JP2000124422A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JP2000124422A
JP2000124422A JP10298408A JP29840898A JP2000124422A JP 2000124422 A JP2000124422 A JP 2000124422A JP 10298408 A JP10298408 A JP 10298408A JP 29840898 A JP29840898 A JP 29840898A JP 2000124422 A JP2000124422 A JP 2000124422A
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insulating film
film
connection pad
interlayer insulating
forming
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To connect a wiring accurately and readily by forming a contact hole to self-align selectively etching a mask insulation film and an etching stoppage film and forming an upper wiring and a second contact plug by filling a pattern groove and a contact hole with conductive substance. SOLUTION: A pattern groove is formed in silicon oxide film. A silicon nitride film exposed to a bottom part of a pattern groove and a silicon nitride film mask insulation film used for connection pad formation are removed selectively and a contact hole 26 is formed on a polysilicon pad to self-align. The contact hole 26 and a patter groove are filled with conductive substance. Conductive substance is deposited as a conductive film 27. The conductive film 27 is etched back, a pattern groove and the contact hole 26 are filled up, and an upper wiring 28 is formed. As a result, a conductive film which is hard to finely process can be readily used as an upper wiring without requiring a lithography process of bit contact.

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、半導体装置の製造
方法に関し、特に、埋め込み型多層配線技術を用いた半
導体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device using a buried multilayer wiring technique.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、高度に微細化の進んだ半導体装
置、特に、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ
(DRAM)では、メモリセル部のゲート電極とビット
コンタクト、容量コンタクトの重ね合わせ余裕を拡大す
るために、多結晶シリコンからなるパッドを設けるメモ
リセルが知られている。このようなメモリセルDRAM
断面図を図5、6に示し、この図に基づいて、メモリセ
ルの構造及び製造方法について説明する。
2. Description of the Related Art At present, in semiconductor devices which have been highly miniaturized, in particular, in dynamic random access memories (DRAMs), a margin for superposing a gate electrode, a bit contact and a capacitance contact in a memory cell portion is increased. Therefore, a memory cell provided with a pad made of polycrystalline silicon is known. Such a memory cell DRAM
Cross-sectional views are shown in FIGS. 5 and 6, and the structure and manufacturing method of the memory cell will be described with reference to FIGS.

【0003】基板1上に、素子分離酸化膜2、ゲート電
極3、不純物拡散層4を形成した後、ボロンやリンを含
有するシリコン酸化膜(BPSG膜)などの層間絶縁膜
7を堆積してゲート電極3の段差を平坦にする。
After an element isolation oxide film 2, a gate electrode 3, and an impurity diffusion layer 4 are formed on a substrate 1, an interlayer insulating film 7 such as a silicon oxide film (BPSG film) containing boron or phosphorus is deposited. The step of the gate electrode 3 is made flat.

【0004】次に、メモリセルのトランジスタの不純物
拡散層4と接続されるセルコンタクト8を開孔する。コ
ンタクト8は、ゲート電極3の上面5および側面6に設
けられたシリコン窒化膜をエッチング停止層として開孔
することにより、ゲート電極3に対して、自己整合的に
開孔することができる。さらに、リンなどを含有するポ
リシリコンを堆積し、コンタクトプラグ9を形成する。
Next, a cell contact 8 connected to the impurity diffusion layer 4 of the transistor of the memory cell is opened. The contact 8 can be opened in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 3 by opening the silicon nitride film provided on the upper surface 5 and the side surface 6 of the gate electrode 3 as an etching stop layer. Further, polysilicon containing phosphorus or the like is deposited to form a contact plug 9.

【0005】この上に、シリコン酸化膜を堆積し、これ
をパターニングしてポリシリコンのパッド12を加工す
るときのマスク10を形成する(図5(a))。このと
き、シリコン酸化膜の側壁にシリコン酸化膜のマスク側
壁絶縁膜11を形成することで、ポリシリコンのパッド
12を大きくすることもでき、コンタクトとの重ね合わ
せ余裕を大きくすることができる。
On this, a silicon oxide film is deposited and patterned to form a mask 10 for processing the polysilicon pad 12 (FIG. 5A). At this time, by forming the mask side wall insulating film 11 made of the silicon oxide film on the side wall of the silicon oxide film, the polysilicon pad 12 can be enlarged, and the overlap margin with the contact can be increased.

【0006】その後、図5(b)のように、シリコン酸
化膜をマスク10として、ポリシリコンを加工し、パッ
ド12を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 5B, using a silicon oxide film as a mask 10, polysilicon is processed to form a pad 12.

【0007】次に、図5(c)に示すように、BPSG
膜などの層間絶縁膜13を形成した後、ポリシリコンの
パッド12に到るビットコンタクト14を開孔する。
[0007] Next, as shown in FIG.
After forming an interlayer insulating film 13 such as a film, a bit contact 14 reaching the polysilicon pad 12 is opened.

