JP3331304B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3331304B2
JP3331304B2 JP13690097A JP13690097A JP3331304B2 JP 3331304 B2 JP3331304 B2 JP 3331304B2 JP 13690097 A JP13690097 A JP 13690097A JP 13690097 A JP13690097 A JP 13690097A JP 3331304 B2 JP3331304 B2 JP 3331304B2
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哲也 大西
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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、SOI(Sili
con−on−Insulator)構造の基板(以
下、「SOI基板」という。)に半導体素子を形成する
半導体装置に製造方法に関するものである。
The present invention relates to SOI (Sili)
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor element is formed on a substrate having a con-on-insulator (hereinafter, referred to as "SOI substrate").

【0002】[0002]

【従来の技術】図8乃至図10に示す従来のSOI基板
にCMOSを形成する工程について説明する。
2. Description of the Related Art A process for forming a CMOS on a conventional SOI substrate shown in FIGS.

【0003】まず、SOI基板のトランジスタを形成す
る表面シリコン101を酸化し、エッチング等を用い膜
厚を70nm程度に調整する。支持基板103上の埋め
込み酸化膜102の膜厚は約100nmである(図8
(a))。
First, the surface silicon 101 for forming a transistor of an SOI substrate is oxidized, and the film thickness is adjusted to about 70 nm by etching or the like. The thickness of the buried oxide film 102 on the supporting substrate 103 is about 100 nm (FIG. 8).
(A)).

【0004】次に、熱酸化法により、酸化膜104を1
0nm形成し、LPCVD法によりSiN膜(図示せ
ず。)を100nm形成し、フォトリソ法及びドライエ
ッチング法を用いて素子分離領域のSiN膜、酸化膜1
04を除去する。続いて、熱酸化を160nm行い、素
子分離用のフィールド酸化膜105を形成し、熱リン酸
によりSiN膜を除去する(図8(b))。
Next, the oxide film 104 is removed by thermal oxidation.
0 nm, a 100 nm thick SiN film (not shown) is formed by the LPCVD method, and the SiN film and the oxide film 1 in the element isolation region are formed by the photolithography method and the dry etching method.
04 is removed. Subsequently, thermal oxidation is performed at 160 nm to form a field oxide film 105 for element isolation, and the SiN film is removed with hot phosphoric acid (FIG. 8B).

【0005】次に、PMOS活性領域にフォトリソ法及
びイオン注入法によりリンを注入エネルギーを25ke
V、ドーズ量を5×1012ions/cm2でイオン注
入し、PMOSのチャネル領域106の不純物濃度を決
定する。続いて、NMOS活性領域にフォトリソ法及び
イオン注入法により、ボロンを注入エネルギーを30k
eV、ドーズ量を5×1012ions/cm2でイオン
注入し、NMOSのチャネル領域107の不純物濃度を
決定する。その後、1%HFにより酸化膜104を除去
し、熱酸化法によりゲート酸化膜108を7nm形成す
る。
Next, phosphorus is implanted into the PMOS active region by photolithography and ion implantation at an energy of 25 ke.
V ions are implanted at a dose of 5 × 10 12 ions / cm 2 to determine the impurity concentration of the PMOS channel region 106. Subsequently, boron is implanted into the NMOS active region by photolithography and ion implantation at an energy of 30 k.
Ion implantation is performed at eV and a dose of 5 × 10 12 ions / cm 2 to determine the impurity concentration of the NMOS channel region 107. Thereafter, the oxide film 104 is removed by 1% HF, and a gate oxide film 108 is formed to a thickness of 7 nm by a thermal oxidation method.

【0006】次に、LPCVD法により、ポリシリコン
膜109を膜厚150nm形成し、イオン注入法によ
り、リンを注入エネルギーを20keV、ドーズ量を5
×1015ions/cm2でポリシリコン膜109にイ
オン注入し、CVD法によりWSi膜110を膜厚10
0nm形成する。その後、フォトリソ法及びドライエッ
チング法によりWSi膜110及びポリシリコン膜10
9をエッチングしてゲート電極を形成する(図8
(c))。
Next, a polysilicon film 109 is formed to a thickness of 150 nm by LPCVD, and phosphorus is implanted at an energy of 20 keV and a dose of 5 by ion implantation.
Ions are implanted into the polysilicon film 109 at × 10 15 ions / cm 2 , and the WSi film 110 is
0 nm is formed. Then, the WSi film 110 and the polysilicon film 10 are formed by photolithography and dry etching.
9 to form a gate electrode (FIG. 8
(C)).

【0007】PMOS活性領域にフォトリソ法及びイオ
ン注入法により、BF2を注入エネルギーを20ke
V、ドーズ量を5×1013ions/cm2でイオン注
入し、PMOSのドレイン緩衝拡散層111の不純物を
決定する。続いて、NMOS活性領域にフォトリソ法及
びイオン注入法によりリンを注入エネルギーを15ke
V、ドーズ量を5×1013ions/cm2でイオン注
入し、NMOSのドレイン緩衝拡散層112の不純物濃
度を決定する。続いて、酸化膜(図示せず。)をCVD
法により150nm形成し、続いてドライエッチング法
により、酸化膜140nmエッチバックし、ゲート電極
側壁に酸化膜のサイドウォール113を形成する。
BF 2 is implanted into the PMOS active region by photolithography and ion implantation at an energy of 20 ke.
V ions are implanted at a dose of 5 × 10 13 ions / cm 2 to determine impurities in the drain buffer diffusion layer 111 of the PMOS. Subsequently, phosphorus is implanted into the NMOS active region by photolithography and ion implantation at an energy of 15 ke.
V ions are implanted at a dose of 5 × 10 13 ions / cm 2 to determine the impurity concentration of the drain buffer diffusion layer 112 of the NMOS. Subsequently, an oxide film (not shown) is formed by CVD.
Then, an oxide film is etched back by 140 nm by dry etching to form a sidewall 113 of the oxide film on the side wall of the gate electrode.

【0008】次に、PMOS活性領域にフォトリソ法及
びイオン注入法によりBF2を注入エネルギーを20k
eV、ドーズ量を5×1015ions/cm2でイオン
注入し、PMOSのソース/ドレイン拡散層114の不
純物濃度を決定する。続いて、NMOS活性領域にフォ
トリソ法及びイオン注入法によりリンを注入エネルギー
を15keV、ドーズ量を5×1015ions/cm2
でイオン注入し、NMOSのソースドレイン拡散層11
5の不純物濃度を決定する(図8(d))。
Next, BF 2 is implanted into the PMOS active region by photolithography and ion implantation at an energy of 20 k.
Ion implantation is performed at eV and a dose of 5 × 10 15 ions / cm 2 to determine the impurity concentration of the source / drain diffusion layer 114 of the PMOS. Subsequently, phosphorus is implanted into the NMOS active region by photolithography and ion implantation at an energy of 15 keV and a dose of 5 × 10 15 ions / cm 2.
The source / drain diffusion layer 11 of the NMOS
5 is determined (FIG. 8D).

【0009】次に、NSG膜116をCVD法により1
50nm形成し、続いてBPSG膜117をCVD法に
より750nm形成する。その後、900℃、窒素雰囲
気、20分の熱処理を行い、BPSG膜117のリフロ
ー及び上記工程で注入した不純物の活性化を行う。その
後、フォトリソ法により半導体素子と電極配線とを接続
するコンタクトホール部となる領域119が開口された
レジスト118を形成する(図8(e))。
Next, the NSG film 116 is
Then, a BPSG film 117 is formed to a thickness of 750 nm by a CVD method. Thereafter, heat treatment is performed at 900 ° C. in a nitrogen atmosphere for 20 minutes to reflow the BPSG film 117 and activate the impurities implanted in the above steps. Thereafter, a resist 118 having an opening 119 serving as a contact hole for connecting the semiconductor element and the electrode wiring is formed by a photolithography method (FIG. 8E).

