JPH11238862A - Semiconductor integrated circuit device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and its manufacture

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JPH11238862A
JPH11238862A JP10311412A JP31141298A JPH11238862A JP H11238862 A JPH11238862 A JP H11238862A JP 10311412 A JP10311412 A JP 10311412A JP 31141298 A JP31141298 A JP 31141298A JP H11238862 A JPH11238862 A JP H11238862A
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JP
Japan
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film
circuit device
integrated circuit
semiconductor integrated
misfet
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JP10311412A
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Japanese (ja)
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Yoshitaka Nakamura
吉孝 中村
Hideo Aoki
英雄 青木
Naoki Fukuda
直樹 福田
Hidekazu Goshima
秀和 五嶋
Isamu Asano
勇 浅野
Keizo Kawakita
惠三 川北
Satoru Yamada
悟 山田
Takeshi Tamaru
剛 田丸
Nobuyoshi Kobayashi
伸好 小林
Tadashi Umezawa
唯史 梅澤
Yoshikazu Ohira
義和 大平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the transverse etching of a silicide film of a connection part between a bit line and a polycrystalline silicon plug by preventing the unevenness of a polycrystalline silicon plug in a bit line connection hole. SOLUTION: A bit line BL, formed simultaneously with a first layer wiring 18, is made of a laminated film of a titanium film 18a, a titanium nitride film 18b and a tungsten film 18c, and a titanium silicide film 20 containing nitrogen or oxygen is formed in a connection part between the bit line BL and a plug 19. A titanium silicide film 2 containing nitrogen or oxygen may be also formed in a connection part between the first layer wiring 18 and a semiconductor board 1. A tungsten silicide layer containing nitrogen or oxygen, a cobalt silicide layer containing nitrogen or oxygen or a cobalt silicide layer may be formed in place of the titanium silicide film 20.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置およびその製造技術に関し、特に、DRAM(Dynami
c Random Access Memory)を有する半導体集積回路装置
に適用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and its manufacturing technique, and more particularly to a DRAM (Dynami
(c) Random Access Memory).

【0002】[0002]

【従来の技術】大容量メモリを代表する半導体メモリと
してDRAMがある。このDRAMのメモリ容量は益々
増大する傾向にあり、それに伴ってDRAMのメモリセ
ルの集積度を向上させる観点からメモリセルの専有面積
も縮小せざるを得ない方向に進んでいる。
2. Description of the Related Art A DRAM is a semiconductor memory that represents a large-capacity memory. The memory capacity of the DRAM tends to increase more and more, and accordingly, the area occupied by the memory cell must be reduced from the viewpoint of improving the integration degree of the memory cell of the DRAM.

【0003】しかし、DRAMのメモリセルにおける情
報蓄積用容量素子(以下単にキャパシタという)の蓄積
容量値は、DRAMの動作マージンやソフトエラー等を
考慮する観点から世代によらず一定量が必要であり、一
般に比例縮小できないことが知られている。
However, the storage capacitance of an information storage capacitor (hereinafter simply referred to as a capacitor) in a memory cell of a DRAM requires a certain amount regardless of generation from the viewpoint of considering an operation margin of the DRAM, a soft error, and the like. It is generally known that proportional reduction cannot be performed.

【0004】そこで、限られた小さな占有面積内に必要
な蓄積容量を確保できるようなキャパシタ構造の開発が
進められている。そのようなキャパシタの構造として、
クラウン形状等の立体的構造を有するポリシリコン等か
らなる下部電極に容量絶縁膜を介してプレート電極形成
する立体キャパシタ構造が採用されている。
[0004] Therefore, the development of a capacitor structure capable of securing a necessary storage capacity within a limited small occupied area has been promoted. As the structure of such a capacitor,
A three-dimensional capacitor structure in which a plate electrode is formed on a lower electrode made of polysilicon or the like having a three-dimensional structure such as a crown shape via a capacitive insulating film is employed.

【0005】立体キャパシタは、キャパシタ電極をメモ
リセルの選択MISFET(MetalInsulator Semicondu
ctor Field Effect Transistor ;以下単に選択MIS
FETという)の上層に配置する構造が一般的であり、
この場合、小さな占有面積で大きな蓄積容量を確保でき
るという特徴がある。
In a three-dimensional capacitor, a capacitor electrode is a memory cell selection MISFET (Metal Insulator Semiconductor).
ctor Field Effect Transistor; hereafter simply select MIS
FET)) is generally placed in the upper layer,
In this case, there is a feature that a large storage capacity can be secured with a small occupied area.

【0006】このような立体キャパシタ構造として、た
とえば特開平7−122654号公報に記載されている
技術、すなわちキャパシタをビット線の上方に配置す
る、いわゆるキャパシタ・オーバー・ビットライン(Cap
acitor Over Bitline;以下、COBと略す)構造が知ら
れている。
As such a three-dimensional capacitor structure, for example, a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-122654, that is, a so-called capacitor over bit line (Cap) in which a capacitor is arranged above a bit line.
An acitor over bitline (hereinafter abbreviated as COB) structure is known.

【0007】上記のCOB構造を有するDRAMは、半
導体基板上に選択MISFETおよび周辺回路のMIS
FETを形成し、層間絶縁膜を介してメモリセルの上部
にデータの書込み、読出しを行うためのビット線および
周辺回路の第1層配線が形成される。その後キャパシタ
が形成される。キャパシタは、蓄積電極(下部電極)、
容量絶縁膜、プレート電極(上部電極)を順次積層して
形成される。キャパシタの蓄積電極は、n型の不純物
(リン)をドープした多結晶シリコンで構成され、nチ
ャネル型で構成されたメモリセル選択MISFETの半
導体領域(ソース、ドレイン領域)の一方に接続され
る。プレート電極は、複数のメモリセルに共通の電極と
して構成され、所定の固定電位が供給される。
In the DRAM having the above-mentioned COB structure, the MIS of the selection MISFET and the MIS of the peripheral circuit are formed on a semiconductor substrate.
An FET is formed, and a bit line for writing and reading data and a first layer wiring of a peripheral circuit are formed above the memory cell via an interlayer insulating film. Thereafter, a capacitor is formed. The capacitor is a storage electrode (lower electrode),
It is formed by sequentially laminating a capacitor insulating film and a plate electrode (upper electrode). The storage electrode of the capacitor is made of polycrystalline silicon doped with an n-type impurity (phosphorus), and is connected to one of the semiconductor regions (source and drain regions) of the n-channel type memory cell selection MISFET. The plate electrode is configured as a common electrode for a plurality of memory cells, and is supplied with a predetermined fixed potential.

【0008】ビット線は、選択MISFETを覆う絶縁
膜に開孔された接続孔を通じて選択MISFETの半導
体領域(ソース、ドレイン領域)の一方に接続される。
この接続は、接続孔内に形成された多結晶シリコンプラ
グを介して行われる。選択MISFETの半導体領域の
他方はキャパシタに接続される。ビット線は、データの
書込み、読出し動作を高速化するために低抵抗のメタル
材料で構成される。
The bit line is connected to one of the semiconductor regions (source and drain regions) of the selected MISFET through a connection hole opened in an insulating film covering the selected MISFET.
This connection is made via a polycrystalline silicon plug formed in the connection hole. The other of the semiconductor regions of the selection MISFET is connected to a capacitor. The bit line is made of a low-resistance metal material in order to speed up data write and read operations.

【0009】このようなDRAMでは、ビット線あるい
は周辺回路の第1層配線はタングステン(W)膜が用い
られる。ビット線および周辺回路の第1層配線をアルミ
ニウム(Al)に比べてエレクトロマイグレーション耐
性が高いタングステンで構成することは、微細化された
DRAMの配線寿命を確保する有効な対策となる。
In such a DRAM, a tungsten (W) film is used for a bit line or a first layer wiring of a peripheral circuit. Forming the first layer wiring of the bit line and the peripheral circuit with tungsten having higher electromigration resistance than aluminum (Al) is an effective measure to secure the wiring life of the miniaturized DRAM.

【0010】しかし、一般に、配線と基板とが接触する
箇所では、配線を構成するメタル材料と基板を構成する
シリコンとが反応してシリサイド層が形成される。タン
グステン膜とシリコン基板とが反応してできるシリサイ
ド(タングステンシリサイド)層は基板に及ぼすストレ
スが大きい。従って、ビット線あるいは周辺回路の第1
層目の配線をタングステン膜で構成する場合は、シリコ
ン基板と反応したときにストレスの小さいシリサイド層
を形成するようなメタル膜をタングステン膜の下層に設
ける必要がある。
However, in general, at a place where the wiring and the substrate are in contact, a metal material forming the wiring reacts with silicon forming the substrate to form a silicide layer. A silicide (tungsten silicide) layer formed by a reaction between a tungsten film and a silicon substrate exerts a large stress on the substrate. Therefore, the first of the bit lines or peripheral circuits
In the case where the wiring layer is formed of a tungsten film, it is necessary to provide a metal film below the tungsten film so as to form a silicide layer having low stress when reacting with the silicon substrate.

【0011】このようなストレスの小さいシリサイド層
を形成するようなメタル膜として、上記公報ではチタン
(Ti)膜が例示されている。チタン膜は、絶縁膜に対
する接着性が良好で、しかもシリコン基板と反応したと
きに形成されるチタンシリサイド(TiSix ,x≦
2)層は、基板に及ぼすストレスが小さい。このことか
ら、チタンシリサイドは、タングステン膜の下層に設け
るメタル膜として好適な材料である。
In the above publication, a titanium (Ti) film is exemplified as a metal film for forming such a silicide layer having a small stress. The titanium film has good adhesion to the insulating film, and is formed of titanium silicide (TiSi x , x ≦
2) The layer exerts less stress on the substrate. For this reason, titanium silicide is a suitable material as a metal film provided below the tungsten film.

【0012】また、周辺回路を構成するMISFETの
半導体領域(ソース、ドレイン領域)と第1層目の配線
との界面にチタンシリサイド膜を形成することは、配線
のコンタクト抵抗を低減する対策としても有効である。
Forming a titanium silicide film at the interface between the semiconductor region (source / drain region) of the MISFET constituting the peripheral circuit and the first-layer wiring can also be used as a measure to reduce the contact resistance of the wiring. It is valid.

【0013】また一方で、タングステン膜をCVD法で
堆積する際、ソースガスであるWF6 とシリコン(S
i)とが反応する問題がある。また、タングステン膜と
シリコンとが直接接触していると、後の熱処理により反
応する問題がある。そこで、チタン膜上にタングステン
膜を堆積する場合は、チタン膜とタングステン膜との中
間にこれらの膜に対する接着性が良好で、かつWF6
シリコン、あるいはタングステンとシリコンの接触をさ
けるバリア層を設ける必要がある。上記公報では、この
ようなバリア層として窒化チタン(TiN)膜が例示さ
れている。
On the other hand, when a tungsten film is deposited by the CVD method, WF 6 as a source gas and silicon (S
There is a problem that i) reacts. Further, when the tungsten film and the silicon are in direct contact, there is a problem that they react by a subsequent heat treatment. Therefore, when a tungsten film is deposited on a titanium film, a barrier layer having good adhesion to these films and preventing contact between WF 6 and silicon or tungsten and silicon is provided between the titanium film and the tungsten film. Must be provided. In the above publication, a titanium nitride (TiN) film is exemplified as such a barrier layer.

【0014】ところで、一般にDRAMは、メモリセル
アレイ領域、直接周辺回路領域および間接周辺回路領域
とを有する。メモリセルアレイ領域は選択MISFET
およびキャパシタが形成される領域であり、直接周辺回
路領域にはキャパシタに情報として記録された蓄積電荷
の有無を検出するセンスアンプ等が形成される。間接周
辺回路領域は直接周辺回路領域の周辺に形成される。メ
モリセルアレイ領域のワード線やビット線は、DRAM
の集積度を最大限に高めるために最小加工寸法で加工さ
れる。そして、直接周辺回路領域においては、最小加工
寸法で加工されたワード線やビット線のピッチにあわせ
てMISFETが最小加工寸法で加工され、そのゲート
電極あるいはソース・ドレイン領域に接続するための接
続孔も最小加工寸法で加工されるのが一般的である。そ
れに対して、間接周辺回路領域では、レイアウト的に余
裕があり、チップ面積への影響もあまり大きくないた
め、MISFETのソース・ドレイン領域等に接続する
ための接続孔はその口径を大きくして接続が確実に行わ
れるようにしている。
Generally, a DRAM has a memory cell array area, a direct peripheral circuit area, and an indirect peripheral circuit area. Memory cell array area is selected MISFET
And a region where a capacitor is formed, and a sense amplifier and the like for directly detecting the presence or absence of stored charge recorded as information in the capacitor are formed in the peripheral circuit region. The indirect peripheral circuit area is formed around the direct peripheral circuit area. Word lines and bit lines in the memory cell array area are DRAM
Is processed with a minimum processing size in order to maximize the degree of integration. In the direct peripheral circuit region, the MISFET is processed with the minimum processing size in accordance with the pitch of the word line or bit line processed with the minimum processing size, and a connection hole for connecting to the gate electrode or the source / drain region. Is generally processed with a minimum processing size. On the other hand, in the indirect peripheral circuit region, there is a margin in the layout and the influence on the chip area is not so large. Therefore, the connection hole for connecting to the source / drain region of the MISFET has a large diameter. Is ensured.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかし、DRAMが高
集積化されるにしたがって、キャパシタが占有できる面
積が低減し、その容量値が小さくならざるを得ない。こ
のため、小さな蓄積容量値でも十分な感度で蓄積電荷の
有無を検出するためには、センスアンプの感度向上を図
るとともに、ビット線容量の低減対策も欠かせない。ビ
ット線容量の低減を図るためには、ビット線の幅を細く
して、隣接するビット線間の距離を長くし、または、ビ
ット線の膜厚を薄くして、隣接するビット線間の対向面
積を低減する必要がある。
However, as the DRAM is highly integrated, the area occupied by the capacitor is reduced, and the capacitance value must be reduced. For this reason, in order to detect the presence or absence of the stored charge with sufficient sensitivity even with a small storage capacitance value, it is essential to improve the sensitivity of the sense amplifier and to reduce the bit line capacitance. In order to reduce the bit line capacitance, the width of the bit line is reduced to increase the distance between adjacent bit lines, or the thickness of the bit line is reduced, so that the opposition between the adjacent bit lines is reduced. It is necessary to reduce the area.

【0016】また、DRAMの高集積化のためには、そ
の面積の多数を占めるメモリセルアレイ領域の面積を低
減してチップ面積の縮小化を図る必要もある。メモリセ
ルアレイ領域の面積の低減には、メモリセルを構成する
選択MISFETの活性領域、ワード線、ビット線、キ
ャパシタおよび各部材を接続する接続孔の形状と位置の
最適化が欠かせない。この最適化の際に、各部材の形状
は、複雑な形状とすることはできない。つまり、メモリ
セルアレイ領域においては、各部材はほぼ最小加工寸法
で加工されるため、フォトリソグラフィの限界近傍でパ
ターニングされることとなる。このパターニングの際に
部材の形状が複雑であれば互いに隣接する部材間での露
光光の干渉等により、パターニング不良が発生する可能
性が大きくなるためである。このため、各部材の形状は
できるだけ単純な形状、たとえばワード線あるいはビッ
ト線の場合には直線的な形状であることが要求される。
In order to increase the integration of the DRAM, it is necessary to reduce the area of the memory cell array region occupying a large area of the DRAM, thereby reducing the chip area. In order to reduce the area of the memory cell array region, it is indispensable to optimize the shape and position of the active region of the select MISFET, the word line, the bit line, the capacitor, and the connection hole for connecting each member constituting the memory cell. At the time of this optimization, the shape of each member cannot be a complicated shape. That is, in the memory cell array region, since each member is processed with almost the minimum processing size, it is patterned near the limit of photolithography. This is because if the shape of the member is complicated at the time of patterning, the possibility of occurrence of patterning failure increases due to interference of exposure light between members adjacent to each other. Therefore, the shape of each member is required to be as simple as possible, for example, a linear shape in the case of a word line or a bit line.

【0017】ところが、ビット線の形状を直線にしよう
とすれば、また、ビット線の幅を細くしようとすれば、
ビット線と選択MISFETのソース・ドレイン領域上
に形成された多結晶シリコンプラグとの接続部分、つま
りビット線接続孔を完全に覆うことができなくなり、不
可避的にビット線接続孔がビット線に対して目開き構造
となる。つまり、ビット線のエッチング加工の際に、ビ
ット線接続孔の部分をも同時にエッチングしてしまうこ
ととなる。
However, if the shape of the bit line is to be made straight, or if the width of the bit line is to be reduced,
The connection between the bit line and the polycrystalline silicon plug formed on the source / drain region of the select MISFET, that is, the bit line connection hole cannot be completely covered. Opening structure. That is, when the bit line is etched, the bit line connection hole is also etched at the same time.

【0018】このような目開き構造のビット線加工を行
うと、ビット線の下地である多結晶シリコンプラグに掘
れ込みが形成され、この掘れ込みに起因する下地の凹凸
形状が、後に行うフォトリソグラフィやエッチング工程
に悪影響を与えて、加工精度を低下させるという問題を
生じる。
When such a bit line processing of the aperture structure is performed, a dug is formed in the polycrystalline silicon plug which is the base of the bit line, and the unevenness of the base caused by the dug is removed by photolithography to be performed later. And adversely affect the etching process, thereby lowering the processing accuracy.

【0019】また、従来技術で説明したように、ビット
線と多結晶シリコンプラグとの間には接触抵抗を低減す
るためのチタンシリサイド膜が形成されている。目開き
構造のビット線をエッチングすると、チタンシリサイド
膜をエッチングすることとなり、比較的エッチングされ
やすいチタンシリサイド膜が横方向にもエッチングされ
て、ビット線と多結晶シリコンプラグとの間に空洞を生
じてしまう場合が発生する。このような空洞の存在は、
ビット線と多結晶シリコンプラグとの導通を損ない、D
RAMの性能を低下させる要因となる恐れがある。
Further, as described in the prior art, a titanium silicide film for reducing contact resistance is formed between a bit line and a polycrystalline silicon plug. When a bit line having an aperture structure is etched, the titanium silicide film is etched, and the titanium silicide film, which is relatively easy to be etched, is also etched in the lateral direction, and a cavity is formed between the bit line and the polycrystalline silicon plug. May occur. The existence of such a cavity,
The conduction between the bit line and the polycrystalline silicon plug is impaired, and D
There is a possibility that the performance of the RAM may be reduced.

【0020】一方、従来技術で説明したように、ビット
線と第1層配線とは、同層に形成され、第1層配線と半
導体基板との接続部分にもチタンシリサイド膜が形成さ
れている。このチタンシリサイド膜の耐熱性が、ビット
線および第1層配線の形成後に施される熱処理に十分耐
える程度になく、接続部でのリーク電流を増大するとい
う問題がある。特に、直接周辺回路領域と間接周辺回路
領域とでの接続孔の口径に相違がある場合は、耐熱性の
低下が著しいことを本発明者らは認識した。このような
リーク電流の上昇、つまり接続部分での耐圧の低下は、
接続孔底部に未反応チタンが残留する場合に特に顕著で
あると考えられる。
On the other hand, as described in the prior art, the bit line and the first layer wiring are formed in the same layer, and a titanium silicide film is also formed at the connection between the first layer wiring and the semiconductor substrate. . The heat resistance of the titanium silicide film is not enough to withstand the heat treatment performed after the formation of the bit line and the first layer wiring, and there is a problem that the leakage current at the connection portion increases. In particular, the present inventors have recognized that when there is a difference in the diameter of the connection hole between the direct peripheral circuit region and the indirect peripheral circuit region, the heat resistance is significantly reduced. Such an increase in leakage current, that is, a decrease in withstand voltage at the connection portion,
This is considered to be particularly noticeable when unreacted titanium remains at the bottom of the connection hole.

【0021】本発明の目的は、ビット線接続孔における
多結晶シリコンプラグの凹凸を防止する技術を提供する
ことにある。また、この凹凸の防止により、その後の工
程、たとえばフォトリソグラフィ工程やエッチング工程
における悪影響を取り除き、工程マージンを増加するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a technique for preventing unevenness of a polycrystalline silicon plug in a bit line connection hole. Another object of the present invention is to prevent the unevenness, thereby removing an adverse effect in a subsequent process, for example, a photolithography process or an etching process, and increasing a process margin.

【0022】また、本発明の目的は、ビット線と多結晶
シリコンプラグとの接続部のシリサイド膜の横方向のエ
ッチングを防止することにある。また、このシリサイド
膜の横方向エッチングの防止により、ビット線と多結晶
シリコンプラグとの導通を安定に確保し、半導体集積回
路装置の歩留まりおよび信頼性を向上することにある。
It is another object of the present invention to prevent lateral etching of a silicide film at a connection between a bit line and a polycrystalline silicon plug. Another object of the present invention is to prevent the lateral etching of the silicide film, thereby ensuring stable conduction between the bit line and the polycrystalline silicon plug, and improve the yield and reliability of the semiconductor integrated circuit device.

【0023】また、本発明の目的は、ビット線の容量を
低減し、DRAMの情報記憶に必要な蓄積容量の低減、
またはDRAMの動作速度の向上を図ることにある。
Another object of the present invention is to reduce the capacity of a bit line, reduce the storage capacity required for storing information in a DRAM,
Another object is to improve the operation speed of the DRAM.

【0024】また、本発明の目的は、DRAMのビット
線と周辺回路領域の第1層配線とを共用した場合の、第
1層配線と半導体基板との接続部分の耐熱性を向上し、
その後の熱工程における接続部分でのリーク電流の増加
を抑制して、DRAMの製造歩留まりとその信頼性およ
び性能を向上することにある。
Another object of the present invention is to improve the heat resistance of a connection portion between a first layer wiring and a semiconductor substrate when a bit line of a DRAM and a first layer wiring in a peripheral circuit area are shared,
It is an object of the present invention to suppress an increase in leakage current at a connection portion in a subsequent thermal process, and to improve the manufacturing yield of a DRAM and its reliability and performance.

【0025】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0027】(1)本発明の半導体集積回路装置は、選
択MISFETおよびキャパシタからなるDRAMのメ
モリセルが半導体基板の主面上にアレイ状に配列された
メモリセルアレイ領域と、メモリセルアレイ領域の周辺
に形成され、周辺回路のMISFETが形成された周辺
回路領域とを含み、選択MISFETの一方のソース・
ドレイン領域上に電気的に接続して形成された多結晶シ
リコンプラグと、多結晶シリコンプラグの上面に第1接
続孔を介して接続されたビット線と、周辺回路のMIS
FETの何れかのソース・ドレイン領域または半導体基
板の主面に第2接続孔を介して接続された第1層配線と
を有する半導体集積回路装置であって、ビット線と多結
晶シリコンプラグとの界面、または、第1層配線と周辺
回路のMISFETの何れかのソース・ドレイン領域も
しくは半導体基板の主面との界面には、窒素もしくは酸
素を含むチタンシリサイド膜、窒素もしくは酸素を含む
タングステンシリサイド膜、窒素もしくは酸素を含むコ
バルトシリサイド膜、またはコバルトシリサイド膜が形
成されているものである。また、シリサイド膜への含有
物(不純物)は、窒素、酸素の他に炭素またはゲルマニ
ウムであってもよい。
(1) A semiconductor integrated circuit device according to the present invention has a memory cell array region in which DRAM memory cells each including a selection MISFET and a capacitor are arranged in an array on the main surface of a semiconductor substrate, and a memory cell array region in the periphery of the memory cell array region. And a peripheral circuit region in which the MISFET of the peripheral circuit is formed.
A polycrystalline silicon plug electrically connected to the drain region, a bit line connected to the upper surface of the polycrystalline silicon plug through the first connection hole, and a MIS of the peripheral circuit.
A semiconductor integrated circuit device having a first layer wiring connected to any one of a source / drain region of a FET or a main surface of a semiconductor substrate via a second connection hole, wherein a bit line and a polycrystalline silicon plug are connected to each other. A titanium silicide film containing nitrogen or oxygen, a tungsten silicide film containing nitrogen or oxygen at an interface or an interface between the first layer wiring and the source / drain region of any of the MISFETs of the peripheral circuit or the main surface of the semiconductor substrate , A cobalt silicide film containing nitrogen or oxygen, or a cobalt silicide film is formed. The substance (impurity) contained in the silicide film may be carbon or germanium in addition to nitrogen and oxygen.

【0028】このような半導体集積回路装置によれば、
ビット線と多結晶シリコンプラグとの界面に、窒素、酸
素、炭素もしくはゲルマニウムを含むチタン、タングス
テンもしくはコバルトのシリサイド膜、または不純物を
含まないコバルトシリサイド膜が形成されているため、
ビット線を目開き構造で形成しても、すなわち、窒素等
を含んだチタンシリサイド膜等のコンタクトメタルがエ
ッチング雰囲気に曝されるような状況であっても、これ
らコンタクトメタルがエッチングストッパとして作用
し、多結晶シリコンプラグがエッチングにより削れるこ
とがない。この結果、多結晶シリコンプラグの掘れ込み
による凹凸が形成されず、その後のフォトリソグラフィ
あるいはエッチング等の工程において凹凸に起因する悪
影響を防止して、工程マージンを増加することができ
る。
According to such a semiconductor integrated circuit device,
At the interface between the bit line and the polycrystalline silicon plug, a silicide film of titanium, tungsten or cobalt containing nitrogen, oxygen, carbon or germanium, or a cobalt silicide film containing no impurities is formed.
Even if the bit lines are formed in an opening structure, that is, even if the contact metal such as a titanium silicide film containing nitrogen or the like is exposed to an etching atmosphere, these contact metals act as an etching stopper. Also, the polycrystalline silicon plug is not scraped by etching. As a result, unevenness due to the dug-in of the polycrystalline silicon plug is not formed, and adverse effects due to the unevenness in subsequent steps such as photolithography or etching can be prevented, and the process margin can be increased.

【0029】また、コンタクトメタルがエッチングされ
ないため、ビット線と多結晶シリコンプラグとの導通不
良も発生せず、半導体集積回路装置の歩留まりおよび信
頼性を向上することができる。
Further, since the contact metal is not etched, no conduction failure occurs between the bit line and the polycrystalline silicon plug, and the yield and reliability of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【0030】このようにコンタクトメタルがエッチング
ストッパとして作用させることは、チタンシリサイド
膜、タングステンシリサイド膜あるいはコバルトシリサ
イド膜に窒素、酸素、炭素もしくはゲルマニウムが含有
されることにより、またはコバルトシリサイド膜につい
ては窒素等の有無にかかわらずエッチング耐性を有する
という本発明者らの実験検討により得られた知見に基づ
く。
The contact metal acts as an etching stopper as described above because the titanium silicide film, the tungsten silicide film or the cobalt silicide film contains nitrogen, oxygen, carbon or germanium, or the cobalt silicide film contains nitrogen. And the like, based on the knowledge obtained through experimental studies by the present inventors that they have etching resistance regardless of the presence or absence of the above.

【0031】また、このような半導体集積回路装置によ
れば、第1層配線と周辺回路のMISFETの何れかの
ソース・ドレイン領域もしくは半導体基板の主面との界
面に、窒素、酸素、炭素もしくはゲルマニウムを含むチ
タン、タングステンもしくはコバルトのシリサイド膜、
または不純物を含まないコバルトシリサイド膜が形成さ
れているため、耐熱性を向上することができる。この結
果、第1層配線を形成後の熱工程を安定に行うことがで
き、また、周辺回路領域でのリーク電流を低減して半導
体集積回路装置の歩留まりと信頼性を向上できる。すな
わち、このようなチタンシリサイド膜等のコンタクトメ
タルを形成した接続孔では、後に熱処理を施しても接続
部でのリーク電流が増加しないという本発明者らの実験
検討の結果の知見に基づく。リーク電流の増加は、熱工
程によるチタンシリサイド膜の凝集、あるいはチタンの
不純物拡散領域への拡散が原因であると考えられるが、
上記のような窒素、酸素、炭素もしくはゲルマニウムを
含んだチタンシリサイド膜では、そのような凝集または
チタンの拡散が抑制されていると考えられる。
According to such a semiconductor integrated circuit device, nitrogen, oxygen, carbon, or carbon is formed at the interface between the first layer wiring and one of the source / drain regions of the MISFET of the peripheral circuit or the main surface of the semiconductor substrate. Germanium containing titanium, tungsten or cobalt silicide film,
Alternatively, since a cobalt silicide film containing no impurity is formed, heat resistance can be improved. As a result, the heat process after the formation of the first layer wiring can be performed stably, and the leak current in the peripheral circuit region can be reduced, thereby improving the yield and reliability of the semiconductor integrated circuit device. That is, it is based on the knowledge of the results of the experimental studies by the present inventors that the leak current at the connection portion does not increase even if heat treatment is performed later in the connection hole in which the contact metal such as the titanium silicide film is formed. The increase in leakage current is considered to be caused by aggregation of the titanium silicide film due to the thermal process or diffusion of titanium into the impurity diffusion region.
It is considered that such aggregation or diffusion of titanium is suppressed in the titanium silicide film containing nitrogen, oxygen, carbon, or germanium as described above.

【0032】なお、前記した窒素もしくは酸素の含有量
は、1原子%〜13原子%の範囲とすることができる。
窒素もしくは酸素の含有量が少なければエッチング耐性
に劣り、また、耐熱性に劣るが、逆に窒素もしくは酸素
の含有量が多ければ、接触抵抗が増加してコンタクトメ
タルとしての機能を発揮し得なくなる。したがって、窒
素もしくは酸素の含有量には実用上の適正範囲が存在
し、このような範囲は、本発明者らの実験検討により、
1原子%〜13原子%が好適であることを見いだしたも
のである。さらに好適には、含有物(不純物)が窒素の
場合には、1原子%〜3原子%の範囲内にその濃度が有
るとき効果が大きい。このような知見も発明者らの実験
検討に基づく。
The content of nitrogen or oxygen can be in the range of 1 atomic% to 13 atomic%.
If the content of nitrogen or oxygen is small, the etching resistance is inferior, and the heat resistance is inferior. Conversely, if the content of nitrogen or oxygen is large, the contact resistance increases and the metal cannot function as a contact metal. . Therefore, there is a practically appropriate range for the content of nitrogen or oxygen, and such a range is determined by experimental studies by the present inventors.
It has been found that 1 atomic% to 13 atomic% is suitable. More preferably, when the content (impurity) is nitrogen, the effect is great when the concentration is in the range of 1 to 3 atomic%. Such findings are also based on experiments and studies by the inventors.

【0033】(2)本発明の半導体集積回路装置は、半
導体基板の主面にアレイ状に配列された選択MISFE
Tと、選択MISFETの一方のソース・ドレイン領域
上の第1絶縁膜に形成された多結晶シリコンプラグと、
第1絶縁膜上の第2絶縁膜上に形成されたビット線とを
有する半導体集積回路装置であって、多結晶シリコンプ
ラグ上の第2絶縁膜には第1接続孔が開口され、ビット
線と多結晶シリコンプラグとは、第1接続孔に形成され
た金属プラグを介して接続されているものである。
(2) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, the selected MISFE arranged in an array on the main surface of the semiconductor substrate is provided.
T, a polycrystalline silicon plug formed in the first insulating film on one of the source / drain regions of the selection MISFET;
A semiconductor integrated circuit device having a bit line formed on a second insulating film on the first insulating film, wherein a first connection hole is opened in the second insulating film on the polycrystalline silicon plug; And the polycrystalline silicon plug are connected via a metal plug formed in the first connection hole.

【0034】このような半導体集積回路装置によれば、
第2絶縁膜の第1接続孔に金属プラグが形成されている
ため、ビット線と多結晶シリコンプラグとの接続は金属
プラグを介して行われることとなる。このため、ビット
線が第1接続孔に対して目開き構造で形成される場合で
あっても、ビット線のパターニングの際には金属プラグ
がエッチングに対してストッパとして機能し、コンタク
トメタルあるいは多結晶シリコンプラグがエッチング雰
囲気に曝されることがない。この結果、多結晶シリコン
プラグの掘れ込みによる凹凸の形成、コンタクトメタル
の横方向エッチングによる導通不良の発生を防止でき、
前記(1)と同様に、工程マージンの増加、および、半
導体集積回路装置の歩留まり、信頼性の向上を図ること
ができる。
According to such a semiconductor integrated circuit device,
Since the metal plug is formed in the first connection hole of the second insulating film, the connection between the bit line and the polycrystalline silicon plug is performed via the metal plug. For this reason, even when the bit line is formed in an opening structure with respect to the first connection hole, the metal plug functions as a stopper against the etching when patterning the bit line, and the contact metal or the metal plug is used. The crystalline silicon plug is not exposed to the etching atmosphere. As a result, it is possible to prevent the formation of irregularities due to the dugout of the polycrystalline silicon plug and the occurrence of conduction failure due to the lateral etching of the contact metal,
As in the case of (1), the process margin can be increased, and the yield and reliability of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【0035】なお、この第1接続孔を金属プラグで埋め
込む場合、ビット線の膜厚は、第1接続孔の口径の2分
の1以下とすることができる。このように、ビット線の
膜厚を薄くできるため、ビット線容量を低減し、DRA
Mの蓄積容量の減少あるいは蓄積電荷の検出精度の向上
を図ることができ、また、DRAMの応答速度を向上で
きる。
When the first connection hole is buried with a metal plug, the thickness of the bit line can be reduced to half or less of the diameter of the first connection hole. As described above, since the bit line thickness can be reduced, the bit line capacity can be reduced and the DRA can be reduced.
The storage capacitance of M can be reduced or the detection accuracy of the stored charge can be improved, and the response speed of the DRAM can be improved.

