JP3129703B2 - Semiconductor device having MOS transistor and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device having MOS transistor and method of manufacturing the same

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JP3129703B2
JP3129703B2 JP10252062A JP25206298A JP3129703B2 JP 3129703 B2 JP3129703 B2 JP 3129703B2 JP 10252062 A JP10252062 A JP 10252062A JP 25206298 A JP25206298 A JP 25206298A JP 3129703 B2 JP3129703 B2 JP 3129703B2
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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、半導体装置および
その製造方法に関し、さらに言えば、金属−酸化物−半
導体(Metal-Oxide-Semiconductor、MOS)型の電界
効果トランジスタ(以下、MOSトランジスタという)
を備えた半導体装置およびその製造方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a metal-oxide-semiconductor (MOS) type field effect transistor (hereinafter, referred to as a MOS transistor).
And a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、MOSトランジスタを備えた半
導体装置の製造工程において、プラズマ・エッチング、
プラズマ・アッシング、プラズマCVD(Chemical Vap
or Deposition、化学的気相成長法)等のプラズマを使
用したプロセス(以下、プラズマ・プロセスという)が
数多く用いられる。特に、半導体装置の微細化・高集積
化を進める上で、プラズマ・プロセスは欠かすことがで
きない。他方、プラズマ・プロセスを使用した場合に
は、プラズマ中の荷電粒子の影響によりMOSトランジ
スタの特性が劣化したり、素子自体が破壊されるという
現象が発生する。このため、半導体装置の信頼性や歩留
まりが低下するという問題がある。以下、従来の半導体
装置について、プラズマ・プロセスがMOSトランジス
タに及ぼす影響について説明する。
2. Description of the Related Art Generally, in a manufacturing process of a semiconductor device having a MOS transistor, plasma etching,
Plasma ashing, Plasma CVD (Chemical Vap
or a process using plasma (hereinafter, referred to as a plasma process) such as chemical vapor deposition or chemical vapor deposition. In particular, a plasma process is indispensable for miniaturization and high integration of a semiconductor device. On the other hand, when the plasma process is used, a phenomenon occurs in which the characteristics of the MOS transistor are deteriorated or the element itself is destroyed due to the influence of charged particles in the plasma. Therefore, there is a problem that the reliability and the yield of the semiconductor device are reduced. The effect of a plasma process on a MOS transistor in a conventional semiconductor device will be described below.

【0003】図8は、従来の半導体装置の一例を示す。FIG. 8 shows an example of a conventional semiconductor device.

【0004】図8の従来の半導体装置は、シリコンから
なる半導体基板101を備えている。半導体基板101
の表面領域には、酸化シリコンからなるフィールド絶縁
層102が形成され、このフィールド絶縁層102によ
り分離された素子形成領域(図示せず)が形成されてい
る。素子形成領域の上には、酸化シリコンからなるゲー
ト絶縁膜103が選択的に形成されている。ゲート絶縁
膜103の上には、多結晶シリコンからなるゲート電極
104が選択的に形成され、その両端部はフィールド絶
縁層102の上に延在している。素子形成領域には、ゲ
ート電極104の直下の領域を挟むように一対のソース
・ドレイン領域(図示せず)が形成されている。それら
のソース・ドレイン領域とゲート電極104により半導
体基板101上にMOSトランジスタが形成される。
The conventional semiconductor device shown in FIG. 8 has a semiconductor substrate 101 made of silicon. Semiconductor substrate 101
A field insulating layer 102 made of silicon oxide is formed in a surface region of the device, and an element forming region (not shown) separated by the field insulating layer 102 is formed. A gate insulating film 103 made of silicon oxide is selectively formed on the element formation region. A gate electrode 104 made of polycrystalline silicon is selectively formed on the gate insulating film 103, and both ends of the gate electrode 104 extend on the field insulating layer 102. A pair of source / drain regions (not shown) are formed in the element formation region so as to sandwich a region immediately below the gate electrode 104. A MOS transistor is formed on the semiconductor substrate 101 by the source / drain regions and the gate electrode 104.

【0005】フィールド絶縁層102の上には、酸化シ
リコンからなる第1層間絶縁層105が形成されてい
る。この第1層間絶縁層105は、ソース・ドレイン領
域とゲート電極104を覆っている。第1層間絶縁層1
05には、ゲート電極104の表面に至る貫通孔106
が形成されている。貫通孔106の内部には、タングス
テンからなる導電体プラグ107が充填されている。導
電体プラグ107の底部はゲート電極104の頂部と接
触し、それによって導電体プラグ107はゲート電極1
04に電気的に接続される。
On the field insulating layer 102, a first interlayer insulating layer 105 made of silicon oxide is formed. The first interlayer insulating layer 105 covers the source / drain region and the gate electrode 104. First interlayer insulating layer 1
05, a through hole 106 reaching the surface of the gate electrode 104;
Are formed. The inside of the through hole 106 is filled with a conductor plug 107 made of tungsten. The bottom of the conductor plug 107 contacts the top of the gate electrode 104 so that the conductor plug 107
04 is electrically connected.

【0006】第1層間絶縁層105の上には、パターン
化されたアルミニウム層からなる配線層108が形成さ
れている。この配線層108の底部は導電体プラグ10
7の頂部と接触している。それにより、配線層108
は、導電体プラグ107に電気的に接続され、さらに、
導電体プラグ107を介してゲート電極104に電気的
に接続される。第1層間絶縁層105の上には、第1配
線層108を覆うように第2層間絶縁層109が形成さ
れている。
On the first interlayer insulating layer 105, a wiring layer 108 made of a patterned aluminum layer is formed. The bottom of this wiring layer 108 is
7 is in contact with the top. Thereby, the wiring layer 108
Is electrically connected to the conductor plug 107,
It is electrically connected to gate electrode 104 via conductor plug 107. On the first interlayer insulating layer 105, a second interlayer insulating layer 109 is formed so as to cover the first wiring layer.

【0007】以上の構成を持つ図8の従来の半導体装置
は、次のようにして作製される。
[0008] The conventional semiconductor device of FIG. 8 having the above configuration is manufactured as follows.

【0008】まず、半導体基板101の表面領域にフィ
ールド絶縁層102を選択的に形成する。半導体基板1
01の表面領域には、フィールド絶縁層102により分
離された素子形成領域が画定される。次に、半導体基板
101の素子形成領域上に酸化シリコン膜を形成した
後、多結晶シリコン層を半導体基板101上の全体に堆
積する。多結晶シリコン層上にパターン化されたフォト
レジストを形成した後、それをマスクに用いてエッチン
グを行い、酸化シリコン膜と多結晶シリコン層を選択的
且つ同時に除去する。こうして、ゲート絶縁膜103と
ゲート電極104が形成される。さらに、フィールド絶
縁層102とゲート電極104をマスクとして素子形成
領域に燐をイオン注入することにより、一対のソース・
ドレイン領域を形成する。
First, a field insulating layer 102 is selectively formed on a surface region of a semiconductor substrate 101. Semiconductor substrate 1
In the surface region 01, element formation regions separated by the field insulating layer 102 are defined. Next, after a silicon oxide film is formed over the element formation region of the semiconductor substrate 101, a polycrystalline silicon layer is deposited over the entire semiconductor substrate 101. After a patterned photoresist is formed on the polycrystalline silicon layer, etching is performed using the patterned photoresist as a mask to selectively and simultaneously remove the silicon oxide film and the polycrystalline silicon layer. Thus, the gate insulating film 103 and the gate electrode 104 are formed. Further, phosphorus is ion-implanted into the element formation region using the field insulating layer 102 and the gate electrode 104 as a mask, so that a pair of
Forming a drain region;

【0009】次に、半導体基板101上の全体に酸化シ
リコン層を堆積させて第1層間絶縁層105を形成す
る。そして、第1層間絶縁層105の上に、パターン化
されたフォトレジストを形成し、それをマスクに用いて
反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching、RI
E)法によりエッチングを行い、第1層間絶縁層を選択
的に除去して貫通孔106を形成する。フォトレジスト
を除去した後、第1層間絶縁層105の上にCVD法に
よりタングステン層を形成する。タングステン層の厚さ
は、タングステン層が貫通孔106の全体に埋め込まれ
るよう設定される。その後、化学機械研磨(Chemical M
echanical Polish、CMP)法により、タングステン層
の不要な部分を除去し、導電体プラグ107を形成す
る。
Next, a first interlayer insulating layer 105 is formed by depositing a silicon oxide layer on the entire surface of the semiconductor substrate 101. Then, a patterned photoresist is formed on the first interlayer insulating layer 105, and the patterned photoresist is used as a mask to form a reactive ion etching (Reactive Ion Etching, RI).
The first interlayer insulating layer is selectively removed by etching according to the method E) to form the through-hole 106. After removing the photoresist, a tungsten layer is formed on the first interlayer insulating layer 105 by a CVD method. The thickness of the tungsten layer is set so that the tungsten layer is buried in the entire through hole 106. After that, chemical mechanical polishing (Chemical M
Unnecessary portions of the tungsten layer are removed by mechanical polishing (CMP) to form conductor plugs 107.

【0010】次に、第1層間絶縁層105の上にスパッ
タ法によりアルミニウム層を形成する。このアルミニウ
ム層は半導体基板101上の全体を覆うように形成され
る。続いて、アルミニウム層の上に、パターン化された
フォトレジストを形成した後、それをマスクに用いてR
IE法によりエッチングを行い、アルミニウム層を選択
的に除去して配線層108を形成する。フォトレジスト
を除去した後、層間絶縁層105の上に酸化シリコン層
を堆積させ、第3層間絶縁層109を形成する。
Next, an aluminum layer is formed on the first interlayer insulating layer 105 by a sputtering method. This aluminum layer is formed so as to cover the entire surface of the semiconductor substrate 101. Subsequently, after a patterned photoresist is formed on the aluminum layer, R
Etching is performed by the IE method, and the aluminum layer is selectively removed to form the wiring layer 108. After removing the photoresist, a silicon oxide layer is deposited on the interlayer insulating layer 105 to form a third interlayer insulating layer 109.

【0011】上述した通り、図8の従来の半導体装置の
製造工程にはいくつものプラズマ・プロセスが含まれて
いる。以下、配線層108を形成する工程で行われるエ
ッチングを例として、プラズマ・プロセスがMOSトラ
ンジスタに及ぼす影響について述べる。
As described above, the manufacturing process of the conventional semiconductor device shown in FIG. 8 includes several plasma processes. Hereinafter, the influence of the plasma process on the MOS transistor will be described by taking the etching performed in the step of forming the wiring layer 108 as an example.

【0012】プラズマとは電離したイオンや電子などの
荷電粒子が高密度で存在する状態のことである。このプ
ラズマが局所的に不均一になると電荷の均衡が崩れるた
め、プラズマから導電体に電荷が供給される。
The term "plasma" refers to a state in which charged particles such as ionized ions and electrons are present at a high density. When the plasma becomes locally non-uniform, the charge balance is lost, and thus the charge is supplied from the plasma to the conductor.

【0013】配線層108を形成する工程では、RIE
法によりアルミニウム層がエッチングされる。エッチン
グの初期段階では、半導体基板101上の全体を覆うよ
うに形成されたアルミニウム層は、図示されていない部
分でソース・ドレイン領域などを介して半導体基板10
1に接続されている。この接続により、アルミニウム層
と半導体基板101との間に低抵抗の電流経路が形成さ
れることになる。このため、プラズマから導電体である
アルミニウム層に供給された電荷は、この低抵抗の電流
経路を通って半導体基板101に放出される。よって、
プラズマがMOSトランジスタに影響を及ぼすことはな
い。エッチングの最終段階では、いわゆるオーバ・エッ
チングが行われる。この場合、アルミニウム層はパター
ン化されて配線層108が形成されているので、配線層
108に供給された電荷は電気的にフローティングの状
態にあるゲート電極104に流れ込む。そして、ゲート
絶縁膜103に電荷が蓄積される。この蓄積された電荷
により、MOSトランジスタのしきい値電圧が変動す
る。すなわち、MOSトランジスタの特性が劣化する。
最悪の場合、ゲート絶縁膜104に絶縁破壊が起こり素
子が破壊される。
In the step of forming the wiring layer 108, RIE
The aluminum layer is etched by the method. At the initial stage of the etching, the aluminum layer formed so as to cover the entire surface of the semiconductor substrate 101 is not covered with the semiconductor substrate 10 via source / drain regions and the like.
1 connected. With this connection, a low-resistance current path is formed between the aluminum layer and the semiconductor substrate 101. Therefore, electric charges supplied from the plasma to the aluminum layer, which is a conductor, are discharged to the semiconductor substrate 101 through this low-resistance current path. Therefore,
The plasma does not affect the MOS transistor. In the final stage of the etching, so-called over-etching is performed. In this case, since the wiring layer 108 is formed by patterning the aluminum layer, the electric charge supplied to the wiring layer 108 flows into the electrically floating gate electrode 104. Then, charges are accumulated in the gate insulating film 103. The threshold voltage of the MOS transistor fluctuates due to the accumulated charge. That is, the characteristics of the MOS transistor deteriorate.
In the worst case, dielectric breakdown occurs in the gate insulating film 104, and the element is destroyed.

【0014】プラズマ中に曝される導電体の面積(以
下、アンテナ面積と呼ぶ)が大きい程、その導電体に供
給される電荷の量は多くなる。長い配線長を持つ配線層
108のアンテナ面積は大きいので、ゲート電極104
に流入する電荷の量が多くなる。よって、上記のMOS
トランジスタの特性の劣化や素子の破壊が生じ易い。
The larger the area of a conductor exposed to plasma (hereinafter, referred to as antenna area), the larger the amount of electric charge supplied to the conductor. Since the antenna area of the wiring layer 108 having a long wiring length is large, the gate electrode 104
The amount of charge flowing into the device increases. Therefore, the above MOS
Deterioration of transistor characteristics and destruction of elements are likely to occur.

【0015】配線層108を形成する工程では、フォト
レジストの除去にプラズマ・アッシング法を用いる場合
がある。また、層間絶縁層109をプラズマCVD法を
用いて形成する場合もある。それらの場合には、MOS
トランジスタの特性の劣化や素子の破壊がさらに進んで
しまうことになる。
In the step of forming the wiring layer 108, a plasma ashing method may be used for removing the photoresist. In some cases, the interlayer insulating layer 109 is formed by a plasma CVD method. In those cases, MOS
Deterioration of the characteristics of the transistor and destruction of the element will be further advanced.

【0016】そこで、この問題を解消するため、従来よ
り種々の技術が提案されている。
In order to solve this problem, various techniques have been conventionally proposed.

【0017】図9は、この問題の解消を意図した従来の
半導体装置の一例を示す。この従来の半導体装置は、特
開平6−204467号公報に開示されている。
FIG. 9 shows an example of a conventional semiconductor device intended to solve this problem. This conventional semiconductor device is disclosed in JP-A-6-204467.

【0018】図9の従来の半導体装置は、シリコンから
なる半導体基板201を備えている。半導体基板201
の表面領域には、酸化シリコンからなるフィールド絶縁
層202が形成され、このフィールド絶縁層202によ
り分離された素子形成領域(図示せず)が形成されてい
る。素子形成領域の上には、酸化シリコンからなるゲー
ト絶縁膜203が選択的に形成されている。ゲート絶縁
膜203の上には、多結晶シリコンからなるゲート電極
204が選択的に形成され、その両端部はフィールド絶
縁層202の上に延在している。素子形成領域には、ゲ
ート電極204の直下の領域を挟むように一対のソース
・ドレイン領域(図示せず)が形成されている。それら
のソース・ドレイン領域とゲート電極204により半導
体基板201上にMOSトランジスタが形成される。
The conventional semiconductor device shown in FIG. 9 includes a semiconductor substrate 201 made of silicon. Semiconductor substrate 201
A field insulating layer 202 made of silicon oxide is formed in a surface region of the device, and an element formation region (not shown) separated by the field insulating layer 202 is formed. A gate insulating film 203 made of silicon oxide is selectively formed on the element formation region. A gate electrode 204 made of polycrystalline silicon is selectively formed on the gate insulating film 203, and both ends of the gate electrode 204 extend over the field insulating layer 202. A pair of source / drain regions (not shown) are formed in the element formation region so as to sandwich a region immediately below the gate electrode 204. A MOS transistor is formed on the semiconductor substrate 201 by the source / drain regions and the gate electrode 204.