【0008】続いて、図6(d)に示すように、タング
ステンなどの導電膜を堆積し、ビットコンタクト14を
埋め込むとともに、これを加工してビット線15を形成
する。ビット線15をタングステンなどの高融点金属で
形成する場合は、タングステン成長の前に、チタン・窒
化チタンなどのバリア金属を堆積しておいてもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 6D, a conductive film such as tungsten is deposited, the bit contact 14 is buried, and this is processed to form a bit line 15. When the bit line 15 is formed of a high melting point metal such as tungsten, a barrier metal such as titanium or titanium nitride may be deposited before growing tungsten.

【0009】この後、容量コンタクト16、蓄積容量下
部電極17、蓄積容量上部電極18、金属コンタクト1
9、金属配線20などを形成して、DRAMを完成する
(図6(e))。
Thereafter, the capacitor contact 16, the storage capacitor lower electrode 17, the storage capacitor upper electrode 18, the metal contact 1
9. The metal wiring 20 and the like are formed to complete the DRAM (FIG. 6E).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、コネク
ションパッドを有する構成を採用することにより、確か
に多層配線における重ね合わせマージンが向上し、一定
の効果があった。しかしながら、配線がさらに高密度化
したことにより、多層配線する際の上下配線の重ね合わ
せや寸法制御のマージンがますます厳しくなってきてい
る。
As described above, by employing the structure having the connection pads, the overlay margin in the multilayer wiring was certainly improved, and a certain effect was obtained. However, as the density of the wiring has further increased, the margin for overlapping and dimension control of the upper and lower wirings in multilayer wiring has become increasingly strict.

【0011】この理由は、従来方法の場合、図5(c)
のように、ビット線15とポリシリコンパッド12を接
続するためには、少なくともパッドに直接到る微細なコ
ンタクト14を開孔しなければならないからである。そ
のためには、厳密な位置合わせ精度を確保したリソグラ
フィー工程が必要となるのである。この場合も、例え
ば、1GビットDRAMのように、ポリシリコンパッド
12とコンタクト14の重ね合わせ余裕が、0.02μ
m以下のデバイスでは、コンタクト14のポリシリコン
パッド12への重ね合わせと寸法制御は、非常に難し
い。
The reason for this is that, in the case of the conventional method, FIG.
In order to connect the bit line 15 and the polysilicon pad 12 as described above, at least a fine contact 14 directly reaching the pad must be opened. For that purpose, a lithography process that ensures strict alignment accuracy is required. Also in this case, for example, as in a 1 Gbit DRAM, the overlap margin between the polysilicon pad 12 and the contact 14 is 0.02 μm.
For devices below m, overlaying and dimensional control of contacts 14 onto polysilicon pads 12 is very difficult.

【0012】そこで本発明は、コネクションパッドを介
して多層配線する半導体装置の製造方法に関して、上下
配線の接続を精度よく、かつ簡便に行う製造方法を提供
すること及びこの方法を用いて製造する高集積な半導体
装置を提供することを目的とする。
In view of the above, the present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device in which multilayer wiring is performed via connection pads, by providing a manufacturing method for accurately and easily connecting upper and lower wirings, and a method for manufacturing a semiconductor device using this method. It is an object to provide an integrated semiconductor device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、コネクション
パッドを介して上部配線と、下部配線または基板上に形
成された不純物拡散層とを接続する構造を有する半導体
装置の製造方法であって、下部配線または基板上に形成
された不純物拡散層に接続する第一のコンタクトプラグ
が形成された第一の層間絶縁膜上に、コネクションパッ
ドとなる導電膜を形成する導電膜形成工程と、この導電
膜上にコネクションパッドに加工するためのマスク絶縁
膜を形成するマスク絶縁膜形成工程と、このマスク絶縁
膜を用いてコネクションパッドを形成するコネクション
パッド形成工程と、このマスク絶縁膜及びコネクション
パッドを埋め込むように第二の層間絶縁膜を堆積する工
程と、この第二の層間絶縁膜を前記マスク絶縁膜が露出
するまでエッチバックする工程と、前記マスク絶縁膜と
同一材料で構成されるエッチング停止膜を堆積する工程
と、このエッチング停止膜上に、上部配線の設計厚み合
わせて第三の層間絶縁膜を堆積する工程と、この第三の
層間絶縁膜を前記エッチング停止膜が露出するまでエッ
チングし、上部配線のパターン溝を形成する工程と、前
記マスク絶縁膜と前記エッチング停止膜とを同時に選択
的にエッチングし、前記コネクションパッドに到るコン
タクトホールを自己整合的に開孔する工程と、前記第三
の層間絶縁膜中に形成された前記上部配線のパターン溝
及び前記コネクションパッドに到るコンタクトホールの
両方を導電性物質で埋めて上部配線と第二のコンタクト
プラグを同時に形成する工程と、前記第三の層間絶縁膜
上に堆積した導電性物質をエッチバックにより除去する
工程とを有する半導体装置の製造方法に関する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a structure for connecting an upper wiring and a lower wiring or an impurity diffusion layer formed on a substrate via a connection pad, A conductive film forming step of forming a conductive film serving as a connection pad on the first interlayer insulating film on which the first contact plug connected to the lower wiring or the impurity diffusion layer formed on the substrate is formed; A mask insulating film forming step of forming a mask insulating film for processing into a connection pad on the film, a connection pad forming step of forming a connection pad using the mask insulating film, and embedding the mask insulating film and the connection pad Depositing a second interlayer insulating film, and etching the second interlayer insulating film until the mask insulating film is exposed. And a step of depositing an etching stop film made of the same material as the mask insulating film; and a step of depositing a third interlayer insulating film on the etching stop film to match the design thickness of the upper wiring. Etching the third interlayer insulating film until the etching stop film is exposed, forming a pattern groove of an upper wiring, and selectively selectively etching the mask insulating film and the etching stop film simultaneously; A step of self-aligningly opening a contact hole reaching the connection pad, and conducting both the contact groove reaching the connection pad and the pattern groove of the upper wiring formed in the third interlayer insulating film. Simultaneously forming the upper wiring and the second contact plug by filling with a material; and etching the conductive material deposited on the third interlayer insulating film. The method of manufacturing a semiconductor device and a step of removing by click.