【0036】すなわち、ビット線は、DRAMのメモリ
セル領域に互いに近接して形成されており、かつ、セン
スアンプが配置される直接周辺回路間のメモリセルアレ
イ領域にわたって長く形成される。従って、ビット線の
膜厚が厚いと、ビット線間の対向する面積が増加し、線
間容量が増大する。線間容量の増加は、センスアンプに
よる検出感度の低下を来たし、DRAMの性能を低下さ
せる要因となる。しかしながら、本発明を適用すれば、
ビット線の膜厚を低減できることからビット線間の対向
面積を低減し、ビット線間容量を小さくできる。これに
より蓄積電荷の検出精度を向上することができる。ま
た、応答速度は浮遊容量と抵抗値の積に反比例すること
から、線間容量の低減は応答速度の向上にも寄与でき
る。
That is, the bit lines are formed close to each other in the memory cell region of the DRAM, and are formed long over the memory cell array region between the direct peripheral circuits where the sense amplifiers are arranged. Therefore, if the bit line thickness is large, the facing area between the bit lines increases, and the line capacitance increases. The increase in the line capacitance causes a decrease in the detection sensitivity of the sense amplifier, and causes a decrease in the performance of the DRAM. However, if the present invention is applied,
Since the thickness of the bit line can be reduced, the facing area between the bit lines can be reduced, and the capacitance between the bit lines can be reduced. As a result, the accuracy of detecting the accumulated charges can be improved. Further, since the response speed is inversely proportional to the product of the stray capacitance and the resistance value, the reduction of the line capacitance can contribute to the improvement of the response speed.

【0037】また、ビット線をタングステンまたはモリ
ブデンとし、金属プラグを窒化チタンまたは窒化タング
ステンとすることができる。この場合、ビット線をフッ
素系エッチングガスを用いてエッチングすることができ
る一方、窒化チタンまたは窒化タングステンはフッ素系
エッチングガスではそのエッチング速度が遅いため、ビ
ット線のパターニングを行っても、金属プラグはほとん
どエッチングされない。この結果、ビット線のパターニ
ングの際に十分なオーバーエッチングを行うことがで
き、そのプロセスマージンを増加することができる。
The bit line can be made of tungsten or molybdenum, and the metal plug can be made of titanium nitride or tungsten nitride. In this case, while the bit line can be etched using a fluorine-based etching gas, titanium nitride or tungsten nitride has a low etching rate with a fluorine-based etching gas. Almost no etching. As a result, sufficient overetching can be performed at the time of patterning the bit line, and the process margin can be increased.

【0038】上記(1)または(2)の場合を、別言す
れば、ビット線は、第1接続孔における下地材料に対し
て選択的にエッチングすることが可能な材料で構成され
ているとすることができる。すなわち、第1接続孔にお
ける下地材料は、窒素等を含有したチタンシリサイド膜
等、あるいは窒化チタン等の金属プラグ、その他ビット
線に対してエッチング耐性を有する材料であればよく、
このような下地材料を有することにより、目開き構造の
ビット線にパターニングであっても、多結晶シリコンプ
ラグの削れによる凹凸、あるいは、コンタクトメタルの
横方向エッチングによる導通不良を防止することができ
る。
In other words, in the case of the above (1) or (2), the bit line is made of a material which can be selectively etched with respect to a base material in the first connection hole. can do. That is, the base material in the first connection hole may be a titanium silicide film containing nitrogen or the like, a metal plug such as titanium nitride, or any other material having etching resistance to the bit line.
By having such a base material, even if patterning is performed on the bit line having the aperture structure, it is possible to prevent unevenness due to shaving of the polycrystalline silicon plug or poor conduction due to lateral etching of the contact metal.

【0039】なお、金属プラグの材料として窒化チタン
とタングステンとの積層膜を適用し、ビット線材料とし
てタングステンの単層膜を適用することも可能である。
この場合、金属プラグつまり第1接続孔における下地材
料にタングステンが含まれることから、ビット線材料で
あるタングステン膜をエッチングする際に、下地とのエ
ッチング選択比がとれない場合に該当する。しかしなが
ら、ビット線となるタングステン膜は、その膜厚を薄く
できることから、オーバーエッチングを施したとして
も、ビット線膜厚に対して50%程度のオーバーエッチ
ング時間であり、この間に下地つまり金属プラグのタン
グステンがエッチングされる量は僅かである。すなわ
ち、金属プラグを構成する材料と同じ材料でビット線を
構成したとしても、オーバーエッチングによりプラグ底
部までエッチングされることはほとんど無く、プラグ底
部におけるシリサイド膜のサイドエッチ等の不具合を発
生することはない。
It is also possible to apply a laminated film of titanium nitride and tungsten as the material of the metal plug and apply a single-layered film of tungsten as the bit line material.
In this case, since the base material in the metal plug, that is, the first connection hole includes tungsten, this corresponds to the case where the etching selectivity with the base cannot be obtained when the tungsten film as the bit line material is etched. However, since the thickness of the tungsten film serving as the bit line can be reduced, even if over-etching is performed, the over-etching time is about 50% of the bit line thickness, and during this time, the underlayer, that is, the metal plug The amount of tungsten etched is small. That is, even if the bit line is formed of the same material as the material forming the metal plug, it is hardly etched to the bottom of the plug by over-etching, and a problem such as side etching of the silicide film at the bottom of the plug does not occur. Absent.

【0040】(3)本発明の半導体集積回路装置は、半
導体基板の主面にアレイ状に配列された選択MISFE
Tと、選択MISFETの一方のソース・ドレイン領域
上の第1絶縁膜に形成された多結晶シリコンプラグと、
第1絶縁膜上に堆積された第2絶縁膜と、多結晶シリコ
ンプラグ上の第2絶縁膜に開口された第1接続孔を介し
て多結晶シリコンプラグに接続されたビット線とを有す
る半導体集積回路装置であって、ビット線の厚さL1
第2絶縁膜の厚さにビット線の厚さL1 を加えた距離L
2 、および、第1接続孔の口径Dとの間には、L1 ×
(1+OVE)<L2 、および、L1 >D/2、(ただ
し、OVEはビット線をパターニングする際のオーバー
エッチ量であるによれば、)、の関係を有するものであ
る。
(3) The semiconductor integrated circuit device according to the present invention provides a selective MISFE arranged in an array on the main surface of a semiconductor substrate.
T, a polycrystalline silicon plug formed in the first insulating film on one of the source / drain regions of the selection MISFET;
Semiconductor having a second insulating film deposited on a first insulating film and a bit line connected to the polycrystalline silicon plug via a first connection hole opened in the second insulating film on the polycrystalline silicon plug An integrated circuit device, comprising: a bit line having a thickness L 1 ,
Distance L and the thickness L 1 of the bit lines in addition to the thickness of the second insulating film
2 and the diameter D of the first connection hole, L 1 ×
(1 + OVE) <L 2 , and L 1 > D / 2 (provided that OVE is an over-etch amount when patterning a bit line).

【0041】このような半導体集積回路装置によれば、
1 >D/2の条件を満足して第1接続孔をビット線と
なる被膜で完全に埋め込み、それとともに、L1 ×(1
+OVE)<L2 の条件、すなわち、第2絶縁膜の厚さ
にビット線の厚さL1 を加えた距離L2 で近似できる第
1接続孔におけるビット線の厚さが、L1 ×(1+OV
E)で示されるエッチング量以上の条件を満足するた
め、ビット線のパターニングが終了したときには、未だ
第1接続孔内に前記被膜が残存した状態となる。このよ
うに被膜が残存した状態では、コンタクトメタルおよび
多結晶シリコンプラグがエッチングされることはなく、
前記した凹凸の形成や導通不良を発生することはない。
この結果、前記(1)、(2)と同様に、工程マージン
の増加、半導体集積回路装置の歩留まりおよび信頼性の
向上を図れる。
According to such a semiconductor integrated circuit device,
By satisfying the condition of L 1 > D / 2, the first connection hole is completely buried with a film to be a bit line, and at the same time, L 1 × (1
+ OVE) <L 2 , that is, the bit line thickness in the first connection hole, which can be approximated by the distance L 2 obtained by adding the bit line thickness L 1 to the thickness of the second insulating film, is L 1 × ( 1 + OV
Since the condition equal to or more than the etching amount shown in E) is satisfied, when the patterning of the bit line is completed, the film remains in the first connection hole. With the film remaining in this manner, the contact metal and the polycrystalline silicon plug are not etched,
There is no occurrence of the above-mentioned unevenness or poor conduction.
As a result, similarly to the above (1) and (2), the process margin can be increased, and the yield and reliability of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【0042】なお、前記(1)〜(3)において、ビッ
ト線の幅は、第1接続孔の口径よりも小さいもの、すな
わち、ビット線が第1接続孔に対して目開き構造とする
ことができる。ここでの目開き構造は、マスクの設計に
おいて積極的に目開き構造とし、当然に予想される目開
き構造をいうが、これに限らず、製造過程におけるマス
クずれのために偶然目開きになっている場合も本発明が
適用できることはいうまでもない。
In the above (1) to (3), the width of the bit line is smaller than the diameter of the first connection hole, that is, the bit line has an aperture structure with respect to the first connection hole. Can be. Here, the opening structure is a positive opening structure in mask design, and naturally refers to the expected opening structure. However, the opening structure is not limited to this, and may be accidentally opened due to mask misalignment in the manufacturing process. Needless to say, the present invention can also be applied to cases where the above is true.

【0043】(4)本発明の半導体集積回路装置は、選
択MISFETおよびキャパシタからなるDRAMのメ
モリセルが半導体基板の主面上にアレイ状に配列された
メモリセルアレイ領域と、メモリセルアレイ領域の周辺
に形成された直接周辺回路領域と、直接周辺回路領域の
周辺に形成された間接周辺回路領域とを含み、直接周辺
回路領域または間接周辺回路領域の半導体基板の主面と
第1層配線とを接続する接続孔を有する半導体集積回路
装置であって、接続孔の口径が、直接周辺回路領域およ
び間接周辺回路領域において同一であるものである。
(4) The semiconductor integrated circuit device according to the present invention has a memory cell array region in which DRAM memory cells each including a selected MISFET and a capacitor are arranged in an array on the main surface of a semiconductor substrate, and a memory cell array region in the periphery of the memory cell array region. Including a formed direct peripheral circuit region and an indirect peripheral circuit region formed around the direct peripheral circuit region, connecting the main surface of the semiconductor substrate in the direct peripheral circuit region or the indirect peripheral circuit region to the first layer wiring A semiconductor integrated circuit device having a connection hole, wherein the diameter of the connection hole is the same in the direct peripheral circuit region and the indirect peripheral circuit region.

【0044】このような半導体集積回路装置によれば、
接続孔の口径が、直接周辺回路領域および間接周辺回路
領域において同一であるため、接続孔底部での第1層配
線と半導体基板との接続部分の耐熱性が向上し、半導体
集積回路装置の接続抵抗を低減し、リーク電流を低減す
ることができる。この結果半導体集積回路装置の製造歩
留まりの向上、信頼性および性能の向上を図ることがで
きる。
According to such a semiconductor integrated circuit device,
Since the diameter of the connection hole is the same in the direct peripheral circuit region and the indirect peripheral circuit region, the heat resistance of the connection portion between the first layer wiring and the semiconductor substrate at the bottom of the connection hole is improved, and the connection of the semiconductor integrated circuit device is improved. Resistance can be reduced and leakage current can be reduced. As a result, it is possible to improve the production yield, reliability and performance of the semiconductor integrated circuit device.

【0045】すなわち、接続孔の口径が同一であるた
め、その接続孔の底部を含んで形成される配線を構成す
る各層、つまりチタン層、窒化チタン層およびタングス
テン層の膜厚が、各接続孔の底部において均一に形成さ
れることとなる。このように接続孔の底部において各層
の膜厚が均一に形成されることにより、各接続孔での耐
熱性にばらつきが生じず、接続孔底部における配線の耐
熱性を向上することができる。特に、チタン層の膜厚を
各接続孔底部において均一とすることにより、チタンシ
リサイド膜の形成を均一に行うことができ、たとえば、
チタンシリサイド膜の形成においてシリサイド化反応の
未反応なチタン膜を残存させることがない。このような
未反応なチタン層が残存した場合には、後の熱処理工程
において未反応チタンがシリサイド化し、チタンシリサ
イド膜に予期せぬストレスが生じたり、半導体基板にボ
イドが形成されたりして耐熱性を低減させる恐れが生じ
るが、本発明の場合にはこのような恐れは発生しない。
That is, since the diameters of the connection holes are the same, the thickness of each of the layers constituting the wiring formed including the bottom of the connection holes, ie, the titanium layer, the titanium nitride layer, and the tungsten layer is reduced by the thickness of each connection hole. Will be formed uniformly at the bottom of the. Since the thickness of each layer is formed uniformly at the bottom of the connection hole, the heat resistance of each connection hole does not vary, and the heat resistance of the wiring at the bottom of the connection hole can be improved. In particular, by making the thickness of the titanium layer uniform at the bottom of each connection hole, the formation of the titanium silicide film can be performed uniformly.
In the formation of the titanium silicide film, a titanium film that has not undergone a silicidation reaction does not remain. If such an unreacted titanium layer remains, the unreacted titanium is silicided in a subsequent heat treatment step, causing unexpected stress in the titanium silicide film or forming voids in the semiconductor substrate, resulting in heat resistance. There is a fear that the property may be reduced, but in the case of the present invention, such a fear does not occur.

【0046】このような、接続孔内でのチタン膜厚のば
らつきに起因して残留チタン膜が生じ、これが耐熱性の
低下の要因となっていることは、本発明者らの実験検討
により明らかとなったものである。
It is apparent from experiments conducted by the present inventors that a residual titanium film is generated due to such a variation in the titanium film thickness in the connection hole, and this causes a reduction in heat resistance. It has become.

【0047】なお、接続孔のアスペクト比を、メモリセ
ルアレイ領域、直接周辺回路領域および間接周辺回路領
域において同一とすることができる。接続孔の口径が相
違する場合であっても、アスペクト比を一定とすること
によって、接続孔底部での膜厚を均一にすることができ
る。この結果、チタン膜厚の相違に起因する耐熱性の低
下を防止することができる。
The aspect ratio of the connection hole can be the same in the memory cell array region, the direct peripheral circuit region, and the indirect peripheral circuit region. Even when the diameters of the connection holes are different, the film thickness at the bottom of the connection hole can be made uniform by keeping the aspect ratio constant. As a result, a decrease in heat resistance due to the difference in titanium film thickness can be prevented.

【0048】(5)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、(a)半導体基板の主面の、メモリセルアレイ
領域に選択MISFETをアレイ状に配列し、周辺回路
領域に周辺回路のMISFETを形成し、選択MISF
ETおよび周辺回路のMISFETを覆う第1絶縁膜を
堆積する工程、(b)選択MISFETの少なくとも一
方のソース・ドレイン領域を露出する第1接続孔を第1
絶縁膜に開口し、第1接続孔内に多結晶シリコンプラグ
を形成する工程、(c)第1絶縁膜および多結晶シリコ
ンプラグ上に第2絶縁膜を堆積し、多結晶シリコンプラ
グの上面を露出する第2接続孔を第2絶縁膜に開口する
工程、(d)周辺回路領域の第2絶縁膜および第1絶縁
膜をエッチングして、周辺回路のMISFETのソース
・ドレイン領域または周辺回路領域の半導体基板の主面
を露出する第3接続孔を開口する工程、(e)第2絶縁
膜上に導電膜を堆積し、導電膜をパターニングしてメモ
リセルアレイ領域にビット線を、周辺回路領域に第1層
配線を形成する工程、を有する半導体集積回路装置の製
造方法であって、(e)工程の前に、第2接続孔の内部
もしくは底部、または、第3接続孔の内部もしくは底部
の何れか一方または両方に、導電膜のパターニングに用
いるエッチング法において導電膜のエッチング速度より
も遅いエッチング速度を有する部材を形成する工程を有
するものである。
(5) The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention comprises the steps of: (a) arranging select MISFETs in a memory cell array region on the main surface of a semiconductor substrate in an array form; Forming and selecting MISF
Depositing a first insulating film covering the MISFET of the ET and the peripheral circuit, and (b) forming a first connection hole exposing at least one source / drain region of the selected MISFET.
Forming an opening in the insulating film and forming a polycrystalline silicon plug in the first connection hole; (c) depositing a second insulating film on the first insulating film and the polycrystalline silicon plug; A step of opening an exposed second connection hole in the second insulating film; (d) etching the second insulating film and the first insulating film in the peripheral circuit region to form a source / drain region or a peripheral circuit region of a MISFET in the peripheral circuit (E) depositing a conductive film on the second insulating film, patterning the conductive film to form a bit line in the memory cell array region, and forming a peripheral circuit region. Forming a first layer wiring in the semiconductor integrated circuit device, wherein before the step (e), the inside or bottom of the second connection hole or the inside or bottom of the third connection hole is provided. One of Both, and has a step of forming a member having a lower etching rate than the etching rate of the conductive film in the etching process using the patterning of the conductive film.

【0049】このような半導体集積回路装置の製造方法
によれば、(e)工程の前に、第2接続孔の内部もしく
は底部、または、第3接続孔の内部もしくは底部の何れ
か一方または両方に、導電膜のパターニングに用いるエ
ッチング法において導電膜のエッチング速度よりも遅い
エッチング速度を有する部材を形成するため、すなわ
ち、その部材を導電膜のエッチングつまりビット線のパ
ターニングの際のエッチングストッパとして用いること
ができる。このため、多結晶シリコンプラグ、あるい
は、多結晶シリコンプラグの上面にコンタクトメタルを
形成する場合のそのコンタクトメタルがエッチングされ
ることがない。この結果、多結晶シリコンプラグに掘れ
込みが形成されず、また、コンタクトメタルが横方向に
エッチングされて、凹凸の形成、あるいは、ビット線の
導通不良が発生しない。
According to such a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, before the step (e), one or both of the inside and the bottom of the second connection hole or the inside and the bottom of the third connection hole are performed. In order to form a member having an etching rate lower than the etching rate of the conductive film in the etching method used for patterning the conductive film, the member is used as an etching stopper when etching the conductive film, that is, when patterning the bit line. be able to. Therefore, the contact metal is not etched when the contact plug is formed on the polysilicon plug or the upper surface of the polysilicon plug. As a result, no digging is formed in the polycrystalline silicon plug, and the contact metal is not etched in the lateral direction, so that the formation of unevenness or the poor conduction of the bit line does not occur.

【0050】この場合、部材を、(e)工程におけるビ
ット線のエッチングのエッチングストッパとして用い、
第2接続孔の口径よりも細い幅のビット線の加工を行う
ことができる。すなわち、ビット線が第2接続孔に対し
て目開き構造とすることができ、半導体集積回路装置の
高集積化、ビット線の低容量化に対応することが可能と
なる。
In this case, the member is used as an etching stopper for etching the bit line in the step (e),
A bit line having a width smaller than the diameter of the second connection hole can be processed. That is, the bit line can have an opening structure with respect to the second connection hole, and it is possible to cope with higher integration of the semiconductor integrated circuit device and lower capacity of the bit line.

【0051】また、部材は、第2絶縁膜上に形成された
窒素、酸素、炭素またはゲルマニウムを1原子%〜13
原子%の範囲で含有するコバルト膜、チタン膜もしくは
タングステン膜、または、コバルト膜を熱処理し、多結
晶シリコンプラグまたは半導体基板の主面とのシリサイ
ド反応により形成されるシリサイド膜とすることができ
る。このような方法で形成されたシリサイド膜には1原
子%〜13原子%の範囲で窒素、酸素、炭素またはゲル
マニウムが含有され、このようなシリサイド膜にはエッ
チング耐性があることは前記したとおりである。なお、
窒素を含有する場合には、その含有量を1原子%〜3原
子%の範囲とすることによりさらに良好な効果が得られ
ることは前記と同様である。
Further, the member may be made of nitrogen, oxygen, carbon or germanium formed on the second insulating film in an amount of 1 atomic% to 13 atomic%.
A cobalt film, a titanium film, a tungsten film, or a cobalt film containing in the range of atomic% can be heat-treated to form a polycrystalline silicon plug or a silicide film formed by a silicide reaction with a main surface of a semiconductor substrate. The silicide film formed by such a method contains nitrogen, oxygen, carbon or germanium in a range of 1 atomic% to 13 atomic%, and as described above, such a silicide film has etching resistance. is there. In addition,
When nitrogen is contained, as described above, a more favorable effect can be obtained by setting the content in the range of 1 to 3 atomic%.

【0052】また、部材は、第2接続孔または第3接続
孔に形成された、タングステン、窒化チタンもしくは窒
化タングステンからなるプラグとすることができる。こ
のように接続孔のプラグを形成する場合であっても、こ
のプラグがエッチングストッパとして機能する。
The member can be a plug formed of tungsten, titanium nitride or tungsten nitride formed in the second connection hole or the third connection hole. Even when the plug of the connection hole is formed in this way, the plug functions as an etching stopper.

【0053】さらに、前記製造方法において、第3接続
孔つまり周辺回路の接続孔の口径を均一に開口すること
ができる。このような製造方法により、第3接続孔底部
での第1層配線と半導体基板との接続部分の耐熱性を向
上できる。
Further, in the above manufacturing method, the diameter of the third connection hole, that is, the connection hole of the peripheral circuit can be uniformly opened. According to such a manufacturing method, the heat resistance of the connection portion between the first layer wiring and the semiconductor substrate at the bottom of the third connection hole can be improved.

【0054】(6)また、本発明の半導体集積回路装置
は、チタン、タングステンもしくはコバルトのシリサイ
ド膜の膜厚を15〜30nmとするものである。このよ
うにシリサイド膜の膜厚を15〜30nmとすることに
より、その部分での接続抵抗を低減できる。このような
接続抵抗の低減効果は、本発明者らの実験検討による知
見である。
(6) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, the thickness of the silicide film of titanium, tungsten or cobalt is set to 15 to 30 nm. By setting the thickness of the silicide film to 15 to 30 nm, the connection resistance at that portion can be reduced. Such an effect of reducing the connection resistance is a result of experiments and studies by the present inventors.

【0055】なお、本発明の概要を項に分けて説明すれ
ば以下の通りである。
The outline of the present invention will be described below in sections.

【0056】(1) 本発明の半導体集積回路装置は、
半導体基板の主面に形成されたメモリセル選択用の第1
MISFETおよび周辺回路用の第2MISFETと、
第1MISFETの一方のソース・ドレイン領域上の第
1絶縁膜に形成された多結晶シリコンプラグと、第1絶
縁膜上の第2絶縁膜に開口された第1接続孔を介して多
結晶シリコンプラグに電気的に接続された第2絶縁膜上
のビット線と、第1および第2絶縁膜の第2接続孔を介
して第2MISFETのソース・ドレイン領域に電気的
に接続された第2絶縁膜上の第1層配線とを有する半導
体集積回路装置であって、ビット線と多結晶シリコンプ
ラグとの接続領域、または、第1層配線と第2MISF
ETのソース・ドレイン領域もしくはゲート電極または
半導体基板の主面との接続領域には、チタン、タングス
テンもしくはコバルトから選択された元素のシリサイド
膜であって不純物を含むもの、または、不純物を含まな
いコバルトシリサイド膜が形成されており、不純物は、
窒素、酸素、炭素もしくはゲルマニウムから選択された
何れか1つまたは複数の元素である。
(1) The semiconductor integrated circuit device of the present invention
First memory cell selecting first formed on the main surface of the semiconductor substrate
A MISFET and a second MISFET for peripheral circuits;
A polycrystalline silicon plug formed in a first insulating film on one of the source / drain regions of the first MISFET, and a polycrystalline silicon plug formed through a first connection hole opened in a second insulating film on the first insulating film; A second insulating film electrically connected to a source / drain region of the second MISFET via a bit line on the second insulating film electrically connected to the second MISFET via a second connection hole of the first and second insulating films; A semiconductor integrated circuit device having an upper first layer wiring, a connection region between a bit line and a polycrystalline silicon plug, or a first layer wiring and a second MISF.
The source / drain region of the ET or the gate electrode or the connection region with the main surface of the semiconductor substrate is formed of a silicide film of an element selected from titanium, tungsten or cobalt and containing an impurity, or a cobalt containing no impurity. A silicide film is formed, and impurities are
Any one or more elements selected from nitrogen, oxygen, carbon and germanium.

【0057】(2) 前記項(1)において、不純物の
含有量は、1原子%〜13原子%の範囲である。
(2) In the above item (1), the content of impurities is in the range of 1 atomic% to 13 atomic%.

【0058】(3) 前記項(2)において、不純物が
窒素であり、その窒素の含有量は、1原子%〜3原子%
の範囲である。
(3) In the above item (2), the impurity is nitrogen, and the content of nitrogen is 1 atomic% to 3 atomic%.
Range.

【0059】(4) 前記項(1)において、ビット線
の線幅は、第1接続孔の口径以下である。
(4) In the above item (1), the line width of the bit line is equal to or smaller than the diameter of the first connection hole.

【0060】(5) 本発明の半導体集積回路装置は、
半導体基板の主面に形成されたメモリセル選択用の第1
MISFETと、第1MISFETの一方のソース・ド
レイン領域上の第1絶縁膜に形成された多結晶シリコン
プラグと、第1絶縁膜上の第2絶縁膜上に形成されたビ
ット線とを有する半導体集積回路装置であって、第2絶
縁膜には第1接続孔が開口され、ビット線と多結晶シリ
コンプラグとは、第1接続孔内に形成された第1プラグ
を介して接続されているものである。
(5) The semiconductor integrated circuit device of the present invention
First memory cell selecting first formed on the main surface of the semiconductor substrate
A semiconductor integrated circuit having a MISFET, a polycrystalline silicon plug formed on a first insulating film on one source / drain region of the first MISFET, and a bit line formed on a second insulating film on the first insulating film A circuit device, wherein a first connection hole is opened in a second insulating film, and a bit line and a polycrystalline silicon plug are connected via a first plug formed in the first connection hole. It is.

【0061】(6) 前記項(5)において、第1およ
び第2絶縁膜の表面が少なくとも第1MISFETが形
成された領域にわたって平坦化されており、第1プラグ
の表面と第2絶縁膜の表面が同一平面に形成されている
ものである。
(6) In the above item (5), the surfaces of the first and second insulating films are flattened at least over a region where the first MISFET is formed, and the surface of the first plug and the surface of the second insulating film are formed. Are formed on the same plane.

【0062】(7) 前記項(5)において、ビット線
の膜厚は、第1接続孔の口径の2分の1以下である。
(7) In the above item (5), the thickness of the bit line is not more than half the diameter of the first connection hole.

【0063】(8) 前記項(5)において、ビット線
の線幅は、第1接続孔の口径以下である。
(8) In the above item (5), the line width of the bit line is smaller than the diameter of the first connection hole.

【0064】(9) 前記項(5)において、ビット線
は、第1プラグに対して選択的にエッチングが可能な材
料で構成されているものである。
(9) In the above item (5), the bit line is made of a material which can be selectively etched with respect to the first plug.

【0065】(10) 前記項(5)において、ビット
線は、タングステンまたはモリブデンの単層膜からな
り、第1プラグは、窒化チタンおよびタングステンを含
む積層膜、または、窒化チタンもしくは窒化タングステ
ンからなるものである。
(10) In the above item (5), the bit line is made of a single-layer film of tungsten or molybdenum, and the first plug is made of a stacked film containing titanium nitride and tungsten, or made of titanium nitride or tungsten nitride. Things.

【0066】(11) 前記項(5)において、さら
に、半導体基板の主面に形成された周辺回路の第2MI
SFETと、第2絶縁膜上に形成された周辺回路の第1
層配線とを有し、第1および第2絶縁膜には第2接続孔
が開口され、第1層配線と、第2MISFETのソース
・ドレイン領域もしくはゲート電極または半導体基板の
主面とが、第2接続孔内に形成された第2プラグを介し
て接続され、第2プラグは、第1プラグと同一の材料か
らなり、第1層配線は、ビット線と同一の材料からなる
ものである。
(11) In the above item (5), furthermore, the second MI of the peripheral circuit formed on the main surface of the semiconductor substrate is formed.
SFET and the first of peripheral circuits formed on the second insulating film.
A second connection hole is opened in the first and second insulating films, and the first layer wiring and the source / drain region or the gate electrode of the second MISFET or the main surface of the semiconductor substrate are connected to each other. The two plugs are connected via a second plug formed in the connection hole. The second plug is made of the same material as the first plug, and the first layer wiring is made of the same material as the bit line.

【0067】(12) 前記項(11)において、第1
および第2絶縁膜の表面が半導体基板の全面にわたって
平坦化されており、第1および第2プラグの表面と第2
絶縁膜の表面が同一平面に形成されているものである。
(12) In the above item (11), the first
And the surface of the second insulating film is planarized over the entire surface of the semiconductor substrate, and the surfaces of the first and second plugs and the second
The surface of the insulating film is formed on the same plane.

【0068】(13) 前記項(11)において、ビッ
ト線および第1層配線は、タングステンまたはモリブデ
ンの単層膜からなり、第1および第2プラグは、窒化チ
タン膜およびタングステン膜を含む積層膜、または、窒
化チタンもしくは窒化タングステンからなるものであ
る。
(13) In the above item (11), the bit line and the first-layer wiring are made of a single-layer film of tungsten or molybdenum, and the first and second plugs are a stacked film including a titanium nitride film and a tungsten film. Or titanium nitride or tungsten nitride.

【0069】(14) 前記項(11)において、第1
プラグと多結晶シリコンプラグとの接続領域、または、
第2プラグと第2MISFETのソース・ドレイン領域
もしくはゲート電極または半導体基板の主面との接続領
域には、チタン、タングステンもしくはコバルトから選
択された元素のシリサイド膜であって不純物を含むも
の、または、不純物を含まないコバルトシリサイド膜が
形成されており、不純物は、窒素、酸素、炭素もしくは
ゲルマニウムから選択された何れか1つまたは複数の元
素であり、不純物の含有量が1原子%〜13原子%の範
囲である。
(14) In the above item (11), the first
The connection area between the plug and the polycrystalline silicon plug, or
The connection region between the second plug and the source / drain region or gate electrode of the second MISFET or the main surface of the semiconductor substrate is a silicide film of an element selected from titanium, tungsten or cobalt and containing an impurity, or A cobalt silicide film containing no impurity is formed, and the impurity is one or more elements selected from nitrogen, oxygen, carbon, and germanium, and the content of the impurity is 1 atomic% to 13 atomic%. Range.

【0070】(15) 前記項(14)において、不純
物が窒素であり、その窒素の含有量は、1原子%〜3原
子%の範囲である。
(15) In the above item (14), the impurity is nitrogen, and the content of nitrogen is in a range of 1 atomic% to 3 atomic%.

【0071】(16) 前記項(11)において、第1
プラグと多結晶シリコンプラグとの接続領域、第2プラ
グと第2MISFETのソース・ドレイン領域もしくは
ゲート電極または半導体基板の主面との接続領域、また
は、第2MISFETのソース・ドレインの表面領域に
は、チタン、タングステンもしくはコバルトから選択さ
れた元素のシリサイド膜が形成されており、何れかの接
続領域または表面領域のシリサイド膜の膜厚が15〜3
0nmである。
(16) In the above item (11), the first
In the connection region between the plug and the polycrystalline silicon plug, the connection region between the second plug and the source / drain region or gate electrode of the second MISFET or the main surface of the semiconductor substrate, or the source / drain surface region of the second MISFET, A silicide film of an element selected from titanium, tungsten or cobalt is formed, and the thickness of the silicide film in any connection region or surface region is 15 to 3
0 nm.

【0072】(17) 前記項(16)において、第2
MISFETが、pチャネル型MISFETを含むもの
であり、pチャネル型MISFETのソース・ドレイン
の表面領域、または、第2プラグ底部とpチャネル型M
ISFETのソース・ドレイン領域との接続領域に形成
されたシリサイド膜の膜厚が、15〜30nmである。
(17) In the above item (16), the second
The MISFET includes a p-channel MISFET, and the source / drain surface region of the p-channel MISFET or the bottom of the second plug and the p-channel MISFET
The thickness of the silicide film formed in the connection region with the source / drain region of the ISFET is 15 to 30 nm.

【0073】(18) 本発明の半導体集積回路装置
は、半導体基板の主面に形成されたメモリセル選択用の
第1MISFETと、第1MISFETの一方のソース
・ドレイン領域上の第1絶縁膜に形成された多結晶シリ
コンプラグと、第1絶縁膜上に形成された第2絶縁膜
と、第2絶縁膜に開口された第1接続孔を介して多結晶
シリコンプラグに接続されたビット線とを有する半導体
集積回路装置であって、ビット線の厚さL1 と、第2絶
縁膜の厚さにビット線の厚さL1 を加えた距離L2と、
第1接続孔の口径Dとの間には、L1 ×(1+OVE)
<L2 、および、L1 >D/2、(ただし、OVEはビ
ット線をパターニングする際のオーバーエッチ量である
によれば、)、の関係を有するものである。
(18) The semiconductor integrated circuit device of the present invention is formed on the first MISFET for memory cell selection formed on the main surface of the semiconductor substrate and on the first insulating film on one of the source / drain regions of the first MISFET. The polycrystalline silicon plug, the second insulating film formed on the first insulating film, and the bit line connected to the polycrystalline silicon plug via the first connection hole opened in the second insulating film. a semiconductor integrated circuit device having a thickness L 1 of the bit line, and the distance L 2 plus the thickness L 1 of the bit lines to a thickness of the second insulating film,
L 1 × (1 + OVE) between the diameter D of the first connection hole and
<L 2 and L 1 > D / 2 (provided that OVE is an over-etch amount when patterning a bit line).