【0019】フィールド絶縁層202の上には、酸化シ
リコンからなる第1層間絶縁層205が形成されてい
る。この第1層間絶縁層205は、ソース・ドレイン領
域とゲート電極204の表面を覆っている。第1層間絶
縁層205には、ゲート電極204の表面に至る貫通孔
206が形成されている。貫通孔206の内部には、タ
ングステンからなる導電体プラグ207が充填されてい
る。導電体プラグ207の底部はゲート電極204の頂
部と接触し、それによって導電体プラグ207はゲート
電極204に電気的に接続される。
On the field insulating layer 202, a first interlayer insulating layer 205 made of silicon oxide is formed. This first interlayer insulating layer 205 covers the source / drain region and the surface of the gate electrode 204. In the first interlayer insulating layer 205, a through hole 206 reaching the surface of the gate electrode 204 is formed. The inside of the through-hole 206 is filled with a conductor plug 207 made of tungsten. The bottom of the conductor plug 207 is in contact with the top of the gate electrode 204, whereby the conductor plug 207 is electrically connected to the gate electrode 204.

【0020】第1層間絶縁層205の上には、パターン
化されたアルミニウム層からなる第1配線層208が形
成されている。この第1配線層208は短い配線パター
ン部分208Aと長い配線パターン部分208Bにより
構成されている。配線パターン部分208Aの底部は導
電体プラグ207の頂部と接触している。それにより、
配線パターン部分208Aは、導電体プラグ207に電
気的に接続され、さらにゲート電極204に電気的に接
続される。
On the first interlayer insulating layer 205, a first wiring layer 208 made of a patterned aluminum layer is formed. The first wiring layer 208 includes a short wiring pattern portion 208A and a long wiring pattern portion 208B. The bottom of the wiring pattern portion 208A is in contact with the top of the conductor plug 207. Thereby,
The wiring pattern portion 208A is electrically connected to the conductor plug 207 and further electrically connected to the gate electrode 204.

【0021】第1層間絶縁層205の上には、第1配線
層208を覆うように第2層間絶縁層209が形成され
ている。第2層間絶縁層209には、それを貫通する2
つの貫通孔210Aと210Bが形成されている。それ
らの貫通孔から配線パターン部分208Aと208Bの
表面が露出している。第2層間絶縁層209の上には、
パターン化されたアルミニウム層からなる第2配線層2
11が形成されている。その第2配線層211は、貫通
孔210Aと210Bの内部に延在し、それらの底部で
配線パターン部分208Aの頂部と208Bの頂部にそ
れぞれ接触している。こうして、配線パターン部分20
8Bは、第2配線層211を介して配線パターン部分2
08Aに電気的に接続され、さらにゲート電極204に
電気的に接続される。
A second interlayer insulating layer 209 is formed on the first interlayer insulating layer 205 so as to cover the first wiring layer 208. The second interlayer insulating layer 209 has
Two through holes 210A and 210B are formed. The surfaces of the wiring pattern portions 208A and 208B are exposed from these through holes. On the second interlayer insulating layer 209,
Second wiring layer 2 made of patterned aluminum layer
11 are formed. The second wiring layer 211 extends inside the through holes 210A and 210B, and contacts the tops of the wiring pattern portions 208A and 208B at the bottoms thereof. Thus, the wiring pattern portion 20
8B is the wiring pattern portion 2 via the second wiring layer 211.
08A and further electrically connected to the gate electrode 204.

【0022】図9の従来の半導体装置では、配線パター
ン部分208Aと208Bは、第2配線層211を介し
て電気的に接続される。このため、第1配線層208を
形成する工程において配線パターン部分208Bはゲー
ト電極204に電気的に接続されない。したがって、第
1配線層208を形成する工程がプラズマ・プロセスを
含んでいて、それによりプラズマから配線パターン部分
208Bへ電荷の供給がなされても、その電荷はゲート
電極204に流入することがない。ゲート電極204に
電気的に接続された配線パターン部分208Aは、その
長さが短くアンテナ面積が小さいので、プラズマから供
給される電荷の量が少なくなる。その結果、MOSトラ
ンジスタの特性の劣化や素子の破壊が抑制される。
In the conventional semiconductor device of FIG. 9, the wiring pattern portions 208A and 208B are electrically connected via the second wiring layer 211. Therefore, the wiring pattern portion 208B is not electrically connected to the gate electrode 204 in the step of forming the first wiring layer 208. Therefore, even if the step of forming the first wiring layer 208 includes a plasma process, and the charge is supplied from the plasma to the wiring pattern portion 208B, the charge does not flow into the gate electrode 204. Since the wiring pattern portion 208A electrically connected to the gate electrode 204 has a short length and a small antenna area, the amount of charges supplied from the plasma is reduced. As a result, deterioration of the characteristics of the MOS transistor and destruction of the element are suppressed.

【0023】図10は、上記問題の解消を意図した従来
の半導体装置の他の例を示す。この従来の半導体装置
は、図9の従来の半導体装置と同様に第1配線層を2つ
の配線パターン部分に分割して構成したものであり、1
つの貫通孔の内部に延在する第2配線層を介してそれら
の2つの配線パターン部分を電気的に接続した点におい
て、図9の従来の半導体装置と相違する。なお、図10
の従来の半導体装置は、特開平7−235541号公報
に開示されている。
FIG. 10 shows another example of a conventional semiconductor device intended to solve the above problem. This conventional semiconductor device has a structure in which the first wiring layer is divided into two wiring pattern portions similarly to the conventional semiconductor device of FIG.
It differs from the conventional semiconductor device of FIG. 9 in that those two wiring pattern portions are electrically connected via a second wiring layer extending inside the two through holes. Note that FIG.
The conventional semiconductor device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-235541.

【0024】図10の従来の半導体装置は、シリコンか
らなる半導体基板301を備えている。半導体基板30
1の表面領域には、酸化シリコンからなるフィールド絶
縁層302が形成され、このフィールド絶縁層302に
より分離された素子形成領域(図示せず)が形成されて
いる。素子形成領域の上には、酸化シリコンからなるゲ
ート絶縁膜303が選択的に形成されている。ゲート絶
縁膜303の上には、多結晶シリコンからなるゲート電
極304が選択的に形成され、その両端部はフィールド
絶縁層302の上に延在している。素子形成領域には、
ゲート電極304の直下の領域を挟むように一対のソー
ス・ドレイン領域(図示せず)が形成されている。それ
らのソース・ドレイン領域とゲート電極304により半
導体基板301上にMOSトランジスタが形成される。
The conventional semiconductor device shown in FIG. 10 includes a semiconductor substrate 301 made of silicon. Semiconductor substrate 30
A field insulating layer 302 made of silicon oxide is formed in a surface region of the semiconductor device 1, and an element forming region (not shown) separated by the field insulating layer 302 is formed. A gate insulating film 303 made of silicon oxide is selectively formed on the element formation region. A gate electrode 304 made of polycrystalline silicon is selectively formed on the gate insulating film 303, and both ends of the gate electrode 304 extend on the field insulating layer 302. In the element formation area,
A pair of source / drain regions (not shown) is formed so as to sandwich a region immediately below gate electrode 304. A MOS transistor is formed on the semiconductor substrate 301 by the source / drain regions and the gate electrode 304.

【0025】フィールド絶縁層302の上には、酸化シ
リコンからなる第1層間絶縁層305が形成されてい
る。この第1層間絶縁層305は、ソース・ドレイン領
域とゲート電極304の表面を覆っている。第1層間絶
縁層305には、ゲート電極304の表面に至る貫通孔
306が形成されている。貫通孔306の内部には、タ
ングステンからなる導電体プラグ307が充填されてい
る。導電体プラグ307の底部はゲート電極304の頂
部と接触し、それによって導電体プラグ307はゲート
電極304に電気的に接続される。
On the field insulating layer 302, a first interlayer insulating layer 305 made of silicon oxide is formed. This first interlayer insulating layer 305 covers the source / drain region and the surface of the gate electrode 304. In the first interlayer insulating layer 305, a through hole 306 reaching the surface of the gate electrode 304 is formed. The inside of the through hole 306 is filled with a conductor plug 307 made of tungsten. The bottom of the conductor plug 307 contacts the top of the gate electrode 304, whereby the conductor plug 307 is electrically connected to the gate electrode 304.

【0026】第1層間絶縁層305の上には、パターン
化されたアルミニウム層からなる第1配線層308が形
成されている。この第1配線層308は短い配線パター
ン部分308Aと長い配線パターン部分308Bにより
構成されている。配線パターン部分308Aの底部は導
電体プラグ307の頂部と接触している。それにより、
配線パターン部分308Aは、導電体プラグ307に電
気的に接続され、さらにゲート電極304に電気的に接
続される。
On the first interlayer insulating layer 305, a first wiring layer 308 made of a patterned aluminum layer is formed. The first wiring layer 308 includes a short wiring pattern portion 308A and a long wiring pattern portion 308B. The bottom of the wiring pattern portion 308A is in contact with the top of the conductor plug 307. Thereby,
The wiring pattern portion 308A is electrically connected to the conductor plug 307 and further electrically connected to the gate electrode 304.

【0027】第1層間絶縁層305の上には、第1配線
層308を覆うように第2層間絶縁層309が形成され
ている。第2層間絶縁層309には、貫通孔310が形
成されている。その貫通孔310から第1配線パターン
部分308Aと308Bの側部が露出している。第2層
間絶縁層309の上には、パターン化されたアルミニウ
ム層からなる第2配線層311が形成されている。その
第2配線層311は、貫通孔310の内部に延在し、そ
の底部で配線パターン部分308Aおよび308Bの側
部と接触している。こうして、配線パターン部分208
Bは、第2配線層311を介して配線パターン部分30
8Aに電気的に接続され、さらにゲート電極304に電
気的に接続される。
On the first interlayer insulating layer 305, a second interlayer insulating layer 309 is formed so as to cover the first wiring layer 308. In the second interlayer insulating layer 309, a through hole 310 is formed. Side portions of the first wiring pattern portions 308A and 308B are exposed from the through hole 310. On the second interlayer insulating layer 309, a second wiring layer 311 made of a patterned aluminum layer is formed. The second wiring layer 311 extends inside the through hole 310, and is in contact with the side of the wiring pattern portions 308A and 308B at the bottom. Thus, the wiring pattern portion 208
B indicates the wiring pattern portion 30 via the second wiring layer 311.
8A, and electrically connected to the gate electrode 304.

【0028】図10の従来の半導体装置でも、図9の従
来の半導体装置と同様にMOSトランジスタの特性の劣
化や素子の破壊が抑制される。すなわち、配線パターン
部分308Aと308Bは、第2配線層311を介して
電気的に接続される。このため、第1配線層308を形
成する工程において配線パターン部分308Bはゲート
電極304に電気的に接続されない。したがって、第1
配線層308を形成する工程がプラズマ・プロセスを含
んでいて、プラズマから配線パターン部分308Bへ電
荷の供給がなされても、その電荷はゲート電極304に
供給されることがない。そして、ゲート電極304に電
気的に接続された配線パターン部分308Aは、その長
さが短くアンテナ面積が小さいので、プラズマから供給
される電荷の量が少なくなる。その結果、MOSトラン
ジスタの特性の劣化や素子の破壊が抑制される。
In the conventional semiconductor device of FIG. 10, similarly to the conventional semiconductor device of FIG. 9, deterioration of the characteristics of the MOS transistor and destruction of the element are suppressed. That is, the wiring pattern portions 308A and 308B are electrically connected via the second wiring layer 311. Therefore, the wiring pattern portion 308 </ b> B is not electrically connected to the gate electrode 304 in the step of forming the first wiring layer 308. Therefore, the first
Even if the step of forming the wiring layer 308 includes a plasma process, and the electric charge is supplied from the plasma to the wiring pattern portion 308B, the electric charge is not supplied to the gate electrode 304. Since the length of the wiring pattern portion 308A electrically connected to the gate electrode 304 is short and the antenna area is small, the amount of charge supplied from the plasma is reduced. As a result, deterioration of the characteristics of the MOS transistor and destruction of the element are suppressed.

【0029】[0029]

【発明が解決しようとする課題】図8の従来の半導体装
置では、上記の通り、プラズマ・プロセスに起因したM
OSトランジスタの特性の劣化や破壊が著しい。よっ
て、半導体装置の歩留まりや信頼性が低下するという問
題がある。
As described above, in the conventional semiconductor device shown in FIG.
OS transistors have remarkable deterioration and destruction of characteristics. Therefore, there is a problem that the yield and reliability of the semiconductor device are reduced.

【0030】図9の従来の半導体装置では、第1配線層
208の配線パターン部分208A、208Bの電気的
な接続は、第2配線層211を介してなされる。このた
め、第2配線層211には、配線パターン部分208A
と208Bを接続するための配線パターン部分が必要と
なる。この配線パターン部分は第2層間絶縁層209の
表面を占有するので、第2配線層211の他の配線パタ
ーン部分の配置を妨げることになる。これは、配線の集
積度が低下することを意味する。よって、半導体装置の
集積度が低下するという問題がある。
In the conventional semiconductor device of FIG. 9, the electrical connection between the wiring pattern portions 208A and 208B of the first wiring layer 208 is made via the second wiring layer 211. For this reason, the second wiring layer 211 includes the wiring pattern portion 208A.
And a wiring pattern portion for connecting the wiring pattern 208B. Since this wiring pattern portion occupies the surface of the second interlayer insulating layer 209, it prevents the arrangement of another wiring pattern portion of the second wiring layer 211. This means that the degree of integration of the wiring is reduced. Therefore, there is a problem that the degree of integration of the semiconductor device is reduced.

【0031】図10の従来の半導体装置では、第1配線
層308の配線パターン部分308A、308Bの電気
的な接続は、第2配線層311を介してなされる。この
ため、第2配線層311には、配線パターン部分308
Aと308Bを接続するための配線パターン部分が必要
となる。この配線パターン部分は、第2層間絶縁層30
9の表面を占有するので、第2配線層の他の配線パター
ン部分の配置を妨げることになる。これは、配線の集積
度が低下することを意味する。よって、半導体装置の集
積度が低下するという問題がある。
In the conventional semiconductor device of FIG. 10, the electrical connection between the wiring pattern portions 308 A and 308 B of the first wiring layer 308 is made via the second wiring layer 311. For this reason, the second wiring layer 311 includes the wiring pattern portion 308
A wiring pattern portion for connecting A and 308B is required. This wiring pattern portion is formed by the second interlayer insulating layer 30.
9 occupies the surface of the second wiring layer, which hinders the arrangement of other wiring pattern portions of the second wiring layer. This means that the degree of integration of the wiring is reduced. Therefore, there is a problem that the degree of integration of the semiconductor device is reduced.

【0032】そこで、本発明の目的は、プラズマ・プロ
セスに起因する歩留まりや信頼性の低下を抑制すること
のできるMOSトランジスタを備えた半導体装置および
その製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a MOS transistor capable of suppressing a decrease in yield and reliability due to a plasma process, and a method of manufacturing the same.

【0033】本発明の他の目的は、集積度を高めること
のできるMOSトランジスタを備えた半導体装置および
その製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device having a MOS transistor capable of increasing the degree of integration and a method of manufacturing the same.

【0034】[0034]

【課題を解決するための手段】(1) 本発明の第1の
半導体装置は、半導体基板上に形成されたMOSトラン
ジスタと、前記半導体基板上に形成されると共に前記M
OSトランジスタのゲート電極を覆ってなる、前記ゲー
ト電極を露出する第1貫通孔を有する第1層間絶縁層
と、前記第1貫通孔の内部に形成され、且つ前記ゲート
電極と接触する第1導電体プラグと、前記第1層間絶縁
層上に前記第1導電体プラグの頂部と離間して形成され
た第1配線層と、前記第1層間絶縁層上に形成されると
共に前記第1配線層を覆ってなる、前記第1配線層の一
部および前記第1導電体プラグのそれぞれを露出する第
2貫通孔を有する第2層間絶縁層と、前記第2貫通孔の
内部に形成され、且つ前記第1配線層および前記第1導
電体プラグのそれぞれと接触する第2導電体プラグとを
備え、前記第1配線層は前記第2導電体プラグを介して
前記第1導電体プラグに電気的に接続され、もって前記
第1配線層は前記ゲート電極に電気的に接続されること
を特徴とする。
(1) A first semiconductor device according to the present invention comprises a MOS transistor formed on a semiconductor substrate, and a MOS transistor formed on the semiconductor substrate.
A first interlayer insulating layer covering the gate electrode of the OS transistor and having a first through hole exposing the gate electrode; and a first conductive layer formed inside the first through hole and in contact with the gate electrode. Body plug, a first wiring layer formed on the first interlayer insulating layer and spaced apart from a top of the first conductive plug, and a first wiring layer formed on the first interlayer insulating layer and formed on the first interlayer insulating layer. A second interlayer insulating layer having a second through hole exposing a part of the first wiring layer and the first conductor plug, the second interlayer insulating layer covering the first wiring layer and the first conductor plug; A second conductor plug in contact with each of the first wiring layer and the first conductor plug, wherein the first wiring layer is electrically connected to the first conductor plug via the second conductor plug. And the first wiring layer is connected to the gate. Characterized in that it is electrically connected to the gate electrode.

