JPH08236474A - Formation of connecting section of semiconductor device - Google Patents

Formation of connecting section of semiconductor device

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JPH08236474A
JPH08236474A JP4030995A JP4030995A JPH08236474A JP H08236474 A JPH08236474 A JP H08236474A JP 4030995 A JP4030995 A JP 4030995A JP 4030995 A JP4030995 A JP 4030995A JP H08236474 A JPH08236474 A JP H08236474A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impurity diffusion
diffusion region
etching
interlayer insulating
insulating layer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4030995A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshisato Arima
俊覚 有馬
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP4030995A priority Critical patent/JPH08236474A/en
Publication of JPH08236474A publication Critical patent/JPH08236474A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide a method for manufacturing connecting section of semiconductor device by which a semiconductor device in which circuits are made to operate stably can be obtained by preventing the occurrence of a leak current between adjacent transistors. CONSTITUTION: A resist pattern 23 having an opening 24 for contact hole which is positioned above a source impurity-diffused area 13 and reaches part of an element separating section 12 is formed by applying a photoresist material to the surface of an interlayer insulating layer and exposing and developing the material. The contact hole corresponding to the opening 24 is formed by etching the substrate 11 under such a condition that the etching rate of an silicon oxide can become higher than that of P-SiN. Then a P-SiN film 20 exposed in the contact hole is removed by etching the film 20 under such a condition that the etching rate of P-SiN can become higher than that of the silicon oxide.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の接続部の
形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a connecting portion of a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置のトランジスタにおいて、ゲ
ート電極、ソース不純物拡散領域およびドレイン不純物
拡散領域を含む半導体基板の主面上には、層間絶縁層が
形成されている。この層間絶縁層の表面上には、上部配
線層が形成されている。この上部配線層と例えばソース
不純物拡散領域との間の電気的接触を得るために、接続
部が形成される。例えば、層間絶縁層にソース不純物拡
散領域の少なくとも一部を露出するコンタクトホールを
フォトリソグラフィ技術により形成する。このコンタク
トホールの内部に露出するソース不純物拡散領域の表面
を含むように、上部配線層を所望の平面パターンで形成
する。
2. Description of the Related Art In a transistor of a semiconductor device, an interlayer insulating layer is formed on the main surface of a semiconductor substrate including a gate electrode, a source impurity diffusion region and a drain impurity diffusion region. An upper wiring layer is formed on the surface of this interlayer insulating layer. A connection is formed to obtain electrical contact between the upper wiring layer and the source impurity diffusion region, for example. For example, a contact hole exposing at least a part of the source impurity diffusion region is formed in the interlayer insulating layer by a photolithography technique. The upper wiring layer is formed in a desired plane pattern so as to include the surface of the source impurity diffusion region exposed inside the contact hole.

【0003】一方、フォトリソグラフィ工程でいわゆる
フォト・マージンを確保し、かつ、フォトレジストの残
査を減少させるために、層間絶縁層の平坦化が行われて
いる。層間絶縁層の平坦化は、例えば、回転塗布法によ
るSOG膜及びプラズマCVDにより形成されたシリコ
ン酸化膜の併用、並びに、BPSGのような低融点ガラ
スのリフローにより行われる。
On the other hand, in order to secure a so-called photo margin in the photolithography process and to reduce the residue of photoresist, the interlayer insulating layer is flattened. The planarization of the interlayer insulating layer is performed, for example, by using a SOG film by a spin coating method and a silicon oxide film formed by plasma CVD together, and by reflowing a low melting point glass such as BPSG.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】フォトリソグラフィ工
程で理想の直径dのコンタクトホールを形成しようとし
た場合、実際には、ステップ式投影露光装置(ステッパ
ー)の精度に依存して直径d+2xの開口部がレジスト
パターンに形成されることがわかっている。
When a contact hole having an ideal diameter d is to be formed in a photolithography process, the opening portion having a diameter d + 2x actually depends on the accuracy of the step projection exposure apparatus (stepper). Are known to be formed in the resist pattern.

【0005】近年、半導体装置の微細化及び高集積化に
伴い、トランジスタがより微細化し、ゲート電極および
素子分離領域の間隔、言い換えれば、ソース/ドレイン
不純物拡散領域(SD領域)の幅がより狭くなる傾向に
ある。このため、レジストパターンの開口部が素子分離
領域の上にまで及ぶことがある。
In recent years, with the miniaturization and higher integration of semiconductor devices, transistors have become finer, and the distance between the gate electrode and the element isolation region, in other words, the width of the source / drain impurity diffusion region (SD region), has become narrower. Tends to become. Therefore, the opening of the resist pattern may reach the element isolation region.

【0006】このような開口部が形成されたレジストパ
ターンをマスクとして用いて層間絶縁層のエッチングを
行うと、層間絶縁層と同質のシリコン酸化物からなる素
子分離領域の一部がエッチングされてしまう。
When the interlayer insulating layer is etched by using the resist pattern having such an opening as a mask, a part of the element isolation region made of silicon oxide of the same quality as the interlayer insulating layer is etched. .

【0007】通常、ソース不純物拡散領域上の層間絶縁
層をすべて除去するためにオーバーエッチングが行われ
る。このため、層間絶縁層よりもエッチングレートが低
い半導体基板は削れないが、層間絶縁層とほぼ同じエッ
チングレートを有する素子分離領域は削られる。この結
果、この素子分離領域により隔てられている、隣り合う
トランジスタ間の距離が狭くなり、両者の間でリーク電
流が発生し、回路の動作不良を引き起こす。
Usually, over-etching is performed to remove all the interlayer insulating layer on the source impurity diffusion region. Therefore, the semiconductor substrate having an etching rate lower than that of the interlayer insulating layer cannot be removed, but the element isolation region having substantially the same etching rate as the interlayer insulating layer is removed. As a result, the distance between the adjacent transistors, which is separated by the element isolation region, becomes narrower, a leak current is generated between the two, and malfunction of the circuit is caused.

