形成作業が連続的に行
なわれるのが望ましく、清浄化処理の後は、コンタクト
プラグの表面に自然酸化膜が再び出来ないような、例え
ば減圧された状況や、窒素、アルゴン、ヘリウム、等の
不活性ガス雰囲気等の状況で、第2の導電膜513の形
成が例えばCVD法やスパッタ法等により始まることは
望ましいことは言うまでもない。
Next, as shown in FIG. 6B, a conductive film 513 is grown as in the first embodiment. As in the first embodiment, the second conductive film 513 has a silicide of a high melting point metal such as amorphous silicon, polysilicon, doped polysilicon, tungsten, molybdenum, or a silicide and polysilicon. Metals such as polycide, aluminum, copper, and gold, which are composite films, and aluminum, copper, and gold containing several percent of silicon can be applied. Further, preferably, cleaning is performed in the same manner as in the first embodiment. It is desirable that the process (FIG. 6A) and the operation of forming the second conductive film be performed continuously. After the cleaning process, for example, a natural oxide film cannot be formed again on the surface of the contact plug. It is desirable that the formation of the second conductive film 513 be started by, for example, a CVD method, a sputtering method, or the like under a reduced pressure state or an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, and helium. Needless to say, the.

【0063】次に、導電膜513とバッファ膜508a
の積層膜をパターニングしてコンタクトプラグ512a
と接続する配線層を形成する。
Next, the conductive film 513 and the buffer film 508a
The contact plug 512a
Is formed to connect with the wiring layer.

【0064】更に、第1の実施の形態と同様に、下地が
平坦な拡散層上に開口を形成する場合について説明した
が、図9に示したような状況や、第1の電極や第2の電
極上に開口を設ける場合でも、バッファ膜508によ
り、フォトレジスト膜510が下地からの反射の影響を
受けることが少なくなるので、コンタクト用の開口の形
状の歪は少なくなりほぼ円形に形成出来る。
Further, as in the case of the first embodiment, the case where an opening is formed on a diffusion layer having a flat base is described. However, the situation shown in FIG. Even if an opening is provided on the electrode, the photoresist film 510 is less affected by the reflection from the base by the buffer film 508, so that the distortion of the shape of the contact opening is reduced and the contact opening can be formed in a substantially circular shape. .

【0065】次に、本発明の第4の実施の形態について
説明する。図7(A)に示すように、第1〜第3の実施
の形態と同様にしてフォトレジスト膜610の形成まで
を行なう。次に、i線による露光、現像を行ない開口6
11−1,611−2を形成し、エッチングを行なって
拡散層604及び第2の電極606をそれぞれ露出させ
る。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 7A, the steps up to the formation of the photoresist film 610 are performed in the same manner as in the first to third embodiments. Next, i-line exposure and development are performed to open
11-1 and 611-2 are formed and etched to expose the diffusion layer 604 and the second electrode 606, respectively.

【0066】次に、第3の実施の形態と同様な選択成長
法により、図7(B)に示すように、浅い方の開口の入
口まで導電膜612−2を埋め込む。このとき、深い方
の開口には途中まで導電膜612−1が形成されてい
る。次に、選択性のない全面成長に切り換えて、図7
(C)に示すように、導電膜612を形成する。
Next, as shown in FIG. 7B, the conductive film 612-2 is buried up to the entrance of the shallower opening by a selective growth method similar to that of the third embodiment. At this time, the conductive film 612-1 is partially formed in the deeper opening. Next, switching to the entire growth without selectivity, FIG.
As shown in (C), a conductive film 612 is formed.

【0067】次に、第1の実施の形態と同様にして、図
8に示すように、コンタクトプラグ612a,612b
を形成する。第2の実施の形態と同様にしてもよい。以
下の工程は第1,第2の実施の形態と同じである。
Next, as in the first embodiment, as shown in FIG. 8, contact plugs 612a, 612b
To form This may be the same as in the second embodiment. The following steps are the same as in the first and second embodiments.