【0035】(2) 本発明の第1の半導体装置では、
第1配線層が第2層間絶縁層に覆われており、その第2
層間絶縁層に第1配線層および第1導電体プラグのそれ
ぞれに至る第2貫通孔が設けられ、その第2貫通孔の内
部に形成された第2導電体プラグが第1配線層および第
1導電体プラグのそれぞれと接触する。それにより、第
1配線層は、第2導電体プラグを介して第1導電体プラ
グに電気的に接続され、さらにゲート電極に接続され
る。
(2) In the first semiconductor device of the present invention,
The first wiring layer is covered with a second interlayer insulating layer, and the second
A second through hole is provided in the interlayer insulating layer to reach each of the first wiring layer and the first conductor plug, and the second conductor plug formed inside the second through hole is connected to the first wiring layer and the first conductor plug. Contact with each of the conductor plugs. Thereby, the first wiring layer is electrically connected to the first conductor plug via the second conductor plug, and further connected to the gate electrode.

【0036】このため、第1配線層をゲート電極に接続
しない状態で第1配線層を形成することができる。その
場合、第1配線層をプラズマ・プロセスで形成しても、
プラズマから第1配線層に供給された電荷がゲート電極
に流入することがない。よって、プラズマ・プロセスに
起因するMOSトランジスタの特性の劣化や破壊を抑制
でき、歩留まりや信頼性の低下を抑制することができ
る。
Therefore, the first wiring layer can be formed without connecting the first wiring layer to the gate electrode. In that case, even if the first wiring layer is formed by a plasma process,
Electric charges supplied to the first wiring layer from the plasma do not flow into the gate electrode. Therefore, deterioration and destruction of the characteristics of the MOS transistor due to the plasma process can be suppressed, and a decrease in yield and reliability can be suppressed.

【0037】また、第2貫通孔の開口を小さくすること
により、第2貫通孔の第2層間絶縁層表面における占有
面積を小さくできる。よって、第2層間絶縁層上に他の
配線層を設ける場合の集積度の低下が抑制されて半導体
装置の集積度を高めることができる。
Further, by reducing the opening of the second through hole, the area occupied by the second through hole on the surface of the second interlayer insulating layer can be reduced. Therefore, a decrease in the degree of integration when another wiring layer is provided over the second interlayer insulating layer is suppressed, and the degree of integration of the semiconductor device can be increased.

【0038】第2貫通孔は、好ましくは、第1貫通孔よ
りも大きい内寸法を有する。この場合、第1配線層が第
1導電体プラグと接触することなく且つ第2導電体プラ
グと確実に接触できる利点がある。あるいは、第1貫通
孔に対して第2貫通孔を第1配線層側に偏心させて設け
てもよい。その場合にも、内寸法を大きくする場合と同
様の利点がある。
[0038] The second through-hole preferably has a larger internal dimension than the first through-hole. In this case, there is an advantage that the first wiring layer can reliably contact the second conductor plug without contacting the first conductor plug. Alternatively, the second through hole may be provided eccentrically to the first wiring layer side with respect to the first through hole. In this case, there is an advantage similar to the case where the inner size is increased.

【0039】また、第2導電体プラグは、第2貫通孔内
部の全体に充填されてもよいし、第2貫通孔の底部を含
む一部分だけに形成されてもよい。
The second conductor plug may be filled in the entire inside of the second through hole, or may be formed only in a part including the bottom of the second through hole.

【0040】(3) 本発明の第1の半導体装置の好ま
しい例では、前記第2貫通孔の内部において前記第2導
電体プラグ上に絶縁体プラグがさらに形成されており、
前記第2導電体プラグの表面が前記絶縁体プラグにより
絶縁される。この場合、第2貫通孔の直上にも他の配線
層を形成できるので、半導体装置の集積度をいっそう高
めることができる。
(3) In a preferred example of the first semiconductor device of the present invention, an insulator plug is further formed on the second conductor plug inside the second through hole,
The surface of the second conductor plug is insulated by the insulator plug. In this case, since another wiring layer can be formed immediately above the second through hole, the integration degree of the semiconductor device can be further increased.

【0041】(4) 本発明の第2の半導体装置は、半
導体基板上に形成されたMOSトランジスタと、前記半
導体基板上に形成されると共に前記MOSトランジスタ
のゲート電極を覆ってなる、前記ゲート電極を露出する
第1貫通孔を有する第1層間絶縁層と、前記第1貫通孔
の内部に形成され、且つ前記ゲート電極と接触する第1
導電体プラグと、前記第1層間絶縁層上に形成された、
第1および第2の配線パターン部分を含んでなる第1配
線層と、前記第1層間絶縁層上に形成されると共に前記
第1配線層を覆ってなる、前記第1および第2の配線パ
ターン部分のそれぞれを露出する第2貫通孔を有する第
2層間絶縁層と、前記第2貫通孔の内部に形成され、且
つ前記第1および第2の配線パターン部分のそれぞれと
接触する第2導電体プラグと、前記第2貫通孔の内部に
おいて前記第2導電体プラグ上に形成された絶縁体プラ
グとを備え、前記第2配線パターン部分より小さい面積
の表面を有する前記第1配線パターン部分は前記第1導
電体プラグと接触しており、前記第2配線パターン部分
は前記第2導電体プラグを介して前記第1配線パターン
部分に電気的に接続され、もって、前記第2配線パター
ン部分は前記ゲート電極に電気的に接続され、しかも前
記第2導電体プラグの表面は前記絶縁体プラグにより絶
縁されることを特徴とする。
(4) The second semiconductor device according to the present invention is characterized in that the MOS transistor formed on the semiconductor substrate and the gate electrode formed on the semiconductor substrate and covering the gate electrode of the MOS transistor A first interlayer insulating layer having a first through hole exposing a first through hole; and a first interlayer insulating layer formed inside the first through hole and in contact with the gate electrode.
A conductor plug, formed on the first interlayer insulating layer;
A first wiring layer including first and second wiring pattern portions; and the first and second wiring patterns formed on the first interlayer insulating layer and covering the first wiring layer. A second interlayer insulating layer having a second through hole exposing each of the portions, and a second conductor formed inside the second through hole and in contact with each of the first and second wiring pattern portions A plug, and an insulator plug formed on the second conductor plug inside the second through hole, wherein the first wiring pattern portion having a surface area smaller than the second wiring pattern portion is The second wiring pattern portion is in contact with a first conductor plug, and the second wiring pattern portion is electrically connected to the first wiring pattern portion via the second conductor plug, so that the second wiring pattern portion is Game It is electrically connected to the electrode, yet the surface of the second conductive plug is characterized in that it is insulated by the insulator plug.

【0042】(5) 本発明の第2の半導体装置では、
第1配線層が第2層間絶縁層に覆われており、その第2
層間絶縁層に第1配線層の第1および第2の配線パター
ン部分のそれぞれに至る第2貫通孔が設けられ、その第
2貫通孔の内部に形成された第2導電体プラグが第1お
よび第2の配線パターン部分のそれぞれと接触する。そ
れにより、第2配線パターン部分は、第2導電体プラグ
を介して第1配線パターン部分に電気的に接続される。
他方、第2配線パターン部分より小さい面積の表面を有
する第1配線パターン部分は第1導電体プラグと接触す
る。それにより、第2配線パターン部分がゲート電極に
接続される。そして、第2貫通孔の内部において第2導
電体プラグ上に形成された絶縁体プラグにより、第2導
電体プラグの表面は絶縁される。
(5) In the second semiconductor device of the present invention,
The first wiring layer is covered with a second interlayer insulating layer, and the second
A second through hole reaching each of the first and second wiring pattern portions of the first wiring layer is provided in the interlayer insulating layer, and the second conductor plug formed inside the second through hole has the first and second conductor plugs. It comes into contact with each of the second wiring pattern portions. Thereby, the second wiring pattern portion is electrically connected to the first wiring pattern portion via the second conductor plug.
On the other hand, the first wiring pattern portion having a surface having a smaller area than the second wiring pattern portion is in contact with the first conductor plug. Thereby, the second wiring pattern portion is connected to the gate electrode. The surface of the second conductor plug is insulated by the insulator plug formed on the second conductor plug inside the second through hole.

【0043】このため、表面の面積の大きい第2配線パ
ターン部分をゲート電極に接続しない状態で第1配線層
を形成することができる。その場合、第1配線層をプラ
ズマ・プロセスで形成しても、プラズマから第2配線パ
ターンに供給された電荷がゲート電極に流入することが
ない。よって、プラズマ・プロセスに起因するMOSト
ランジスタの特性の劣化や破壊を抑制でき、歩留まりや
信頼性の低下を抑制することができる。
Therefore, the first wiring layer can be formed without connecting the second wiring pattern portion having a large surface area to the gate electrode. In this case, even if the first wiring layer is formed by the plasma process, the charge supplied to the second wiring pattern from the plasma does not flow into the gate electrode. Therefore, deterioration and destruction of the characteristics of the MOS transistor due to the plasma process can be suppressed, and a decrease in yield and reliability can be suppressed.

【0044】また、第2導電体プラグの表面は絶縁され
るているので、第2貫通孔の直上にも他の配線層を形成
することが可能となる。よって、半導体装置の集積度を
高めることができる。
Further, since the surface of the second conductor plug is insulated, another wiring layer can be formed immediately above the second through hole. Therefore, the degree of integration of the semiconductor device can be increased.

【0045】(6) 本発明の第1の半導体装置の製造
方法は、半導体基板上にMOSトランジスタを形成する
工程と、前記MOSトランジスタのゲート電極を覆って
なる、前記ゲート電極に至る第1貫通孔を有する第1層
間絶縁層を前記半導体基板上に形成する工程と、前記第
1貫通孔の内部に前記ゲート電極と接触する第1導電体
プラグを形成する工程と、前記第1層間絶縁層上に前記
第1貫通孔の開口内に配線パターン部分を含まずに第1
配線層を形成する工程と、前記第1配線層を覆ってな
る、前記第1配線層および前記第1導電体プラグのそれ
ぞれに至る第2貫通孔を有する第2層間絶縁層を前記第
1層間絶縁層上に形成する工程と、前記第2貫通孔の内
部に前記第1配線層および前記第1導電体プラグのそれ
ぞれと接触する第2導電体プラグを形成する工程とを備
え、前記第2導電体プラグを形成する工程において、前
記第1配線層が前記第1導電体プラグを介して前記第1
導電体プラグと電気的に接続され、もって前記第1配線
層が前記ゲート電極に電気的に接続されることを特徴と
する。
(6) In a first method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, there is provided a step of forming a MOS transistor on a semiconductor substrate, and a first through hole reaching the gate electrode, the gate electrode covering the gate electrode of the MOS transistor. Forming a first interlayer insulating layer having a hole on the semiconductor substrate, forming a first conductor plug in contact with the gate electrode inside the first through hole, and forming the first interlayer insulating layer The first through hole does not include a wiring pattern portion in the opening of the first through hole.
Forming a wiring layer, and forming a second interlayer insulating layer covering the first wiring layer and having a second through-hole reaching each of the first wiring layer and the first conductor plug by the first interlayer Forming a second conductor plug in contact with each of the first wiring layer and the first conductor plug inside the second through hole; In the step of forming a conductor plug, the first wiring layer is connected to the first wiring layer via the first conductor plug.
It is electrically connected to a conductor plug, so that the first wiring layer is electrically connected to the gate electrode.

【0046】(7) 本発明の第1の半導体装置の製造
方法では、本発明の第1の半導体装置と同様に、第1配
線層が第2層間絶縁層に覆われており、その第2層間絶
縁層に第1配線層の一部および第1導電体プラグのそれ
ぞれに至る第2貫通孔が設けられ、その第2貫通孔の内
部に第1配線層および第1導電体プラグのそれぞれと接
触する第2導電体プラグが形成される。そして、第1配
線層は、第2導電体プラグを介して第1導電体プラグに
電気的に接続され、さらにゲート電極に接続される。
(7) In the first method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the first wiring layer is covered with the second interlayer insulating layer, as in the first semiconductor device according to the present invention. A second through hole is provided in the interlayer insulating layer to reach a part of the first wiring layer and each of the first conductor plugs, and each of the first wiring layer and the first conductor plug is provided inside the second through hole. A contacting second conductor plug is formed. Further, the first wiring layer is electrically connected to the first conductor plug via the second conductor plug, and further connected to the gate electrode.

【0047】このため、第1配線層をゲート電極に接続
しない状態で第1配線層を形成することができる。その
場合、第1配線層をプラズマ・プロセスで形成しても、
プラズマから第1配線層に供給された電荷がゲート電極
に流入することがない。よって、プラズマ・プロセスに
起因するMOSトランジスタの特性の劣化や破壊を抑制
でき、歩留まりや信頼性の低下を抑制することができ
る。
Therefore, the first wiring layer can be formed without connecting the first wiring layer to the gate electrode. In that case, even if the first wiring layer is formed by a plasma process,
Electric charges supplied to the first wiring layer from the plasma do not flow into the gate electrode. Therefore, deterioration and destruction of the characteristics of the MOS transistor due to the plasma process can be suppressed, and a decrease in yield and reliability can be suppressed.

【0048】また、第2貫通孔の開口を小さくすること
により、第2貫通孔の第2層間絶縁層表面における占有
面積を小さくできる。よって、第2層間絶縁層上に他の
配線層を設ける場合の集積度の低下が抑制されて半導体
装置の集積度を高めることができる。
Further, by reducing the opening of the second through-hole, the area occupied by the second through-hole on the surface of the second interlayer insulating layer can be reduced. Therefore, a decrease in the degree of integration when another wiring layer is provided over the second interlayer insulating layer is suppressed, and the degree of integration of the semiconductor device can be increased.

【0049】(8) 本発明の第1の半導体装置の製造
方法の好ましい例では、前記第2貫通孔の内部において
前記第2導電体プラグ上に絶縁体プラグを形成する工程
をさらに備えており、前記第2導電体プラグの表面が前
記絶縁体プラグにより絶縁される。この場合、第2貫通
孔の直上にも他の配線層を形成できるので、半導体装置
の集積度をいっそう高め得る利点がある。
(8) In a preferred example of the first method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the method further comprises a step of forming an insulator plug on the second conductor plug inside the second through hole. The surface of the second conductor plug is insulated by the insulator plug. In this case, since another wiring layer can be formed immediately above the second through hole, there is an advantage that the degree of integration of the semiconductor device can be further increased.

【0050】本発明の第1の半導体装置の製造方法の他
の好ましい例では、前記第2導電体プラグを形成する形
成する工程が、前記第2貫通孔の内部を覆うように前記
第1層間絶縁層上に導電体層を形成するステップと、前
記導電体層をエッチバックして前記第2貫通孔の内部に
前記第2導電体プラグを残存させるステップとから構成
され、前記導電体層を形成するステップにおいて前記第
2貫通孔の内部の前記導電体層上に凹部が形成される。
この場合、絶縁体プラグによる第2導電体プラグの表面
の絶縁が確実に行われる利点がある。
In another preferred example of the first method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the step of forming the second conductor plug includes the step of forming the second conductive plug so as to cover the inside of the second through hole. Forming a conductor layer on an insulating layer; and etching back the conductor layer to leave the second conductor plug inside the second through-hole. In the forming step, a recess is formed on the conductor layer inside the second through hole.
In this case, there is an advantage that the insulation of the surface of the second conductor plug by the insulator plug is reliably performed.