【0008】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、隣り合うトランジスタとの間でリーク電流が発
生するのを防止し、回路動作が安定な半導体装置を提供
することができる半導体装置の接続部の製造方法を提供
する。
The present invention has been made in view of the above points, and it is possible to provide a semiconductor device in which a leak current is prevented from being generated between adjacent transistors and a circuit operation is stable. There is provided a method of manufacturing a connection part of the above.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、第1に、半導
体基板の主面に形成された素子分離領域、前記素子分離
領域により規定された素子形成領域内に所定の間隔をお
いて形成されたソース不純物拡散領域およびドレイン不
純物拡散領域、並びに、前記ソース不純物拡散領域およ
びドレイン不純物拡散領域の間にゲート酸化膜を介して
形成されたゲート電極を含む前記半導体基板の主面上に
バリア層を形成する工程、前記バリア層の表面上に表面
が実質的に平坦な層間絶縁層を形成する工程、前記層間
絶縁層の表面上にフォトレジスト材を塗布し、次いで、
露光および現像して、前記ソース不純物拡散領域または
前記ドレイン不純物拡散領域の少なくとも一方の上方に
位置し且つ前記素子分離領域の少なくとも一部の上に及
ぶ開口部が形成されたレジストパターンを形成する工
程、前記半導体基板に対して、前記層間絶縁層のエッチ
ングレートが前記バリア層のエッチングレートよりも高
くなるような条件下でエッチングを行い、前記レジスト
パターンに形成された開口部に対応する孔を前記層間絶
縁層に形成する第1エッチング工程、前記半導体基板に
対して、前記バリア層のエッチングレートが前記素子分
離領域のエッチングレートよりも高くなるような条件下
でエッチングを行い、前記孔内に露出した前記バリア層
を除去する第2エッチング工程、および、上部配線層を
前記層間絶縁層の表面上に前記孔を介して前記ソース不
純物拡散領域または前記ドレイン不純物拡散領域の少な
くとも一方と電気的に接続するように形成する工程を具
備することを特徴とする半導体装置の接続部の形成方法
を提供する。
According to the present invention, firstly, an element isolation region formed on a main surface of a semiconductor substrate and an element formation region defined by the element isolation region are formed at a predetermined interval. A barrier layer on the main surface of the semiconductor substrate including the source impurity diffusion region and the drain impurity diffusion region, and the gate electrode formed through the gate oxide film between the source impurity diffusion region and the drain impurity diffusion region. A step of forming an interlayer insulating layer having a substantially flat surface on the surface of the barrier layer, applying a photoresist material on the surface of the interlayer insulating layer, and
Exposing and developing to form a resist pattern having an opening located above at least one of the source impurity diffusion region and the drain impurity diffusion region and having at least a portion of the element isolation region formed therein. Etching the semiconductor substrate under conditions such that the etching rate of the interlayer insulating layer is higher than the etching rate of the barrier layer, and forming holes corresponding to the openings formed in the resist pattern. First etching step for forming an interlayer insulating layer, the semiconductor substrate is etched under conditions such that the etching rate of the barrier layer is higher than the etching rate of the element isolation region, and exposed in the hole. The second etching step for removing the barrier layer and the upper wiring layer formed on the surface of the interlayer insulating layer. A method for forming a connection portion of a semiconductor device, comprising the step of forming the connection portion to be electrically connected to at least one of the source impurity diffusion region and the drain impurity diffusion region through the hole. To do.

【0010】また、本発明は、第2に、シリコン基板の
主面に形成されたシリコン酸化物からなる素子分離領
域、前記素子分離領域により規定された素子形成領域内
に所定の間隔をおいて形成されたソース不純物拡散領域
およびドレイン不純物拡散領域、並びに、前記ソース不
純物拡散領域およびドレイン不純物拡散領域の間にゲー
ト酸化膜を介して形成されたゲート電極を含む前記シリ
コン基板の主面上にシリコン窒化物からなるバリア層を
形成する工程、前記バリア層の表面上に表面が実質的に
平坦で且つシリコン酸化物からなる層間絶縁層を形成す
る工程、前記層間絶縁層の表面上にフォトレジスト材を
塗布し、次いで、露光および現像して、前記ソース不純
物拡散領域または前記ドレイン不純物拡散領域の少なく
とも一方の上方に位置し且つ前記素子分離領域の少なく
とも一部の上に及ぶ開口部が形成されたレジストパター
ンを形成する工程、前記シリコン基板に対して、前記シ
リコン酸化物のエッチングレートが前記シリコン窒化物
のエッチングレートよりも高くなるような条件下でエッ
チングを行い、前記レジストパターンに形成された開口
部に対応する孔を前記層間絶縁層に形成する第1エッチ
ング工程、前記シリコン基板に対して、前記シリコン窒
化物のエッチングレートが前記シリコン酸化物のエッチ
ングレートよりも高くなるような条件下でエッチングを
行い、前記孔内に露出した前記バリア層を除去する第2
エッチング工程、および、上部配線層を前記層間絶縁層
の表面上に前記孔を介して前記ソース不純物拡散領域ま
たは前記ドレイン不純物拡散領域の少なくとも一方と電
気的に接続するように形成する工程を具備することを特
徴とする半導体装置の接続部の形成方法を提供する。
Secondly, according to the present invention, an element isolation region made of silicon oxide formed on the main surface of a silicon substrate and an element formation region defined by the element isolation region are provided with a predetermined interval. Silicon is formed on the main surface of the silicon substrate including the formed source impurity diffusion region and drain impurity diffusion region, and the gate electrode formed through the gate oxide film between the source impurity diffusion region and drain impurity diffusion region. A step of forming a barrier layer made of a nitride, a step of forming an interlayer insulating layer having a substantially flat surface and made of silicon oxide on the surface of the barrier layer, a photoresist material on the surface of the interlayer insulating layer And then exposing and developing to form a layer above at least one of the source impurity diffusion region and the drain impurity diffusion region. And forming a resist pattern in which an opening extending over at least a part of the element isolation region is formed, the etching rate of the silicon oxide is higher than that of the silicon nitride with respect to the silicon substrate. A first etching step of forming a hole corresponding to the opening formed in the resist pattern in the interlayer insulating layer by performing etching under a condition such that the silicon nitride of the silicon nitride Second etching is performed under conditions such that the etching rate is higher than the etching rate of the silicon oxide to remove the barrier layer exposed in the holes.
An etching step and a step of forming an upper wiring layer on the surface of the interlayer insulating layer so as to be electrically connected to at least one of the source impurity diffusion region and the drain impurity diffusion region through the hole. A method for forming a connection portion of a semiconductor device is provided.

【0011】以下、本発明をさらに詳細に説明する。The present invention will be described in more detail below.

【0012】本発明の半導体装置の接続部の形成方法で
は、まず、素子分離領域、ソース不純物拡散領域、ドレ
イン不純物拡散領域、および、ゲート電極を含む半導体
基板の主面上にバリア層を形成する。バリア層は、絶縁
性材料からなる。また、バリア層は熱処理工程での安定
性を保つため高融点材料であることが好ましい。具体的
には、バリア層は、例えば、シリコン窒化物からなる。
In the method of forming the connection portion of the semiconductor device of the present invention, first, a barrier layer is formed on the main surface of the semiconductor substrate including the element isolation region, the source impurity diffusion region, the drain impurity diffusion region, and the gate electrode. . The barrier layer is made of an insulating material. Further, the barrier layer is preferably made of a high melting point material in order to maintain stability in the heat treatment process. Specifically, the barrier layer is made of, for example, silicon nitride.

【0013】バリア層は、公知の薄膜形成技術を用いて
形成される。例えば、シリコン窒化物膜は、プラズマC
VD法で形成できる。
The barrier layer is formed by using a known thin film forming technique. For example, a silicon nitride film is a plasma C
It can be formed by the VD method.