【0074】(19) 前記項(18)において、ビッ
ト線の線幅は、第1接続孔の口径以下である。
(19) In the above item (18), the line width of the bit line is equal to or smaller than the diameter of the first connection hole.

【0075】(20) 本発明の半導体集積回路装置
は、メモリセル選択用の第1MISFETが半導体基板
の主面上にアレイ状に配列されたメモリセル領域と、メ
モリセル領域の周辺に形成された直接周辺回路領域と、
直接周辺回路領域の周辺に形成された間接周辺回路領域
とを含み、直接または間接周辺回路領域の半導体基板の
主面と第1層配線とを接続する第2接続孔を有する半導
体集積回路装置であって、第2接続孔の口径が、直接お
よび間接周辺回路領域において同一である。
(20) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, a first MISFET for selecting a memory cell is formed in a memory cell region arranged in an array on the main surface of a semiconductor substrate, and is formed around the memory cell region. Direct peripheral circuit area,
A semiconductor integrated circuit device having a second connection hole for connecting a main surface of the semiconductor substrate in the direct or indirect peripheral circuit region to the first-layer wiring, including an indirect peripheral circuit region formed around the direct peripheral circuit region; In addition, the diameter of the second connection hole is the same in the direct and indirect peripheral circuit regions.

【0076】(21) 前記項(20)において、第2
接続孔のアスペクト比が、メモリセル領域、直接周辺回
路領域および間接周辺回路領域において同一である。
(21) In the above item (20), the second
The aspect ratio of the connection hole is the same in the memory cell region, the direct peripheral circuit region, and the indirect peripheral circuit region.

【0077】(22) 本発明の半導体集積回路装置
は、半導体基板の主面に形成されたメモリセル選択用の
第1MISFETおよび周辺回路用の第2MISFET
と、第1MISFETの一方のソース・ドレイン領域上
の第1絶縁膜に形成された多結晶シリコンプラグと、第
1絶縁膜上の第2絶縁膜に開口された第1接続孔を介し
て多結晶シリコンプラグに電気的に接続された第2絶縁
膜上のビット線と、第1および第2絶縁膜の第2接続孔
を介して第2MISFETのソース・ドレイン領域に電
気的に接続された第2絶縁膜上の第1層配線とを有する
半導体集積回路装置であって、ビット線と多結晶シリコ
ンプラグとの接続領域、第1層配線と第2MISFET
のソース・ドレイン領域もしくはゲート電極または半導
体基板の主面との接続領域、または、第2MISFET
のソース・ドレインの表面領域には、チタン、タングス
テンもしくはコバルトから選択された元素のシリサイド
膜が形成されており、何れかの接続領域または表面領域
のシリサイド膜の膜厚が、15〜30nmである。
(22) The semiconductor integrated circuit device according to the present invention comprises a first MISFET for selecting a memory cell and a second MISFET for a peripheral circuit formed on a main surface of a semiconductor substrate.
A polycrystalline silicon plug formed in a first insulating film on one of the source / drain regions of the first MISFET, and a polycrystalline silicon via a first connection hole opened in a second insulating film on the first insulating film. A bit line on the second insulating film electrically connected to the silicon plug; and a second line electrically connected to the source / drain region of the second MISFET via the second connection holes of the first and second insulating films. A semiconductor integrated circuit device having a first layer wiring on an insulating film, wherein a connection region between a bit line and a polycrystalline silicon plug, a first layer wiring and a second MISFET are provided.
Connection region with the source / drain region or gate electrode or the main surface of the semiconductor substrate, or the second MISFET
In the source / drain surface region, a silicide film of an element selected from titanium, tungsten or cobalt is formed, and the thickness of the silicide film in any connection region or surface region is 15 to 30 nm. .

【0078】(23) 前記項(22)において、第2
MISFETが、pチャネル型MISFETを含むもの
であり、pチャネル型MISFETのソース・ドレイン
の表面領域、または、第1層配線とpチャネル型MIS
FETのソース・ドレイン領域との接続領域に形成され
たシリサイド膜の膜厚が、15〜30nmである。
(23) In the above item (22), the second
The MISFET includes a p-channel MISFET, and the source / drain surface region of the p-channel MISFET or the first layer wiring and the p-channel MISFET
The thickness of the silicide film formed in the connection region with the source / drain region of the FET is 15 to 30 nm.

【0079】(24) 本発明の半導体集積回路装置の
製造方法は、(a)半導体基板の主面に、メモリセル選
択用の第1MISFETを形成し、第1MISFETを
覆う第1絶縁膜を形成した後、第1絶縁膜を、第1MI
SFETの少なくとも一方のソース・ドレイン領域上に
開口を有するフォトレジスト膜の存在下でエッチングす
る工程、(b)半導体基板の全面に、エッチングにより
形成された第1絶縁膜の開口を埋め込む多結晶シリコン
膜を堆積し、第1絶縁膜上の多結晶シリコン膜を除去し
て第1MISFETのソース・ドレイン領域に電気的に
接続された多結晶シリコンプラグを形成する工程、
(c)第1絶縁膜上に第2絶縁膜を形成し、第2絶縁膜
を、多結晶シリコンプラグ上に開口を有するフォトレジ
スト膜の存在下でエッチングして第2絶縁膜に第1接続
孔を形成する工程、(d)第1接続孔の底部および第2
絶縁膜上に、窒素、酸素、炭素およびゲルマニウムから
選択された何れか1つもしくは複数の不純物を含む金属
膜であって、チタン、タングステンもしくはコバルトの
何れかを主成分とするもの、または、不純物の何れも含
まないコバルト膜を堆積し、熱処理を施す工程、(e)
金属膜またはコバルト膜上に第1導電膜を堆積して第1
接続孔を埋め込む工程、(f)第1導電膜上にビット線
パターンにパターニングされたフォトレジスト膜を形成
し、フォトレジスト膜の存在下で金属膜またはコバルト
膜と第1導電膜とをエッチングしてビット線を形成する
工程、を有するものである。
(24) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, (a) a first MISFET for selecting a memory cell is formed on a main surface of a semiconductor substrate, and a first insulating film covering the first MISFET is formed. After that, the first insulating film is replaced with the first MI.
Etching in the presence of a photoresist film having an opening on at least one source / drain region of the SFET; (b) polycrystalline silicon filling the opening of the first insulating film formed by etching over the entire surface of the semiconductor substrate Depositing a film, removing the polycrystalline silicon film on the first insulating film, and forming a polycrystalline silicon plug electrically connected to the source / drain regions of the first MISFET;
(C) forming a second insulating film on the first insulating film, and etching the second insulating film in the presence of a photoresist film having an opening on the polycrystalline silicon plug to make a first connection with the second insulating film; Forming a hole, (d) the bottom of the first connection hole and the second
A metal film containing one or more impurities selected from nitrogen, oxygen, carbon, and germanium on an insulating film, the one containing titanium, tungsten, or cobalt as a main component, or an impurity Depositing a cobalt film that does not contain any of the above and performing a heat treatment; (e)
Depositing a first conductive film on a metal film or a cobalt film to form a first conductive film;
(F) forming a photoresist film patterned into a bit line pattern on the first conductive film, and etching the metal film or the cobalt film and the first conductive film in the presence of the photoresist film; Forming a bit line.

【0080】(25) 前記項(24)において、熱処
理によって、金属膜またはコバルト膜と多結晶シリコン
プラグとの接続領域に形成されるシリサイド膜は、エッ
チング工程におけるエッチングストッパとして機能する
ものである。
(25) In the above item (24), the silicide film formed in the connection region between the metal film or the cobalt film and the polycrystalline silicon plug by the heat treatment functions as an etching stopper in the etching step.

【0081】(26) 前記項(24)において、ビッ
ト線パターンのパターン幅は、第1接続孔の口径以下で
ある。
(26) In the item (24), the pattern width of the bit line pattern is equal to or smaller than the diameter of the first connection hole.

【0082】(27) 前記項(24)において、金属
膜の不純物の含有量は、1原子%〜13原子%の範囲で
ある。
(27) In the item (24), the content of the impurity in the metal film is in a range of 1 atomic% to 13 atomic%.

【0083】(28) 前記項(27)において、不純
物が窒素であり、金属膜の不純物の含有量は、1原子%
〜3原子%の範囲である。
(28) In the above item (27), the impurity is nitrogen, and the content of the impurity in the metal film is 1 atomic%.
-3 atomic%.

【0084】(29) 前記項(24)において、第1
導電膜は、窒化チタンおよびタングステンの積層膜であ
るものである。
(29) In the above item (24), the first
The conductive film is a stacked film of titanium nitride and tungsten.

【0085】(30) 前記項(24)において、第1
MISFETと同一の工程で周辺回路用の第2MISF
ETを形成し、第1接続孔の形成と同一の工程で、また
は、第1接続孔の形成に前後して、第2MISFETの
ソース・ドレイン領域もしくはゲート電極または半導体
基板主面の半導体領域に電気的に接続するための第2接
続孔を形成し、ビット線の形成と同一の工程で、周辺回
路の第1層配線を形成するものである。
(30) In the above item (24), the first
Second MISF for peripheral circuit in the same process as MISFET
The ET is formed, and in the same step as the formation of the first connection hole, or before or after the formation of the first connection hole, electric power is applied to the source / drain region or gate electrode of the second MISFET or the semiconductor region on the main surface of the semiconductor substrate. A second connection hole for forming a first connection is formed in the same step as the formation of the bit line.

【0086】(31) 本発明の半導体集積回路装置の
製造方法は、(a)半導体基板の主面に、メモリセル選
択用の第1MISFETを形成し、第1MISFETを
覆う第1絶縁膜を形成した後、第1絶縁膜を、第1MI
SFETの少なくとも一方のソース・ドレイン領域上に
開口を有するフォトレジスト膜の存在下でエッチングす
る工程、(b)半導体基板の全面に、エッチングにより
形成された第1絶縁膜の開口を埋め込む多結晶シリコン
膜を堆積し、第1絶縁膜上の多結晶シリコン膜を除去し
て第1MISFETのソース・ドレイン領域に電気的に
接続された多結晶シリコンプラグを形成する工程、
(c)第1絶縁膜上に第2絶縁膜を形成し、第2絶縁膜
を、多結晶シリコンプラグ上に開口を有するフォトレジ
スト膜の存在下でエッチングして第2絶縁膜に第1接続
孔を形成する工程、(d)第1接続孔を埋め込む第1導
電膜を堆積し、第2絶縁膜上の第1導電膜を除去して、
第1接続孔内に第1導電膜からなる第1プラグを形成す
る工程、(e)第1プラグおよび第2絶縁膜上に、第2
導電膜を堆積する工程、(f)第2導電膜をパターニン
グしてビット線を形成する工程、を含むものである。
(31) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, (a) a first MISFET for selecting a memory cell is formed on a main surface of a semiconductor substrate, and a first insulating film covering the first MISFET is formed. After that, the first insulating film is replaced with the first MI.
Etching in the presence of a photoresist film having an opening on at least one source / drain region of the SFET; (b) polycrystalline silicon filling the opening of the first insulating film formed by etching over the entire surface of the semiconductor substrate Depositing a film, removing the polycrystalline silicon film on the first insulating film, and forming a polycrystalline silicon plug electrically connected to the source / drain regions of the first MISFET;
(C) forming a second insulating film on the first insulating film, and etching the second insulating film in the presence of a photoresist film having an opening on the polycrystalline silicon plug to make a first connection with the second insulating film; Forming a hole, (d) depositing a first conductive film filling the first connection hole, removing the first conductive film on the second insulating film,
Forming a first plug made of a first conductive film in the first connection hole; (e) forming a second plug on the first plug and the second insulating film;
And (f) forming a bit line by patterning the second conductive film.

【0087】(32) 前記項(31)において、第1
絶縁膜のエッチング工程の前に第1絶縁膜がCMP法に
より平坦化され、第1プラグは第1導電膜のCMP法に
よる研磨により形成される。
(32) In the above item (31), the first
Before the step of etching the insulating film, the first insulating film is planarized by the CMP method, and the first plug is formed by polishing the first conductive film by the CMP method.

【0088】(33) 前記項(31)において、第2
導電膜の膜厚は、第1接続孔の口径の2分の1以下であ
る。
(33) In the above item (31), the second
The thickness of the conductive film is equal to or less than half the diameter of the first connection hole.

【0089】(34) 前記項(31)において、ビッ
ト線の線幅は、第1接続孔の口径以下である。
(34) In the item (31), the width of the bit line is equal to or smaller than the diameter of the first connection hole.

【0090】(35) 前記項(31)において、第2
導電膜は、第1プラグに対してエッチング選択比を有す
る材料である。
(35) In the above item (31), the second
The conductive film is a material having an etching selectivity with respect to the first plug.

【0091】(36) 前記項(31)において、第1
導電膜は、窒化チタン膜およびタングステン膜を含む積
層膜、または、窒化チタンまたは窒化タングステンから
なる単層膜であり、第2導電膜は、タングステンまたは
モリブデンからなる単層膜である。
(36) In the above item (31), the first
The conductive film is a stacked film including a titanium nitride film and a tungsten film, or a single-layer film made of titanium nitride or tungsten nitride, and the second conductive film is a single-layer film made of tungsten or molybdenum.

【0092】(37) 前記項(31)において、第1
MISFETと同一の工程で周辺回路領域の第2MIS
FETを形成し、第1接続孔の形成と同一の工程で、ま
たは第1接続孔の形成に前後して、第2MISFETの
ソース・ドレイン領域に接続するための第2接続孔を形
成し、第1プラグの形成と同時に、第2接続孔内に第1
導電膜からなる第2プラグを形成し、ビット線の形成と
同時に、第2導電膜からなる周辺回路の第1層配線を形
成するものである。
(37) In the above item (31), the first
In the same step as the MISFET, the second MIS in the peripheral circuit region
Forming a second connection hole for connecting to the source / drain region of the second MISFET in the same step as the formation of the first connection hole or before or after the formation of the first connection hole; At the same time as the formation of one plug, the first plug is inserted into the second connection hole.
A second plug made of a conductive film is formed, and simultaneously with formation of a bit line, a first layer wiring of a peripheral circuit made of the second conductive film is formed.

【0093】(38) 前記項(37)において、第1
および第2プラグの形成の前に、第1および第2接続孔
の底部ならびに第2絶縁膜上に、窒素、酸素、炭素およ
びゲルマニウムから選択された何れか1つもしくは複数
の不純物をその濃度が1原子%〜13原子%の範囲で含
む金属膜であって、チタン、タングステンもしくはコバ
ルトの何れかを主成分とするもの、または、不純物の何
れも含まないコバルト膜を堆積し、熱処理を施す工程を
有するものである。
(38) In the above item (37), the first
And before the formation of the second plug, the concentration of one or more impurities selected from nitrogen, oxygen, carbon and germanium on the bottoms of the first and second connection holes and on the second insulating film. Depositing a metal film containing 1 atomic% to 13 atomic% and containing titanium, tungsten or cobalt as a main component, or a cobalt film containing neither impurity and heat treatment It has.

【0094】(39) 前記項(37)において、第1
および第2プラグの形成の前に、第1および第2接続孔
の底部ならびに第2絶縁膜上に、チタン、タングステン
もしくはコバルトの何れかを主成分とする金属膜を、そ
の膜厚が10〜20nmの範囲で堆積し、熱処理を施す
工程、または、チタン、タングステンもしくはコバルト
のシリサイド膜を、その膜厚が15〜30nmの範囲で
堆積する工程、または、チタン、タングステンもしくは
コバルトの何れかを主成分とする金属膜を堆積し、さら
に、シリコン膜を金属膜よりも薄い膜厚で堆積し、熱処
理を施す工程、または、チタン、タングステンもしくは
コバルトの何れかを主成分とする金属膜を堆積し、水素
化珪素ガスの雰囲気下で金属膜をアニールする工程、の
何れかの工程を有するものである。
(39) In the above item (37), the first
Before the formation of the second plug, a metal film containing titanium, tungsten or cobalt as a main component is formed on the bottoms of the first and second connection holes and on the second insulating film. A step of depositing in a range of 20 nm and performing a heat treatment, or a step of depositing a silicide film of titanium, tungsten or cobalt with a thickness in a range of 15 to 30 nm, or a step of mainly depositing any of titanium, tungsten or cobalt. Depositing a metal film as a component, further depositing a silicon film with a thickness smaller than that of the metal film and performing a heat treatment, or depositing a metal film containing titanium, tungsten or cobalt as a main component. And annealing the metal film in an atmosphere of silicon hydride gas.

【0095】(40) 前記項(39)において、金属
膜の熱処理工程の後、未反応のチタン、タングステンも
しくはコバルトをエッチングにより選択的に除去するも
のである。
(40) In the above item (39), after the heat treatment step of the metal film, unreacted titanium, tungsten or cobalt is selectively removed by etching.

【0096】(41) 本発明の半導体集積回路装置の
製造方法は、(a)半導体基板の主面にMISFETを
形成し、MISFETを覆う絶縁膜を形成する工程、
(b)MISFETのソース・ドレイン領域上に開口を
有するフォトレジスト膜の存在下で、絶縁膜をエッチン
グし、絶縁膜に接続孔を形成する工程、(c)接続孔を
埋め込む導電膜を堆積し、導電膜上に、配線パターンに
パターニングされたフォトレジスト膜を形成し、フォト
レジスト膜の存在下で導電膜をエッチングして配線を形
成する工程、を有する半導体集積回路装置の製造方法で
あって、導電膜の形成の前に、接続孔の底部ならびに絶
縁膜上に、チタン、タングステンもしくはコバルトの何
れかを主成分とする金属膜を、その膜厚が10〜20n
mの範囲で堆積し、熱処理を施す工程、または、チタ
ン、タングステンもしくはコバルトのシリサイド膜を、
その膜厚が15〜30nmの範囲で堆積する工程、また
は、チタン、タングステンもしくはコバルトの何れかを
主成分とする金属膜を堆積し、さらに、シリコン膜を金
属膜よりも薄い膜厚で堆積し、熱処理を施す工程、また
は、チタン、タングステンもしくはコバルトの何れかを
主成分とする金属膜を堆積し、水素化珪素ガスの雰囲気
下で金属膜を熱処理する工程、の何れかの工程を有する
ものである。
(41) The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention comprises the steps of (a) forming a MISFET on a main surface of a semiconductor substrate and forming an insulating film covering the MISFET;
(B) etching the insulating film in the presence of a photoresist film having an opening on the source / drain region of the MISFET to form a connection hole in the insulating film; and (c) depositing a conductive film filling the connection hole. Forming a photoresist film patterned into a wiring pattern on the conductive film, and forming a wiring by etching the conductive film in the presence of the photoresist film. Before forming the conductive film, a metal film containing titanium, tungsten or cobalt as a main component is formed on the bottom of the connection hole and on the insulating film so as to have a thickness of 10 to 20 n.
m, a step of performing a heat treatment, or a titanium, tungsten or cobalt silicide film,
Depositing a film having a thickness of 15 to 30 nm, or depositing a metal film containing titanium, tungsten or cobalt as a main component, and further depositing a silicon film with a thickness smaller than the metal film. , A step of performing a heat treatment, or a step of depositing a metal film containing any of titanium, tungsten, and cobalt as a main component and heat-treating the metal film in an atmosphere of silicon hydride gas. It is.

【0097】(42) 前記項(41)において、金属
膜の熱処理工程の後、未反応のチタン、タングステンも
しくはコバルトをエッチングにより選択的に除去するも
のである。
(42) In the above item (41), after the heat treatment step of the metal film, unreacted titanium, tungsten or cobalt is selectively removed by etching.

【0098】(43) 前記項(41)において、導電
膜は、窒化チタンおよびタングステンの積層膜、また
は、チタン、窒化チタンおよびタングステンの3層積層
膜の何れかである。
(43) In the above item (41), the conductive film is any one of a laminated film of titanium nitride and tungsten or a three-layer laminated film of titanium, titanium nitride and tungsten.

【0099】(44) 本発明の半導体集積回路装置の
製造方法は、(a)半導体基板の主面にMISFETを
形成する工程、(b)少なくともMISFETのソース
・ドレインを覆う領域に、チタン、タングステンもしく
はコバルトの何れかを主成分とする金属膜を、その膜厚
が10〜20nmの範囲で堆積する工程、(c)金属膜
を熱処理して、シリコンとの接触部にシリサイド膜を形
成する工程、(d)熱処理工程)において、未反応のチ
タン、タングステンもしくはコバルトをエッチングによ
り選択的に除去する工程、(e)MISFETを覆う絶
縁膜を形成する工程、(f)MISFETのソース・ド
レイン領域上に開口を有するフォトレジスト膜の存在下
で、絶縁膜をエッチングし、絶縁膜に接続孔を形成する
工程、(g)接続孔を埋め込む導電膜を堆積し、導電膜
上に、配線パターンにパターニングされたフォトレジス
ト膜を形成し、フォトレジスト膜の存在下で導電膜をエ
ッチングして配線を形成する工程、を有するものであ
る。
(44) The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention comprises: (a) a step of forming a MISFET on a main surface of a semiconductor substrate; and (b) titanium, tungsten at least in a region covering a source / drain of the MISFET. Alternatively, a step of depositing a metal film containing any of cobalt as a main component in a thickness range of 10 to 20 nm, and (c) a step of heat-treating the metal film to form a silicide film at a contact portion with silicon. , (D) a heat treatment step), a step of selectively removing unreacted titanium, tungsten or cobalt by etching, (e) a step of forming an insulating film covering the MISFET, and (f) on a source / drain region of the MISFET. Forming a connection hole in the insulating film by etching the insulating film in the presence of a photoresist film having an opening in the opening; Depositing a conductive film that embeds therein, forming a photoresist film patterned into a wiring pattern on the conductive film, and etching the conductive film in the presence of the photoresist film to form a wiring. .

【0100】(45) 前記項(44)において、導電
膜は、窒化チタンおよびタングステンの積層膜、また
は、チタン、窒化チタンおよびタングステンの3層積層
膜の何れかである。
(45) In the above item (44), the conductive film is any of a laminated film of titanium nitride and tungsten, or a three-layered film of titanium, titanium nitride and tungsten.

【0101】[0101]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の機能を有する部材には同
一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, members having the same functions are denoted by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【0102】(実施の形態1)図1は、本発明の一実施
の形態であるDRAMを形成した半導体チップ全体の一
例を示した平面図である。図示のように、単結晶シリコ
ンからなる半導体チップ1Aの主面には、X方向(半導
体チップ1Aの長辺方向)およびY方向(半導体チップ
1Aの短辺方向)に沿って多数のメモリアレイMARY
がマトリクス状に配置されている。X方向に沿って互い
に隣接するメモリアレイMARYの間にはセンスアンプ
SAが配置されている。半導体チップ1Aの主面の中央
部には、ワードドライバWD、データ線選択回路などの
制御回路や、入出力回路、ボンディングパッドなどが配
置されている。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a plan view showing an example of an entire semiconductor chip on which a DRAM according to an embodiment of the present invention is formed. As shown, a large number of memory arrays MARY are provided along the X direction (long side direction of the semiconductor chip 1A) and the Y direction (long side direction of the semiconductor chip 1A) on the main surface of the semiconductor chip 1A made of single crystal silicon.
Are arranged in a matrix. A sense amplifier SA is arranged between memory arrays MARY adjacent to each other along the X direction. In the center of the main surface of the semiconductor chip 1A, control circuits such as a word driver WD and a data line selection circuit, input / output circuits, and bonding pads are arranged.

【0103】図2は、本実施の形態1のDRAMの等価
回路図である。図示のように、このDRAMのメモリア
レイ(MARY)は、マトリクス状に配置された複数の
ワード線WL(WLn-1 、WLn 、WLn+1 …)と複数
のビット線BLおよびそれらの交点に配置された複数の
メモリセル(MC)により構成されている。1ビットの
情報を記憶する1個のメモリセルは、1個のキャパシタ
Cとこれに直列に接続された1個の選択MISFETQ
sとで構成されている。選択MISFETQsのソー
ス、ドレインの一方は、キャパシタCと電気的に接続さ
れ、他方はビット線BLと電気的に接続されている。ワ
ード線WLの一端は、ワードドライバWDに接続され、
ビット線BLの一端は、センスアンプSAに接続されて
いる。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the DRAM of the first embodiment. As shown, the memory array (MARY) of the DRAM includes a plurality of word lines WL (WL n−1 , WL n , WL n + 1 ...) And a plurality of bit lines BL arranged in a matrix. It is composed of a plurality of memory cells (MC) arranged at intersections. One memory cell for storing one bit of information is composed of one capacitor C and one selection MISFET Q connected in series with this.
s. One of the source and the drain of the selection MISFET Qs is electrically connected to the capacitor C, and the other is electrically connected to the bit line BL. One end of the word line WL is connected to a word driver WD,
One end of the bit line BL is connected to the sense amplifier SA.

【0104】図3は、図1の一部を拡大した平面図であ
る。図3において、図面を見やすくするためビット線B
L、ビット線接続孔BLCTおよび第1層配線M1は実
線で示し、その他の部材は破線または点線で示してい
る。図3の左側領域は、メモリアレイMARYの一部を
示し、右側領域は、直接周辺回路のnチャネルMISF
ETQnおよびセンスアンプSAの一部を構成するpチ
ャネルMISFETQpが示されている。nチャネルM
ISFETQnは、シェアードMISFETとして機能
する。
FIG. 3 is an enlarged plan view of a part of FIG. In FIG. 3, bit lines B
L, the bit line connection hole BLCT and the first layer wiring M1 are indicated by solid lines, and the other members are indicated by broken lines or dotted lines. 3 shows a part of the memory array MARY, and the right side shows an n-channel MISF of a direct peripheral circuit.
ETQn and a p-channel MISFET Qp forming a part of the sense amplifier SA are shown. n channel M
ISFET Qn functions as a shared MISFET.

【0105】メモリアレイMARYには、活性領域L1
が配置され、Y方向にワード線WLが、X方向にビット
線BLが形成されている。ワード線WLと活性領域L1
との重なる領域では、ワード線WLは、選択MISFE
TQsのゲート電極として機能する。ワード線WLのゲ
ート電極として機能する領域に挟まれた活性領域L1
領域、つまり活性領域L1 の中央部分にはビット線接続
孔BLCTが形成されており、活性領域L1 の中央部分
とビット線とはビット線接続孔BLCTを介して接続さ
れる。活性領域L1 の両端領域はキャパシタ接続孔SN
CTを介してキャパシタCに接続される。
The memory array MARY has an active area L 1
Are arranged, word lines WL are formed in the Y direction, and bit lines BL are formed in the X direction. Word line WL and active region L 1
And the word line WL is connected to the selected MISFE
It functions as a gate electrode of TQs. Region of the active region L 1 sandwiched in a region that functions as a gate electrode of the word line WL, and that is, the central portion of the active region L 1 is formed with the bit line contact hole BLCT, a central portion of the active region L 1 The bit line is connected via a bit line connection hole BLCT. Across the region of the active region L 1 is a capacitor contact hole SN
Connected to capacitor C via CT.

【0106】周辺回路領域には、活性領域L2 および活
性領域L3 が形成され、活性領域L2 とゲート配線FG
1との重なる部分にシェアードMISFETとして機能
するnチャネルMISFETQnが形成されている。n
チャネルMISFETQnの一方のソース・ドレイン領
域は接続孔CTを介してビット線BLと接続されてい
る。nチャネルMISFETQnの他方のソース・ドレ
イン領域は接続孔CTを介して第1層配線M1に接続さ
れている。活性領域L3 とゲート配線FG2との重なる
部分にセンスアンプSAの一部を構成するpチャネルM
ISFETQpが形成されている。
An active region L 2 and an active region L 3 are formed in the peripheral circuit region, and the active region L 2 and the gate wiring FG are formed.
An n-channel MISFET Qn functioning as a shared MISFET is formed in a portion overlapping with the MISFET Qn. n
One source / drain region of the channel MISFET Qn is connected to the bit line BL via the connection hole CT. The other source / drain region of the n-channel MISFET Qn is connected to the first layer wiring M1 via the connection hole CT. P-channel M which constitutes a part of the sense amplifier SA to the overlapping portion of the active region L 3 and the gate wiring FG2
ISFET Qp is formed.

【0107】本実施の形態においては、ビット線接続孔
BLCTは、ビット線BLに対して目開き構造になって
いる。すなわち、ビット線BLは、ビット線接続孔BL
CTの開口径よりもその幅が短く、かつ直線的な形状に
なっている。このようなビット線BLは、形状が単純で
あるためフォトリソグラフィの際に露光光の干渉が生じ
難く、解像度を上げ易い。また、隣接するビット線BL
間の間隔が長くなるため、ビット線BLの容量を小さく
できる。これらの特性は、DRAMの微細加工を容易に
し、また、微細化に伴う蓄積電荷の減少に対するセンス
アンプSAの感度向上に寄与でき、今後のDRAMの微
細化、高集積化に対して特に有利である。
In the present embodiment, the bit line connection hole BLCT has an opening structure with respect to the bit line BL. That is, the bit line BL is connected to the bit line connection hole BL.
The width is shorter than the opening diameter of the CT, and the CT has a linear shape. Since such a bit line BL has a simple shape, interference of exposure light hardly occurs during photolithography, and the resolution is easily increased. Further, the adjacent bit line BL
Since the interval between them becomes longer, the capacitance of the bit line BL can be reduced. These characteristics facilitate the fine processing of the DRAM and contribute to the improvement of the sensitivity of the sense amplifier SA against the reduction of the accumulated charge due to the miniaturization, which is particularly advantageous for the future miniaturization and high integration of the DRAM. is there.

【0108】図4は、図3におけるIV−IV線断面図
である。図4において、A領域はメモリアレイMARY
の一部を示し、B領域は周辺回路の一部を示す。
FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. In FIG. 4, an area A is a memory array MARY.
And a region B shows a part of a peripheral circuit.

【0109】p形の単結晶シリコンからなる半導体基板
1の主面には、A領域のp形ウェル2、B領域のp形ウ
ェル3およびn形ウェル4が形成されている。また、p
形ウェル2を囲むようにn形のディープウェル6が形成
されている。なお、各ウェルには、しきい値電圧調整層
が形成されていてもよい。
On the main surface of semiconductor substrate 1 made of p-type single crystal silicon, p-type well 2 in region A, p-type well 3 and n-type well 4 in region B are formed. Also, p
An n-type deep well 6 is formed so as to surround shape well 2. Note that a threshold voltage adjustment layer may be formed in each well.

【0110】各ウェルの主面には、分離領域7が形成さ
れている。分離領域7はシリコン酸化膜からなり、半導
体基板1の主面に形成された浅溝8に熱酸化されたシリ
コン酸化膜9を介して形成されている。
On the main surface of each well, an isolation region 7 is formed. The isolation region 7 is made of a silicon oxide film and is formed in a shallow groove 8 formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 via a thermally oxidized silicon oxide film 9.

【0111】p形ウェル2の主面にはDRAMの選択M
ISFETQsが形成されている。また、p形ウェル3
およびn形ウェル4の主面には各々nチャネルMISF
ETQnおよびpチャネルMISFETQpが形成され
ている。
The main surface of the p-type well 2 has a DRAM selection M
ISFET Qs is formed. Also, p-type well 3
And n-channel MISF on the main surface of n-type well 4 respectively.
ETQn and p-channel MISFETQp are formed.

【0112】選択MISFETQsは、p形ウェル2の
主面上にゲート絶縁膜10を介して形成されたゲート電
極11と、ゲート電極11の両側のp形ウェル2の主面
に形成された不純物半導体領域12とからなる。ゲート
絶縁膜10は、たとえば7〜8nmの膜厚を有する熱酸
化により形成されたシリコン酸化膜からなる。ゲート電
極11は、たとえば膜厚70nmの多結晶シリコン膜1
1a、膜厚50nmの窒化チタン膜11bおよび膜厚1
00nmのタングステン膜11cの積層膜とすることが
できる。また、不純物半導体領域12にはn形の不純
物、たとえば砒素またはリンが導入されている。
The selection MISFET Qs has a gate electrode 11 formed on the main surface of the p-type well 2 via the gate insulating film 10 and an impurity semiconductor formed on the main surface of the p-type well 2 on both sides of the gate electrode 11. And an area 12. Gate insulating film 10 is made of, for example, a silicon oxide film having a thickness of 7 to 8 nm and formed by thermal oxidation. Gate electrode 11 is, for example, polycrystalline silicon film 1 having a thickness of 70 nm.
1a, a 50 nm-thick titanium nitride film 11b and a thickness 1
It can be a stacked film of a 00 nm tungsten film 11c. In addition, an n-type impurity, for example, arsenic or phosphorus is introduced into impurity semiconductor region 12.