【0010】次に、レジスト118をマスクに、ドライ
エッチングによりBPSG膜117、NSG膜116に
コンタクトホール部120を形成する。エッチング装置
は誘導結合型プラズマエッチング装置で、ウエハ保持電
極にも高周波を印加している。エッチング条件はC26
の流量を50sccm、真空度を5mTorr、ソース
印加電力を2500W、ウエハ保持電極印加電力を80
0Wで、オーバーエッチ量は最深ソースドレインコンタ
クト部に対して30%としている(図9(a))。
Next, contact holes 120 are formed in the BPSG film 117 and the NSG film 116 by dry etching using the resist 118 as a mask. The etching apparatus is an inductively coupled plasma etching apparatus, and a high frequency is also applied to a wafer holding electrode. Etching conditions are C 2 F 6
, A flow rate of 50 sccm, a degree of vacuum of 5 mTorr, a source applied power of 2500 W, and a wafer holding electrode applied power of 80
At 0 W, the overetch amount is 30% of the deepest source / drain contact portion (FIG. 9A).

【0011】次に、スパッタ法により、Ti膜を60n
m形成し、続いてスパッタ法により、TiN膜を60n
m形成し、バリアメタル膜121を形成する。次に、C
VD法によりタングステン膜122を500nm形成
し、ドライエッチングによりタングステン膜122をエ
ッチバックし、コンタクトホール部120のみにタング
ステン22を残す。
Next, a Ti film is formed by sputtering to a thickness of 60 n.
m, and then a TiN film is formed to a thickness of 60 n by sputtering.
m, and a barrier metal film 121 is formed. Next, C
A tungsten film 122 is formed to a thickness of 500 nm by the VD method, and the tungsten film 122 is etched back by dry etching, leaving the tungsten 22 only in the contact hole 120.

【0012】次に、ドライエッチング法により、バリア
メタル膜121をエッチバックし、コンタクトホール部
120のみにバリアメタル膜121を残す。次に、スパ
ッタ法により、TiN膜123を80nm、AlCu膜
124(Cu濃度0.5%)を400nm、TiN膜1
25を80nm形成する。その後、フォトリソ法及びド
ライエッチング法により、TiN膜123、AlCu膜
124、TiN膜125エッチングし、電極配線を形成
する(図9(b))。
Next, the barrier metal film 121 is etched back by dry etching to leave the barrier metal film 121 only in the contact hole 120. Next, by sputtering, the TiN film 123 is 80 nm, the AlCu film 124 (Cu concentration 0.5%) is 400 nm, and the TiN film 1 is formed.
25 is formed to a thickness of 80 nm. Thereafter, the TiN film 123, the AlCu film 124, and the TiN film 125 are etched by a photolithography method and a dry etching method to form an electrode wiring (FIG. 9B).

【0013】次に、プラズマCVD法により、P−Si
2膜126を2μm形成し、続いてCMP法により、
P−SiO2膜126の表面を平坦化する。CMP後の
P−SiO2膜126の膜厚は電極配線上で1μmにす
る。フォトリソ法により電極配線と上部電極配線とを接
続するヴィアホール部となる領域128が開口したレジ
スト127を形成する(図9(c))。
Next, P-Si is formed by plasma CVD.
An O 2 film 126 is formed to a thickness of 2 μm.
The surface of the P-SiO 2 film 126 is flattened. The thickness of the P-SiO 2 film 126 after the CMP is set to 1 μm on the electrode wiring. A resist 127 having an opening in a region 128 serving as a via hole connecting the electrode wiring and the upper electrode wiring is formed by a photolithography method (FIG. 9C).

【0014】次に、レジスト127をマスクにドライエ
ッチングによりP−SiO2膜126にヴィアホール部
129を開口する。エッチング装置は誘導結合型プラズ
マエッチング装置でウエハ保持電極にも高周波を印加し
ている。エッチング条件はC26の流量を50scc
m、真空度を5mTorr、ソース印加電力を2500
W、ウエハ保持電極印加電力を800Wでオーバーエッ
チ量は50%としている(図10(a))。
Next, via holes 129 are formed in the P-SiO 2 film 126 by dry etching using the resist 127 as a mask. The etching apparatus is an inductively coupled plasma etching apparatus and applies a high frequency to a wafer holding electrode. The etching condition is such that the flow rate of C 2 F 6 is 50 scc.
m, the degree of vacuum is 5 mTorr, and the power applied to the source is 2500.
W, the power applied to the wafer holding electrode is 800 W, and the overetch amount is 50% (FIG. 10A).

【0015】スパッタ法によりTi膜を60nm形成
し、続いてスパッタ法によりTiN膜を60nm形成
し、バリアメタル膜130を形成する。次にCVD法に
よりタングステン膜131を500nm形成し、ドライ
エッチ法によりタングステン膜131をエッチバック
し、ヴィアホール部129のみにタングステン膜131
を残す。
A Ti film is formed to a thickness of 60 nm by sputtering, and a TiN film is formed to a thickness of 60 nm by sputtering to form a barrier metal film. Next, a tungsten film 131 is formed to a thickness of 500 nm by a CVD method, and the tungsten film 131 is etched back by a dry etch method.
Leave.

【0016】次に、ドライエッチ法によりバリアメタル
膜130をエッチバックし、ヴィアホール部129のみ
にバリアメタル膜130を残す。次にスパッタ法にTi
N膜132を80nm、AlCu膜133(Cu濃度
0.5%)を800nm、TiN膜134を80nm形
成する。その後、フォトリソ法及びドライエッチング法
により、TiN膜134、AlCu膜133、TiN膜
132をエッチングし、上部電極配線を形成する。その
後プラズマCVD法により、パッシベーション膜のSi
N膜135を600nm形成する。その後フォトリソ法
及びドライエッチング法によりボンディングパッド接続
孔(図示せず。)をP−SiN膜135に開口する(図
10(b))。
Next, the barrier metal film 130 is etched back by the dry etching method, and the barrier metal film 130 is left only in the via hole 129. Next, Ti
The N film 132 is formed to 80 nm, the AlCu film 133 (Cu concentration 0.5%) is formed to 800 nm, and the TiN film 134 is formed to 80 nm. Thereafter, the TiN film 134, the AlCu film 133, and the TiN film 132 are etched by a photolithography method and a dry etching method to form an upper electrode wiring. Thereafter, the passivation film Si is formed by plasma CVD.
An N film 135 is formed to a thickness of 600 nm. Thereafter, bonding pad connection holes (not shown) are opened in the P-SiN film 135 by a photolithography method and a dry etching method (FIG. 10B).