【0014】半導体基板の主面に形成されたトランジス
タは当業者に周知である。例えば、素子分離領域は、シ
リコン基板の主面にLOCOS法に従って形成されたフ
ィールド酸化膜(SiO2 )である。
Transistors formed on the main surface of a semiconductor substrate are well known to those skilled in the art. For example, the element isolation region is a field oxide film (SiO 2 ) formed on the main surface of the silicon substrate according to the LOCOS method.

【0015】また、ゲート電極は、素子分離領域により
規定された素子形成領域の表面上にゲート酸化膜を形成
し、次に、ゲート酸化膜の上にポリシリコン膜を堆積
し、リン(P)を注入して低抵抗化し、次いで、フォト
リソグラフィ技術により選択的にエッチングして、ゲー
ト電極以外の部分のポリシリコン膜およびゲート酸化膜
を除去して得られる。また、ゲート電極は、ポリシリコ
ン膜の単一層の他に、多層構造であっても良い。例え
ば、半導体基板側から見てポリシリコン膜および低圧C
VDによるシリコン窒化物(LP−SiN)膜を積層し
たものでも良い。
For the gate electrode, a gate oxide film is formed on the surface of the element formation region defined by the element isolation region, and then a polysilicon film is deposited on the gate oxide film to form phosphorus (P). To reduce the resistance, and then selectively etched by a photolithography technique to remove the polysilicon film and the gate oxide film in a portion other than the gate electrode. Further, the gate electrode may have a multi-layer structure other than a single layer of a polysilicon film. For example, when viewed from the semiconductor substrate side, the polysilicon film and the low voltage C
It may be a stack of silicon nitride (LP-SiN) films formed by VD.

【0016】ソース不純物拡散領域およびドレイン不純
物拡散領域は、ゲート電極をマスクとして半導体基板と
逆導電型の不純物を注入および拡散させて形成される。
The source impurity diffusion region and the drain impurity diffusion region are formed by implanting and diffusing impurities of the opposite conductivity type to the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask.

【0017】また、上述のトランジスタをLDD構造に
することもできる。この場合、ゲート電極の側壁部に、
高濃度不純物拡散領域を形成する際にマスクとなるLD
Dスペーサが形成される。LDDスペーサは、例えば、
シリコン酸化物で形成される。
Further, the above transistor may have an LDD structure. In this case, on the side wall of the gate electrode,
LD serving as a mask when forming a high-concentration impurity diffusion region
D spacers are formed. The LDD spacer is, for example,
It is formed of silicon oxide.

【0018】次いで、上述のバリア層の表面上に、その
表面が実質的に平坦な層間絶縁層を形成する。層間絶縁
層は、例えば、SOG、BPSG、PSG等のシリコン
酸化物からなる。この層間絶縁層は、当業者に周知の平
坦化技術を適用して形成される。例えば、SOGの回転
塗布法やBPSG、PSG等の低融点ガラスのリフロー
により層間絶縁層が形成される。SOGの回転塗布によ
り形成されたシリコン酸化物膜に他のCVD膜を併用す
ることもできる。
Next, an interlayer insulating layer having a substantially flat surface is formed on the surface of the above-mentioned barrier layer. The interlayer insulating layer is made of, for example, silicon oxide such as SOG, BPSG, and PSG. This interlayer insulating layer is formed by applying a planarization technique well known to those skilled in the art. For example, the interlayer insulating layer is formed by the spin coating method of SOG or the reflow of low melting glass such as BPSG or PSG. Another CVD film may be used in combination with the silicon oxide film formed by spin coating of SOG.

【0019】次に、この層間絶縁層の表面上に常法に従
ってレジストパターンを形成する。まず、層間絶縁層の
表面上にフォトレジスト材を塗布する。次いで、ステッ
パーを用いてフォトレジスト材を露光し、フォトレジス
ト材にマスクのパターンを転写する。この後、フォトレ
ジスト材を現像すると、転写されたパターンに従ってフ
ォトレジスト材に開口部が形成される。以下、このよう
に開口部が形成されたフォトレジスト材をレジストパタ
ーンと呼ぶ。
Next, a resist pattern is formed on the surface of this interlayer insulating layer by a conventional method. First, a photoresist material is applied on the surface of the interlayer insulating layer. Next, the photoresist material is exposed using a stepper, and the pattern of the mask is transferred to the photoresist material. After that, when the photoresist material is developed, openings are formed in the photoresist material according to the transferred pattern. Hereinafter, the photoresist material having the openings formed in this way is referred to as a resist pattern.

【0020】上述のレジストパターンの形成工程におい
て、後述のエッチング工程でコンタクトホールを形成す
るための開口部をレジストパターンに形成する。この開
口部が、開口部71が素子分離領域73やゲート電極7
4の上に及ぶことがある。例えば、レジストパターンに
コンタクトホール形成用の開口部を形成するためには、
マスクに、このレジストパターンの開口部に対応するパ
ターンを形成する必要がある。通常、直径dのコンタク
トホールを形成するためには、1辺の長さがdの任意の
倍数である略正方形のパターンをマスクに形成する。こ
のマスクを用いて露光および現像を行いレジストパター
ンを形成すると、ステッパーの精度に依存して直径d+
2xの開口部がレジストパターンに形成される。
In the step of forming the resist pattern described above, an opening for forming a contact hole is formed in the resist pattern in an etching step described later. The openings 71 and 71 are the element isolation regions 73 and the gate electrodes 7.
4 can be exceeded. For example, in order to form an opening for forming a contact hole in the resist pattern,
It is necessary to form a pattern corresponding to the opening of the resist pattern on the mask. Generally, in order to form a contact hole having a diameter of d, a substantially square pattern whose one side length is an arbitrary multiple of d is formed on a mask. When exposure and development are performed using this mask to form a resist pattern, the diameter d + depends on the accuracy of the stepper.
A 2x opening is formed in the resist pattern.

【0021】従って、図7に示すように、理想の直径d
のコンタクトホールを形成しようとした場合に、実際に
は、直径d+2xの開口部71が形成されたレジストパ
ターン72が得られる。素子分離領域73とゲート電極
74との間隔、言い換えれば、SD領域75の幅Wが狭
い場合には、開口部71が素子分離領域73やゲート電
極74の上に及ぶ。
Therefore, as shown in FIG. 7, the ideal diameter d
When trying to form the contact hole, the resist pattern 72 in which the opening 71 having the diameter d + 2x is formed is actually obtained. When the distance between the element isolation region 73 and the gate electrode 74, in other words, when the width W of the SD region 75 is narrow, the opening 71 extends over the element isolation region 73 and the gate electrode 74.