【0113】選択MISFETQsのゲート電極11の
上層にはシリコン窒化膜からなるキャップ絶縁膜13が
形成され、さらにその上層をシリコン窒化膜14で覆わ
れる。シリコン窒化膜14は、ゲート電極11の側壁に
も形成され、後に説明する接続孔を形成する際の自己整
合加工に利用される。なお、選択MISFETQsのゲ
ート電極11は、DRAMのワード線として機能するも
のであり、分離領域7の上面にはワード線WLが形成さ
れている。
A cap insulating film 13 made of a silicon nitride film is formed on the upper layer of the gate electrode 11 of the selection MISFET Qs, and the upper layer is covered with a silicon nitride film 14. The silicon nitride film 14 is also formed on the side wall of the gate electrode 11, and is used for a self-alignment process when forming a connection hole described later. The gate electrode 11 of the selection MISFET Qs functions as a word line of the DRAM, and a word line WL is formed on the upper surface of the isolation region 7.

【0114】一方、nチャネルMISFETQnおよび
pチャネルMISFETQpは、各々p形ウェル3およ
びn形ウェル4の主面上に形成され、ゲート絶縁膜10
を介して形成されたゲート電極11と、ゲート電極11
の両側の各ウェルの主面に形成された不純物半導体領域
15とから構成される。ゲート絶縁膜10およびゲート
電極11は前記と同様である。不純物半導体領域15は
低濃度不純物領域15aと高濃度不純物領域15bとか
らなり、いわゆるLDD(Lightly Doped Drain )構造
を形成している。不純物半導体領域15に導入される不
純物は、MISFETの導電形に応じてn形またはp形
の不純物が導入される。
On the other hand, n-channel MISFET Qn and p-channel MISFET Qp are formed on the main surfaces of p-type well 3 and n-type well 4, respectively.
A gate electrode 11 formed through the gate electrode 11
And impurity semiconductor regions 15 formed on the main surface of each well on both sides of the semiconductor device. The gate insulating film 10 and the gate electrode 11 are the same as described above. The impurity semiconductor region 15 includes a low-concentration impurity region 15a and a high-concentration impurity region 15b, and forms a so-called LDD (Lightly Doped Drain) structure. As the impurity introduced into the impurity semiconductor region 15, an n-type or p-type impurity is introduced depending on the conductivity type of the MISFET.

【0115】nチャネルMISFETQnおよびpチャ
ネルMISFETQpのゲート電極11の上層にはシリ
コン窒化膜からなるキャップ絶縁膜13が形成され、側
面には、たとえばシリコン窒化膜からなるサイドウォー
ルスペーサ16が形成されている。
A cap insulating film 13 made of a silicon nitride film is formed on the gate electrode 11 of the n-channel MISFET Qn and the p-channel MISFET Qp, and a sidewall spacer 16 made of, for example, a silicon nitride film is formed on the side surface. .

【0116】選択MISFETQs、nチャネルMIS
FETQnおよびpチャネルMISFETQpは、層間
絶縁膜17で覆われている。層間絶縁膜17は、たとえ
ばSOG(Spin On Glass )膜17a、TEOS(テト
ラメトキシシラン)を原料ガスとしプラズマCVD法に
より形成されたシリコン酸化膜(以下TEOS酸化膜と
いう)がCMP(Chemical Mechanical Polishing )法
により平坦化されたTEOS酸化膜17bおよびTEO
S酸化膜17c,17dの積層膜とすることができる。
Select MISFET Qs, n-channel MIS
The FET Qn and the p-channel MISFET Qp are covered with an interlayer insulating film 17. The interlayer insulating film 17 is made of, for example, a SOG (Spin On Glass) film 17a and a silicon oxide film (hereinafter referred to as a TEOS oxide film) formed by a plasma CVD method using TEOS (tetramethoxysilane) as a source gas by CMP (Chemical Mechanical Polishing). TEOS oxide film 17b and TEO planarized by
It can be a stacked film of the S oxide films 17c and 17d.

【0117】層間絶縁膜17上にはビット線BLおよび
第1層配線18が形成されている。ビット線BLおよび
第1層配線18は、たとえばチタン膜18a、窒化チタ
ン膜18bおよびタングステン膜18cの積層膜とする
ことができる。これにより、ビット線BLおよび第1層
配線18を低抵抗化してDRAMの性能を向上すること
ができる。また、ビット線BLと第1層配線18とは、
後に説明するように同時に形成される。これにより工程
を簡略化することができる。
The bit line BL and the first layer wiring 18 are formed on the interlayer insulating film 17. The bit line BL and the first layer wiring 18 can be, for example, a laminated film of a titanium film 18a, a titanium nitride film 18b, and a tungsten film 18c. As a result, the resistance of the bit line BL and the first layer wiring 18 can be reduced, and the performance of the DRAM can be improved. The bit line BL and the first layer wiring 18 are
They are formed at the same time as described later. Thereby, the process can be simplified.

【0118】ビット線BLはプラグ19を介して一対の
選択MISFETQsに共有される不純物半導体領域1
2に接続される。プラグ19は、たとえばn形の不純物
が導入された多結晶シリコン膜とすることができる。ま
た、プラグ19とビット線BLとの接続部にはチタンシ
リサイド膜20が形成されている。これによりビット線
BLとプラグ19との間の接続抵抗を低減し、接続信頼
性を向上することができる。
The bit line BL is connected via the plug 19 to the impurity semiconductor region 1 shared by the pair of select MISFETs Qs.
2 is connected. Plug 19 can be, for example, a polycrystalline silicon film into which an n-type impurity has been introduced. Further, a titanium silicide film 20 is formed at a connection between the plug 19 and the bit line BL. Thereby, the connection resistance between the bit line BL and the plug 19 can be reduced, and the connection reliability can be improved.

【0119】本実施の形態のチタンシリサイド膜20に
は、窒素が1原子%〜13原子%の範囲、たとえば1〜
3原子%含まれている。ビット線接続孔BLCTがビッ
ト線BLに対して目開き構造となっていることは前記し
たとおりであるが、本実施の形態では、後に説明するよ
うに、チタンシリサイド膜20に窒素が1〜3原子%含
まれているため、ビット線BLをパターニングする際に
チタンシリサイド膜20がエッチングストッパとして機
能し、プラグ19が過剰エッチングされることがない。
このため、その後の工程における露光焦点あわせに問題
が生じなくなり、工程マージンを増加し、DRAMの信
頼性および歩留まりを向上できる。また、チタンシリサ
イド膜20がエッチングされないため、チタンシリサイ
ド膜20の横方向エッチングが進行せず、ビット線BL
とプラグ19との接続を確実に維持することができる。
すなわち、従来の窒素を含まないチタンシリサイド膜で
は、ビット線BLのパターニングの際にチタンシリサイ
ド膜が過剰にエッチングされ、また横方向にエッチング
されてビット線BLとプラグ19との間に空隙を生じ、
この空隙がビット線BLとプラグ19との接続信頼性を
低下させていたが、本実施の形態ではそのようなことが
生じない。これにより接続信頼性を維持してDRAMの
信頼性を向上できる。
In the titanium silicide film 20 of the present embodiment, nitrogen is in the range of 1 to 13 atomic%, for example, 1 to 13 atomic%.
3 atomic% is contained. As described above, the bit line connection hole BLCT has an aperture structure with respect to the bit line BL. However, in the present embodiment, as described later, nitrogen is contained in the titanium silicide film 20 by 1 to 3 times. Atomic%, the titanium silicide film 20 functions as an etching stopper when patterning the bit line BL, and the plug 19 is not excessively etched.
For this reason, a problem does not occur in the exposure focusing in the subsequent process, the process margin can be increased, and the reliability and yield of the DRAM can be improved. Also, since the titanium silicide film 20 is not etched, the lateral etching of the titanium silicide film 20 does not progress, and the bit line BL
And the plug 19 can be reliably maintained.
That is, in the conventional titanium silicide film containing no nitrogen, the titanium silicide film is excessively etched during the patterning of the bit line BL, and is also etched in the lateral direction to form a gap between the bit line BL and the plug 19. ,
Although this gap reduces the connection reliability between the bit line BL and the plug 19, such a case does not occur in the present embodiment. Thereby, the reliability of the DRAM can be improved while maintaining the connection reliability.

【0120】なお、ここでは、窒素が添加されたチタン
シリサイド膜を例示しているが、酸素、炭素あるいはゲ
ルマニウムが1原子%〜13原子%の範囲で添加されて
いてもよい。また、チタンシリサイドではなく、タング
ステンシリサイド膜であってもよい。この場合窒素、酸
素、炭素またはゲルマニウムが1原子%〜13原子%の
範囲で添加されていることが必要である。また、コバル
トシリサイド膜であってもよい。この場合、窒素、酸
素、炭素またはゲルマニウムの1原子%〜13原子%の
範囲での添加は必須ではない。すなわち、窒素、酸素、
炭素またはゲルマニウムを添加しないコバルトシリサイ
ド膜であっても、ビット線BLのパターニングの際のエ
ッチングストッパの役割を果たすことができる。しか
し、コバルトシリサイド膜に1原子%〜13原子%の範
囲の窒素、酸素、炭素またはゲルマニウムを添加すれ
ば、エッチング耐性はさらに良好になる。これらチタン
またはタングステンのシリサイド膜に窒素、酸素、炭素
またはゲルマニウムを添加して、あるいはコバルトシリ
サイド膜、またはコバルトシリサイド膜に窒素、酸素、
炭素またはゲルマニウムを添加して、耐エッチング性が
向上することは本発明者らの実験検討に基づくものであ
る。実験検討の結果によれば、窒素、酸素、炭素または
ゲルマニウムを添加することによりエッチング速度が3
分の2程度に減少する。
Although the titanium silicide film to which nitrogen is added is illustrated here, oxygen, carbon, or germanium may be added in a range of 1 to 13 atomic%. Also, instead of titanium silicide, a tungsten silicide film may be used. In this case, it is necessary that nitrogen, oxygen, carbon or germanium is added in a range of 1 atomic% to 13 atomic%. Further, it may be a cobalt silicide film. In this case, the addition of nitrogen, oxygen, carbon or germanium in the range of 1 to 13 atomic% is not essential. That is, nitrogen, oxygen,
Even a cobalt silicide film to which carbon or germanium is not added can function as an etching stopper when patterning the bit line BL. However, if nitrogen, oxygen, carbon or germanium in the range of 1 atomic% to 13 atomic% is added to the cobalt silicide film, the etching resistance is further improved. Nitrogen, oxygen, carbon or germanium is added to these titanium or tungsten silicide films, or cobalt, silicide films, or nitrogen, oxygen,
The fact that the etching resistance is improved by adding carbon or germanium is based on experimental studies by the present inventors. According to the results of the experimental study, the addition of nitrogen, oxygen, carbon, or germanium can increase the etching rate by 3%.
It is reduced to about two-thirds.

【0121】なお、後に説明するように、シリサイド膜
の形成時に酸素あるいは炭素が自然に混入される場合も
ある。すなわち原料ガスに酸素または炭素を含む有機ガ
ス等を用いる場合、あるいはシリコン表面に形成された
酸化膜(シリコン酸化膜)中の酸素がシリサイドアニー
ル時にチタン等が還元してシリサイド膜中に取り込まれ
る場合等がある。本実施の形態のシリサイド膜では、こ
のような自然に酸素あるいは炭素が混入されるプロセス
を用いて1原子%〜13原子%の不純物を混入させても
良い。
As will be described later, oxygen or carbon may be naturally mixed in during the formation of the silicide film. That is, when an organic gas containing oxygen or carbon is used as a source gas, or when oxygen in an oxide film (silicon oxide film) formed on a silicon surface is reduced by titanium or the like during silicide annealing and taken into the silicide film. Etc. In the silicide film of the present embodiment, 1 atomic% to 13 atomic% of impurities may be mixed by using such a process in which oxygen or carbon is mixed naturally.

【0122】第1層配線18は、接続孔21を介してn
チャネルMISFETQnおよびpチャネルMISFE
TQpの不純物半導体領域15に接続される。また、第
1層配線18と不純物半導体領域15との接続部にはチ
タンシリサイド膜20が形成されている。これにより第
1層配線18と不純物半導体領域15との間の接続抵抗
を低減し、接続信頼性を向上することができる。
The first layer wiring 18 is connected to the n
Channel MISFET Qn and p channel MISFE
It is connected to impurity semiconductor region 15 of TQp. Further, a titanium silicide film 20 is formed at a connection portion between the first-layer wiring 18 and the impurity semiconductor region 15. Thereby, the connection resistance between the first layer wiring 18 and the impurity semiconductor region 15 can be reduced, and the connection reliability can be improved.

【0123】第1層配線18と不純物半導体領域15と
の接続部に形成されるチタンシリサイド膜20も前記と
同様、1原子%〜13原子%の範囲、たとえば1〜3原
子%の窒素を含むものである。このように窒素を含むチ
タンシリサイド膜20を用いることにより、接続部での
耐熱性を向上できる。この場合も窒素の含有量は1原子
%〜3原子%が好適である。耐熱性の劣化は、接続部で
の接触抵抗の増加、あるいはリーク電流の増大として観
測されるが、本実施の形態の窒素を含むチタンシリサイ
ド膜20を用いれば、このような接触抵抗の増加あるい
はリーク電流の増大が発生しない。これも発明者らの実
験検討の結果得られた知見に基づく。
Similarly to the above, the titanium silicide film 20 formed at the connection between the first layer wiring 18 and the impurity semiconductor region 15 also contains 1 to 13 atomic%, for example, 1 to 3 atomic% of nitrogen. It is a thing. By using the titanium silicide film 20 containing nitrogen as described above, the heat resistance at the connection portion can be improved. Also in this case, the content of nitrogen is preferably 1 to 3 atomic%. The deterioration of the heat resistance is observed as an increase in the contact resistance at the connection portion or an increase in the leakage current. However, if the titanium silicide film 20 containing nitrogen of the present embodiment is used, such an increase in the contact resistance or No increase in leakage current occurs. This is also based on the knowledge obtained as a result of the inventors' experimental study.

【0124】なお、第1層配線18と不純物半導体領域
15との接続部のチタンシリサイド膜20も前記と同様
に酸素、炭素またはゲルマニウムが1原子%〜13原子
%の範囲で添加されていてもよい。また、チタンシリサ
イドではなく、タングステンシリサイド膜であってもよ
い。この場合窒素、酸素、炭素またはゲルマニウムが1
原子%〜13原子%の範囲で添加されていることが必要
である。また、コバルトシリサイド膜であってもよい。
この場合、窒素、酸素、炭素またはゲルマニウムの1原
子%〜13原子%の範囲での添加は必須ではない。すな
わち、窒素、酸素、炭素またはゲルマニウムを添加しな
いコバルトシリサイド膜であっても、接続部での耐熱性
が向上する。しかし、コバルトシリサイド膜に1原子%
〜13原子%の範囲の窒素、酸素、炭素またはゲルマニ
ウムを添加すれば、耐熱性はさらに良好になる。
Note that the titanium silicide film 20 at the connection between the first layer wiring 18 and the impurity semiconductor region 15 also contains oxygen, carbon or germanium in the range of 1 to 13 atomic% as described above. Good. Also, instead of titanium silicide, a tungsten silicide film may be used. In this case, nitrogen, oxygen, carbon or germanium
It must be added in the range of atomic% to 13 atomic%. Further, it may be a cobalt silicide film.
In this case, the addition of nitrogen, oxygen, carbon or germanium in the range of 1 to 13 atomic% is not essential. That is, even with a cobalt silicide film to which nitrogen, oxygen, carbon, or germanium is not added, the heat resistance at the connection portion is improved. However, 1 atomic% in the cobalt silicide film
If nitrogen, oxygen, carbon or germanium in the range of 1313 atomic% is added, the heat resistance is further improved.

【0125】このような耐熱性の向上は、後に説明する
ように、キャパシタCの容量絶縁膜を形成する際の熱処
理において接続部の劣化が発生せず、容量絶縁膜の形成
に熱処理上の制限がかからなくなる点で有意義である。
このため、高い蓄積容量のキャパシタCを実現しつつ、
前記接続部での接触抵抗の上昇、リーク電流の上昇を抑
制できる。
As will be described later, such an improvement in heat resistance can be achieved by preventing the connection portion from deteriorating in the heat treatment for forming the capacitor insulating film of the capacitor C, and by limiting the heat treatment to the formation of the capacitor insulating film. It is significant in that it is no longer applied.
Therefore, while realizing the capacitor C having a high storage capacity,
An increase in contact resistance and an increase in leak current at the connection portion can be suppressed.

【0126】ビット線BLおよび第1層配線18(M
1)はシリコン窒化膜からなるキャップ絶縁膜22aお
よびサイドウォールスペーサ22bで覆われ、さらに層
間絶縁膜23で覆われている。層間絶縁膜23は、たと
えばSOG膜23a、CMP法により平坦化されたTE
OS酸化膜23b、TEOS酸化膜23cの積層膜とす
ることができる。
The bit line BL and the first layer wiring 18 (M
1) is covered with a cap insulating film 22a made of a silicon nitride film and a sidewall spacer 22b, and further covered with an interlayer insulating film 23. The interlayer insulating film 23 is made of, for example, an SOG film 23a, a TE planarized by a CMP method.
It can be a laminated film of the OS oxide film 23b and the TEOS oxide film 23c.

【0127】層間絶縁膜23の上層のA領域には情報蓄
積用のキャパシタCが形成されている。また、B領域の
層間絶縁膜23の上層にはキャパシタCと同層に絶縁膜
24が形成されている。絶縁膜24はたとえばシリコン
酸化膜とすることができ、キャパシタCと同層に形成す
ることによりキャパシタCの標高に起因するA領域とB
領域との間の段差の発生を防止することができる。これ
によりフォトリソグラフィの焦点深度に余裕を持たせる
ことができ、工程を安定にして微細加工に対応すること
ができる。
A capacitor C for storing information is formed in the region A in the upper layer of the interlayer insulating film 23. An insulating film 24 is formed on the interlayer insulating film 23 in the region B in the same layer as the capacitor C. The insulating film 24 can be, for example, a silicon oxide film. When the insulating film 24 is formed in the same layer as the capacitor C, the region A and the region B
It is possible to prevent the occurrence of a step with the region. As a result, a sufficient depth of focus can be provided for photolithography, and the process can be stabilized to cope with fine processing.

【0128】キャパシタCは、選択MISFETQsの
ビット線BLに接続される不純物半導体領域12とは逆
の不純物半導体領域12に接続されるプラグ25に、プ
ラグ26を介して接続される下部電極27と、たとえば
シリコン窒化膜および酸化タンタルからなる容量絶縁膜
28と、たとえば窒化チタンからなるプレート電極29
とから構成される。
The capacitor C includes a lower electrode 27 connected via a plug 26 to a plug 25 connected to the impurity semiconductor region 12 opposite to the impurity semiconductor region 12 connected to the bit line BL of the selection MISFET Qs; A capacitance insulating film 28 made of, for example, a silicon nitride film and tantalum oxide, and a plate electrode 29 made of, for example, titanium nitride
It is composed of

【0129】キャパシタCの上層には、たとえばTEO
S酸化膜からなる絶縁膜30を介して第2層配線31
(M2)が形成されている。第2層配線31は、たとえ
ばチタン膜31a、アルミニウム膜31bおよび窒化チ
タン膜31cの積層膜とすることができる。
In the upper layer of capacitor C, for example, TEO
Second layer wiring 31 via insulating film 30 made of S oxide film
(M2) is formed. The second layer wiring 31 can be a laminated film of, for example, a titanium film 31a, an aluminum film 31b, and a titanium nitride film 31c.

【0130】第2層配線31は、プラグ32を介して第
1層配線18に接続される。プラグ32は、たとえばチ
タン膜および窒化チタンの積層膜からなる接着層32a
とCVD法によるタングステン膜32bお積層膜とする
ことができる。
The second layer wiring 31 is connected to the first layer wiring 18 via the plug 32. The plug 32 has an adhesive layer 32a made of a laminated film of, for example, a titanium film and titanium nitride.
And a tungsten film 32b formed by a CVD method.

【0131】第2層配線31は、層間絶縁膜33で覆わ
れ、層間絶縁膜33の上層には第2層配線31と同様な
第3層配線34(M3)が形成されている。層間絶縁膜
33は、たとえばTEOS酸化膜33a、SOG膜33
bおよびTEOS酸化膜33cの積層膜とすることがで
きる。また、第3層配線34と第2層配線31とはプラ
グ32と同様なプラグ35により接続されている。
The second layer wiring 31 is covered with an interlayer insulating film 33, and a third layer wiring 34 (M 3) similar to the second layer wiring 31 is formed above the interlayer insulating film 33. The interlayer insulating film 33 includes, for example, a TEOS oxide film 33a and an SOG film 33.
b and a laminated film of the TEOS oxide film 33c. The third-layer wiring 34 and the second-layer wiring 31 are connected by a plug 35 similar to the plug 32.

【0132】次に、本実施の形態のDRAMの製造方法
を図5〜図18を用いて工程順に説明する。図5〜図1
8は本発明の一実施の形態のDRAMの製造方法の一例
を工程順に示した断面図である。
Next, a method of manufacturing the DRAM of this embodiment will be described in the order of steps with reference to FIGS. 5 to 1
FIG. 8 is a sectional view showing an example of a method of manufacturing a DRAM according to an embodiment of the present invention in the order of steps.

【0133】まず、p形の半導体基板1を用意し、この
半導体基板1の主面に浅溝8を形成する。その後半導体
基板1に熱酸化を施し、シリコン酸化膜9を形成する。
さらにシリコン酸化膜を堆積してこれをCMP法により
研磨して浅溝8内にのみシリコン酸化膜を残し、分離領
域7を形成する。
First, a p-type semiconductor substrate 1 is prepared, and a shallow groove 8 is formed in the main surface of the semiconductor substrate 1. Thereafter, thermal oxidation is performed on the semiconductor substrate 1 to form a silicon oxide film 9.
Further, a silicon oxide film is deposited and polished by the CMP method to leave the silicon oxide film only in the shallow groove 8, thereby forming the isolation region 7.

【0134】次に、フォトレジストをマスクにして不純
物をイオン注入し、p形ウェル2,3、n形ウェル4お
よびディープウェル6を形成する(図5)。
Next, impurities are ion-implanted using the photoresist as a mask to form p-type wells 2 and 3, n-type well 4 and deep well 6 (FIG. 5).

【0135】次に、p形ウェル2,3、n形ウェル4が
形成された活性領域に熱酸化法によりゲート絶縁膜10
を形成し、さらに半導体基板1の全面に不純物がドープ
された多結晶シリコン膜、窒化チタン膜、タングステン
膜およびシリコン窒化膜を順次堆積する。その後、シリ
コン窒化膜、タングステン膜、窒化チタン膜および多結
晶シリコン膜をフォトリソグラフィ技術およびエッチン
グ技術を用いてパターニングし、ゲート電極11(ワー
ド線WL)およびキャップ絶縁膜13を形成する。さら
にキャップ絶縁膜13およびゲート電極11とフォトレ
ジストをマスクとして不純物をイオン注入し、不純物半
導体領域12および低濃度不純物領域15aを形成する
(図6)。
Next, the gate insulating film 10 is formed in the active region where the p-type wells 2 and 3 and the n-type well 4 are formed by thermal oxidation.
Is formed, and a polycrystalline silicon film doped with impurities, a titanium nitride film, a tungsten film, and a silicon nitride film are sequentially deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1. Thereafter, the silicon nitride film, the tungsten film, the titanium nitride film, and the polycrystalline silicon film are patterned by using a photolithography technique and an etching technique, so that a gate electrode 11 (word line WL) and a cap insulating film 13 are formed. Further, impurities are ion-implanted using the cap insulating film 13, the gate electrode 11, and the photoresist as a mask to form an impurity semiconductor region 12 and a low-concentration impurity region 15a (FIG. 6).

【0136】次に、半導体基板1の全面にシリコン窒化
膜(図示せず)を堆積し、メモリセルが形成される領域
(A領域)にのみフォトレジスト膜(図示せず)を形成
する。その後、そのフォトレジスト膜をマスクとして、
前記シリコン窒化膜を異方性エッチングし、A領域の半
導体基板1上にのみシリコン窒化膜14を形成すると同
時にB領域のゲート電極11の側壁にサイドウォールス
ペーサ16を形成する。さらに、サイドウォールスペー
サ16をマスクにして不純物を自己整合的にイオン注入
し、高濃度不純物領域15bを形成する(図7)。
Next, a silicon nitride film (not shown) is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1, and a photoresist film (not shown) is formed only in a region (A region) where a memory cell is to be formed. Then, using the photoresist film as a mask,
The silicon nitride film is anisotropically etched to form a silicon nitride film 14 only on the semiconductor substrate 1 in the region A and, at the same time, a sidewall spacer 16 on the side wall of the gate electrode 11 in the region B. Further, impurities are ion-implanted in a self-aligned manner using the sidewall spacers 16 as a mask to form the high-concentration impurity regions 15b (FIG. 7).

【0137】次に、半導体基板1の全面にSOG膜17
aを塗布し、これをキュアした後、プラズマCVD法に
よりTEOS酸化膜17bを堆積する。このTEOS酸
化膜をCMP法を用いて研磨し、その表面を平坦化す
る。これによりこの後のフォトリソグラフィ工程のフォ
ーカスマージンを向上することができ、微細な接続孔の
開口等が可能となる。表面を洗浄後、さらにTEOS酸
化膜17cを堆積し、層間絶縁膜17を形成する。この
TEOS酸化膜17cは、CMPにより生じたTEOS
酸化膜17b上のスクラッチによる損傷を補修するため
のものである。
Next, the SOG film 17 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1.
After a is applied and cured, a TEOS oxide film 17b is deposited by a plasma CVD method. This TEOS oxide film is polished by the CMP method to flatten the surface. As a result, the focus margin in the subsequent photolithography process can be improved, and a fine connection hole can be formed. After cleaning the surface, a TEOS oxide film 17c is further deposited to form an interlayer insulating film 17. This TEOS oxide film 17c is made of TEOS generated by CMP.
This is for repairing damage due to scratches on the oxide film 17b.

【0138】次に、TEOS酸化膜17c,17bおよ
びSOG膜17aに接続孔を開口し、プラグインプラを
施した後に不純物がドープされた多結晶シリコン膜を堆
積し、この多結晶シリコン膜をCMP法により研磨して
プラグ19,25を形成する(図8)。なお、この接続
孔は、2段階のエッチングにより開口して半導体基板1
の過剰エッチングを防止することができる。
Next, connection holes are opened in the TEOS oxide films 17c and 17b and the SOG film 17a, plug-in implantation is performed, and then a polycrystalline silicon film doped with impurities is deposited, and this polycrystalline silicon film is subjected to CMP. To form plugs 19 and 25 (FIG. 8). This connection hole is opened by two-stage etching to open the semiconductor substrate 1.
Over-etching can be prevented.

【0139】次に、TEOS酸化膜17dを形成した
後、ビット線BLが接続されるプラグ19が露出するよ
うにTEOS酸化膜17dに開口を形成し、nチャネル
MISFETQnおよびpチャネルMISFETQpの
不純物半導体領域15が露出するように層間絶縁膜17
に接続孔21を形成する(図9)。
Next, after forming the TEOS oxide film 17d, an opening is formed in the TEOS oxide film 17d so that the plug 19 to which the bit line BL is connected is exposed, and the impurity semiconductor regions of the n-channel MISFET Qn and the p-channel MISFET Qp are formed. 15 so that the interlayer insulating film 17 is exposed.
A connection hole 21 is formed (FIG. 9).

【0140】次に、半導体基板1の全面にチタン膜18
aを堆積する。この堆積された様子を図10の一部拡大
図に示す(図10)。なお図10〜図13では、左側に
ビット線接続孔BLCTの部分を示し、右側に第1層配
線M1と半導体基板1の主面との接続孔CTの部分を示
している。
Next, a titanium film 18 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1.
a is deposited. This deposited state is shown in a partially enlarged view of FIG. 10 (FIG. 10). 10 to 13, the left side shows the bit line connection hole BLCT, and the right side shows the connection hole CT between the first layer wiring M1 and the main surface of the semiconductor substrate 1.

【0141】チタン膜18aは、1〜3原子%の窒素を
含むように形成する。このような窒素を添加したチタン
膜の堆積は、反応性スパッタ法、あるいはCVD法によ
り行うことができる。反応性スパッタ法による堆積条件
を例示すれば以下の通りである。すなわち、スパッタタ
ーゲットとしてチタン(Ti)を用い、雰囲気ガスとし
て窒素(N2 )ガスおよびアルゴン(Ar)ガスを用い
る。スパッタ圧力は1mTorr〜10mTorr、好
適には3mTorrとすることができる。投入電力とし
ては1kW〜20kW、好適には4kWとすることがで
きる。また、CVD法による堆積条件を例示すれば以下
の通りである。すなわち、CVDガスとしてはTDMA
T(テトラジメチルアミノチタン;Ti(N(CH3
2 4 )あるいはTDEAT(テトラジエチルアミノチ
タン;Ti(N(C2 5 2 4 )等の有機ソースお
よびアンモニア(NH3 )とすることができる。また、
四塩化チタン(TiCl4 )およびアンモニアとするこ
ともできる。形成方法としてはIMP(Ion Metal Plas
ma)法を用いることができる。
The titanium film 18a is formed so as to contain 1 to 3 atomic% of nitrogen. Such a titanium film to which nitrogen is added can be deposited by a reactive sputtering method or a CVD method. The deposition conditions by the reactive sputtering method are as follows, for example. That is, titanium (Ti) is used as a sputtering target, and nitrogen (N 2 ) gas and argon (Ar) gas are used as atmospheric gases. The sputtering pressure can be 1 mTorr to 10 mTorr, preferably 3 mTorr. The input power can be 1 kW to 20 kW, preferably 4 kW. The conditions for deposition by the CVD method are as follows. That is, TDMA is used as the CVD gas.
T (tetradimethylaminotitanium; Ti (N (CH 3 )
2) 4) or TDEAT; can be (tetra diethylamino titanium Ti (N (C 2 H 5) 2) 4) organic source and ammonia, such as (NH 3). Also,
Titanium tetrachloride (TiCl 4 ) and ammonia can also be used. As a forming method, IMP (Ion Metal Plas
ma) method can be used.

【0142】次に、半導体基板1を減圧雰囲気に保持
し、650℃、1分間の熱処理を施して窒素を含むチタ
ン膜18aとプラグ19および半導体基板1とをシリサ
イド化反応させ、チタンシリサイド膜20を形成する
(図11)。このようにして形成したチタンシリサイド
膜20には、窒素が約1〜3原子%含まれることとな
る。
Next, the semiconductor substrate 1 is kept in a reduced pressure atmosphere and subjected to a heat treatment at 650 ° C. for one minute to cause a silicidation reaction between the titanium film 18 a containing nitrogen, the plug 19 and the semiconductor substrate 1, and to form a titanium silicide film 20. Is formed (FIG. 11). The thus formed titanium silicide film 20 contains about 1 to 3 atomic% of nitrogen.

【0143】なお、図では、未反応のチタン膜を残存さ
せているが、これを除去することもできる。未反応チタ
ン膜の除去は、たとえば、アンモニア水と過酸化水素水
とを1:5の体積比で混合した溶液を用いて選択的に除
去することができる。
Although the unreacted titanium film is left in the figure, it can be removed. The unreacted titanium film can be selectively removed using, for example, a solution obtained by mixing aqueous ammonia and aqueous hydrogen peroxide at a volume ratio of 1: 5.

【0144】次に、窒化チタン膜18bを堆積する(図
12)。窒化チタン膜18bはスパッタ法により形成す
ることができる。
Next, a titanium nitride film 18b is deposited (FIG. 12). The titanium nitride film 18b can be formed by a sputtering method.

【0145】次に、タングステン膜18cをブランケッ
トCVD法により堆積する(図13)。ブランケットC
VD法を用いるため、微細な接続孔21であっても良好
にタングステン膜を埋め込むことができる。
Next, a tungsten film 18c is deposited by a blanket CVD method (FIG. 13). Blanket C
Since the VD method is used, the tungsten film can be satisfactorily embedded even in the fine connection hole 21.

【0146】次に、キャップ絶縁膜22aとなるシリコ
ン窒化膜を堆積し、このシリコン窒化膜、タングステン
膜18c、窒化チタン膜18bおよびチタン膜18aを
パターニングする。図14に、図3におけるXIV−X
IV線断面部分の拡大図を示す。(a)は図13の段階
における断面図を示し、(b)はパターニングしてビッ
ト線BLを形成した後を示す。(b)において、ビット
線接続孔BLCTはビット線BLに対して完全に目開き
構造となっている。しかし、本実施の形態では、チタン
シリサイド膜20に窒素を1〜3原子%含むため、タン
グステン膜18c、窒化チタン膜18bおよびチタン膜
18aのパターニングの際にチタンシリサイド膜20が
エッチング耐性を有するため、エッチングされず、プラ
グ19が過剰にエッチングされることも、また、チタン
シリサイド膜20が横方向にエッチングされることもな
い。なお、タングステン膜18cのエッチングには六フ
ッ化硫黄(SF6 )ガスを用いることができ、窒化チタ
ン膜18bのエッチングには塩素(Cl2 )ガスを用い
ることができる。
Next, a silicon nitride film to be the cap insulating film 22a is deposited, and the silicon nitride film, the tungsten film 18c, the titanium nitride film 18b, and the titanium film 18a are patterned. FIG. 14 shows XIV-X in FIG.
An enlarged view of a section taken along the line IV is shown. (A) shows a cross-sectional view at the stage of FIG. 13, and (b) shows a state after patterning to form a bit line BL. In (b), the bit line connection hole BLCT has a completely open structure with respect to the bit line BL. However, in this embodiment, since the titanium silicide film 20 contains 1 to 3 atomic% of nitrogen, the titanium silicide film 20 has etching resistance when patterning the tungsten film 18c, the titanium nitride film 18b, and the titanium film 18a. The plug 19 is not etched excessively, and the titanium silicide film 20 is not etched in the lateral direction. Note that sulfur hexafluoride (SF 6 ) gas can be used for etching the tungsten film 18c, and chlorine (Cl 2 ) gas can be used for etching the titanium nitride film 18b.