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】微細化が進むLSIの
製造方法では、半導体素子と電極配線とを接続するコン
タクトホール及び上部電極配線と下部電極配線とを接続
するヴィアホールはドライエッチングを用いて加工す
る。そのドライエッチングにおいてホール側壁の正負の
帯電が不均一になり、その結果、コンタクトホール底部
の帯電も不均一になる。その傾向は微細化が進むにつれ
て著しくなる。SOI基板に形成されたデバイスの場合
コンタクトホール底部が帯電した場合、活性領域と支持
基板との間に電位が発生し、その間にある埋め込み酸化
膜が劣化する。その埋め込み酸化膜の劣化のためLSI
の信頼性、歩留まりが低下する。
In a method of manufacturing an LSI which is being miniaturized, a contact hole for connecting a semiconductor element and an electrode wiring and a via hole for connecting an upper electrode wiring and a lower electrode wiring are formed by dry etching. Process. In the dry etching, the positive and negative charges on the side wall of the hole become uneven, and as a result, the charge on the bottom of the contact hole also becomes uneven. The tendency becomes remarkable as miniaturization progresses. In the case of a device formed on an SOI substrate, when the bottom of the contact hole is charged, a potential is generated between the active region and the support substrate, and the embedded oxide film therebetween is deteriorated. LSI for deterioration of the buried oxide film
Reliability and yield are reduced.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、SOI基板に半導体素子が形成されている半
導体装置の製造方法において、上記半導体素子上又は該
半導体素子を接続する電極配線上に層間絶縁膜を形成
し、次いで該層間絶縁膜上に導電膜を形成した後、ドラ
イエッチングにより上記層間絶縁膜に上記半導体素子と
又は該半導体素子を接続する電極配線と電気的接続に用
いるコンタクトホール又はヴィアホールを形成し、その
後、上記導電膜を除去し、次いで該コンタクトホール又
はヴィアホールにバリアメタルを介して導電性コンタク
トプラグを埋設することを特徴とするものである。
According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device having a semiconductor element formed on an SOI substrate, wherein the semiconductor element is formed on the semiconductor element or on an electrode wiring connecting the semiconductor element. After forming an interlayer insulating film on the interlayer insulating film, and then forming a conductive film on the interlayer insulating film, dry etching is performed on the interlayer insulating film to form the semiconductor element or a contact used for electrical connection with an electrode wiring connecting the semiconductor element. to form a hole or via hole, the
Thereafter, the conductive film is removed, and then a conductive contact plug is buried in the contact hole or via hole via a barrier metal.

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【実施の形態】以下、実施の形態に基づいて本発明につ
いて詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.

【0021】図1乃至図3は本発明の第1の実施の形態
の半導体装置の製造工程を示す図であり、図4乃至図7
は本発明の第2の実施の形態の半導体装置の製造工程を
示す図である。図1乃至図7において、1は表面シリコ
ン層、2は埋め込み酸化膜、3は支持基板、4は酸化
膜、5はフィールド酸化膜、6はPMOSのチャネル領
域、7はNMOSのチャネル領域、8はゲート酸化膜、
9はポリシリコン膜、10はWSi膜、11はPMOS
のドレイン緩衝拡散層、12はNMOSのドレイン緩衝
拡散層、13はサイドウォール、14はPMOSのソー
ス/ドレイン拡散層、15はNMOSのソース/ドレイ
ン拡散層、16はNSG膜、17はBPSG膜、18、
27はレジスト、19はコンタクトホール部となる領
域、20はコンタクトホール部、21、30はバリアメ
タル膜、22、31はタングステン膜、23、25、3
2、34はTiN膜、24、33はAlCu膜、26は
P−SiO2膜、28はヴィアホールとなる領域、29
はヴィアホール部、35はSiN膜、36、37、3
8、39はコンタクトホール形成のときに用いるドライ
エッチングによりコンタクトホールに発生するチャージ
アップを低減する為の導電膜を示す。
FIGS. 1 to 3 are views showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and FIGS.
FIG. 9 is a diagram illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. 1 to 7, 1 is a surface silicon layer, 2 is a buried oxide film, 3 is a support substrate, 4 is an oxide film, 5 is a field oxide film, 6 is a PMOS channel region, 7 is an NMOS channel region, 8 Is the gate oxide film,
9 is a polysilicon film, 10 is a WSi film, 11 is a PMOS film
, A drain buffer diffusion layer 12 of an NMOS, a sidewall 13, a source / drain diffusion layer 14 of a PMOS, an NMOS source / drain diffusion layer 15, an NSG film 16, a BPSG film 17, 18,
27 is a resist, 19 is a region to be a contact hole, 20 is a contact hole, 21, 30 is a barrier metal film, 22, 31 is a tungsten film, 23, 25, 3
2, 34 are TiN films, 24, 33 are AlCu films, 26 is a P-SiO 2 film, 28 is a region to be a via hole, 29
Is a via hole, 35 is a SiN film, 36, 37, 3
Reference numerals 8 and 39 denote conductive films for reducing charge-up generated in the contact holes by dry etching used when forming the contact holes.

【0022】尚、導電膜36、37、38、39はTi
Nに限定されるものではなく、後工程で除去できる導電
膜であればよく、例えば、Ti、TiW、W、WSi、
WSi4、Al、Al合金、ポリシリコン等が適用可能
である。形成方法もスパッタ法に限定されるものではな
く、CVD法、蒸着法等によるものでもよい。その膜厚
も特に限定されるものではないが、後工程での除去、形
成膜の安定性等を考慮すれば10〜300nmが望まし
く、特に15〜150nmが望ましい。
The conductive films 36, 37, 38 and 39 are made of Ti.
The conductive film is not limited to N, and may be any conductive film that can be removed in a later step. For example, Ti, TiW, W, WSi,
WSi 4 , Al, Al alloy, polysilicon and the like are applicable. The formation method is not limited to the sputtering method, but may be a CVD method, a vapor deposition method, or the like. The thickness is not particularly limited, but is preferably 10 to 300 nm, particularly preferably 15 to 150 nm, in consideration of removal in a later step, stability of a formed film, and the like.

【0023】以下、図1乃至図3を用いて、本発明の第
1の実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する。
The manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0024】まず、SOI基板のトランジスタを形成す
る表面シリコン層1を酸化し、エッチング等を用い膜厚
を70nm程度に調整する。支持基板3上の埋め込み酸
化膜2の膜厚は約100nmである(図1(a))。
First, the surface silicon layer 1 for forming the transistor of the SOI substrate is oxidized, and its thickness is adjusted to about 70 nm by etching or the like. The thickness of the buried oxide film 2 on the support substrate 3 is about 100 nm (FIG. 1A).

【0025】次に、熱酸化法により、酸化膜4を10n
m形成し、LPCVD法によりSiN膜(図示せず。)
を100nm形成し、フォトリソ法及びドライエッチン
グ法を用いて素子分離領域のSiN膜及び表面に形成さ
れた自然酸化膜を除去する。続いて、熱酸化を160n
m行い、素子分離用のフィールド酸化膜5を形成し、熱
リン酸によりSiN膜を除去する(図1(b))。
Next, the oxide film 4 is formed to a thickness of 10 n by a thermal oxidation method.
m, and a SiN film (not shown) by the LPCVD method.
Is formed to a thickness of 100 nm, and the SiN film in the element isolation region and the natural oxide film formed on the surface are removed by photolithography and dry etching. Subsequently, thermal oxidation was performed for 160 n.
Then, a field oxide film 5 for element isolation is formed, and the SiN film is removed by hot phosphoric acid (FIG. 1B).

【0026】次に、PMOS活性領域にフォトリソ法及
びイオン注入法によりリンを注入エネルギーを25ke
V、ドーズ量を5×1012ions/cm2でイオン注
入し、PMOSのチャネル領域6の不純物濃度を決定す
る。続いて、NMOS活性領域にフォトリソ法及びイオ
ン注入法により、ボロンを注入エネルギーを30ke
V、ドーズ量を5×1012ions/cm2でイオン注
入し、NMOSのチャネル領域6の不純物濃度を決定す
る。その後、1%HFにより酸化膜4を除去し、熱酸化
法によりゲート酸化膜8を7nm形成する。
Next, phosphorus is implanted into the PMOS active region by photolithography and ion implantation at an energy of 25 ke.
V ions are implanted at a dose of 5 × 10 12 ions / cm 2 to determine the impurity concentration of the PMOS channel region 6. Subsequently, boron is implanted into the NMOS active region by photolithography and ion implantation at an energy of 30 ke.
V ions are implanted at a dose of 5 × 10 12 ions / cm 2 to determine the impurity concentration of the NMOS channel region 6. Thereafter, the oxide film 4 is removed by 1% HF, and a gate oxide film 8 is formed to a thickness of 7 nm by a thermal oxidation method.