【0022】次に、上述のレジストパターンをマスクと
して第1エッチング処理を行い、層間絶縁層にコンタク
トホールを形成する。第1エッチング工程は、層間絶縁
層のエッチングレートがバリア層のエッチングレートよ
りも高くなるような条件下で行われる。ここで、エッチ
ングレートのコントロールは、例えば、エッチングガス
の化学種を適宜選択することにより行うことができる。
例えば、層間絶縁層がSOGであり、かつ、バリア層が
プラズマCVDによるシリコン窒化物(P−SiN)膜
である場合には、フッ酸(HF)水溶液によるエッチン
グを行うことができる。この場合、SOGはエッチング
されるがP−SiNはほとんどエッチングされない。従
って、上述のレジストパターンに形成された開口部に対
応する領域内の層間絶縁層が除去されるが、バリア層は
残される。
Next, a first etching process is performed by using the above resist pattern as a mask to form a contact hole in the interlayer insulating layer. The first etching step is performed under conditions such that the etching rate of the interlayer insulating layer is higher than the etching rate of the barrier layer. Here, the etching rate can be controlled by, for example, appropriately selecting the chemical species of the etching gas.
For example, when the interlayer insulating layer is SOG and the barrier layer is a silicon nitride (P-SiN) film formed by plasma CVD, etching with a hydrofluoric acid (HF) aqueous solution can be performed. In this case, SOG is etched, but P-SiN is hardly etched. Therefore, the interlayer insulating layer in the region corresponding to the opening formed in the above resist pattern is removed, but the barrier layer remains.

【0023】次に、上述の半導体基板に対してエッチン
グを施してコンタクトホール内に露出するバリア層を除
去する。この第2エッチング工程は、バリア層のエッチ
ングレートが層間絶縁層のエッチングレートよりも高く
なるような条件下で行われる。例えば、層間絶縁層がS
OGであり、かつ、バリア層がP−SiNである場合に
は、熱リン酸によるエッチングを行うことができる。こ
の場合、P−SiNはエッチングされるがSOGはほと
んどエッチングされない。従って、コンタクトホール内
に露出するP−SiNは除去されるが、SOGからなる
層間絶縁層と同質のシリコン酸化物からなる素子分離領
域は残される。この結果、SD領域の表面の一部を露出
するコンタクトホールが形成される。なお、レジストパ
ターンは、以上の第2のエッチング処理が終了した後に
除去される。
Then, the semiconductor substrate is etched to remove the barrier layer exposed in the contact hole. This second etching step is performed under conditions such that the etching rate of the barrier layer is higher than the etching rate of the interlayer insulating layer. For example, the interlayer insulating layer is S
When OG is used and the barrier layer is P-SiN, etching with hot phosphoric acid can be performed. In this case, P-SiN is etched, but SOG is hardly etched. Therefore, the P-SiN exposed in the contact hole is removed, but the element isolation region made of silicon oxide of the same quality as the interlayer insulating layer made of SOG is left. As a result, a contact hole exposing a part of the surface of the SD area is formed. Note that the resist pattern is removed after the above second etching process is completed.

【0024】以上説明した第1および第2のエッチング
工程での適切なエッチング条件は、層間絶縁層およびバ
リア層の材質に依存する。すなわち、層間絶縁層および
バリア層に使用する材質に応じてエッチングガスの化学
種を選択すべきである。
Appropriate etching conditions in the first and second etching steps described above depend on the materials of the interlayer insulating layer and the barrier layer. That is, the chemical species of the etching gas should be selected according to the materials used for the interlayer insulating layer and the barrier layer.

【0025】なお、レジストパターンの開口部がゲート
電極の上にも及んでいる場合には、第2エッチング工程
のエッチング条件を決定する場合に、ゲート電極の材質
も考慮すべきである。例えば、ゲート電極の最上層がL
P−SiN膜であり、バリア層がP−SiN膜である場
合、熱リン酸によるエッチングによれば、P−SiN膜
のエッチングレートは、LP−SiN膜よりもはるかに
大きいため、LP−SiN膜はほとんどエッチングされ
ない。また、ゲート電極の側壁部にシリコン酸化物から
なるLDDスペーサが設けられている場合、シリコン酸
化物はSOGと同質であるので、熱リン酸によるエッチ
ングではほとんどエッチングされない。
When the opening of the resist pattern extends over the gate electrode, the material of the gate electrode should be taken into consideration when determining the etching conditions for the second etching process. For example, the uppermost layer of the gate electrode is L
When the barrier layer is a P-SiN film and the barrier layer is a P-SiN film, the etching rate of the P-SiN film is much higher than that of the LP-SiN film according to the etching with hot phosphoric acid. The film is hardly etched. Further, when the LDD spacer made of silicon oxide is provided on the side wall of the gate electrode, since the silicon oxide has the same quality as SOG, it is hardly etched by the hot phosphoric acid.

【0026】次に、上部配線層を、層間絶縁層の表面上
に、上述の如く形成されたコンタクトホールを介してS
D領域と電気的に接続されるように形成する。より具体
的には、例えば、アルミニウムのような配線金属を、コ
ンタクトホールを含む層間絶縁層の表面上に堆積し、次
いで、少なくともコンタクトホールの開口部を含む、所
望の配線パターンでパターニングする。この結果、上部
配線層およびSD領域を電気的に接続する接続部構造が
形成される。
Next, the upper wiring layer is formed on the surface of the interlayer insulating layer through the contact hole formed as described above.
It is formed so as to be electrically connected to the D region. More specifically, for example, a wiring metal such as aluminum is deposited on the surface of the interlayer insulating layer including the contact hole, and then patterned with a desired wiring pattern including at least the opening portion of the contact hole. As a result, a connection structure for electrically connecting the upper wiring layer and the SD region is formed.

【0027】[0027]

【作用】第1の本発明の半導体装置の接続部の形成方法
では、素子分離領域、ゲート電極およびSD領域を含む
半導体基板の主面上にバリア層を形成する。次に、第1
エッチング工程で、層間絶縁層のエチングレートがバリ
ア層のエッチングレートよりも高くなるような条件下で
エッチングを行う。これにより、レジストパターンに形
成された開口部に対応する領域内の層間絶縁層は除去さ
れて孔が形成されるが、孔内にはバリア層が残される。
次いで、第2エッチング工程では、バリア層のエッチン
グレートが素子分離領域のエッチングレートよりも高く
なるような条件下でエッチングを行う。これにより、孔
内に露出するバリア層が除去される。しかし、素子分離
領域は、バリア層よりもエッチングレートが低いため、
ほとんどエッチングされない。
In the method of forming the connection portion of the semiconductor device according to the first aspect of the present invention, the barrier layer is formed on the main surface of the semiconductor substrate including the element isolation region, the gate electrode and the SD region. Then the first
In the etching process, etching is performed under the condition that the etching rate of the interlayer insulating layer is higher than the etching rate of the barrier layer. As a result, the interlayer insulating layer in the region corresponding to the opening formed in the resist pattern is removed to form the hole, but the barrier layer remains in the hole.
Next, in the second etching step, etching is performed under the condition that the etching rate of the barrier layer is higher than the etching rate of the element isolation region. This removes the barrier layer exposed in the holes. However, since the element isolation region has a lower etching rate than the barrier layer,
Hardly etched.

