JPH09283759A - Self-aligned contact forming method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
自己整合コンタクトの形成方法に関し、更に詳細には、
絶縁耐圧が高く、かつ配線プラグとその接触領域との電
気的接触に対する信頼性が高い自己整合コンタクトを形
成できる方法に関するものである。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method of forming a self-aligned contact of a semiconductor device, and more particularly,
The present invention relates to a method capable of forming a self-aligned contact having high withstand voltage and high reliability with respect to electrical contact between a wiring plug and its contact region.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年のVLSI等に見られるように、半
導体装置の高集積化及び高性能化が進展するに伴い、配
線密度を一層高めることが要求されており、酸化シリコ
ン(SiO2 )系材料層をドライエッチングして接続孔
を形成する技術についても、配線密度を高めるための技
術的要求が益々厳しくなって来ている。そこで、自己整
合コンタクト(Self Aligned Contact;以下SACと略
記する)形成技術が、コンタクトホール形成工程での位
置合わせのために従来は必要とされていたマスク上の設
計余裕を不要にすることにより配線密度を高めることが
できる技術であるとして注目されている。BACKGROUND OF THE INVENTION As seen in recent VLSI or the like, with the progress of high integration and performance of semiconductor devices have been required to further increase the wiring density, silicon oxide (SiO 2) system With respect to the technique of forming a contact hole by dry-etching a material layer, technical requirements for increasing the wiring density have become more and more severe. Therefore, a self-aligned contact (hereinafter abbreviated as SAC) forming technique eliminates a design margin on a mask, which is conventionally required for alignment in a contact hole forming process, and thereby wiring is performed. It is drawing attention as a technology that can increase the density.
【0003】SAC技術の開発は、特に0.25μmル
ール以降の世代の半導体デバイスを実現するために活発
化しており、日経マイクロデバイス95年2月号で指摘
されているように、その背景にはいくつかの理由があ
る。第1の理由は、デザインルールの微細化に対応して
露光機の性能を今以上に高めることは技術的に難しいた
めに、SAC技術によりデザインルールの微細化に対応
しようとする試みである。第2の理由は、SAC技術を
使って、デザインルールの微細化のみならずチップやセ
ルの面積を積極的に縮小しようとする試みである。The development of SAC technology has been particularly active to realize semiconductor devices of the 0.25 μm rule and later generations, and as pointed out in the February 1995 issue of Nikkei Microdevices, the background is There are several reasons. The first reason is that it is technically difficult to further improve the performance of the exposure apparatus in response to the miniaturization of the design rule, and therefore it is an attempt to cope with the miniaturization of the design rule by the SAC technology. The second reason is an attempt to positively reduce the area of a chip or a cell by using the SAC technology as well as making the design rule finer.
【0004】特に、第1の理由は、0.25μmルール
適用の半導体デバイスの量産用に開発された露光機によ
って、配線層の微細化のトレンドに対応しようとして
も、露光機の性能上それが困難になっていることに起因
している。即ち、0.25μmルールを満足するように
ステッパの位置合わせバラツキを改善することが難しい
ために、パターニング際の位置合わせのバラつきが大き
くなり、位置合わせの設計余裕を大きくする必要が生じ
ている。この結果、配線幅が太くなってデザインルール
の要求を満足できなかったり、或いは接続孔の径が小さ
くなり過ぎて、エッチングで開口できなくなったりする
問題が出てくる。この問題発生の兆候は、0.3μmル
ールの世代から生じており、このまま行くと、0.25
〜0.2μmルールの世代では問題を回避できそうにな
いと言われている。In particular, the first reason is that even if an exposure machine developed for mass production of semiconductor devices to which the 0.25 μm rule is applied tries to cope with the trend of miniaturization of wiring layers, it is not possible due to the performance of the exposure machine. This is due to the difficulty. That is, since it is difficult to improve the positional alignment variation of the stepper so as to satisfy the 0.25 μm rule, the positional alignment variation during patterning becomes large, and it is necessary to increase the design margin of the positional alignment. As a result, there arises a problem that the wiring width becomes thick and the requirements of the design rule cannot be satisfied, or the diameter of the connection hole becomes too small so that it cannot be opened by etching. The symptom of this problem arises from the generation of the 0.3 μm rule.
It is said that it is unlikely that the problems will be avoided in the generation of ~ 0.2 μm rule.
【0005】SAC技術は、この位置合わせの設計余裕
を不要にできる技術である。SACの形成方法にはいく
つかあり、いずれの方法も、従来の露光だけを使った方
法に比べてプロセスが多少複雑になる。SAC形成方法
のうち現在最も活発に検討されているのが、SiO2 層
間絶縁膜をエッチングして接続孔を形成する際に、エッ
チングのストッパーとしてSi3 N4 を使う手法であ
る。この方法には、露光工程が増えないため、コスト上
昇が比較的少ないと言う利点がある。The SAC technique is a technique that can eliminate the design margin for this alignment. There are several methods of forming the SAC, and each of them is a little more complicated than the conventional method using only exposure. The most actively studied SAC formation method is a method of using Si 3 N 4 as an etching stopper when etching the SiO 2 interlayer insulating film to form a connection hole. This method has an advantage that the cost increase is relatively small because the number of exposure steps does not increase.
【0006】他に、エッチング停止層としてメタル層を
用いる方法や、Si3 N4 以外の絶縁膜を用いる方法等
がある。しかし、メタル材料を使う方法は確実であるも
のの露光工程でハレーション等の障害が発生して、一般
的には使い難い。Si3 N4以外の絶縁膜を使う方法
は、LSIプロセスとして実績の乏しい膜を使う必要が
あると言う弱点がある。Besides, there are a method of using a metal layer as an etching stop layer, a method of using an insulating film other than Si 3 N 4 , and the like. However, although the method of using a metal material is reliable, it is generally difficult to use because a problem such as halation occurs in the exposure process. The method of using an insulating film other than Si 3 N 4 has a weak point that it is necessary to use a film with a poor track record as an LSI process.
【0007】ところで、Si3 N4 をストッパとして用
いるSAC技術を実用化するには、難度の高いエッチン
グ技術をクリアする必要がある。具体的には、膜厚の薄
いSi3 N4 層上でエッチングを停止させるために、S
iO2 エッチング時にSiO2 とSi3 N4 との選択比
を大きくすることが必要であり、そのために種々の試み
がなされている。対Si3 N4 高選択比プロセスとして
は、装置の放電方式によっても異なるが、例えば、19
94年春・応用物理学会予稿集29p−ZF−2(原
島、古尾、秋元、井川)に報告されているように、基本
的にはCF系保護膜を使い、SiO2 のエッチング速度
の低下を高密度プラズマを使って防ぐ方向で固まりつつ
ある。By the way, in order to put the SAC technique using Si 3 N 4 as a stopper into practical use, it is necessary to clear the etching technique having a high degree of difficulty. Specifically, in order to stop the etching on the thin Si 3 N 4 layer, S
It is necessary to increase the selection ratio of SiO 2 and Si 3 N 4 at the time of etching iO 2 , and various attempts have been made for that purpose. The high selection ratio process with respect to Si 3 N 4 varies depending on the discharge method of the device, but is, for example, 19
As reported in Spring 1994 Proceedings of the Japan Society of Applied Physics 29p-ZF-2 (Harashima, Furuo, Akimoto, Ikawa), basically a CF-based protective film is used to reduce the etching rate of SiO 2. It is solidifying in a direction to prevent it by using high-density plasma.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、対Si
3 N4 選択比を高め、かつSiO2 エッチングの異方性
を維持できるSAC形成に適したエッチングプロセスを
確立することが難しく、従来の方法では満足できるSA
Cを形成することができなかった。ここで、SiO2 Li
ghtly Doped Drain (LDD)サイドウォール上にエッ
チング停止層としてSi3 N4 層を有するSACを形成
する従来の方法を簡単に説明する。従来のSAC形成方
法では、先ず、図9(a)に示すように、Si基板90
上に、順次、SiO2 層91、poly−Si層92及
びオフセットSiO2 層93をそれぞれ成膜し、次い
で、ゲート加工及びLDDインプランテーションを施し
ている。続いて、SiO2 LDDサイドウォール層94
を成膜し、エッチバックしてLDDサイドウォール94
を形成し、Source/Drain (S/D)形成のためのイン
プランテーションを行う。更に、Si3 N4 エッチング
停止層95及びSiO2層間絶縁膜96を成膜し、レジ
スト層97を塗布、露光し、レジスト層97のパターン
に従ってエッチングして接続孔98を形成している。こ
れにより、図9(a)に示すような基板構造を得てい
る。However, the problem with Si
It is difficult to establish an etching process suitable for SAC formation that can increase the 3 N 4 selection ratio and maintain the anisotropy of SiO 2 etching, and the conventional method can achieve a satisfactory SA.
C could not be formed. Where SiO 2 Li
A conventional method of forming a SAC having a Si 3 N 4 layer as an etching stop layer on a ghtly Doped Drain (LDD) sidewall will be briefly described. In the conventional SAC forming method, first, as shown in FIG.
An SiO 2 layer 91, a poly-Si layer 92, and an offset SiO 2 layer 93 are sequentially formed on the upper surface, and then gate processing and LDD implantation are performed. Then, the SiO 2 LDD sidewall layer 94
Film is formed and etched back to form LDD sidewall 94
Are formed, and implantation for Source / Drain (S / D) formation is performed. Further, a Si 3 N 4 etching stop layer 95 and a SiO 2 interlayer insulating film 96 are formed, a resist layer 97 is applied and exposed, and a contact hole 98 is formed by etching according to the pattern of the resist layer 97. Thereby, the substrate structure as shown in FIG. 9A is obtained.
【0009】ところで、従来の方法では、層間絶縁膜9
6をエッチングする際にSi3 N4層上に付着するCF
系保護膜を利用してSiO2 とSi3 N4 のエッチング
選択比を向上させている。しかし、従来のエッチングプ
ロセスでは、LDDサイドウォール94のコーナー部9
9上のSi3 N4 エッチング停止層95には、電極層9
2、93の平坦部のSi3 N4 エッチング層95上に比
べてCF系保護膜が堆積し難い。その結果、LDDサイ
ドウォール94のコーナー部99上のSi3 N4 エッチ
ング停止層95では、電極層92、93の平坦部のSi
3 N4 エッチング停止層95上程には、選択比を大きく
することができない。よって、層間絶縁膜96がエッチ
ングされて、コンタクトホール底がSi基板90上のS
i3 N4 エッチング停止層95に達するまでに、コーナ
ー部99上のSi3 N4 層95がより速くエッチングさ
れて薄くなる(図9(a)参照)。By the way, according to the conventional method, the interlayer insulating film 9 is formed.
CF deposited on the Si 3 N 4 layer when etching 6
By using the system protective film, the etching selection ratio of SiO 2 and Si 3 N 4 is improved. However, in the conventional etching process, the corner portion 9 of the LDD sidewall 94 is
The Si 3 N 4 etch stop layer 95 on 9 has an electrode layer 9
The CF-based protective film is less likely to be deposited than on the Si 3 N 4 etching layer 95 in the flat portion of 2,93. As a result, in the Si 3 N 4 etching stop layer 95 on the corner 99 of the LDD sidewall 94, the Si of the flat portion of the electrode layers 92 and 93 is Si.
Above the 3 N 4 etching stop layer 95, the selection ratio cannot be increased. Therefore, the interlayer insulating film 96 is etched, and the bottom of the contact hole is S on the Si substrate 90.
By the time it reaches the i 3 N 4 etch stop layer 95, the Si 3 N 4 layer 95 on the corner 99 is etched faster and thinner (see FIG. 9A).
【0010】続いて、基板90とのコンタクトを取るた
めに、Si基板90上のSi3 N4エッチング層95及
びSiO2 層91をエッチングして、接続孔を開口し、
図9(b)に示すように、配線プラグ1を形成する。S
i基板90上のSi3 N4 エッチング層95及びSiO
2 層91をエッチングする際、コーナー部99のSi3
N4 エッチング停止層95の膜厚が、Si基板90上の
Si3 N4 エッチング停止層95の膜厚より薄いため
に、コンタクトを取るために必要なエッチングを行う
と、オフセットSiO2 層93がエッチングされて薄く
なり、poly−Si層92が露出しそうになる。その
結果、ゲート電極と配線プラグ間の絶縁耐圧が不十分に
なり、極端な場合には、図9(b)に示すように、短絡
してしまうことになる。また、コンタクトホール底のS
i3 N4 エッチング停止膜95のエッチングを安定して
行うことも難しく、ウエハ全面にわたって確実なコンタ
クトを得るためには、オーバーエッチング量を増やさな
ければならないので、上記の絶縁耐圧不良は、更に増長
されることになる。Subsequently, in order to make contact with the substrate 90, the Si 3 N 4 etching layer 95 and the SiO 2 layer 91 on the Si substrate 90 are etched to open connection holes,
As shown in FIG. 9B, the wiring plug 1 is formed. S
Si 3 N 4 etching layer 95 and SiO 2 on i substrate 90
When etching the two layers 91, the Si 3
The thickness of the N 4 etch stop layer 95 is, for thinner than the thickness of the Si 3 N 4 etching stop layer 95 on the Si substrate 90, when the necessary etching to make contact, offset SiO 2 layer 93 It is etched and thinned, and the poly-Si layer 92 is likely to be exposed. As a result, the withstand voltage between the gate electrode and the wiring plug becomes insufficient, and in an extreme case, a short circuit will occur as shown in FIG. 9B. Also, S at the bottom of the contact hole
It is also difficult to perform stable etching of the i 3 N 4 etching stop film 95, and the amount of overetching must be increased in order to obtain a reliable contact over the entire surface of the wafer. Will be done.