【0147】このようなエッチングによりビット線BL
と同時に第1層配線M1(18)も形成される。
The bit line BL is formed by such etching.
At the same time, a first layer wiring M1 (18) is also formed.

【0148】さらにシリコン窒化膜を堆積してこれを異
方性エッチングすることによりサイドウォールスペーサ
22bを形成する(図15)。
Further, a silicon nitride film is deposited and anisotropically etched to form a sidewall spacer 22b (FIG. 15).

【0149】次に、半導体基板1の全面のSOG膜23
aを塗布し、これをキュアした後、プラズマCVD法に
よりTEOS酸化膜23bを堆積する。このTEOS酸
化膜23bをCMP法を用いて研磨し、その表面を平坦
化する。これによりこの後のフォトリソグラフィ工程の
フォーカスマージンを向上することができ、微細な接続
孔の開口等が可能となる。表面を洗浄後、さらにTEO
S酸化膜23cを堆積し、層間絶縁膜23を形成する。
このTEOS酸化膜23cは、CMPにより形成された
TEOS酸化膜23b上のスクラッチを覆うためのもの
である。
Next, the SOG film 23 on the entire surface of the semiconductor substrate 1
After a is applied and cured, a TEOS oxide film 23b is deposited by a plasma CVD method. This TEOS oxide film 23b is polished by the CMP method, and its surface is flattened. As a result, the focus margin in the subsequent photolithography process can be improved, and a fine connection hole can be formed. After cleaning the surface, add TEO
An S oxide film 23c is deposited, and an interlayer insulating film 23 is formed.
This TEOS oxide film 23c is for covering a scratch on the TEOS oxide film 23b formed by CMP.

【0150】次に、層間絶縁膜23に接続孔を開口し、
不純物がドープされた多結晶シリコン膜を堆積し、この
多結晶シリコン膜をCMP法により研磨してプラグ26
を形成する(図16)。
Next, a connection hole is opened in the interlayer insulating film 23,
A polycrystalline silicon film doped with impurities is deposited, and this polycrystalline silicon film is polished by a CMP method to form a plug 26.
Is formed (FIG. 16).

【0151】次に、メモリセルアレイ領域Aにのみシリ
コン窒化膜23dを形成し、絶縁膜24を堆積した後キ
ャパシタCが形成される領域に溝を形成してプラグ26
を露出させ、この溝を覆う多結晶シリコン膜を堆積し、
溝以外の多結晶シリコン膜を除去してキャパシタCの下
部電極27を形成する。その後、メモリセルアレイ領域
Aの絶縁膜24および下部電極27の内部に形成された
絶縁膜をウエットエッチングにより除去し、下部電極2
7を円筒形状に露出する。なお、この際、シリコン窒化
膜23dをウェットエッチングのマスクとすることがで
きる。その後、下部電極27表面を窒化または酸窒化処
理した後酸化タンタル膜を堆積する。ここで酸化タンタ
ル膜に熱処理を施して酸化タンタル膜を結晶化し、より
強固な誘電体とし、容量絶縁膜28を形成する。なお、
この酸化タンタル膜の焼成熱処理において、前記した接
続孔21底部での耐熱性が主に問題となる。しかし、本
実施の形態1ではすでに説明した方策を講じているた
め、このような熱処理を行っても、リーク電流の発生、
接触抵抗の増加等の問題は生じない。さらに、窒化チタ
ン膜を堆積してこれをパターニングし、プレート電極2
9を形成する(図17)。
Next, a silicon nitride film 23d is formed only in the memory cell array region A, an insulating film 24 is deposited, a groove is formed in a region where the capacitor C is formed, and a plug 26 is formed.
And depositing a polycrystalline silicon film covering this groove,
The lower electrode 27 of the capacitor C is formed by removing the polycrystalline silicon film other than the groove. After that, the insulating film formed in the insulating film 24 and the lower electrode 27 in the memory cell array region A is removed by wet etching.
7 is exposed in a cylindrical shape. At this time, the silicon nitride film 23d can be used as a mask for wet etching. Thereafter, the surface of the lower electrode 27 is nitrided or oxynitrided, and then a tantalum oxide film is deposited. Here, a heat treatment is performed on the tantalum oxide film to crystallize the tantalum oxide film to make a stronger dielectric, thereby forming the capacitor insulating film 28. In addition,
In the heat treatment for baking the tantalum oxide film, the heat resistance at the bottom of the connection hole 21 is mainly a problem. However, in the first embodiment, since the measures already described are taken, even if such a heat treatment is performed, generation of a leak current,
Problems such as an increase in contact resistance do not occur. Further, a titanium nitride film is deposited and patterned, and a plate electrode 2
9 (FIG. 17).

【0152】次に、TEOS酸化膜を半導体基板1の全
面に堆積して絶縁膜30とし、直接周辺回路領域Bおよ
び間接周辺回路領域Cに第1層配線18に接続される接
続項を開口し、プラグ32を形成する。プラグ32は、
チタンおよび窒化チタンの積層膜を半導体基板の全面に
堆積し、さらにブランケットCVD法によりタングステ
ン膜を堆積して、その後タングステン膜、窒化チタン膜
およびチタン膜をエッチバックすることにより形成する
ことができる。なお、チタンおよび窒化チタンはスパッ
タ法により形成することができるが、CVD法により形
成することもできる。さらに、半導体基板1の全面にチ
タン膜31a、アルミニウム膜31bおよび窒化チタン
膜31cをスパッタ法により堆積し、これをパターニン
グして第2層配線31を形成する(図18)。
Next, a TEOS oxide film is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 to form an insulating film 30, and a connection item connected to the first layer wiring 18 is opened in the direct peripheral circuit region B and the indirect peripheral circuit region C. , Plug 32 is formed. The plug 32
It can be formed by depositing a stacked film of titanium and titanium nitride over the entire surface of the semiconductor substrate, further depositing a tungsten film by a blanket CVD method, and then etching back the tungsten film, the titanium nitride film, and the titanium film. Note that titanium and titanium nitride can be formed by a sputtering method, but can also be formed by a CVD method. Further, a titanium film 31a, an aluminum film 31b, and a titanium nitride film 31c are deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by a sputtering method, and are patterned to form the second layer wiring 31 (FIG. 18).

【0153】最後に、TEOS酸化膜33a、SOG膜
33bおよびTEOS酸化膜33cを堆積して層間絶縁
膜33を形成し、第2層配線31と同様にプラグ35を
形成し、さらに第3層配線34を形成して、図2に示す
DRAMがほぼ完成する。
Finally, a TEOS oxide film 33a, an SOG film 33b and a TEOS oxide film 33c are deposited to form an interlayer insulating film 33, a plug 35 is formed in the same manner as the second layer wiring 31, and a third layer wiring is formed. 34 is formed, and the DRAM shown in FIG. 2 is almost completed.

【0154】本実施の形態1のDRAMによれば、チタ
ンシリサイド膜20に窒素を含んでいるため、ビット線
BLのパターニングの際に、ビット線接続孔BLCTが
目開き構造であってもチタンシリサイド膜20をエッチ
ングストッパとして機能させ、プラグ19の過剰エッチ
ング、チタンシリサイド膜20の横方向エッチングが生
じない。このため、その後の可能工程を容易にし、ビッ
ト線BLとプラグ19との接続信頼性を向上してDRA
Mの信頼性および歩留まりを向上できる。
According to the DRAM of the first embodiment, since the titanium silicide film 20 contains nitrogen, when the bit line BL is patterned, the titanium silicide film 20 contains titanium silicide even if the bit line connection hole BLCT has an opening structure. The film 20 functions as an etching stopper, so that excessive etching of the plug 19 and lateral etching of the titanium silicide film 20 do not occur. Therefore, the following possible steps are facilitated, the connection reliability between the bit line BL and the plug 19 is improved, and the DRA
The reliability and yield of M can be improved.

【0155】また、接続孔21(CT)の下部でのチタ
ンシリサイド膜20に窒素を含んでいるため、接続孔底
部の耐熱性が向上し、容量絶縁膜28の形成の際に高温
度を加えても第1層配線M1と半導体基板1との接続部
分の接続抵抗の増加およびリーク電流の上昇は発生しな
い。この状況をデータを用いて説明する。図19および
図20は、本発明者らによって検討された実験結果を示
すグラフであり、図19は、窒素含有量に対するコンタ
クト抵抗(接触抵抗)の変化を、図20は、窒素含有量
に対するリーク電流の変化を示している。図19および
図20において(a)はn形基板の場合、(b)はp形
基板の場合を示している。
Since the titanium silicide film 20 below the connection hole 21 (CT) contains nitrogen, the heat resistance at the bottom of the connection hole is improved, and a high temperature is applied when forming the capacitor insulating film 28. However, an increase in the connection resistance and an increase in the leak current at the connection portion between the first layer wiring M1 and the semiconductor substrate 1 do not occur. This situation will be described using data. FIGS. 19 and 20 are graphs showing experimental results examined by the present inventors. FIG. 19 shows changes in contact resistance (contact resistance) with respect to nitrogen content, and FIG. 20 shows leakage with respect to nitrogen content. The change in current is shown. 19A and 20A show the case of an n-type substrate, and FIG. 19B shows the case of a p-type substrate.

【0156】図から明らかなとおり、窒素が含有されな
いチタンシリサイド膜の場合(窒素含有量0%のとき)
コンタクト抵抗およびリーク電流が大きくなり、窒素含
有量の増加とともにコンタクト抵抗およびリーク電流は
低下している。ただし、窒素含有量が13%を越えるあ
たりからコンタクト抵抗、リーク電流ともに上昇してお
り、あまり大きな窒素含有量では効果が得られないこと
がわかる。したがって、窒素含有量には最適値が存在
し、1原子%〜13原子%、好ましくは1原子%〜3原
子%がその範囲といえる。
As is clear from the figure, in the case of a titanium silicide film containing no nitrogen (when the nitrogen content is 0%)
The contact resistance and the leak current increase, and the contact resistance and the leak current decrease as the nitrogen content increases. However, the contact resistance and the leak current both increased from about the nitrogen content exceeding 13%, and it can be seen that the effect was not obtained with an excessively large nitrogen content. Therefore, there is an optimum value for the nitrogen content, and it can be said that the range is 1 atomic% to 13 atomic%, preferably 1 atomic% to 3 atomic%.

【0157】なお、本実施の形態ではビット線BLおよ
び第1層配線18(M1)の材料として窒化チタンおよ
びタングステンの場合を例示したが、窒化チタン膜の単
層膜であってもよい。この場合、チタンシリサイド膜2
0は窒化チタン膜のエッチングガスであるフッ素系ガス
に曝されるが、窒素を含むチタンシリサイド膜20であ
るためエッチング耐性を有し、問題はない。ただし、コ
バルトシリサイド、あるいはタングステンシリサイドで
ある方が効果が大きい。
In the present embodiment, the case where the material of the bit line BL and the first layer wiring 18 (M1) is titanium nitride and tungsten is illustrated, but a single layer film of a titanium nitride film may be used. In this case, the titanium silicide film 2
Numeral 0 is exposed to a fluorine-based gas which is an etching gas for a titanium nitride film. However, since the titanium silicide film 20 contains nitrogen, it has etching resistance, and there is no problem. However, cobalt silicide or tungsten silicide is more effective.

【0158】また、ビット線BLおよび第1層配線18
が窒化チタンおよびタングステンの場合であっても、コ
バルトシリサイド、あるいは窒素、酸素、炭素またはゲ
ルマニウムを含んだコバルトシリサイドである方がエッ
チング耐性に優れ、好ましい。
The bit line BL and the first layer wiring 18
Is titanium nitride and tungsten, it is preferable to use cobalt silicide or cobalt silicide containing nitrogen, oxygen, carbon or germanium because of its excellent etching resistance.

【0159】(実施の形態2)図21〜図23は、本発
明の他の実施の形態であるDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。図21〜図23では、左側に
ビット線接続孔BLCTの部分を示し、右側に第1層配
線M1と半導体基板1の主面との接続孔CTの部分を示
している。
(Embodiment 2) FIGS. 21 to 23 are enlarged sectional views showing an example of a method of manufacturing a DRAM according to another embodiment of the present invention. 21 to 23, the left side shows the portion of the bit line connection hole BLCT, and the right side shows the portion of the connection hole CT between the first layer wiring M1 and the main surface of the semiconductor substrate 1.

【0160】本実施の形態のDRAMは、実施の形態1
のDRAMとは、ビット線BLおよび第1層配線の構
造、ビット線接続孔BLCTおよび接続孔21に形成さ
れるプラグを有する点で異なるが、その他の構成および
製造方法は同様である。したがって、以下では、その相
違する点についてのみ説明する。
The DRAM of the present embodiment is similar to the DRAM of the first embodiment.
The DRAM is different from the DRAM in that the structure of the bit line BL and the first layer wiring, the bit line connection hole BLCT and the plug formed in the connection hole 21 are provided, but other configurations and manufacturing methods are the same. Therefore, only the differences will be described below.

【0161】本実施の形態のDRAMの製造方法は、実
施の形態1のDRAMの図13における製造方法までは
ほぼ同様である。ただし、本実施の形態におけるチタン
シリサイド膜20には、窒素、酸素、炭素またはゲルマ
ニウムを含む必要はない。もちろん、実施の形態1と同
様に窒素、酸素、炭素またはゲルマニウムを含んでもよ
く、また、コバルトシリサイド、タングステンシリサイ
ドであってもよい。
The method of manufacturing the DRAM of the present embodiment is almost the same as the method of manufacturing the DRAM of the first embodiment shown in FIG. However, the titanium silicide film 20 in the present embodiment does not need to contain nitrogen, oxygen, carbon, or germanium. Needless to say, nitrogen, oxygen, carbon, or germanium may be contained as in Embodiment 1, and cobalt silicide or tungsten silicide may be used.

【0162】実施の形態1における図13のようにタン
グステン膜18cを堆積した後、タングステン膜18
c、窒化チタン膜18bおよびチタン膜18aをエッチ
バックして、ビット線接続孔BLCTおよび接続孔21
以外の前記積層膜を除去する。これにより、ビット線接
続孔BLCTにビット線プラグBPおよび接続孔21に
配線プラグCTPを形成する(図21)。エッチバック
には、エッチバック法あるいはCMP法を用いることが
できる。
After the tungsten film 18c is deposited as shown in FIG.
c, the titanium nitride film 18b and the titanium film 18a are etched back, and the bit line connection hole BLCT and the connection hole 21 are etched.
Other than the above-mentioned laminated film is removed. Thus, the bit line plug BP is formed in the bit line connection hole BLCT and the wiring plug CTP is formed in the connection hole 21 (FIG. 21). For the etch back, an etch back method or a CMP method can be used.

【0163】なお、CMP法を用いて、ビット線プラグ
BPおよび配線プラグCTPを形成する場合には、ビッ
ト線接続孔BLCTおよび接続孔21が形成されるTE
OS酸化膜17dの表面が平坦化されている必要があ
る。また、プラグ19、25が形成されるTEOS酸化
膜17cの表面も平坦化されていることが好ましい。こ
のように下地あるいはビット線プラグBPおよび配線プ
ラグCTPが形成される層が平坦化されていることによ
り、ビット線プラグBPおよび配線プラグCTPを形成
するための各導電膜の膜厚を低減し、また、研磨膜厚を
少なくして研磨工程における工程負担を低減できる。
When the bit line plug BP and the wiring plug CTP are formed by using the CMP method, the TE in which the bit line connection hole BLCT and the connection hole 21 are formed is formed.
The surface of the OS oxide film 17d needs to be flattened. Further, it is preferable that the surface of the TEOS oxide film 17c on which the plugs 19 and 25 are formed is also flattened. Since the underlying layer or the layer on which the bit line plug BP and the wiring plug CTP are formed is planarized, the thickness of each conductive film for forming the bit line plug BP and the wiring plug CTP is reduced, In addition, the polishing load can be reduced by reducing the polishing film thickness.

【0164】次に、半導体基板1の全面に金属膜Mを堆
積し(図22)、その後、金属膜Mをパターニングして
ビット線BLおよび第1層配線M1を形成する(図2
3)。金属膜Mとしてはたとえばタングステン、または
モリブデンの単層膜を用いることができる。
Next, a metal film M is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 (FIG. 22), and thereafter, the metal film M is patterned to form a bit line BL and a first layer wiring M1 (FIG. 2).
3). As the metal film M, for example, a single-layer film of tungsten or molybdenum can be used.

【0165】この後の工程は実施の形態1と同様であ
る。
The subsequent steps are the same as in the first embodiment.

【0166】本実施の形態のDRAMによれば、ビット
線プラグBPを形成しているため、金属膜Mのパターニ
ングの際に、ビット線プラグBPが一種のマスクの役割
をし、チタンシリサイド膜20、プラグ19までエッチ
ングされることがない。これにより、ビット線BLが目
開き構造であっても、プラグ19の過剰なエッチングお
よびチタンシリサイド膜20の横方向エッチングを防止
することができる。すなわち、ビット線BLがタングス
テン膜からなる単層膜である場合には、ビット線プラグ
BPがタングステンを含むものであるとき、ビット線プ
ラグBPのタングステン部分をエッチングしてしまうこ
ととなる。ところが、この後に説明するように、ビット
線BLの膜厚を薄くすることができるため、ビット線B
Lとなる金属膜Mのエッチングの際のオーバーエッチン
グは、その膜厚に応じた量だけ行えばよい。つまり、膜
厚が薄いことから金属膜Mのオーバーエッチング量は少
なくてもよい。このため、金属膜Mのエッチングの際に
下地であるビット線プラグBPがタングステンを含んで
もこのタングステンのエッチング量は少なく、プラグ底
部にエッチングが到達することはない。この結果、シリ
サイド層の過剰なエッチングは防止される。
According to the DRAM of this embodiment, since the bit line plug BP is formed, the bit line plug BP functions as a kind of mask when patterning the metal film M, and the titanium silicide film 20 is formed. And the plug 19 is not etched. Thus, even if the bit line BL has an aperture structure, excessive etching of the plug 19 and lateral etching of the titanium silicide film 20 can be prevented. That is, when the bit line BL is a single-layer film made of a tungsten film, the tungsten portion of the bit line plug BP is etched when the bit line plug BP contains tungsten. However, as described later, since the thickness of the bit line BL can be reduced, the bit line B
The overetching at the time of etching the metal film M to be L may be performed by an amount corresponding to the film thickness. That is, since the film thickness is small, the amount of overetching of the metal film M may be small. For this reason, even when the bit line plug BP serving as the base contains tungsten when etching the metal film M, the etching amount of the tungsten is small and the etching does not reach the plug bottom. As a result, excessive etching of the silicide layer is prevented.

【0167】また、ビット線BLがモリブデンで構成さ
れる場合は、ビット線BLとなる金属膜Mのエッチング
を、モリブデンのエッチング速度がタングステンのエッ
チング速度より高くなる条件を選択して行うことによ
り、ビット線プラグBPに対して選択的に金属膜Mのエ
ッチングを行うことができる。つまり、ビット線プラグ
BPを金属膜Mのエッチングストッパとして機能させる
ことができる。これにより、ビット線BLがビット線プ
ラグBPにたいして目開き構造であっても、ビット線プ
ラグBPをエッチングすることなく、シリサイド膜のエ
ッチングを防止することができる。
When the bit line BL is made of molybdenum, the metal film M serving as the bit line BL is etched under a condition that the etching rate of molybdenum is higher than that of tungsten. The metal film M can be selectively etched with respect to the bit line plug BP. That is, the bit line plug BP can function as an etching stopper for the metal film M. Thereby, even if the bit line BL has an opening structure with respect to the bit line plug BP, the etching of the silicide film can be prevented without etching the bit line plug BP.

【0168】また、ビット線BLをタングステン単層膜
で構成するため、ビット線BLのp低抵抗化を図ること
ができる。すなわち、従来は、接続孔への埋め込み性の
関係から窒化チタン膜を使用せざるを得なかったが、本
実施の形態では、接続孔をプラグで埋め込むため、ビッ
ト線BLは窒化チタン膜と比較して低抵抗なタングステ
ン膜のみとすることができる。窒化チタン膜は加工に困
難性をともなうため、加工容易なタングステン膜のみで
ビット線BLを構成することは、加工性の点からも有効
である。
In addition, since the bit line BL is formed of a tungsten single layer film, the resistance of the bit line BL can be reduced. In other words, in the past, a titanium nitride film had to be used due to the embedding property in the connection hole. However, in this embodiment, the bit line BL is compared with the titanium nitride film because the connection hole is filled with a plug. Thus, only a low-resistance tungsten film can be obtained. Since the titanium nitride film has difficulty in processing, it is effective from the viewpoint of workability to form the bit line BL only with the tungsten film which is easy to process.

【0169】また、ビット線接続孔BLCTにはあらか
じめビット線プラグBPが形成されているため、金属膜
Mによってビット線接続孔BLCTを埋め込む必要がな
く、そのため、金属膜Mの膜厚を薄くすることができ
る。この結果、ビット線BL間の容量を低減して、蓄積
電荷の検出感度を向上できる。たとえば、接続孔の口径
を300nmとすれば、従来は金属膜Mの膜厚として1
50nm以上が必要であった。しかし、本実施の形態で
は、150nm以下にすることが可能であり、かつ、導
電率の高いタングステン膜からなるため、より薄膜化す
ることが可能である。
Since the bit line plug BP is formed in the bit line connection hole BLCT in advance, it is not necessary to bury the bit line connection hole BLCT with the metal film M. Therefore, the thickness of the metal film M is reduced. be able to. As a result, the capacitance between the bit lines BL can be reduced, and the detection sensitivity of the stored charge can be improved. For example, if the diameter of the connection hole is 300 nm, conventionally, the thickness of the metal film M is 1
50 nm or more was required. However, in this embodiment mode, the thickness can be reduced to 150 nm or less and a tungsten film having high conductivity can be used, so that the thickness can be further reduced.

【0170】ビット線BLの形状は図3に示すように、
直線形状であり、且つ、近接して配置されている。この
ように近接されているのは、メモリセル領域では最小加
工寸法でパターニングされるためであり、パターン幅も
ほぼ最小加工寸法で形成される。ビット線BLが直線形
状であるためそのフォトリソグラフィの解像度が向上し
ビット線BLの幅を狭めてビット線BL間の容量を低減
できる効果は実施の形態1に記載した通りであるが、さ
らに容量を低減しようとすればフォトリソグラフィの解
像度で制限される限界が自ずと存在する。このため、ビ
ット線BL間の間隔を広げることによるビット線BL間
の線間容量の低減は困難である。これに対し、本実施の
形態ではビット線BLの厚さを低減することによる容量
低減を達成するものであり、実施の形態1以上の容量低
減の効果が期待できる。
The shape of the bit line BL is as shown in FIG.
It has a linear shape and is arranged close to. This close proximity is because the memory cell region is patterned with the minimum processing size, and the pattern width is also formed with the minimum processing size. Since the bit line BL has a linear shape, the resolution of photolithography is improved, and the effect of reducing the width of the bit line BL and reducing the capacitance between the bit lines BL is as described in the first embodiment. There is naturally a limit imposed by the resolution of photolithography in an attempt to reduce the resolution. For this reason, it is difficult to reduce the line capacitance between the bit lines BL by increasing the interval between the bit lines BL. On the other hand, in the present embodiment, the capacitance is reduced by reducing the thickness of the bit line BL, and the effect of the capacitance reduction of the first embodiment or more can be expected.

【0171】なお、図24に示すように、ビット線プラ
グBPには、前記した窒化チタンとタングステンの積層
膜に代えて窒化チタン膜50を用いることができる。こ
の場合には、ビット線BLを構成するタングステン膜に
対して窒化チタン膜50はエッチング選択比が大きいた
め、窒化チタン膜50からなるビット線プラグBPをビ
ット線BLのパターニングの際のエッチングストッパに
用いることができる。このようなエッチングは、SF6
をエッチングガスに用いて実現できる。このような場
合、ビット線BLの加工マージンを増加することができ
る。また、窒化チタン膜50は、窒化タングステン膜に
代えても良い。この場合も、窒化タングステン膜をビッ
ト線BLを構成するタングステンのエッチングの際のエ
ッチングストッパに用いることができる。
As shown in FIG. 24, a titanium nitride film 50 can be used for the bit line plug BP instead of the above-described laminated film of titanium nitride and tungsten. In this case, since the titanium nitride film 50 has a large etching selectivity with respect to the tungsten film constituting the bit line BL, the bit line plug BP made of the titanium nitride film 50 is used as an etching stopper when patterning the bit line BL. Can be used. Such etching is performed by SF 6
Is used as an etching gas. In such a case, the processing margin of the bit line BL can be increased. Further, the titanium nitride film 50 may be replaced with a tungsten nitride film. Also in this case, the tungsten nitride film can be used as an etching stopper when etching the tungsten constituting the bit line BL.

【0172】また、ビット線プラグBPを窒化チタンお
よびタングステンの積層膜、あるいは窒化チタン膜、窒
化タングステン膜で構成する場合、ビット線BLがモリ
ブデンで構成される場合には、モリブデン膜をエッチン
グする際のエッチングストッパとして機能させることが
できることは勿論である。
When the bit line plug BP is made of a laminated film of titanium nitride and tungsten, or a titanium nitride film or a tungsten nitride film, and when the bit line BL is made of molybdenum, the bit line plug BP is etched. Of course, it can function as an etching stopper.

【0173】(実施の形態3)図25〜図28は、本発
明のさらに他の実施の形態であるDRAMの製造方法の
一例を示した拡大断面図である。
(Embodiment 3) FIGS. 25 to 28 are enlarged sectional views showing an example of a method of manufacturing a DRAM according to still another embodiment of the present invention.

【0174】本実施の形態の製造方法は、実施の形態1
の図9までの製造方法とほぼ同様である。ただし、TE
OS酸化膜17dの膜厚を若干厚めに形成している(図
25)。
The manufacturing method of the present embodiment is similar to that of the first embodiment.
Are substantially the same as those shown in FIG. However, TE
The OS oxide film 17d is formed slightly thicker (FIG. 25).

【0175】次に、チタン膜18aを堆積し、実施の形
態1と同様に熱処理してチタンシリサイド膜20を形成
し、窒化チタン膜18bを堆積する(図26)。ここで
チタンシリサイド膜20に窒素あるいは酸素を添加する
必要はないが、添加してもよいことはいうまでもない。
Next, a titanium film 18a is deposited, heat-treated in the same manner as in the first embodiment to form a titanium silicide film 20, and a titanium nitride film 18b is deposited (FIG. 26). Here, it is not necessary to add nitrogen or oxygen to the titanium silicide film 20, but it goes without saying that it may be added.

【0176】次に、タングステン膜18cをブランケッ
トCVD法により堆積する(図27)。この際、タング
ステン膜18c、窒化チタン膜18bおよびチタン膜1
8aを加えた厚さ、つまりビット線BLの膜厚をL1
すれば、TEOS酸化膜17dの膜厚L1 を加えた距離
2 、および、ビット線接続孔BLCTの口径Dとの間
には、L1 ×(1+OVE)<L2 、および、L1 >D
/2、の関係を満足するように各々の口径、膜厚を設定
する。ただし、OVEはビット線BLをパターニングす
る際のオーバーエッチ量である。オーバーエッチ量とし
ては0.5とすることが適当である。
Next, a tungsten film 18c is deposited by a blanket CVD method (FIG. 27). At this time, the tungsten film 18c, the titanium nitride film 18b and the titanium film 1
8a thickness plus, that is, if the thickness of the bit line BL and L 1, the distance L 2 plus the thickness L 1 of the TEOS oxide film 17d, and, between the diameter D of the bit line contact hole BLCT Include L 1 × (1 + OVE) <L 2 and L 1 > D
/ 2 are set so as to satisfy the relationship of / 2. Note that OVE is an overetch amount when patterning the bit line BL. It is appropriate that the overetch amount is 0.5.

【0177】このような関係を満足する限り、図28に
示すように、フォトレジスト膜40を用いてタングステ
ン膜18c、窒化チタン膜18bおよびチタン膜18a
をパターニングしても、ビット線接続孔BLCTの底部
までエッチングが進行することはない。この結果、ビッ
ト線BLが目開き構造であっても、チタンシリサイド膜
20およびプラグ19がエッチングされることはない。
As long as such a relationship is satisfied, a tungsten film 18c, a titanium nitride film 18b, and a titanium film 18a are formed using a photoresist film 40 as shown in FIG.
Does not progress to the bottom of the bit line connection hole BLCT. As a result, even if the bit line BL has an aperture structure, the titanium silicide film 20 and the plug 19 are not etched.

【0178】なお、タングステン膜18c、窒化チタン
膜18bおよびチタン膜18aのエッチング方法は実施
の形態1で説明したとおりである。
The method for etching the tungsten film 18c, the titanium nitride film 18b, and the titanium film 18a is as described in the first embodiment.

【0179】本実施の形態によれば、チタンシリサイド
膜20およびプラグ19のエッチングを防止し、前記し
た実施の形態1および2と同様の効果が得られる。
According to the present embodiment, etching of titanium silicide film 20 and plug 19 is prevented, and the same effect as in the first and second embodiments can be obtained.

【0180】(実施の形態4)図29は、本発明の他の
実施の形態であるDRAMの一例を示した断面図であ
る。また、図30および図31は、本実施の形態のDR
AMの製造方法の一例を示した断面図である。
(Embodiment 4) FIG. 29 is a sectional view showing an example of a DRAM according to another embodiment of the present invention. FIGS. 30 and 31 show the DR of the present embodiment.
It is sectional drawing which showed an example of the manufacturing method of AM.

【0181】本実施の形態のDRAMは、図29におけ
るA領域およびB領域においては実施の形態1とほぼ同
様である。図29では、特に間接周辺回路領域であるC
領域を示し、本実施の形態のDRAMは、C領域におけ
る接続孔21の口径とB領域における接続孔21の口径
とを同一にしたものである。
The DRAM of the present embodiment is substantially the same as the first embodiment in the region A and the region B in FIG. In FIG. 29, particularly, the indirect peripheral circuit area C
In the DRAM of the present embodiment, the diameter of the connection hole 21 in the region C is the same as the diameter of the connection hole 21 in the region B.

【0182】本実施の形態のDRAMの製造方法は、実
施の形態1の製造方法とほぼ同様である。ただし、図3
0に示すように、接続孔21を開口する際、直接周辺回
路であるB領域の接続孔21と、間接周辺回路であるC
領域の接続孔21とを同一の口径で開口する。
The manufacturing method of the DRAM of the present embodiment is almost the same as the manufacturing method of the first embodiment. However, FIG.
As shown in FIG. 0, when the connection hole 21 is opened, the connection hole 21 in the region B as the direct peripheral circuit and the connection hole C in the indirect peripheral circuit
The connection hole 21 in the region is opened with the same diameter.

【0183】次に、実施の形態1における図10〜図1
3を用いて説明する。ここで、図10〜図13は、直接
周辺回路であるB領域と、間接周辺回路であるC領域と
を共通に示したものである。
Next, FIGS. 10 to 1 in the first embodiment.
3 will be described. Here, FIG. 10 to FIG. 13 show a region B which is a direct peripheral circuit and a region C which is an indirect peripheral circuit in common.

【0184】半導体基板1の全面にチタン膜18aを堆
積する。この堆積された様子を図11の一部拡大図に示
す(図10)。チタン膜18aは、層間絶縁膜17上で
の膜厚と接続孔21の底部での膜厚を比較すれば、接続
孔21の底部での膜厚の方が薄くなる。これは、チタン
膜18aがスパッタ法を用いて形成されるためであり、
接続孔21の底部からののぞみ角に依存して底部での膜
厚が薄くなることに起因する、すなわち、開口が大きい
ほどその底部での膜厚は厚くなる。しかるに、本実施の
形態では、直接周辺回路領域Bおよび間接周辺回路領域
Cの両領域において接続孔21の開口は均一である。そ
のため、両領域での接続孔21底部のチタン膜18aの
膜厚は同一となる。
A titanium film 18a is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1. This deposited state is shown in a partially enlarged view of FIG. 11 (FIG. 10). When the thickness of the titanium film 18a on the interlayer insulating film 17 is compared with the thickness at the bottom of the connection hole 21, the thickness at the bottom of the connection hole 21 is smaller. This is because the titanium film 18a is formed by using a sputtering method.
This is because the thickness at the bottom becomes thinner depending on the viewing angle of the connection hole 21 from the bottom, that is, the larger the opening, the thicker the bottom. However, in the present embodiment, the opening of the connection hole 21 is uniform in both the direct peripheral circuit region B and the indirect peripheral circuit region C. Therefore, the thickness of the titanium film 18a at the bottom of the connection hole 21 in both regions is the same.