【0028】また、第2の本発明の半導体装置の接続部
の形成方法では、シリコン酸化物からなる素子分離領
域、ゲート電極およびSD領域を含む半導体基板の主面
上にシリコン窒化物からなるバリア層を形成する。次
に、第1エッチング工程で、シリコン酸化物のエチング
レートがシリコン窒化物のエッチングレートよりも高く
なるような条件下でエッチングを行う。これにより、レ
ジストパターンに形成された開口部に対応する領域内の
シリコン酸化物からなる層間絶縁層は除去されて孔が形
成されるが、孔内にはシリコン窒化物からなるバリア層
が残される。次いで、第2エッチング工程では、シリコ
ン窒化物のエッチングレートがシリコン酸化物のエッチ
ングレートよりも高くなるような条件下でエッチングを
行う。これにより、孔内に露出するシリコン窒化物から
なるバリア層が除去される。しかし、シリコン窒化物よ
りもエッチングレートが低いシリコン酸化物からなる素
子分離領域はほとんどエッチングされない。
Further, in the second method of forming the connecting portion of the semiconductor device of the present invention, the barrier made of silicon nitride is formed on the main surface of the semiconductor substrate including the element isolation region made of silicon oxide, the gate electrode and the SD region. Form the layers. Next, in the first etching step, etching is performed under conditions such that the etching rate of silicon oxide is higher than the etching rate of silicon nitride. As a result, the interlayer insulating layer made of silicon oxide in the region corresponding to the opening formed in the resist pattern is removed to form a hole, but the barrier layer made of silicon nitride remains in the hole. . Next, in the second etching step, etching is performed under the condition that the etching rate of silicon nitride is higher than the etching rate of silicon oxide. As a result, the barrier layer made of silicon nitride exposed in the hole is removed. However, the element isolation region made of silicon oxide having an etching rate lower than that of silicon nitride is hardly etched.

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明を図面を参照して詳細に説明す
る。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0030】図1に示すように、シリコン基板11の主
面には、素子分離領域12がLOCOS法に従って形成
されている。素子分離領域12により規定された素子形
成領域A内には、所定の間隔をおいてソース不純物拡散
領域13およびドレイン不純物拡散領域14が形成され
ている。ソース不純物拡散領域13およびドレイン不純
物拡散領域14の間には、ゲート電極15が形成されて
いる。
As shown in FIG. 1, an element isolation region 12 is formed on the main surface of a silicon substrate 11 according to the LOCOS method. In the element formation region A defined by the element isolation region 12, a source impurity diffusion region 13 and a drain impurity diffusion region 14 are formed at a predetermined interval. A gate electrode 15 is formed between the source impurity diffusion region 13 and the drain impurity diffusion region 14.

【0031】ソース不純物拡散領域13およびドレイン
不純物拡散領域14はLDD構造をなす。一方、ゲート
電極15は、シリコン基板11の主面上にゲート電極1
6を介してポリシリコン膜17および低圧CVDにより
形成されたシリコン窒化物(LP−SiN)膜18を積
層したものである。また、ゲート電極15の側面部に
は、シリコン酸化物からなるLDDスペーサ19が形成
されている。
The source impurity diffusion region 13 and the drain impurity diffusion region 14 have an LDD structure. On the other hand, the gate electrode 15 is formed on the main surface of the silicon substrate 11 by the gate electrode 1.
6, a polysilicon film 17 and a silicon nitride (LP-SiN) film 18 formed by low pressure CVD are laminated. An LDD spacer 19 made of silicon oxide is formed on the side surface of the gate electrode 15.

【0032】上述のような素子分離領域12、ソース不
純物拡散領域13、ドレイン不純物拡散領域14および
ゲート電極15を含むシリコン基板11の主面上にバリ
ア層としてプラズマCVDによるシリコン窒化物(P−
SiN)膜20を形成した。次に、図2に示すように、
P−SiN膜20の表面上に表面が実質的に平坦な層間
絶縁層21を形成した。具体的には、有機溶剤に溶解し
たSOGをP−SiN膜20の表面上に回転塗布した後
焼成して層間絶縁層21を得た。
On the main surface of the silicon substrate 11 including the element isolation region 12, the source impurity diffusion region 13, the drain impurity diffusion region 14 and the gate electrode 15 as described above, a silicon nitride (P-
A SiN) film 20 was formed. Next, as shown in FIG.
An interlayer insulating layer 21 having a substantially flat surface was formed on the surface of the P-SiN film 20. Specifically, SOG dissolved in an organic solvent was spin-coated on the surface of the P-SiN film 20 and then baked to obtain an interlayer insulating layer 21.

【0033】この後、図3に示すように、層間絶縁層2
1の表面上にフォトレジスト材22を塗布した。それか
ら、このフォトレジスト材22をプリベークした後、ス
テッパーを用いて、所定のパターンが描かれたマスクに
一定時間照射して、マスクのパターンをフォトレジスト
材22に転写した。次に、現像液を用いて現像を行い、
フォトレジスト材22をポストベークした。この結果、
図3に示すように、層間絶縁層21の表面上に所定のパ
ターンで開口部が形成されたレジストパターン23が得
られた。
Thereafter, as shown in FIG. 3, the interlayer insulating layer 2
Photoresist material 22 was applied onto the surface of No. 1. Then, after the photoresist material 22 was pre-baked, a stepper was used to irradiate the mask on which a predetermined pattern was drawn for a certain period of time to transfer the mask pattern to the photoresist material 22. Next, development is performed using a developing solution,
The photoresist material 22 was post-baked. As a result,
As shown in FIG. 3, a resist pattern 23 having openings formed in a predetermined pattern on the surface of the interlayer insulating layer 21 was obtained.

【0034】ここで、上述のフォトレジスト材22の露
光で用いたマスクには、レジストパターン23に形成さ
れる開口部に対応したパターンが形成されている。従っ
て、ソース不純物拡散領域13の一部を露出するコンタ
クトホールを形成するための開口部(以下、コンタクト
ホール用開口部という)をレジストパターン23に形成
するためには、マスクにこのコンタクトホール用開口部
に対応するパターンが必要である。すなわち、直径dの
コンタクトホールを形成するためには、1辺の長さがd
のn倍である略正方形のパターンがマスクに形成されて
いる。このマスクを用いてステッパーでn分の1に縮小
投影露光することにより、レジストパターン23にコン
タクトホール用開口部を形成する。しかしながら、実際
には、コンタクトホール開口部24の直径は、図3に示
すように、ステッパーの精度に依存してd+2xになっ
た。このため、コンタクトホール開口部24は、素子分
離領域12およびゲート電極15の上方にも及んでい
た。
Here, the mask used for the exposure of the photoresist material 22 has a pattern corresponding to the opening formed in the resist pattern 23. Therefore, in order to form an opening (hereinafter, referred to as a contact hole opening) for forming a contact hole that exposes a part of the source impurity diffusion region 13 in the resist pattern 23, this contact hole opening is formed in the mask. A pattern corresponding to the parts is required. That is, in order to form a contact hole having a diameter d, the length of one side is d.
The mask is formed with a substantially square pattern that is n times the number. Using this mask, a stepper performs reduction projection exposure to 1 / n to form a contact hole opening in the resist pattern 23. However, in reality, the diameter of the contact hole opening 24 was d + 2x depending on the accuracy of the stepper, as shown in FIG. Therefore, the contact hole opening 24 also extends above the element isolation region 12 and the gate electrode 15.