【0011】この問題を改善する対策の一つとして、L
DDサイドウォールにSi3 N4 を用いて自己整合コン
タクトを形成する、図10に示すようなSAC構造が提
案されている。この構造は、Si3 N4 オフセット絶縁
層2とSi3 N4 LDDサイドウォール3を用いること
により、図9のSAC形成方法では必要であった、コン
タクトホール底のSi3 N4 エッチング停止膜のエッチ
ング工程を不要にし、絶縁耐圧不良を改善している。As one of the measures to improve this problem, L
A SAC structure as shown in FIG. 10 in which a self-aligned contact is formed by using Si 3 N 4 for the DD sidewall has been proposed. This structure uses the Si 3 N 4 offset insulating layer 2 and the Si 3 N 4 LDD sidewall 3 to form the Si 3 N 4 etching stop film at the bottom of the contact hole, which was necessary in the SAC forming method of FIG. Eliminating the etching process and improving the breakdown voltage.
【0012】しかし、Si3 N4 LDDサイドウォール
3のコーナー部4のエッチングを防止することができな
いので、依然として絶縁耐圧不良の問題を残している。
別法として、Si3 N4 オフセット絶縁層を厚膜化する
ことにより、コーナー部とゲート電極間距離を実効的に
長くする方法が提案されている。しかし、この方法では
Si3 N4 オフセット絶縁層が厚くなるために、ゲート
酸化膜とゲート電極との応力の違いが顕著に現れて、S
i基板とゲート酸化膜間等で損傷が生じ、ゲート電極と
プラグ配線間の絶縁耐圧が低下することが懸念される。
上述したように、従来の方法では、絶縁耐圧の高い自己
整合コンタクトを形成することは難しい。However, since the etching of the corner portion 4 of the Si 3 N 4 LDD side wall 3 cannot be prevented, there still remains the problem of dielectric strength failure.
As another method, there has been proposed a method of effectively increasing the distance between the corner portion and the gate electrode by increasing the thickness of the Si 3 N 4 offset insulating layer. However, in this method, since the Si 3 N 4 offset insulating layer becomes thicker, the difference in stress between the gate oxide film and the gate electrode appears remarkably.
There is a concern that damage may occur between the i substrate and the gate oxide film, and the dielectric strength between the gate electrode and the plug wiring may decrease.
As described above, it is difficult to form a self-aligned contact having a high withstand voltage by the conventional method.
【0013】以上の事情に照らして、本発明の目的は、
ゲート電極とプラグ配線間の絶縁耐圧を確保できる自己
整合コンタクトの形成方法を提供することである。In light of the above circumstances, the object of the present invention is to
It is an object of the present invention to provide a method for forming a self-aligned contact capable of ensuring a dielectric strength voltage between a gate electrode and a plug wiring.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明者は、前述の問題
点について鋭意検討を行った結果、次の解決手段によ
り、絶縁耐圧不良を著しく改善できることを見い出し
た。その解決手段は、LDDサイドウォールのコーナー
部上に膜厚の十分に厚いエッチング停止膜を存在させる
ことにより、及び、エッチング停止膜を成膜した後に、
全面的にエッチバックしてコンタクト形成領域のゲート
酸化膜を露出させることにより、層間絶縁膜のコンタク
ト開口時にコーナー部のエッチングの進行を防ぎ、絶縁
耐圧不良を著しく改善する方法である。第1の発明方法
では、コーナー部上に設ける膜厚の厚い第1のエッチン
グ停止膜をCVD法等の成膜方法により形成しており、
第2及び第3の発明方法ではイオン注入法により形成し
ている。As a result of extensive studies on the above-mentioned problems, the present inventor has found that the following means for solving can remarkably improve the dielectric strength failure. A solution to this problem is to allow an etching stopper film having a sufficiently large film thickness to exist on the corner portion of the LDD sidewall, and after forming the etching stopper film,
This is a method of preventing the progress of the etching of the corner portion at the time of opening the contact of the interlayer insulating film by exposing the gate oxide film in the contact formation region by etching back the entire surface and remarkably improving the dielectric strength failure. In the first invention method, the first etching stop film having a large film thickness provided on the corner portion is formed by a film forming method such as a CVD method,
In the second and third invention methods, the ion implantation method is used.
【0015】上述の目的を達成するために、上記の知見
に基づき、本発明に係る自己整合コンタクトの形成方法
(以下、第1の発明方法と言う)は、LDDサイドウォ
ールを備えた自己整合コンタクトを形成する方法におい
て、ゲート電極層上に第1のエッチング停止層と次いで
SiO2 層とから成るオフセット絶縁層を成膜する工程
と、ゲート電極を形成し、更に、基板全面に第2のエッ
チング停止層を成膜し、次いで、第2のエッチング停止
層をエッチバックして、コンタクト形成領域のゲート酸
化膜を露出させると共にLDDサイドウォールを形成す
るエッチバック工程と、層間絶縁膜を成膜し、エッチン
グして接続孔を形成する工程とを有することを特徴とし
ている。In order to achieve the above object, based on the above findings, a method for forming a self-aligned contact according to the present invention (hereinafter referred to as a first invention method) is a self-aligned contact having an LDD sidewall. Forming an offset insulating layer consisting of a first etching stop layer and then a SiO 2 layer on the gate electrode layer, forming a gate electrode, and further performing a second etching on the entire surface of the substrate. A stop layer is formed, and then the second etching stop layer is etched back to expose the gate oxide film in the contact formation region and the LDD sidewall is formed, and an interlayer insulating film is formed. And a step of forming a connection hole by etching.
【0016】本発明方法の好適な実施態様は、エッチバ
ック工程でのオーバーエッチング量を上記オフセット絶
縁層を構成するSiO2 層の膜厚以下にすることを特徴
とし、また、上記第1のエッチング停止層及び第2のエ
ッチング停止層がSi3 N4を含む膜であることを特徴
としている。A preferred embodiment of the method of the present invention is characterized in that the amount of overetching in the etchback step is set to be equal to or less than the thickness of the SiO 2 layer forming the offset insulating layer, and the first etching is performed. The stop layer and the second etching stop layer are films containing Si 3 N 4 .
【0017】本発明方法では、ゲート電極層上に成膜し
たオフセット絶縁層を構成するエッチング停止層とSi
O2 層とにより、LDDサイドウォールのコーナー部上
に十分厚いエッチング停止層を存在させることができ
る。更に言えば、コーナー部の対エッチング停止膜選択
比が平坦部に比較して原理的に小さいので、コーナー部
上に十分厚いエッチング停止膜を存在させることによ
り、及び、第2のエッチング停止層を全面的にエッチバ
ックして、コンタクト形成領域のゲート酸化膜を露出さ
せることにより、Si基板とのコンタクトが十分取れる
だけのオーバーエッチングを行っても、ゲート電極とプ
ラグ配線間の絶縁耐圧不良を生じないだけの膜厚を確保
している。よって、これにより、自己整合コンタクトの
絶縁耐圧の低下を防止できる。In the method of the present invention, the etching stopper layer and the Si forming the offset insulating layer formed on the gate electrode layer are formed.
The O 2 layer allows a sufficiently thick etch stop layer to be present on the corners of the LDD sidewall. Furthermore, since the selectivity of the etching stopper film to the corner portion is smaller than that of the flat portion in principle, the presence of a sufficiently thick etching stopper film on the corner portion and the second etching stopper layer By etching back the entire surface to expose the gate oxide film in the contact formation region, even if overetching is performed to make sufficient contact with the Si substrate, a dielectric breakdown voltage defect between the gate electrode and the plug wiring occurs. The film thickness is secured so that it does not exist. Therefore, this can prevent a decrease in the dielectric strength of the self-aligned contact.
【0018】また、本発明に係る別の自己整合コンタク
トの形成方法(以下、第2の発明方法と言う)は、主と
して、Si3 N4 LDDサイドウォールを備えた自己整
合コンタクトを形成する方法であって、ゲート電極上に
オフセット絶縁層を成膜する工程と、オフセット絶縁層
のゲート電極近傍にイオンを注入して、第1のエッチン
グ停止層を形成する工程と、ゲート電極を形成し、更
に、基板全面に第2のエッチング停止層を成膜し、次い
で、第2のエッチング停止層をエッチバックして、コン
タクト形成領域のゲート酸化膜を露出させると共にLD
Dサイドウォールを形成するエッチバック工程と、層間
絶縁膜を成膜し、エッチングして接続孔を形成する工程
とを有することを特徴としている。好適には、第1のエ
ッチング停止層を露出させない程度にエッチバック工程
でのオーバーエッチ量を抑制する。Another method of forming a self-aligned contact according to the present invention (hereinafter referred to as a second invention method) is mainly a method of forming a self-aligned contact having a Si 3 N 4 LDD sidewall. Then, a step of forming an offset insulating layer on the gate electrode, a step of implanting ions in the vicinity of the gate electrode of the offset insulating layer to form a first etching stop layer, and forming a gate electrode, Forming a second etching stop layer on the entire surface of the substrate, and then etching back the second etching stop layer to expose the gate oxide film in the contact formation region and LD
The method is characterized by including an etch-back step of forming a D side wall and a step of forming an interlayer insulating film and etching it to form a connection hole. Preferably, the amount of overetching in the etch back step is suppressed to the extent that the first etching stop layer is not exposed.
【0019】また、本発明に係る別の自己整合コンタク
トの形成方法(以下、第3の発明方法と言う)は、主と
して、SiO2 LDDサイドウォールを備えた自己整合
コンタクトを形成する方法であって、ゲート電極上にオ
フセット絶縁層を成膜する工程と、オフセット絶縁層の
ゲート電極近傍と表層にそれぞれイオンを注入して、オ
フセット絶縁層を挟む2層の第1のエッチング停止層を
形成する工程と、ゲート電極を形成し、次いでLDDサ
イドウォールを形成する工程と、基板全面に第2のエッ
チング停止層を成膜し、次いで表層の第1のエッチング
停止層をエッチバックする工程と、層間絶縁膜を成膜
し、エッチングして接続孔を形成する工程とを有するこ
とを特徴としている。Another method of forming a self-aligned contact according to the present invention (hereinafter referred to as a third invention method) is mainly a method of forming a self-aligned contact having a SiO 2 LDD sidewall. A step of forming an offset insulating layer on the gate electrode, and a step of implanting ions into the vicinity of the gate electrode and the surface layer of the offset insulating layer to form two first etching stop layers sandwiching the offset insulating layer. A step of forming a gate electrode and then an LDD sidewall, a step of forming a second etching stop layer on the entire surface of the substrate, and a step of etching back the first etching stop layer on the surface, and interlayer insulation. And forming a connection hole by etching.
【0020】第2及び第3の発明方法において、第1の
エッチング停止層を形成する第1の方法は、オフセット
絶縁層としてSiO2 層を成膜し、SiO2 層に窒素を
イオン注入して、所定厚さのSiO2 層をSix Ny O
z 層に転化して第1のエッチング停止層として機能させ
る。その際、好適には、Six Ny Oz 層のNとOの組
成比がy≫zになるように、SiO2 層に窒素をイオン
注入する。第1のエッチング停止層を形成する第2の方
法は、オフセット絶縁層としてSi3 N4 層を成膜し、
Si3 N4 層に酸素をイオン注入して、所定厚さのSi
3N4 層をSix Ny Oz 層に酸化して第1のエッチン
グ停止層として機能させる。その際、好適には、Six
Ny Oz 層のNとOの組成比がy≪zになるように、S
i3 N4 膜に酸素をイオン注入する。In the second and third invention methods, the first method for forming the first etching stop layer is to form a SiO 2 layer as an offset insulating layer and ion-implant nitrogen into the SiO 2 layer. , A SiO 2 layer having a predetermined thickness is made into Si x N y O
It is converted to a z- layer to function as a first etch stop layer. At that time, preferably, nitrogen is ion-implanted into the SiO 2 layer so that the composition ratio of N and O in the Si x N y O z layer is y >> z . The second method of forming the first etching stop layer is to form a Si 3 N 4 layer as an offset insulating layer,
Oxygen is ion-implanted into the Si 3 N 4 layer to form Si of a predetermined thickness.
The 3 N 4 layer is oxidized into a Si x N y O z layer to function as a first etch stop layer. At that time, preferably, Si x
S so that the composition ratio of N and O of the N y O z layer is y << z.
Oxygen is ion-implanted into the i 3 N 4 film.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下に、実施例を挙げ、添付図面
を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説
明する。本発明方法は、耐圧劣化の原因とあるLDDサ
イドウォールのコーナー部の薄膜化を抑制する為、LD
Dサイドウォールのコーナー部上に十分に厚いエッチン
グ停止層を形成するプロセスがポイントである。コーナ
ー部の対エッチング停止膜選択比は、原理的に、平坦部
に比較して小さい。そこで、耐圧不良改善の原理は、コ
ーナー部上に十分厚いエッチング停止膜を形成する構造
にすることにより、コンタクトホール開口時にSi基板
とのコンタクトが十分取れるだけのオーバーエッチ量の
エッチバックを行っても、ゲート電極とプラグ配線間の
絶縁耐圧不良を生じないだけの膜厚を確保することであ
る。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. The method of the present invention suppresses thinning of the corner portion of the LDD sidewall, which is a cause of breakdown voltage degradation, and
The point is the process of forming a sufficiently thick etching stop layer on the corner portion of the D sidewall. In principle, the selectivity ratio of the etching stopper film to the corner portion is smaller than that of the flat portion. Therefore, the principle of improving the withstand voltage defect is to perform an etch-back with an amount of over-etching sufficient to make sufficient contact with the Si substrate when the contact hole is opened, by forming a sufficiently thick etching stop film on the corner portion. In other words, it is necessary to secure a film thickness that does not cause a breakdown voltage defect between the gate electrode and the plug wiring.