【0051】(9) 本発明の第2の半導体装置の製造
方法は、半導体基板上にMOSトランジスタを形成する
工程と、前記MOSトランジスタのゲート電極を覆って
なる、前記ゲート電極に至る第1貫通孔を有する第1層
間絶縁層を前記半導体基板上に形成する工程と、前記第
1貫通孔の内部に前記ゲート電極と接触する第1導電体
プラグを形成する工程と、前記第1層間絶縁層上に第1
および第2の配線パターン部分を含んでなる第1配線層
を形成する工程と、前記第1配線層を覆ってなる、前記
第1および第2の配線パターン部分のそれぞれに至る第
2貫通孔を有する第2層間絶縁層を前記第1層間絶縁層
上に形成する工程と、前記第2貫通孔の内部に前記第1
および第2の配線パターン部分のそれぞれと接触する第
2導電体プラグを形成する工程と、前記第2貫通孔の内
部において前記第2導電体プラグ上に絶縁体プラグを形
成する工程とを備え、前記第1配線層を形成する工程に
おいて、前記第2配線パターン部分より小さい面積の表
面を有する前記第1配線パターン部分は前記第1導電体
プラグと接触して形成され、前記第2導電体プラグを形
成する工程において、前記第2配線パターン部分は前記
第2導電体プラグを介して前記第1配線パターン部分に
電気的に接続され、もって、前記第2配線パターン部分
は前記ゲート電極に電気的に接続され、前記絶縁体プラ
グを形成する工程において、前記第2導電体プラグの表
面は前記絶縁体プラグにより絶縁されることを特徴とす
る。
(9) In a second method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming a MOS transistor on a semiconductor substrate and a first through hole reaching the gate electrode, which cover the gate electrode of the MOS transistor, Forming a first interlayer insulating layer having a hole on the semiconductor substrate, forming a first conductor plug in contact with the gate electrode inside the first through hole, and forming the first interlayer insulating layer First on
Forming a first wiring layer including a second wiring pattern portion and a second through hole reaching each of the first and second wiring pattern portions covering the first wiring layer. Forming a second interlayer insulating layer on the first interlayer insulating layer, and forming the first interlayer insulating layer inside the second through hole.
Forming a second conductor plug in contact with each of the second wiring pattern portions, and forming an insulator plug on the second conductor plug inside the second through hole, In the step of forming the first wiring layer, the first wiring pattern portion having a surface having an area smaller than that of the second wiring pattern portion is formed in contact with the first conductor plug, and the second conductor plug is formed. In the step of forming, the second wiring pattern portion is electrically connected to the first wiring pattern portion via the second conductor plug, so that the second wiring pattern portion is electrically connected to the gate electrode. In the step of forming the insulator plug, the surface of the second conductor plug is insulated by the insulator plug.

【0052】(10) 本発明の第2の半導体装置の製
造方法では、本発明の第2の半導体装置と同様に、第1
配線層が第2層間絶縁層に覆われており、その第2層間
絶縁層に第1配線層の第1および第2の配線パターン部
分のそれぞれに至る第2貫通孔が設けられ、その第2貫
通孔の内部に第1および第2の配線パターン部分のそれ
ぞれと接触する第2導電体プラグが形成される。それに
より、第2配線パターン部分は、第2導電体プラグを介
して第1配線パターン部分に電気的に接続される。他
方、前記第2配線パターン部分より小さい面積の表面を
有する前記第1配線パターン部分は前記第1導電体プラ
グと接触して形成される。それにより、第2配線パター
ン部分がゲート電極に接続される。そして、前記第2貫
通孔の内部において前記第2導電体プラグ上に絶縁体プ
ラグが形成され、それにより、前記第2導電体プラグの
表面は絶縁される。
(10) In the method of manufacturing a second semiconductor device according to the present invention, the first method is the same as in the second semiconductor device of the present invention.
The wiring layer is covered with a second interlayer insulating layer, and the second interlayer insulating layer is provided with a second through hole reaching each of the first and second wiring pattern portions of the first wiring layer. A second conductor plug that is in contact with each of the first and second wiring pattern portions is formed inside the through hole. Thereby, the second wiring pattern portion is electrically connected to the first wiring pattern portion via the second conductor plug. On the other hand, the first wiring pattern portion having a surface having an area smaller than that of the second wiring pattern portion is formed in contact with the first conductor plug. Thereby, the second wiring pattern portion is connected to the gate electrode. Then, an insulator plug is formed on the second conductor plug inside the second through-hole, whereby the surface of the second conductor plug is insulated.

【0053】このため、表面の面積の大きい第2配線パ
ターン部分をゲート電極に接続しない状態で第1配線層
を形成することができる。その場合、第1配線層をプラ
ズマ・プロセスで形成しても、プラズマから第2配線パ
ターンに供給された電荷がゲート電極に流入することが
ない。よって、プラズマ・プロセスに起因するMOSト
ランジスタの特性の劣化や破壊を抑制でき、歩留まりや
信頼性の低下を抑制することができる。
Therefore, the first wiring layer can be formed without connecting the second wiring pattern portion having a large surface area to the gate electrode. In this case, even if the first wiring layer is formed by the plasma process, the charge supplied to the second wiring pattern from the plasma does not flow into the gate electrode. Therefore, deterioration and destruction of the characteristics of the MOS transistor due to the plasma process can be suppressed, and a decrease in yield and reliability can be suppressed.

【0054】また、前記第2導電体プラグの表面は絶縁
されるているので、第2貫通孔の直上にも他の配線層を
形成することが可能となる。よって、半導体装置の集積
度を高めることができる。
Since the surface of the second conductor plug is insulated, another wiring layer can be formed immediately above the second through hole. Therefore, the degree of integration of the semiconductor device can be increased.

【0055】(11) 本発明の第2の半導体装置の製
造方法の好ましい例では、前記第2導電体プラグを形成
する形成する工程が、前記第2貫通孔の内部を覆うよう
に前記第1層間絶縁層上に導電体層を形成するステップ
と、前記導電体層をエッチバックして前記第2貫通孔の
内部に前記第2導電体プラグを残存させるステップとか
ら構成され、前記導電体層を形成するステップにおいて
前記第2貫通孔の内部の前記導電体層上に凹部が形成さ
れる。この場合、絶縁体プラグによる第2導電体プラグ
の表面の絶縁が確実に行われる利点がある。
(11) In a preferred example of the second method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the step of forming the second conductor plug includes forming the first conductor plug so as to cover the inside of the second through hole. Forming a conductor layer on an interlayer insulating layer; and etching back the conductor layer to leave the second conductor plug inside the second through hole. Forming a concave portion on the conductor layer inside the second through hole. In this case, there is an advantage that the insulation of the surface of the second conductor plug by the insulator plug is reliably performed.

【0056】[0056]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面を参照しながら具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings.

【0057】(第1実施形態) [構成]図1(a)および(b)は、本発明の第1実施
形態の半導体装置を示す。
(First Embodiment) [Configuration] FIGS. 1A and 1B show a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【0058】図1の半導体装置は、シリコンなどの一般
に使用される半導体材料からなる半導体基板1を備えて
いる。半導体基板1の表面領域には、酸化シリコンから
なるフィールド絶縁層2が形成され、このフィールド絶
縁層2により分離されて略矩形の平面形状をなす素子形
成領域14が形成されている。素子形成領域14の上に
は、酸化シリコンからなり、略矩形の平面形状をなすゲ
ート絶縁膜3が選択的に形成されている。ゲート絶縁膜
3の上には、多結晶シリコンからなるゲート電極4が選
択的に形成され、その両端部はフィールド絶縁層2の上
に延在している。ゲート電極4は、素子形成領域14内
においてゲート絶縁膜3と重なるように形成された略矩
形の平面形状をなす本体部分4aと、フィールド絶縁層
2の上に形成された本体部分4aより幅の広い略正方形
の平面形状をなすコンタクト部分4bとからなる。素子
形成領域14には、ゲート電極4の直下の領域を挟むよ
うにn型拡散領域からなる一対のソース・ドレイン領域
15、16が形成されている。それらのソース・ドレイ
ン領域15、16とゲート電極4により半導体基板1上
にMOSトランジスタが形成される。
The semiconductor device of FIG. 1 includes a semiconductor substrate 1 made of a commonly used semiconductor material such as silicon. A field insulating layer 2 made of silicon oxide is formed in a surface region of the semiconductor substrate 1, and an element forming region 14 having a substantially rectangular planar shape separated by the field insulating layer 2 is formed. On the element formation region 14, a gate insulating film 3 made of silicon oxide and having a substantially rectangular planar shape is selectively formed. A gate electrode 4 made of polycrystalline silicon is selectively formed on the gate insulating film 3, and both ends of the gate electrode 4 extend on the field insulating layer 2. The gate electrode 4 has a substantially rectangular main body portion 4 a formed so as to overlap the gate insulating film 3 in the element forming region 14, and a width larger than the main body portion 4 a formed on the field insulating layer 2. And a contact portion 4b having a wide, substantially square planar shape. A pair of source / drain regions 15 and 16 composed of an n-type diffusion region are formed in the element formation region 14 so as to sandwich a region immediately below the gate electrode 4. A MOS transistor is formed on the semiconductor substrate 1 by the source / drain regions 15 and 16 and the gate electrode 4.

【0059】フィールド絶縁層2の上には、酸化シリコ
ンからなる第1層間絶縁層5が形成されている。この第
1層間絶縁層5は、ソース・ドレイン領域15、16と
ゲート電極4を覆っている。第1層間絶縁層5には、第
1貫通孔6が形成されている。第1貫通孔6の開口形状
は、一辺の長さが0.4μmの略正方形である。第1貫
通孔6はゲート電極4のコンタクト部分4bの直上に配
置されていて、第1貫通孔6の底部ではゲート電極4の
表面が露出している。第1貫通孔6の内部には、タング
ステンからなる第1導電体プラグ7が充填されている。
第1導電体プラグ7の底部はゲート電極4のコンタクト
部分4bと接触し、それにより、第1導電体プラグ7は
ゲート電極4に電気的に接続される。
On the field insulating layer 2, a first interlayer insulating layer 5 made of silicon oxide is formed. The first interlayer insulating layer 5 covers the source / drain regions 15 and 16 and the gate electrode 4. A first through hole 6 is formed in the first interlayer insulating layer 5. The opening shape of the first through hole 6 is a substantially square having a side length of 0.4 μm. The first through-hole 6 is disposed immediately above the contact portion 4 b of the gate electrode 4, and the surface of the gate electrode 4 is exposed at the bottom of the first through-hole 6. The inside of the first through hole 6 is filled with a first conductor plug 7 made of tungsten.
The bottom of the first conductor plug 7 contacts the contact portion 4b of the gate electrode 4, so that the first conductor plug 7 is electrically connected to the gate electrode 4.

【0060】第1貫通孔6の開口面積は、第1導電体プ
ラグ7の充填が十分に可能な大きさに設定されている。
その上、第1層間絶縁層5の表面に露出する導電体プラ
グ6の頂部の面積が十分に小さくなるように、第1貫通
孔6の開口寸法が設定されている。
The opening area of the first through hole 6 is set to a size that allows the first conductor plug 7 to be sufficiently filled.
In addition, the opening size of the first through hole 6 is set such that the area of the top of the conductor plug 6 exposed on the surface of the first interlayer insulating layer 5 is sufficiently small.

【0061】第1層間絶縁層5の上には、パターン化さ
れたアルミニウム層からなる第1配線層8が形成されて
いる。第1配線層8が導電体プラグ6に直接に接続され
ることのないように、第1配線層8の配線パターン部分
は第1貫通孔6の開口内に含まれないように配置されて
いる。
On the first interlayer insulating layer 5, a first wiring layer 8 made of a patterned aluminum layer is formed. The wiring pattern portion of the first wiring layer 8 is arranged so as not to be included in the opening of the first through hole 6 so that the first wiring layer 8 is not directly connected to the conductor plug 6. .

【0062】第1層間絶縁層5の上には、第1配線層8
を覆うように、酸化シリコンからなる第2層間絶縁層9
が形成されている。第2層間絶縁層9には、第1貫通孔
6とほぼ同心に配置された第2貫通孔10が形成されて
いる。第2貫通孔10の開口形状は、一辺の長さが0.
8μmの略正方形である。第2貫通孔10の内部には、
タングステンからなる第2導電体プラグ11が充填され
ている。第2導電体プラグ11の底部は、第2貫通孔1
0の底部において露出する導電体プラグ6の頂部と接触
している。第2導電体プラグ11の一方の側部11a
は、第2貫通孔10の側壁部から露出する第1配線層8
の一方の端部8aと接触している。こうして、第2導電
体プラグ11は、導電体プラグ6に電気的に接続される
と共に、第1配線層8に電気的に接続される。
On the first interlayer insulating layer 5, a first wiring layer 8
Second interlayer insulating layer 9 made of silicon oxide so as to cover
Are formed. A second through-hole 10 is formed in the second interlayer insulating layer 9 so as to be substantially concentric with the first through-hole 6. The opening shape of the second through hole 10 is such that one side has a length of 0.
It is approximately 8 μm square. Inside the second through hole 10,
The second conductor plug 11 made of tungsten is filled. The bottom of the second conductor plug 11 is
0 is in contact with the exposed top of the conductor plug 6 at the bottom. One side 11a of the second conductor plug 11
Is the first wiring layer 8 exposed from the side wall of the second through hole 10.
Is in contact with one end 8a. Thus, the second conductor plug 11 is electrically connected to the conductor plug 6 and is also electrically connected to the first wiring layer 8.

【0063】第1配線層8の端部8aを第2貫通孔10
の側壁部から確実に露出させるため、第2貫通孔10の
開口寸法は、第1貫通孔6の開口寸法より大きく設定さ
れている。すなわち、第1貫通孔6の中心軸からその開
口までの距離をd1、第1貫通孔6の開口から第1配線
層8の端部8aまでの距離をd2、第2貫通孔10の中
心軸からその開口までの距離をd3とすると、d3≧d1
+d2の関係式が成立するようd3が設定されている。こ
の場合、第2貫通孔10の設計データを第1貫通孔6の
設計データから自動的に決定でき、設計が容易になる利
点がある。その上、第2層間絶縁層9の表面に露出する
第2導電体プラグ11の頂部の面積が十分に小さくなる
ように、第2貫通孔10の開口寸法が設定されている。
The end 8a of the first wiring layer 8 is
The opening size of the second through hole 10 is set to be larger than the opening size of the first through hole 6 in order to surely expose the second through hole 10 from the side wall portion. That is, the distance from the central axis of the first through hole 6 to its opening is d 1 , the distance from the opening of the first through hole 6 to the end 8a of the first wiring layer 8 is d 2 , Assuming that the distance from the central axis to the opening is d 3 , d 3 ≧ d 1
+ D 3 so that the relation d 2 is satisfied is set. In this case, there is an advantage that the design data of the second through-hole 10 can be automatically determined from the design data of the first through-hole 6, and the design becomes easy. In addition, the opening size of the second through hole 10 is set such that the area of the top of the second conductor plug 11 exposed on the surface of the second interlayer insulating layer 9 is sufficiently small.

【0064】なお、第2貫通孔10の開口寸法を大きく
するかわりに、第1貫通孔6に対して第2貫通孔10を
第1配線層8側に偏心させてもよい。この場合にも、第
1配線層8の端部8aを第2貫通孔10の側壁部から確
実に露出させることができる。
Instead of increasing the opening size of the second through hole 10, the second through hole 10 may be decentered toward the first wiring layer 8 with respect to the first through hole 6. Also in this case, the end 8a of the first wiring layer 8 can be reliably exposed from the side wall of the second through hole 10.

【0065】第2層間絶縁層9の上には、パターン化さ
れたアルミニウム層からなる第2配線層12が形成され
ている。第2層間絶縁層9の上には、第2配線層12を
覆うように、酸化シリコンからなる第3層間絶縁層13
が形成されている。
On the second interlayer insulating layer 9, a second wiring layer 12 made of a patterned aluminum layer is formed. A third interlayer insulating layer 13 made of silicon oxide is formed on the second interlayer insulating layer 9 so as to cover the second wiring layer 12.
Are formed.