【0035】次に、シリコン基板11に対して、フッ酸
水溶液(20:1)を用いて第1エッチングを行った。
この第1エッチングでは、SOGからなる層間絶縁層2
1のエッチングレートは、700オングストローム
(A)/分であるのに対して、バリア層であるP−Si
N膜20のエッチングレートは120A/分であり、ゲ
ート電極15の最上層であるLP−SiN膜18のエッ
チングレートは60A/分であった。このため、この第
1エッチング処理では、図5に示すように、レジストパ
ターン23のコンタクトホール用開口部24に対応する
領域内の層間絶縁層21は、エッチングにより除去さ
れ、コンタクトホール25が形成された。これに対し
て、エッチングレートが低いP−SiN膜20はほとん
どエッチングされなかった。この結果、バリア層である
P−SiN膜20の下側にある素子分離領域12、LP
−SiN膜18やLDDスペーサ19はエッチングによ
る影響を全く受けなかった。
Next, the silicon substrate 11 was subjected to the first etching using a hydrofluoric acid aqueous solution (20: 1).
In this first etching, the interlayer insulating layer 2 made of SOG is used.
The etching rate of 1 is 700 angstrom (A) / min, while the barrier layer is P-Si.
The etching rate of the N film 20 was 120 A / min, and the etching rate of the LP-SiN film 18, which was the uppermost layer of the gate electrode 15, was 60 A / min. Therefore, in this first etching process, as shown in FIG. 5, the interlayer insulating layer 21 in the region corresponding to the contact hole opening 24 of the resist pattern 23 is removed by etching, and the contact hole 25 is formed. It was On the other hand, the P-SiN film 20 having a low etching rate was hardly etched. As a result, the element isolation regions 12 and LP under the barrier layer P-SiN film 20 are formed.
-SiN film 18 and LDD spacer 19 were not affected by etching at all.

【0036】次いで、シリコン基板11に対して80℃
の熱リン酸でエッチングを行った。この熱リン酸による
エッチングでは、P−SiN膜20のエッチングレート
は150A/分であった。これに対して、SOGからな
る層間絶縁層21、素子分離領域12やLDDスペーサ
19を含むシリコン酸化物のエッチングレートは、10
A/分以下であった。また、LP−SiN膜18のエッ
チングレートは80A/分であった。このため、図6に
示すように、コンタクトホール25内に露出したP−S
iN膜20がエッチングにより除去された。しかし、コ
ンタクトホール25内のP−SiN膜20の下側にある
素子分離領域12、LP−SiN膜18およびLDDス
ペーサ19はほとんどエッチングを受けなかった。
Next, the silicon substrate 11 is heated to 80 ° C.
Etching was performed with hot phosphoric acid. In this etching with hot phosphoric acid, the etching rate of the P-SiN film 20 was 150 A / min. On the other hand, the etching rate of the silicon oxide including the interlayer insulating layer 21 made of SOG, the element isolation region 12, and the LDD spacer 19 is 10%.
It was A / min or less. The etching rate of the LP-SiN film 18 was 80 A / min. Therefore, as shown in FIG. 6, the PS exposed in the contact hole 25 is exposed.
The iN film 20 was removed by etching. However, the element isolation region 12, the LP-SiN film 18 and the LDD spacer 19 below the P-SiN film 20 in the contact hole 25 were hardly etched.

【0037】この後、レジストパターン23を除去し、
コンタクトホール25を含む層間絶縁層21の表面上に
アルミニウムを堆積させた。次いで、アルミニウムを常
法に従ってパターニングした。この結果、図6に示すよ
うに、コンタクトホール25を介してソース不純物拡散
領域13と電気的に接続するように上部配線層26が形
成された。
After that, the resist pattern 23 is removed,
Aluminum was deposited on the surface of the interlayer insulating layer 21 including the contact holes 25. Then, aluminum was patterned by a conventional method. As a result, as shown in FIG. 6, the upper wiring layer 26 was formed so as to be electrically connected to the source impurity diffusion region 13 through the contact hole 25.

【0038】以上説明した半導体装置の接続部の形成方
法では、シリコン酸化物からなる素子分離領域12は、
第1のフッ酸水溶液によるエッチングでは、バリア層で
あるP−SiN膜20により保護されているのでエッチ
ングを全く受けない。また、第2の熱リン酸によるエッ
チングでは、シリコン酸化物のエチングレートがP−S
iN膜20よりもはるかに低いため、素子分離領域12
はほとんどエッチングされない。従って、素子分離領域
12はコンタクトホール25の形成の際にほとんどエッ
チングを受けない。このため、エッチング処理により素
子分離領域12が削られて、この素子分離領域12によ
り隔てられた一方のトランジスタ30のソース不純物拡
散領域13と他方のトランジスタ31のドレイン不純物
拡散領域14の間でリーク電流が生じるのを防止するこ
とができ、常に良好な回路特性を得ることができた。
In the method of forming the connection portion of the semiconductor device described above, the element isolation region 12 made of silicon oxide is
The etching with the first hydrofluoric acid aqueous solution does not undergo any etching because it is protected by the P-SiN film 20 which is the barrier layer. In the second etching with hot phosphoric acid, the etching rate of silicon oxide is PS.
Since it is much lower than the iN film 20, the element isolation region 12
Is hardly etched. Therefore, the element isolation region 12 is hardly etched when the contact hole 25 is formed. Therefore, the element isolation region 12 is removed by the etching process, and a leak current flows between the source impurity diffusion region 13 of one transistor 30 and the drain impurity diffusion region 14 of the other transistor 31 separated by the element isolation region 12. It was possible to prevent the occurrence of the noise and always obtain good circuit characteristics.

【0039】また、素子分離領域12と同様に、コンタ
クトホール25内に露出するゲート電極15の最上層で
あるLP−SiN膜18やLDDスペーサ19もコンタ
クトホール25の形成の際にほとんどエッチングを受け
ない。
Further, similarly to the element isolation region 12, the LP-SiN film 18 and the LDD spacer 19 which are the uppermost layer of the gate electrode 15 exposed in the contact hole 25 are almost etched when the contact hole 25 is formed. Absent.