【0185】次に、半導体基板1をアニールし、半導体
基板1とチタン膜18aにシリサイド反応を生じさせる
(図11)。これにより、接続孔21の底部にチタンシ
リサイド層20を形成する。このとき、チタン膜18a
の膜厚は、直接周辺回路領域Bであるか間接周辺回路領
域Cであるかによらず均一であるため、接続孔21の底
部のチタン膜18aのすべてを反応させることができ、
未反応なチタンを残存させることがない。これにより、
後の工程において発生する熱工程により、予期せぬシリ
サイド反応を生じることがなく、接続孔21での接続信
頼性すなわち耐熱性を向上することができる。
Next, the semiconductor substrate 1 is annealed to cause a silicide reaction between the semiconductor substrate 1 and the titanium film 18a (FIG. 11). Thus, a titanium silicide layer 20 is formed at the bottom of the connection hole 21. At this time, the titanium film 18a
Is uniform irrespective of whether it is the direct peripheral circuit region B or the indirect peripheral circuit region C, the entire titanium film 18a at the bottom of the connection hole 21 can be reacted,
No unreacted titanium remains. This allows
Due to a thermal process that occurs in a later process, an unexpected silicide reaction does not occur, and the connection reliability in the connection hole 21, that is, the heat resistance can be improved.

【0186】次に、窒化チタン膜18bを堆積する(図
12)。窒化チタン膜18bもCVD法またはスパッタ
法により形成することができ、前記したチタン膜18a
と同様に接続孔21の底部において均一な膜厚を実現す
ることができる。これにより、窒化チタン膜18bの膜
厚のばらつきに起因する耐熱性の低下を抑制して接続孔
21部分での接続信頼性を向上することができる。
Next, a titanium nitride film 18b is deposited (FIG. 12). The titanium nitride film 18b can also be formed by a CVD method or a sputtering method.
Similarly, a uniform film thickness can be realized at the bottom of the connection hole 21. Accordingly, a decrease in heat resistance due to a variation in the thickness of the titanium nitride film 18b can be suppressed, and connection reliability at the connection hole 21 can be improved.

【0187】次に、タングステン膜18cをブランケッ
トCVD法により堆積する(図13)。ブランケットC
VD法を用いるため、微細な接続孔21であっても良好
にタングステン膜を埋め込むことができる。
Next, a tungsten film 18c is deposited by a blanket CVD method (FIG. 13). Blanket C
Since the VD method is used, the tungsten film can be satisfactorily embedded even in the fine connection hole 21.

【0188】その後、シリコン窒化膜を堆積し、これを
パターニングしてビット線BLおよび第1層配線M1、
キャップ絶縁膜22aを形成し、サイドウォールスペー
サ22b形成する(図31)。
After that, a silicon nitride film is deposited and patterned to form a bit line BL and a first layer wiring M1,
A cap insulating film 22a is formed, and a sidewall spacer 22b is formed (FIG. 31).

【0189】その後の工程は実施の形態1と同様であ
る。
The subsequent steps are the same as in the first embodiment.

【0190】このようなDRAMでは、接続孔21の口
径が半導体基板1の全面で同一であるため、耐熱性に優
れたチタンシリサイド膜20を形成することができる。
すなわち、チタン膜18aはスパッタ法で形成されるた
め、接続孔の開口径に応じて接続孔底部でのチタン膜1
8aの膜厚が相違する。このように相違する膜厚のチタ
ン膜18aに熱処理を施してチタンシリサイド膜20を
形成した場合には、一部に未反応チタンを残すこととな
る。このような未反応チタンは、開口径の大きい接続孔
の残留しやすい。これは、開口径が大きいほど接続孔底
部でのチタン膜厚が厚いことに起因する。そして、残留
チタンは、後の熱工程によって反応し、空洞や半導体基
板1への浸食を生じ、これがリーク電流の増加とコンタ
クト抵抗の増加に関係することを本発明者らは認識し
た。
In such a DRAM, since the diameter of the connection hole 21 is the same over the entire surface of the semiconductor substrate 1, the titanium silicide film 20 having excellent heat resistance can be formed.
That is, since the titanium film 18a is formed by the sputtering method, the titanium film 1a at the bottom of the connection hole depends on the opening diameter of the connection hole.
8a is different. In the case where the titanium silicide film 20 is formed by performing a heat treatment on the titanium films 18a having different thicknesses, unreacted titanium is left partially. Such unreacted titanium tends to remain in the connection hole having a large opening diameter. This is because the larger the opening diameter, the thicker the titanium film at the bottom of the connection hole. The present inventors have recognized that the residual titanium reacts in a subsequent thermal process and causes erosion of the cavity and the semiconductor substrate 1, which is related to an increase in leak current and an increase in contact resistance.

【0191】すなわち、本実施の形態のDRAMは、全
ての接続孔21の口径を均一化することにより、その接
続孔21の底部でのチタン膜18aの膜厚を均一化する
ものであり、これによりシリサイド反応後の未反応チタ
ンをなくして、接続孔部での耐熱性(耐リーク電流上昇
性、耐コンタクト抵抗上昇性)を向上するものである。
That is, in the DRAM of this embodiment, the thickness of the titanium film 18a at the bottom of the connection hole 21 is made uniform by making the diameters of all the connection holes 21 uniform. Thus, unreacted titanium after the silicide reaction is eliminated, and the heat resistance (resistance to increase in leakage current and resistance to increase in contact resistance) at the connection hole is improved.

【0192】なお、本実施の形態のDRAMのチタン膜
18aの膜厚を例示すれば、コリメーションスパッタ法
により50nm膜厚のチタン膜18aを堆積した場合、
接続孔21の底部では、いずれの接続孔21であっても
10nmの膜厚であった。このチタン膜18aに650
℃、1分の熱処理を施した結果、残留チタンは検出され
なかった。また、後にキャパシタCを形成する際に、8
00℃、11分の熱処理を施したが、接続孔21の部分
での接触抵抗の上昇や、リーク電流の増加は特に観察さ
れなかった。
Incidentally, the thickness of the titanium film 18a of the DRAM of the present embodiment is shown as an example. When the titanium film 18a having a thickness of 50 nm is deposited by the collimation sputtering method,
At the bottom of the connection hole 21, the thickness of each connection hole 21 was 10 nm. 650 is applied to the titanium film 18a.
As a result of heat treatment at ℃ for 1 minute, no residual titanium was detected. Also, when forming the capacitor C later, 8
Although heat treatment was performed at 00 ° C. for 11 minutes, no increase in contact resistance or increase in leak current at the portion of the connection hole 21 was particularly observed.

【0193】本実施の形態では、接続孔21の口径を均
一にする例を示したが、接続孔21の深さが相違する場
合には、アスペクト比が一致するように口径を決定する
こともできる。これによれ、接続孔底部でのチタン膜厚
を均一化し、接続孔部分での耐熱性を向上できる。
In the present embodiment, an example has been described in which the diameter of the connection hole 21 is made uniform. However, when the depths of the connection holes 21 are different, the diameter may be determined so that the aspect ratios match. it can. Thereby, the titanium film thickness at the bottom of the connection hole can be made uniform, and the heat resistance at the connection hole can be improved.

【0194】なお、本実施の形態において、実施の形態
2のようにビット線プラグBPおよび配線プラグCTP
をCMP法により作成しても良いことは勿論である。
In this embodiment, the bit line plug BP and the wiring plug CTP are different from those of the second embodiment.
May be created by the CMP method.

【0195】(実施の形態5)図32(a)は、本発明
のさらに他の実施の形態である半導体集積回路装置の間
接周辺回路の一部を示した平面図であり、図32(b)
は、その等価回路図である。
(Embodiment 5) FIG. 32A is a plan view showing a part of an indirect peripheral circuit of a semiconductor integrated circuit device according to still another embodiment of the present invention, and FIG. )
Is an equivalent circuit diagram thereof.

【0196】本実施の形態では出力バッファを一例とし
て示す。本実施の形態の出力バッファは、nチャネルM
ISFETが4個、pチャネルMISFETが4個並列
に接続され、さらにnチャネルMISFETとpチャネ
ルMISFETとが直列に接続されたCMOSインバー
タを構成している。
In this embodiment, an output buffer is shown as an example. The output buffer of this embodiment is an n-channel M
Four ISFETs, four p-channel MISFETs are connected in parallel, and an n-channel MISFET and a p-channel MISFET are connected in series to form a CMOS inverter.

【0197】nチャネルMISFETは、n形不純物が
拡散されたn拡散領域101に形成されており、pチャ
ネルMISFETは、p形不純物が拡散されたp拡散領
域102に形成されている。
The n-channel MISFET is formed in an n-diffusion region 101 in which an n-type impurity is diffused, and the p-channel MISFET is formed in a p-diffusion region 102 in which a p-type impurity is diffused.

【0198】n拡散領域101およびp拡散領域102
にはゲート電極103が形成され、各ゲート電極103
は各々接続されて入力部104となる。
N diffusion region 101 and p diffusion region 102
A gate electrode 103 is formed on each gate electrode 103.
Are connected to each other to form an input unit 104.

【0199】ゲート電極103の両側にはソース・ドレ
イン領域が形成され各MISFETの一方のソース・ド
レイン領域は接続孔105を介して接続された配線10
6により電源端子107に、あるいは接続孔105を介
して接続された配線108により接地端子109に接続
される。また、他方のソース・ドレイン領域は接続孔1
05を介して接続された配線110により接続されて出
力部111となる。なお、pチャネルMISFETはそ
の電流駆動能力がnチャネルMISFETに比べて低い
ためゲート幅が大きくなっている。
Source / drain regions are formed on both sides of the gate electrode 103, and one source / drain region of each MISFET is connected to a wiring 10 connected via a connection hole 105.
6 to a power terminal 107 or to a ground terminal 109 by a wiring 108 connected through a connection hole 105. The other source / drain region is connected to the contact hole 1.
The output unit 111 is connected by a wiring 110 connected via the input / output unit 05. Note that the p-channel MISFET has a larger gate width because its current driving capability is lower than that of the n-channel MISFET.

【0200】ここで、接続孔105は、実施の形態4で
説明したと同様に直接周辺あるいは間接周辺の両領域で
同一の口径となるように形成している。これにより接続
孔の耐熱性を向上できることは実施の形態4で説明した
通りである。
Here, the connection hole 105 is formed so as to have the same diameter in both the direct peripheral area and the indirect peripheral area, as described in the fourth embodiment. As described above in Embodiment 4, the heat resistance of the connection hole can be improved.

【0201】しかし、本実施の形態のように、駆動電流
の容量が要求される場合には、接続孔底部の接触面積が
小さくなりコンタクト抵抗を上昇して、電流駆動の障害
となる場合が生じる。
However, when a drive current capacity is required as in the present embodiment, the contact area at the bottom of the connection hole is reduced, and the contact resistance is increased, which may obstruct current driving. .

【0202】そこで、本実施の形態では、接続孔105
の配列をゲート電極の幅方向に2列並べて接触抵抗の上
昇を抑制している。これにより、バッファの電流容量を
増加して、大電流においても十分な動作を確保すること
ができる。
Therefore, in the present embodiment, connection hole 105
Are arranged in two rows in the width direction of the gate electrode to suppress an increase in contact resistance. As a result, the current capacity of the buffer can be increased, and sufficient operation can be ensured even at a large current.

【0203】また、本実施の形態では、接続孔105の
配列を2列にしている部分は、電源端子107あるいは
接地端子109に接続される配線106あるいは配線1
08がレイアウトされる部分に限られ、出力部111に
接続される配線110がレイアウトされる部分は接続孔
105が1列に配置されている。これは、接続孔105
を2列に配置するとコンタクト抵抗は低減されるもの
の、配線と半導体基板との接触面積が増大し、配線に基
板容量が付加されて出力信号の応答性能が低下するため
である。
In the present embodiment, the portion where the connection holes 105 are arranged in two rows is the wiring 106 or the wiring 1 connected to the power supply terminal 107 or the ground terminal 109.
08 is limited to the portion where the wiring is connected to the output unit 111, and the connection holes 105 are arranged in one line in the portion where the wiring 110 connected to the output unit 111 is laid out. This is because the connection hole 105
Are arranged in two rows, although the contact resistance is reduced, the contact area between the wiring and the semiconductor substrate is increased, and the substrate capacitance is added to the wiring, and the response performance of the output signal is reduced.

【0204】このように、本実施の形態では、大きな電
流容量が要求される場合には接続孔を2列に配置してコ
ンタクト抵抗を低減し、一方信号応答性能が要求される
部分では接続孔105を1列に配置して、電流容量と応
答性能とをともに向上することが可能となる。このよう
な効果は、接続孔105での耐熱性の向上とともに得ら
れることは言うまでもない。
As described above, according to the present embodiment, when a large current capacity is required, the contact holes are arranged in two rows to reduce the contact resistance, while the contact holes are required in a portion where the signal response performance is required. By arranging 105 in one row, it is possible to improve both the current capacity and the response performance. Needless to say, such an effect can be obtained together with the improvement of the heat resistance in the connection hole 105.

【0205】なお、ここでは接続孔105が2列に配列
された例を示したが、2以上の複数列に配置してもよ
い。また、間接周辺回路領域では比較的レイアウトに余
裕があるため、本実施の形態2のように複数列の接続孔
105を配置することは比較的容易であり、レイアウト
面積の増加の大きな障害とはならない。
Although the example in which the connection holes 105 are arranged in two rows is shown here, the connection holes 105 may be arranged in two or more rows. In addition, since the layout is relatively large in the indirect peripheral circuit region, it is relatively easy to dispose a plurality of rows of connection holes 105 as in the second embodiment, which is a major obstacle to an increase in layout area. No.

【0206】(実施の形態6)図33〜図36は、本発
明の他の実施の形態であるDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。図33〜図36においては、
周辺回路の部分についてのみ示している。
(Embodiment 6) FIGS. 33 to 36 are enlarged sectional views showing an example of a method of manufacturing a DRAM according to another embodiment of the present invention. 33 to 36,
Only the peripheral circuit is shown.

【0207】本実施の形態のDRAMは、実施の形態1
のDRAMとは、チタンシリサイド膜の構造および形成
方法について相違する以外は、実施の形態1のDRAM
の構造および製造方法と同様である。したがって、以下
では、その相違する点についてのみ説明する。本実施の
形態のDRAMの製造方法は、実施の形態1のDRAM
の図9における製造方法まではほぼ同様である。
The DRAM of the present embodiment is similar to that of the first embodiment.
DRAM of the first embodiment is different from the DRAM of the first embodiment except that the structure and the forming method of the titanium silicide film are different.
Is the same as the structure and manufacturing method. Therefore, only the differences will be described below. The method of manufacturing the DRAM of the present embodiment is the same as that of the DRAM of the first embodiment.
9 is substantially the same up to the manufacturing method in FIG.

【0208】接続孔21を形成後、チタン膜18aを堆
積する(図33)。チタン膜18aはたとえばコリメー
ションスパッタ法により堆積できる。また、チタン膜1
8aは、接続孔21の底部においてその膜厚が10〜2
0nmとなるように堆積する。
After forming the connection holes 21, a titanium film 18a is deposited (FIG. 33). The titanium film 18a can be deposited by, for example, a collimation sputtering method. In addition, titanium film 1
8a has a thickness of 10 to 2 at the bottom of the connection hole 21;
Deposit to a thickness of 0 nm.

【0209】次に、実施の形態1と同様に熱処理を施し
てチタン膜18aと半導体基板1のシリコンとを反応さ
せ、チタンシリサイド膜20を形成する(図34)。こ
のチタンシリサイド膜20の形成では、接続孔21の底
部において残留チタンが生じないように、底部における
全てのチタンが反応するように熱処理する。
Next, a heat treatment is performed in the same manner as in the first embodiment to cause the titanium film 18a to react with the silicon of the semiconductor substrate 1 to form a titanium silicide film 20 (FIG. 34). In the formation of the titanium silicide film 20, heat treatment is performed so that all the titanium at the bottom reacts so that residual titanium does not occur at the bottom of the connection hole 21.

【0210】チタン膜18aの接続孔21の底部におけ
る膜厚を10〜20nmとし、これを全て反応させれ
ば、チタンシリサイド膜20の膜厚は15〜30nmの
範囲となる。このようなシリサイド化反応により、接続
孔21底部のチタン膜18aは全てシリサイド化され、
残留チタンは存在しなくなる。このように、残留チタン
が存在しないことにより、コンタクト部分の耐熱性を向
上できること。また、残留チタンが存在すれば、その後
の熱工程により残留チタンがシリサイド化し、チタンシ
リサイド膜20の膜厚が増加するが、本実施の形態では
後の熱工程によりチタンシリサイド膜20の膜厚は増加
しない。このようなチタンシリサイド膜20の膜厚が増
加しないことは、次に説明するように、コンタクト部分
の接続抵抗の上昇を抑制する。
If the thickness of the titanium film 18a at the bottom of the connection hole 21 is set to 10 to 20 nm and all of them are reacted, the thickness of the titanium silicide film 20 is in the range of 15 to 30 nm. By such a silicidation reaction, the entire titanium film 18a at the bottom of the connection hole 21 is silicided,
No residual titanium is present. Thus, the heat resistance of the contact portion can be improved by the absence of the residual titanium. If residual titanium is present, the residual titanium is silicidized by a subsequent thermal process, and the thickness of the titanium silicide film 20 is increased. In the present embodiment, however, the thickness of the titanium silicide film 20 is reduced by a subsequent thermal process. Does not increase. The fact that the thickness of the titanium silicide film 20 does not increase suppresses an increase in the connection resistance of the contact portion as described below.

【0211】チタンシリサイド膜20の膜厚を15〜3
0nmの範囲とすることにより、接続孔21底部におけ
る接触抵抗を低減できる。このようにチタンシリサイド
膜20の膜厚によって接触抵抗の値が変化することは、
本発明者らの実験検討による知見に基づく。図37を用
いてこの知見を説明する。図37は、コンタクト抵抗と
接続孔21の底部でのチタンシリサイド膜20の膜厚と
の関係を示したグラフであり、(a)はn型の場合、
(b)はp型の場合を示す。n型、p型何れの場合であ
っても、チタンシリサイド膜20の膜厚が15nm以下
の場合にコンタクト抵抗が大きくなる。これは、低い接
続抵抗を確保するには15nm程度の膜厚が必要で有る
ことを示し、ある程度の膜厚がなければシリサイド膜と
しての機能を発揮できず低抵抗化できないことを示す。
一方、p型の場合には、チタンシリサイド膜20の膜厚
が大きくなるに従い、コンタクト抵抗が上昇する。これ
は、高濃度不純物領域15bの不純物濃度プロファイル
を反映したものと考えられる。つまり、p型の高濃度不
純物領域15bにおいては、表面領域で不純物濃度が高
く、深くなるに従って不純物濃度が低下する。このよう
な不純物濃度プロファイルにおいて、厚いチタンシリサ
イド層が形成されれば、チタンシリサイド層が不純物濃
度の低い領域つまり高濃度不純物領域15bの深い領域
に形成され、不純物濃度が高く、低抵抗な領域がシリサ
イド層に取り込まれる現象が発生すると考えられる。こ
のような場合には、高濃度不純物領域15bが十分に低
抵抗化されておらず、結局接続抵抗が高くなる現象が現
れる。
The thickness of the titanium silicide film 20 is set to 15 to 3
By setting the range to 0 nm, the contact resistance at the bottom of the connection hole 21 can be reduced. The change in the value of the contact resistance depending on the thickness of the titanium silicide film 20 is as follows.
Based on the findings of the present inventors through experimental studies. This finding will be described with reference to FIG. FIG. 37 is a graph showing the relationship between the contact resistance and the thickness of the titanium silicide film 20 at the bottom of the connection hole 21. FIG.
(B) shows the case of p-type. Regardless of the n-type or p-type case, when the thickness of the titanium silicide film 20 is 15 nm or less, the contact resistance increases. This indicates that a film thickness of about 15 nm is necessary to secure a low connection resistance, and that if there is no certain thickness, the function as a silicide film cannot be exhibited and the resistance cannot be reduced.
On the other hand, in the case of the p-type, the contact resistance increases as the thickness of the titanium silicide film 20 increases. This is considered to reflect the impurity concentration profile of the high concentration impurity region 15b. That is, in the p-type high-concentration impurity region 15b, the impurity concentration is high in the surface region, and decreases as the depth increases. In such an impurity concentration profile, if a thick titanium silicide layer is formed, the titanium silicide layer is formed in a region having a low impurity concentration, that is, a deep region of the high concentration impurity region 15b, and a region having a high impurity concentration and a low resistance is formed. It is considered that the phenomenon of being taken into the silicide layer occurs. In such a case, the phenomenon that the resistance of the high-concentration impurity region 15b is not sufficiently reduced and the connection resistance eventually increases appears.

【0212】一方、n型の場合には、チタンシリサイド
膜20の膜厚が大きくなっても顕著なコンタクト抵抗の
増加は見られない。これは、n型の高濃度不純物領域1
5bにおいては不純物プロファイルが深さに依存せず、
ほぼ一定に保たれていることを反映していると考えられ
る。このため、n型の場合には多少チタンシリサイド膜
20の膜厚が大きくなってもコンタクト抵抗の上昇には
影響しない。これは、メモリセル領域においてビット線
BLと接続するプラグ19上面のチタンシリサイド膜2
0にとって都合がよい。つまり、プラグ19上に形成さ
れる開口の深さは浅く、接続孔21と比較してそのアス
ペクトは低い。従って、開口底部のチタン膜18aの膜
厚は、接続孔21底部の膜厚と比較して厚くなる。この
ため、プラグ19上面に形成されるチタンシリサイド膜
20の膜厚は厚くなる。ところが、メモリセル選択用の
選択MISFETQsはnチャネル型であり、プラグ1
9に導入される不純物はn型の導電型を示す不純物であ
る。このため、プラグ19上面のチタンシリサイド膜2
0の膜厚が多少厚くなっても接続抵抗を上昇させること
がなく好都合である。
On the other hand, in the case of the n-type, even if the thickness of the titanium silicide film 20 is increased, no remarkable increase in the contact resistance is observed. This is because the n-type high concentration impurity region 1
In 5b, the impurity profile does not depend on the depth,
It is considered to reflect that it is kept almost constant. Therefore, in the case of the n-type, even if the thickness of the titanium silicide film 20 is slightly increased, it does not affect the increase in the contact resistance. This is because the titanium silicide film 2 on the upper surface of the plug 19 connected to the bit line BL in the memory cell region
0 is convenient. That is, the depth of the opening formed on the plug 19 is shallow, and the aspect thereof is lower than that of the connection hole 21. Therefore, the thickness of the titanium film 18a at the bottom of the opening is larger than that at the bottom of the connection hole 21. Therefore, the thickness of the titanium silicide film 20 formed on the upper surface of the plug 19 is increased. However, the selection MISFET Qs for selecting a memory cell is an n-channel type,
The impurity introduced into 9 is an impurity showing n-type conductivity. Therefore, the titanium silicide film 2 on the upper surface of the plug 19
Even if the film thickness of "0" becomes somewhat thick, it is convenient without increasing the connection resistance.

【0213】なお、チタンシリサイド膜20には、窒
素、酸素、炭素またはゲルマニウムを含む必要はない
が、もちろん、実施の形態1と同様に窒素、酸素、炭素
またはゲルマニウムを含んでもよい。また、チタン膜1
8aに代えてタングステン膜、コバルト膜を用いて、コ
バルトシリサイド、タングステンシリサイドを形成して
も良い。
The titanium silicide film 20 does not need to contain nitrogen, oxygen, carbon or germanium, but may contain nitrogen, oxygen, carbon or germanium as in the first embodiment. In addition, titanium film 1
Instead of 8a, a tungsten film or a cobalt film may be used to form cobalt silicide or tungsten silicide.

【0214】次に、実施の形態1と同様に窒化チタン膜
18bを堆積し(図35)、実施の形態1と同様にタン
グステン膜18cを堆積する(図36)。
Next, a titanium nitride film 18b is deposited as in the first embodiment (FIG. 35), and a tungsten film 18c is deposited as in the first embodiment (FIG. 36).

【0215】この後の工程は、実施の形態1と同様であ
る。
The subsequent steps are the same as in the first embodiment.

【0216】本実施の形態によれば、接続孔21底部で
のコンタクト抵抗を低減し、また、コンタクト部分の耐
熱性を向上できる。
According to the present embodiment, the contact resistance at the bottom of connection hole 21 can be reduced, and the heat resistance of the contact portion can be improved.

【0217】なお、窒化チタン膜18bおよびタングス
テン膜18cを窒化チタン膜の単層膜、あるいは窒化タ
ングステン膜の単層膜に代えても良いことは実施の形態
1と同様である。また、本実施の形態のチタンシリサイ
ド膜20を実施の形態2に適用することも勿論可能であ
る。
Note that, as in the first embodiment, the titanium nitride film 18b and the tungsten film 18c may be replaced with a single-layer film of a titanium nitride film or a single-layer film of a tungsten nitride film. Further, the titanium silicide film 20 of the present embodiment can be applied to the second embodiment.

【0218】(実施の形態7)図38〜図41は、本発
明のさらに他の実施の形態であるDRAMの製造方法の
一例を示した拡大断面図である。図38〜図41におい
ては、周辺回路の部分についてのみ示している。
(Embodiment 7) FIGS. 38 to 41 are enlarged sectional views showing an example of a method of manufacturing a DRAM according to still another embodiment of the present invention. 38 to 41, only the peripheral circuit portion is shown.

【0219】本実施の形態のDRAMは、実施の形態6
のDRAMとは、チタンシリサイド膜の形成方法につい
て相違する以外は、実施の形態6のDRAMの構造およ
び製造方法と同様である。したがって、以下では、その
相違する点についてのみ説明する。本実施の形態のDR
AMの製造方法は、実施の形態6のDRAMの図33に
おける製造方法まではほぼ同様である。ただし、本実施
の形態においては、チタン膜18aの膜厚は10nm以
上、つまり熱処理後のチタンシリサイド膜の膜厚が15
nm以上となれば良く、特に限定されない。従って、チ
タン膜18aの膜厚は20nm以上であってもよい(図
38)。
The DRAM of the present embodiment is similar to that of the sixth embodiment.
The structure and manufacturing method of the DRAM of the sixth embodiment are the same as those of the DRAM except that the method of forming the titanium silicide film is different from that of the DRAM. Therefore, only the differences will be described below. DR of this embodiment
The method of manufacturing the AM is almost the same as that of the DRAM of the sixth embodiment up to the method of FIG. However, in the present embodiment, the thickness of the titanium film 18a is 10 nm or more, that is, the thickness of the titanium silicide film after the heat treatment is 15 nm.
nm or more, and is not particularly limited. Therefore, the thickness of the titanium film 18a may be 20 nm or more (FIG. 38).

【0220】次に、実施の形態6と同様に熱処理を行
い、チタンシリサイド膜20を形成する(図39)。た
だし、接続孔21底部のチタン膜18aの全てはシリサ
イド化させず、チタンシリサイド膜20の膜厚が15〜
30nmとなるように熱処理時間および温度を制御す
る。このようにチタンシリサイド膜20の膜厚を15〜
30nmとすることにより、実施の形態6で説明したと
同様に接続抵抗の増加を抑制できる効果が得られる。
Next, a heat treatment is performed in the same manner as in the sixth embodiment to form a titanium silicide film 20 (FIG. 39). However, all of the titanium film 18a at the bottom of the contact hole 21 is not silicided, and the thickness of the titanium silicide film 20 is 15 to
The heat treatment time and temperature are controlled so as to be 30 nm. Thus, the thickness of the titanium silicide film 20 is set to 15 to
By setting the thickness to 30 nm, an effect of suppressing an increase in connection resistance can be obtained as described in the sixth embodiment.

【0221】本実施の形態の場合、図39に示すように
接続孔21の底部に未反応のチタンが残存する。このよ
うな未反応チタンの残存は、後の熱処理工程により接続
信頼性が低下することは前記したとおりである。従っ
て、本実施の形態では、未反応チタンをたとえばウェッ
トエッチング法により選択的にエッチングして除去する
(図40)。このように未反応チタンをエッチングによ
り除去することにより、チタンの残留を防止し、その後
の熱工程による接続部の信頼性の低下、つまり耐熱性の
低下を防止できる。
In the case of the present embodiment, unreacted titanium remains at the bottom of connection hole 21 as shown in FIG. As described above, such unreacted titanium residue lowers the connection reliability due to the subsequent heat treatment step. Therefore, in this embodiment, unreacted titanium is selectively etched and removed by, for example, a wet etching method (FIG. 40). By removing the unreacted titanium by etching as described above, it is possible to prevent the titanium from remaining and prevent the reliability of the connection portion from being lowered by the subsequent heat process, that is, the heat resistance.

【0222】次に、実施の形態6と同様に、窒化チタン
膜18bおよびタングステン18cを堆積する(図4
1)。その後の工程は実施の形態6と同様である。
Next, as in the sixth embodiment, a titanium nitride film 18b and a tungsten 18c are deposited (FIG. 4).
1). Subsequent steps are the same as in the sixth embodiment.

【0223】本実施の形態によれば、接続孔21底部の
接続抵抗の低下および接続信頼性(耐熱性)の向上を図
れる。
According to the present embodiment, the connection resistance at the bottom of the connection hole 21 can be reduced and the connection reliability (heat resistance) can be improved.

【0224】なお、チタンシリサイド膜20には、窒
素、酸素、炭素またはゲルマニウムを含む必要はない
が、もちろん、実施の形態1と同様に窒素、酸素、炭素
またはゲルマニウムを含んでもよい。また、チタン膜1
8aに代えてタングステン膜、コバルト膜を用いて、コ
バルトシリサイド、タングステンシリサイドを形成して
も良いことは実施の形態1と同様である。
The titanium silicide film 20 does not need to contain nitrogen, oxygen, carbon or germanium, but may contain nitrogen, oxygen, carbon or germanium as in the first embodiment. In addition, titanium film 1
As in the first embodiment, cobalt silicide or tungsten silicide may be formed using a tungsten film or a cobalt film instead of 8a.

【0225】また、窒化チタン膜18bおよびタングス
テン膜18cを窒化チタン膜の単層膜、あるいは窒化タ
ングステン膜の単層膜に代えても良いことは実施の形態
2と同様である。また、本実施の形態のチタンシリサイ
ド膜20を実施の形態2に適用することも勿論可能であ
る。
Further, as in the second embodiment, the titanium nitride film 18b and the tungsten film 18c may be replaced with a single layer of a titanium nitride film or a single layer of a tungsten nitride film. Further, the titanium silicide film 20 of the present embodiment can be applied to the second embodiment.

【0226】(実施の形態8)図42は、本発明の他の
実施の形態であるDRAMの製造方法の一例を示した拡
大断面図である。図42においては、周辺回路の部分に
ついてのみ示している。
(Embodiment 8) FIG. 42 is an enlarged sectional view showing an example of a method of manufacturing a DRAM according to another embodiment of the present invention. FIG. 42 shows only the peripheral circuit portion.

【0227】本実施の形態のDRAMは、実施の形態1
のDRAMとは、ビット線BLおよび第1層配線M1の
構造において相違する。また、本実施の形態においては
チタンシリサイド層20が半導体基板1の主面には形成
されていない。したがって、以下では、その相違する点
についてのみ説明する。
The DRAM of the present embodiment is similar to that of the first embodiment.
This is different from the DRAM in the structure of the bit line BL and the first layer wiring M1. In the present embodiment, titanium silicide layer 20 is not formed on the main surface of semiconductor substrate 1. Therefore, only the differences will be described below.

【0228】本実施の形態のビット線BLおよび第1層
配線M1は、チタンシリサイド膜51、窒化チタン膜1
8bおよびタングステン膜18cで構成される。チタン
シリサイド膜51は、実施の形態1〜7におけるチタン
シリサイド層20に代わるものであり、ビット線BLお
よび第1層配線M1とプラグ19または半導体基板1と
の接続抵抗を低減する機能を有する。
In the present embodiment, the bit line BL and the first layer wiring M1 are made of titanium silicide film 51, titanium nitride film 1
8b and a tungsten film 18c. The titanium silicide film 51 replaces the titanium silicide layer 20 in the first to seventh embodiments, and has a function of reducing the connection resistance between the bit line BL and the first layer wiring M1 and the plug 19 or the semiconductor substrate 1.

【0229】本実施の形態のチタンシリサイド膜51
は、実施の形態1と同様に接続孔21を形成した後、ス
パッタ法あるいはCVD法により形成できる。また、チ
タンシリサイド膜51の膜厚は15〜30nmの範囲と
することができる。
Titanium silicide film 51 of the present embodiment
Can be formed by the sputtering method or the CVD method after forming the connection hole 21 as in the first embodiment. Further, the thickness of the titanium silicide film 51 can be in a range of 15 to 30 nm.

【0230】本実施の形態のDRAMによれば、チタン
シリサイド膜51により接続孔21底部における接続抵
抗の低減を図ることができ、また、余分なチタンの残留
がないため、接続孔21底部における接続信頼性(耐熱
性)が向上する。
According to the DRAM of the present embodiment, the connection resistance at the bottom of connection hole 21 can be reduced by titanium silicide film 51, and since there is no excess titanium remaining, the connection at the bottom of connection hole 21 is reduced. Reliability (heat resistance) is improved.

【0231】なお、チタンシリサイド膜51には、窒
素、酸素、炭素またはゲルマニウムを含む必要はない
が、もちろん、実施の形態1と同様に窒素、酸素、炭素
またはゲルマニウムを含んでもよい。また、チタン膜1
8aに代えてタングステン膜、コバルト膜を用いて、コ
バルトシリサイド、タングステンシリサイドを形成して
も良いことは実施の形態1と同様である。
The titanium silicide film 51 does not need to contain nitrogen, oxygen, carbon or germanium, but may contain nitrogen, oxygen, carbon or germanium as in the first embodiment. In addition, titanium film 1
As in the first embodiment, cobalt silicide or tungsten silicide may be formed using a tungsten film or a cobalt film instead of 8a.