【0068】これは、深さの違うコンタクト用の開口が
存在する場合、選択成長のみを用いると、浅い方の開口
部に埋め込まれたコンタクトプラグの表面の位置と深い
開口部に埋め込まれたコンタクトプラグの表面の位置で
は、前者の方が、層間絶縁膜の表面から出っ張る量が大
きくなるのを防止するための方法である。
This is because, if there are openings for contacts having different depths, if only selective growth is used, the position of the surface of the contact plug buried in the shallow opening and the contact buried in the deep opening At the position of the plug surface, the former is a method for preventing the amount of protrusion from the surface of the interlayer insulating film from increasing.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は層間絶縁
膜上にバッファ膜及び第2の絶縁膜を堆積してからコン
タクト用の開口を設けて、コンタクトプラグを形成した
のち第2の絶縁膜を除去することにより、コンタクトプ
ラグをバッファ膜から突き出た状態にすることが確実に
行えるので配線層との接触面積を大きくできる。第2の
絶縁膜がコンタクトプラグの表面の位置を決める際のク
ッションの役割を果たすこと、第2の絶縁膜を除去する
ときのエッチング阻止層の役割をバッファが果たすの
で層間絶縁膜の厚さに影響を及ぼすことを防止できるこ
とによる。従って電気的特性や信頼性の向上を図れる。
As described above, according to the present invention, a buffer film and a second insulating film are deposited on an interlayer insulating film, an opening for contact is provided, a contact plug is formed, and a second insulating film is formed. By removing the film, the contact plug can be reliably made to protrude from the buffer film, so that the contact area with the wiring layer can be increased. Since the second insulating film plays a role of a cushion in determining the position of the surface of the contact plug, and the buffer film plays a role of an etching stop layer when removing the second insulating film, the thickness of the interlayer insulating film is reduced. Can be prevented from affecting. Therefore, electrical characteristics and reliability can be improved.

【0070】また、コンタクトプラグ表面の自然酸化膜
を除去するときに絶縁物が再付着するのを導電性のバッ
ファ膜が防止するので配線層との接触抵抗を低減でき
る。
Further, since the conductive buffer film prevents the insulator from re-adhering when the natural oxide film on the contact plug surface is removed, the contact resistance with the wiring layer can be reduced.

【0071】更に、層間絶縁膜の表面にバッファと第
2の絶縁膜を設けてあるのでその反射防止の作用により
下地からの反射の悪影響を抑制できるので、コンタクト
プラグを開ける位置による形状のばらつきを少なくする
ことができる。従って高集積化及び信頼性の向上が図れ
る。
Further, since the buffer film and the second insulating film are provided on the surface of the interlayer insulating film, the anti-reflection effect of the buffer film and the adverse effect of the reflection from the base can be suppressed. Can be reduced. Therefore, high integration and improvement in reliability can be achieved.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態について説明するた
めの(A)〜(C)に分図して示す工程順断面図。
FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views in a process order for explaining a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に続いて(A)〜(C)に分図して示す工
程順断面図。
FIGS. 2A to 2C are sectional views in the order of steps, which are separated from FIGS.

【図3】本発明の第2の実施の形態について説明するた
めの(A)〜(C)に分図して示す工程順断面図。
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views in the order of steps for explaining a second embodiment of the present invention.

【図4】図3に続いて(A)〜(C)に分図して示す工
程順断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view in the order of steps, which is shown separately in FIGS.

【図5】本発明の第3の実施の形態について説明するた
めの(A)〜(C)に分図して示す工程順断面図。
FIGS. 5A to 5C are cross-sectional views in the order of steps for explaining a third embodiment of the present invention.

【図6】図5に続いて(A),(B)に分図して示す工
程順断面図。
FIG. 6 is a sectional view in the order of steps, which is shown separately in FIGS.

【図7】本発明の第4の実施の形態について説明するた
めの(A)〜(C)に分図して示す工程順断面図。
FIGS. 7A to 7C are cross-sectional views in the order of steps for explaining a fourth embodiment of the present invention.

【図8】図7に続いて示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing a state following FIG. 7;

【図9】従来技術の問題点の説明のための目的とする形
状を示す平面図(図9(A)),図9(A)のA−A線
断面図に相当する部分の実際の形状を示す断面図(図9
(B))、図9(B)に対応する平面図(図9
(C))。
9 is a plan view (FIG. 9A) showing a target shape for explaining a problem of the prior art, and an actual shape of a portion corresponding to a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 9A. FIG. 9 is a sectional view showing
(B)) and a plan view corresponding to FIG.
(C)).