【0066】以上の構成からなる第1実施形態の半導体
装置では、第1配線層8は第2導電体プラグ11および
第1導電体プラグ7を介してゲート電極4に接続され
る。このため、第1配線層8をゲート電極4に接続せず
に第1配線層8を形成することができる。その場合、第
1配線層8をプラズマ・プロセスで形成しても、プラズ
マから第1配線層8に供給された電荷がゲート電極に流
入することがない。プラズマ・プロセス中に、第1導電
体プラグ7の頂部がプラズマに曝されて電荷が供給され
る。しかし、第1貫通孔6の開口面積は小さく、第1導
電体プラグ7のアンテナ面積は第1配線層8に比べて小
さいので、ゲート電極4へ流入する電荷の量は小さくな
る。また、第2配線層12をプラズマ・プロセスにより
形成しても、第2貫通孔10の開口面積が小さく、第2
導電体プラグ11のアンテナ面積は小さいので、ゲート
電極4へ流入する電荷の量は小さくなる。よって、プラ
ズマ・プロセスによるMOSトランジスタの特性の劣化
や破壊を抑制でき、歩留まりや信頼性を向上することが
できる。
In the semiconductor device of the first embodiment having the above configuration, the first wiring layer 8 is connected to the gate electrode 4 via the second conductor plug 11 and the first conductor plug 7. Therefore, the first wiring layer 8 can be formed without connecting the first wiring layer 8 to the gate electrode 4. In this case, even if the first wiring layer 8 is formed by a plasma process, the charge supplied to the first wiring layer 8 from the plasma does not flow into the gate electrode. During the plasma process, the top of the first conductor plug 7 is exposed to the plasma to supply a charge. However, since the opening area of the first through hole 6 is small and the antenna area of the first conductor plug 7 is smaller than that of the first wiring layer 8, the amount of charge flowing into the gate electrode 4 is small. Further, even if the second wiring layer 12 is formed by a plasma process, the opening area of the second through hole 10 is small,
Since the antenna area of the conductor plug 11 is small, the amount of charge flowing into the gate electrode 4 is small. Therefore, deterioration and destruction of the characteristics of the MOS transistor due to the plasma process can be suppressed, and the yield and reliability can be improved.

【0067】また、第2層間絶縁層9の表面に露出する
第2導電体プラグ11の頂部の表面積が小さい。よっ
て、第2配線層12の集積度の低下が抑制されて半導体
装置の集積度を高めることができる。 [製造方法]図2〜図3は、以上の構成を持つ本発明の
第1実施形態の半導体装置の製造方法の各工程を示す部
分断面図である。以下、各工程に沿って説明する。
The surface area of the top of the second conductor plug 11 exposed on the surface of the second interlayer insulating layer 9 is small. Therefore, a decrease in the degree of integration of the second wiring layer 12 is suppressed, and the degree of integration of the semiconductor device can be increased. [Manufacturing Method] FIGS. 2 to 3 are partial cross-sectional views showing steps of a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention having the above-described structure. Hereinafter, each step will be described.

【0068】まず、p型シリコンからなる半導体基板1
の表面領域に、例えば、公知のLOCOS(LOCal Oxid
ation of Silicon)法を用いて、酸化シリコン層からな
るフィールド絶縁層2を選択的に形成する。このフィー
ルド絶縁層2により、MOSトランジスタが形成すべき
素子形成領域(図示せず)が半導体基板1上に画定され
る。次に、公知の熱酸化法により、半導体基板1の素子
形成領域上に酸化シリコン膜(図示せず)を形成する。
続いて、公知の熱CVD法により、半導体基板1上の全
体に多結晶シリコン層(図示せず)を堆積する。その
後、多結晶シリコン層上にフォトリソグラフィによりパ
ターン化されたフォトレジストを形成し、それをマスク
に用いてエッチングを行い、酸化シリコン膜と多結晶シ
リコン層を選択的且つ同時に除去する。こうして、ゲー
ト絶縁膜3とゲート電極4が形成される。さらに、公知
のイオン注入法を用いてヒ素、燐などのn型不純物をイ
オン注入し、素子形成領域内にn型拡散領域からなるソ
ース・ドレイン領域(図示せず)を形成する。この時、
ゲート電極4にもn型不純物がイオン注入されてゲート
電極4の導電率が高められる。
First, a semiconductor substrate 1 made of p-type silicon
For example, a known LOCOS (LOCal Oxid
The field insulating layer 2 made of a silicon oxide layer is selectively formed by using the method of "Sation of Silicon". An element formation region (not shown) where a MOS transistor is to be formed is defined on semiconductor substrate 1 by field insulating layer 2. Next, a silicon oxide film (not shown) is formed on the element formation region of the semiconductor substrate 1 by a known thermal oxidation method.
Subsequently, a polycrystalline silicon layer (not shown) is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by a known thermal CVD method. Thereafter, a photoresist patterned by photolithography is formed on the polycrystalline silicon layer, and etching is performed using the patterned photoresist as a mask to selectively and simultaneously remove the silicon oxide film and the polycrystalline silicon layer. Thus, the gate insulating film 3 and the gate electrode 4 are formed. Further, an n-type impurity such as arsenic or phosphorus is ion-implanted using a known ion implantation method to form a source / drain region (not shown) including an n-type diffusion region in the element formation region. At this time,
N-type impurities are also ion-implanted into the gate electrode 4 to increase the conductivity of the gate electrode 4.

【0069】次に、公知の熱CDV法により、半導体基
板1上の全体に酸化シリコン層を堆積し、第1層間絶縁
層5を形成する。続いて、第1層間絶縁層5の上にフォ
トリソグラフィによりパターン化されたフォトレジスト
を形成した後、それをマスクに用いて公知のRIE法に
より第1層間絶縁層5を選択的に除去する。こうして、
第1貫通孔6が第1層間絶縁層5に形成される。
Next, a silicon oxide layer is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by a known thermal CDV method to form a first interlayer insulating layer 5. Subsequently, after a patterned photoresist is formed on the first interlayer insulating layer 5 by photolithography, the first interlayer insulating layer 5 is selectively removed by a known RIE method using the photoresist as a mask. Thus,
First through holes 6 are formed in first interlayer insulating layer 5.

【0070】続いて、公知のCVD法により、半導体基
板1上の全体にタングステン層(図示せず)を堆積す
る。このタングステン層の厚さは、そのタングステン層
が第1貫通孔6の全体を埋めることができるよう設定さ
れる。その後、CMP法により、第1層間絶縁層5が露
出するまでタングステン層を除去し、第1貫通孔6の内
部にのみ選択的にタングステン層を残す。こうして、図
2(a)に示すように、第1貫通孔6の内部に第1導電
体プラグ7が形成される。この第1導電体プラグ7は、
その底部がゲート電極4の頂部と接触し、それによりゲ
ート電極4に電気的に接続される。
Subsequently, a tungsten layer (not shown) is deposited on the entire semiconductor substrate 1 by a known CVD method. The thickness of the tungsten layer is set so that the tungsten layer can fill the entire first through hole 6. Thereafter, the tungsten layer is removed by a CMP method until the first interlayer insulating layer 5 is exposed, and the tungsten layer is selectively left only inside the first through hole 6. Thus, the first conductor plug 7 is formed inside the first through hole 6 as shown in FIG. This first conductor plug 7
The bottom contacts the top of the gate electrode 4 and is thereby electrically connected to the gate electrode 4.

【0071】さらに、スパッタ法により、半導体基板1
上の全体にアルミニウム層(図示せず)を形成する。続
いて、フォトリソグラフィによりパターン化されたフォ
トレジストをアルミニウム層上に形成し、このフォトレ
ジストをマスクに用いてRIE法によりアルミニウム層
を選択的に除去する。その後、フォトレジストを除去
し、第1配線層8が第1層間絶縁層5の上に形成され
る。この時の状態を図2(a)に示す。
Further, the semiconductor substrate 1 is formed by sputtering.
An aluminum layer (not shown) is formed on the entire upper surface. Subsequently, a photoresist patterned by photolithography is formed on the aluminum layer, and the aluminum layer is selectively removed by RIE using the photoresist as a mask. After that, the photoresist is removed, and the first wiring layer 8 is formed on the first interlayer insulating layer 5. The state at this time is shown in FIG.

【0072】次に、熱CVD法により、半導体基板1上
の全体に酸化シリコン層を堆積し、第1層間絶縁膜5の
上に第2層間絶縁層9を形成する。続いて、第2層間絶
縁層9の上にフォトリソグラフィによりパターン化され
たフォトレジストを形成した後、それをマスクに用いて
RIE法により第2層間絶縁層9を選択的に除去する。
こうして、略正方形の断面形状を有する第2貫通孔10
を第2層間絶縁層9に形成する。この時の状態を図2
(b)に示す。
Next, a silicon oxide layer is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by a thermal CVD method, and a second interlayer insulating layer 9 is formed on the first interlayer insulating film 5. Subsequently, after a patterned photoresist is formed on the second interlayer insulating layer 9 by photolithography, the second interlayer insulating layer 9 is selectively removed by RIE using the photoresist as a mask.
Thus, the second through-hole 10 having a substantially square cross-sectional shape
Is formed on the second interlayer insulating layer 9. The state at this time is shown in FIG.
(B).

【0073】さらに、図3(a)に示すように、CVD
法により、半導体基板1上の全体にタングステン層17
を形成する。タングステン層17の厚さは、タングステ
ン層17が第2貫通孔10の全体を埋め込むことができ
るように設定される。続いて、CMP法により、第2層
間絶縁層9が露出するまでタングステン層17を除去
し、第2貫通孔10の内部にのみ選択的にタングステン
層17を残す。こうして、図3(b)に示すように、第
2貫通孔10の内部に第2導電体プラグ11が形成され
る。この第2導電体プラグ11の底部は第1導電体プラ
グ7の頂部と接触し、側部は第1配線層8の端部と接触
している。こうして、第1配線層8はゲート電極4に電
気的に接続される。
Further, as shown in FIG.
The tungsten layer 17 is entirely formed on the semiconductor substrate 1 by the method.
To form The thickness of the tungsten layer 17 is set so that the tungsten layer 17 can fill the entire second through hole 10. Subsequently, the tungsten layer 17 is removed by the CMP method until the second interlayer insulating layer 9 is exposed, and the tungsten layer 17 is selectively left only inside the second through hole 10. Thus, as shown in FIG. 3B, the second conductor plug 11 is formed inside the second through hole 10. The bottom of the second conductor plug 11 is in contact with the top of the first conductor plug 7, and the side is in contact with the end of the first wiring layer 8. Thus, the first wiring layer 8 is electrically connected to the gate electrode 4.

【0074】次に、スパッタ法により、半導体基板1上
の全体にアルミニウム層(図示せず)を形成する。続い
て、フォトリソグラフィによりパターン化されたフォト
レジストをアルミニウム層上に形成し、このフォトレジ
ストをマスクに用いてRIE法によりアルミニウム層を
選択的に除去する。その後、フォトレジストを除去し、
第2配線層12が第2層間絶縁層9の上に形成される。
さらに、熱CVD法により、半導体基板1上の全体に酸
化シリコン層を堆積し、第2層間絶縁層9の上に第3層
間絶縁層13を形成する。
Next, an aluminum layer (not shown) is formed on the entire semiconductor substrate 1 by sputtering. Subsequently, a photoresist patterned by photolithography is formed on the aluminum layer, and the aluminum layer is selectively removed by RIE using the photoresist as a mask. After that, remove the photoresist,
Second wiring layer 12 is formed on second interlayer insulating layer 9.
Further, a silicon oxide layer is deposited on the entire semiconductor substrate 1 by a thermal CVD method, and a third interlayer insulating layer 13 is formed on the second interlayer insulating layer 9.

【0075】以上の工程により、図1に示す第1実施形
態の半導体装置が完成する。
Through the above steps, the semiconductor device of the first embodiment shown in FIG. 1 is completed.

【0076】次に、上記の第1実施形態の半導体装置の
製造方法におけるプラズマ・プロセスがMOSトランジ
スタに及ぼす影響について説明する。
Next, the effect of the plasma process on the MOS transistor in the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment will be described.

【0077】第1貫通孔6を形成する工程では、プラズ
マ・プロセスの一つであるRIE法を用いるので、プラ
ズマからゲート電極4へ電荷が供給される。しかし、こ
の場合、第1貫通孔6の開口面積が小さいため、ゲート
電極4のアンテナ面積も小さくなる。よって、ゲート電
極4への電荷の供給量は少ない。
In the step of forming the first through hole 6, since the RIE method, which is one of the plasma processes, is used, electric charges are supplied from the plasma to the gate electrode 4. However, in this case, since the opening area of the first through hole 6 is small, the antenna area of the gate electrode 4 is also small. Therefore, the amount of charge supplied to the gate electrode 4 is small.

【0078】第1配線層8を形成する工程では、RIE
法によりアルミニウム層がエッチングされる。エッチン
グの初期段階では、半導体基板1上の全体を覆うように
形成されたアルミニウム層は、図示されていない部分で
ソース・ドレイン領域などを介して半導体基板1に接続
されている。この接続により、アルミニウム層と半導体
基板1との間に低抵抗の電流経路が形成されることにな
る。このため、プラズマからアルミニウム層に供給され
た電荷は、この低抵抗の電流経路を通って半導体基板1
に放出される。よって、プラズマがゲート電極4に電荷
が流入することはない。エッチングの最終段階では、い
わゆるオーバ・エッチングが行われる。オーバ・エッチ
ング時には、プラズマから第1導電体プラグ7と第1配
線層8に電荷が供給される。しかし、第1配線層8はゲ
ート電極4に電気的に接続されていないので、供給され
た電荷がゲート電極4に流入することはない。また、第
1貫通孔6の開口面積は小さく、第1導電体プラグ7の
アンテナ面積が小さいので、ゲート電極4に流入する電
荷の量は少なくなる。
In the step of forming the first wiring layer 8, RIE
The aluminum layer is etched by the method. In the initial stage of the etching, the aluminum layer formed so as to cover the entire surface of the semiconductor substrate 1 is connected to the semiconductor substrate 1 via a source / drain region or the like at a portion not shown. By this connection, a low-resistance current path is formed between the aluminum layer and the semiconductor substrate 1. For this reason, the electric charge supplied to the aluminum layer from the plasma passes through the low-resistance current path to the semiconductor substrate 1.
Will be released. Therefore, no charge flows from the plasma into the gate electrode 4. In the final stage of the etching, so-called over-etching is performed. At the time of over-etching, charges are supplied to the first conductor plug 7 and the first wiring layer 8 from the plasma. However, since the first wiring layer 8 is not electrically connected to the gate electrode 4, the supplied charge does not flow into the gate electrode 4. Further, since the opening area of the first through hole 6 is small and the antenna area of the first conductor plug 7 is small, the amount of charge flowing into the gate electrode 4 is reduced.

【0079】第1配線層8を形成する工程において、フ
ォトレジストの除去にプラズマ・アッシング法を用いる
場合にも、アルミニウム層をエッチングする場合と同じ
理由により、ゲート電極4に流入する電荷の量は少なく
なる。
In the step of forming the first wiring layer 8, even when the plasma ashing method is used for removing the photoresist, the amount of charge flowing into the gate electrode 4 is reduced for the same reason as when etching the aluminum layer. Less.

【0080】第2貫通孔10を形成する工程では、RI
E法を用いるので、プラズマから導電体プラグへ電荷が
供給される。しかし、第2貫通孔10の開口面積は小さ
く、導電体プラグ11のアンテナ面積が小さいので、ゲ
ート電極4に流入する電荷の量は少なくなる。
In the step of forming the second through hole 10, the RI
Since the E method is used, electric charges are supplied from the plasma to the conductor plug. However, since the opening area of the second through hole 10 is small and the antenna area of the conductor plug 11 is small, the amount of charge flowing into the gate electrode 4 is small.

【0081】第2配線層12を形成する工程では、RI
E法によりアルミニウム層がエッチングされる。この場
合にも、オーバ・エッチング時には、プラズマから第2
導電体プラグ11と第2配線層12に電荷が供給され
る。しかし、第2配線層12はゲート電極4に電気的に
接続されていないので、供給された電荷がゲート電極4
に流入することはない。また、第2貫通孔10の開口面
積は小さく、第2導電体プラグ11のアンテナ面積が小
さいので、ゲート電極4に流入する電荷の量は少なくな
る。
In the step of forming the second wiring layer 12, RI
The aluminum layer is etched by the E method. Also in this case, during over-etching, the second
Electric charges are supplied to the conductor plug 11 and the second wiring layer 12. However, since the second wiring layer 12 is not electrically connected to the gate electrode 4, the supplied charge is
Does not flow into Further, since the opening area of the second through hole 10 is small and the antenna area of the second conductor plug 11 is small, the amount of charge flowing into the gate electrode 4 is reduced.

【0082】第2配線層12を形成する工程において、
フォトレジストの除去にプラズマ・アッシング法を用い
る場合にも、アルミニウム層をエッチングする場合と同
じ理由により、ゲート電極4に流入する電荷の量は少な
くなる。
In the step of forming the second wiring layer 12,
When the plasma ashing method is used for removing the photoresist, the amount of charge flowing into the gate electrode 4 is reduced for the same reason as when etching the aluminum layer.