【0022】本発明のコーナー部上に十分厚いエッチン
グ停止膜を形成するプロセスは、市販のCVD装置、エ
ッチング装置等を用いることができる。また、本発明方
法を適用することにより、デバイス構造に応じたSA
C、例えば単層または多層LDD構造のSAC、ゲート
加工時に用いる反射防止膜を含む多層オフセット絶縁層
構造のSAC等を形成できる。そして、SixOyNz
の反射防止膜を用いる場合、エッチング停止膜との兼用
も可能である。また、LDDサイドウォールを多層構造
においてSiO2 層のエッチバックのためには、オフセ
ットSiO2 層上に必要な厚さのエッチング停止層を形
成しておけば良い。以下に説明する実施例1から実施例
4は、第1の発明方法の実施例であり、実施例5から実
施例12は第2の発明方法の実施例である。尚、実施例
1から12において、各膜の膜厚及び成膜方法、並び
に、各膜のエッチング方法は、説明のための例示であっ
て、これに限るものではない。A commercially available CVD apparatus, etching apparatus or the like can be used for the process of forming a sufficiently thick etching stopper film on the corner portion of the present invention. Further, by applying the method of the present invention, SA corresponding to the device structure can be obtained.
C, for example, a SAC having a single-layer or multi-layer LDD structure, a SAC having a multi-layer offset insulating layer structure including an antireflection film used at the time of gate processing can be formed. And SixOyNz
When the above antireflection film is used, it can also be used as an etching stop film. Further, in order to etch back the SiO 2 layer in the LDD sidewall having a multi-layer structure, an etching stopper layer having a required thickness may be formed on the offset SiO 2 layer. Examples 1 to 4 described below are examples of the first invention method, and examples 5 to 12 are examples of the second invention method. In the first to twelfth examples, the film thickness of each film, the film forming method, and the etching method of each film are examples for description, and the present invention is not limited thereto.
【0023】[0023]
【実施例】実施例1 本実施例は、Si3 N4 LDDサイドウォールを有する
SACの形成に本発明方法を適用した例を示す。本実施
例のオフセット絶縁層はSiO2 /Si3 N4構造にな
っており、エッチング停止層及びLDDサイドウォール
はSi3 N4 で形成されている。本実施例では、先ず、
Si基板10上に、順次、ドライ酸化法により膜厚10
nmのSiO2 膜12を、減圧CVD法により膜厚10
0nmのpoly−Si層14を、第1のエッチング停
止層として減圧CVD法により膜厚100nmのオフセ
ットSi3 N4 層16を、更に減圧CVD法により膜厚
100nmのオフセットSiO2 層18をそれぞれ成膜
した。次いで、ゲート加工及びLDDインプランテーシ
ョンを施し、図1(a)に示す積層構造の基板を得た。 EXAMPLE 1 This example shows an example in which the method of the present invention is applied to the formation of SAC having Si 3 N 4 LDD sidewalls. The offset insulating layer of this example has a SiO 2 / Si 3 N 4 structure, and the etching stop layer and the LDD sidewall are formed of Si 3 N 4 . In this embodiment, first,
A film thickness of 10 is sequentially formed on the Si substrate 10 by a dry oxidation method.
of the SiO 2 film 12 having a thickness of 10 nm by the low pressure CVD method.
The 0 nm poly-Si layer 14 is used as a first etching stop layer to form an offset Si 3 N 4 layer 16 having a film thickness of 100 nm by the low pressure CVD method, and further an offset SiO 2 layer 18 having a film thickness of 100 nm is formed by the low pressure CVD method. Filmed Then, gate processing and LDD implantation were performed to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG.
【0024】次いで、図1(a)に示す積層構造の基板
全面に減圧CVD法により膜厚200nmのSi3 N4
LDDサイドウォール層20を第2のエッチング停止層
として成膜した。その後、マグネトロン型方式のエッチ
ャーを用いて、対SiO2 高選択条件の全面エッチバッ
クをSiO2 層換算で250nm行い、コンタクト形成
領域21にはSiO2 膜12を露出させると共に、LD
Dサイドウォール20を形成した。続いて、Source/Dr
ain (S/D)形成のためのインプランテーションを行
い、図1(b)に示す積層構造の基板を得た。Then, a 200 nm-thickness Si 3 N 4 film is formed on the entire surface of the substrate having the laminated structure shown in FIG.
The LDD sidewall layer 20 was formed as a second etching stop layer. Then, with using the etcher magnetron method, performed 250nm and etching back the entire surface of the pair SiO 2 high selectivity condition the SiO 2 layer in terms, the contact formation region 21 to expose the SiO 2 film 12, LD
The D sidewall 20 was formed. Next, Source / Dr
Implantation for forming ain (S / D) was performed to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG.
【0025】次に、図1(b)に示す積層構造の基板に
膜厚800nmの層間絶縁膜22を成膜し、レジスト層
24を塗布し、露光して、図2(c)に示す積層構造の
基板を得た。以上の工程を経て、本実施例では、図2
(c)に示すように、オフセットSiO2 層18の存在
により、LDDサイドウォール20のコーナー部26に
十分に厚いSi3 N4 膜20を得ることができた。Next, an interlayer insulating film 22 having a film thickness of 800 nm is formed on the substrate having the laminated structure shown in FIG. 1B, a resist layer 24 is applied and exposed, and the laminated film shown in FIG. A structure substrate was obtained. Through the above steps, in this embodiment, as shown in FIG.
As shown in (c), the presence of the offset SiO 2 layer 18 made it possible to obtain a sufficiently thick Si 3 N 4 film 20 at the corner portion 26 of the LDD sidewall 20.
【0026】次に、図2(c)に示す積層構造の基板に
対して、マグネトロン型方式のエッチャーを用いて対S
i3 N4 高選択比の条件でSi基板10が露出するまで
エッチングを施して、図2(d)に示す形状の積層構造
の基板を得た。このとき、LDDサイドウォール20の
コーナー部26のSi3 N4 層はエッチングされるが、
初期膜厚が十分に厚いので、所定の絶縁耐圧を確保する
ことができる。Next, with respect to the substrate having the laminated structure shown in FIG. 2C, a pair S is formed by using a magnetron type etcher.
Etching was performed until the Si substrate 10 was exposed under the condition of high i 3 N 4 selection ratio to obtain a substrate having a laminated structure having a shape shown in FIG. 2D. At this time, the Si 3 N 4 layer of the corner portion 26 of the LDD sidewall 20 is etched,
Since the initial film thickness is sufficiently thick, a predetermined withstand voltage can be secured.
【0027】本実施例では、以上の工程を経て、コンタ
クト形成領域のSi基板が露出し、しかも所定の絶縁耐
圧を得るに十分な厚さのSi3 N4 LDDサイドウォー
ルを有する接続孔を開口できた。よって、絶縁耐圧が高
く、電気的接触の信頼性の高い自己整合コンタクトを実
現できる。In the present embodiment, through the above steps, the Si substrate in the contact formation region is exposed, and a connection hole having a Si 3 N 4 LDD sidewall with a thickness sufficient to obtain a predetermined withstand voltage is opened. did it. Therefore, it is possible to realize a self-aligned contact with high withstand voltage and high reliability of electrical contact.
【0028】実施例2 本実施例は、ゲート電極上に反射防止膜を有し、Si3
N4 をLDDサイドウォールに用いたSACの形成に本
発明を適用した例である。本実施例のゲート電極はWS
ix/Poly−Si構造として、オフセット絶縁層は
SiO2 /Si3 N4 /SixOyNz構造としてそれ
ぞれ形成され、エッチング停止層及びLDDサイドウォ
ールは、Si3 N4 で形成されている。 Example 2 In this example, an antireflection film was formed on the gate electrode, and Si 3
It is an example in which the present invention is applied to the formation of SAC using N 4 for the LDD sidewall. The gate electrode of this embodiment is WS
The offset insulating layer is formed as a SiO 2 / Si 3 N 4 / SixOyNz structure as the ix / Poly-Si structure, and the etching stop layer and the LDD sidewall are formed as Si 3 N 4 .
【0029】本実施例では、先ず、Si基板30上に、
順次、ドライ酸化法により膜厚10nmのSiO2 膜1
2を、減圧CVD法により膜厚100nmのpoly−
Si層34を、減圧CVD法により膜厚100nmのW
Six層36を、プラズマCVD法により膜厚27nm
のSixOyNz反射防止膜38を、減圧CVD法によ
り膜厚100nmのオフセットSi3 N4 層40を、更
に、減圧CVD法により膜厚100nmのオフセットS
iO2 層42をそれぞれ成膜した。次いで、ゲート加工
及びLDDインプランテーションを施し、図3(a)に
示す積層構造の基板を得た。In this embodiment, first, on the Si substrate 30,
Sequentially, a SiO 2 film 1 having a film thickness of 10 nm is formed by a dry oxidation method.
No. 2 was formed by a low pressure CVD method into a poly-film having a film thickness of 100 nm.
The Si layer 34 is formed into a W film having a thickness of 100 nm by the low pressure CVD method.
The Six layer 36 has a film thickness of 27 nm formed by the plasma CVD method.
Of the SixOyNz antireflection film 38, an offset Si 3 N 4 layer 40 having a film thickness of 100 nm by the low pressure CVD method, and an offset S having a film thickness of 100 nm by the low pressure CVD method.
Each of the iO 2 layers 42 was deposited. Then, gate processing and LDD implantation were performed to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG.
【0030】次いで、図3(a)に示す積層構造の基板
上全面に減圧CVD法により膜厚200nmのSi3 N
4 層44を成膜し、その後、マグネトロン型方式のエッ
チャーを用いて、対SiO2 高選択条件の全面エッチバ
ックをSiO2 層換算で250nm行い、コンタクト形
成領域45にはSiO2 膜12を露出させると共に、L
DDサイドウォール44を形成した。続いて、Source/
Drain (S/D)形成のためのインプランテーションを
行い、図3(b)に示す積層構造の基板を得た。Next, a 200 nm-thickness Si 3 N film is formed on the entire surface of the substrate having the laminated structure shown in FIG.
The four layers 44 is formed and exposed then, using the etcher magnetron method, performed 250nm and etching back the entire surface of the pair SiO 2 high selectivity condition the SiO 2 layer terms of SiO 2 film 12 in the contact region 45 And let L
The DD sidewall 44 was formed. Next, Source /
Implantation for forming Drain (S / D) was performed to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG.
【0031】次に、図3(b)に示す積層構造の基板上
に膜厚800nmの層間絶縁膜46を成膜し、レジスト
層48を塗布し、露光して、図4(c)に示す積層構造
の基板を得た。以上の工程を経て、本実施例では、図4
(c)に示すように、オフセットSiO2 層42の存在
により、LDDサイドウォール44のコーナー部49に
十分に厚いSi3 N4 膜44を得ることができた。Next, an interlayer insulating film 46 having a film thickness of 800 nm is formed on the substrate having the laminated structure shown in FIG. 3B, a resist layer 48 is applied, and exposure is performed, as shown in FIG. 4C. A substrate having a laminated structure was obtained. Through the above steps, in this embodiment, as shown in FIG.
As shown in (c), the presence of the offset SiO 2 layer 42 made it possible to obtain a sufficiently thick Si 3 N 4 film 44 at the corner portion 49 of the LDD sidewall 44.
【0032】次に、図4(c)に示す積層構造の基板に
対して、マグネトロン型方式のエッチャーを用いて対S
i3 N4 高選択比の条件でSi基板上のSi3 N4 が露
出するまでエッチングを施して、図4(d)に示す形状
の積層構造を得た。このとき、LDDサイドウォール4
4のコーナー部49のSi3 N4 層はエッチングされる
が、初期膜厚が十分に厚いので、所定の絶縁耐圧を確保
することができる。Next, with respect to the substrate having the laminated structure shown in FIG. 4C, a pair S is formed by using a magnetron type etcher.
i 3 N 4 Etching was performed until the Si 3 N 4 on the Si substrate was exposed under the condition of high selection ratio to obtain a laminated structure having a shape shown in FIG. At this time, LDD sidewall 4
Although the Si 3 N 4 layer in the corner portion 49 of No. 4 is etched, the initial film thickness is sufficiently thick, so that a predetermined withstand voltage can be secured.
【0033】本実施例では、以上の工程を経て、コンタ
クト形成領域のSi基板が露出し、しかも所定の絶縁耐
圧を得るに十分な厚さのSi3 N4 LDDサイドウォー
ルを有する接続孔を開口できた。よって、絶縁耐圧が高
く、電気的接触の信頼性の高い自己整合コンタクトを実
現できる。また、WSix層はゲート電極の信頼性を増
大する効果があるが、レジスト塗布後の露光においてハ
レーションが懸念される。そこで、本実施例では、反射
防止膜をWSix層上に成膜することにより、それを抑
制している。In the present embodiment, through the above steps, the Si substrate in the contact formation region is exposed, and a connection hole having a Si 3 N 4 LDD sidewall with a thickness sufficient to obtain a predetermined withstand voltage is opened. did it. Therefore, it is possible to realize a self-aligned contact with high withstand voltage and high reliability of electrical contact. Further, although the WSix layer has an effect of increasing the reliability of the gate electrode, halation may occur during exposure after resist application. Therefore, in this embodiment, an antireflection film is formed on the WSix layer to suppress it.
【0034】実施例3 本実施例は、ゲート電極上に反射防止機能及びエッチン
グ停止機能を兼ねる膜を有し、Si3 N4 をLDDサイ
ドウォールに用いたSACの形成に本発明方法を適用し
た例を示す。本実施例のゲート電極はPoly−Si/
SixOyNz構造として、オフセット絶縁層はSiO
2 /SixOyNy構造としてそれぞれ形成され、エッ
チング停止層及びLDDサイドウォールはSi3 N4 で
形成されている。 Example 3 In this example, the method of the present invention was applied to the formation of SAC using a film having both an antireflection function and an etching stop function on the gate electrode and using Si 3 N 4 as the LDD sidewall. Here is an example: The gate electrode of this embodiment is Poly-Si /
As a SixOyNz structure, the offset insulating layer is SiO 2.
2 / SixOyNy structure, and the etching stop layer and the LDD sidewall are formed of Si 3 N 4 .