【0027】次に、LPCVD法により、ポリシリコン
膜9を膜厚150nm形成し、イオン注入法により、リ
ンを注入エネルギーを20keV、ドーズ量を5×10
15ions/cm2でポリシリコン膜9にイオン注入
し、CVD法によりWSi膜10を膜厚100nm形成
する。その後、フォトリソ法及びドライエッチング法に
よりWSi膜10及びポリシリコン膜9をエッチングし
てゲート電極を形成する(図1(c))。
Next, a polysilicon film 9 is formed to a thickness of 150 nm by LPCVD, phosphorus is implanted at an energy of 20 keV and a dose is 5 × 10 5 by ion implantation.
Ions are implanted into the polysilicon film 9 at 15 ions / cm 2 , and a WSi film 10 is formed to a thickness of 100 nm by a CVD method. Thereafter, the WSi film 10 and the polysilicon film 9 are etched by a photolithography method and a dry etching method to form a gate electrode (FIG. 1C).

【0028】PMOS活性領域にフォトリソ法及びイオ
ン注入法により、BF2を注入エネルギーを20ke
V、ドーズ量を5×1013ions/cm2でイオン注
入し、PMOSのドレイン緩衝拡散層11の不純物を決
定する。続いて、NMOS活性領域にフォトリソ法及び
イオン注入法によりリンを注入エネルギーを15ke
V、ドーズ量を5×1013ions/cm2でイオン注
入し、NMOSのドレイン緩衝拡散層12の不純物濃度
を決定する。
BF 2 is implanted into the PMOS active region by photolithography and ion implantation at an energy of 20 ke.
V ions are implanted at a dose of 5 × 10 13 ions / cm 2 to determine impurities in the drain buffer diffusion layer 11 of the PMOS. Subsequently, phosphorus is implanted into the NMOS active region by photolithography and ion implantation at an energy of 15 ke.
V ions are implanted at a dose of 5 × 10 13 ions / cm 2 to determine the impurity concentration of the NMOS drain buffer diffusion layer 12.

【0029】続いて、酸化膜(図示せず。)をCVD法
により150nm形成し、ドライエッチング法により、
酸化膜140nmエッチバックし、ゲート電極側壁に酸
化膜のサイドウォール13を形成する。続いて、PMO
S活性領域にフォトリソ法及びイオン注入法によりBF
2を注入エネルギーを20keV、ドーズ量を5×10
15ions/cm2でイオン注入し、PMOSのソース
/ドレイン拡散層14の不純物濃度を決定する。続い
て、NMOS活性領域にフォトリソ法及びイオン注入法
によりリンを注入エネルギーを15keV、ドーズ量を
5×1015ions/cm2でイオン注入し、NMOS
のソース/ドレイン拡散層15の不純物濃度を決定する
(図1(d))。
Subsequently, an oxide film (not shown) is formed to a thickness of 150 nm by a CVD method, and is formed by a dry etching method.
The oxide film is etched back by 140 nm to form a sidewall 13 of the oxide film on the side wall of the gate electrode. Next, PMO
BF in the S active region by photolithography and ion implantation
2 with an implantation energy of 20 keV and a dose of 5 × 10
Ions are implanted at 15 ions / cm 2 to determine the impurity concentration of the source / drain diffusion layers 14 of the PMOS. Subsequently, phosphorus is ion-implanted into the NMOS active region by photolithography and ion implantation at an energy of 15 keV and a dose of 5 × 10 15 ions / cm 2.
The impurity concentration of the source / drain diffusion layer 15 is determined (FIG. 1D).

【0030】次に、NSG膜16をCVD法により15
0nm形成し、続いてBPSG膜17をCVD法により
750nm形成する。その後、900℃、窒素雰囲気、
20分の熱処理を行い、BPSG膜17のリフロー及び
上記工程で注入した不純物の活性化を行う。
Next, an NSG film 16 is formed
Then, a BPSG film 17 is formed to a thickness of 750 nm by the CVD method. Thereafter, at 900 ° C. in a nitrogen atmosphere,
A heat treatment for 20 minutes is performed to reflow the BPSG film 17 and activate the impurities implanted in the above steps.

【0031】その後、スパッタ法によりチャージアップ
低減用導電膜36としてTiN膜を25nm形成する。
その後、フォトリソ法により半導体素子と電極配線とを
接続するコンタクトホール部となる領域19を開口した
レジスト18を形成する(図1(e))。
Thereafter, a 25 nm thick TiN film is formed as a charge-up reducing conductive film 36 by a sputtering method.
After that, a resist 18 is formed by photolithography with an opening in a region 19 serving as a contact hole for connecting the semiconductor element and the electrode wiring (FIG. 1E).

【0032】次に、レジスト18をマスクに、ドライエ
ッチングによりTiN膜36をエッチングする。エッチ
ング装置は平行平板型プラズマエッチング装置で、エッ
チング条件はSF6の流量を50sccm、真空度を1
50mTorr、電極印加電力を300Wで、オーバー
エッチ量はTiN膜厚に対して30%としている。
Next, the TiN film 36 is etched by dry etching using the resist 18 as a mask. The etching apparatus was a parallel plate type plasma etching apparatus. The etching conditions were as follows: SF 6 flow rate was 50 sccm, and the degree of vacuum was 1
50 mTorr, the power applied to the electrode is 300 W, and the overetch amount is 30% with respect to the TiN film thickness.

【0033】その後、レジスト18をマスクにドライエ
ッチングによりBPSG膜17、NSG膜16にコンタ
クトホール部20を形成する。エッチング装置は誘導結
合型プラズマエッチング装置で、ウエハ保持電極にも高
周波を印加している。エッチング条件はC26の流量を
50sccm、真空度を5mTorr、ソース印加電力
を2500W、ウエハ保持電極印加電力を800Wで、
オーバーエッチ量は最深ソースドレインコンタクト部に
対して30%としている(図2(a))。
Thereafter, contact holes 20 are formed in the BPSG film 17 and the NSG film 16 by dry etching using the resist 18 as a mask. The etching apparatus is an inductively coupled plasma etching apparatus, and a high frequency is also applied to a wafer holding electrode. The etching conditions were a flow rate of C 2 F 6 of 50 sccm, a degree of vacuum of 5 mTorr, a power applied to the source of 2500 W, and a power applied to the wafer holding electrode at 800 W.
The overetch amount is set to 30% with respect to the deepest source / drain contact portion (FIG. 2A).

【0034】その後、プラズマアッシング法によりレジ
スト18を除去し、150℃の硫酸と過酸化水素水との
混合溶液への浸液処理により、TiN膜36を全て除去
する。尚、TiN膜36は配線層間に残らなければ、即
ち、配線間を導通させなければ、全て除去する必要はな
いが、除去した方が、アスペクト比を小さくできる。こ
れは第2の実施の形態においても同じである。
Thereafter, the resist 18 is removed by a plasma ashing method, and the TiN film 36 is entirely removed by immersion in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide at 150 ° C. If the TiN film 36 does not remain between the wiring layers, that is, if the wiring is not conducted, it is not necessary to remove all of the TiN film 36, but removing the TiN film 36 can reduce the aspect ratio. This is the same in the second embodiment.