【0040】また、バリア層であるP−SiN膜20
は、SOGからなる層間絶縁層21の形成時に層間絶縁
層から生じる水分からトランジスタ30,31を保護す
る役割も果たすと同時に、化学機械的研磨(CMP)に
よる層間絶縁層21の平坦化を行った場合に、ナトリウ
ムイオン等のイオン汚染からトランジスタ30、31を
保護する役割を果たす。
The P-SiN film 20 which is a barrier layer is also used.
Plays a role of protecting the transistors 30 and 31 from moisture generated from the interlayer insulating layer when the interlayer insulating layer 21 made of SOG is formed, and at the same time, the interlayer insulating layer 21 is planarized by chemical mechanical polishing (CMP). In this case, it plays a role of protecting the transistors 30 and 31 from ion contamination such as sodium ions.

【0041】さらに、図6に示すように、シリコン基板
11の主面に形成された素子分離領域12の表面上に配
線層41が形成されている場合に、上述と同様に、素子
分離領域12ソース不純物拡散領域13、ドレイン不純
物拡散領域(図示せず)、ゲート電極(図示せず)およ
び配線層41を含むシリコン基板11の主面上にバリア
層としてP−SiN膜20を形成し、上述のようにソー
ス不純物拡散領域13に対応する第1コンタクトホール
25の形成するのと同時に、配線層41に対応する第2
コンタクトホール42を形成することができる。このと
き、第2コンタクトホール42の深さは第1コンタクト
ホール25よりも浅いけれども、配線層41はP−Si
N膜20により保護されているので、上述の第1エッチ
ング工程で層間絶縁層21をエッチングするときに、配
線層41がオーバエッチされるといったエッチングによ
り配線層41が被るダメージを低減できる。
Further, as shown in FIG. 6, when the wiring layer 41 is formed on the surface of the element isolation region 12 formed on the main surface of the silicon substrate 11, the element isolation region 12 is formed in the same manner as described above. The P-SiN film 20 is formed as a barrier layer on the main surface of the silicon substrate 11 including the source impurity diffusion region 13, the drain impurity diffusion region (not shown), the gate electrode (not shown) and the wiring layer 41, and As described above, the first contact hole 25 corresponding to the source impurity diffusion region 13 is formed, and at the same time, the second contact hole 25 corresponding to the wiring layer 41 is formed.
The contact hole 42 can be formed. At this time, although the depth of the second contact hole 42 is shallower than that of the first contact hole 25, the wiring layer 41 is formed of P-Si.
Since it is protected by the N film 20, when the interlayer insulating layer 21 is etched in the above-described first etching step, damage that the wiring layer 41 suffers due to etching such as overetching of the wiring layer 41 can be reduced.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、第1の本発明の半
導体装置の接続部の形成方法によれば、レジストパター
ンに形成された開口部が素子分離領域の少なくとも一部
の上に及ぶ場合であっても、第1エッチング工程では、
層間絶縁層のエッチングレートがバリア層のエッチング
レートよりも高くなる条件下でエッチングを行うため、
バリア層はほとんどエッチングを受けず、その下側の素
子分離領域を保護できる。そして、第2エッチング工程
では、バリア層のエッチングレートが素子分離領域のエ
ッチングレートよりも高くなる条件下でエッチングが行
われるため、素子分離領域はほとんどエッチングされな
い。この結果、半導体装置の接続部の形成において、素
子分離領域が削れて隣り合うトランジスタの間でリーク
電流が生じるのを防止し、常に良好な回路特性を得るこ
とができる。
As described above, according to the method for forming the connection portion of the semiconductor device of the first aspect of the present invention, the opening formed in the resist pattern extends over at least a part of the element isolation region. Even in the first etching step,
Since etching is performed under the condition that the etching rate of the interlayer insulating layer is higher than the etching rate of the barrier layer,
The barrier layer is hardly etched and can protect the element isolation region thereunder. Then, in the second etching step, since the etching is performed under the condition that the etching rate of the barrier layer is higher than the etching rate of the element isolation region, the element isolation region is hardly etched. As a result, in the formation of the connection portion of the semiconductor device, it is possible to prevent the element isolation region from being shaved and generating a leak current between the adjacent transistors, and it is possible to always obtain good circuit characteristics.

【0043】また、第2の本発明の半導体装置の接続部
の形成方法によれば、レジストパターンに形成された開
口部が素子分離領域の少なくとも一部の上に及ぶ場合で
あっても、第1エッチング工程では、シリコン酸化物よ
りもエッチングレートがシリコン窒化物のエッチングレ
ートよりも高くなる条件下でエッチングを行うため、シ
リコン窒化物からなるバリア層はほとんどエッチングを
受けず、その下側のシリコン酸化物からなる素子分離領
域を保護できる。そして、第2エッチング工程では、シ
リコン窒化物のエッチングレートがシリコン酸化物のエ
ッチングレートよりも高くなる条件下でエッチングが行
われるため、シリコン酸化物からなる素子分離領域はほ
とんどエッチングされない。この結果、半導体装置の接
続部の形成において、素子分離領域が削れて隣り合うト
ランジスタの間でリーク電流が生じるのを防止し、常に
良好な回路特性を得ることができる。
Further, according to the second method of forming the connection portion of the semiconductor device of the present invention, even when the opening formed in the resist pattern extends over at least a part of the element isolation region, In one etching step, the etching rate is higher than that of silicon oxide and the etching rate of silicon nitride is higher than that of silicon nitride. The element isolation region made of oxide can be protected. In the second etching step, since the etching is performed under the condition that the etching rate of silicon nitride is higher than the etching rate of silicon oxide, the element isolation region made of silicon oxide is hardly etched. As a result, in the formation of the connection portion of the semiconductor device, it is possible to prevent the element isolation region from being shaved and generating a leak current between the adjacent transistors, and it is possible to always obtain good circuit characteristics.

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

【図1】本発明の半導体装置の接続部の形成方法の一工
程を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a step of a method of forming a connection portion of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明の半導体装置の接続部の形成方法の一工
程を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a step in the method of forming the connection portion of the semiconductor device of the present invention.

【図3】本発明の半導体装置の接続部の形成方法の一工
程を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step in the method of forming the connection portion of the semiconductor device of the present invention.

【図4】本発明の半導体装置の接続部の形成方法の一工
程を示す断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step in the method of forming the connection portion of the semiconductor device of the present invention.

【図5】本発明の半導体装置の接続部の形成方法の一工
程を示す断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a step in the method of forming the connection portion of the semiconductor device of the present invention.

【図6】本発明の半導体装置の接続部の形成方法の他の
実施例を示す断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another embodiment of the method for forming the connection portion of the semiconductor device of the present invention.