【0035】本実施例では、先ず、Si基板50上に、
順次、ドライ酸化法により膜厚10nmのSiO2 膜5
2を、減圧CVD法により膜厚100nmのpoly−
Si層54を、プラズマCVD法により膜厚100nm
のSixOyNz反射防止膜56を、更に、減圧CVD
法により膜厚100nmのオフセットSiO2 層58を
それぞれ成膜した。次いで、ゲート加工及びLDDイン
プランテーションを施し、図5(a)に示す積層構造の
基板を得た。In this embodiment, first, on the Si substrate 50,
Sequentially 10 nm thick SiO 2 film 5 by dry oxidation method
No. 2 was formed by a low pressure CVD method into a poly-film having a film thickness of 100 nm.
The Si layer 54 has a film thickness of 100 nm formed by the plasma CVD method.
The SixOyNz antireflection film 56 of
The offset SiO 2 layers 58 having a film thickness of 100 nm were formed by the respective methods. Then, gate processing and LDD implantation were performed to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG.
【0036】次いで、図5(a)に示す積層構造の基板
上全面に減圧CVD法により膜厚200nmのSi3 N
4 LDDサイドウォール層60を成膜し、その後、マグ
ネトロン型方式のエッチャーを用いて、対SiO2 高選
択条件の全面エッチバックをSiO2 層換算で250n
m行い、コンタクト形成領域61にはSiO2 膜52を
露出させると共に、LDDサイドウォール60を形成し
た。次いで、Source/Drain (S/D)形成のためのイ
ンプランテーションを行い、図5(b)に示す積層構造
の基板を得た。Then, a 200 nm-thickness Si 3 N film is formed on the entire surface of the substrate having the laminated structure shown in FIG.
4 forming a LDD sidewall layer 60, then, using the etcher magnetron method, the entire surface is etched back pair SiO 2 high selectivity condition the SiO 2 layer in terms 250n
Then, the SiO 2 film 52 is exposed in the contact formation region 61 and the LDD sidewall 60 is formed. Then, implantation for Source / Drain (S / D) formation was performed to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG.
【0037】次に、図5(b)に示す積層構造の基板上
に膜厚800nmの層間絶縁膜62を成膜し、レジスト
層64を塗布し、露光して、図6(c)に示す積層構造
の基板を得た。以上の工程を経て、本実施例では、図6
(c)に示すように、オフセットSiO2 層58の存在
により、LDDサイドウォール60のコーナー部66に
十分に厚いSi3 N4 膜60を得ることができた。Next, an interlayer insulating film 62 having a film thickness of 800 nm is formed on the substrate having the laminated structure shown in FIG. 5B, a resist layer 64 is applied and exposed to light, as shown in FIG. 6C. A substrate having a laminated structure was obtained. Through the above steps, in this embodiment, as shown in FIG.
As shown in (c), due to the presence of the offset SiO 2 layer 58, a sufficiently thick Si 3 N 4 film 60 could be obtained at the corner portion 66 of the LDD sidewall 60.
【0038】次に、図6(c)に示す積層構造の基板に
対して、マグネトロン型方式のエッチャーを用いて対S
i3 N4 高選択比の条件でSi基板50が露出するまで
エッチングを施して、図6(d)に示す積層構造を得
た。このとき、LDDサイドウォール60のコーナー部
66のSi3 N4 層はエッチングされるが、初期膜厚が
十分に厚いので、絶縁耐圧は十分に確保できる。Next, with respect to the substrate having the laminated structure shown in FIG. 6C, a pair S is formed by using a magnetron type etcher.
Etching was performed until the Si substrate 50 was exposed under the condition of high i 3 N 4 selection ratio to obtain a laminated structure shown in FIG. 6D. At this time, the Si 3 N 4 layer in the corner portion 66 of the LDD sidewall 60 is etched, but since the initial film thickness is sufficiently thick, a sufficient withstand voltage can be secured.
【0039】本実施例では、以上の工程を経て、コンタ
クト形成領域のSi基板が露出し、しかも所定の絶縁耐
圧を得るに十分な厚さのSi3 N4 LDDサイドウォー
ルを有する接続孔を開口できた。よって、絶縁耐圧が高
く、電気的接触の信頼性の高い自己整合コンタクトを実
現できる。また、実施例2に比べてゲート加工で1工程
減らせることが利点である。In this embodiment, through the above steps, the Si substrate in the contact formation region is exposed, and a connection hole having a Si 3 N 4 LDD sidewall with a thickness sufficient to obtain a predetermined withstand voltage is opened. did it. Therefore, it is possible to realize a self-aligned contact with high withstand voltage and high reliability of electrical contact. Further, it is an advantage that one step can be reduced by the gate processing as compared with the second embodiment.
【0040】実施例4 本実施例は、SiO2 をLDDサイドウォールに用い、
そのサイドウォール上にSi3 N4 エッチング停止層を
有するSACの形成に本発明方法を適用した例である。
本実施例のオフセット絶縁層はSi3 N4 /SiO2 /
Si3 N4 構造として、LDDサイドウォールはSiO
2 /Si3 N4 構造としてそれぞれ形成され、また、S
i3 N4 LDDサイドウォールがエッチング停止層とし
て用いられている。 Example 4 In this example, SiO 2 was used for the LDD sidewall,
It is an example in which the method of the present invention is applied to the formation of SAC having a Si 3 N 4 etching stop layer on its sidewall.
The offset insulating layer of this embodiment is made of Si 3 N 4 / SiO 2 /
As the Si 3 N 4 structure, the LDD sidewall is made of SiO 2.
2 / Si 3 N 4 structure, and S
The i 3 N 4 LDD sidewall is used as an etch stop layer.
【0041】本実施例では、先ず、Si基板70上に、
順次、ドライ酸化法により膜厚10nmのSiO2 膜7
2を、減圧CVD法により膜厚100nmのpoly−
Si層74を、減圧CVD法により膜厚100nmの第
1オフセットSi3 N4 層76を、更に、減圧CVD法
により膜厚100nmのオフセットSiO2 層78及び
膜厚100nmの第2オフセットSi3 N4 層80をそ
れぞれ成膜した。次いで、ゲート加工及びLDDインプ
ランテーションを施し、図7(a)に示す積層構造の基
板を得た。In this embodiment, first, on the Si substrate 70,
The SiO 2 film 7 having a film thickness of 10 nm is sequentially formed by the dry oxidation method.
No. 2 was formed by a low pressure CVD method into a poly-
A first offset Si 3 N 4 layer 76 having a film thickness of 100 nm is formed by the low pressure CVD method, and an offset SiO 2 layer 78 having a film thickness of 100 nm and a second offset Si 3 N layer having a film thickness of 100 nm are further formed by the low pressure CVD method. Four layers 80 were formed respectively. Then, gate processing and LDD implantation were performed to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG.
【0042】次いで、図7(a)に示す積層構造の基板
上全面に減圧CVD法によりLDDサイドウォール形成
用の膜厚200nmのSiO2 層を成膜した。その後、
マグネトロン型方式のエッチャーを用いて、対SiO2
高選択条件の全面エッチバックをSiO2 層換算で35
0nm行い、LDDサイドウォール80を形成した。次
いで、Source/Drain (S/D)形成のためのインプラ
ンテーションを施した。更に、基板全面に減圧CVD法
により膜厚100nmのSi3 N4 エッチング停止層8
2を成膜して、図7(b)に示す積層構造の基板を得
た。Next, a 200 nm thick SiO 2 layer for forming LDD sidewalls was formed on the entire surface of the substrate having the laminated structure shown in FIG. 7A by the low pressure CVD method. afterwards,
Using etcher magnetron method, versus SiO 2
The total etch back under high selection conditions is 35 in terms of SiO 2 layer.
The LDD sidewall 80 was formed by performing 0 nm. Then, implantation for Source / Drain (S / D) formation was performed. Further, a 100 nm-thickness Si 3 N 4 etching stop layer 8 is formed on the entire surface of the substrate by a low pressure CVD method.
2 was deposited to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG.
【0043】次に、図7(b)に示す積層構造の基板に
対SiO2 高選択条件の全面エッチバックして、コンタ
クト形成領域83にはSiO2 膜72を露出させると共
に、図8(c)に示すようにコーナー部88上に十分厚
いSi3 N4 膜のエッチング停止層82を形成すること
ができた。Next, with the entire surface is etched back of the substrate pair SiO 2 highly selective conditions of the laminated structure shown in FIG. 7 (b), with the contact formation region 83 to expose the SiO 2 film 72, FIG. 8 (c As shown in FIG. 8A, the etching stopper layer 82 of a sufficiently thick Si 3 N 4 film could be formed on the corner portion 88.
【0044】次に、図8(c)に示す積層構造の基板
に、例えば膜厚800nmの層間絶縁膜84を成膜し、
更にレジスト層86を塗布して、露光し、例えばマグネ
トロン型方式のエッチャーを用いて対Si3 N4 高選択
比の条件でSi基板70が露出するまで層間絶縁膜84
をエッチングして、図8(d)に示す積層構造の基板を
得た。このとき、コーナー部88のSi3 N4 エッチン
グ停止層82は薄くなるが、SiO2 LDDサイドウォ
ールは十分に保護されるので、所定の絶縁耐圧を確保す
ることができる。Next, an interlayer insulating film 84 having a film thickness of, for example, 800 nm is formed on the substrate having the laminated structure shown in FIG.
Further, a resist layer 86 is applied and exposed, and the interlayer insulating film 84 is exposed until the Si substrate 70 is exposed under the condition of a high selection ratio with respect to Si 3 N 4 using, for example, a magnetron type etcher.
Was etched to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG. At this time, the Si 3 N 4 etching stop layer 82 in the corner portion 88 becomes thin, but the SiO 2 LDD sidewall is sufficiently protected, so that a predetermined withstand voltage can be secured.
【0045】本実施例では、以上の工程を経て、コンタ
クト形成領域のSi基板が露出し、しかも所定の絶縁耐
圧を得るに十分な厚さのSi3 N4 LDDサイドウォー
ルを有する接続孔を開口できた。よって、絶縁耐圧が高
く、電気的接触の信頼性の高い自己整合コンタクトを実
現できる。また、実施例1のようなSi3 N4 をLDD
サイドウォールに用いた例では、ホットエレクトロン注
入による電気的接続の信頼性の低下が懸念されるが、本
実施例の場合、その注入が抑制できるので、信頼性が向
上する。In this embodiment, through the above steps, the Si substrate in the contact formation region is exposed, and a connection hole having a Si 3 N 4 LDD sidewall with a thickness sufficient to obtain a predetermined withstand voltage is opened. did it. Therefore, it is possible to realize a self-aligned contact with high withstand voltage and high reliability of electrical contact. In addition, as in Example 1, Si 3 N 4 was LDD
In the case where the sidewall is used, there is a concern that the reliability of electrical connection may be deteriorated due to hot electron injection, but in the case of the present embodiment, the injection can be suppressed, so that the reliability is improved.
【0046】実施例5 本実施例は、Si3 N4 LDDサイドウォールに用いた
SACの形成に第2の発明方法を適用した例である。本
実施例では、先ず、Si基板上に、順次、ドライ酸化法
により膜厚10nmのSiO2 膜100を、減圧CVD
法により膜厚100nmのpoly−Si層101を、
減圧CVD法により膜厚200nmのオフセットSiO
2 層102を成膜し、図11(a)に示す積層構造の基
板を得た。次に、基板全面にイオン注入法により窒素を
注入して、図11(b)に示すように、Poly Si
層(ゲート電極)101近傍に第1のエッチング停止層
として膜厚100nmのオフセットSix Oy Nz 層1
03を形成した。このとき、Six Oy Nz 層103の
OとNの組成比がy《zとなるように窒素を注入する。
次に、図11(c)に示すように、基板の積層構造にゲ
ート電極加工を施し、LDDインプランテーション領域
104を形成した。続いて、基板全面に減圧CVD法に
より膜厚200nmのSi3 N4 層105を成膜した。
次いで、マグネトロン型のエッチャーを用いて、対Si
O2 層高選択比条件でエッチバックを250nmの厚さ
行い、第2のエッチング停止層としても機能するSi3
N4 LDDサイドウォール105を形成した。更に、イ
オン注入によりSource/Drain (S/D)インプランテ
ーション層106を形成して、図11(d)に示す積層
構造の基板を得た。 Example 5 This example is an example in which the second invented method is applied to the formation of the SAC used for the Si 3 N 4 LDD sidewall. In this embodiment, first, a SiO 2 film 100 having a film thickness of 10 nm is sequentially deposited on a Si substrate by a dry oxidation method under reduced pressure CVD.
The poly-Si layer 101 having a film thickness of 100 nm by
200 nm thick offset SiO by low pressure CVD method
Two layers 102 were formed to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG. Next, nitrogen is implanted into the entire surface of the substrate by an ion implantation method, and as shown in FIG.
An offset Si x O y N z layer 1 having a film thickness of 100 nm as a first etching stop layer in the vicinity of the layer (gate electrode) 101.
03 was formed. At this time, nitrogen is implanted so that the composition ratio of O and N of the Si x O y N z layer 103 becomes y << z.
Next, as shown in FIG. 11C, the laminated structure of the substrate was processed with a gate electrode to form an LDD implantation region 104. Subsequently, a 200 nm-thickness Si 3 N 4 layer 105 was formed on the entire surface of the substrate by a low pressure CVD method.
Then, using a magnetron type etcher,
O 2 layer is etched back to a thickness of 250 nm under a high selective ratio condition, and Si 3 which also functions as a second etching stop layer is formed.
The N 4 LDD sidewall 105 was formed. Further, a Source / Drain (S / D) implantation layer 106 was formed by ion implantation to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG. 11 (d).