【0083】上記のように、この製造方法によれば、プ
ラズマ・プロセスによるゲート電極4への電荷の流入量
が少なくなる。よって、プラズマ・プロセスによるMO
Sトランジスタの特性の劣化や破壊を抑制でき、歩留ま
りや信頼性を向上することができる。
As described above, according to this manufacturing method, the amount of charge flowing into the gate electrode 4 due to the plasma process is reduced. Therefore, MO by plasma process
Deterioration and destruction of the characteristics of the S transistor can be suppressed, and yield and reliability can be improved.

【0084】また、この製造方法によれば、第2層間絶
縁層9の表面に露出する第2導電体プラグ11の表面積
が小さくなる。よって、配線の集積度の低下が抑制され
て半導体装置の集積度を高めることができる。
According to this manufacturing method, the surface area of the second conductor plug 11 exposed on the surface of the second interlayer insulating layer 9 is reduced. Therefore, a decrease in the degree of integration of the wiring is suppressed, and the degree of integration of the semiconductor device can be increased.

【0085】(第2実施形態) [構成]図4は、本発明の第2実施形態の半導体装置を
示す。
(Second Embodiment) [Structure] FIG. 4 shows a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【0086】図4の半導体装置は、第1実施形態の半導
体装置と同様に、半導体基板1、フィールド絶縁層2、
ゲート絶縁膜3、第1層間絶縁層5、第1貫通孔6およ
び第1導電体プラグ7を備えている。それらについて
は、図1に示した第1実施形態の半導体装置と同じ構成
であるので、図4において図1の第1実施形態の半導体
装置と同一または対応する要素には同じ符号を付してそ
の説明を省略する。なお、素子形成領域とソース・ドレ
イン領域(いずれも図示せず)を備えている点において
も第1実施形態の半導体装置と同じである。
The semiconductor device of FIG. 4 has a semiconductor substrate 1, a field insulating layer 2, like the semiconductor device of the first embodiment.
A gate insulating film 3, a first interlayer insulating layer 5, a first through hole 6, and a first conductor plug 7 are provided. Since they have the same configuration as the semiconductor device of the first embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals are given to the same or corresponding elements in FIG. 4 as those of the semiconductor device of the first embodiment of FIG. The description is omitted. The semiconductor device according to the first embodiment is the same as the semiconductor device according to the first embodiment in that an element formation region and source / drain regions (both not shown) are provided.

【0087】第1層間絶縁層5の上には、パターン化さ
れたアルミニウム層からなる第1配線層28が形成され
ている。この第1配線層28は、互いに分離された配線
パターン部分28A、28Bおよび28Cを備えてい
る。配線パターン部分28Aの底部の一部は第1導電体
プラグ7と接触している。それにより、配線パターン部
分28Aは、第1導電体プラグ7と電気的に接続され、
さらにゲート電極4に電気的に接続される。配線パター
ン部分28Bの端部28Baは、配線パターン部分28
Aの端部28Aaから所定の距離を隔てて配置されてい
る。
On the first interlayer insulating layer 5, a first wiring layer 28 made of a patterned aluminum layer is formed. The first wiring layer 28 has wiring pattern portions 28A, 28B and 28C separated from each other. A part of the bottom of the wiring pattern portion 28 </ b> A is in contact with the first conductor plug 7. Thereby, the wiring pattern portion 28A is electrically connected to the first conductor plug 7,
Further, it is electrically connected to the gate electrode 4. The end 28Ba of the wiring pattern portion 28B is
It is arranged at a predetermined distance from the end 28Aa of A.

【0088】配線パターン部分28Aの表面の寸法は、
導電体プラグとの電気的な接続が十分可能な大きさに設
定されている。その上、配線パターン部分28Aの表面
積が十分に小さくなるように表面の寸法が設定されてい
る。この実施形態の場合、配線パターン部分28Aの表
面形状は幅0.4μm、長さ1.0μmの略矩形であ
る。
The dimensions of the surface of the wiring pattern portion 28A are:
The size is set to a sufficiently large value so that the electrical connection with the conductor plug is possible. In addition, the dimensions of the surface are set so that the surface area of the wiring pattern portion 28A becomes sufficiently small. In the case of this embodiment, the surface shape of the wiring pattern portion 28A is a substantially rectangular shape having a width of 0.4 μm and a length of 1.0 μm.

【0089】第1層間絶縁層5の上には、第1配線層2
8を覆うように、酸化シリコンからなる第2層間絶縁層
9が形成されている。第2層間絶縁層9には、それぞれ
が略矩形の断面形状を持つ第2貫通孔30と第3貫通孔
40が形成されている。第2貫通孔30は端部28Aa
と28Baとの空隙を含んで形成されており、第2貫通
孔30の底部では端部28Aaと28Baが露出してい
る。第3貫通孔40は配線パターン部分28Cの上に配
置され、配線パターン部分28Cの表面が第3貫通孔4
0から露出している。
On the first interlayer insulating layer 5, the first wiring layer 2
A second interlayer insulating layer 9 made of silicon oxide is formed so as to cover 8. A second through-hole 30 and a third through-hole 40 each having a substantially rectangular cross-sectional shape are formed in the second interlayer insulating layer 9. The second through hole 30 has an end 28Aa.
And 28Ba, and the end portions 28Aa and 28Ba are exposed at the bottom of the second through hole 30. The third through hole 40 is disposed on the wiring pattern portion 28C, and the surface of the wiring pattern portion 28C is
It is exposed from 0.

【0090】第2貫通孔30の底部と側壁部にはタング
ステンからなる第2導電体プラグ31が形成されてい
る。第2導電体プラグ31は、端部28Aaと28Ba
を覆うと共に、凹部を形成している。その凹部には酸化
シリコンからなる絶縁体プラグ34が形成され、絶縁体
プラグ34が第2導電体プラグ31の表面の全体を覆っ
ている。こうして、第2導電体プラグ31と絶縁体プラ
グ34により第2貫通孔50の内部が充填される。第2
導電体プラグ31は、第2貫通孔30の底部で端部28
Aaと28Baに接触している。それにより、第2導電
体プラグ31は、配線パターン部分28Aに電気的に接
続されると共に、配線パターン部分28Bに電気的に接
続される。こうして、配線パターン部分28Bは、配線
パターン部分28Aに電気的に接続され、さらに第1導
電体プラグ7を介してゲート電極4に電気的に接続され
る。
A second conductor plug 31 made of tungsten is formed at the bottom and the side wall of the second through hole 30. The second conductor plug 31 has ends 28Aa and 28Ba.
And a recess is formed. An insulator plug made of silicon oxide is formed in the recess, and the insulator plug covers the entire surface of the second conductor plug 31. Thus, the inside of the second through hole 50 is filled with the second conductor plug 31 and the insulator plug 34. Second
The conductor plug 31 is connected to the end 28 at the bottom of the second through hole 30.
It is in contact with Aa and 28Ba. Thereby, the second conductor plug 31 is electrically connected to the wiring pattern portion 28A and is also electrically connected to the wiring pattern portion 28B. Thus, the wiring pattern portion 28B is electrically connected to the wiring pattern portion 28A, and is further electrically connected to the gate electrode 4 via the first conductor plug 7.

【0091】第3貫通孔40の内部には、タングステン
からなる第3導電体プラグ41が充填されている。第3
導電体プラグ41の底部は配線パターン部分28Cと接
触し、それにより、配線パターン部分28Cが第3導電
体プラグ41に電気的に接続される。
The inside of the third through hole 40 is filled with a third conductor plug 41 made of tungsten. Third
The bottom of the conductor plug 41 is in contact with the wiring pattern portion 28C, whereby the wiring pattern portion 28C is electrically connected to the third conductor plug 41.

【0092】第2貫通孔30の開口寸法は、第3貫通孔
40より大きく設定されている。例えば、第2貫通孔3
0の中心軸からその開口までの距離は、第3貫通孔40
の中心軸からその開口までの距離の約2倍以上である。
それにより、第2導電体プラグ31と第3導電体プラグ
41とを同時に形成する際に、絶縁体プラグ34を形成
する空隙が第2貫通孔30の内部に確保されるので、第
2導電体プラグ31の表面を絶縁体プラグ34により確
実に覆うことができる。その上、第2導電体プラグ31
の第2貫通孔30から露出する表面の面積が十分に小さ
くなるように、第2貫通孔30の開口寸法が設定されて
いる。端部28Aaと28Baの間隔は、第3貫通孔4
0の中心軸からその開口までの距離より小さく設定され
ている。それにより、第2導電体プラグ31による配線
パターン部分28Aと28Bの電気的な接続が確実にな
される。この実施形態では、第2貫通孔30の開口形状
は一辺の長さが0.8μmの略正方形であり、第3貫通
孔40の開口形状は一辺の長さが0.4μmの略正方形
である。端部28Aaと28Baの間隔は0.4μmで
ある。
The opening size of the second through hole 30 is set larger than that of the third through hole 40. For example, the second through hole 3
The distance from the central axis of 0 to the opening is the third through hole 40
Is about twice or more the distance from the central axis of the to the opening.
Thereby, when the second conductor plug 31 and the third conductor plug 41 are formed at the same time, a gap for forming the insulator plug 34 is secured inside the second through-hole 30, so that the second conductor plug 31 is formed. The surface of the plug 31 can be reliably covered with the insulator plug 34. In addition, the second conductor plug 31
The opening size of the second through-hole 30 is set such that the area of the surface exposed from the second through-hole 30 becomes sufficiently small. The distance between the end portions 28Aa and 28Ba is
It is set smaller than the distance from the central axis of 0 to its opening. Thus, the electrical connection between the wiring pattern portions 28A and 28B by the second conductor plug 31 is reliably made. In this embodiment, the opening shape of the second through hole 30 is a substantially square having a side length of 0.8 μm, and the opening shape of the third through hole 40 is a substantially square having a side length of 0.4 μm. . The distance between the ends 28Aa and 28Ba is 0.4 μm.

【0093】第2層間絶縁層9の上には、パターン化さ
れたアルミニウム層からなる第2配線層12が形成され
ている。第2配線層12は、絶縁プラグ34の直上に延
在している。第2層間絶縁層9の上には、第2配線層1
2を覆うように、酸化シリコンからなる第3層間絶縁層
13が形成されている。
On the second interlayer insulating layer 9, a second wiring layer 12 made of a patterned aluminum layer is formed. The second wiring layer 12 extends directly above the insulating plug. The second wiring layer 1 is formed on the second interlayer insulating layer 9.
A third interlayer insulating layer 13 made of silicon oxide is formed so as to cover 2.

【0094】以上説明したように、本発明の第2実施形
態の半導体装置では、第1配線層8は配線パターン部分
28Aと28Bを備えている。そして、配線パターン部
分28Bは、第2導電体プラグ31を介して配線パター
ン部分28Aに電気的に接続される。このため、表面の
面積の大きい配線パターン部分28Bをゲート電極4に
接続せずに第1配線層28を形成することができる。そ
の場合、第1配線層28をプラズマ・プロセスにより形
成しても、プラズマから配線パターン部分28Bに供給
された電荷がゲート電極に流入することがない。プラズ
マ・プロセス中に、プラズマに曝された配線パターン部
分28Aに電荷が供給される。しかし、配線パターン部
分28Aの表面積は小さく、配線パターン部分28Aの
アンテナ面積が小さいので、ゲート電極4へ流入する電
荷の量が少なくなる。また、第2配線層12をプラズマ
・プロセスにより形成しても、第2導電体プラグ31は
絶縁体プラグ34に覆われて第2配線層12から絶縁さ
れているので、ゲート電極4へ流入することがない。よ
って、プラズマ・プロセスによるMOSトランジスタの
特性の劣化や破壊を抑制でき、歩留まりや信頼性を向上
することができる。
As described above, in the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, the first wiring layer 8 has the wiring pattern portions 28A and 28B. Then, the wiring pattern portion 28B is electrically connected to the wiring pattern portion 28A via the second conductor plug 31. Therefore, the first wiring layer 28 can be formed without connecting the wiring pattern portion 28B having a large surface area to the gate electrode 4. In this case, even if the first wiring layer 28 is formed by the plasma process, the charge supplied to the wiring pattern portion 28B from the plasma does not flow into the gate electrode. During the plasma process, a charge is supplied to the wiring pattern portion 28A exposed to the plasma. However, since the surface area of the wiring pattern portion 28A is small and the antenna area of the wiring pattern portion 28A is small, the amount of charge flowing into the gate electrode 4 is reduced. Even if the second wiring layer 12 is formed by a plasma process, the second conductor plug 31 flows into the gate electrode 4 because the second conductor plug 31 is covered with the insulator plug 34 and is insulated from the second wiring layer 12. Nothing. Therefore, deterioration and destruction of the characteristics of the MOS transistor due to the plasma process can be suppressed, and the yield and reliability can be improved.

【0095】また、第2導電体プラグ31は、絶縁体プ
ラグ34に覆われているので、第2配線層12から絶縁
される。このため、絶縁体プラグ34の上に第2配線層
12を形成することができるので、第1実施形態の場合
よりもさらに集積度を高めることができる。 [製造方法]図5〜図6は、以上の構成を持つ本発明の
第1実施形態の半導体装置の製造方法の各工程を示す部
分断面図である。以下、各工程に沿って説明する。
Further, since the second conductor plug 31 is covered with the insulator plug 34, it is insulated from the second wiring layer 12. For this reason, since the second wiring layer 12 can be formed on the insulator plug 34, the degree of integration can be further increased as compared with the case of the first embodiment. [Manufacturing Method] FIGS. 5 to 6 are partial sectional views showing steps of a method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention having the above-described structure. Hereinafter, each step will be described.

【0096】まず、p型シリコンからなる半導体基板1
上にフィールド絶縁層2、一対のソース・ドレイン領域
(図示せず)、ゲート電極4および第1層間絶縁層5を
形成した後、第1層間絶縁層5に貫通孔を形成してその
内部に第1導電体プラグ7を充填する。ここまでの工程
は、図2(a)に示した第1実施形態の半導体装置の場
合と同じであるため、ここではその説明を省略する。
First, a semiconductor substrate 1 made of p-type silicon
After a field insulating layer 2, a pair of source / drain regions (not shown), a gate electrode 4, and a first interlayer insulating layer 5 are formed thereon, a through hole is formed in the first interlayer insulating layer 5 to form a through hole therein. The first conductor plug 7 is filled. The steps up to this point are the same as those in the case of the semiconductor device of the first embodiment shown in FIG.

【0097】次に、スパッタ法により、半導体基板1上
の全体にアルミニウム層(図示せず)を形成する。続い
て、フォトリソグラフィによりパターン化されたフォト
レジストをアルミニウム層上に形成し、このフォトレジ
ストをマスクに用いてRIE法によりアルミニウム層を
選択的に除去する。その後、フォトレジストを除去し、
互いに分離された配線パターン部分28A、28B、2
8Cを有する第1配線層28が第1層間絶縁層5の上に
形成される。この時の状態を図5(a)に示す。
Next, an aluminum layer (not shown) is formed on the entire semiconductor substrate 1 by sputtering. Subsequently, a photoresist patterned by photolithography is formed on the aluminum layer, and the aluminum layer is selectively removed by RIE using the photoresist as a mask. After that, remove the photoresist,
The wiring pattern portions 28A, 28B, 2
A first wiring layer 28 having 8C is formed on first interlayer insulating layer 5. The state at this time is shown in FIG.

【0098】配線パターン部分28Aは、その底部の一
部が第1導電体プラグ7の頂部と接触するように形成さ
れる。配線パターン部分28Bは、配線パターン部分2
8Aから所定の距離を隔てて配置される。
The wiring pattern portion 28A is formed such that a portion of the bottom thereof is in contact with the top of the first conductor plug 7. The wiring pattern portion 28B is a wiring pattern portion 2
It is arranged at a predetermined distance from 8A.

【0099】次に、熱CVD法により、半導体基板1上
の全体に酸化シリコン層を堆積し、第1層間絶縁膜5の
上に第2層間絶縁層9を形成する。続いて、第2層間絶
縁層9の上にフォトリソグラフィによりパターン化され
たフォトレジストを形成した後、それをマスクに用いて
RIE法により第2層間絶縁層9を選択的に除去する。
こうして、略正方形の断面形状を有する第2貫通孔30
と第3貫通孔40が第2層間絶縁層9に形成される。こ
の第2貫通孔30は、配線パターン部分28Aと28B
のそれぞれの端部28Aaと28Baを露出するように
形成される。
Next, a silicon oxide layer is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by a thermal CVD method, and a second interlayer insulating layer 9 is formed on the first interlayer insulating film 5. Subsequently, after a patterned photoresist is formed on the second interlayer insulating layer 9 by photolithography, the second interlayer insulating layer 9 is selectively removed by RIE using the photoresist as a mask.
Thus, the second through-hole 30 having a substantially square cross-sectional shape
And a third through hole 40 are formed in the second interlayer insulating layer 9. The second through holes 30 are formed in the wiring pattern portions 28A and 28B.
Are formed so as to expose the respective end portions 28Aa and 28Ba.