【0035】その後、スパッタ法により、Ti膜を60
nm形成し、続いてスパッタ法により、TiN膜を60
nm形成し、バリアメタル膜21を形成する。尚、バリ
アメタル膜21は2層構造に限定されるものではなく、
Ti膜のみ、TiN膜のみでも可能である。
Thereafter, a Ti film is formed by sputtering to a thickness of 60
Next, a TiN film is formed by sputtering to a thickness of 60 nm.
The barrier metal film 21 is formed. Note that the barrier metal film 21 is not limited to the two-layer structure,
It is possible to use only the Ti film or only the TiN film.

【0036】次に、CVD法によりタングステン膜22
を500nm形成し、ドライエッチングによりタングス
テン膜22をエッチバックし、コンタクトホール部20
のみにタングステン膜22を残す。次に、ドライエッチ
ング法により、バリアメタル膜21をエッチバックし、
コンタクトホール部20のみにバリアメタル舞う21を
残す。次に、スパッタ法により、TiN膜23を80n
m、AlCu膜24(Cu濃度0.5%)を400n
m、TiN膜25を80nm形成する。その後、フォト
リソ法及びドライエッチング法により、TiN膜23、
AlCu膜24、TiN膜25エッチングし、電極配線
を形成する(図2(b))。
Next, the tungsten film 22 is formed by the CVD method.
The tungsten film 22 is etched back by dry etching to form a contact hole 20.
Only the tungsten film 22 is left. Next, the barrier metal film 21 is etched back by a dry etching method,
The barrier metal 21 is left only in the contact hole 20. Next, 80n of the TiN film 23 is formed by a sputtering method.
m, the AlCu film 24 (Cu concentration 0.5%) is 400 n
An 80 nm thick TiN film 25 is formed. After that, the TiN film 23,
The AlCu film 24 and the TiN film 25 are etched to form an electrode wiring (FIG. 2B).

【0037】次に、プラズマCVD法により、P−Si
2膜26を2μm形成し、続いてCMP法により、P
−SiO2膜26の表面を平坦化する。CMP後のP−
SiO2膜26の膜厚は電極配線上で1μmにする。
Next, P-Si is formed by plasma CVD.
An O 2 film 26 is formed to a thickness of 2 μm.
To flatten the surface of the -SiO 2 film 26. P- after CMP
The thickness of the SiO 2 film 26 is 1 μm on the electrode wiring.

【0038】次に、スパッタ法によりチャージアップ低
減用導電膜37としてTiN膜を25nm形成する。そ
の後、フォトリソ法により電極配線と上部電極配線とを
接続するヴィアホール部となる領域28が開口したレジ
スト27を形成する(図2(c))。
Next, a 25 nm-thick TiN film is formed as the charge-up reducing conductive film 37 by a sputtering method. Thereafter, a resist 27 having an opening in a region 28 serving as a via hole connecting the electrode wiring and the upper electrode wiring is formed by a photolithography method (FIG. 2C).

【0039】次に、レジスト27をマスクに、ドライエ
ッチングによりTiN膜37をエッチングする。エッチ
ング装置は平行平板型プラズマエッチング装置で、エッ
チング条件はSF6流量50sccm、真空度150m
Torr、電極印加電力300Wでオーバーエッチ量は
TiN膜厚に対して30%としている。その後、レジス
ト27をマスクにドライエッチングによりP−SiO2
26にヴィアホール29を開口する。エッチング装置は
誘導結合型プラズマエッチング装置でウエハ保持電極に
も高周波を印加している。エッチング条件はC26の流
量を50sccm、真空度を5mTorr、ソース印加
電力を2500W、ウエハ保持電極印加電力を800W
でオーバーエッチ量は50%としている(図3
(a))。
Next, using the resist 27 as a mask, the TiN film 37 is etched by dry etching. The etching apparatus is a parallel plate type plasma etching apparatus, and the etching conditions are SF 6 flow rate 50 sccm, vacuum degree 150 m.
At Torr, the electrode applied power is 300 W, and the overetch amount is 30% with respect to the TiN film thickness. Thereafter, P-SiO 2 is formed by dry etching using the resist 27 as a mask.
A via hole 29 is opened in 26. The etching apparatus is an inductively coupled plasma etching apparatus and applies a high frequency to a wafer holding electrode. The etching conditions were a flow rate of C 2 F 6 of 50 sccm, a degree of vacuum of 5 mTorr, a power applied to the source of 2500 W, and a power applied to the wafer holding electrode of 800 W.
And the overetch amount is 50% (FIG. 3
(A)).

【0040】次に、スパッタ法によりTi膜を60nm
形成し、続いてスパッタ法によりTiN膜を60nm形
成し、バリアメタル膜30を形成する。次にCVD法に
よりタングステン膜31を500nm形成し、ドライエ
ッチ法によりタングステン膜31をエッチバックし、ヴ
ィアホール部29のみにタングステン膜31を残す。
Next, a Ti film was formed to a thickness of 60 nm by sputtering.
Then, a TiN film is formed to a thickness of 60 nm by a sputtering method, and a barrier metal film 30 is formed. Next, a tungsten film 31 is formed to a thickness of 500 nm by the CVD method, and the tungsten film 31 is etched back by the dry etching method, leaving the tungsten film 31 only in the via hole 29.

【0041】次に、ドライエッチ法によりTiN膜37
及びバリアメタル膜30をエッチバックし、ヴィアホー
ル部29のみにバリアメタル膜30を残す。次にスパッ
タ法にTiN膜32を80nm、AlCu33(Cu濃
度0.5%)を800nm、TiN膜34を80nm形
成する。その後、フォトリソ法及びドライエッチング法
により、TiN膜34、AlCu膜33、TiN膜32
をエッチングし、上部電極配線を形成する。その後プラ
ズマCVD法により、パッシベーション膜のSiN膜3
5を600nm形成する。その後フォトリソ法及びドラ
イエッチング法によりボンディングパッド接続孔をP−
SiN膜35に開口する(図3(b))。
Next, the TiN film 37 is formed by dry etching.
Then, the barrier metal film 30 is etched back to leave the barrier metal film 30 only in the via hole portion 29. Next, the TiN film 32 is formed to a thickness of 80 nm, the AlCu 33 (Cu concentration: 0.5%) is formed to a thickness of 800 nm, and the TiN film is formed to a thickness of 80 nm by sputtering. Thereafter, the TiN film 34, the AlCu film 33, and the TiN film 32 are formed by photolithography and dry etching.
Is etched to form an upper electrode wiring. Thereafter, a SiN film 3 as a passivation film is formed by a plasma CVD method.
5 is formed to a thickness of 600 nm. Then, the bonding pad connection hole is formed by P-lithography and dry etching.
An opening is formed in the SiN film 35 (FIG. 3B).

【0042】次に、図4乃至図7を用いて、本発明の第
2の実施の形態の半導体装置の製造方法を説明する。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0043】まず、SOI基板のトランジスタを形成す
る表面シリコン1を酸化し、エッチング等を用い膜厚を
70nm程度に調整する。支持基板3上の埋め込み酸化
膜2の膜厚は約100nmである(図4(a))。
First, the surface silicon 1 for forming the transistor of the SOI substrate is oxidized, and the film thickness is adjusted to about 70 nm by etching or the like. The thickness of the buried oxide film 2 on the support substrate 3 is about 100 nm (FIG. 4A).

【0044】次に、熱酸化法により、酸化膜4を10n
m形成し、LPCVD法によりSiN膜を100nm形
成し、フォトリソ法及びドライエッチング法を用いて素
子分離領域のSiN膜、酸化膜を除去する。続いて、熱
酸化を160nm行い、素子分離用の酸化膜5を形成
し、熱リン酸によりSiN膜を除去する(図4
(b))。
Next, the oxide film 4 is formed to a thickness of 10 n by a thermal oxidation method.
m, an SiN film is formed to a thickness of 100 nm by LPCVD, and the SiN film and oxide film in the element isolation region are removed by photolithography and dry etching. Subsequently, thermal oxidation is performed at 160 nm to form an oxide film 5 for element isolation, and the SiN film is removed with hot phosphoric acid (FIG. 4).
(B)).