【0047】次に、膜厚800nmの層間SiO2 層1
07を成膜し、レジスト層108を塗布し、パターニン
グして、図12(e)に示す積層構造の基板を得た。以
上の工程により、本基板のコーナー部109上には、図
12(e)に示すように、膜厚の十分に厚いSi3 N4
膜が形成されている。更に、マグネトロン型のエッチャ
ーを用いて、対Si3 N4 高選択比条件でSi基板が露
出するまでエッチングを施して、接続孔を開口し、図1
1(f)に示すような積層構造の基板を得た。本実施例
では、接続孔を開口する際、Si3 N4 LDDサイドウ
ォール105のコーナー部109のSi3 N4 層もエッ
チングされるが、その初期膜厚が十分に厚いので、エッ
チング終了時に、所定の絶縁耐圧を確保できる厚さのS
i3 N4 層をコーナー部109に残留させることができ
る。よって、Si基板を露出させ、しかも所定の絶縁耐
圧を有するSi3 N4 LDDサイドウォールを備えた自
己整合コンタクトを実現できる。Next, an interlayer SiO 2 layer 1 having a film thickness of 800 nm
07 was deposited, a resist layer 108 was applied, and patterning was performed to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG. Through the above steps, as shown in FIG. 12E, Si 3 N 4 having a sufficiently thick film is formed on the corner portion 109 of the substrate.
A film is formed. Further, using a magnetron type etcher, etching is performed under a high selection ratio condition with respect to Si 3 N 4 until the Si substrate is exposed to open a connection hole.
A substrate having a laminated structure as shown in 1 (f) was obtained. In this embodiment, when the connection hole is opened, the Si 3 N 4 layer in the corner portion 109 of the Si 3 N 4 LDD sidewall 105 is also etched, but since the initial film thickness is sufficiently thick, at the end of etching, S with a thickness that can ensure the specified dielectric strength
The i 3 N 4 layer can be left in the corner portion 109. Therefore, it is possible to realize a self-aligned contact that exposes the Si substrate and further includes the Si 3 N 4 LDD sidewall having a predetermined withstand voltage.
【0048】実施例6 本実施例は、Si3 N4 LDDサイドウォールに用いた
SACの形成に第2の発明方法を適用した別の例であっ
て、実施例5とは異なり、オフセットSi3 N4 層に酸
素を注入して2層オフセット構造にしている。本実施例
では、先ず、Si基板上に、順次、ドライ酸化法により
膜厚10nmのSiO2 膜100を、減圧CVD法によ
り膜厚100nmのpoly−Si層101を、減圧C
VD法により膜厚200nmのオフセットSi3 N4 層
110を成膜し、図13(a)に示す積層構造の基板を
得た。次いで、イオン注入法により基板全面に酸素を注
入して図13(b)に示すように、Poly Si層
(ゲート電極)101近傍に膜厚100nmのオフセッ
トSix Oy Nz 層103を第1のエッチング停止層と
して形成した。このとき、オフセットSix Oy Nz 層
103のNとOの組成比がy》zとなるように酸素を注
入する。続いて、実施例5と同様にして、図13(c)
に示すように、ゲート電極加工を施し、LDDインプラ
ンテーション領域104を形成し、更に、膜厚200n
mのSi3 N4 層105を成膜し、エッチバックして第
2のエッチング停止層としても機能するSi3 N4 LD
Dサイドウォール105を形成し、S/Dインプランテ
ーション層106を形成して、図13(d)に示す積層
構造の基板を得た。更に、実施例5と同様にして、図1
4(e)に示すように、層間絶縁膜を成膜し、パターニ
ングし、エッチングを施して、接続孔を開口し、図14
(f)に示す積層構造の基板を得た。 Example 6 This example is another example in which the second invention method is applied to the formation of the SAC used for the Si 3 N 4 LDD sidewall, and unlike Example 5, the offset Si 3 Oxygen is injected into the N 4 layer to form a two-layer offset structure. In this embodiment, first, a SiO 2 film 100 having a thickness of 10 nm is sequentially formed on a Si substrate by a dry oxidation method, a poly-Si layer 101 having a thickness of 100 nm is formed by a low pressure CVD method, and a low pressure C
An offset Si 3 N 4 layer 110 having a film thickness of 200 nm was formed by the VD method to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG. Then, oxygen is implanted into the entire surface of the substrate by an ion implantation method to form a first offset Si x O y N z layer 103 having a film thickness of 100 nm in the vicinity of the Poly Si layer (gate electrode) 101 as shown in FIG. Was formed as an etching stop layer. At this time, oxygen is injected so that the composition ratio of N and O of the offset Si x O y N z layer 103 becomes y >> z. Subsequently, in the same manner as in Example 5, FIG.
As shown in FIG. 3, the gate electrode is processed to form the LDD implantation region 104, and the film thickness is 200 n.
forming a Si 3 N 4 layer 105 m, it serves as a second etch stop layer is etched back Si 3 N 4 LD
The D side wall 105 was formed, and the S / D implantation layer 106 was formed to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG. Further, as in the case of Example 5, FIG.
As shown in FIG. 4 (e), an interlayer insulating film is formed, patterned, and etched to open a connection hole.
A substrate having a laminated structure shown in (f) was obtained.
【0049】本実施例では、実施例5と同様に、接続孔
開口の際、Si3 N4 LDDサイドウォール105のコ
ーナー部109に所定の絶縁耐圧を確保できる厚さのS
i3N4 層を残留させることができるので、Si基板を
露出させ、しかも所定の絶縁耐圧を有するSi3 N4 L
DDサイドウォールを備えた自己整合コンタクトを実現
できる。In the present embodiment, as in the case of the fifth embodiment, when the connection hole is opened, S having a thickness that can ensure a predetermined withstand voltage at the corner portion 109 of the Si 3 N 4 LDD sidewall 105.
Since the i 3 N 4 layer can be left, Si 3 N 4 L which exposes the Si substrate and has a predetermined withstand voltage
Self-aligned contacts with DD sidewalls can be realized.
【0050】実施例7 本実施例は、Poly−Si/WSix構造のゲート電
極とその上に反射防止膜を有す構造で、Si3 N4 LD
Dサイドウォールを用いたSACの形成に第2の発明方
法を適用した例である。本実施例では、先ず、Si基板
上に、順次、ドライ酸化法により膜厚10nmのSiO
2 膜100を、減圧CVD法により膜厚100nmのp
oly−Si層101を、減圧CVD法により膜厚10
0nmのWSix層111を、プラズマCVD法により
膜厚27nmのSix Oy Nz :H反射防止膜112
を、更に、減圧CVD法により膜厚200nmのオフセ
ットSiO2 層102を成膜し、図15(a)に示す積
層構造の基板を得た。次に、基板全面にイオン注入法に
より窒素を注入して、図15(b)に示すように、反射
防止膜112上に膜厚100nmのオフセットSix O
y Nz 層103を第1のエッチング停止層として形成し
た。このとき、オフセットSix OyNz 層103のO
とNの組成比がy《zとなるように窒素を注入する。続
いて、実施例5と同様にして、図15(c)に示すよう
に、ゲート電極加工を施し、LDDインプランテーショ
ン領域104を形成し、更に、膜厚200nmのSi3
N4 層105を成膜し、厚さ250nmエッチバックし
てSi3 N4LDDサイドウォール105を形成し、S
/Dインプランテーション層106を形成して、図15
(d)に示す積層構造の基板を得た。更に、実施例5と
同様にして、図16(e)に示すように、層間絶縁膜を
成膜し、パターニングし、エッチングを施して接続孔を
開口し、図16(f)に示す積層構造の基板を得た。 Example 7 This example has a structure in which a gate electrode having a Poly-Si / WSix structure and an antireflection film on the gate electrode are provided, and Si 3 N 4 LD is used.
It is an example in which the second invention method is applied to the formation of the SAC using the D sidewall. In this embodiment, first, a SiO film having a thickness of 10 nm is sequentially formed on a Si substrate by a dry oxidation method.
2 film 100 is formed by a low pressure CVD method to a p thickness of 100 nm.
The ly-Si layer 101 is formed to a film thickness of 10 by the low pressure CVD method.
The 0 nm WSix layer 111 is formed into a 27 nm-thick Si x O y N z : H antireflection film 112 by plasma CVD.
Further, an offset SiO 2 layer 102 having a film thickness of 200 nm was further formed by a low pressure CVD method to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG. Next, nitrogen is implanted into the entire surface of the substrate by an ion implantation method to form an offset Si x O having a film thickness of 100 nm on the antireflection film 112 as shown in FIG.
The yNz layer 103 was formed as a first etch stop layer. At this time, O of the offset Si x O y N z layer 103
Nitrogen is injected so that the composition ratio of N and N becomes y << z. Subsequently, in the same manner as in Example 5, as shown in FIG. 15C, the gate electrode is processed to form the LDD implantation region 104, and further, Si 3 having a film thickness of 200 nm is formed.
An N 4 layer 105 is formed and etched back to a thickness of 250 nm to form a Si 3 N 4 LDD sidewall 105.
The / D implantation layer 106 is formed, and FIG.
A substrate having a laminated structure shown in (d) was obtained. Further, in the same manner as in Example 5, as shown in FIG. 16E, an interlayer insulating film is formed, patterned, and subjected to etching to open a connection hole, and the laminated structure shown in FIG. The substrate of was obtained.
【0051】本実施例では、実施例5と同様に、接続孔
開口の際、Si3 N4 LDDサイドウォール105のコ
ーナー部109に所定の絶縁耐圧を確保できる厚さのS
i3N4 層を残留させることができるので、Si基板を
露出させ、しかも所定の絶縁耐圧を有するSi3 N4 L
DDサイドウォールを備えた自己整合コンタクトを実現
できる。また、Poly−Si/WSix構造は、ゲー
ト電極の信頼性を高める効果があるものの、レジスト塗
布後の露光においてハレーションが懸念されるが、本実
施例では、反射防止膜をWSix層上に成膜することに
より、ハレーションを抑制している。In the present embodiment, as in the case of the fifth embodiment, when the connection hole is opened, S having a thickness that can secure a predetermined withstand voltage at the corner portion 109 of the Si 3 N 4 LDD sidewall 105.
Since the i 3 N 4 layer can be left, Si 3 N 4 L which exposes the Si substrate and has a predetermined withstand voltage
Self-aligned contacts with DD sidewalls can be realized. Although the Poly-Si / WSix structure has the effect of enhancing the reliability of the gate electrode, halation may occur during exposure after resist application. In this embodiment, however, an antireflection film is formed on the WSix layer. By doing so, halation is suppressed.
【0052】実施例8 本実施例は、実施例7と同様に、Poly−Si/WS
ix構造のゲート電極とその上に反射防止膜を有す構造
で、Si3 N4 LDDサイドウォールを用いたSACの
形成に第2の発明方法を適用した別の例である。本実施
例では、先ず、Si基板上に、順次、ドライ酸化法によ
り膜厚10nmのSiO2 膜100を、減圧CVD法に
より膜厚100nmのpoly−Si層101を、減圧
CVD法により膜厚100nmのWSix層111を、
プラズマCVD法により膜厚27nmのSix O
y Nz :H反射防止膜112を、更に、減圧CVD法に
より膜厚200nmのオフセットSi3 N4 層110を
第1のエッチング停止層として成膜し、図17(a)に
示す積層構造の基板を得た。次いで、イオン注入法によ
り基板全面に酸素を注入して図17(b)に示すよう
に、オフセットSi3 N4 層110表層に膜厚100n
mのオフセットSixOy Nz 層103を形成した。こ
のとき、オフセットSix Oy Nz 層103のOとNの
組成比がy》zとなるように酸素を注入する。続いて、
実施例5と同様にして、図17(c)に示すように、ゲ
ート電極加工を施し、LDDインプランテーション領域
104を形成し、更に、膜厚200nmのSi3 N4 層
105を成膜し、エッチバックして第2のエッチング停
止層としても機能するSi3 N4 LDDサイドウォール
105を形成し、S/Dインプランテーション層106
を形成して、図15(d)に示す積層構造の基板を得
た。更に、実施例5と同様にして、図18(e)に示す
ように、層間絶縁膜を成膜し、パターニングし、エッチ
ングを施して接続孔を開口し、図18(f)に示す積層
構造の基板を得た。 Example 8 This example is similar to Example 7 except that Poly-Si / WS is used.
It is another example in which the second invention method is applied to the formation of the SAC using the Si 3 N 4 LDD side wall in the structure having the gate electrode of the ix structure and the antireflection film on the gate electrode. In this embodiment, first, a SiO 2 film 100 having a film thickness of 10 nm is sequentially formed on a Si substrate by a dry oxidation method, a poly-Si layer 101 having a film thickness of 100 nm is formed by a low pressure CVD method, and a film thickness of 100 nm is formed by a low pressure CVD method. The WSix layer 111 of
27 nm thick Si x O by plasma CVD method
The y N z : H antireflection film 112 is further formed by a low pressure CVD method to form an offset Si 3 N 4 layer 110 having a film thickness of 200 nm as a first etching stop layer, and has a laminated structure shown in FIG. A substrate was obtained. Then, oxygen is implanted into the entire surface of the substrate by an ion implantation method to form a film having a thickness of 100 n on the surface layer of the offset Si 3 N 4 layer 110 as shown in FIG.
m offset Si x O y N z layer 103 was formed. At this time, oxygen is injected so that the composition ratio of O and N of the offset Si x O y N z layer 103 becomes y >> z. continue,
In the same manner as in Example 5, as shown in FIG. 17C, the gate electrode was processed to form the LDD implantation region 104, and further the Si 3 N 4 layer 105 having a film thickness of 200 nm was formed. forming a Si 3 N 4 LDD sidewalls 105 which also functions as a second etch stop layer is etched back, S / D implantation layer 106
Was formed to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG. Further, as in the case of Example 5, as shown in FIG. 18E, an interlayer insulating film is formed, patterned, and etched to form connection holes, and the laminated structure shown in FIG. The substrate of was obtained.