【0100】さらに、CVD法により、半導体基板1上
の全体にタングステン層37を形成する。タングステン
層37の厚さは、タングステン層37が第3貫通孔40
の全体を埋めることができるように設定される。この実
施形態では、第3貫通孔40の開口形状は一辺の長さが
0.4μmの略正方形であるので、タングステン層37
の厚さは0.3μmに設定される。第2貫通孔30の開
口形状は一辺の長さが0.8μmの略正方形なので、第
2貫通孔30の内部をタングステン層37で埋め尽くす
ことができず、凹部38が形成される。この時の状態を
図5(b)に示す。
Further, a tungsten layer 37 is formed on the entire semiconductor substrate 1 by the CVD method. The thickness of the tungsten layer 37 is such that the third through hole 40
Is set so that the whole can be filled. In this embodiment, since the opening shape of the third through hole 40 is a substantially square having a side length of 0.4 μm, the tungsten layer 37
Is set to 0.3 μm. Since the opening shape of the second through-hole 30 is approximately square with a side length of 0.8 μm, the inside of the second through-hole 30 cannot be completely filled with the tungsten layer 37, and the concave portion 38 is formed. The state at this time is shown in FIG.

【0101】続いて、RIE法により、第2層間絶縁層
9が露出するまでタングステン層37をエッチバックす
る。こうして、図6(a)に示すように、第2貫通孔3
0の底部と側壁部に第2導電体プラグ31が形成され、
第3貫通孔40の内部にそれを充填する第3導電体プラ
グ41が形成される。このエッチバックにより凹部38
が拡大され、第2貫通孔30の内部に凹部39が形成さ
れる。第2導電体プラグ31は、第2貫通孔30の底部
で配線パターン部分28Aと28Bの端部に接触してい
る。それにより、配線パターン部分28Bは配線パター
ン部分28Aに電気的に接続され、さらにゲート電極4
に電気的に接続される。第3導電体プラグ41の底部
は、配線パターン部分28Cの頂部に接触している。そ
れにより、第3導電体プラグ41は配線パターン部分2
8Cに電気的に接続される。
Subsequently, the tungsten layer 37 is etched back by RIE until the second interlayer insulating layer 9 is exposed. In this way, as shown in FIG.
0, a second conductor plug 31 is formed on the bottom and side walls,
A third conductor plug 41 filling the third through hole 40 is formed. The recess 38 is formed by this etch back.
Is enlarged, and a concave portion 39 is formed inside the second through hole 30. The second conductor plug 31 is in contact with the ends of the wiring pattern portions 28A and 28B at the bottom of the second through hole 30. Thereby, the wiring pattern portion 28B is electrically connected to the wiring pattern portion 28A, and furthermore, the gate electrode 4
Is electrically connected to The bottom of the third conductor plug 41 is in contact with the top of the wiring pattern portion 28C. Thereby, the third conductor plug 41 is connected to the wiring pattern portion 2.
8C.

【0102】次に、熱CVD法により、半導体基板1上
の全体に酸化シリコン層(図示せず)を堆積する。その
後、RIE法により、第2層間絶縁層9が露出するまで
酸化シリコン層をエッチバックし、絶縁体プラグ34を
形成する。こうして、図6(b)に示すように、第2貫
通孔30の内部の凹部38が絶縁体プラグ34により充
填される。
Next, a silicon oxide layer (not shown) is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by a thermal CVD method. Thereafter, the silicon oxide layer is etched back by RIE until the second interlayer insulating layer 9 is exposed, thereby forming an insulator plug 34. Thus, as shown in FIG. 6B, the recess 38 inside the second through-hole 30 is filled with the insulator plug 34.

【0103】さらに、スパッタ法により、半導体基板1
上の全体にアルミニウム層(図示せず)を形成する。続
いて、フォトリソグラフィによりパターン化されたフォ
トレジストをアルミニウム層上に形成し、このフォトレ
ジストをマスクに用いてRIE法によりアルミニウム層
を選択的に除去する。その後、フォトレジストを除去
し、第2配線層12が第2層間絶縁層9の上に形成され
る。第2配線層12の底部の一部は、第3導電体プラグ
41の頂部と接触している。それにより、第2配線層1
2は第3導電体プラグ41に電気的に接続され、さらに
配線パターン部分28Cに電気的に接続される。第2配
線層12は、第2貫通孔30の上に延在して形成されて
いる。続いて、熱CVD法により、半導体基板1上の全
体に酸化シリコン層を堆積し、第2層間絶縁層9の上に
第3層間絶縁層13を形成する。
Further, the semiconductor substrate 1 is formed by sputtering.
An aluminum layer (not shown) is formed on the entire upper surface. Subsequently, a photoresist patterned by photolithography is formed on the aluminum layer, and the aluminum layer is selectively removed by RIE using the photoresist as a mask. After that, the photoresist is removed, and the second wiring layer 12 is formed on the second interlayer insulating layer 9. Part of the bottom of the second wiring layer 12 is in contact with the top of the third conductor plug 41. Thereby, the second wiring layer 1
2 is electrically connected to the third conductor plug 41 and further electrically connected to the wiring pattern portion 28C. The second wiring layer 12 is formed to extend over the second through hole 30. Subsequently, a silicon oxide layer is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by a thermal CVD method, and a third interlayer insulating layer 13 is formed on the second interlayer insulating layer 9.

【0104】以上の工程により、図4に示す第2実施形
態の半導体装置が完成する。
Through the above steps, the semiconductor device of the second embodiment shown in FIG. 4 is completed.

【0105】次に、上記の第2実施形態の半導体装置の
製造方法におけるプラズマ・プロセスがMOSトランジ
スタに及ぼす影響について説明する。
Next, the effect of the plasma process on the MOS transistor in the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment will be described.

【0106】第1配線層28を形成する工程では、RI
E法によりアルミニウム層がエッチングされる。エッチ
ングの初期段階では、半導体基板1上の全体を覆うよう
に形成されたアルミニウム層は、図示されていない部分
でソース・ドレイン領域などを介して半導体基板1に接
続されている。この接続により、アルミニウム層と半導
体基板1との間に低抵抗の電流経路が形成されることに
なる。このため、プラズマからアルミニウム層に供給さ
れた電荷は、この低抵抗の電流経路を通って半導体基板
1に放出される。よって、プラズマがゲート電極4に電
荷が流入することはない。エッチングの最終段階では、
いわゆるオーバ・エッチングが行われる。オーバ・エッ
チング時には、プラズマから配線パターン部分28A、
28B、28Cに電荷が供給される。しかし、配線パタ
ーン部分28B、28Cはゲート電極4に電気的に接続
されていないので、供給された電荷がゲート電極4に流
入することはない。また、配線パターン部分28Aの表
面積は小さく、したがって、そのアンテナ面積も小さい
ので、ゲート電極4に流入する電荷の量は少なくなる。
In the step of forming the first wiring layer 28, RI
The aluminum layer is etched by the E method. In the initial stage of the etching, the aluminum layer formed so as to cover the entire surface of the semiconductor substrate 1 is connected to the semiconductor substrate 1 via a source / drain region or the like at a portion not shown. By this connection, a low-resistance current path is formed between the aluminum layer and the semiconductor substrate 1. For this reason, the electric charge supplied to the aluminum layer from the plasma is discharged to the semiconductor substrate 1 through this low-resistance current path. Therefore, no charge flows from the plasma into the gate electrode 4. In the final stage of etching,
So-called over-etching is performed. At the time of over-etching, the wiring pattern portion 28A,
Electric charges are supplied to 28B and 28C. However, since the wiring pattern portions 28B and 28C are not electrically connected to the gate electrode 4, the supplied charges do not flow into the gate electrode 4. In addition, since the surface area of the wiring pattern portion 28A is small and the antenna area thereof is also small, the amount of charge flowing into the gate electrode 4 is reduced.

【0107】第1配線層28を形成する工程において、
フォトレジストの除去にプラズマ・アッシング法を用い
る場合にも、アルミニウム層をエッチングする場合と同
じ理由により、ゲート電極4に流入する電荷の量は少な
くなる。
In the step of forming the first wiring layer 28,
When the plasma ashing method is used for removing the photoresist, the amount of charge flowing into the gate electrode 4 is reduced for the same reason as when etching the aluminum layer.

【0108】第2貫通孔30を形成する工程では、RI
E法を用いるので、プラズマから配線パターン部分28
Aと28Bの端部28Aaと28Baに電荷が供給され
る。配線パターン部分28Bはゲート電極4に接続され
ていないので、電荷は配線パターン部分28Aのみを通
じてゲート電極4に流入する。この場合、端部28Aa
の表面積は小さく、そのアンテナ面積が小さいので、ゲ
ート電極4に流入する電荷の量は少なくなる。
In the step of forming the second through hole 30, the RI
Since the E method is used, the wiring pattern portion 28 is removed from the plasma.
Electric charges are supplied to the ends 28Aa and 28Ba of A and 28B. Since the wiring pattern portion 28B is not connected to the gate electrode 4, charges flow into the gate electrode 4 only through the wiring pattern portion 28A. In this case, the end 28Aa
Has a small surface area and a small antenna area, so that the amount of charge flowing into the gate electrode 4 is small.

【0109】第2導電体プラグ31を形成する工程で
は、RIE法によりタングステン層がエッチングされ
る。この場合にも、オーバ・エッチング時には、プラズ
マから第2導電体プラグ31に電荷が供給される。しか
し、第2貫通孔30の開口面積は小さく、第2導電体プ
ラグ31のアンテナ面積が小さいので、ゲート電極4に
流入する電荷の量は少なくなる。
In the step of forming the second conductor plug 31, the tungsten layer is etched by RIE. Also in this case, at the time of over-etching, electric charges are supplied to the second conductor plug 31 from the plasma. However, since the opening area of the second through hole 30 is small and the antenna area of the second conductor plug 31 is small, the amount of charge flowing into the gate electrode 4 is reduced.

【0110】第2配線層12を形成する工程では、RI
E法によりアルミニウム層がエッチングされる。この場
合にも、オーバ・エッチング時には、第2配線層12に
電荷が供給される。しかし、第2導電体プラグ31と第
2配線層は絶縁体プラグ34により絶縁されているの
で、第2配線層12に供給された電荷がゲート電極4に
流入することはない。
In the step of forming the second wiring layer 12, RI
The aluminum layer is etched by the E method. Also in this case, the charge is supplied to the second wiring layer 12 at the time of over-etching. However, since the second conductor plug 31 and the second wiring layer are insulated by the insulator plug 34, the charge supplied to the second wiring layer 12 does not flow into the gate electrode 4.

【0111】第2配線層12を形成する工程において、
フォトレジストの除去にプラズマ・アッシング法を用い
る場合にも、アルミニウム層をエッチングする場合と同
じ理由により、ゲート電極4に電荷が流入することはな
い。
In the step of forming the second wiring layer 12,
Even when the plasma ashing method is used for removing the photoresist, no charge flows into the gate electrode 4 for the same reason as when etching the aluminum layer.

【0112】上記のように、この製造方法によれば、プ
ラズマ・プロセスによるゲート電極4への電荷の流入量
が少なくなる。よって、プラズマ・プロセスによるMO
Sトランジスタの特性の劣化や破壊を抑制でき、歩留ま
りや信頼性の低下を抑制することができる。
As described above, according to this manufacturing method, the amount of charge flowing into the gate electrode 4 due to the plasma process is reduced. Therefore, MO by plasma process
Deterioration and destruction of the characteristics of the S transistor can be suppressed, and reduction in yield and reliability can be suppressed.

【0113】また、第2導電体プラグ31は、絶縁体プ
ラグ34に覆われているので、第2配線層12から絶縁
される。このため、絶縁体プラグ34の上に第2配線層
12を形成することができるので、第1実施形態の場合
よりもさらに集積度を高めることができる。
Further, since the second conductor plug 31 is covered with the insulator plug 34, it is insulated from the second wiring layer 12. For this reason, since the second wiring layer 12 can be formed on the insulator plug 34, the degree of integration can be further increased as compared with the case of the first embodiment.

【0114】(第3実施形態)図7は、本発明の第3実
施形態の半導体装置を示す。
(Third Embodiment) FIG. 7 shows a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【0115】図7の半導体装置は、第1実施形態の半導
体装置の第2貫通孔の内部に第2実施形態の半導体装置
と同様に第2導電体プラグと絶縁体プラグが形成されて
いる点を除いては、図1の第1実施形態の半導体装置と
同じ構成を持つ。よって、図7において図1の第1実施
形態の半導体装置と同一または対応する要素には同じ符
号を付してその説明を省略する。
The semiconductor device of FIG. 7 is different from the semiconductor device of the first embodiment in that a second conductor plug and an insulator plug are formed inside the second through-hole, similarly to the semiconductor device of the second embodiment. Except for this, it has the same configuration as the semiconductor device of the first embodiment of FIG. Therefore, in FIG. 7, the same or corresponding elements as those of the semiconductor device of the first embodiment in FIG.

【0116】第2層間絶縁層9には、第1貫通孔6とほ
ぼ同心に配置され、且つ略矩形の開口形状を持つ第2貫
通孔50が形成されている。第2貫通孔50の底部で
は、第1配線層8の端部と第1導電体プラグ7の頂部が
露出している。
The second interlayer insulating layer 9 is provided with a second through hole 50 which is arranged substantially concentrically with the first through hole 6 and has a substantially rectangular opening shape. At the bottom of the second through hole 50, the end of the first wiring layer 8 and the top of the first conductor plug 7 are exposed.

【0117】第2貫通孔50の底部と側壁部にはタング
ステンからなる第2導電体プラグ51が形成されてい
る。第2導電体プラグ51は、第2配線層8の端部と第
1導電体プラグ7の頂部を覆うと共に、湾曲して凹部を
形成している。その凹部には酸化シリコンからなる絶縁
体プラグ54が形成され、絶縁体プラグ54が第2導電
体プラグ51の表面の全体を覆っている。こうして、第
2導電体プラグ51と絶縁体プラグ54により第2貫通
孔50の内部が充填される。第2導電体プラグ51の底
部は、第1導電体プラグ7の頂部と接触し、側部は第1
配線層8の端部と接触している。それにより、第2導電
体プラグ51は、第1導電体プラグ7と電気的に接続さ
れると共に、第1配線層8に電気的に接続される。こう
して、第1配線層8は、第2導電体プラグ51を介して
第1導電体プラグに電気的に接続され、さらゲート電極
4に電気的に接続される。
A second conductor plug 51 made of tungsten is formed on the bottom and the side wall of the second through hole 50. The second conductor plug 51 covers the end of the second wiring layer 8 and the top of the first conductor plug 7, and is curved to form a concave portion. An insulator plug 54 made of silicon oxide is formed in the recess, and the insulator plug 54 covers the entire surface of the second conductor plug 51. Thus, the inside of the second through hole 50 is filled with the second conductor plug 51 and the insulator plug 54. The bottom of the second conductor plug 51 is in contact with the top of the first conductor plug 7 and the side is the first conductor plug 7.
It is in contact with the end of the wiring layer 8. Thereby, the second conductor plug 51 is electrically connected to the first conductor plug 7 and to the first wiring layer 8. Thus, the first wiring layer 8 is electrically connected to the first conductor plug via the second conductor plug 51 and further electrically connected to the gate electrode 4.