【0232】また、窒化チタン膜18bおよびタングス
テン膜18cを窒化チタン膜の単層膜、あるいは窒化タ
ングステン膜の単層膜に代えても良いことは実施の形態
2と同様である。また、図42の工程後に、実施の形態
2と同様にビット線プラグBP、配線プラグCTPを形
成しても良いことは言うまでもない。
As in the second embodiment, the titanium nitride film 18b and the tungsten film 18c may be replaced with a single layer of a titanium nitride film or a single layer of a tungsten nitride film. Needless to say, the bit line plug BP and the wiring plug CTP may be formed after the step of FIG. 42 as in the second embodiment.

【0233】(実施の形態9)図43および図44は、
本発明のさらに他の実施の形態であるDRAMの製造方
法の一例を示した拡大断面図である。図43および図4
4においては、周辺回路の部分についてのみ示してい
る。
(Embodiment 9) FIGS. 43 and 44 show
FIG. 11 is an enlarged sectional view showing an example of a method for manufacturing a DRAM according to still another embodiment of the present invention. FIG. 43 and FIG.
In FIG. 4, only the peripheral circuit portion is shown.

【0234】本実施の形態のDRAMは、実施の形態1
のDRAMとは、ビット線BLおよび第1層配線M1の
構造において相違する。また、本実施の形態においては
チタンシリサイド層20の形成方法が相違する。したが
って、以下では、その相違する点についてのみ説明す
る。
The DRAM of the present embodiment is similar to that of the first embodiment.
This is different from the DRAM in the structure of the bit line BL and the first layer wiring M1. In the present embodiment, the method of forming titanium silicide layer 20 is different. Therefore, only the differences will be described below.

【0235】本実施の形態のDRAMの製造方法は、実
施の形態6のDRAMの図33における製造方法までは
ほぼ同様である。ただし、本実施の形態においては、チ
タン膜18aの膜厚は10nm以上、つまり熱処理後の
チタンシリサイド膜の膜厚が15nm以上となれば良
く、特に限定されない。従って、チタン膜18aの膜厚
は20nm以上であってもよい。
The method of manufacturing the DRAM of the present embodiment is almost the same as the method of manufacturing the DRAM of the sixth embodiment shown in FIG. However, in the present embodiment, the thickness of the titanium film 18a is 10 nm or more, that is, the thickness of the titanium silicide film after the heat treatment is 15 nm or more, and is not particularly limited. Therefore, the thickness of the titanium film 18a may be 20 nm or more.

【0236】次に、多結晶シリコン膜52を堆積する
(図43)。多結晶シリコン膜52は、次に説明する熱
処理の際に、余分なチタン膜と反応して残留チタンを発
生させない機能を有する。
Next, a polycrystalline silicon film 52 is deposited (FIG. 43). The polycrystalline silicon film 52 has a function of not reacting with an excess titanium film to generate residual titanium during the heat treatment described below.

【0237】次に、実施の形態6と同様に熱処理を行う
(図44)。この熱処理の結果、接続孔21底部のチタ
ン膜18aの一部(底面側)は半導体基板1のシリコン
と反応して、チタンシリサイド膜20を形成し、チタン
膜18aの他の一部(上面側)は多結晶シリコン膜52
と反応してチタンシリサイド膜52aを生ずる。この結
果、多結晶シリコン膜52との反応に、チタン膜18a
の上面側が消費され、残ったチタン膜18aの底面側が
半導体基板1のシリコンとの反応に費やされる。このた
め、半導体基板1の高濃度不純物領域15bの深い領域
までシリサイド層が形成されることがなく、接続抵抗が
高くなることがない。一方、チタン膜18aの膜厚が厚
くても、残留チタンが形成されることがなく、接続部の
耐熱性(接続信頼性)が高く保たれる。
Next, heat treatment is performed in the same manner as in Embodiment 6 (FIG. 44). As a result of this heat treatment, a part (bottom side) of the titanium film 18a at the bottom of the contact hole 21 reacts with silicon of the semiconductor substrate 1 to form a titanium silicide film 20, and another part of the titanium film 18a (top side) ) Is a polycrystalline silicon film 52
And a titanium silicide film 52a is formed. As a result, the titanium film 18a reacts with the polycrystalline silicon film 52.
Is consumed, and the bottom surface of the remaining titanium film 18a is consumed for reaction with silicon of the semiconductor substrate 1. Therefore, the silicide layer is not formed up to the deep region of the high-concentration impurity region 15b of the semiconductor substrate 1, and the connection resistance does not increase. On the other hand, even if the thickness of the titanium film 18a is large, no residual titanium is formed, and the heat resistance (connection reliability) of the connection portion is kept high.

【0238】なお、接続孔21の側壁やTEOS酸化膜
17dの上面には、多結晶シリコン膜52と反応しきれ
なかったチタン膜18aの一部が残留するが、この残留
チタンはその後の熱処理によっても接続信頼性を損なう
恐れはない。すなわち、接続孔21の底部に残留チタン
が存在しない限り、その後の熱工程による信頼性の低下
はない。つまり、本実施の形態においては、接続孔21
の底部において残留チタンが存在しないように、かつ、
形成されるシリサイド層が半導体基板1の深くに形成さ
れないように、チタン膜18aと多結晶シリコン膜52
との膜厚を選択すればよい。多結晶シリコン膜52の膜
厚は、たとえばチタン膜18aの膜厚よりも薄く形成す
ることができる。
A part of the titanium film 18a that has not reacted with the polycrystalline silicon film 52 remains on the side wall of the connection hole 21 and the upper surface of the TEOS oxide film 17d. There is no fear that connection reliability is impaired. That is, as long as there is no residual titanium at the bottom of the connection hole 21, there is no decrease in reliability due to the subsequent heating step. That is, in the present embodiment, the connection holes 21
So that there is no residual titanium at the bottom of the
The titanium film 18a and the polycrystalline silicon film 52 are formed so that the formed silicide layer is not formed deep in the semiconductor substrate 1.
May be selected. The thickness of the polycrystalline silicon film 52 can be formed, for example, smaller than the thickness of the titanium film 18a.

【0239】その後の工程は実施の形態6と同様であ
る。
Subsequent steps are the same as in the sixth embodiment.

【0240】本実施の形態によれば、接続孔21底部の
接続抵抗を低減するとともに、その後の熱工程による接
続信頼性(耐熱性)の低減を抑制できる。
According to the present embodiment, the connection resistance at the bottom of connection hole 21 can be reduced, and the reduction in connection reliability (heat resistance) due to the subsequent heating step can be suppressed.

【0241】なお、チタンシリサイド膜20には、窒
素、酸素、炭素またはゲルマニウムを含む必要はない
が、もちろん、実施の形態1と同様に窒素、酸素、炭素
またはゲルマニウムを含んでもよい。また、チタン膜1
8aに代えてタングステン膜、コバルト膜を用いて、コ
バルトシリサイド、タングステンシリサイドを形成して
も良いことは実施の形態1と同様である。
The titanium silicide film 20 does not need to contain nitrogen, oxygen, carbon or germanium, but may contain nitrogen, oxygen, carbon or germanium as in the first embodiment. In addition, titanium film 1
As in the first embodiment, cobalt silicide or tungsten silicide may be formed using a tungsten film or a cobalt film instead of 8a.

【0242】また、窒化チタン膜18bおよびタングス
テン膜18cを窒化チタン膜の単層膜、あるいは窒化タ
ングステン膜の単層膜に代えても良いことは実施の形態
2と同様である。また、本実施の形態のチタンシリサイ
ド膜20を実施の形態2に適用することも勿論可能であ
る。
As in Embodiment 2, the titanium nitride film 18b and the tungsten film 18c may be replaced with a single-layer film of a titanium nitride film or a single-layer film of a tungsten nitride film. Further, the titanium silicide film 20 of the present embodiment can be applied to the second embodiment.

【0243】なお、図45に示すように、チタン膜18
aを20nmよりも厚く形成しても、熱処理によるチタ
ンシリサイド膜の形成の際に、たとえばシランガス(S
iH4 )の雰囲気において熱処理をすることができる。
このような場合にも、余分なチタンをシランガスとの反
応によりシリサイド化して、未反応チタンの発生を抑制
できる。
It should be noted that, as shown in FIG.
Even if a is formed thicker than 20 nm, for example, silane gas (S
Heat treatment can be performed in the atmosphere of iH 4 ).
In such a case as well, excess titanium can be silicided by reaction with silane gas to suppress the generation of unreacted titanium.

【0244】(実施の形態10)図46および47は、
本発明の他の実施の形態であるDRAMの製造方法の一
例を示した断面図である。
(Embodiment 10) FIGS. 46 and 47 show
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a DRAM according to another embodiment of the present invention.

【0245】本実施の形態の半導体集積回路装置の製造
方法は、シリサイド化反応を、実施の形態1におけるS
OG膜17aの形成前に行うものである。
In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present embodiment, the silicidation
This is performed before the formation of the OG film 17a.

【0246】実施の形態1における図7の工程後、半導
体基板1の全面にチタン膜53を堆積する。その後、半
導体基板1を実施の形態1の場合と同様に熱処理してチ
タンシリサイド膜54を形成する(図46)。
After the step of FIG. 7 in the first embodiment, a titanium film 53 is deposited on the entire surface of semiconductor substrate 1. Thereafter, heat treatment is performed on semiconductor substrate 1 in the same manner as in the first embodiment to form titanium silicide film 54 (FIG. 46).

【0247】その後、未反応のチタン膜をたとえばウェ
ットエッチングにより選択的に除去する(図47)。そ
の後の工程は実施の形態1とほぼ同様である。ただし、
接続孔21の形成後、ビット線BLおよび第1層配線M
1となる金属膜Mにチタン等シリサイド化するための層
は必要ではない。
Thereafter, the unreacted titanium film is selectively removed by, for example, wet etching (FIG. 47). Subsequent steps are almost the same as in the first embodiment. However,
After the formation of the connection hole 21, the bit line BL and the first layer wiring M
No layer for silicidizing titanium or the like is necessary for the metal film M to be 1.

【0248】本実施の形態によれば、半導体基板1のシ
リコンが露出している領域の全てにシリサイド層が形成
されるため、より確実に接続抵抗を低減することができ
る。また、未反応チタンを選択的に除去するため、耐熱
性を高くすることができる。
According to the present embodiment, since the silicide layer is formed in all regions of the semiconductor substrate 1 where silicon is exposed, the connection resistance can be reduced more reliably. Further, since the unreacted titanium is selectively removed, heat resistance can be increased.

【0249】なお、接続孔21の形成後のビット線BL
および第1層配線M1となる金属膜Mにチタン等シリサ
イド化するための層を含めても構わない。この場合、接
続孔21の底部においては過剰のチタン等が存在するた
め、この部分つまり接続孔21の底部での耐熱性は低下
し、接続抵抗が上昇するが、本実施の形態においては、
接続孔21底部以外の半導体領域つまり高濃度不純物領
域15bにもチタンシリサイド膜54が形成されている
ため、半導体領域の低抵抗性は、この接続孔21の底部
以外のチタンシリサイド膜54で保証される。
The bit line BL after the formation of the connection hole 21
Alternatively, the metal film M to be the first layer wiring M1 may include a layer for silicidation such as titanium. In this case, since excess titanium or the like is present at the bottom of the connection hole 21, the heat resistance at this portion, that is, the bottom of the connection hole 21 decreases, and the connection resistance increases. However, in the present embodiment,
Since the titanium silicide film 54 is also formed in the semiconductor region other than the bottom of the connection hole 21, that is, in the high-concentration impurity region 15 b, low resistance of the semiconductor region is guaranteed by the titanium silicide film 54 other than the bottom of the connection hole 21. You.

【0250】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでも
ない。
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the invention. Needless to say, it can be changed.

【0251】たとえば、上記実施の形態1〜10では、
ビット線BLがビット線接続孔BLCTに対して意図的
に目開き構造になる場合を示したが、本来ビット線BL
とビット線接続孔BLCTとが目開き構造になることを
意図していない場合であっても、図48に示すように、
マスクずれ等により目開き構造になる場合がある。この
ような場合にも本発明が適用できることはいうまでもな
い。
For example, in Embodiments 1 to 10,
Although the case where the bit line BL intentionally has an aperture structure with respect to the bit line connection hole BLCT is shown,
And the bit line connection hole BLCT is not intended to have an aperture structure, as shown in FIG.
An aperture structure may be formed due to a mask shift or the like. Needless to say, the present invention can be applied to such a case.

【0252】また、前記実施の形態では、第1層配線M
1と下層との接続は、MISFETのソース・ドレイン
領域である高濃度不純物領域15bと第1層配線M1と
の間の場合について説明したが、MISFETのソース
・ドレイン領域に限らず、他の領域、たとえば半導体基
板1のその他の表面や、MISFETのゲート電極との
間の接続に適用されても構わない。
In the above embodiment, the first layer wiring M
The connection between the first layer and the lower layer is described between the high concentration impurity region 15b, which is the source / drain region of the MISFET, and the first layer wiring M1, but is not limited to the source / drain region of the MISFET. For example, the present invention may be applied to connection between the other surface of the semiconductor substrate 1 and the gate electrode of the MISFET.

【0253】[0253]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下のとおりである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0254】(1)ビット線接続孔における多結晶シリ
コンプラグの凹凸を防止することができる。また、この
凹凸の防止により、その後の工程、たとえばフォトリソ
グラフィ工程やエッチング工程における悪影響を取り除
き、工程マージンを増加することができる。
(1) Unevenness of the polycrystalline silicon plug in the bit line connection hole can be prevented. Further, by preventing the unevenness, it is possible to remove an adverse effect in a subsequent process, for example, a photolithography process or an etching process, and to increase a process margin.

【0255】(2)ビット線と多結晶シリコンプラグと
の接続部のシリサイド膜の横方向のエッチングを防止す
ることができる。また、このシリサイド膜の横方向エッ
チングの防止により、ビット線と多結晶シリコンプラグ
との導通を安定に確保し、半導体集積回路装置の歩留ま
りおよび信頼性を向上できる。
(2) The lateral etching of the silicide film at the connection between the bit line and the polycrystalline silicon plug can be prevented. Further, by preventing the lateral etching of the silicide film, the conduction between the bit line and the polycrystalline silicon plug is stably ensured, and the yield and reliability of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【0256】(3)ビット線の容量を低減し、DRAM
の情報記憶に必要な蓄積容量の低減、またはDRAMの
動作速度の向上を図ることができる。
(3) DRAM with reduced bit line capacity
In this case, it is possible to reduce the storage capacity required for storing the information or to improve the operation speed of the DRAM.

【0257】(4)DRAMのビット線と周辺回路領域
の第1層配線とを共用した場合の、第1層配線と半導体
基板との接続部分の耐熱性を向上し、その後の熱工程に
おける接続部分でのリーク電流の増加を抑制して、DR
AMの製造歩留まりとその信頼性および性能を向上でき
る。
(4) When the bit line of the DRAM and the first layer wiring in the peripheral circuit area are shared, the heat resistance of the connection portion between the first layer wiring and the semiconductor substrate is improved, and the connection in the subsequent heat process is performed. The increase in leakage current at the
The production yield of AM and its reliability and performance can be improved.

【0258】(5)第1層配線と半導体基板等下層部材
との接続抵抗を低減し、半導体集積回路装置の性能を向
上できる。
(5) The connection resistance between the first layer wiring and a lower layer member such as a semiconductor substrate can be reduced, and the performance of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

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

【図1】本発明の実施の形態1のDRAMを形成した半
導体チップ全体の一例を示した平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an example of an entire semiconductor chip on which a DRAM according to a first embodiment of the present invention is formed.

【図2】実施の形態1のDRAMの等価回路図である。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the DRAM of the first embodiment.

【図3】図1の一部を拡大した平面図である。FIG. 3 is an enlarged plan view of a part of FIG. 1;

【図4】図3におけるIV−IV線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3;

【図5】実施の形態1のDRAMの製造方法の一例を工
程順に示した断面図である。
FIG. 5 is a sectional view illustrating an example of a method of manufacturing the DRAM of the first embodiment in the order of steps.

【図6】実施の形態1のDRAMの製造方法の一例を工
程順に示した断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing one example of the method of manufacturing the DRAM of the first embodiment in the order of steps;

【図7】実施の形態1のDRAMの製造方法の一例を工
程順に示した断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing one example of the method of manufacturing the DRAM of the first embodiment in the order of steps;

【図8】実施の形態1のDRAMの製造方法の一例を工
程順に示した断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing one example of the method of manufacturing the DRAM of the first embodiment in the order of steps;

【図9】実施の形態1のDRAMの製造方法の一例を工
程順に示した断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing one example of the method for manufacturing the DRAM of the first embodiment in the order of steps;

【図10】実施の形態1のDRAMの製造方法の一例を
工程順に示した断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of the method for manufacturing the DRAM of the first embodiment in the order of steps;

【図11】実施の形態1のDRAMの製造方法の一例を
工程順に示した断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing one example of the method of manufacturing the DRAM of the first embodiment in the order of steps;

【図12】実施の形態1のDRAMの製造方法の一例を
工程順に示した断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing one example of the method for manufacturing the DRAM of the first embodiment in the order of steps;

【図13】実施の形態1のDRAMの製造方法の一例を
工程順に示した断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing one example of the method of manufacturing the DRAM of the first embodiment in the order of steps;

【図14】実施の形態1のDRAMの製造方法の一例を
工程順に示した拡大断面図であり、図14(a)は図1
3の段階における図3のXIV−XIV線断面図、図1
4(b)はパターニングしてビット線を形成した後のX
IV−XIV線断面図である。
FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view showing one example of a method of manufacturing the DRAM of the first embodiment in the order of steps, and FIG.
FIG. 1 is a sectional view taken along line XIV-XIV of FIG.
4 (b) shows X after patterning to form a bit line.
FIG. 14 is a sectional view taken along line IV-XIV.

【図15】実施の形態1のDRAMの製造方法の一例を
工程順に示した断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing an example of the method for manufacturing the DRAM of the first embodiment in the order of steps;

【図16】実施の形態1のDRAMの製造方法の一例を
工程順に示した断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing one example of the method for manufacturing the DRAM of the first embodiment in the order of steps;

【図17】実施の形態1のDRAMの製造方法の一例を
工程順に示した断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing one example of the method for manufacturing the DRAM of the first embodiment in the order of steps;

【図18】実施の形態1のDRAMの製造方法の一例を
工程順に示した断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing one example of the method of manufacturing the DRAM of the first embodiment in the order of steps;

【図19】本発明者らによって検討された実験結果を示
すグラフであり、窒素含有量に対するコンタクト抵抗
(接触抵抗)の変化を、図19(a)はn形基板の場
合、図19(b)はp形基板の場合について示す。
19A and 19B are graphs showing experimental results examined by the present inventors. FIG. 19A shows a change in contact resistance (contact resistance) with respect to a nitrogen content, and FIG. ) Shows the case of a p-type substrate.

【図20】本発明者らによって検討された実験結果を示
すグラフであり、窒素含有量に対するリーク電流の変化
を、図20(a)はn形基板の場合、図20(b)はp
形基板の場合について示す。
FIGS. 20A and 20B are graphs showing experimental results examined by the present inventors. FIG. 20A shows a change in leakage current with respect to a nitrogen content, FIG. 20A shows a case of an n-type substrate, and FIG.
The case of a shaped substrate will be described.

【図21】実施の形態2のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 21 is an enlarged cross-sectional view showing one example of a method for manufacturing a DRAM of the second embodiment.

【図22】実施の形態2のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 22 is an enlarged cross-sectional view showing one example of a method for manufacturing a DRAM of the second embodiment.

【図23】実施の形態2のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 23 is an enlarged sectional view showing an example of the method for manufacturing the DRAM of the second embodiment.

【図24】実施の形態2のDRAMの製造方法の他の例
を示した拡大断面図である。
FIG. 24 is an enlarged cross-sectional view showing another example of the method for manufacturing the DRAM of the second embodiment.

【図25】実施の形態3のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 25 is an enlarged cross-sectional view showing one example of a method for manufacturing a DRAM of the third embodiment.

【図26】実施の形態3のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 26 is an enlarged cross-sectional view showing one example of the method for manufacturing the DRAM of the third embodiment.

【図27】実施の形態3のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 27 is an enlarged cross-sectional view showing one example of a method for manufacturing a DRAM of the third embodiment.

【図28】実施の形態3のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 28 is an enlarged sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a DRAM of the third embodiment.

【図29】実施の形態4のDRAMの製造方法の一例を
示した断面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view showing an example of the method for manufacturing the DRAM of the fourth embodiment.

【図30】実施の形態4のDRAMの製造方法の一例を
示した断面図である。
FIG. 30 is a cross-sectional view showing an example of the method for manufacturing the DRAM of the fourth embodiment.

【図31】実施の形態4のDRAMの製造方法の一例を
示した断面図である。
FIG. 31 is a cross-sectional view showing an example of the method for manufacturing the DRAM of the fourth embodiment.

【図32】実施の形態5の半導体集積回路装置の一例を
示し、図32aは間接周辺回路の一部を示した平面図で
あり、図32bはその等価回路図である。
32 shows an example of a semiconductor integrated circuit device according to the fifth embodiment, FIG. 32a is a plan view showing a part of an indirect peripheral circuit, and FIG. 32b is an equivalent circuit diagram thereof.

【図33】実施の形態6のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 33 is an enlarged sectional view showing an example of the method for manufacturing a DRAM of the sixth embodiment.

【図34】実施の形態6のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 34 is an enlarged cross-sectional view showing one example of a method for manufacturing a DRAM of the sixth embodiment.

【図35】実施の形態6のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 35 is an enlarged cross-sectional view showing one example of a method for manufacturing a DRAM of the sixth embodiment.

【図36】実施の形態6のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 36 is an enlarged sectional view showing an example of a method for manufacturing a DRAM of the sixth embodiment.

【図37】コンタクト抵抗と接続孔の底部でのチタンシ
リサイド膜の膜厚との関係を示したグラフであり、図3
7(a)はn型の場合、図37(b)はp型の場合を示
す。
FIG. 37 is a graph showing the relationship between the contact resistance and the thickness of the titanium silicide film at the bottom of the connection hole;
7A shows the case of n-type, and FIG. 37B shows the case of p-type.

【図38】実施の形態7のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 38 is an enlarged sectional view showing an example of the method for manufacturing a DRAM of the seventh embodiment.

【図39】実施の形態7のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 39 is an enlarged cross-sectional view showing one example of a method for manufacturing a DRAM of the seventh embodiment.

【図40】実施の形態7のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 40 is an enlarged sectional view showing an example of the method for manufacturing a DRAM of the seventh embodiment.

【図41】実施の形態7のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 41 is an enlarged cross-sectional view showing one example of a method for manufacturing a DRAM of the seventh embodiment.

【図42】実施の形態8のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 42 is an enlarged sectional view showing an example of a method for manufacturing a DRAM of the eighth embodiment.

【図43】実施の形態9のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 43 is an enlarged cross-sectional view showing one example of a method for manufacturing a DRAM of the ninth embodiment.

【図44】実施の形態9のDRAMの製造方法の一例を
示した拡大断面図である。
FIG. 44 is an enlarged cross-sectional view showing one example of a method for manufacturing a DRAM of the ninth embodiment.

【図45】実施の形態9のDRAMの製造方法の他の例
を示した拡大断面図である。
FIG. 45 is an enlarged cross-sectional view showing another example of the method for manufacturing the DRAM of the ninth embodiment.

【図46】実施の形態10のDRAMの製造方法の一例
を示した断面図である。
FIG. 46 is a sectional view showing an example of a method for manufacturing a DRAM of the tenth embodiment.

【図47】実施の形態10のDRAMの製造方法の一例
を示した断面図である。
FIG. 47 is a cross-sectional view showing an example of the method for manufacturing the DRAM of the tenth embodiment.

【図48】本発明の一例を示す平面図である。FIG. 48 is a plan view showing an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 1A 半導体チップ 2、3 p形ウェル 4 n形ウェル 6 ディープウェル 7 分離領域 8 浅溝 9 シリコン酸化膜 10 ゲート絶縁膜 11 ゲート電極 11a 多結晶シリコン膜 11b 窒化チタン膜 11c タングステン膜 12 不純物半導体領域 13 キャップ絶縁膜 14 シリコン窒化膜 15 不純物半導体領域 15a 低濃度不純物領域 15b 高濃度不純物領域 16 サイドウォールスペーサ 17 層間絶縁膜 17a SOG膜 17b TEOS酸化膜 17c TEOS酸化膜 17d TEOS酸化膜 18(M1) 第1層配線 18a チタン膜 18b 窒化チタン膜 18c タングステン膜 19 プラグ 20 チタンシリサイド膜 21 接続孔 22a キャップ絶縁膜 22b サイドウォールスペーサ 23 層間絶縁膜 23a SOG膜 23b TEOS酸化膜 23c TEOS酸化膜 23d シリコン窒化膜 24 絶縁膜 25 プラグ 26 プラグ 27 下部電極 28 容量絶縁膜 29 プレート電極 30 絶縁膜 31(M2) 第2層配線 31a チタン膜 31b アルミニウム膜 31c 窒化チタン膜 32 プラグ 32a 接着層 32b タングステン膜 33 層間絶縁膜 33a TEOS酸化膜 33b SOG膜 33c TEOS酸化膜 34(M3) 第3層配線 35 プラグ 40 フォトレジスト膜 50 窒化チタン膜 51、52a、54 チタンシリサイド膜 52 多結晶シリコン膜 53 チタン膜 A メモリセルアレイ領域 B 直接周辺回路領域 BL ビット線 BLCT ビット線接続孔 BP ビット線プラグ C キャパシタ C 間接周辺回路領域 CT 接続孔 CTP 配線プラグ D 口径 FG1 ゲート配線 FG2 ゲート配線 L1 活性領域 L2 活性領域 L3 活性領域 M 金属膜 MARY メモリアレイ OVE オーバーエッチ量 Qn nチャネルMISFET Qp pチャネルMISFET Qs 選択MISFET SA センスアンプ SNCT キャパシタ接続孔 WD ワードドライバ WL ワード線Reference Signs List 1 semiconductor substrate 1A semiconductor chip 2, 3 p-type well 4 n-type well 6 deep well 7 isolation region 8 shallow groove 9 silicon oxide film 10 gate insulating film 11 gate electrode 11a polycrystalline silicon film 11b titanium nitride film 11c tungsten film 12 impurity Semiconductor region 13 Cap insulating film 14 Silicon nitride film 15 Impurity semiconductor region 15a Low-concentration impurity region 15b High-concentration impurity region 16 Sidewall spacer 17 Interlayer insulating film 17a SOG film 17b TEOS oxide film 17c TEOS oxide film 17d TEOS oxide film 18 (M1 First layer wiring 18a Titanium film 18b Titanium nitride film 18c Tungsten film 19 Plug 20 Titanium silicide film 21 Connection hole 22a Cap insulating film 22b Sidewall spacer 23 Interlayer insulating film 23a SOG 23b TEOS oxide film 23c TEOS oxide film 23d Silicon nitride film 24 Insulating film 25 Plug 26 Plug 27 Lower electrode 28 Capacitive insulating film 29 Plate electrode 30 Insulating film 31 (M2) Second layer wiring 31a Titanium film 31b Aluminum film 31c Titanium nitride film 32 Plug 32a Adhesive layer 32b Tungsten film 33 Interlayer insulating film 33a TEOS oxide film 33b SOG film 33c TEOS oxide film 34 (M3) Third layer wiring 35 Plug 40 Photoresist film 50 Titanium nitride film 51, 52a, 54 Titanium silicide film 52 Polycrystalline silicon film 53 Titanium film A Memory cell array area B Direct peripheral circuit area BL Bit line BLCT Bit line connection hole BP Bit line plug C Capacitor C Indirect peripheral circuit area CT connection hole CTP wiring plug D port FG1 gate wiring FG2 gate wiring L 1 active region L 2 active region L 3 active region M metal film MARY memory array OVE overetching amount Qn n-channel MISFET Qp p-channel MISFET Qs select MISFET SA a sense amplifier SNCT capacitor connection hole WD word driver WL Word line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五嶋 秀和 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 浅野 勇 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 川北 惠三 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 山田 悟 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 田丸 剛 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 小林 伸好 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 梅澤 唯史 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 大平 義和 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Hidekazu Goshima 6-16-16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Isamu 6-16-16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Inside Hitachi, Ltd. Device Development Center (72) Inventor Keizo Kawakita 6-16, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Inside Hitachi Ltd. Device Development Center (72) Inventor Satoru Yamada 6-chome, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo No. 16 at Hitachi, Ltd. Device Development Center Co., Ltd. (72) Inventor Tsuyoshi Tamaru 6-chome, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo No. 16 Within Hitachi Device Co., Ltd. Device Development Center (72) Inventor Nobuyoshi Kobayashi Ome-shi, Tokyo 6--16 Shinmachi 3 Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Akita Yumeshi Umezawa 6-16, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yoshikazu Ohira 3-16-16, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 3 Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd.