【0053】本実施例では、実施例5と同様に、接続孔
開口の際、Si3 N4 LDDサイドウォール105のコ
ーナー部109に所定の絶縁耐圧を確保できる厚さのS
i3N4 層を残留させることができるので、Si基板を
露出させ、しかも所定の絶縁耐圧を有するSi3 N4 L
DDサイドウォールを備えた自己整合コンタクトを実現
できる。また、実施例7と同様に、反射防止膜をWSi
x層上に成膜することにより、接続孔開口のための露光
時のハレーションを抑制することができる。In the present embodiment, as in the case of the fifth embodiment, when the connection hole is opened, an S having a thickness that can secure a predetermined withstand voltage at the corner portion 109 of the Si 3 N 4 LDD sidewall 105.
Since the i 3 N 4 layer can be left, Si 3 N 4 L which exposes the Si substrate and has a predetermined withstand voltage
Self-aligned contacts with DD sidewalls can be realized. In addition, as in Example 7, the antireflection film is formed of WSi.
By forming a film on the x layer, halation at the time of exposure for opening the connection hole can be suppressed.
【0054】実施例9 本実施例は、ゲート電極上に反射防止機能とエッチング
停止機能を兼ねるSix Oy Nz :H膜を有す構造で、
Si3 N4 LDDサイドウォールを用いたSACの形成
に第2の発明方法を適用した例である。本実施例では、
先ず、実施例5と同様にして、実施例5の図11(a)
に示す積層構造と同じ積層構造の基板を得た(図19
(a)参照)。次に、基板全面にイオン注入法によりシ
リコン、窒素及び水素を注入して、図19(b)に示す
ように、Poly Si層(ゲート電極)101近傍に
膜厚100nmのSix Oy Nz :H反射防止膜112
を反射防止膜兼第1のエッチング停止層として形成し
た。このとき、Six Oy Nz :H反射防止膜112の
Si、O及びNの組成比が、x>yかつx>zとなるよ
うにシリコン及び窒素をイオン注入する。続いて、実施
例5と同様にして、図19(c)に示すように、ゲート
電極加工を施し、LDDインプランテーション領域10
4を形成し、更に、膜厚200nmのSi3 N4 層10
5を成膜し、エッチバックして第2のエッチング停止層
としても機能するSi3 N4 LDDサイドウォール10
5を形成し、S/Dインプランテーション層106を形
成して、図19(d)に示す積層構造の基板を得た。更
に、実施例5と同様にして、図20(e)に示すよう
に、層間絶縁膜を成膜し、パターニングし、エッチング
を施して接続孔を開口し、図20(f)に示す積層構造
の基板を得た。 Embodiment 9 This embodiment has a structure having a Si x O y N z : H film having both an antireflection function and an etching stop function on a gate electrode.
It is an example in which the second invented method is applied to the formation of the SAC using the Si 3 N 4 LDD sidewall. In this embodiment,
First, in the same manner as in the fifth embodiment, FIG.
A substrate having the same laminated structure as that shown in FIG.
(A)). Next, silicon, nitrogen, and hydrogen are implanted into the entire surface of the substrate by an ion implantation method, and as shown in FIG. 19B, a Si x O y N z film having a thickness of 100 nm is formed in the vicinity of the Poly Si layer (gate electrode) 101. : H antireflection film 112
Was formed as an antireflection film and also as a first etching stop layer. At this time, silicon and nitrogen are ion-implanted so that the composition ratios of Si, O, and N of the Si x O y N z : H antireflection film 112 are x> y and x> z. Subsequently, in the same manner as in Example 5, as shown in FIG. 19C, the gate electrode is processed to form the LDD implantation region 10.
4 is formed, and a Si 3 N 4 layer 10 having a film thickness of 200 nm is further formed.
Si 3 N 4 LDD side wall 10 which also functions as a second etching stop layer by depositing 5 and etching back.
5 was formed and the S / D implantation layer 106 was formed to obtain a substrate having a laminated structure shown in FIG. Further, as in the case of Example 5, as shown in FIG. 20E, an interlayer insulating film is formed, patterned, and etched to form a connection hole, and the laminated structure shown in FIG. The substrate of was obtained.
【0055】本実施例では、実施例5と同様に、接続孔
開口の際、Si3 N4 LDDサイドウォール105のコ
ーナー部109に所定の絶縁耐圧を確保できる厚さのS
i3N4 層を残留させることができるので、Si基板を
露出させ、しかも所定の絶縁耐圧を有するSi3 N4 L
DDサイドウォールを備えた自己整合コンタクトを実現
できる。また、本実施例では、反射防止膜をイオン注入
により形成しているので、実施例7に比べて、ゲート加
工工程の工程数を1工程減らすことができる。In the present embodiment, as in the case of the fifth embodiment, when the connection hole is opened, S having a thickness that can secure a predetermined withstand voltage at the corner portion 109 of the Si 3 N 4 LDD sidewall 105.
Since the i 3 N 4 layer can be left, Si 3 N 4 L which exposes the Si substrate and has a predetermined withstand voltage
Self-aligned contacts with DD sidewalls can be realized. Further, in this embodiment, since the antireflection film is formed by ion implantation, the number of gate processing steps can be reduced by one step as compared with the seventh embodiment.
【0056】実施例10 本実施例は、実施例9と同様に、ゲート電極上に反射防
止機能とエッチング停止機能を兼ねるSix Oy Nz :
H膜を有す構造で、Si3 N4 LDDサイドウォールを
用いたSACの形成に第2の発明方法を適用した別の例
である。本実施例では、実施例9とは異なり、オフセッ
トSi3 N4 層にシリコン、酸素及び水素を注入して2
層オフセット構造にしている点である。本実施例では、
先ず、実施例6と同様にして、実施例6の図13(a)
に示す積層構造と同じ積層構造の基板を得た(図21
(a)参照)。次いで、イオン注入法により基板全面に
シリコン、酸素及び水素を注入してPoly Si層
(ゲート電極)101近傍に膜厚100nmのSix O
y Nz :H反射防止膜112を形成し、次に、表層に残
留する膜厚100nmのオフセットSi3 N4 層110
に酸素を注入してオフセットSix Oy Nz 層103に
転化した(図21(b)参照)。このとき、反射防止膜
Six Oy Nz :H112のSi、O及びNの組成比が
x>y、かつx>z、更に、オフセットSix OyNz
103のOとNの組成比がy》zとなるように、シリコ
ン及び酸素を注入する。続いて、実施例5と同様にし
て、図21(c)に示すように、ゲート電極加工を施
し、LDDインプランテーション領域104を形成し、
更に、膜厚200nmのSi3 N4 層105を成膜し、
エッチバックして第2のエッチング停止層としても機能
するSi3 N4 LDDサイドウォール105を形成し、
S/Dインプランテーション層106を形成して、図2
1(d)に示す積層構造の基板を得た。更に、実施例5
と同様にして、図22(e)に示すように、層間絶縁膜
を成膜し、パターニングし、エッチングを施して接続孔
を開口し、図22(f)に示す積層構造の基板を得た。 Example 10 In this example, as in Example 9, Si x O y N z having both an antireflection function and an etching stop function on the gate electrode:
It is another example in which the second invented method is applied to the formation of SAC using a Si 3 N 4 LDD sidewall with a structure having an H film. In this example, unlike Example 9, silicon, oxygen, and hydrogen were implanted into the offset Si 3 N 4 layer to obtain 2
This is a layer offset structure. In this embodiment,
First, in the same manner as in the sixth embodiment, FIG.
A substrate having the same laminated structure as that shown in FIG.
(A)). Then, silicon, oxygen, and hydrogen are implanted into the entire surface of the substrate by an ion implantation method to deposit Si x O having a film thickness of 100 nm in the vicinity of the Poly Si layer (gate electrode) 101.
y N z : H An antireflection film 112 is formed, and then an offset Si 3 N 4 layer 110 having a film thickness of 100 nm remaining on the surface layer is formed.
Oxygen was injected into the substrate to convert it into the offset Si x O y N z layer 103 (see FIG. 21B). At this time, the composition ratio of Si, O, and N in the antireflection film Si x O y N z : H112 is x> y and x> z, and further, the offset Si x O y N z.
Silicon and oxygen are implanted so that the composition ratio of O and N of 103 is y >> z. Subsequently, in the same manner as in Example 5, as shown in FIG. 21C, the gate electrode is processed to form the LDD implantation region 104,
Further, a Si 3 N 4 layer 105 having a film thickness of 200 nm is formed,
Etch back to form a Si 3 N 4 LDD sidewall 105 that also functions as a second etch stop layer,
By forming the S / D implantation layer 106, as shown in FIG.
A substrate having a laminated structure shown in 1 (d) was obtained. Furthermore, Example 5
In the same manner as in FIG. 22 (e), an interlayer insulating film is formed, patterned, and etched to form connection holes, thereby obtaining a substrate having a laminated structure shown in FIG. 22 (f). .
【0057】本実施例では、実施例5と同様に、接続孔
開口の際、Si3 N4 LDDサイドウォール105のコ
ーナー部109に所定の絶縁耐圧を確保できる厚さのS
i3N4 層を残留させることができるので、Si基板を
露出させ、しかも所定の絶縁耐圧を有するSi3 N4 L
DDサイドウォールを備えた自己整合コンタクトを実現
できる。また、本実施例では、反射防止膜をイオン注入
により形成しているので、実施例7に比べて、ゲート加
工工程の工程数を1工程減らすことができる。In the present embodiment, as in the case of the fifth embodiment, when the connection hole is opened, S having a thickness that can secure a predetermined withstand voltage at the corner portion 109 of the Si 3 N 4 LDD sidewall 105.
Since the i 3 N 4 layer can be left, Si 3 N 4 L which exposes the Si substrate and has a predetermined withstand voltage
Self-aligned contacts with DD sidewalls can be realized. Further, in this embodiment, since the antireflection film is formed by ion implantation, the number of gate processing steps can be reduced by one step as compared with the seventh embodiment.
【0058】実施例11 本実施例は、SiO2 LDDサイドウォールを用い、そ
のサイドウォール上にSi3 N4 エッチング停止層を設
けたSACの形成に第3の発明方法を適用した例であ
る。本実施例では、オフセットSiO2 層102の膜厚
を210nmにすることを除いて、先ず、実施例5と同
様にして、実施例5の図11(a)に示す積層構造と同
じ積層構造の基板を得た(図23(a)参照)。次に、
イオン注入法により基板全面に窒素を注入してPoly
−Si層(ゲート電極)101近傍に膜厚90nmのオ
フセットSix Oy Nz 層103を第1のエッチング停
止層として形成し、更に、残留するオフセットSiO2
層102表層にイオン注入法により窒素を注入して膜厚
30nmのオフセットSix OyNz 層103を形成
し、Six Oy Nz 層/SiO2 層 /Six Oy Nz
層の3層構造のオフセットを形成した(図23(b)参
照)。このとき、オフセットSix Oy Nz 層103の
OとNの組成比がy《zとなるように窒素を注入する。
次に、図23(c)に示すように、ゲート電極加工を施
し、LDDインプランテーション領域104を形成し
た。続いて、LDDサイドウォール形成用の膜厚200
nmのSiO2 層113を減圧CVD法により成膜した
後、マグネトロン型エッチャーを用いて対Si3 N4 高
選択比条件で厚さ320nmのエッチバックを行い、S
iO2 層LDDサイドウォール113を形成した。次い
で、S/Dインプランテーション領域106を形成し、
更に、膜厚100nmのSi3 N4 エッチング停止層1
14を減圧CVD法により第2のエッチング停止層とし
て成膜して、図23(d)に示すような積層構造の基板
を得た。 Embodiment 11 This embodiment is an example in which the third invention method is applied to the formation of SAC using SiO 2 LDD sidewalls and providing Si 3 N 4 etching stop layer on the sidewalls. In this example, first, except that the thickness of the offset SiO 2 layer 102 was set to 210 nm, the same laminated structure as that shown in FIG. A substrate was obtained (see FIG. 23 (a)). next,
By implanting nitrogen on the entire surface of the substrate by the ion implantation method
An offset Si x O y N z layer 103 having a thickness of 90 nm is formed as a first etching stop layer in the vicinity of the Si layer (gate electrode) 101, and the remaining offset SiO 2
Nitrogen is implanted into the surface layer of the layer 102 by an ion implantation method to form an offset Si x O y N z layer 103 having a film thickness of 30 nm, and a Si x O y N z layer / SiO 2 layer is formed. / Si x O y N z
An offset of a three-layer structure of layers was formed (see FIG. 23 (b)). At this time, nitrogen is implanted so that the composition ratio of O and N of the offset Si x O y N z layer 103 becomes y << z.
Next, as shown in FIG. 23C, the gate electrode was processed to form the LDD implantation region 104. Subsequently, a film thickness 200 for forming the LDD sidewall is formed.
After the SiO 2 layer 113 having a thickness of 3 nm is formed by the low pressure CVD method, a magnetron type etcher is used to etch back the film with a thickness of 320 nm under the high selection ratio condition with respect to Si 3 N 4 to obtain S.
An iO 2 layer LDD sidewall 113 was formed. Next, the S / D implantation area 106 is formed,
Furthermore, a Si 3 N 4 etching stop layer 1 having a thickness of 100 nm is formed.
14 was deposited as a second etching stopper layer by a low pressure CVD method to obtain a substrate having a laminated structure as shown in FIG.
【0059】次に、対SiO2 層高選択比条件でSi3
N4 換算で厚さ150nmのエッチバックを行ったとこ
ろ、図24(e)に示すように、コーナー部109上に
十分厚いSi3 N4 膜を形成することができた。更に、
実施例5と同様にして、層間絶縁膜を成膜し、パターニ
ングし、エッチングを施して接続孔を開口し、図24
(f)に示す積層構造の基板を得た。Next, under the condition of high selectivity ratio to the SiO 2 layer, Si 3
When etching back was performed to a thickness of 150 nm in terms of N 4 , it was possible to form a sufficiently thick Si 3 N 4 film on the corner portion 109, as shown in FIG. Furthermore,
In the same manner as in Example 5, an interlayer insulating film is formed, patterned, and etched to open a connection hole.