【図10】特開平1−147843号公報に記載の技術
について説明するための(A)〜(C)に分図して示す
工程順断面図。
FIGS. 10A to 10C are cross-sectional views in the order of steps, illustrating the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-147843;

【図11】特開昭62−32630号公報に記載の技術
について説明するための(A),(B)に分図して示す
工程順断面図。
FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views in the order of steps for explaining the technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-32630; FIGS.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201,301,401,501,601
半導体基板 102〜602 素子分離領域 303〜603 ゲート酸化膜 104〜604 拡散層 105〜605 第1の電極 106,206〜606 第2の電極 107−1,207,207−1〜607−1,107
−2〜607−2層間絶縁膜 308〜608 バッファ膜 309〜609 絶縁膜 310〜610 フォトレジスト膜 211,211−1P,211−2P,311〜61
1,611−1,611−2 開口 312〜612,612−1,612−2 導電膜 312a〜612a コンタクトプラグ 312b,412b,612b コンタクトプラグ 10 ウェハのサブストレート 12 拡散領域 14 ウェハの表面 16 フィールド酸化物領域 18 ポリシリコンゲート 20 二酸化シリコン層 22 誘電体層の表面 24 コンタクト穴 30 ポリシリコン層 32 ポリシリコン層の表面 34 ポリプラグ 36 周辺表面 37 ポリプラグの表面
101, 201, 301, 401, 501, 601
Semiconductor substrate 102 to 602 Element isolation region 303 to 603 Gate oxide film 104 to 604 Diffusion layer 105 to 605 First electrode 106, 206 to 606 Second electrode 107-1, 207, 207-1 to 607-1, 107
-2-607-2 interlayer insulating film 308-608 buffer film 309-609 insulating film 310-610 photoresist film 211, 211-1P, 211-2P, 311-61
1, 611-1, 611-2 Opening 312-612, 612-1, 612-2 Conductive film 312a-612a Contact plug 312b, 412b, 612b Contact plug 10 Wafer substrate 12 Diffusion area 14 Wafer surface 16 Field oxidation Object area 18 Polysilicon gate 20 Silicon dioxide layer 22 Dielectric layer surface 24 Contact hole 30 Polysilicon layer 32 Polysilicon layer surface 34 Polyplug 36 Peripheral surface 37 Polyplug surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/28 - 21/288 H01L 21/3205 - 21/3213 H01L 21/768──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/28-21/288 H01L 21/3205-21/3213 H01L 21/768

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 表面部に拡散層の形成された半導体基板
上の第1の絶縁膜上に、第1の導電膜からなる第1の電
極,第1の層間絶縁膜,第2の電極,第2の層間絶縁
膜,導電性のバッファ膜及び前記バッファ膜と併せて反
射防止作用をもつ第2の絶縁膜を順次に堆積する工程
と、フォトリソグラフィーによって前記第2の絶縁膜の
表面から前記拡散層に達する開口を形成し、前記開口を
第2の導電膜で埋めるコンタクトプラグを形成する工程
と、前記第2の絶縁膜を除去することにより、前記コン
タクトプラグの表面部を前記バッファ膜の表面より突出
させる工程と、前記コンタクトプラグの表面および前記
バッファ膜の表面を清浄化し自然酸化膜を除去する工程
と、前記コンタクトプラグの突出面を含む前記バッファ
膜上に第3の導電膜を堆積しパターニングして前記層間
絶縁膜を露出させて配線層を形成する工程とを含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A first electrode made of a first conductive film, a first interlayer insulating film, a second electrode, and a first conductive film on a first insulating film on a semiconductor substrate having a diffusion layer formed on a surface thereof. Sequentially depositing a second interlayer insulating film, a conductive buffer film, and a second insulating film having an anti-reflection action together with the buffer film; and forming the second insulating film from the surface of the second insulating film by photolithography. Forming an opening reaching the diffusion layer and forming a contact plug filling the opening with a second conductive film; and removing the second insulating film, so that a surface portion of the contact plug is formed on the buffer film. Projecting from the surface, the surface of the contact plug and the
Process to clean the surface of the buffer film and remove the natural oxide film
And depositing a third conductive film on the buffer film including the projecting surface of the contact plug and patterning the third conductive film to expose the interlayer insulating film and form a wiring layer. Manufacturing method.
【請求項2】 前記第2の導電膜を前記第2の絶縁膜全
面に堆積して前記開口を埋めた後、エッチングを行なっ
て前記開口のみに残してコンタクトプラグを形成する請
求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The contact plug according to claim 1, wherein said second conductive film is deposited on the entire surface of said second insulating film to fill said opening, and then etched to form a contact plug leaving only said opening. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項3】 前記第2の導電膜を前記開口に選択的に
成長させてこれを埋めるコンタクトプラグを形成後、前
記第2の導電膜の方が前記第2の絶縁膜より早いエッチ
ングレート条件でエッチングする請求項1記載の半導体
装置の製造方法。
3. The etching rate condition of the second conductive film , which is faster than that of the second insulating film, after selectively growing the second conductive film in the opening and forming a contact plug filling the opening. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the etching is performed by:
JP8167688A 1996-06-27 1996-06-27 Method for manufacturing semiconductor device Expired - Fee Related JP2842385B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8167688A JP2842385B2 (en) 1996-06-27 1996-06-27 Method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8167688A JP2842385B2 (en) 1996-06-27 1996-06-27 Method for manufacturing semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1012731A JPH1012731A (en) 1998-01-16
JP2842385B2 true JP2842385B2 (en) 1999-01-06