Claims (45)

【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メモリセ
ル選択用の第1MISFETおよび周辺回路用の第2M
ISFETと、前記第1MISFETの一方のソース・
ドレイン領域上の第1絶縁膜に形成された多結晶シリコ
ンプラグと、前記第1絶縁膜上の第2絶縁膜に開口され
た第1接続孔を介して前記多結晶シリコンプラグに電気
的に接続された前記第2絶縁膜上のビット線と、前記第
1および第2絶縁膜の第2接続孔を介して前記第2MI
SFETのソース・ドレイン領域に電気的に接続された
前記第2絶縁膜上の第1層配線とを有する半導体集積回
路装置であって、 前記ビット線と前記多結晶シリコンプラグとの接続領
域、または、前記第1層配線と前記第2MISFETの
ソース・ドレイン領域もしくはゲート電極または前記半
導体基板の主面との接続領域には、チタン、タングステ
ンもしくはコバルトから選択された元素のシリサイド膜
であって不純物を含むもの、または、不純物を含まない
コバルトシリサイド膜が形成されており、 前記不純物は、窒素、酸素、炭素もしくはゲルマニウム
から選択された何れか1つまたは複数の元素であること
を特徴とする半導体集積回路装置。
1. A first MISFET for selecting a memory cell and a second M for peripheral circuits formed on a main surface of a semiconductor substrate.
An ISFET and one source of the first MISFET;
A polysilicon plug formed in the first insulating film on the drain region, and an electrical connection to the polysilicon plug through a first connection hole opened in the second insulating film on the first insulating film; The bit line on the second insulating film thus formed and the second MI via the second connection hole of the first and second insulating films.
A semiconductor integrated circuit device having a first layer wiring on the second insulating film electrically connected to a source / drain region of an SFET, a connection region between the bit line and the polycrystalline silicon plug, or A connection region between the first layer wiring and a source / drain region or a gate electrode of the second MISFET or a main surface of the semiconductor substrate is a silicide film of an element selected from titanium, tungsten or cobalt, And a cobalt silicide film containing no impurity is formed, wherein the impurity is any one or a plurality of elements selected from nitrogen, oxygen, carbon, and germanium. Circuit device.
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置であ
って、 前記不純物の含有量は、1原子%〜13原子%の範囲で
あることを特徴とする半導体集積回路装置。
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the content of said impurity is in a range of 1 atomic% to 13 atomic%.
【請求項3】 請求項2記載の半導体集積回路装置であ
って、 前記不純物が窒素であり、その窒素の含有量は、1原子
%〜3原子%の範囲であることを特徴とする半導体集積
回路装置。
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 2, wherein said impurity is nitrogen, and the nitrogen content is in a range of 1 at% to 3 at%. Circuit device.
【請求項4】 請求項1記載の半導体集積回路装置であ
って、 前記ビット線の線幅は、前記第1接続孔の口径以下であ
ることを特徴とする半導体集積回路装置。
4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a line width of said bit line is smaller than a diameter of said first connection hole.
【請求項5】 半導体基板の主面に形成されたメモリセ
ル選択用の第1MISFETと、前記第1MISFET
の一方のソース・ドレイン領域上の第1絶縁膜に形成さ
れた多結晶シリコンプラグと、前記第1絶縁膜上の第2
絶縁膜上に形成されたビット線とを有する半導体集積回
路装置であって、 前記第2絶縁膜には第1接続孔が開口され、前記ビット
線と前記多結晶シリコンプラグとは、前記第1接続孔内
に形成された第1プラグを介して接続されていることを
特徴とする半導体集積回路装置。
5. A first MISFET for selecting a memory cell formed on a main surface of a semiconductor substrate, and said first MISFET.
A polycrystalline silicon plug formed on the first insulating film on one of the source / drain regions;
A semiconductor integrated circuit device having a bit line formed on an insulating film, wherein a first connection hole is opened in the second insulating film, and the bit line and the polycrystalline silicon plug are connected to each other by the first plug. A semiconductor integrated circuit device connected via a first plug formed in a connection hole.
【請求項6】 請求項5記載の半導体集積回路装置であ
って、 前記第1および第2絶縁膜の表面が少なくとも前記第1
MISFETが形成された領域にわたって平坦化されて
おり、前記第1プラグの表面と前記第2絶縁膜の表面が
同一平面に形成されていることを特徴とする半導体集積
回路装置。
6. The semiconductor integrated circuit device according to claim 5, wherein a surface of said first and second insulating films is at least said first insulating film.
A semiconductor integrated circuit device, wherein the surface is planarized over a region where a MISFET is formed, and a surface of the first plug and a surface of the second insulating film are formed on the same plane.
【請求項7】 請求項5記載の半導体集積回路装置であ
って、 前記ビット線の膜厚は、前記第1接続孔の口径の2分の
1以下であることを特徴とする半導体集積回路装置。
7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 5, wherein the thickness of the bit line is equal to or less than half the diameter of the first connection hole. .
【請求項8】 請求項5記載の半導体集積回路装置であ
って、 前記ビット線の線幅は、前記第1接続孔の口径以下であ
ることを特徴とする半導体集積回路装置。
8. The semiconductor integrated circuit device according to claim 5, wherein a line width of the bit line is smaller than a diameter of the first connection hole.
【請求項9】 請求項5記載の半導体集積回路装置であ
って、 前記ビット線は、前記第1プラグに対して選択的にエッ
チングが可能な材料で構成されていることを特徴とする
半導体集積回路装置。
9. The semiconductor integrated circuit device according to claim 5, wherein said bit line is made of a material which can be selectively etched with respect to said first plug. Circuit device.
【請求項10】 請求項5記載の半導体集積回路装置で
あって、 前記ビット線は、タングステンまたはモリブデンの単層
膜からなり、 前記第1プラグは、窒化チタンおよびタングステンを含
む積層膜、または、窒化チタンもしくは窒化タングステ
ンからなることを特徴とする半導体集積回路装置。
10. The semiconductor integrated circuit device according to claim 5, wherein said bit line is made of a single-layer film of tungsten or molybdenum, and said first plug is a stacked film containing titanium nitride and tungsten, or A semiconductor integrated circuit device comprising titanium nitride or tungsten nitride.
【請求項11】 請求項5記載の半導体集積回路装置で
あって、さらに、 前記半導体基板の主面に形成された周辺回路の第2MI
SFETと、前記第2絶縁膜上に形成された周辺回路の
第1層配線とを有し、 前記第1および第2絶縁膜には第2接続孔が開口され、
前記第1層配線と、前記第2MISFETのソース・ド
レイン領域もしくはゲート電極または前記半導体基板の
主面とが、前記第2接続孔内に形成された第2プラグを
介して接続され、 前記第2プラグは、前記第1プラグと同一の材料からな
り、前記第1層配線は、前記ビット線と同一の材料から
なることを特徴とする半導体集積回路装置。
11. The semiconductor integrated circuit device according to claim 5, further comprising a second MI of a peripheral circuit formed on a main surface of said semiconductor substrate.
An SFET and a first layer wiring of a peripheral circuit formed on the second insulating film; a second connection hole is opened in the first and second insulating films;
The first layer wiring is connected to a source / drain region or a gate electrode of the second MISFET or a main surface of the semiconductor substrate via a second plug formed in the second connection hole; A semiconductor integrated circuit device, wherein the plug is made of the same material as the first plug, and the first layer wiring is made of the same material as the bit line.
【請求項12】 請求項11記載の半導体集積回路装置
であって、 前記第1および第2絶縁膜の表面が前記半導体基板の全
面にわたって平坦化されており、前記第1および第2プ
ラグの表面と前記第2絶縁膜の表面が同一平面に形成さ
れていることを特徴とする半導体集積回路装置。
12. The semiconductor integrated circuit device according to claim 11, wherein surfaces of said first and second insulating films are flattened over the entire surface of said semiconductor substrate, and surfaces of said first and second plugs. And a surface of the second insulating film is formed on the same plane.
【請求項13】 請求項11記載の半導体集積回路装置
であって、 前記ビット線および第1層配線は、タングステンまたは
モリブデンの単層膜からなり、 前記第1および第2プラグは、窒化チタン膜およびタン
グステン膜を含む積層膜、または、窒化チタンもしくは
窒化タングステンからなることを特徴とする半導体集積
回路装置。
13. The semiconductor integrated circuit device according to claim 11, wherein the bit line and the first layer wiring are formed of a single layer film of tungsten or molybdenum, and the first and second plugs are formed of a titanium nitride film. And a stacked film including a tungsten film and a titanium film or a tungsten nitride film.
【請求項14】 請求項11記載の半導体集積回路装置
であって、 前記第1プラグと前記多結晶シリコンプラグとの接続領
域、または、前記第2プラグと前記第2MISFETの
ソース・ドレイン領域もしくはゲート電極または半導体
基板の主面との接続領域には、チタン、タングステンも
しくはコバルトから選択された元素のシリサイド膜であ
って不純物を含むもの、または、不純物を含まないコバ
ルトシリサイド膜が形成されており、 前記不純物は、窒素、酸素、炭素もしくはゲルマニウム
から選択された何れか1つまたは複数の元素であり、 前記不純物の含有量が1原子%〜13原子%の範囲であ
ることを特徴とする半導体集積回路装置。
14. The semiconductor integrated circuit device according to claim 11, wherein a connection region between the first plug and the polycrystalline silicon plug, or a source / drain region or a gate of the second plug and the second MISFET. In the connection region with the electrode or the main surface of the semiconductor substrate, a silicide film of an element selected from titanium, tungsten, or cobalt and containing an impurity, or a cobalt silicide film containing no impurity is formed. The semiconductor is characterized in that the impurity is one or more elements selected from nitrogen, oxygen, carbon and germanium, and the content of the impurity is in a range of 1 atomic% to 13 atomic%. Circuit device.
【請求項15】 請求項14記載の半導体集積回路装置
であって、 前記不純物が窒素であり、その窒素の含有量は、1原子
%〜3原子%の範囲であることを特徴とする半導体集積
回路装置。
15. The semiconductor integrated circuit device according to claim 14, wherein the impurity is nitrogen, and the content of nitrogen is in a range of 1 atomic% to 3 atomic%. Circuit device.
【請求項16】 請求項11記載の半導体集積回路装置
であって、 前記第1プラグと前記多結晶シリコンプラグとの接続領
域、前記第2プラグと前記第2MISFETのソース・
ドレイン領域もしくはゲート電極または半導体基板の主
面との接続領域、または、前記第2MISFETのソー
ス・ドレインの表面領域には、チタン、タングステンも
しくはコバルトから選択された元素のシリサイド膜が形
成されており、 前記何れかの接続領域または表面領域のシリサイド膜の
膜厚が15〜30nmであることを特徴とする半導体集
積回路装置。
16. The semiconductor integrated circuit device according to claim 11, wherein a connection region between the first plug and the polycrystalline silicon plug, a source of the second plug and a source of the second MISFET.
A silicide film of an element selected from titanium, tungsten or cobalt is formed in a drain region or a connection region with a gate electrode or a main surface of a semiconductor substrate, or in a source / drain surface region of the second MISFET. A semiconductor integrated circuit device, wherein the thickness of the silicide film in any one of the connection region and the surface region is 15 to 30 nm.
【請求項17】 請求項16記載の半導体集積回路装置
であって、 前記第2MISFETが、pチャネル型MISFETを
含むものであり、 前記pチャネル型MISFETのソース・ドレインの表
面領域、または、前記第2プラグ底部と前記pチャネル
型MISFETのソース・ドレイン領域との接続領域に
形成された前記シリサイド膜の膜厚が、15〜30nm
であることを特徴とする半導体集積回路装置。
17. The semiconductor integrated circuit device according to claim 16, wherein said second MISFET includes a p-channel MISFET, and a source / drain surface region of said p-channel MISFET or said second MISFET. 2 The thickness of the silicide film formed in the connection region between the bottom of the plug and the source / drain region of the p-channel type MISFET is 15 to 30 nm.
A semiconductor integrated circuit device.
【請求項18】 半導体基板の主面に形成されたメモリ
セル選択用の第1MISFETと、前記第1MISFE
Tの一方のソース・ドレイン領域上の第1絶縁膜に形成
された多結晶シリコンプラグと、前記第1絶縁膜上に形
成された第2絶縁膜と、前記第2絶縁膜に開口された第
1接続孔を介して前記多結晶シリコンプラグに接続され
たビット線とを有する半導体集積回路装置であって、 前記ビット線の厚さL1 と、前記第2絶縁膜の厚さに前
記ビット線の厚さL1を加えた距離L2 と、前記第1接
続孔の口径Dとの間には、L1 ×(1+OVE)<
2 、および、L1 >D/2、(ただし、OVEはビッ
ト線をパターニングする際のオーバーエッチ量であ
る。)、の関係を有することを特徴とする半導体集積回
路装置。
18. A first MISFET for selecting a memory cell formed on a main surface of a semiconductor substrate, and said first MISFET.
A polycrystalline silicon plug formed on the first insulating film on one of the source / drain regions of T; a second insulating film formed on the first insulating film; and a second opening formed in the second insulating film. 1. A semiconductor integrated circuit device comprising: a bit line connected to the polycrystalline silicon plug through one connection hole; wherein the bit line has a thickness L 1 and a thickness of the second insulating film. L 1 × (1 + OVE) <between a distance L 2 obtained by adding the thickness L 1 of the first connection hole and the diameter D of the first connection hole.
A semiconductor integrated circuit device having a relationship of L 2 and L 1 > D / 2 (where OVE is an over-etch amount when patterning a bit line).
【請求項19】 請求項18記載の半導体集積回路装置
であって、 前記ビット線の線幅は、前記第1接続孔の口径以下であ
ることを特徴とする半導体集積回路装置。
19. The semiconductor integrated circuit device according to claim 18, wherein a line width of said bit line is smaller than a diameter of said first connection hole.
【請求項20】 メモリセル選択用の第1MISFET
が半導体基板の主面上にアレイ状に配列されたメモリセ
ル領域と、前記メモリセル領域の周辺に形成された直接
周辺回路領域と、前記直接周辺回路領域の周辺に形成さ
れた間接周辺回路領域とを含み、前記直接または間接周
辺回路領域の前記半導体基板の主面と第1層配線とを接
続する第2接続孔を有する半導体集積回路装置であっ
て、 前記第2接続孔の口径が、前記直接および間接周辺回路
領域において同一であることを特徴とする半導体集積回
路装置。
20. A first MISFET for selecting a memory cell
Are arranged in an array on the main surface of the semiconductor substrate, a direct peripheral circuit region formed around the memory cell region, and an indirect peripheral circuit region formed around the direct peripheral circuit region A semiconductor integrated circuit device having a second connection hole for connecting a main surface of the semiconductor substrate in the direct or indirect peripheral circuit region and a first layer wiring, wherein a diameter of the second connection hole is: A semiconductor integrated circuit device which is the same in the direct and indirect peripheral circuit regions.
【請求項21】 請求項20記載の半導体集積回路装置
であって、 前記第2接続孔のアスペクト比が、前記メモリセル領
域、直接周辺回路領域および間接周辺回路領域において
同一であることを特徴とする半導体集積回路装置。
21. The semiconductor integrated circuit device according to claim 20, wherein the aspect ratio of the second connection hole is the same in the memory cell region, the direct peripheral circuit region, and the indirect peripheral circuit region. Semiconductor integrated circuit device.
【請求項22】 半導体基板の主面に形成されたメモリ
セル選択用の第1MISFETおよび周辺回路用の第2
MISFETと、前記第1MISFETの一方のソース
・ドレイン領域上の第1絶縁膜に形成された多結晶シリ
コンプラグと、前記第1絶縁膜上の第2絶縁膜に開口さ
れた第1接続孔を介して前記多結晶シリコンプラグに電
気的に接続された前記第2絶縁膜上のビット線と、前記
第1および第2絶縁膜の第2接続孔を介して前記第2M
ISFETのソース・ドレイン領域に電気的に接続され
た前記第2絶縁膜上の第1層配線とを有する半導体集積
回路装置であって、 前記ビット線と前記多結晶シリコンプラグとの接続領
域、前記第1層配線と前記第2MISFETのソース・
ドレイン領域もしくはゲート電極または前記半導体基板
の主面との接続領域、または、前記第2MISFETの
ソース・ドレインの表面領域には、チタン、タングステ
ンもしくはコバルトから選択された元素のシリサイド膜
が形成されており、 前記何れかの接続領域または表面領域のシリサイド膜の
膜厚が、15〜30nmであることを特徴とする半導体
集積回路装置。
22. A first MISFET for selecting a memory cell and a second MISFET for a peripheral circuit formed on a main surface of a semiconductor substrate.
A MISFET, a polycrystalline silicon plug formed in a first insulating film on one of the source / drain regions of the first MISFET, and a first connection hole opened in a second insulating film on the first insulating film. And a bit line on the second insulating film electrically connected to the polycrystalline silicon plug through the second connection hole of the first and second insulating films.
A semiconductor integrated circuit device having a first layer wiring on the second insulating film electrically connected to a source / drain region of an ISFET, wherein a connection region between the bit line and the polycrystalline silicon plug; A first layer wiring and a source of the second MISFET;
A silicide film of an element selected from titanium, tungsten or cobalt is formed in a drain region, a gate electrode, a connection region with a main surface of the semiconductor substrate, or a source / drain surface region of the second MISFET. A semiconductor integrated circuit device, wherein the thickness of the silicide film in any one of the connection region and the surface region is 15 to 30 nm.
【請求項23】 請求項22記載の半導体集積回路装置
であって、 前記第2MISFETが、pチャネル型MISFETを
含むものであり、 前記pチャネル型MISFETのソース・ドレインの表
面領域、または、前記第1層配線と前記pチャネル型M
ISFETのソース・ドレイン領域との接続領域に形成
された前記シリサイド膜の膜厚が、15〜30nmであ
ることを特徴とする半導体集積回路装置。
23. The semiconductor integrated circuit device according to claim 22, wherein the second MISFET includes a p-channel MISFET, and a source / drain surface region of the p-channel MISFET or the second MISFET. Single-layer wiring and the p-channel type M
A semiconductor integrated circuit device, wherein a thickness of the silicide film formed in a connection region between the source and drain regions of the ISFET is 15 to 30 nm.
【請求項24】 (a)半導体基板の主面に、メモリセ
ル選択用の第1MISFETを形成し、前記第1MIS
FETを覆う第1絶縁膜を形成した後、前記第1絶縁膜
を、前記第1MISFETの少なくとも一方のソース・
ドレイン領域上に開口を有するフォトレジスト膜の存在
下でエッチングする工程、 (b)前記半導体基板の全面に、前記エッチングにより
形成された第1絶縁膜の開口を埋め込む多結晶シリコン
膜を堆積し、前記第1絶縁膜上の前記多結晶シリコン膜
を除去して前記第1MISFETのソース・ドレイン領
域に電気的に接続された多結晶シリコンプラグを形成す
る工程、 (c)前記第1絶縁膜上に第2絶縁膜を形成し、前記第
2絶縁膜を、前記多結晶シリコンプラグ上に開口を有す
るフォトレジスト膜の存在下でエッチングして前記第2
絶縁膜に第1接続孔を形成する工程、 (d)前記第1接続孔の底部および前記第2絶縁膜上
に、窒素、酸素、炭素およびゲルマニウムから選択され
た何れか1つもしくは複数の不純物を含む金属膜であっ
て、チタン、タングステンもしくはコバルトの何れかを
主成分とするもの、または、前記不純物の何れも含まな
いコバルト膜を堆積し、熱処理を施す工程、 (e)前記金属膜またはコバルト膜上に第1導電膜を堆
積して前記第1接続孔を埋め込む工程、 (f)前記第1導電膜上にビット線パターンにパターニ
ングされたフォトレジスト膜を形成し、前記フォトレジ
スト膜の存在下で前記金属膜またはコバルト膜と前記第
1導電膜とをエッチングしてビット線を形成する工程、 を有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
24. (a) forming a first MISFET for selecting a memory cell on a main surface of a semiconductor substrate;
After forming a first insulating film covering the FET, the first insulating film is replaced with at least one of a source and a source of the first MISFET.
Etching in the presence of a photoresist film having an opening on the drain region; (b) depositing a polycrystalline silicon film filling the opening of the first insulating film formed by the etching on the entire surface of the semiconductor substrate; Removing the polycrystalline silicon film on the first insulating film to form a polycrystalline silicon plug electrically connected to a source / drain region of the first MISFET; (c) forming a polycrystalline silicon plug on the first insulating film Forming a second insulating film, and etching the second insulating film in the presence of a photoresist film having an opening on the polycrystalline silicon plug;
Forming a first connection hole in the insulating film; and (d) one or more impurities selected from nitrogen, oxygen, carbon, and germanium on the bottom of the first connection hole and on the second insulating film. Depositing a metal film containing any of titanium, tungsten or cobalt as a main component, or a cobalt film containing none of the impurities, and performing a heat treatment; Depositing a first conductive film on a cobalt film to fill the first connection hole; (f) forming a photoresist film patterned in a bit line pattern on the first conductive film; Forming a bit line by etching the metal film or the cobalt film and the first conductive film in the presence of the semiconductor integrated circuit device.
【請求項25】 請求項24記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記熱処理によって、前記金属膜またはコバルト膜と前
記多結晶シリコンプラグとの接続領域に形成されるシリ
サイド膜は、前記エッチング工程におけるエッチングス
トッパとして機能することを特徴とする半導体集積回路
装置の製造方法。
25. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 24, wherein the heat treatment forms a silicide film in a connection region between the metal film or the cobalt film and the polycrystalline silicon plug. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, which functions as an etching stopper in an etching step.
【請求項26】 請求項24記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記ビット線パターンのパターン幅は、前記第1接続孔
の口径以下であることを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。
26. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 24, wherein a pattern width of the bit line pattern is smaller than a diameter of the first connection hole. Production method.
【請求項27】 請求項24記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記金属膜の前記不純物の含有量は、1原子%〜13原
子%の範囲であることを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。
27. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 24, wherein the content of the impurity in the metal film is in a range of 1 atomic% to 13 atomic%. A method for manufacturing a circuit device.
【請求項28】 請求項27記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記不純物が窒素であり、前記金属膜の前記不純物の含
有量は、1原子%〜3原子%の範囲であることを特徴と
する半導体集積回路装置の製造方法。
28. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 27, wherein the impurity is nitrogen, and a content of the impurity in the metal film is in a range of 1 atomic% to 3 atomic%. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項29】 請求項24記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記第1導電膜は、窒化チタンおよびタングステンの積
層膜であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造
方法。
29. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 24, wherein the first conductive film is a stacked film of titanium nitride and tungsten.
【請求項30】 請求項24記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記第1MISFETと同一の工程で周辺回路用の第2
MISFETを形成し、 前記第1接続孔の形成と同一の工程で、または、前記第
1接続孔の形成に前後して、前記第2MISFETのソ
ース・ドレイン領域もしくはゲート電極または前記半導
体基板主面の半導体領域に電気的に接続するための第2
接続孔を形成し、 前記ビット線の形成と同一の工程で、周辺回路の第1層
配線を形成することを特徴とする半導体集積回路装置の
製造方法。
30. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 24, wherein the second process for the peripheral circuit is performed in the same step as the first MISFET.
Forming a MISFET, in the same step as forming the first connection hole, or before or after the formation of the first connection hole, forming a source / drain region or a gate electrode of the second MISFET or a main surface of the semiconductor substrate; A second for electrically connecting to the semiconductor region;
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: forming a connection hole; and forming a first layer wiring of a peripheral circuit in the same step as forming the bit line.
【請求項31】 (a)半導体基板の主面に、メモリセ
ル選択用の第1MISFETを形成し、前記第1MIS
FETを覆う第1絶縁膜を形成した後、前記第1絶縁膜
を、前記第1MISFETの少なくとも一方のソース・
ドレイン領域上に開口を有するフォトレジスト膜の存在
下でエッチングする工程、 (b)前記半導体基板の全面に、前記エッチングにより
形成された第1絶縁膜の開口を埋め込む多結晶シリコン
膜を堆積し、前記第1絶縁膜上の前記多結晶シリコン膜
を除去して前記第1MISFETのソース・ドレイン領
域に電気的に接続された多結晶シリコンプラグを形成す
る工程、 (c)前記第1絶縁膜上に第2絶縁膜を形成し、前記第
2絶縁膜を、前記多結晶シリコンプラグ上に開口を有す
るフォトレジスト膜の存在下でエッチングして前記第2
絶縁膜に第1接続孔を形成する工程、 (d)前記第1接続孔を埋め込む第1導電膜を堆積し、
前記第2絶縁膜上の前記第1導電膜を除去して、前記第
1接続孔内に前記第1導電膜からなる第1プラグを形成
する工程、 (e)前記第1プラグおよび第2絶縁膜上に、第2導電
膜を堆積する工程、 (f)前記第2導電膜をパターニングしてビット線を形
成する工程、 を含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
31. (a) forming a first MISFET for selecting a memory cell on a main surface of a semiconductor substrate;
After forming a first insulating film covering the FET, the first insulating film is replaced with at least one of a source and a source of the first MISFET.
Etching in the presence of a photoresist film having an opening on the drain region; (b) depositing a polycrystalline silicon film filling the opening of the first insulating film formed by the etching on the entire surface of the semiconductor substrate; Removing the polycrystalline silicon film on the first insulating film to form a polycrystalline silicon plug electrically connected to a source / drain region of the first MISFET; (c) forming a polycrystalline silicon plug on the first insulating film Forming a second insulating film, and etching the second insulating film in the presence of a photoresist film having an opening on the polycrystalline silicon plug;
Forming a first connection hole in the insulating film; (d) depositing a first conductive film filling the first connection hole;
Removing the first conductive film on the second insulating film to form a first plug made of the first conductive film in the first connection hole; (e) the first plug and the second insulating film Depositing a second conductive film on the film; and (f) patterning the second conductive film to form a bit line.
【請求項32】 請求項31記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記第1絶縁膜のエッチング工程の前に前記第1絶縁膜
がCMP法により平坦化され、前記第1プラグは前記第
1導電膜のCMP法による研磨により形成されることを
特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
32. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 31, wherein the first insulating film is planarized by a CMP method before the step of etching the first insulating film, and the first plug is A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the first conductive film is formed by polishing by a CMP method.
【請求項33】 請求項31記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記第2導電膜の膜厚は、前記第1接続孔の口径の2分
の1以下であることを特徴とする半導体集積回路装置の
製造方法。
33. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 31, wherein the thickness of the second conductive film is not more than half the diameter of the first connection hole. Of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項34】 請求項31記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記ビット線の線幅は、前記第1接続孔の口径以下であ
ることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
34. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 31, wherein the line width of the bit line is equal to or smaller than the diameter of the first connection hole. Method.
【請求項35】 請求項31記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記第2導電膜は、前記第1プラグに対してエッチング
選択比を有する材料であることを特徴とする半導体集積
回路装置の製造方法。
35. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 31, wherein the second conductive film is a material having an etching selectivity with respect to the first plug. A method for manufacturing a circuit device.
【請求項36】 請求項31記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記第1導電膜は、窒化チタン膜およびタングステン膜
を含む積層膜、または、窒化チタンまたは窒化タングス
テンからなる単層膜であり、前記第2導電膜は、タング
ステンまたはモリブデンからなる単層膜であることを特
徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
36. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 31, wherein the first conductive film is a stacked film including a titanium nitride film and a tungsten film, or a single layer made of titanium nitride or tungsten nitride. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the second conductive film is a single-layer film made of tungsten or molybdenum.
【請求項37】 請求項31記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記第1MISFETと同一の工程で周辺回路領域の第
2MISFETを形成し、 前記第1接続孔の形成と同一の工程で、または前記第1
接続孔の形成に前後して、前記第2MISFETのソー
ス・ドレイン領域に接続するための第2接続孔を形成
し、 前記第1プラグの形成と同時に、前記第2接続孔内に前
記第1導電膜からなる第2プラグを形成し、 前記ビット線の形成と同時に、前記第2導電膜からなる
周辺回路の第1層配線を形成することを特徴とする半導
体集積回路装置の製造方法。
37. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 31, wherein a second MISFET in a peripheral circuit region is formed in the same step as the first MISFET, and the same step as the formation of the first connection hole is performed. Or the first
Before and after the formation of the connection hole, a second connection hole for connecting to the source / drain region of the second MISFET is formed. At the same time as the formation of the first plug, the first conductive hole is formed in the second connection hole. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: forming a second plug made of a film; and forming a first layer wiring of a peripheral circuit made of the second conductive film simultaneously with the formation of the bit line.
【請求項38】 請求項37記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記第1および第2プラグの形成の前に、前記第1およ
び第2接続孔の底部ならびに前記第2絶縁膜上に、窒
素、酸素、炭素およびゲルマニウムから選択された何れ
か1つもしくは複数の不純物をその濃度が1原子%〜1
3原子%の範囲で含む金属膜であって、チタン、タング
ステンもしくはコバルトの何れかを主成分とするもの、
または、前記不純物の何れも含まないコバルト膜を堆積
し、熱処理を施す工程、を有することを特徴とする半導
体集積回路装置の製造方法。
38. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 37, wherein before forming the first and second plugs, bottoms of the first and second connection holes and the second insulating film. Further, one or more impurities selected from nitrogen, oxygen, carbon, and germanium are added at a concentration of 1 atomic% to 1 atomic%.
A metal film containing in the range of 3 atomic% and containing any of titanium, tungsten and cobalt as a main component;
Alternatively, a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: depositing a cobalt film containing neither of the impurities and performing a heat treatment.
【請求項39】 請求項37記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記第1および第2プラグの形成の前に、前記第1およ
び第2接続孔の底部ならびに前記第2絶縁膜上に、 チタン、タングステンもしくはコバルトの何れかを主成
分とする金属膜を、その膜厚が10〜20nmの範囲で
堆積し、熱処理を施す工程、または、 チタン、タングステンもしくはコバルトのシリサイド膜
を、その膜厚が15〜30nmの範囲で堆積する工程、
または、 チタン、タングステンもしくはコバルトの何れかを主成
分とする金属膜を堆積し、さらに、シリコン膜を前記金
属膜よりも薄い膜厚で堆積し、熱処理を施す工程、また
は、 チタン、タングステンもしくはコバルトの何れかを主成
分とする金属膜を堆積し、水素化珪素ガスの雰囲気下で
前記金属膜をアニールする工程、 の何れかの工程を有することを特徴とする半導体集積回
路装置の製造方法。
39. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 37, wherein before forming the first and second plugs, bottoms of the first and second connection holes and the second insulating film. A step of depositing a metal film containing titanium, tungsten or cobalt as a main component in a thickness range of 10 to 20 nm and performing a heat treatment thereon, or a titanium, tungsten or cobalt silicide film, Depositing the film in a thickness range of 15 to 30 nm;
Or a step of depositing a metal film containing any of titanium, tungsten or cobalt as a main component and further depositing a silicon film with a thickness smaller than the metal film and performing a heat treatment; or Depositing a metal film containing any one of the above as a main component and annealing the metal film in an atmosphere of silicon hydride gas. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising:
【請求項40】 請求項39記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記金属膜の熱処理工程の後、未反応のチタン、タング
ステンもしくはコバルトをエッチングにより選択的に除
去することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
40. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 39, wherein after the heat treatment step of the metal film, unreacted titanium, tungsten or cobalt is selectively removed by etching. Of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項41】 (a)半導体基板の主面にMISFE
Tを形成し、前記MISFETを覆う絶縁膜を形成する
工程、 (b)前記MISFETのソース・ドレイン領域上に開
口を有するフォトレジスト膜の存在下で、前記絶縁膜を
エッチングし、前記絶縁膜に接続孔を形成する工程、 (c)前記接続孔を埋め込む導電膜を堆積し、前記導電
膜上に、配線パターンにパターニングされたフォトレジ
スト膜を形成し、前記フォトレジスト膜の存在下で前記
導電膜をエッチングして配線を形成する工程、を有する
半導体集積回路装置の製造方法であって、 前記導電膜の形成の前に、前記接続孔の底部ならびに前
記絶縁膜上に、 チタン、タングステンもしくはコバルトの何れかを主成
分とする金属膜を、その膜厚が10〜20nmの範囲で
堆積し、熱処理を施す工程、または、 チタン、タングステンもしくはコバルトのシリサイド膜
を、その膜厚が15〜30nmの範囲で堆積する工程、
または、 チタン、タングステンもしくはコバルトの何れかを主成
分とする金属膜を堆積し、さらに、シリコン膜を前記金
属膜よりも薄い膜厚で堆積し、熱処理を施す工程、また
は、 チタン、タングステンもしくはコバルトの何れかを主成
分とする金属膜を堆積し、水素化珪素ガスの雰囲気下で
前記金属膜を熱処理する工程、 の何れかの工程を有することを特徴とする半導体集積回
路装置の製造方法。
41. (a) MISFE is formed on a main surface of a semiconductor substrate.
Forming T and forming an insulating film covering the MISFET; (b) etching the insulating film in the presence of a photoresist film having openings on source / drain regions of the MISFET; Forming a connection hole; (c) depositing a conductive film filling the connection hole, forming a photoresist film patterned in a wiring pattern on the conductive film, and forming the conductive film in the presence of the photoresist film. Forming a wiring by etching a film, wherein before forming the conductive film, titanium, tungsten or cobalt is formed on the bottom of the connection hole and on the insulating film. A step of depositing a metal film containing any one of the above as a main component in a thickness range of 10 to 20 nm and subjecting it to a heat treatment; Ku the step a silicide film of cobalt, in which the film thickness is deposited in the range of 15 to 30 nm,
Or a step of depositing a metal film containing any of titanium, tungsten or cobalt as a main component and further depositing a silicon film with a thickness smaller than the metal film and performing a heat treatment; or Depositing a metal film containing any one of the above as a main component, and subjecting the metal film to a heat treatment in an atmosphere of a silicon hydride gas.
【請求項42】 請求項41記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記金属膜の熱処理工程の後、未反応のチタン、タング
ステンもしくはコバルトをエッチングにより選択的に除
去することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
42. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 41, wherein after the heat treatment of the metal film, unreacted titanium, tungsten or cobalt is selectively removed by etching. Of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項43】 請求項41記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記導電膜は、窒化チタンおよびタングステンの積層
膜、または、チタン、窒化チタンおよびタングステンの
3層積層膜の何れかであることを特徴とする半導体集積
回路装置の製造方法。
43. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 41, wherein the conductive film is any one of a stacked film of titanium nitride and tungsten, or a three-layer stacked film of titanium, titanium nitride and tungsten. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項44】 (a)半導体基板の主面にMISFE
Tを形成する工程、 (b)少なくとも前記MISFETのソース・ドレイン
を覆う領域に、チタン、タングステンもしくはコバルト
の何れかを主成分とする金属膜を、その膜厚が10〜2
0nmの範囲で堆積する工程、 (c)前記金属膜を熱処理して、シリコンとの接触部に
シリサイド膜を形成する工程、 (d)前記熱処理工程において、未反応のチタン、タン
グステンもしくはコバルトをエッチングにより選択的に
除去する工程、 (e)前記MISFETを覆う絶縁膜を形成する工程、 (f)前記MISFETのソース・ドレイン領域上に開
口を有するフォトレジスト膜の存在下で、前記絶縁膜を
エッチングし、前記絶縁膜に接続孔を形成する工程、 (g)前記接続孔を埋め込む導電膜を堆積し、前記導電
膜上に、配線パターンにパターニングされたフォトレジ
スト膜を形成し、前記フォトレジスト膜の存在下で前記
導電膜をエッチングして配線を形成する工程、 を有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
44. (a) MISFE is formed on a main surface of a semiconductor substrate.
(B) forming a metal film containing titanium, tungsten or cobalt as a main component at least in a region covering the source / drain of the MISFET;
(C) heat-treating the metal film to form a silicide film at a contact portion with silicon; and (d) etching unreacted titanium, tungsten or cobalt in the heat-treating process. (E) forming an insulating film covering the MISFET; and (f) etching the insulating film in the presence of a photoresist film having openings on source / drain regions of the MISFET. Forming a connection hole in the insulating film; and (g) depositing a conductive film filling the connection hole, forming a photoresist film patterned in a wiring pattern on the conductive film, Forming a wiring by etching the conductive film in the presence of a semiconductor integrated circuit device.
【請求項45】 請求項44記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記導電膜は、窒化チタンおよびタングステンの積層
膜、または、チタン、窒化チタンおよびタングステンの
3層積層膜の何れかであることを特徴とする半導体集積
回路装置の製造方法。
45. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 44, wherein the conductive film is any one of a stacked film of titanium nitride and tungsten, or a three-layered film of titanium, titanium nitride and tungsten. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
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JP2001196551A (en) * 1999-12-30 2001-07-19 Hyundai Electronics Ind Co Ltd Semiconductor element with capacitor and manufacturing method therefor
JP2004508708A (en) * 2000-08-31 2004-03-18 マイクロン テクノロジー インコーポレイテッド Flattening of the metal container structure
KR100848927B1 (en) * 2000-10-11 2008-07-29 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 Semiconductor integrated coircuit and device and the process of the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001196551A (en) * 1999-12-30 2001-07-19 Hyundai Electronics Ind Co Ltd Semiconductor element with capacitor and manufacturing method therefor
JP4594517B2 (en) * 1999-12-30 2010-12-08 株式会社ハイニックスセミコンダクター Semiconductor device provided with capacitor and method of manufacturing the same
JP2004508708A (en) * 2000-08-31 2004-03-18 マイクロン テクノロジー インコーポレイテッド Flattening of the metal container structure
KR100848927B1 (en) * 2000-10-11 2008-07-29 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 Semiconductor integrated coircuit and device and the process of the same

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