A substrate having a laminated structure shown in (f) was obtained.
【0060】本実施例では、接続孔開口の際、コーナー
部109のSi3 N4 層もエッチングされるが、その初
期膜厚が十分に厚いので、図24(e)に示すように、
SiO2 LDDサイドウォール113のコーナー部10
9に所定の絶縁耐圧を確保できる厚さのSi3 N4 エッ
チング停止層を残留させることができる。よって、Si
基板を露出させ、しかも所定の絶縁耐圧を有するSiO
2 LDDサイドウォールを備えた自己整合コンタクトを
実現できる。また、実施例5のようなSi3 N4 をLD
Dサイドウォールに用いたSACでは、ホットエレクト
ロン注入による信頼性の低下が懸念されるが、本実施例
の構造場合、その注入が抑制できるので、コンタクトの
信頼性が向上する。In this embodiment, the Si 3 N 4 layer in the corner portion 109 is also etched when the connection hole is opened, but since the initial film thickness is sufficiently thick, as shown in FIG.
Corner portion 10 of SiO 2 LDD sidewall 113
In FIG. 9, a Si 3 N 4 etching stop layer having a thickness that can ensure a predetermined dielectric strength can be left. Therefore, Si
SiO that exposes the substrate and has a predetermined withstand voltage
2 Self-aligned contacts with LDD sidewalls can be realized. In addition, as shown in Example 5, LD using Si 3 N 4
In the SAC used for the D sidewall, there is a concern that the reliability may deteriorate due to hot electron injection, but in the case of the structure of the present embodiment, the injection can be suppressed, so the reliability of the contact improves.
【0061】実施例12 本実施例は、実施例11と同様に、SiO2 LDDサイ
ドウォールを用い、そのサイドウォール上にSi3 N4
エッチング停止層を設けたSACの形成に第3の発明方
法を適用した別の例を示す。実施例11との違いは、オ
フセットSi3N4 層に酸素を注入して3層オフセット
構造にする点である。本実施例では、オフセットSi3
N4 層110の膜厚を210nmにすることを除いて、
先ず、実施例6と同様にして、実施例6の図13(a)
に示す積層構造と同じ積層構造の基板を得た(図25
(a)参照)。次に、イオン注入法により基板全面に酸
素を注入してオフセットSi3 N4 110層の中央層に
膜厚90nmのオフセットSix Oy Nz 層103を形
成し、Si3 N4 層/Six Oy Nz 層/Si3 N4 層
の3層構造のオフセットを形成した(図25(b)参
照)。このとき、オフセットSix Oy Nz 層103の
組成比がy》zとなるように酸素を注入する。 Example 12 This example is similar to Example 11 except that SiO 2 LDD sidewalls are used and Si 3 N 4 is deposited on the sidewalls.
Another example is shown in which the third inventive method is applied to the formation of an SAC provided with an etching stop layer. The difference from Example 11 is that oxygen is injected into the offset Si 3 N 4 layer to form a three-layer offset structure. In this embodiment, the offset Si 3
Except that the film thickness of the N 4 layer 110 is 210 nm,
First, in the same manner as in the sixth embodiment, FIG.
A substrate having the same laminated structure as the laminated structure shown in FIG.
(A)). Next, the offset Si x O y N z layer 103 having a film thickness of 90nm was formed in the center layer of the offset Si 3 N 4 110 layers by injecting oxygen into the whole substrate surface by ion implantation, Si 3 N 4 layer / Si x O y N z layer / Si 3 was formed offset of a three-layer structure of N 4 layer (see FIG. 25 (b)). At this time, oxygen is implanted so that the composition ratio of the offset Si x O y N z layer 103 becomes y >> z.
【0062】次に、図25(c)に示すように、実施例
11と同様にして、ゲート電極加工を施して、LDDイ
ンプランテーション領域104を形成し、更に、LDD
サイドウォール形成用のSiO2 層113を成膜し、エ
ッチバックしてSiO2 層LDDサイドウォール113
を形成した。次いで、S/Dインプランテーション領域
106を形成し、更に、第2のエッチング停止層として
Si3 N4 エッチング停止層114を成膜して、図25
(d)に示すような積層構造の基板を得た。次に、実施
例11と同様にして、図26(e)に示すように、エッ
チバックし、層間絶縁膜を成膜し、パターニングし、エ
ッチングを施して接続孔を開口し、図26(f)に示す
積層構造の基板を得た。Then, as shown in FIG. 25C, the gate electrode is processed in the same manner as in Example 11 to form the LDD implantation region 104, and the LDD is further formed.
A SiO 2 layer 113 for forming a sidewall is formed and etched back to form an SiO 2 layer LDD sidewall 113.
Was formed. Next, an S / D implantation region 106 is formed, and a Si 3 N 4 etching stop layer 114 is further formed as a second etching stop layer.
A substrate having a laminated structure as shown in (d) was obtained. Then, in the same manner as in Example 11, as shown in FIG. 26 (e), etching back is performed to form an interlayer insulating film, patterning, and etching are performed to open connection holes. The substrate of the laminated structure shown in () was obtained.
【0063】本実施例では、実施例11と同様に、接続
孔開口の際、SiO2 LDDサイドウォール113のコ
ーナー部109に所定の絶縁耐圧を確保できる厚さのS
i3N4 層を残留させることができるので、Si基板を
露出させ、しかも所定の絶縁耐圧を有するSiO2 LD
Dサイドウォールを備えた自己整合コンタクトを実現で
きる。また、本実施例の構造は、実施例11と同様に、
ホットエレクトロン注入を抑制できるので、コンタクト
の信頼性が向上する。In this embodiment, similarly to the eleventh embodiment, when the connection hole is opened, S having a thickness that can ensure a predetermined withstand voltage at the corner portion 109 of the SiO 2 LDD sidewall 113.
Since the i 3 N 4 layer can be left, the SiO 2 LD that exposes the Si substrate and has a predetermined withstand voltage
A self-aligned contact with a D sidewall can be realized. Further, the structure of this embodiment is similar to that of the eleventh embodiment.
Since the hot electron injection can be suppressed, the contact reliability is improved.
【0064】以上、本発明を12の実施例に基づいて説
明したが、当然のことながら本発明は上述の実施例に限
定されるものではなく、エッチングプラズマ源や、装置
構成、積層構造、エッチング等のプロセス条件は、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で適宜選択できるのは言うま
でもない。Although the present invention has been described based on the twelfth embodiment, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and the etching plasma source, the device configuration, the laminated structure, and the etching. It goes without saying that the process conditions such as can be appropriately selected without departing from the scope of the present invention.
【0065】[0065]
【発明の効果】第1の発明方法によれば、ゲート電極上
に順次成膜された第1のエッチング停止層とSiO2 層
とから成るオフセット絶縁層を形成する工程と、LDD
サイドウォールを形成する工程と、基板全面に第2のエ
ッチング停止層を成膜し、次いで第2のエッチング停止
層を全面的にエッチバックして、コンタクト形成領域の
ゲート酸化膜を露出させる工程と、層間絶縁膜を成膜
し、エッチバックして接続孔を形成する工程とを備え
て、LDDサイドウォールのコーナー部上に十分に厚い
エッチング停止層を形成することにより、耐圧劣化の原
因とあるLDDサイドウォールのコーナー部の薄膜化を
防止している。また、第2の発明方法によれば、ゲート
電極上にオフセット絶縁層を成膜する工程と、イオンを
注入して、第1のエッチング停止層をオフセット絶縁層
内部に形成する工程とを備えて、LDDサイドウォール
のコーナー部上に十分に厚いエッチング停止層を形成す
ることにより、耐圧劣化の原因とあるLDDサイドウォ
ールのコーナー部の薄膜化を防止している。According to the first invention method, a step of forming an offset insulating layer composed of a first etching stop layer and a SiO 2 layer, which are sequentially formed on a gate electrode, and LDD
A step of forming a sidewall, a step of forming a second etching stop layer on the entire surface of the substrate, and then etching back the second etching stop layer to expose the gate oxide film in the contact formation region. A step of forming an interlayer insulating film and etching back to form a connection hole, and forming a sufficiently thick etching stop layer on a corner portion of the LDD sidewall causes deterioration in breakdown voltage. It prevents thinning of the corners of the LDD sidewall. Further, according to the second invention method, the method includes a step of forming an offset insulating layer on the gate electrode, and a step of implanting ions to form the first etching stop layer inside the offset insulating layer. By forming a sufficiently thick etching stopper layer on the corners of the LDD sidewalls, the thinning of the corners of the LDD sidewalls, which causes the breakdown voltage, is prevented.
【0066】これにより、従来のように、オフセット絶
縁層に用いるエッチング停止膜を厚くして、ゲートSi
O2 膜やゲート電極層とエッチング停止層との間に応力
を発生させ、ゲートSiO2 膜の信頼性の低下を招くよ
うなこともなく、絶縁耐圧を得るに十分なLDDサイド
ウォールの厚さを有する自己整合コンタクトを実現する
ことができる。As a result, the etching stopper film used for the offset insulating layer is thickened and the gate Si
The thickness of the LDD sidewall sufficient to obtain a dielectric breakdown voltage without causing stress between the O 2 film or the gate electrode layer and the etching stop layer and causing a decrease in reliability of the gate SiO 2 film. Self-aligned contacts with can be realized.
【図1】図1(a)及び(b)は、それぞれ本発明に係
る自己整合コンタクトの形成方法の実施例1の各工程毎
の基板断面図である。1A and 1B are cross-sectional views of a substrate for each step of a first embodiment of a method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
【図2】図2(c)及び(d)は、それぞれ本発明に係
る自己整合コンタクトの形成方法の実施例1の図1
(b)に引き続く各工程毎の基板断面図である。2 (c) and 2 (d) are views of Embodiment 1 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention, respectively.
It is a board sectional view for each process following (b).
【図3】図3(a)及び(b)は、それぞれ本発明に係
る自己整合コンタクトの形成方法の実施例2の各工程毎
の基板断面図である。3 (a) and 3 (b) are cross-sectional views of a substrate for each step of Embodiment 2 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
【図4】図4(c)及び(d)は、それぞれ本発明に係
る自己整合コンタクトの形成方法の実施例2の図3
(b)に引き続く各工程毎の基板断面図である。4 (c) and 4 (d) are views of Embodiment 2 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention, respectively.
It is a board sectional view for each process following (b).
【図5】図5(a)及び(b)は、それぞれ本発明に係
る自己整合コンタクトの形成方法の実施例3の各工程毎
の基板断面図である。5 (a) and 5 (b) are cross-sectional views of a substrate for each step of Example 3 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
【図6】図6(c)及び(d)は、それぞれ本発明に係
る自己整合コンタクトの形成方法の実施例3の図5
(b)に引き続く各工程毎の基板断面図である。6 (c) and 6 (d) are diagrams of Embodiment 3 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention, respectively.
It is a board sectional view for each process following (b).
【図7】図7(a)及び(b)は、それぞれ本発明に係
る自己整合コンタクトの形成方法の実施例4の各工程毎
の基板断面図である。7 (a) and 7 (b) are cross-sectional views of a substrate for each step of Example 4 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
【図8】図8(c)及び(d)は、それぞれ本発明に係
る自己整合コンタクトの形成方法の実施例4の図7
(b)に引き続く各工程毎の基板断面図である。8 (c) and 8 (d) are views of Embodiment 4 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention, respectively.
It is a board sectional view for each process following (b).
【図9】図9(a)及び(b)は、それぞれ自己整合コ
ンタクト形成の従来方法の各工程毎の基板断面図であ
る。9A and 9B are cross-sectional views of a substrate in each step of a conventional method for forming a self-aligned contact.
【図10】図10は、従来方法で形成した自己整合コン
タクトの基板断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a substrate of a self-aligned contact formed by a conventional method.
【図11】図11(a)から(d)は、それぞれ本発明
に係る自己整合コンタクトの形成方法の実施例5の各工
程毎の基板断面図である。11 (a) to 11 (d) are cross-sectional views of a substrate for each step of Example 5 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
【図12】図12(e)及び(f)は、それぞれ本発明
に係る自己整合コンタクトの形成方法の実施例5の図1
1(d)に引き続く各工程毎の基板断面図である。12 (e) and 12 (f) are views of Embodiment 5 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention, respectively.
It is a board sectional view for each process following 1 (d).
【図13】図13(a)から(d)は、それぞれ本発明
に係る自己整合コンタクトの形成方法の実施例6の各工
程毎の基板断面図である。13 (a) to 13 (d) are cross-sectional views of a substrate for each step of Example 6 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
【図14】図14(e)及び(f)は、それぞれ本発明
に係る自己整合コンタクトの形成方法の実施例6の図1
3(d)に引き続く各工程毎の基板断面図である。14 (e) and 14 (f) are views of Example 6 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention, respectively.
It is a board sectional view for each process following 3 (d).
【図15】図15(a)から(d)は、それぞれ本発明
に係る自己整合コンタクトの形成方法の実施例7の各工
程毎の基板断面図である。15 (a) to 15 (d) are cross-sectional views of a substrate for each step of Example 7 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
【図16】図16(e)及び(f)は、それぞれ本発明
に係る自己整合コンタクトの形成方法の実施例7の図1
5(d)に引き続く各工程毎の基板断面図である。16 (e) and 16 (f) are respectively FIG. 1 of Example 7 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
FIG. 5C is a cross-sectional view of the substrate for each step subsequent to 5 (d).
【図17】図17(a)から(d)は、それぞれ本発明
に係る自己整合コンタクトの形成方法の実施例8の各工
程毎の基板断面図である。17 (a) to 17 (d) are cross-sectional views of a substrate for each step of Example 8 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
【図18】図18(e)及び(f)は、それぞれ本発明
に係る自己整合コンタクトの形成方法の実施例8の図1
7(d)に引き続く各工程毎の基板断面図である。18 (e) and 18 (f) are respectively FIG. 1 of Example 8 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
FIG. 7C is a sectional view of a substrate in each step following 7 (d).