【0118】以上の構成からなる第3実施形態の半導体
装置では、第1配線層8をゲート電極4に接続せずに第
1配線層8を形成することができる。その場合、第1配
線層8をプラズマ・プロセスで形成しても、プラズマか
ら第1配線層8に供給された電荷がゲート電極に流入す
ることがない。さらに、第1貫通孔6の開口面積は小さ
く、第1導電体プラグ7のアンテナ面積は第1配線層8
に比べて小さいので、ゲート電極4へ流入する電荷の量
は小さくなる。また、第2配線層12をプラズマ・プロ
セスにより形成しても、第2導電体プラグ51の表面が
絶縁体プラグ54により絶縁されているので、ゲート電
極4へ電荷が流入することがない。よって、プラズマ・
プロセスによるMOSトランジスタの特性の劣化や破壊
を抑制でき、歩留まりや信頼性の低下を抑制することが
できる。
In the semiconductor device of the third embodiment having the above configuration, the first wiring layer 8 can be formed without connecting the first wiring layer 8 to the gate electrode 4. In this case, even if the first wiring layer 8 is formed by a plasma process, the charge supplied to the first wiring layer 8 from the plasma does not flow into the gate electrode. Further, the opening area of the first through hole 6 is small, and the antenna area of the first conductor plug 7 is smaller than the first wiring layer 8.
Therefore, the amount of charge flowing into the gate electrode 4 is small. Further, even if the second wiring layer 12 is formed by a plasma process, no charge flows into the gate electrode 4 because the surface of the second conductor plug 51 is insulated by the insulator plug 54. Therefore, plasma
Deterioration or destruction of the characteristics of the MOS transistor due to the process can be suppressed, and reduction in yield and reliability can be suppressed.

【0119】また、第2導電体プラグ31は、絶縁体プ
ラグ34に覆われているので、第2配線層12から絶縁
される。このため、図7に示すように、絶縁体プラグ3
4の上に第2配線層12を形成することができるので、
第1実施形態の場合よりもさらに集積度を高めることが
できる。
Further, since the second conductor plug 31 is covered with the insulator plug 34, it is insulated from the second wiring layer 12. For this reason, as shown in FIG.
4, the second wiring layer 12 can be formed.
The degree of integration can be further increased than in the case of the first embodiment.

【0120】なお、第3実施形態の半導体装置の製造方
法は、第1および第2の実施形態の半導体装置の製造方
法から容易に理解されるので、ここではその説明を省略
する。
The method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment is easily understood from the method for manufacturing the semiconductor device according to the first and second embodiments, and therefore, the description thereof is omitted here.

【0121】[0121]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の半導体装置
およびその製造方法によれば、プラズマ・プロセスに起
因する歩留まりや信頼性を抑制することができる。ま
た、集積度を高めることができる。
As described above, according to the semiconductor device and the method for manufacturing the same of the present invention, the yield and reliability due to the plasma process can be suppressed. Further, the degree of integration can be increased.

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

【図1】(a)は本発明の第1実施形態の半導体装置を
示す部分平面図、(b)はそのA−A線に沿った部分断
面図である。
FIG. 1A is a partial plan view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a partial cross-sectional view taken along the line AA.

【図2】本発明の第1実施形態の半導体装置の製造方法
の各工程を示す、図1(a)のA−A線に沿った部分断
面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1A, illustrating each step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施形態の半導体装置の製造方法
の各工程を示す、図1(a)のA−A線に沿った部分断
面図で、図2の工程の続きである。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1A, showing respective steps of the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and is a continuation of the step of FIG.

【図4】本発明の第2実施形態の半導体装置を示す部分
断面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2実施形態の半導体装置の製造方法
の各工程を示す部分断面図ある。
FIG. 5 is a partial sectional view showing each step of a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施形態の半導体装置の製造方法
の各工程を示す部分断面図で、図5の続きである。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing each step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, and is a continuation of FIG. 5;

【図7】本発明の第3実施形態の半導体装置を示す部分
断面図である。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】従来の半導体装置を示す部分断面図である。FIG. 8 is a partial sectional view showing a conventional semiconductor device.

【図9】従来の他の半導体装置を示す部分断面図であ
る。
FIG. 9 is a partial sectional view showing another conventional semiconductor device.

【図10】従来のさらに他の半導体装置を示す部分断面
図である。
FIG. 10 is a partial sectional view showing still another conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 フィールド絶縁層 3 ゲート絶縁膜 4 ゲート電極 5 第1層間絶縁層 6 第1貫通孔 7 第1導電体プラグ 8 第1配線層 8a 第1配線層の端部 9 第2層間絶縁層 10 第2貫通孔 11 第2導電体プラグ 11a 第2導電体プラグの側部 12 第2配線層 13 第3層間絶縁層 14 素子形成領域 15、16 ソース・ドレイン領域 17 タングステン層 28 第1配線層 28A 配線パターン部分 28B 配線パターン部分 28C 配線パターン部分 28Aa 配線パターン部分の端部 28Ba 配線パターン部分の端部 30 第2貫通孔 31 第2導電体プラグ 34 絶縁体プラグ 37 タングステン層 38、39 凹部 40 第3貫通孔 41 第3導電体プラグ 50 第2貫通孔 51 第2導電体プラグ 54 絶縁体プラグ REFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor substrate 2 field insulating layer 3 gate insulating film 4 gate electrode 5 first interlayer insulating layer 6 first through hole 7 first conductor plug 8 first wiring layer 8 a end of first wiring layer 9 second interlayer insulating layer DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 2nd through-hole 11 2nd conductor plug 11a The side part of 2nd conductor plug 12 2nd wiring layer 13 3rd interlayer insulation layer 14 element formation area 15, 16 source / drain area 17 tungsten layer 28 1st wiring layer 28A Wiring pattern part 28B Wiring pattern part 28C Wiring pattern part 28Aa End part of wiring pattern part 28Ba End part of wiring pattern part 30 Second through hole 31 Second conductor plug 34 Insulator plug 37 Tungsten layer 38, 39 Recess 40 3 through hole 41 third conductor plug 50 second through hole 51 second conductor plug 54 insulator plug

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成されたMOSトラン
ジスタと、 前記半導体基板上に形成されると共に前記MOSトラン
ジスタのゲート電極を覆ってなる、前記ゲート電極を露
出する第1貫通孔を有する第1層間絶縁層と、 前記第1貫通孔の内部に形成され、且つ前記ゲート電極
と接触する第1導電体プラグと、 前記第1層間絶縁層上に前記第1導電体プラグの頂部と
離間して形成された第1配線層と、 前記第1層間絶縁層上に形成されると共に前記第1配線
層を覆ってなる、前記第1配線層の一部および前記第1
導電体プラグのそれぞれを露出する第2貫通孔を有する
第2層間絶縁層と、 前記第2貫通孔の内部に形成され、且つ前記第1配線層
および前記第1導電体プラグのそれぞれと接触する第2
導電体プラグとを備え、 前記第1配線層は前記第2導電体プラグを介して前記第
1導電体プラグに電気的に接続され、もって前記第1配
線層は前記ゲート電極に電気的に接続されることを特徴
とする半導体装置。
A first transistor formed on a semiconductor substrate and having a first through hole formed on the semiconductor substrate and covering a gate electrode of the MOS transistor, the first through hole exposing the gate electrode; An interlayer insulating layer, a first conductor plug formed inside the first through hole and in contact with the gate electrode, and spaced apart from a top of the first conductor plug on the first interlayer insulating layer A first wiring layer formed; a part of the first wiring layer formed on the first interlayer insulating layer and covering the first wiring layer;
A second interlayer insulating layer having a second through hole exposing each of the conductor plugs; and a second interlayer insulating layer formed inside the second through hole and in contact with the first wiring layer and the first conductor plug, respectively. Second
A conductive plug, wherein the first wiring layer is electrically connected to the first conductive plug via the second conductive plug, and thus the first wiring layer is electrically connected to the gate electrode. A semiconductor device characterized by being performed.
【請求項2】 前記第2貫通孔の内部において前記第2
導電体プラグ上に絶縁体プラグがさらに形成されてお
り、前記第2導電体プラグの表面が前記絶縁体プラグに
より絶縁される請求項1に記載の半導体装置。
2. The second through hole inside the second through hole.
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an insulator plug is further formed on the conductor plug, and a surface of the second conductor plug is insulated by the insulator plug. 3.
【請求項3】 半導体基板上に形成されたMOSトラン
ジスタと、 前記半導体基板上に形成されると共に前記MOSトラン
ジスタのゲート電極を覆ってなる、前記ゲート電極を露
出する第1貫通孔を有する第1層間絶縁層と、 前記第1貫通孔の内部に形成され、且つ前記ゲート電極
と接触する第1導電体プラグと、 前記第1層間絶縁層上に形成された、第1および第2の
配線パターン部分を含んでなる第1配線層と、 前記第1層間絶縁層上に形成されると共に前記第1配線
層を覆ってなる、前記第1および第2の配線パターン部
分のそれぞれを露出する第2貫通孔を有する第2層間絶
縁層と、 前記第2貫通孔の内部に形成され、且つ前記第1および
第2の配線パターン部分のそれぞれと接触する第2導電
体プラグと、 前記第2貫通孔の内部において前記第2導電体プラグ上
に形成された絶縁体プラグとを備え、 前記第2配線パターン部分より小さい面積の表面を有す
る前記第1配線パターン部分は前記第1導電体プラグと
接触しており、 前記第2配線パターン部分は前記第2導電体プラグを介
して前記第1配線パターン部分に電気的に接続され、も
って、前記第2配線パターン部分は前記ゲート電極に電
気的に接続され、しかも前記第2導電体プラグの表面は
前記絶縁体プラグにより絶縁されることを特徴とする半
導体装置。
3. A first transistor having a MOS transistor formed on a semiconductor substrate and a first through hole formed on the semiconductor substrate and covering a gate electrode of the MOS transistor, the first through hole exposing the gate electrode. An interlayer insulating layer, a first conductor plug formed inside the first through hole and in contact with the gate electrode, and first and second wiring patterns formed on the first interlayer insulating layer A first wiring layer including a first portion and a second wiring pattern portion formed on the first interlayer insulating layer and exposing each of the first and second wiring pattern portions covering the first wiring layer; A second interlayer insulating layer having a through hole; a second conductor plug formed inside the second through hole and in contact with each of the first and second wiring pattern portions; Inside And an insulator plug formed on the second conductor plug, wherein the first wiring pattern portion having a surface having a smaller area than the second wiring pattern portion is in contact with the first conductor plug. The second wiring pattern portion is electrically connected to the first wiring pattern portion via the second conductor plug, whereby the second wiring pattern portion is electrically connected to the gate electrode; A semiconductor device, wherein a surface of the second conductor plug is insulated by the insulator plug.
【請求項4】 半導体基板上にMOSトランジスタを形
成する工程と、 前記MOSトランジスタのゲート電極を覆ってなる、前
記ゲート電極に至る第1貫通孔を有する第1層間絶縁層
を前記半導体基板上に形成する工程と、 前記第1貫通孔の内部に前記ゲート電極と接触する第1
導電体プラグを形成する工程と、 前記第1層間絶縁層上に前記第1貫通孔の開口内に配線
パターン部分を含まずに第1配線層を形成する工程と、 前記第1配線層を覆ってなる、前記第1配線層および前
記第1導電体プラグのそれぞれに至る第2貫通孔を有す
る第2層間絶縁層を前記第1層間絶縁層上に形成する工
程と、 前記第2貫通孔の内部に前記第1配線層および前記第1
導電体プラグのそれぞれと接触する第2導電体プラグを
形成する工程とを備え、 前記第2導電体プラグを形成する工程において、前記第
1配線層が前記第1導電体プラグを介して前記第1導電
体プラグと電気的に接続され、もって前記第1配線層が
前記ゲート電極に電気的に接続されることを特徴とする
半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a MOS transistor on a semiconductor substrate, and forming a first interlayer insulating layer covering a gate electrode of the MOS transistor and having a first through hole reaching the gate electrode on the semiconductor substrate. Forming a first contact hole in contact with the gate electrode inside the first through hole;
Forming a conductor plug, forming a first wiring layer on the first interlayer insulating layer without including a wiring pattern portion in an opening of the first through hole, covering the first wiring layer; Forming a second interlayer insulating layer having a second through hole reaching each of the first wiring layer and the first conductor plug on the first interlayer insulating layer; The first wiring layer and the first
Forming a second conductor plug in contact with each of the conductor plugs, wherein the step of forming the second conductor plug includes the step of forming the first wiring layer through the first conductor plug through the first wiring layer. 1. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the method is electrically connected to one conductor plug, and the first wiring layer is electrically connected to the gate electrode.
【請求項5】 前記第2貫通孔の内部において前記第2
導電体プラグ上に絶縁体プラグを形成する工程をさらに
備えており、前記第2導電体プラグの表面が前記絶縁体
プラグにより絶縁される請求項4に記載の半導体装置の
製造方法。
5. The second through hole inside the second through hole.
The method according to claim 4, further comprising forming an insulator plug on the conductor plug, wherein a surface of the second conductor plug is insulated by the insulator plug.
【請求項6】 前記第2導電体プラグを形成する形成す
る工程が、前記第2貫通孔の内部を覆うように前記第1
層間絶縁層上に導電体層を形成するステップと、前記導
電体層をエッチバックして前記第2貫通孔の内部に前記
第2導電体プラグを残存させるステップとから構成さ
れ、前記導電体層を形成するステップにおいて前記第2
貫通孔の内部の前記導電体層上に凹部が形成される請求
項5に記載の半導体装置の製造方法。
6. The step of forming the second conductor plug includes forming the first conductor plug so as to cover the inside of the second through hole.
Forming a conductor layer on an interlayer insulating layer; and etching back the conductor layer to leave the second conductor plug inside the second through hole. Forming the second
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein a recess is formed on the conductor layer inside the through hole.
【請求項7】 半導体基板上にMOSトランジスタを形
成する工程と、 前記MOSトランジスタのゲート電極を覆ってなる、前
記ゲート電極に至る第1貫通孔を有する第1層間絶縁層
を前記半導体基板上に形成する工程と、 前記第1貫通孔の内部に前記ゲート電極と接触する第1
導電体プラグを形成する工程と、 前記第1層間絶縁層上に第1および第2の配線パターン
部分を含んでなる第1配線層を形成する工程と、 前記第1配線層を覆ってなる、前記第1および第2の配
線パターン部分のそれぞれに至る第2貫通孔を有する第
2層間絶縁層を前記第1層間絶縁層上に形成する工程
と、 前記第2貫通孔の内部に前記第1および第2の配線パタ
ーン部分のそれぞれと接触する第2導電体プラグを形成
する工程と、 前記第2貫通孔の内部において前記第2導電体プラグ上
に絶縁体プラグを形成する工程とを備え、 前記第1配線層を形成する工程において、前記第2配線
パターン部分より小さい面積の表面を有する前記第1配
線パターン部分は前記第1導電体プラグと接触して形成
され、 前記第2導電体プラグを形成する工程において、前記第
2配線パターン部分は前記第2導電体プラグを介して前
記第1配線パターン部分に電気的に接続され、もって、
前記第2配線パターン部分は前記ゲート電極に電気的に
接続され、 前記絶縁体プラグを形成する工程において、前記第2導
電体プラグの表面は前記絶縁体プラグにより絶縁される
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. A step of forming a MOS transistor on a semiconductor substrate, and a first interlayer insulating layer covering a gate electrode of the MOS transistor and having a first through hole reaching the gate electrode is formed on the semiconductor substrate. Forming a first contact hole in contact with the gate electrode inside the first through hole;
Forming a conductor plug; forming a first wiring layer including first and second wiring pattern portions on the first interlayer insulating layer; and covering the first wiring layer. Forming a second interlayer insulating layer having a second through hole reaching each of the first and second wiring pattern portions on the first interlayer insulating layer; and forming the first interlayer insulating layer inside the second through hole. Forming a second conductor plug in contact with each of the second wiring pattern portions, and forming an insulator plug on the second conductor plug inside the second through hole, In the step of forming the first wiring layer, the first wiring pattern portion having a surface with a smaller area than the second wiring pattern portion is formed in contact with the first conductor plug, and the second conductor plug is formed. Form In extent, the second wiring pattern portion is electrically connected to the first wiring pattern portion through the second conductive plugs, with,
The semiconductor device, wherein the second wiring pattern portion is electrically connected to the gate electrode, and in the step of forming the insulator plug, a surface of the second conductor plug is insulated by the insulator plug. Device manufacturing method.
【請求項8】 前記第2導電体プラグを形成する形成す
る工程が、前記第2貫通孔の内部を覆うように前記第1
層間絶縁層上に導電体層を形成するステップと、前記導
電体層をエッチバックして前記第2貫通孔の内部に前記
第2導電体プラグを残存させるステップとから構成さ
れ、前記導電体層を形成するステップにおいて前記第2
貫通孔の内部の前記導電体層上に凹部が形成される請求
項6に記載の半導体装置の製造方法。
8. The step of forming the second conductor plug includes forming the first conductor plug so as to cover the inside of the second through hole.
Forming a conductor layer on an interlayer insulating layer; and etching back the conductor layer to leave the second conductor plug inside the second through hole. Forming the second
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein a concave portion is formed on the conductor layer inside the through hole.
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