【図7】本発明の半導体装置の接続部の形成方法におい
てレジストパターンに形成された開口部を説明するため
の断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining an opening formed in a resist pattern in the method for forming a connecting portion of a semiconductor device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…シリコン基板、12…素子分離領域、13…ソー
ス不純物拡散領域、14…ドレイン不純物拡散領域、1
5…ソース電極、16…ゲート酸化膜、17…ポリシリ
コン膜、18…LP−SiN膜、19…LDDスペー
サ、20…P−SiN膜、21…層間絶縁層、22…フ
ォトレジスト材、23…レジストパターン、24…コン
タクトホール用開口部、25…コンタクトホール、26
…上部配線層、30,31…トランジスタ。
11 ... Silicon substrate, 12 ... Element isolation region, 13 ... Source impurity diffusion region, 14 ... Drain impurity diffusion region, 1
5 ... Source electrode, 16 ... Gate oxide film, 17 ... Polysilicon film, 18 ... LP-SiN film, 19 ... LDD spacer, 20 ... P-SiN film, 21 ... Interlayer insulating layer, 22 ... Photoresist material, 23 ... Resist pattern, 24 ... Contact hole opening, 25 ... Contact hole, 26
... upper wiring layer, 30, 31 ... transistors.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板の主面に形成された素子分離領
域、前記素子分離領域により規定された素子形成領域内
に所定の間隔をおいて形成されたソース不純物拡散領域
およびドレイン不純物拡散領域、並びに、前記ソース不
純物拡散領域およびドレイン不純物拡散領域の間にゲー
ト酸化膜を介して形成されたゲート電極を含む前記半導
体基板の主面上にバリア層を形成する工程、 前記バリア層の表面上に表面が実質的に平坦な層間絶縁
層を形成する工程、 前記層間絶縁層の表面上にフォトレジスト材を塗布し、
次いで、露光および現像して、前記ソース不純物拡散領
域または前記ドレイン不純物拡散領域の少なくとも一方
の上方に位置し且つ前記素子分離領域の少なくとも一部
の上に及ぶ開口部が形成されたレジストパターンを形成
する工程、 前記半導体基板に対して、前記層間絶縁層のエッチング
レートが前記バリア層のエッチングレートよりも高くな
るような条件下でエッチングを行い、前記レジストパタ
ーンに形成された開口部に対応する孔を前記層間絶縁層
に形成する第1エッチング工程、 前記半導体基板に対して、前記バリア層のエッチングレ
ートが前記素子分離領域のエッチングレートよりも高く
なるような条件下でエッチングを行い、前記孔内に露出
した前記バリア層を除去する第2エッチング工程、およ
び、 上部配線層を前記層間絶縁層の表面上に前記孔を介して
前記ソース不純物拡散領域または前記ドレイン不純物拡
散領域の少なくとも一方と電気的に接続するように形成
する工程を具備することを特徴とする半導体装置の接続
部の形成方法。
1. An element isolation region formed on a main surface of a semiconductor substrate, a source impurity diffusion region and a drain impurity diffusion region formed at predetermined intervals in an element formation region defined by the element isolation region, And a step of forming a barrier layer on the main surface of the semiconductor substrate including a gate electrode formed between the source impurity diffusion region and the drain impurity diffusion region via a gate oxide film, on the surface of the barrier layer A step of forming an interlayer insulating layer having a substantially flat surface, applying a photoresist material on the surface of the interlayer insulating layer,
Next, exposure and development are performed to form a resist pattern having an opening located above at least one of the source impurity diffusion region and the drain impurity diffusion region and having at least a part of the element isolation region formed therein. Etching the semiconductor substrate under conditions such that the etching rate of the interlayer insulating layer is higher than the etching rate of the barrier layer, and holes corresponding to the openings formed in the resist pattern. A first etching step of forming in the interlayer insulating layer, the semiconductor substrate is etched under conditions such that the etching rate of the barrier layer is higher than the etching rate of the element isolation region, A second etching step for removing the barrier layer exposed at the upper surface, and an upper wiring layer for the interlayer A connecting portion of the semiconductor device, which is formed on the surface of the edge layer so as to be electrically connected to at least one of the source impurity diffusion region and the drain impurity diffusion region through the hole. Forming method.
【請求項2】シリコン基板の主面に形成されたシリコン
酸化物からなる素子分離領域、前記素子分離領域により
規定された素子形成領域内に所定の間隔をおいて形成さ
れたソース不純物拡散領域およびドレイン不純物拡散領
域、並びに、前記ソース不純物拡散領域およびドレイン
不純物拡散領域の間にゲート酸化膜を介して形成された
ゲート電極を含む前記シリコン基板の主面上にシリコン
窒化物からなるバリア層を形成する工程、 前記バリア層の表面上に表面が実質的に平坦で且つシリ
コン酸化物からなる層間絶縁層を形成する工程、 前記層間絶縁層の表面上にフォトレジスト材を塗布し、
次いで、露光および現像して、前記ソース不純物拡散領
域または前記ドレイン不純物拡散領域の少なくとも一方
の上方に位置し且つ前記素子分離領域の少なくとも一部
の上に及ぶ開口部が形成されたレジストパターンを形成
する工程、 前記シリコン基板に対して、前記シリコン酸化物のエッ
チングレートが前記シリコン窒化物のエッチングレート
よりも高くなるような条件下でエッチングを行い、前記
レジストパターンに形成された開口部に対応する孔を前
記層間絶縁層に形成する第1エッチング工程、 前記シリコン基板に対して、前記シリコン窒化物のエッ
チングレートが前記シリコン酸化物のエッチングレート
よりも高くなるような条件下でエッチングを行い、前記
孔内に露出した前記バリア層を除去する第2エッチング
工程、および、 上部配線層を前記層間絶縁層の表面上に前記孔を介して
前記ソース不純物拡散領域または前記ドレイン不純物拡
散領域の少なくとも一方と電気的に接続するように形成
する工程を具備することを特徴とする半導体装置の接続
部の形成方法。
2. An element isolation region made of silicon oxide formed on a main surface of a silicon substrate, a source impurity diffusion region formed at a predetermined interval in an element formation region defined by the element isolation region, and A barrier layer made of silicon nitride is formed on the main surface of the silicon substrate including a drain impurity diffusion region and a gate electrode formed between the source impurity diffusion region and the drain impurity diffusion region via a gate oxide film. A step of forming an interlayer insulating layer having a substantially flat surface and made of silicon oxide on the surface of the barrier layer, applying a photoresist material on the surface of the interlayer insulating layer,
Then, exposure and development are performed to form a resist pattern having an opening located above at least one of the source impurity diffusion region and the drain impurity diffusion region and having at least a part of the element isolation region formed therein. Etching the silicon substrate under conditions such that the etching rate of the silicon oxide is higher than the etching rate of the silicon nitride, to correspond to the openings formed in the resist pattern. A first etching step of forming a hole in the interlayer insulating layer, etching the silicon substrate under conditions such that the etching rate of the silicon nitride is higher than the etching rate of the silicon oxide, A second etching step for removing the barrier layer exposed in the hole, and A step of forming an upper wiring layer on the surface of the interlayer insulating layer so as to be electrically connected to at least one of the source impurity diffusion region and the drain impurity diffusion region through the hole. A method for forming a connection portion of a semiconductor device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007013171A (en) * 2005-06-30 2007-01-18 Hynix Semiconductor Inc Method of manufacturing nand flash memory device
JP2009065176A (en) * 2008-10-02 2009-03-26 Renesas Technology Corp Semiconductor device and manufacturing method therefor

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