【図19】図19(a)から(d)は、それぞれ本発明
に係る自己整合コンタクトの形成方法の実施例9の各工
程毎の基板断面図である。19 (a) to 19 (d) are cross-sectional views of a substrate for each step of Example 9 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
【図20】図20(e)及び(f)は、それぞれ本発明
に係る自己整合コンタクトの形成方法の実施例9の図1
9(d)に引き続く各工程毎の基板断面図である。20 (e) and 20 (f) are views of Embodiment 9 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention, respectively.
FIG. 9C is a cross-sectional view of the substrate for each step subsequent to 9 (d).
【図21】図21(a)から(d)は、それぞれ本発明
に係る自己整合コンタクトの形成方法の実施例10の各
工程毎の基板断面図である。21 (a) to 21 (d) are cross-sectional views of a substrate for each step of Example 10 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
【図22】図22(e)及び(f)は、それぞれ本発明
に係る自己整合コンタクトの形成方法の実施例10の図
21(d)に引き続く各工程毎の基板断面図である。22 (e) and 22 (f) are cross-sectional views of the substrate in each step subsequent to FIG. 21 (d) of Example 10 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
【図23】図23(a)から(d)は、それぞれ本発明
に係る自己整合コンタクトの形成方法の実施例11の各
工程毎の基板断面図である。23A to 23D are cross-sectional views of a substrate in each step of Example 11 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
【図24】図24(e)及び(f)は、それぞれ本発明
に係る自己整合コンタクトの形成方法の実施例11の図
23(d)に引き続く各工程毎の基板断面図である。24 (e) and 24 (f) are cross-sectional views of the substrate in each step subsequent to FIG. 23 (d) of Example 11 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
【図25】図25(a)から(d)は、それぞれ本発明
に係る自己整合コンタクトの形成方法の実施例12の各
工程毎の基板断面図である。25 (a) to 25 (d) are cross-sectional views of the substrate in each step of Example 12 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
【図26】図26(e)及び(f)は、それぞれ本発明
に係る自己整合コンタクトの形成方法の実施例12の図
25(d)に引き続く各工程毎の基板断面図である。26E and 26F are cross-sectional views of the substrate in each step following FIG. 25D of Example 12 of the method for forming a self-aligned contact according to the present invention.
10……Si基板、12……SiO2 膜、14……po
ly−Si層、16……オフセットSi3 N4 層、18
……オフセットSiO2 層、20……Si3 N4 層、2
2……層間絶縁膜、24……レジスト層、26……コー
ナー部、30……Si基板、32……SiO2 膜、34
……poly−Si層、36……WSix層、38……
反射防止膜、40……オフセットSi3 N4 層、42…
…オフセットSiO2 層、44……Si3 N4 層、LD
Dサイドウォール、46……層間絶縁膜、48……レジ
スト層、49……コーナー部、50……Si基板、52
……SiO2 膜、54……poly−Si層、56……
反射防止膜、58……オフセットSiO2 層、60……
Si3 N4 層、LDDサイドウォール、62……層間絶
縁膜、64……レジスト層、66……コーナー部、70
……Si基板、72……SiO2 膜、74……poly
−Si層、76……第1オフセットSi3 N4 層、78
……オフセットSiO2 層、80……第2オフセットS
i3 N4 層LDDサイドウォール、82……Si3 N4
エッチング停止層、84……層間絶縁膜、86……レジ
スト層、88……コーナー部、90……Si基板、91
……SiO2 膜、92……poly−Si層、93……
オフセットSiO2 層、94……SiO2 LDDサイド
ウォール層、LDDサイドウォール、95……Si3 N
4 エッチング停止層、96……SiO2 層間絶縁膜、9
7……レジスト層、98……接続孔、99……コーナー
部、1……配線プラグ、2……Si3 N4 オフセット絶
縁層、3……Si3 N4 LDDサイドウォール、4……
コーナー部、100……SiO2 膜、101……Pol
y−Si、102……オフセットSiO2層、103…
…オフセットSix Oy Nz 膜、104……LDDイン
プランテーション領域、105……Si3 N4 LDDサ
イドウォール、106……Source/Drain
(S/D)インプランテーション領域、107……層間
Si3N4 膜、111……WSix、112……Six
Oy Nz −H反射防止膜、113……SiO2 LDDサ
イドウォール、114……Si3 N4 エッチング停止
層。10 ... Si substrate, 12 ... SiO 2 film, 14 ... po
ly-Si layer, 16 ... Offset Si 3 N 4 layer, 18
...... Offset SiO 2 layer, 20 …… Si 3 N 4 layer, 2
2 ... Interlayer insulating film, 24 ... Resist layer, 26 ... Corner portion, 30 ... Si substrate, 32 ... SiO 2 film, 34
...... Poly-Si layer, 36 ...... WSix layer, 38 ......
Antireflection film, 40 ... Offset Si 3 N 4 layer, 42 ...
… Offset SiO 2 layer, 44 …… Si 3 N 4 layer, LD
D sidewall, 46 ... Interlayer insulating film, 48 ... Resist layer, 49 ... Corner portion, 50 ... Si substrate, 52
...... SiO 2 film, 54 …… poly-Si layer, 56 ……
Antireflection film, 58 ... Offset SiO 2 layer, 60 ...
Si 3 N 4 layer, LDD sidewall, 62 ... Interlayer insulating film, 64 ... Resist layer, 66 ... Corner portion, 70
...... Si substrate, 72 …… SiO 2 film, 74 …… poly
-Si layer, 76 ...... first offset Si 3 N 4 layers, 78
...... Offset SiO 2 layer, 80 …… Second offset S
i 3 N 4 layer LDD sidewall, 82 ... Si 3 N 4
Etching stop layer, 84 ... Interlayer insulating film, 86 ... Resist layer, 88 ... Corner portion, 90 ... Si substrate, 91
...... SiO 2 film, 92 ・ ・ ・ poly-Si layer, 93 ・ ・ ・
Offset SiO 2 layer, 94 ... SiO 2 LDD sidewall layer, LDD sidewall, 95 ... Si 3 N
4 Etching stop layer, 96 ... SiO 2 interlayer insulating film, 9
7 ...... resist layer, 98 ...... connection hole, 99 ...... corners, 1 ...... interconnect plug, 2 ...... Si 3 N 4 offset insulating layer, 3 ...... Si 3 N 4 LDD sidewall, 4 ......
Corner, 100 ... SiO 2 film, 101 ... Pol
y-Si, 102 ... Offset SiO 2 layer, 103 ...
... offset Si x O y N z film, 104 ... LDD implantation region, 105 ... Si 3 N 4 LDD sidewall, 106 ... Source / Drain
(S / D) Implantation region, 107 ... Inter-layer Si 3 N 4 film, 111 ... WSix, 112 ... Si x
O y N z -H antireflection film, 113 ...... SiO 2 LDD sidewalls, 114 ...... Si 3 N 4 etching stop layer.
Claims (10)
コンタクトを形成する方法において、 ゲート電極層上に第1のエッチング停止層と次いでSi
O2 層とから成るオフセット絶縁層を成膜する工程と、 ゲート電極を形成し、更に、基板全面に第2のエッチン
グ停止層を成膜し、次いで、第2のエッチング停止層を
エッチバックして、コンタクト形成領域のゲート酸化膜
を露出させると共にLDDサイドウォールを形成するエ
ッチバック工程と、 層間絶縁膜を成膜し、エッチングして接続孔を形成する
工程とを有することを特徴とする自己整合コンタクトの
形成方法。1. A method of forming a self-aligned contact with an LDD sidewall, comprising: a first etch stop layer over the gate electrode layer and then Si.
A step of forming an offset insulating layer including an O 2 layer, forming a gate electrode, further forming a second etching stop layer on the entire surface of the substrate, and then etching back the second etching stop layer. And exposing the gate oxide film in the contact formation region and forming an LDD sidewall, and a step of forming an interlayer insulating film and etching to form a connection hole. Method of forming a matching contact.
グ量をオフセット絶縁層を構成するSiO2 層の膜厚以
下にすることを特徴とする請求項1に記載の自己整合コ
ンタクトの形成方法。2. The method for forming a self-aligned contact according to claim 1, wherein the amount of overetching in the etchback step is set to be equal to or less than the thickness of the SiO 2 layer forming the offset insulating layer.
チング停止層がSi3 N4 を含む膜であることを特徴と
する請求項1又は2に記載の自己整合コンタクトの形成
方法。3. The method for forming a self-aligned contact according to claim 1, wherein the first etching stop layer and the second etching stop layer are films containing Si 3 N 4 .
コンタクトを形成する方法において、 ゲート電極上にオフセット絶縁層を成膜する工程と、 オフセット絶縁層のゲート電極近傍にイオンを注入し
て、第1のエッチング停止層を形成する工程と、 ゲート電極を形成し、更に、基板全面に第2のエッチン
グ停止層を成膜し、次いで、第2のエッチング停止層を
エッチバックして、コンタクト形成領域のゲート酸化膜
を露出させると共にLDDサイドウォールを形成するエ
ッチバック工程と、 層間絶縁膜を成膜し、エッチングして接続孔を形成する
工程とを有することを特徴とする自己整合コンタクトの
形成方法。4. A method of forming a self-aligned contact having an LDD sidewall, comprising a step of forming an offset insulating layer on a gate electrode, and implanting ions in the vicinity of the gate electrode of the offset insulating layer to form a first insulating layer. Forming an etching stopper layer, forming a gate electrode, forming a second etching stopper layer on the entire surface of the substrate, and then etching back the second etching stopper layer to form a contact formation region. A method of forming a self-aligned contact, comprising: an etchback step of exposing a gate oxide film and forming an LDD sidewall; and a step of forming an interlayer insulating film and etching to form a connection hole.
が、第1のエッチング停止層を露出させない範囲内にあ
ることを特徴とする請求項4の自己整合コンタクトの形
成方法。5. The method for forming a self-aligned contact according to claim 4, wherein the amount of overetching in the etchback step is within a range that does not expose the first etching stop layer.
コンタクトを形成する方法において、 ゲート電極上にオフセット絶縁層を成膜する工程と、 オフセット絶縁層のゲート電極近傍と表層にそれぞれイ
オンを注入して、オフセット絶縁層を挟む2層の第1の
エッチング停止層を形成する工程と、 ゲート電極を形成し、次いでLDDサイドウォールを形
成する工程と、 基板全面に第2のエッチング停止層を成膜し、次いで表
層の第1のエッチング停止層をエッチバックする工程
と、 層間絶縁膜を成膜し、エッチングして接続孔を形成する
工程とを有することを特徴とする自己整合コンタクトの
形成方法。6. A method of forming a self-aligned contact having an LDD sidewall, comprising a step of forming an offset insulating layer on a gate electrode, and implanting ions into the vicinity of the gate electrode and the surface layer of the offset insulating layer. , A step of forming two first etching stop layers sandwiching the offset insulating layer, a step of forming a gate electrode and then an LDD sidewall, and a step of forming a second etching stop layer on the entire surface of the substrate. Then, a method of forming a self-aligned contact, comprising: a step of etching back the first etching stop layer on the surface layer; and a step of forming an interlayer insulating film and etching to form a connection hole.
膜し、SiO2 層に窒素をイオン注入して、所定厚さの
SiO2 層をSix Ny Oz 層に転化して第1のエッチ
ング停止層として機能させることを特徴とする請求項4
から6のうちのいずれか1項に記載の自己整合コンタク
トの形成方法。7. forming a SiO 2 layer as an offset insulating layer, the nitrogen in the SiO 2 layer by ion implantation, the first to convert the SiO 2 layer of a predetermined thickness on the Si x N y O z layer 5. It functions as an etching stop layer.
7. The method for forming a self-aligned contact according to any one of items 1 to 6.
≫zになるように、SiO2 層に窒素をイオン注入する
ことを特徴とする請求項7に記載の自己整合コンタクト
の形成方法。8. The composition ratio of N and O of the Si x N y O z layer is y.
The method for forming a self-aligned contact according to claim 7, wherein nitrogen is ion-implanted into the SiO 2 layer so that z becomes >> z.
成膜し、Si3 N4層に酸素をイオン注入して、所定厚
さのSi3 N4 層をSix Ny Oz 層に酸化して第1の
エッチング停止層として機能させることを特徴とする請
求項4から6のうちのいずれか1項に記載の自己整合コ
ンタクトの形成方法。9. A film of Si 3 N 4 layer as the offset insulating layer, oxygen ions are implanted into Si 3 N 4 layer, a Si 3 N 4 layer having a predetermined thickness on the Si x N y O z layer 7. The method for forming a self-aligned contact according to claim 4, wherein the self-aligned contact is oxidized to function as a first etching stop layer.
y≪zになるように、Si3 N4 膜に酸素をイオン注入
することを特徴とする請求項9に記載の自己整合コンタ
クトの形成方法。10. The method according to claim 9, wherein oxygen is ion-implanted into the Si 3 N 4 film so that the composition ratio of N and O in the Si x N y O z layer is y << z . Method of forming self-aligned contact.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16475096A JPH09283759A (en) | 1996-02-15 | 1996-06-25 | Self-aligned contact forming method |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8-52304 | 1996-02-15 | ||
JP5230496 | 1996-02-15 | ||
JP16475096A JPH09283759A (en) | 1996-02-15 | 1996-06-25 | Self-aligned contact forming method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09283759A true JPH09283759A (en) | 1997-10-31 |
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ID=26392918
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP16475096A Pending JPH09283759A (en) | 1996-02-15 | 1996-06-25 | Self-aligned contact forming method |
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JP (1) | JPH09283759A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006270076A (en) * | 2005-02-25 | 2006-10-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device, and method of manufacturing semiconductor device |
-
1996
- 1996-06-25 JP JP16475096A patent/JPH09283759A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006270076A (en) * | 2005-02-25 | 2006-10-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device, and method of manufacturing semiconductor device |
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