【0045】次に、PMOS活性領域にフォトリソ法及
びイオン注入法によりリンを注入エネルギーを25ke
V、ドーズ量を5×1012ions/cm2でイオン注
入し、PMOSのチャネル領域6の不純物濃度を決定す
る。続いて、NMOS活性領域にフォトリソ法及びイオ
ン注入法により、ボロンを注入エネルギーを30ke
V、ドーズ量を5×1012ions/cm2でイオン注
入し、NMOSのチャネル領域6の不純物濃度を決定す
る。その後、1%HFにより酸化膜4を除去し、熱酸化
法によりゲート酸化膜8を7nm形成する。
Next, phosphorus is implanted into the PMOS active region by photolithography and ion implantation at an energy of 25 ke.
V ions are implanted at a dose of 5 × 10 12 ions / cm 2 to determine the impurity concentration of the PMOS channel region 6. Subsequently, boron is implanted into the NMOS active region by photolithography and ion implantation at an energy of 30 ke.
V ions are implanted at a dose of 5 × 10 12 ions / cm 2 to determine the impurity concentration of the NMOS channel region 6. Thereafter, the oxide film 4 is removed by 1% HF, and a gate oxide film 8 is formed to a thickness of 7 nm by a thermal oxidation method.

【0046】次に、LPCVD法により、ポリシリコン
膜9を膜厚を150nm形成し、イオン注入法により、
リンを注入エネルギーを20keV、ドーズ量を5×1
15ions/cm2でポリシリコン膜9にイオン注入
し、CVD法によりWSi膜10を膜厚100nm形成
する。その後、フォトリソ法及びドライエッチング法に
よりWSi膜10及びポリシリコン膜9をエッチングし
てゲート電極を形成する(図4(c))。
Next, a polysilicon film 9 having a thickness of 150 nm is formed by the LPCVD method, and the polysilicon film 9 is formed by the ion implantation method.
Phosphorus implantation energy 20 keV, dose 5 × 1
Ions are implanted into the polysilicon film 9 at 0 15 ions / cm 2 , and a WSi film 10 is formed to a thickness of 100 nm by a CVD method. Thereafter, the WSi film 10 and the polysilicon film 9 are etched by a photolithography method and a dry etching method to form a gate electrode (FIG. 4C).

【0047】PMOS活性領域にフォトリソ法及びイオ
ン注入法により、BF2を注入エネルギーを20ke
V、ドーズ量を5×1013ions/cm2でイオン注
入し、PMOSのドレイン緩衝拡散層11の不純物を決
定する。続いて、NMOS活性領域にフォトリソ法及び
イオン注入法によりリンを注入エネルギーを15ke
V、ドーズ量を5×1013ions/cm2でイオン注
入し、NMOSのドレイン緩衝拡散層12の不純物濃度
を決定する。続いて、酸化膜(図示せず。)をCVD法
により150nm形成し、ドライエッチング法により、
酸化膜140nmエッチバックし、ゲート電極側壁に酸
化膜のサイドウォール13を形成する。
BF 2 is implanted into the PMOS active region by photolithography and ion implantation at an energy of 20 ke.
V ions are implanted at a dose of 5 × 10 13 ions / cm 2 to determine impurities in the drain buffer diffusion layer 11 of the PMOS. Subsequently, phosphorus is implanted into the NMOS active region by photolithography and ion implantation at an energy of 15 ke.
V ions are implanted at a dose of 5 × 10 13 ions / cm 2 to determine the impurity concentration of the NMOS drain buffer diffusion layer 12. Subsequently, an oxide film (not shown) is formed to a thickness of 150 nm by a CVD method, and is formed by a dry etching method.
The oxide film is etched back by 140 nm to form a sidewall 13 of the oxide film on the side wall of the gate electrode.

【0048】続いて、PMOS活性領域にフォトリソ法
及びイオン注入法によりBF2を注入エネルギーを20
keV、ドーズ量を5×1015ions/cm2でイオ
ン注入し、PMOSのソース/ドレイン拡散層14の不
純物濃度を決定する。続いて、NMOS活性領域にフォ
トリソ法及びイオン注入法によりリンを注入エネルギー
15keV、ドーズ量5×1015ions/cm2でイ
オン注入し、NMOSのソース/ドレイン拡散層15の
不純物濃度を決定する(図4(d))。
Subsequently, BF 2 is implanted into the PMOS active region by photolithography and ion implantation at an energy of 20.
Ion implantation is performed at a keV and a dose of 5 × 10 15 ions / cm 2 to determine the impurity concentration of the source / drain diffusion layer 14 of the PMOS. Subsequently, phosphorus is ion-implanted into the NMOS active region by photolithography and ion implantation at an implantation energy of 15 keV and a dose of 5 × 10 15 ions / cm 2 to determine the impurity concentration of the source / drain diffusion layer 15 of the NMOS ( FIG. 4D).

【0049】次に、NSG膜16をCVD法により15
0nm形成し、続いてBPSG膜17をCVD法により
750nm形成する。その後、900℃、窒素雰囲気、
20分の熱処理を行い、BPSGのリフロー及び上記工
程で注入した不純物の活性化を行う。その後、スパッタ
法によりチャージアップ低減用導電膜38としてTiN
膜を25nm形成する。その後、フォトリソ法により半
導体素子と電極配線とを接続するコンタクトホール部と
なる領域19を開口したレジスト18を形成する(図4
(e))。
Next, the NSG film 16 is
Then, a BPSG film 17 is formed to a thickness of 750 nm by the CVD method. Thereafter, at 900 ° C. in a nitrogen atmosphere,
A heat treatment for 20 minutes is performed to reflow BPSG and activate the impurities implanted in the above steps. Thereafter, TiN is used as the charge-up reducing conductive film 38 by sputtering.
A film is formed to a thickness of 25 nm. Thereafter, a resist 18 is formed by photolithography with an opening in a region 19 serving as a contact hole for connecting the semiconductor element and the electrode wiring (FIG. 4).
(E)).

【0050】次に、レジスト18をマスクに、ドライエ
ッチングによりTiN膜38をエッチングする。エッチ
ング装置は平行平板型プラズマエッチング装置で、エッ
チング条件はSF6流量50sccm、真空度150m
Torr、電極印加電力300Wでオーバーエッチ量は
TiN膜厚に対して30%としている。
Next, using the resist 18 as a mask, the TiN film 38 is etched by dry etching. The etching apparatus is a parallel plate type plasma etching apparatus, and the etching conditions are SF 6 flow rate 50 sccm, vacuum degree 150 m.
At Torr, the electrode applied power is 300 W, and the overetch amount is 30% with respect to the TiN film thickness.

【0051】その後、プラズマアッシング法によりレジ
スト18を除去する。その後、TiN膜38をマスクに
ドライエッチングによりBPSG膜17、NSG膜16
にコンタクトホール部20を形成する。エッチング装置
は誘導結合型プラズマエッチング装置で、ウエハ保持電
極にも高周波を印加している。エッチング条件はC26
の流量を50sccm、真空度を5mTorr、ソース
印加電力を2500W、ウエハ保持電極印加電力を80
0Wで、オーバーエッチ量は最深ソースドレインコンタ
クト部に対して30%としている(図5(a))。
After that, the resist 18 is removed by a plasma ashing method. Thereafter, the BPSG film 17 and the NSG film 16 are dry-etched using the TiN film 38 as a mask.
Then, a contact hole portion 20 is formed. The etching apparatus is an inductively coupled plasma etching apparatus, and a high frequency is also applied to a wafer holding electrode. Etching conditions are C 2 F 6
, A flow rate of 50 sccm, a degree of vacuum of 5 mTorr, a source applied power of 2500 W, and a wafer holding electrode applied power of 80
At 0 W, the overetch amount is 30% of the deepest source / drain contact portion (FIG. 5A).

【0052】その後、150℃の硫酸と過酸化水素水と
の混合溶液への浸液処理により、TiN膜38を全て除
去する。尚、上述のTiN膜36と同様に全て除去する
必要はない。
Thereafter, the TiN film 38 is entirely removed by immersion in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide at 150 ° C. Incidentally, it is not necessary to remove all of them like the TiN film 36 described above.

【0053】その後、スパッタ法により、Ti膜を60
nm形成し、続いてスパッタ法により、TiN膜を60
nm形成し、バリアメタル膜21を形成する。次に、C
VD法によりタングステン膜22を500nm形成し、
ドライエッチングによりタングステン膜22をエッチバ
ックし、コンタクトホール部20のみにタングステン膜
22を残す。次に、ドライエッチング法により、バリア
メタル膜21をエッチバックし、コンタクトホール部2
0のみにバリアメタル膜21を残す(図5(b))。
Thereafter, a Ti film is formed by sputtering to a thickness of 60
Next, a TiN film is formed by sputtering to a thickness of 60 nm.
The barrier metal film 21 is formed. Next, C
A tungsten film 22 is formed to a thickness of 500 nm by a VD method,
The tungsten film 22 is etched back by dry etching, leaving the tungsten film 22 only in the contact hole portion 20. Next, the barrier metal film 21 is etched back by a dry etching
The barrier metal film 21 is left only at 0 (FIG. 5B).

【0054】次に、スパッタ法により、TiN膜23を
80nm、AlCu膜24(Cu濃度0.5%)を40
0nm、TiN膜25を80nm形成する。その後、フ
ォトリソ法及びドライエッチング法により、TiN膜2
3、AlCu膜24、TiN膜25エッチングし、電極
配線を形成する(図5(c))。
Next, the TiN film 23 was formed to 80 nm, and the AlCu film 24 (Cu concentration 0.5%) was formed to 40 nm by sputtering.
A TiN film 25 is formed to a thickness of 0 nm and a thickness of 80 nm. Thereafter, the TiN film 2 is formed by photolithography and dry etching.
3. The AlCu film 24 and the TiN film 25 are etched to form an electrode wiring (FIG. 5C).

【0055】次に、プラズマCVD法により、P−Si
2膜26を2μm形成し、続いてCMP法により、P
−SiO2膜26の表面を平坦化する。CMP後のP−
SiO2膜26の膜厚は電極配線上で1μmにする。
Next, P-Si is formed by plasma CVD.
An O 2 film 26 is formed to a thickness of 2 μm.
To flatten the surface of the -SiO 2 film 26. P- after CMP
The thickness of the SiO 2 film 26 is 1 μm on the electrode wiring.

【0056】次に、スパッタ法によりチャージアップ低
減用導電膜39としてのTiN膜を25nm形成する。
その後、フォトリソ法により電極配線と上部電極配線と
を接続するヴィアホール部となる領域28が開口したレ
ジスト27を形成する(図6(a))。
Next, a 25 nm-thick TiN film is formed as a charge-up reducing conductive film 39 by a sputtering method.
Thereafter, a resist 27 having an opening in a region 28 serving as a via hole connecting the electrode wiring and the upper electrode wiring is formed by a photolithography method (FIG. 6A).

【0057】次に、レジスト27をマスクに、ドライエ
ッチングによりTiN膜39をエッチングする。エッチ
ング装置は平行平板型プラズマエッチング装置で、エッ
チング条件はSF6流量50sccm、真空度を150
mTorr、電極印加電力を300Wでオーバーエッチ
量はTiN膜厚に対して30%としている。その後、プ
ラズマアッシング法により、レジスト27除去し、続い
て、TiN膜39をマスクにドライエッチングによりP
−SiO2膜26にヴィアホール部29を開口する。エ
ッチング装置は誘導結合型プラズマエッチング装置でウ
エハ保持電極にも高周波を印加している。エッチング条
件はC26の流量を50sccm、真空度を5mTor
r、ソース印加電力を2500W、ウエハ保持電極印加
電力を800Wでオーバーエッチ量は50%としている
(図6(b))。
Next, using the resist 27 as a mask, the TiN film 39 is etched by dry etching. The etching apparatus was a parallel plate type plasma etching apparatus, and the etching conditions were SF 6 flow rate 50 sccm, and the degree of vacuum was 150.
mTorr, the power applied to the electrode is 300 W, and the overetch amount is 30% with respect to the TiN film thickness. Thereafter, the resist 27 is removed by a plasma ashing method, and subsequently, the PN is removed by dry etching using the TiN film 39 as a mask.
Opening a via hole 29 in the SiO 2 film 26; The etching apparatus is an inductively coupled plasma etching apparatus and applies a high frequency to a wafer holding electrode. The etching conditions were as follows: the flow rate of C 2 F 6 was 50 sccm, and the vacuum degree was 5 mTorr.
r, the power applied to the source is 2500 W, the power applied to the wafer holding electrode is 800 W, and the overetch amount is 50% (FIG. 6B).

【0058】次に、スパッタ法によりTiを60nm形
成し、続いてスパッタ法によりTiNを60nm形成
し、バリアメタル30を形成する。次にCVD法により
タングステン31を500nm形成し、ドライエッチ法
によりタングステン31をエッチバックし、ヴィアホー
ル部29のみにタングステン31を残す(図7
(a))。
Next, 60 nm of Ti is formed by a sputtering method, and then 60 nm of TiN is formed by a sputtering method to form a barrier metal 30. Next, tungsten 31 is formed to a thickness of 500 nm by the CVD method, and the tungsten 31 is etched back by the dry etching method, leaving the tungsten 31 only in the via hole 29 (FIG. 7).
(A)).

【0059】次に、ドライエッチ法によりTiN膜39
及びバリアメタル膜30をエッチバックし、ヴィアホー
ル部29のみにバリアメタル膜30を残す。次にスパッ
タ法にTiN膜32を80nm、AlCu膜33(Cu
濃度0.5%)を800nm、TiN膜34を80nm
形成する。その後、フォトリソ法及びドライエッチング
法により、TiN膜34、AlCu膜33、TiN膜3
2をエッチングし、上部電極配線を形成する。その後プ
ラズマCVD法により、パッシベーション膜のSiN膜
35を600nm形成する。その後フォトリソ法及びド
ライエッチング法によりボンディングパッド接続孔をP
−SiN膜35に開口する(図7(b))。
Next, a TiN film 39 is formed by dry etching.
Then, the barrier metal film 30 is etched back to leave the barrier metal film 30 only in the via hole portion 29. Next, 80 nm of TiN film 32 and AlCu film 33 (Cu
(Concentration 0.5%) 800 nm, TiN film 34 80 nm
Form. Thereafter, the TiN film 34, the AlCu film 33, and the TiN film 3 are formed by photolithography and dry etching.
2 is etched to form an upper electrode wiring. Thereafter, a SiN film 35 as a passivation film is formed to a thickness of 600 nm by a plasma CVD method. Then, the bonding pad connection hole is formed by photolithography and dry etching.
An opening is formed in the SiN film 35 (FIG. 7B).

【0060】また、図11乃至図13に示すように、耐
圧1MV/cm以下での埋め込み酸化膜の初期破壊が従
来の製造方法では、52%であるのに対して、第1の実
施の形態に示す製造方法を用いたものは8%、第2の実
施の形態に示す製造方法を用いたものは10%と大幅に
減少しており、本発明を用いることにより、埋め込み酸
化膜の劣化は低減されている。
Further, as shown in FIGS. 11 to 13, the initial breakdown of the buried oxide film at a breakdown voltage of 1 MV / cm or less is 52% in the conventional manufacturing method, whereas in the first embodiment, The method using the manufacturing method shown in FIG. 8 is greatly reduced to 8%, and the method using the manufacturing method shown in the second embodiment is greatly reduced to 10%. By using the present invention, the deterioration of the buried oxide film is reduced. Has been reduced.

【0061】尚、図11は第1の実施の形態に示す製造
方法を用いた場合の埋め込み酸化膜の耐圧分布を示す図
であり、図12は第2の実施の形態に示す製造方法を用
いた場合の埋め込み酸化膜の耐圧分布を示す図であり、
図13は従来技術での製造方法を用いた場合の埋め込み
酸化膜の耐圧分布を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the breakdown voltage distribution of the buried oxide film when the manufacturing method shown in the first embodiment is used, and FIG. 12 is a diagram showing the use of the manufacturing method shown in the second embodiment. FIG. 4 is a diagram showing a breakdown voltage distribution of a buried oxide film when the
FIG. 13 is a diagram showing the breakdown voltage distribution of the buried oxide film when the manufacturing method according to the prior art is used.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明を
用いることにより、コンタクトホール形成のために行う
ドライエッチング中にコンタクトホール側壁に発生する
帯電を層間絶縁膜上に導電層を設けることにより緩和す
ることができる。その結果、コンタクトホール底部活性
領域の帯電も緩和され、活性領域と支持基板の間の電位
も小さくなり、埋め込み酸化膜の劣化も防止できる。
As described above in detail, by using the present invention, it is possible to form a conductive layer on an interlayer insulating film by causing a charge generated on a side wall of a contact hole during dry etching for forming a contact hole. Can be alleviated. As a result, the charge in the active region at the bottom of the contact hole is also reduced, the potential between the active region and the support substrate is reduced, and the deterioration of the buried oxide film can be prevented.

【0063】また、チャージアップ低減用導電膜とバリ
アメタルとは同じ材料である又はバリアメタルが複数で
ある場合は、導電膜がそのうちの1つであれば、バリア
メタルのエッチバック時や配線形成のエッチング時に導
電膜を同時に除去できるので工程数が低減できる。
When the charge-up reducing conductive film and the barrier metal are made of the same material, or when there are a plurality of barrier metals, if the conductive film is one of them, the barrier metal is etched back or the wiring is formed. Since the conductive film can be removed at the same time as the etching, the number of steps can be reduced.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の半導体装置の製造
工程図である。
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態の半導体装置の製造
工程図である。
FIG. 2 is a manufacturing process diagram of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態の半導体装置の製造
工程図である。
FIG. 3 is a manufacturing process diagram of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図4】本発明の第2の実施の形態の半導体装置の製造
工程図である。
FIG. 4 is a manufacturing process diagram of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図5】本発明の第2の実施の形態の半導体装置の製造
工程図である。
FIG. 5 is a manufacturing process diagram of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施の形態の半導体装置の製造
工程図である。
FIG. 6 is a manufacturing process diagram of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施の形態の半導体装置の製造
工程図である。
FIG. 7 is a manufacturing process diagram of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図8】従来技術における、SOI基板上に半導体素子
を形成する工程を示す図である。
FIG. 8 is a view showing a step of forming a semiconductor element on an SOI substrate in a conventional technique.

【図9】従来技術における、SOI基板上に半導体素子
を形成する工程を示す図である。
FIG. 9 is a view showing a step of forming a semiconductor element on an SOI substrate in a conventional technique.

【図10】従来技術における、SOI基板上に半導体素
子を形成する工程を示す図である。
FIG. 10 is a view showing a step of forming a semiconductor element on an SOI substrate in a conventional technique.

【図11】第1の実施の形態に示す製造方法を用いた場
合の埋め込み酸化膜の耐圧分布を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a breakdown voltage distribution of a buried oxide film when the manufacturing method shown in the first embodiment is used.

【図12】第2の実施の形態に示す製造方法を用いた場
合の埋め込み酸化膜の耐圧分布を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a breakdown voltage distribution of a buried oxide film when the manufacturing method described in the second embodiment is used.

【図13】従来技術での製造方法を用いた場合の埋め込
み酸化膜の耐圧分布を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a breakdown voltage distribution of a buried oxide film when a manufacturing method according to a conventional technique is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 表面シリコン層 2 埋め込み酸化膜 3 支持基板 4 酸化膜 5 フィールド酸化膜 6 PMOSのチャネル領域 7 NMOSのチャネル領域 8 ゲート酸化膜 9 ポリシリコン膜 10 WSi膜 11 PMOSのドレイン緩衝拡散層 12 NMOSのドレイン緩衝拡散層 13 サイドウォール 14 PMOSのソース/ドレイン拡散層 15 NMOSのソース/ドレイン拡散層 16 NSG膜 17 BPSG膜 18、27 レジスト 19 コンタクトホール部となる領域 20 コンタクトホール部 21、30 バリアメタル膜 22、31 タングステン膜 23、25、32、34 TiN膜 24、33 AlCu膜 26 P−SiO2膜 28 ヴィアホールとなる領域 29 ヴィアホール部 35 SiN膜 36、37、38、39 チャージアップ低減用導電膜Reference Signs List 1 surface silicon layer 2 buried oxide film 3 support substrate 4 oxide film 5 field oxide film 6 PMOS channel region 7 NMOS channel region 8 gate oxide film 9 polysilicon film 10 WSi film 11 PMOS drain buffer diffusion layer 12 NMOS drain Buffer diffusion layer 13 Side wall 14 PMOS source / drain diffusion layer 15 NMOS source / drain diffusion layer 16 NSG film 17 BPSG film 18, 27 Resist 19 Contact hole portion region 20 Contact hole portion 21, 30 Barrier metal film 22 , 31 tungsten film 23,25,32,34 TiN film 24 and 33 AlCu film 26 P-SiO 2 film 28 becomes the via hole region 29 via hole portion 35 SiN film 36, 37, 38, 39 charge-up reduction conductive

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−182927(JP,A) 特開 平7−254574(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/786 H01L 21/28 H01L 21/336 H01L 21/768 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-182927 (JP, A) JP-A-7-254574 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 29/786 H01L 21/28 H01L 21/336 H01L 21/768

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 SOI基板に半導体素子が形成されてい
る半導体装置の製造方法において、 上記半導体素子上又は該半導体素子を接続する電極配線
上に層間絶縁膜を形成し、次いで該層間絶縁膜上に導電
膜を形成した後、ドライエッチングにより上記層間絶縁
膜に上記半導体素子と又は該半導体素子を接続する電極
配線と電気的接続に用いるコンタクトホール又はヴィア
ホールを形成し、その後、上記導電膜を除去し、次いで
該コンタクトホール又はヴィアホールにバリアメタルを
介して導電性コンタクトプラグを埋設することを特徴と
する、半導体装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor element is formed on an SOI substrate, wherein an interlayer insulating film is formed on the semiconductor element or on an electrode wiring connecting the semiconductor element, and then on the interlayer insulating film. After a conductive film is formed, a contact hole or a via hole used for electrical connection with the semiconductor element or the electrode wiring connecting the semiconductor element is formed in the interlayer insulating film by dry etching, and then the conductive film is formed. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: removing a conductive contact plug in a contact hole or a via hole via a barrier metal;
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