Family

ID=15854395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8167688A Expired - Fee Related JP2842385B2 (en) 1996-06-27 1996-06-27 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2842385B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10321556A (en) * 1997-05-17 1998-12-04 Tokyo Electron Ltd Deposition of film
JP5410714B2 (en) * 2008-08-27 2014-02-05 株式会社島津製作所 Antireflection film forming method and antireflection film forming apparatus
US9443730B2 (en) 2014-07-18 2016-09-13 Asm Ip Holding B.V. Process for forming silicon-filled openings with a reduced occurrence of voids
US9837271B2 (en) 2014-07-18 2017-12-05 Asm Ip Holding B.V. Process for forming silicon-filled openings with a reduced occurrence of voids
US10460932B2 (en) 2017-03-31 2019-10-29 Asm Ip Holding B.V. Semiconductor device with amorphous silicon filled gaps and methods for forming
CN107507514A (en) * 2017-10-12 2017-12-22 惠科股份有限公司 A kind of display device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02277254A (en) * 1989-04-18 1990-11-13 Nec Corp Semiconductor device
JPH03208545A (en) * 1990-01-08 1991-09-11 Daishowa Seiki Co Ltd Monitoring device for machine tool
JPH08125013A (en) * 1994-10-20 1996-05-17 Kawasaki Steel Corp Semiconductor device and its manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
JPH1012731A (en) 1998-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6077733A (en) Method of manufacturing self-aligned T-shaped gate through dual damascene
US5747379A (en) Method of fabricating seamless tungsten plug employing tungsten redeposition and etch back
EP0517368B1 (en) Local interconnect for integrated circuits
US5677237A (en) Process for removing seams in tungsten plugs
US5838051A (en) Tungsten policide contacts for semiconductor devices
USRE45232E1 (en) Method of forming a contact plug for a semiconductor device
JPH05251575A (en) Method for forming protective wall of semiconductor die, and semiconductor die
US7790611B2 (en) Method for FEOL and BEOL wiring
JP3102405B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US5866947A (en) Post tungsten etch bank anneal, to improve aluminum step coverage
KR100277377B1 (en) Formation method of contact/through hole
JP3953726B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device having metal silicide layer with chamfer
US7772112B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
US5801096A (en) Self-aligned tungsen etch back process to minimize seams in tungsten plugs
US7557038B2 (en) Method for fabricating self-aligned contact hole
US5700726A (en) Multi-layered tungsten depositions for contact hole filling
JP2842385B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US6103623A (en) Method for fabricating a tungsten plug structure and an overlying interconnect metal structure without a tungsten etch back or CMP procedure
JPH02280327A (en) Method of forming slant side wall in integrated circuit
JP2882301B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
TWI282121B (en) Method for fabricating contact pad of semiconductor device
JP2001093888A (en) Method for manufacturing semiconductor device
US6703297B1 (en) Method of removing inorganic gate antireflective coating after spacer formation
US6225222B1 (en) Diffusion barrier enhancement for sub-micron aluminum-silicon contacts
US6200892B1 (en) Method for forming an integrated circuit interconnect using a dual poly process

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19980922

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees