JP5533398B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、半導体基板にビアが設けられる半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a via is provided in a semiconductor substrate.

半導体装置に用いられている半導体基板にビアを設け、そのビアを利用して半導体装置の表裏面間を導通させる技術が知られている。このような半導体装置は、例えば、それらを複数積層して互いに電気的に接続した、スタック構造のデバイスに用いられる。   2. Description of the Related Art A technique is known in which a via is provided in a semiconductor substrate used in a semiconductor device and conduction is made between the front and back surfaces of the semiconductor device using the via. Such a semiconductor device is used, for example, in a device having a stack structure in which a plurality of them are stacked and electrically connected to each other.

特表2009−524220号公報Special table 2009-524220 特開2007−165461号公報JP 2007-165461 A

半導体基板にビアが設けられる半導体装置を製造する際には、トランジスタ等の素子に加え、半導体基板にビアを形成するために、その製造プロセスが複雑になってしまう場合がある。   When manufacturing a semiconductor device in which a via is provided in a semiconductor substrate, the manufacturing process may be complicated because the via is formed in the semiconductor substrate in addition to an element such as a transistor.

本発明の一観点によれば、半導体基板に第1開口部を形成する工程と、前記第1開口部の内壁に第1絶縁膜を形成する工程と、前記第1絶縁膜が形成された前記第1開口部内に埋め込み材を形成する工程と、前記埋め込み材が形成された前記第1開口部上に第1ダミーゲート電極を、前記半導体基板上であってトランジスタを形成する領域上に第2ダミーゲート電極を、それぞれ形成する工程と、前記半導体基板上に、前記第1ダミーゲート電極及び前記第2ダミーゲート電極を被覆する第2絶縁膜を形成する工程と、前記第2絶縁膜から前記第1ダミーゲート電極及び前記第2ダミーゲート電極を露出させる工程と、前記第1ダミーゲート電極と、前記第1開口部内に形成された前記埋め込み材とを除去して第2開口部を形成し、前記第2ダミーゲート電極を除去して第3開口部を形成する工程と、前記第2開口部及び前記第3開口部に導電材料を形成し、前記第2開口部にビアを形成すると共に、前記第3開口部にゲート電極を形成する工程と、を含む半導体装置の製造方法が提供される。   According to an aspect of the present invention, a step of forming a first opening in a semiconductor substrate, a step of forming a first insulating film on an inner wall of the first opening, and the step of forming the first insulating film Forming a filling material in the first opening; a first dummy gate electrode on the first opening in which the filling material is formed; and a second dummy gate electrode on the semiconductor substrate on a region where a transistor is to be formed. Forming a dummy gate electrode; forming a second insulating film covering the first dummy gate electrode and the second dummy gate electrode on the semiconductor substrate; and A step of exposing the first dummy gate electrode and the second dummy gate electrode, the first dummy gate electrode, and the filling material formed in the first opening are removed to form a second opening. The second Removing the me gate electrode to form a third opening; forming a conductive material in the second opening and the third opening; forming a via in the second opening; and Forming a gate electrode on the part, and a method for manufacturing a semiconductor device.

開示の方法によれば、半導体基板に設けられたビアを有する半導体装置を、その製造プロセスの複雑化を抑えて製造することが可能になる。   According to the disclosed method, a semiconductor device having a via provided in a semiconductor substrate can be manufactured while suppressing the complexity of the manufacturing process.

半導体装置形成方法の一例の説明図(その1)である。It is explanatory drawing (the 1) of an example of a semiconductor device formation method. 半導体装置形成方法の一例の説明図(その2)である。It is explanatory drawing (the 2) of an example of a semiconductor device formation method. 半導体装置形成方法の一例の説明図(その3)である。It is explanatory drawing (the 3) of an example of a semiconductor device formation method. 半導体装置形成方法の一例の説明図(その4)である。It is explanatory drawing (the 4) of an example of a semiconductor device formation method. 半導体装置形成方法の一例の説明図(その5)である。It is explanatory drawing (the 5) of an example of a semiconductor device formation method. 半導体装置形成方法の一例の説明図(その6)である。It is explanatory drawing (the 6) of an example of a semiconductor device formation method. 半導体装置形成方法の一例の説明図(その7)である。It is explanatory drawing (the 7) of an example of a semiconductor device formation method. 半導体装置形成方法の一例の説明図(その8)である。It is explanatory drawing (the 8) of an example of a semiconductor device formation method. 半導体装置形成方法の一例の説明図(その9)である。It is explanatory drawing (the 9) of an example of a semiconductor device formation method. 半導体装置形成方法の一例の説明図(その10)である。It is explanatory drawing (the 10) of an example of a semiconductor device formation method. 半導体装置形成方法の一例の説明図(その11)である。It is explanatory drawing (the 11) of an example of a semiconductor device formation method. 半導体装置形成方法の一例の説明図(その12)である。It is explanatory drawing (the 12) of an example of a semiconductor device formation method. 半導体装置形成方法の一例の説明図(その13)である。It is explanatory drawing (the 13) of an example of a semiconductor device formation method. 半導体装置形成方法の一例の説明図(その14)である。It is explanatory drawing (the 14) of an example of a semiconductor device formation method. 半導体装置形成方法の一例の説明図(その15)である。It is explanatory drawing (the 15) of an example of a semiconductor device formation method. 半導体装置形成方法の変形例の説明図である。It is explanatory drawing of the modification of the semiconductor device formation method.

図1〜図15は、半導体装置形成方法の一例の説明図である。ここでは、メタルゲート電極を備えたトランジスタ構造と、金属が充填された貫通シリコンビア(Through Silicon Via;TSV)を有する半導体装置の形成方法を例にして説明する。以下、その形成方法を順に説明していく。   1 to 15 are explanatory diagrams of an example of a semiconductor device forming method. Here, a method for forming a semiconductor device having a transistor structure including a metal gate electrode and a through silicon via (TSV) filled with metal will be described as an example. Hereinafter, the formation method will be described in order.

まず、図1に示す工程について述べる。図1(A)はトレンチ形成工程の要部断面模式図、図1(B)は絶縁膜形成工程の要部断面模式図、図1(C)は絶縁膜研磨工程の要部断面模式図である。   First, the process shown in FIG. 1 will be described. 1A is a schematic cross-sectional view of the main part of the trench forming process, FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the main part of the insulating film forming process, and FIG. 1C is a schematic cross-sectional view of the main part of the insulating film polishing process. is there.

ここでは、半導体基板としてシリコン(Si)基板1を用いる。まず、Si基板1上に、図1(A)に示すように、酸化シリコン(SiO)膜2、及び窒化シリコン(SiN)膜3を形成する。SiO膜2は、例えば、膜厚10nmで形成する。SiN膜3は、例えば、膜厚90nmで形成する。次いで、図1(A)に示したように、SiN膜3及びSiO膜2を貫通し、Si基板1の内部に達するトレンチ4を形成する。トレンチ4は、例えば、Si基板1の表面から300nmの深さで形成する。   Here, a silicon (Si) substrate 1 is used as the semiconductor substrate. First, a silicon oxide (SiO) film 2 and a silicon nitride (SiN) film 3 are formed on a Si substrate 1 as shown in FIG. The SiO film 2 is formed with a film thickness of 10 nm, for example. The SiN film 3 is formed with a film thickness of 90 nm, for example. Next, as shown in FIG. 1A, a trench 4 that penetrates the SiN film 3 and the SiO film 2 and reaches the inside of the Si substrate 1 is formed. The trench 4 is formed, for example, at a depth of 300 nm from the surface of the Si substrate 1.

トレンチ4の形成後は、図1(B)に示すように、トレンチ4を埋め込むようにSiO膜5を形成する。このSiO膜5は、例えば、膜厚500nmで形成する。
SiO膜5によるトレンチ4の埋め込み後は、図1(C)に示すように、SiN膜3の上面に形成されたSiO膜5を、SiN膜3をストッパにして、研磨により除去する。この研磨は、CMP(Chemical Mechanical Polishing)により行うことができる。
After the trench 4 is formed, a SiO film 5 is formed so as to fill the trench 4 as shown in FIG. The SiO film 5 is formed with a film thickness of 500 nm, for example.
After the trench 4 is filled with the SiO film 5, as shown in FIG. 1C, the SiO film 5 formed on the upper surface of the SiN film 3 is removed by polishing using the SiN film 3 as a stopper. This polishing can be performed by CMP (Chemical Mechanical Polishing).

これまでの工程により、トレンチ4にSiO膜5が埋め込まれたSTI(Shallow Trench Isolation)5aが形成される。尚、このSTI5aによって画定される領域が、トランジスタ構造を形成する領域(素子領域)ARとなる。   Through the steps so far, an STI (Shallow Trench Isolation) 5a in which the SiO film 5 is buried in the trench 4 is formed. Note that a region defined by the STI 5a is a region (element region) AR for forming a transistor structure.

続いて、図2に示す工程について述べる。図2(A)はビアホール形成工程の要部断面模式図、図2(B)は絶縁膜形成工程の要部断面模式図である。
STI5aの形成後は、SiN膜3及びSiO膜2を貫通し、Si基板1の内部に達するビアホール(開口部)6を形成する。ビアホール6は、最終的にSi基板1を貫通するTSVを形成する領域に、形成する。ここでは一例として、素子領域AR外の4箇所にビアホール6を形成する場合を示す。各ビアホール6は、例えば、Si基板1の表面から深さ30μm〜50μm、直径100nm〜200nmで、形成する。
Next, the process shown in FIG. 2 will be described. FIG. 2A is a schematic cross-sectional view of the main part of the via hole forming process, and FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of the main part of the insulating film forming process.
After the formation of the STI 5a, a via hole (opening) 6 that penetrates the SiN film 3 and the SiO film 2 and reaches the inside of the Si substrate 1 is formed. The via hole 6 is formed in a region where a TSV that finally penetrates the Si substrate 1 is formed. Here, as an example, a case where via holes 6 are formed at four locations outside the element region AR is shown. Each via hole 6 is formed with a depth of 30 μm to 50 μm and a diameter of 100 nm to 200 nm from the surface of the Si substrate 1, for example.

ビアホール6の形成後は、図2(B)に示すように、ビアホール6の内壁に絶縁膜7を形成する。絶縁膜7は、例えば、後述のようにビアホール6に金属を含む材料が埋め込まれた場合に、そのような材料のSi基板1への拡散や、Si基板1表面のシリサイド化を抑え、Si基板1へのリーク電流が発生するのを抑える役割を果たす。このような絶縁膜7として、例えば、膜厚5nm〜20nmのSiO膜を形成する。   After the via hole 6 is formed, an insulating film 7 is formed on the inner wall of the via hole 6 as shown in FIG. For example, when a material containing metal is embedded in the via hole 6 as described later, the insulating film 7 suppresses diffusion of such a material into the Si substrate 1 and silicidation of the surface of the Si substrate 1. 1 serves to suppress the occurrence of a leak current to 1. As such an insulating film 7, for example, a SiO film having a film thickness of 5 nm to 20 nm is formed.

絶縁膜7としてSiO膜を形成する場合、SiO膜は、例えば、ビアホール6の内面に露出するSi基板1を酸化することによって、形成することができる。酸化によって形成するSiO膜の膜厚は、熱処理条件によって制御することができる。例えば、ビアホール6の形成後、酸化雰囲気(例えば酸素(O2)と塩化水素(HCl)を含む雰囲気)中、900℃、30分の条件で熱処理を行うことにより、ビアホール6の内面のSi基板1を熱酸化する。熱酸化を行うことにより、ビアホール6の内面に、絶縁膜7として、膜質の良好なSiO膜を形成することができる。尚、図2(B)には、絶縁膜7として、このような熱酸化法を用いてSiO膜を形成した場合を例示している。 When an SiO film is formed as the insulating film 7, the SiO film can be formed, for example, by oxidizing the Si substrate 1 exposed on the inner surface of the via hole 6. The thickness of the SiO film formed by oxidation can be controlled by heat treatment conditions. For example, after the via hole 6 is formed, heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere (for example, an atmosphere containing oxygen (O 2 ) and hydrogen chloride (HCl)) at 900 ° C. for 30 minutes, thereby forming a Si substrate on the inner surface of the via hole 6. 1 is thermally oxidized. By performing thermal oxidation, a SiO film with good film quality can be formed as the insulating film 7 on the inner surface of the via hole 6. FIG. 2B illustrates the case where an SiO film is formed as the insulating film 7 using such a thermal oxidation method.

絶縁膜7として形成するSiO膜は、このような熱酸化法のほか、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いて形成することもできる。例えば、700℃といった比較的高温の条件でCVDを行い、SiO膜を形成する。尚、ここでは図示を省略するが、このようにCVD法を用いてSiO膜を形成した場合には、ビアホール6の内面のほか、SiN膜3の上面にも、SiO膜が形成されるようになる。   The SiO film formed as the insulating film 7 can be formed by using, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method in addition to such a thermal oxidation method. For example, CVD is performed under a relatively high temperature condition such as 700 ° C. to form a SiO film. Although not shown here, when the SiO film is formed using the CVD method in this way, the SiO film is formed not only on the inner surface of the via hole 6 but also on the upper surface of the SiN film 3. Become.

上記のように絶縁膜7は、熱酸化法やCVD法によって形成可能であるが、絶縁膜7を形成する際には、500℃以上の比較的高温の条件を用いることができる。これは、この段階で高温の熱処理を行っても、素子領域ARには未だトランジスタ構造が形成されていないため、高温で加熱されることによってトランジスタ構造に不具合が生じることがないためである。   As described above, the insulating film 7 can be formed by a thermal oxidation method or a CVD method, but when the insulating film 7 is formed, a relatively high temperature condition of 500 ° C. or higher can be used. This is because even if high-temperature heat treatment is performed at this stage, the transistor structure is not yet formed in the element region AR, so that the transistor structure is not defective when heated at a high temperature.

続いて、図3に示す工程について述べる。図3(A)は第1犠牲層形成工程の要部断面模式図、図3(B)は第1犠牲層研磨工程の要部断面模式図である。
絶縁膜7の形成後は、図3(A)に示すように、ビアホール6内を含む表面に、犠牲層8a(埋め込み材)を形成する。犠牲層8aとして、例えば、膜厚200nm〜300nmのポリシリコン層を形成する。
Next, the process shown in FIG. 3 will be described. FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of the main part of the first sacrificial layer forming step, and FIG. 3B is a schematic cross-sectional view of the main part of the first sacrificial layer polishing step.
After the formation of the insulating film 7, a sacrificial layer 8a (filling material) is formed on the surface including the inside of the via hole 6 as shown in FIG. As the sacrificial layer 8a, for example, a polysilicon layer having a thickness of 200 nm to 300 nm is formed.

犠牲層8aの形成後は、図3(B)に示すように、SiN膜3の上面に形成された犠牲層8aを、SiN膜3をストッパにして、研磨により除去する。この研磨は、CMPにより行うことができる。これにより、ビアホール6を犠牲層8aで埋め込んだ状態を得る。   After the formation of the sacrificial layer 8a, as shown in FIG. 3B, the sacrificial layer 8a formed on the upper surface of the SiN film 3 is removed by polishing using the SiN film 3 as a stopper. This polishing can be performed by CMP. As a result, the via hole 6 is filled with the sacrificial layer 8a.

続いて、図4に示す工程について述べる。図4(A)は絶縁膜除去工程の要部断面模式図、図4(B)はゲート絶縁膜形成工程の要部断面模式図である。
ビアホール6の犠牲層8aによる埋め込み後は、Si基板1の表面に形成していたSiN膜3及びSiO膜2を除去し、それにより、図4(A)に示すような状態を得る。ここで、SiN膜3は、例えば、リン酸(H3PO4)を用いて、選択的に除去する。SiO膜2は、例えば、フッ酸(HF)を用いて、選択的に除去する。HFを用いたSiO膜2の選択的除去の際には、STI5aのSi基板1から突出する部分も除去することができ、図4(A)には、そのような状態を例示している。
Next, the process shown in FIG. 4 will be described. FIG. 4A is a schematic cross-sectional view of the relevant part in the insulating film removing step, and FIG. 4B is a schematic cross-sectional view of the relevant part in the gate insulating film forming step.
After filling the via hole 6 with the sacrificial layer 8a, the SiN film 3 and the SiO film 2 formed on the surface of the Si substrate 1 are removed, thereby obtaining a state as shown in FIG. Here, the SiN film 3 is selectively removed using phosphoric acid (H 3 PO 4 ), for example. The SiO film 2 is selectively removed using, for example, hydrofluoric acid (HF). When the SiO film 2 is selectively removed using HF, the portion of the STI 5a protruding from the Si substrate 1 can also be removed, and FIG. 4A illustrates such a state.

SiN膜3及びSiO膜2の除去後は、図4(B)に示すように、STI5a並びに、絶縁膜7及び犠牲層8aが形成されたビアホール6を含むSi基板1上に、ゲート絶縁膜9を形成する。ゲート絶縁膜9は、例えば、膜厚3nmで形成する。   After the removal of the SiN film 3 and the SiO film 2, as shown in FIG. 4B, the gate insulating film 9 is formed on the Si substrate 1 including the STI 5a and the via hole 6 in which the insulating film 7 and the sacrificial layer 8a are formed. Form. The gate insulating film 9 is formed with a film thickness of 3 nm, for example.

ゲート絶縁膜9には、例えば、高誘電率(High−k)材料を用いる。例えば、上層側に酸化ハフニウム(HfO)等のHigh−k膜、下層側にSiO膜を含んだ積層構造のゲート絶縁膜9を形成する。この場合、上層側のHfO膜には、窒素(N)、Si等が添加されてもよく(HfON膜、HfOSi膜、HfONSi膜)、下層側のSiO膜には、Nが添加されてもよい(SiON膜)。このような積層構造のゲート絶縁膜9は、例えば、Si基板1上にHigh−k膜を形成した後、酸化雰囲気中で熱処理を行うことにより、形成することができる。また、ここではHigh−k膜としてHfO系の膜を例示したが、酸化ジルコニウム(ZrO)系の膜を形成することも可能である。   For the gate insulating film 9, for example, a high dielectric constant (High-k) material is used. For example, the gate insulating film 9 having a stacked structure including a high-k film such as hafnium oxide (HfO) on the upper layer side and an SiO film on the lower layer side is formed. In this case, nitrogen (N), Si, or the like may be added to the upper HfO film (HfON film, HfOSi film, HfONSi film), and N may be added to the lower SiO film. (SiON film). The gate insulating film 9 having such a stacked structure can be formed, for example, by forming a high-k film on the Si substrate 1 and then performing a heat treatment in an oxidizing atmosphere. Here, an HfO-based film is exemplified as the High-k film, but a zirconium oxide (ZrO) -based film can also be formed.

尚、ここでは図示を省略するが、ゲート絶縁膜9上には、後に形成されるゲート電極(メタルゲート電極)の仕事関数を制御する仕事関数制御層を形成してもよい。仕事関数制御層には、例えば、窒化チタン(TiN)、又はアルミニウム(Al)を添加した窒化チタンアルミニウム(TiAlN)を用いることができる。TiNとTiAlNのいずれを形成するかは、形成するトランジスタ構造のチャネル導電型に応じて選択すればよい。仕事関数制御層は、例えば、膜厚3nm〜10nmで形成する。   Although not shown here, a work function control layer for controlling the work function of a gate electrode (metal gate electrode) to be formed later may be formed on the gate insulating film 9. For the work function control layer, for example, titanium nitride (TiN) or titanium aluminum nitride (TiAlN) to which aluminum (Al) is added can be used. Whether to form TiN or TiAlN may be selected according to the channel conductivity type of the transistor structure to be formed. The work function control layer is formed with a film thickness of 3 nm to 10 nm, for example.

続いて、図5に示す工程について述べる。図5(A)はゲート絶縁膜除去工程の要部断面模式図、図5(B)は第2犠牲層及びハードマスク形成工程の要部断面模式図である。
ゲート絶縁膜9の形成後(仕事関数制御層を形成する場合には、仕事関数制御層の形成後)は、レジスト形成とその露光及び現像を行い、図5(A)に示すように、ビアホール6に対応する領域に開口部10aを有するレジストパターン10を形成する。そして、そのレジストパターン10をマスクにしてエッチングを行い、ビアホール6上のゲート絶縁膜9(又はゲート絶縁膜9と仕事関数制御層)を除去する。これにより、図5(A)に示したような状態を得る。
Next, the process shown in FIG. 5 will be described. FIG. 5A is a schematic cross-sectional view of a relevant part in a gate insulating film removing step, and FIG. 5B is a schematic cross-sectional view of a relevant part in a second sacrificial layer and hard mask forming step.
After the gate insulating film 9 is formed (when the work function control layer is formed, after forming the work function control layer), resist formation, exposure and development are performed, and as shown in FIG. A resist pattern 10 having an opening 10 a is formed in a region corresponding to 6. Then, etching is performed using the resist pattern 10 as a mask, and the gate insulating film 9 (or the gate insulating film 9 and the work function control layer) on the via hole 6 is removed. Thereby, the state as shown in FIG.

このようなレジストパターン10を用いたエッチング後、レジストパターン10は除去する。
レジストパターン10の除去後は、図5(B)に示すように、レジストパターン10除去後の表面に、犠牲層8bを形成し、更にその上に、ハードマスク11を形成する。犠牲層8bとしては、例えば、膜厚80nmのポリシリコン層を形成する。ハードマスク11としては、例えば、膜厚50nmのSiN膜を形成する。ハードマスク11は、後述するダミーゲート加工時のマスクや、CMP時のストッパとしての役割を果たす。
After the etching using such a resist pattern 10, the resist pattern 10 is removed.
After the resist pattern 10 is removed, as shown in FIG. 5B, a sacrificial layer 8b is formed on the surface after the resist pattern 10 is removed, and a hard mask 11 is further formed thereon. As the sacrificial layer 8b, for example, a polysilicon layer with a thickness of 80 nm is formed. As the hard mask 11, for example, a SiN film having a thickness of 50 nm is formed. The hard mask 11 serves as a mask for processing a dummy gate, which will be described later, and as a stopper during CMP.

尚、ここで形成する犠牲層8b、及び先にビアホール6内に形成した犠牲層8aは、後述のように、最終的には除去される。ビアホール6内に形成した犠牲層8aを除去するために、上記のようにこの段階でビアホール6上(絶縁膜7上を除く)のゲート絶縁膜9を除去しておく。この場合、ゲート絶縁膜9は、ビアホール6上で、絶縁膜7よりも内側には、残っていない方が好ましい。ゲート絶縁膜9が、ビアホール6上で、絶縁膜7よりも内側に残っていると、そのゲート絶縁膜9によってビアホール6の間口が狭くなり、犠牲層8aの除去方法にもよるが、内部に埋め込まれている犠牲層8bが除去し難くなる可能性があるためである。   The sacrificial layer 8b formed here and the sacrificial layer 8a previously formed in the via hole 6 are finally removed as will be described later. In order to remove the sacrificial layer 8a formed in the via hole 6, the gate insulating film 9 on the via hole 6 (except on the insulating film 7) is removed at this stage as described above. In this case, it is preferable that the gate insulating film 9 is not left inside the insulating film 7 on the via hole 6. If the gate insulating film 9 remains on the inner side of the insulating film 7 on the via hole 6, the opening of the via hole 6 is narrowed by the gate insulating film 9, and depending on the removal method of the sacrificial layer 8a, This is because the embedded sacrificial layer 8b may be difficult to remove.

このような観点から、図5(A)に示したレジストパターン10の形成時には、ビアホール6に対応する領域にビアホール6の直径よりも大きな開口部10aを有するレジストパターン10を形成し、それをマスクにしてエッチングを行うようにしてもよい。   From this point of view, when forming the resist pattern 10 shown in FIG. 5A, a resist pattern 10 having an opening 10a larger than the diameter of the via hole 6 is formed in a region corresponding to the via hole 6, and this is used as a mask. Etching may be performed.

また、図5(A)には、各ビアホール6上のゲート絶縁膜9(又はゲート絶縁膜9と仕事関数制御層)をそれぞれ除去する場合を例示したが、複数のビアホール6を含む、より広い領域について、ゲート絶縁膜9等の除去を行うようにしてもよい。ゲート絶縁膜除去工程の別例の要部断面模式図を図16に示す。   FIG. 5A illustrates the case where the gate insulating film 9 (or the gate insulating film 9 and the work function control layer) on each via hole 6 is removed. However, a wider area including a plurality of via holes 6 is illustrated. For the region, the gate insulating film 9 and the like may be removed. FIG. 16 shows a schematic cross-sectional view of an essential part of another example of the gate insulating film removing step.

例えば、図16に示すように、複数(ここでは4つ)のビアホール6が包含される領域に開口部10bを有するレジストパターン10を形成し、それをマスクにしてエッチングを行う。それにより、各ビアホール6上とその周囲のゲート絶縁膜9等も除去する。図16に示すようにしてゲート絶縁膜9等の除去を行った後は、上記同様、レジストパターン10を除去し、犠牲層8b及びハードマスク11を形成すればよい。   For example, as shown in FIG. 16, a resist pattern 10 having an opening 10b is formed in a region including a plurality (here, four) of via holes 6, and etching is performed using the resist pattern 10 as a mask. Thereby, the gate insulating film 9 and the like on each via hole 6 and its surroundings are also removed. After removing the gate insulating film 9 and the like as shown in FIG. 16, the resist pattern 10 is removed and the sacrificial layer 8b and the hard mask 11 may be formed in the same manner as described above.

但し、以降の説明では、上記図5に示したような方法でゲート絶縁膜9等の除去を行った場合を例にして説明する。
尚、犠牲層8a,8bは、同じ材質とすることができるほか、異なる材質とすることもできるが、除去プロセスの簡便化のためには、同じ材質としておくことが好ましい。
However, in the following description, the case where the gate insulating film 9 and the like are removed by the method shown in FIG. 5 will be described as an example.
The sacrificial layers 8a and 8b can be made of the same material or different materials, but are preferably made of the same material in order to simplify the removal process.

続いて、図6に示す工程について述べる。図6(A)はダミーゲート加工工程の要部断面模式図、図6(B)は第1不純物拡散領域形成工程の要部断面模式図、図6(C)は第2不純物拡散領域等形成工程の要部断面模式図である。   Next, the process shown in FIG. 6 will be described. 6A is a schematic cross-sectional view of the main part of the dummy gate processing step, FIG. 6B is a schematic cross-sectional view of the main part of the first impurity diffusion region forming step, and FIG. 6C is the formation of the second impurity diffusion region and the like. It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a process.

犠牲層8b及びハードマスク11の形成後は、図6(A)に示すように、そのハードマスク11を用いてダミーゲート加工を行う。それにより、STI5aで画定された素子領域AR上、及び犠牲層8aで埋め込まれたビアホール6上に、それぞれダミーゲート電極12a,12bを形成する。ここでは、犠牲層8bとハードマスク11の積層構造部をダミーゲート電極12a,12bと言う。   After the formation of the sacrificial layer 8b and the hard mask 11, dummy gate processing is performed using the hard mask 11 as shown in FIG. Thereby, dummy gate electrodes 12a and 12b are formed on the element region AR defined by the STI 5a and on the via hole 6 filled with the sacrificial layer 8a, respectively. Here, the laminated structure portion of the sacrificial layer 8b and the hard mask 11 is referred to as dummy gate electrodes 12a and 12b.

このようなダミーゲート電極12a,12bを形成するためのダミーゲート加工は、エッチングにより行うことができる。その際は、まず、ハードマスク11を所定形状にパターニングするエッチングを行い、それをマスクにして犠牲層8bのエッチングを行う。このようにしてダミーゲート電極12a,12bを形成した後は、同様にハードマスク11をマスクにして、更に下のゲート絶縁膜9(又はゲート絶縁膜9と仕事関数制御層)をエッチングする。   The dummy gate processing for forming such dummy gate electrodes 12a and 12b can be performed by etching. In that case, first, etching for patterning the hard mask 11 into a predetermined shape is performed, and the sacrificial layer 8b is etched using the etching as a mask. After the dummy gate electrodes 12a and 12b are thus formed, the lower gate insulating film 9 (or the gate insulating film 9 and the work function control layer) is further etched using the hard mask 11 as a mask.

上記のような加工を行った後は、図6(B)に示すように、素子領域ARに形成されたダミーゲート電極12aの両側のSi基板1内に、エクステンション領域(ソース領域及びドレイン領域の一部)となる不純物拡散領域13を形成する。この不純物拡散領域13は、所定導電型の不純物を、比較的浅い領域に比較的低濃度でイオン注入することによって、形成する。   After the above processing, as shown in FIG. 6B, extension regions (source and drain regions) are formed in the Si substrate 1 on both sides of the dummy gate electrode 12a formed in the element region AR. An impurity diffusion region 13 to be a part of is formed. The impurity diffusion region 13 is formed by implanting ions of a predetermined conductivity type into a relatively shallow region at a relatively low concentration.

不純物拡散領域13の形成後は、まず、図6(C)に示すように、ダミーゲート電極12a,12bの側壁に、サイドウォール14を形成する。サイドウォール14には、例えば、SiO膜を用いる。サイドウォール14を形成する際には、上記加工後に得られるダミーゲート電極12a,12bを被覆するように、不純物拡散領域13形成後のSi基板1の上に、SiO膜を所定膜厚(例えば10nm)で形成し、それをエッチバックする。これにより、ダミーゲート電極12a,12bの側壁に、図6(C)に示すようなサイドウォール14が形成される。   After the formation of the impurity diffusion region 13, first, as shown in FIG. 6C, sidewalls 14 are formed on the sidewalls of the dummy gate electrodes 12a and 12b. For the sidewall 14, for example, a SiO film is used. When the sidewall 14 is formed, a SiO film is formed on the Si substrate 1 after the formation of the impurity diffusion region 13 so as to cover the dummy gate electrodes 12a and 12b obtained after the above processing (for example, 10 nm). ) And etch back it. As a result, sidewalls 14 as shown in FIG. 6C are formed on the sidewalls of the dummy gate electrodes 12a and 12b.

サイドウォール14の形成後は、図6(C)に示すように、素子領域ARに形成されたダミーゲート電極12aの両側のSi基板1内に、ソース領域及びドレイン領域となる不純物拡散領域15を形成する。この不純物拡散領域15は、所定導電型の不純物を、比較的深い領域に比較的高濃度でイオン注入することによって、形成する。   After the sidewall 14 is formed, as shown in FIG. 6C, impurity diffusion regions 15 to be a source region and a drain region are formed in the Si substrate 1 on both sides of the dummy gate electrode 12a formed in the element region AR. Form. The impurity diffusion region 15 is formed by implanting ions of a predetermined conductivity type into a relatively deep region at a relatively high concentration.

このようにして不純物拡散領域15の形成まで行った後は、所定の熱処理を行い、不純物拡散領域15、及び先に形成した不純物拡散領域13に注入された不純物の活性化を行う。   After the process up to the formation of the impurity diffusion region 15 is performed in this manner, a predetermined heat treatment is performed to activate the impurity implanted into the impurity diffusion region 15 and the impurity diffusion region 13 formed earlier.

素子領域ARの不純物拡散領域15の表層部には、図6(C)に示すように、シリサイド層16を形成してもよい。例えば、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)等の金属を堆積し、熱処理を行ってSi基板1(不純物拡散領域15の表層部)と反応させ、その後、未反応金属を除去することにより、シリサイド層16を形成する。   A silicide layer 16 may be formed on the surface layer portion of the impurity diffusion region 15 in the element region AR, as shown in FIG. For example, a metal such as nickel (Ni) or cobalt (Co) is deposited, heat treated to react with the Si substrate 1 (surface layer portion of the impurity diffusion region 15), and then unreacted metal is removed, thereby forming a silicide. Layer 16 is formed.

以上のようにして、素子領域ARに、サイドウォール14が側壁に形成されたダミーゲート電極12a、ソース領域及びドレイン領域を備えるトランジスタ構造TRが形成される。また、ビアホール6上には、サイドウォール14が側壁に形成されたダミーゲート電極12bが形成される。   As described above, the transistor structure TR including the dummy gate electrode 12a having the sidewalls 14 formed on the sidewalls, the source region, and the drain region is formed in the element region AR. A dummy gate electrode 12b having a sidewall 14 formed on the side wall is formed on the via hole 6.

尚、図6に示したようなトランジスタ構造TRの形成時には、図2に示したように、既にビアホール6の内壁に絶縁膜7が形成されている。そのため、トランジスタ構造TRの形成時には、その形成に適した温度条件(不純物拡散領域13,15やシリサイド層16の形成時の温度条件等)を用いることができる。換言すれば、ビアホール6の内壁に絶縁膜7を形成する際には、トランジスタ構造TRの形成に適した温度よりも高温の条件を用いて絶縁膜7を形成することができる。   When forming the transistor structure TR as shown in FIG. 6, the insulating film 7 has already been formed on the inner wall of the via hole 6 as shown in FIG. 2. Therefore, when forming the transistor structure TR, temperature conditions suitable for the formation (temperature conditions when forming the impurity diffusion regions 13 and 15 and the silicide layer 16) can be used. In other words, when the insulating film 7 is formed on the inner wall of the via hole 6, the insulating film 7 can be formed using conditions higher than the temperature suitable for forming the transistor structure TR.

仮に、トランジスタ構造TRの形成後にビアホール6内壁の絶縁膜7を形成しようとした場合、形成済の不純物拡散領域13,15からの不要な不純物拡散を抑えるために、高い温度をかけることが難しい。トランジスタ構造TRの形態にもよるが、例えば、500℃以上といった比較的高温の温度をかけると、そのような不要な不純物拡散が起こり易くなる。また、仮に、Alゲート電極等のメタルゲート電極を有するトランジスタ構造TRを形成した後に、上記のようなビアホール6を形成し、その内壁に絶縁膜7を形成する場合には、メタルゲート電極が形成済のため、高温条件で絶縁膜7を形成することが難しい。   If the insulating film 7 on the inner wall of the via hole 6 is to be formed after the transistor structure TR is formed, it is difficult to apply a high temperature in order to suppress unnecessary impurity diffusion from the formed impurity diffusion regions 13 and 15. Although depending on the form of the transistor structure TR, when a relatively high temperature such as 500 ° C. or higher is applied, such unnecessary impurity diffusion is likely to occur. Further, if the via hole 6 as described above is formed after the transistor structure TR having a metal gate electrode such as an Al gate electrode is formed, and the insulating film 7 is formed on the inner wall thereof, the metal gate electrode is formed. Therefore, it is difficult to form the insulating film 7 under high temperature conditions.

一方、上記のように、トランジスタ構造TRの形成前に、ビアホール6を形成し、その内壁に絶縁膜7を形成する場合には、絶縁膜7を比較的高温の条件で形成することができる。このように絶縁膜7を高温条件で形成可能であるため、ビアホール6内壁に膜質の良好な絶縁膜7が形成可能になる。従って、後述のようにビアホール6に金属を含む材料が埋め込まれた場合にも、膜質の良好な絶縁膜7によって、そのような材料のSi基板1への拡散等を抑え、Si基板1へのリーク電流を効果的に抑えることが可能になる。   On the other hand, as described above, when the via hole 6 is formed before the transistor structure TR is formed and the insulating film 7 is formed on the inner wall thereof, the insulating film 7 can be formed under a relatively high temperature condition. Thus, since the insulating film 7 can be formed under high temperature conditions, the insulating film 7 with good film quality can be formed on the inner wall of the via hole 6. Therefore, even when a material containing a metal is buried in the via hole 6 as will be described later, the insulating film 7 having a good film quality suppresses diffusion or the like of the material into the Si substrate 1, Leakage current can be effectively suppressed.

続いて、図7に示す工程について述べる。図7(A)はダミーゲート電極被覆工程の要部断面模式図、図7(B)はダミーゲート電極露出工程の要部断面模式図である。
ダミーゲート電極12a,12b及びトランジスタ構造TRの形成後は、図7(A)に示すように、ダミーゲート電極12a,12bを被覆するように、Si基板1上に絶縁膜17を形成する。絶縁膜17として、例えば、膜厚300nmのSiO膜を形成する。
Next, the process shown in FIG. 7 will be described. FIG. 7A is a schematic cross-sectional view of the relevant part in the dummy gate electrode covering step, and FIG. 7B is a schematic cross-sectional view of the relevant part in the dummy gate electrode exposing step.
After the formation of the dummy gate electrodes 12a and 12b and the transistor structure TR, as shown in FIG. 7A, an insulating film 17 is formed on the Si substrate 1 so as to cover the dummy gate electrodes 12a and 12b. As the insulating film 17, for example, a 300 nm-thickness SiO film is formed.

絶縁膜17の形成後は、図7(B)に示すように、ダミーゲート電極12a,12bを絶縁膜17から露出させるための処理を行う。ここでは、ハードマスク11をストッパとするCMPを行い、ダミーゲート電極12a,12bの上面(ハードマスク11)が露出するまで、絶縁膜17を研磨する。   After the formation of the insulating film 17, a process for exposing the dummy gate electrodes 12a and 12b from the insulating film 17 is performed as shown in FIG. Here, CMP is performed using the hard mask 11 as a stopper, and the insulating film 17 is polished until the upper surfaces (hard mask 11) of the dummy gate electrodes 12a and 12b are exposed.

続いて、図8に示す工程について述べる。図8(A)はハードマスク除去工程の要部断面模式図、図8(B)は犠牲層除去工程の要部断面模式図である。
ダミーゲート電極12a,12bを絶縁膜17から露出させた後は、まず、露出させたダミーゲート電極12a,12bのハードマスク11を除去し、図8(A)に示すような状態を得る。ハードマスク11の除去は、ウェットエッチング又はドライエッチングにより行うことができる。上記のように、ハードマスク11をSiNで、絶縁膜17をSiOで、犠牲層8bをポリシリコンで、それぞれ形成しておくことで、SiNのハードマスク11を、SiOの絶縁膜17及びポリシリコンの犠牲層8bに対して選択的に除去することができる。
Next, the process shown in FIG. 8 will be described. FIG. 8A is a schematic cross-sectional view of the main part of the hard mask removing process, and FIG. 8B is a schematic cross-sectional view of the main part of the sacrificial layer removing process.
After the dummy gate electrodes 12a and 12b are exposed from the insulating film 17, first, the exposed hard mask 11 of the dummy gate electrodes 12a and 12b is removed to obtain a state as shown in FIG. The removal of the hard mask 11 can be performed by wet etching or dry etching. As described above, by forming the hard mask 11 with SiN, the insulating film 17 with SiO, and the sacrificial layer 8b with polysilicon, the SiN hard mask 11 is formed with the SiO insulating film 17 and the polysilicon. The sacrificial layer 8b can be selectively removed.

ハードマスク11の除去後は、犠牲層8a,8bを除去し、図8(B)に示すような状態を得る。犠牲層8a,8bの除去は、ウェットエッチング又はドライエッチングにより行うことができる。上記のように、犠牲層8a,8bをポリシリコンで、絶縁膜7,17をSiOで、ゲート絶縁膜9をHigh−k材料で、それぞれ形成しておくことで、ポリシリコンの犠牲層8a,8bを、絶縁膜7,17等に対して選択的に除去することができる。   After the hard mask 11 is removed, the sacrificial layers 8a and 8b are removed to obtain a state as shown in FIG. The sacrifice layers 8a and 8b can be removed by wet etching or dry etching. As described above, the sacrificial layers 8a and 8b are formed of polysilicon, the insulating films 7 and 17 are formed of SiO, and the gate insulating film 9 is formed of a high-k material. 8b can be selectively removed with respect to the insulating films 7, 17, and the like.

素子領域AR側の犠牲層8bと、ビアホール6側の犠牲層8a,8bとは、同じプロセスで除去することができる。即ち、素子領域AR側とビアホール6側の双方を同じエッチング(ウェットエッチング又はドライエッチング)環境に曝し、犠牲層8a,8bを除去する。   The sacrificial layer 8b on the element region AR side and the sacrificial layers 8a and 8b on the via hole 6 side can be removed by the same process. That is, both the element region AR side and the via hole 6 side are exposed to the same etching (wet etching or dry etching) environment, and the sacrificial layers 8a and 8b are removed.

また、素子領域AR側の犠牲層8bと、ビアホール6側の犠牲層8a,8bとを、別々のプロセスで除去することもできる。例えば、ビアホール6側をマスクする等して、素子領域AR側をエッチング環境に曝して犠牲層8bを除去し、それから、素子領域AR側をマスクする等して、ビアホール6側をエッチング環境に曝して犠牲層8a,8bを除去する。勿論、先にビアホール6側の犠牲層8a,8bを除去した後に、素子領域AR側の犠牲層8bを除去するようにしてもよい。   Further, the sacrificial layer 8b on the element region AR side and the sacrificial layers 8a and 8b on the via hole 6 side can be removed by separate processes. For example, the sacrificial layer 8b is removed by exposing the element region AR side to the etching environment by masking the via hole 6 side, and then the via hole 6 side is exposed to the etching environment by masking the element region AR side. The sacrificial layers 8a and 8b are removed. Of course, after the sacrificial layers 8a and 8b on the via hole 6 side are removed first, the sacrificial layer 8b on the element region AR side may be removed.

上記のようにしてハードマスク11及び犠牲層8a,8bを除去することにより、図8(B)に示すように、素子領域AR側には、ダミーゲート電極12a(ハードマスク11及び犠牲層8b)が除去された部分に開口部18が形成される。また、図8(B)に示すように、ビアホール6側には、ダミーゲート電極12b(ハードマスク11及び犠牲層8b)とその下の犠牲層8aが除去された部分に開口部19が形成される。   By removing the hard mask 11 and the sacrificial layers 8a and 8b as described above, the dummy gate electrode 12a (the hard mask 11 and the sacrificial layer 8b) is formed on the element region AR side as shown in FIG. 8B. An opening 18 is formed in the portion from which is removed. Further, as shown in FIG. 8B, an opening 19 is formed on the via hole 6 side in a portion where the dummy gate electrode 12b (hard mask 11 and sacrificial layer 8b) and the sacrificial layer 8a therebelow are removed. The

尚、このようにして犠牲層8a,8bは除去されるため、前述のように、ビアホール6上のゲート絶縁膜9が予め除去されている(図5又は図16)。仮に、ゲート絶縁膜9が、ビアホール6上で、絶縁膜7よりも内側に残っていると、そのゲート絶縁膜9が庇のようになり、ビアホール6の間口が狭くなってしまう。その場合、例えば、エッチング条件にもよるが、犠牲層8aをドライエッチングで除去することが難しくなることが起こり得る。また、ウェットエッチングの際に、ビアホール6内にエッチング液が滞留し易くなるといったことも起こり得る。このような観点から、図5又は図16に示したように、ゲート絶縁膜9は、絶縁膜7よりも内側に残らないように、ビアホール6上から除去しておくことが好ましい。   Since the sacrificial layers 8a and 8b are removed in this way, the gate insulating film 9 on the via hole 6 is removed in advance as described above (FIG. 5 or FIG. 16). If the gate insulating film 9 remains inside the insulating film 7 on the via hole 6, the gate insulating film 9 looks like a ridge and the opening of the via hole 6 becomes narrow. In that case, depending on the etching conditions, for example, it may be difficult to remove the sacrificial layer 8a by dry etching. In addition, during wet etching, the etchant may easily stay in the via hole 6. From such a viewpoint, as shown in FIG. 5 or FIG. 16, the gate insulating film 9 is preferably removed from the via hole 6 so as not to remain inside the insulating film 7.

続いて、図9に示す工程について述べる。図9(A)はバリアメタル膜及び導電材料形成工程の要部断面模式図、図9(B)はバリアメタル膜及び導電材料研磨工程の要部断面模式図である。   Next, the process shown in FIG. 9 will be described. FIG. 9A is a schematic cross-sectional view of the main part of the barrier metal film and conductive material forming step, and FIG. 9B is a schematic cross-sectional view of the main part of the barrier metal film and conductive material polishing step.

開口部18,19の形成後は、図9(A)に示すように、まず、開口部18,19内、及び絶縁膜17の上面に、バリアメタル膜20を形成する。バリアメタル膜20には、例えば、タンタル(Ta)、窒化タンタル(TaN)、チタン(Ti)、TiNのうち1種又は2種以上を用いることができる。例えば、バリアメタル膜20として、膜厚5nmのTiN膜を形成する。   After the openings 18 and 19 are formed, first, as shown in FIG. 9A, a barrier metal film 20 is formed in the openings 18 and 19 and on the upper surface of the insulating film 17. For the barrier metal film 20, for example, one or more of tantalum (Ta), tantalum nitride (TaN), titanium (Ti), and TiN can be used. For example, a TiN film having a thickness of 5 nm is formed as the barrier metal film 20.

バリアメタル膜20の形成後は、その上に、図9(A)に示すように、導電材料21を形成する。この導電材料21により、開口部18,19を共に埋める。ここでは導電材料21として、Al等の金属材料を用いる。例えば、膜厚200nm〜300nmのAl膜を、CVD法を用いて形成する。   After the barrier metal film 20 is formed, a conductive material 21 is formed thereon as shown in FIG. Both the openings 18 and 19 are filled with the conductive material 21. Here, a metal material such as Al is used as the conductive material 21. For example, an Al film having a thickness of 200 nm to 300 nm is formed using a CVD method.

このようにバリアメタル膜20及び導電材料21を形成した後は、図9(B)に示すように、絶縁膜17の上面に形成されている導電材料21及びバリアメタル膜20を、研磨により除去する。この研磨は、絶縁膜17をストッパにしたCMPにより行うことができる。この研磨により、図9(B)に示すように、素子領域AR側の開口部18に埋め込まれた導電材料21と、ビアホール6側の開口部19に埋め込まれた導電材料21とが分離される。それにより、素子領域AR側の開口部18にゲート電極18a(メタルゲート電極)が形成されて、ゲート電極18aを備えるトランジスタ構造TRが形成され、一方、ビアホール6側の開口部19にはビア19aが形成される。即ち、ゲート電極18aとビア19aが、この段階で同時に形成されるようになる。   After the barrier metal film 20 and the conductive material 21 are formed in this way, as shown in FIG. 9B, the conductive material 21 and the barrier metal film 20 formed on the upper surface of the insulating film 17 are removed by polishing. To do. This polishing can be performed by CMP using the insulating film 17 as a stopper. 9B, the conductive material 21 embedded in the opening 18 on the element region AR side and the conductive material 21 embedded in the opening 19 on the via hole 6 side are separated. . Thereby, the gate electrode 18a (metal gate electrode) is formed in the opening 18 on the element region AR side, and the transistor structure TR including the gate electrode 18a is formed. On the other hand, the via 19a is formed in the opening 19 on the via hole 6 side. Is formed. That is, the gate electrode 18a and the via 19a are simultaneously formed at this stage.

尚、Si基板1に設けられたビアホール6の内壁には、比較的高温の条件で形成された、膜質の良好な絶縁膜7が形成されているため、ビア19aの導電材料21のSi基板1への拡散や、バリアメタル膜20とSi基板1との反応(シリサイド化)が抑えられる。それにより、ビア19aからSi基板1へのリーク電流が効果的に抑えられるようになる。   In addition, since the insulating film 7 having a good film quality formed under a relatively high temperature condition is formed on the inner wall of the via hole 6 provided in the Si substrate 1, the Si substrate 1 of the conductive material 21 of the via 19a is formed. And the reaction (silicidation) between the barrier metal film 20 and the Si substrate 1 can be suppressed. Thereby, the leakage current from the via 19a to the Si substrate 1 can be effectively suppressed.

上記のように、ゲート電極18aが形成されたときに、同時にビア19aも形成されるため、以後はゲート電極18a及びビア19aの形成後の基体上に多層配線等の配線構造を形成してくことができる。   As described above, when the gate electrode 18a is formed, the via 19a is also formed at the same time. Henceforth, a wiring structure such as a multilayer wiring is formed on the substrate after the gate electrode 18a and the via 19a are formed. Can do.

続いて、図10に示す工程について述べる。図10(A)は層間絶縁膜形成工程の要部断面模式図、図10(B)はプラグ形成工程の要部断面模式図である。
ゲート電極18a及びビア19aの形成後は、まず、図10(A)に示すように、ゲート電極18a及びビア19aの形成後の基体上に層間絶縁膜31を形成する。層間絶縁膜31として、例えば、膜厚200nmのSiO膜を形成する。
Next, the process shown in FIG. 10 will be described. FIG. 10A is a schematic cross-sectional view of the relevant part in the interlayer insulating film forming step, and FIG. 10B is a schematic cross-sectional view of the relevant part in the plug forming step.
After the formation of the gate electrode 18a and the via 19a, first, as shown in FIG. 10A, an interlayer insulating film 31 is formed on the substrate after the formation of the gate electrode 18a and the via 19a. For example, a 200 nm-thickness SiO film is formed as the interlayer insulating film 31.

層間絶縁膜31の形成後は、図10(B)に示すように、層間絶縁膜31及び絶縁膜17を貫通し、トランジスタ構造TRのソース領域及びドレイン領域(不純物拡散領域13,15及びシリサイド層16)に達するプラグ32aを形成する。更に、層間絶縁膜31を貫通し、ビア19aに達するプラグ32bも併せて形成する。これらのプラグ32a,32bには、例えば、タングステン(W)等の金属材料を用いることができる。プラグ32a,32bは、TiやTa等を含むバリアメタル膜を介してW等の金属材料を形成した構造とすることができる。   After the formation of the interlayer insulating film 31, as shown in FIG. 10B, the interlayer insulating film 31 and the insulating film 17 are penetrated, and the source region and drain region (impurity diffusion regions 13 and 15 and silicide layer) of the transistor structure TR The plug 32a reaching 16) is formed. Further, a plug 32b that penetrates the interlayer insulating film 31 and reaches the via 19a is also formed. For the plugs 32a and 32b, for example, a metal material such as tungsten (W) can be used. The plugs 32a and 32b can have a structure in which a metal material such as W is formed via a barrier metal film containing Ti, Ta, or the like.

続いて、図11に示す工程について述べる。図11は第1配線層形成工程の要部断面模式図である。
プラグ32a,32bの形成後は、図11に示すように、エッチングストッパ又は拡散防止膜として機能する絶縁膜33を形成し、更にその上に層間絶縁膜34を形成する。絶縁膜33として、例えば、膜厚30nmの炭化シリコン(SiC)膜又は炭化窒化シリコン(SiCN)膜を形成する。また、層間絶縁膜34として、例えば、膜厚100nmの炭化酸化シリコン(SiOC)膜を形成する。
Next, the process shown in FIG. 11 will be described. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the relevant part in the first wiring layer forming step.
After the formation of the plugs 32a and 32b, as shown in FIG. 11, an insulating film 33 that functions as an etching stopper or a diffusion preventing film is formed, and an interlayer insulating film 34 is further formed thereon. As the insulating film 33, for example, a silicon carbide (SiC) film or a silicon carbonitride (SiCN) film having a thickness of 30 nm is formed. Further, as the interlayer insulating film 34, for example, a silicon carbide oxide (SiOC) film having a thickness of 100 nm is formed.

絶縁膜33及び層間絶縁膜34の形成後は、それらを貫通し、先に形成したプラグ32a,32bに電気的に接続された配線35a,35bを形成する。このような配線35a,35bは、例えば、ダマシンプロセスにより形成することができる。配線35a,35bには、例えば、銅(Cu)等の金属材料を用いることができる。配線35a,35bは、TiやTa等を含むバリアメタル膜を介してCu等の金属材料を形成した構造とすることができる。   After the formation of the insulating film 33 and the interlayer insulating film 34, wirings 35a and 35b are formed which penetrate through them and are electrically connected to the previously formed plugs 32a and 32b. Such wirings 35a and 35b can be formed by, for example, a damascene process. For the wirings 35a and 35b, for example, a metal material such as copper (Cu) can be used. The wirings 35a and 35b can have a structure in which a metal material such as Cu is formed through a barrier metal film containing Ti or Ta.

この図11に示す工程により、第1配線層L1が形成される。
続いて、図12に示す工程について述べる。図12は第2配線層形成工程の要部断面模式図である。
The first wiring layer L1 is formed by the process shown in FIG.
Next, the process shown in FIG. 12 will be described. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the relevant part in the second wiring layer forming step.

配線35a,35bの形成後は、上記同様、図12に示すように、エッチングストッパ又は拡散防止膜として機能する絶縁膜36を形成し、更にその上に層間絶縁膜37を形成する。絶縁膜36として、例えば、膜厚30nmのSiC膜又はSiCN膜を形成する。また、層間絶縁膜37として、例えば、膜厚200nm〜300nmのSiOC膜を形成する。   After the formation of the wirings 35a and 35b, as shown in FIG. 12, an insulating film 36 that functions as an etching stopper or a diffusion prevention film is formed, and an interlayer insulating film 37 is further formed thereon. For example, a 30 nm-thick SiC film or SiCN film is formed as the insulating film 36. Further, as the interlayer insulating film 37, for example, a SiOC film having a thickness of 200 nm to 300 nm is formed.

絶縁膜36及び層間絶縁膜37の形成後は、配線35a或いはトランジスタ構造TRに電気的に接続されたビア38及び配線39a、並びに配線35bに電気的に接続された配線39bを形成する。このようなビア38及び配線39a,39bは、例えば、デュアルダマシンプロセスにより形成することができる。ビア38及び配線39a,39bには、例えば、Cu等の金属材料を用いることができる。ビア38及び配線39a,39bは、TiやTa等を含むバリアメタル膜を介してCu等の金属材料を形成した構造とすることができる。   After the formation of the insulating film 36 and the interlayer insulating film 37, a via 38 and a wiring 39a electrically connected to the wiring 35a or the transistor structure TR, and a wiring 39b electrically connected to the wiring 35b are formed. Such vias 38 and wirings 39a and 39b can be formed by, for example, a dual damascene process. For the via 38 and the wirings 39a and 39b, for example, a metal material such as Cu can be used. The via 38 and the wirings 39a and 39b can have a structure in which a metal material such as Cu is formed through a barrier metal film containing Ti or Ta.

この図12に示す工程により、第2配線層L2が形成される。
3層以上の配線層を含む多層配線を形成する場合には、以降同様にして、第1,第2配線層L1,L2に電気的に接続された、第3配線層L3から第n配線層Lnまでを形成する。
By the process shown in FIG. 12, the second wiring layer L2 is formed.
In the case of forming a multilayer wiring including three or more wiring layers, the third wiring layer L3 to the nth wiring layer electrically connected to the first and second wiring layers L1 and L2 in the same manner thereafter. Up to Ln is formed.

続いて、図13に示す工程について述べる。図13はプラグ及びパッド形成工程の要部断面模式図である。
第n配線層Lnの形成まで行った後は、図13に示すように、絶縁膜40,41を形成し、例えば、ビア19aに電気的に接続されたプラグ42を形成する。絶縁膜40として、例えば、膜厚30nmのSiC膜又はSiCN膜を形成し、絶縁膜41として、例えば、膜厚200nmのSiO膜を形成する。また、プラグ42には、例えば、W等の金属材料を用いることができる。プラグ42は、TiやTa等を含むバリアメタル膜を介してW等の金属材料を形成した構造とすることができる。
Next, the process shown in FIG. 13 will be described. FIG. 13 is a schematic sectional view showing an important part of a plug and pad forming process.
After the process up to the formation of the n-th wiring layer Ln, as shown in FIG. 13, insulating films 40 and 41 are formed, and for example, a plug 42 electrically connected to the via 19a is formed. As the insulating film 40, for example, a SiC film or a SiCN film with a thickness of 30 nm is formed, and as the insulating film 41, for example, a SiO film with a thickness of 200 nm is formed. For the plug 42, for example, a metal material such as W can be used. The plug 42 can have a structure in which a metal material such as W is formed through a barrier metal film containing Ti, Ta, or the like.

プラグ42の形成後は、プラグ42に電気的に接続されたパッド43を形成し、保護膜44で被覆する。パッド43には、例えば、Al等の金属材料を用いることができる。保護膜44は、例えば、膜厚100nmのSiO膜で形成され、Al等で形成されるパッド43を水分から保護する等の役割を果たす。   After the plug 42 is formed, a pad 43 electrically connected to the plug 42 is formed and covered with a protective film 44. For the pad 43, for example, a metal material such as Al can be used. The protective film 44 is formed of, for example, a 100 nm-thickness SiO film, and plays a role of protecting the pad 43 formed of Al or the like from moisture.

パッド43及び保護膜44の形成後は、カバー膜45を形成する。カバー膜45として、例えば、膜厚500nmのSiN膜を形成する。カバー膜45上には、ポリイミド膜46を形成する。その後は、ポリイミド膜46、カバー膜45及び保護膜44を貫通し、パッド43に達する開口部47を形成して、パッド43の表面を部分的に露出させる。露出させたパッド43上には、バンプ48を形成する。   After the formation of the pad 43 and the protective film 44, the cover film 45 is formed. As the cover film 45, for example, a SiN film having a film thickness of 500 nm is formed. A polyimide film 46 is formed on the cover film 45. Thereafter, an opening 47 reaching the pad 43 is formed through the polyimide film 46, the cover film 45, and the protective film 44, and the surface of the pad 43 is partially exposed. A bump 48 is formed on the exposed pad 43.

以上の図10〜図13に示した工程により、ゲート電極18a及びビア19aの形成まで行った基体上に形成する配線構造30が得られる。
尚、配線層を含む配線構造を形成する途中、或いは形成した後に、Si基板の内部にまで達するようなビアを形成する場合、そのビアホールをエッチングで形成する際には、材質の異なる膜を繰り返しエッチングしていく必要がある。そのため、Si基板内部に達するビアホールを形成するためのエッチングプロセスが複雑になる。また、配線構造内には、その形成過程で行われるCMPで各層の平坦性を確保するために、ダミー配線がしばしば設けられる。しかし、配線構造を形成する途中、或いは形成した後に、Si基板内部に達するようなビアを形成する場合には、当該ビアの形成可能な位置が、そのようなダミー配線の配置に影響されてしまう。或いは、当該ビアを形成する位置を避けてダミー配線を配置することで、配線構造内の各配線層の平坦性を確保できなくなるといったことも起こり得る。
Through the steps shown in FIGS. 10 to 13, the wiring structure 30 formed on the substrate that has been formed up to the formation of the gate electrode 18a and the via 19a is obtained.
When forming a via that reaches the inside of the Si substrate during or after the formation of the wiring structure including the wiring layer, when forming the via hole by etching, films of different materials are repeatedly formed. It is necessary to etch. This complicates the etching process for forming a via hole reaching the inside of the Si substrate. Further, in the wiring structure, dummy wiring is often provided in order to ensure flatness of each layer by CMP performed in the formation process. However, when a via that reaches the inside of the Si substrate is formed during or after the formation of the wiring structure, the position where the via can be formed is affected by the arrangement of the dummy wiring. . Alternatively, it may happen that the flatness of each wiring layer in the wiring structure cannot be ensured by arranging the dummy wiring while avoiding the position where the via is formed.

これに対し、上記の形成方法では、ゲート電極18aとビア19aが同時に出来上がり(図9)、以後はそれらの上に配線構造30を形成してくことができる(図10〜図13)。そのため、エッチングプロセスが複雑になるのを抑えることができる。また、配線構造30内にダミー配線を配置する場合でも、その配置の自由度を高め、平坦性の良好な配線構造30を形成することが可能になる。更に、ビア19aを形成する位置がそのようなダミー配線に影響されるのを抑えることが可能になる。   On the other hand, in the above forming method, the gate electrode 18a and the via 19a are completed at the same time (FIG. 9), and thereafter, the wiring structure 30 can be formed on them (FIGS. 10 to 13). Therefore, it is possible to prevent the etching process from becoming complicated. Even when dummy wirings are arranged in the wiring structure 30, it is possible to increase the degree of freedom of the arrangement and form the wiring structure 30 with good flatness. Furthermore, it is possible to suppress the position where the via 19a is formed from being affected by such dummy wiring.

続いて、図14に示す工程について述べる。図14はバックグラインド工程の要部断面模式図である。
上記のようにして配線構造30を形成した後は、Si基板1の裏面側(配線構造30側と反対の面側)からバックグラインドを行う。このバックグラインドは、ビア19aが露出するまで行う。これにより、Si基板1を貫通するTSVが形成される。
Next, the process shown in FIG. 14 will be described. FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of the main part of the back grinding process.
After the wiring structure 30 is formed as described above, back grinding is performed from the back side of the Si substrate 1 (the side opposite to the wiring structure 30 side). This back grinding is performed until the via 19a is exposed. Thereby, a TSV penetrating the Si substrate 1 is formed.

続いて、図15に示す工程について述べる。図15はバンプ形成工程の要部断面模式図である。
上記のようにしてSi基板1の裏面にビア19aが露出するTSVを形成した後は、Si基板1の裏面に露出するビア19a上に、バンプ49を形成する。例えば、Si基板1の裏面に、ビア19aの形成領域に開口部50を有するポリイミド膜51を形成し、その開口部50にバンプ49を形成する。
Next, the process shown in FIG. 15 will be described. FIG. 15 is a schematic sectional view showing an important part of a bump forming process.
After the TSV that exposes the via 19a on the back surface of the Si substrate 1 is formed as described above, the bump 49 is formed on the via 19a that is exposed on the back surface of the Si substrate 1. For example, a polyimide film 51 having an opening 50 in the formation region of the via 19 a is formed on the back surface of the Si substrate 1, and a bump 49 is formed in the opening 50.

以上の工程により、表裏面のバンプ48,49の間が、ビア19a、プラグ32b,42及び配線35b,39bを含む導電部で電気的に接続されて導通可能とされた、半導体装置が得られる。   Through the above steps, a semiconductor device is obtained in which the bumps 48 and 49 on the front and back surfaces are electrically connected by the conductive portion including the via 19a, the plugs 32b and 42, and the wirings 35b and 39b to be conductive. .

以上説明したように、上記の半導体装置の形成方法では、トランジスタ構造TRの形成前に、TSV用のビアホール6を形成し、その内壁に膜質の良好な絶縁膜7を形成する。そして、その後、トランジスタ構造TRのゲート電極18a及びTSV用のビア19aを、同一導電材料の埋め込みとその研磨により、同時に形成する。このような方法により、TSVを備えた、信頼性の高い半導体装置を、その製造プロセスの複雑化を抑えて、製造することが可能になる。   As described above, in the above method for forming a semiconductor device, the via hole 6 for TSV is formed before the transistor structure TR is formed, and the insulating film 7 with good film quality is formed on the inner wall thereof. Thereafter, the gate electrode 18a of the transistor structure TR and the via 19a for TSV are simultaneously formed by embedding the same conductive material and polishing it. Such a method makes it possible to manufacture a highly reliable semiconductor device having a TSV while suppressing the complexity of the manufacturing process.

以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1) 半導体基板に第1開口部を形成する工程と、
前記第1開口部の内壁に第1絶縁膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜が形成された前記第1開口部内に埋め込み材を形成する工程と、
前記埋め込み材が形成された前記第1開口部上に第1ダミーゲート電極を、前記半導体基板上であってトランジスタを形成する領域上に第2ダミーゲート電極を、それぞれ形成する工程と、
前記半導体基板上に、前記第1ダミーゲート電極及び前記第2ダミーゲート電極を被覆する第2絶縁膜を形成する工程と、
前記第2絶縁膜から前記第1ダミーゲート電極及び前記第2ダミーゲート電極を露出させる工程と、
前記第1ダミーゲート電極と、前記第1開口部内に形成された前記埋め込み材とを除去して第2開口部を形成し、前記第2ダミーゲート電極を除去して第3開口部を形成する工程と、
前記第2開口部及び前記第3開口部に導電材料を形成し、前記第2開口部にビアを形成すると共に、前記第3開口部にゲート電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Regarding the embodiment described above, the following additional notes are further disclosed.
(Additional remark 1) The process of forming a 1st opening part in a semiconductor substrate,
Forming a first insulating film on the inner wall of the first opening;
Forming a filling material in the first opening in which the first insulating film is formed;
Forming a first dummy gate electrode on the first opening in which the burying material is formed and a second dummy gate electrode on a region of the semiconductor substrate where a transistor is to be formed;
Forming a second insulating film covering the first dummy gate electrode and the second dummy gate electrode on the semiconductor substrate;
Exposing the first dummy gate electrode and the second dummy gate electrode from the second insulating film;
The first dummy gate electrode and the filling material formed in the first opening are removed to form a second opening, and the second dummy gate electrode is removed to form a third opening. Process,
Forming a conductive material in the second opening and the third opening, forming a via in the second opening, and forming a gate electrode in the third opening;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:

(付記2) 前記第1開口部の内面に露出する前記半導体基板を酸化することによって、前記第1絶縁膜を形成することを特徴とする付記1に記載の半導体装置の製造方法。
(付記3) 前記埋め込み材を形成する工程後、前記第1ダミーゲート電極及び前記第2ダミーゲート電極を形成する工程前に、
前記トランジスタを形成する領域上と、前記埋め込み材を形成した前記第1開口部上とを含む前記半導体基板の表面に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記埋め込み材が形成された前記第1開口部上の前記ゲート絶縁膜を選択的に除去する工程と、
を含むことを特徴とする付記1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
(Additional remark 2) The said 1st insulating film is formed by oxidizing the said semiconductor substrate exposed to the inner surface of the said 1st opening part, The manufacturing method of the semiconductor device of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned.
(Supplementary Note 3) After the step of forming the filling material, before the step of forming the first dummy gate electrode and the second dummy gate electrode,
Forming a gate insulating film on a surface of the semiconductor substrate including a region where the transistor is formed and the first opening where the filling material is formed;
Selectively removing the gate insulating film on the first opening in which the filling material is formed;
The method for manufacturing a semiconductor device according to appendix 1 or 2, characterized by comprising:

(付記4) 前記第1ダミーゲート電極及び前記第2ダミーゲート電極を形成する工程後、前記第2絶縁膜を形成する工程前に、前記トランジスタを形成する領域の前記半導体基板内に、ソース領域及びドレイン領域を形成する工程を含むことを特徴とする付記1乃至3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。   (Supplementary Note 4) After the step of forming the first dummy gate electrode and the second dummy gate electrode, and before the step of forming the second insulating film, a source region is formed in the semiconductor substrate in the region where the transistor is formed. And a method of manufacturing a semiconductor device according to any one of appendices 1 to 3, further comprising a step of forming a drain region.

(付記5) 前記埋め込み材と前記第1ダミーゲート電極及び前記第2ダミーゲート電極とは、同じ材質であることを特徴とする付記1乃至4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。   (Supplementary Note 5) The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of Supplementary notes 1 to 4, wherein the filling material, the first dummy gate electrode, and the second dummy gate electrode are made of the same material.

(付記6) 前記第2開口部及び前記第3開口部を形成する工程後、前記導電材料を形成する工程前に、前記第2開口部内、前記第3開口部内及び前記第2絶縁膜上に、バリアメタル膜を形成する工程を含み、
前記導電材料を形成する工程は、
前記バリアメタル膜上に前記導電材料を形成する工程と、
前記第2絶縁膜上に形成された前記導電材料及び前記バリアメタル膜を研磨により除去する工程と、
を含むことを特徴とする付記1乃至5のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(Supplementary Note 6) After the step of forming the second opening and the third opening, and before the step of forming the conductive material, in the second opening, in the third opening, and on the second insulating film Including a step of forming a barrier metal film,
The step of forming the conductive material includes:
Forming the conductive material on the barrier metal film;
Removing the conductive material and the barrier metal film formed on the second insulating film by polishing;
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of appendices 1 to 5, characterized in that:

(付記7) 前記半導体基板の、前記ビア及び前記ゲート電極の形成面側に、前記ビア及び前記ゲート電極にそれぞれ電気的に接続された導電部を備える配線層を形成する工程を含むことを特徴とする付記1乃至6のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。   (Supplementary Note 7) The method includes forming a wiring layer including conductive portions electrically connected to the via and the gate electrode, respectively, on a surface of the semiconductor substrate where the via and the gate electrode are formed. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of appendices 1 to 6.

(付記8) 前記半導体基板を、前記ビア及び前記ゲート電極の形成面側と反対の面側から研削し、前記反対の面側に前記ビアを露出させる工程を含むことを特徴とする付記1乃至7のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。   (Additional remark 8) The said semiconductor substrate is ground from the surface side opposite to the formation surface side of the said via | veer and the said gate electrode, The process of exposing the said via | veer to the said opposite surface side is included, The additional notes 1 thru | or characterized by the above-mentioned. 8. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7.

1 Si基板
2,5 SiO膜
3 SiN膜
4 トレンチ
5a STI
6 ビアホール
7,17,33,36,40,41 絶縁膜
8a,8b 犠牲層
9 ゲート絶縁膜
10 レジストパターン
10a,10b,18,19,47,50 開口部
11 ハードマスク
12a,12b ダミーゲート電極
13,15 不純物拡散領域
14 サイドウォール
16 シリサイド層
18a ゲート電極
19a,38 ビア
20 バリアメタル膜
21 導電材料
30 配線構造
31,34,37 層間絶縁膜
32a,32b,42 プラグ
35a,35b,39a,39b 配線
43 パッド
44 保護膜
45 カバー膜
46,51 ポリイミド膜
48,49 バンプ
AR 素子領域
TR トランジスタ構造
L1〜Ln 配線層
1 Si substrate 2, 5 SiO film 3 SiN film 4 Trench 5a STI
6 Via hole 7, 17, 33, 36, 40, 41 Insulating film 8a, 8b Sacrificial layer 9 Gate insulating film 10 Resist pattern 10a, 10b, 18, 19, 47, 50 Opening 11 Hard mask 12a, 12b Dummy gate electrode 13 , 15 Impurity diffusion region 14 Side wall 16 Silicide layer 18a Gate electrode 19a, 38 Via 20 Barrier metal film 21 Conductive material 30 Wiring structure 31, 34, 37 Interlayer insulating film 32a, 32b, 42 Plug 35a, 35b, 39a, 39b Wiring 43 Pad 44 Protective film 45 Cover film 46, 51 Polyimide film 48, 49 Bump AR element region TR transistor structure L1-Ln Wiring layer

Claims (5)

半導体基板に第1開口部を形成する工程と、
前記第1開口部の内壁に第1絶縁膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜が形成された前記第1開口部内に埋め込み材を形成する工程と、
前記埋め込み材が形成された前記第1開口部上に第1ダミーゲート電極を、前記半導体基板上であってトランジスタを形成する領域上に第2ダミーゲート電極を、それぞれ形成する工程と、
前記半導体基板上に、前記第1ダミーゲート電極及び前記第2ダミーゲート電極を被覆する第2絶縁膜を形成する工程と、
前記第2絶縁膜から前記第1ダミーゲート電極及び前記第2ダミーゲート電極を露出させる工程と、
前記第1ダミーゲート電極と、前記第1開口部内に形成された前記埋め込み材とを除去して第2開口部を形成し、前記第2ダミーゲート電極を除去して第3開口部を形成する工程と、
前記第2開口部及び前記第3開口部に導電材料を形成し、前記第2開口部にビアを形成すると共に、前記第3開口部にゲート電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first opening in a semiconductor substrate;
Forming a first insulating film on the inner wall of the first opening;
Forming a filling material in the first opening in which the first insulating film is formed;
Forming a first dummy gate electrode on the first opening in which the burying material is formed and a second dummy gate electrode on a region of the semiconductor substrate where a transistor is to be formed;
Forming a second insulating film covering the first dummy gate electrode and the second dummy gate electrode on the semiconductor substrate;
Exposing the first dummy gate electrode and the second dummy gate electrode from the second insulating film;
The first dummy gate electrode and the filling material formed in the first opening are removed to form a second opening, and the second dummy gate electrode is removed to form a third opening. Process,
Forming a conductive material in the second opening and the third opening, forming a via in the second opening, and forming a gate electrode in the third opening;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第1開口部の内面に露出する前記半導体基板を酸化することによって、前記第1絶縁膜を形成することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first insulating film is formed by oxidizing the semiconductor substrate exposed on an inner surface of the first opening. 3. 前記埋め込み材を形成する工程後、前記第1ダミーゲート電極及び前記第2ダミーゲート電極を形成する工程前に、
前記トランジスタを形成する領域上と、前記埋め込み材を形成した前記第1開口部上とを含む前記半導体基板の表面に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記埋め込み材が形成された前記第1開口部上の前記ゲート絶縁膜を選択的に除去する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
After the step of forming the filling material, before the step of forming the first dummy gate electrode and the second dummy gate electrode,
Forming a gate insulating film on a surface of the semiconductor substrate including a region where the transistor is formed and the first opening where the filling material is formed;
Selectively removing the gate insulating film on the first opening in which the filling material is formed;
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
前記第1ダミーゲート電極及び前記第2ダミーゲート電極を形成する工程後、前記第2絶縁膜を形成する工程前に、前記トランジスタを形成する領域の前記半導体基板内に、ソース領域及びドレイン領域を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。   After the step of forming the first dummy gate electrode and the second dummy gate electrode and before the step of forming the second insulating film, a source region and a drain region are formed in the semiconductor substrate in the region where the transistor is to be formed. 4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of forming the semiconductor device. 前記第2開口部及び前記第3開口部を形成する工程後、前記導電材料を形成する工程前に、前記第2開口部内、前記第3開口部内及び前記第2絶縁膜上に、バリアメタル膜を形成する工程を含み、
前記導電材料を形成する工程は、
前記バリアメタル膜上に前記導電材料を形成する工程と、
前記第2絶縁膜上に形成された前記導電材料及び前記バリアメタル膜を研磨により除去する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
After the step of forming the second opening and the third opening, and before the step of forming the conductive material, a barrier metal film is formed in the second opening, in the third opening, and on the second insulating film. Including the step of forming
The step of forming the conductive material includes:
Forming the conductive material on the barrier metal film;
Removing the conductive material and the barrier metal film formed on the second insulating film by polishing;
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, comprising:
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