【0014】さらに本発明は、コネクションパッドを介
して上部配線と、下部配線または基板上に形成された不
純物拡散層とを接続する構造を有する半導体装置の製造
方法であって、下部配線または基板上に形成された不純
物拡散層に接続する第一のコンタクトプラグが形成され
た第一の層間絶縁膜上に、コネクションパッドとなる導
電膜を形成する導電膜形成工程と、この導電膜上にコネ
クションパッドに加工するためのマスク絶縁膜を形成す
るマスク絶縁膜形成工程と、このマスク絶縁膜を用いて
コネクションパッドを形成するコネクションパッド形成
工程と、このマスク絶縁膜及びコネクションパッドを埋
め込むように第二の層間絶縁膜を堆積する工程と、この
第二の層間絶縁膜を前記マスク絶縁膜が露出するまでエ
ッチバックする工程と、前記マスク絶縁膜と異なる材料
で構成されるエッチング停止膜を堆積する工程と、この
エッチング停止膜上に、上部配線の設計厚み合わせて第
三の層間絶縁膜を堆積する工程と、この第三の層間絶縁
膜を前記エッチング停止膜が露出するまでエッチング
し、上部配線のパターン溝を形成する工程と、前記エッ
チング停止膜を選択的にエッチングする工程と、次いで
前記マスク絶縁膜を選択的にエッチングし、コネクショ
ンパッドに到るコンタクトホールを自己整合的に開孔す
る工程と、前記第三の層間絶縁膜中に形成された前記上
部配線のパターン溝及び前記コネクションパッドに到る
コンタクトホールの両方を導電性物質で埋めて上部配線
と第二のコンタクトプラグを同時に形成する工程と、前
記第三の層間絶縁膜上に堆積した導電性物質をエッチバ
ックにより除去する工程とを有する半導体装置の製造方
法に関する。
Further, the present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a structure for connecting an upper wiring and a lower wiring or an impurity diffusion layer formed on a substrate via a connection pad, the method comprising: Forming a conductive film to be a connection pad on a first interlayer insulating film on which a first contact plug connected to an impurity diffusion layer formed on the conductive film is formed; A mask insulating film forming step of forming a mask insulating film for processing into a, a connection pad forming step of forming a connection pad using the mask insulating film, and a second step of burying the mask insulating film and the connection pad. Depositing an interlayer insulating film, and etching back the second interlayer insulating film until the mask insulating film is exposed. Depositing an etching stop film made of a material different from that of the mask insulating film, depositing a third interlayer insulating film on the etching stop film according to the design thickness of the upper wiring, Etching the third interlayer insulating film until the etching stop film is exposed, forming a pattern groove of the upper wiring, selectively etching the etching stop film, and then selectively etching the mask insulating film. Etching and opening a contact hole reaching the connection pad in a self-aligned manner; and both the pattern groove of the upper wiring formed in the third interlayer insulating film and the contact hole reaching the connection pad. Forming an upper wiring and a second contact plug at the same time by filling the conductive layer with a conductive material, and forming a conductive layer deposited on the third interlayer insulating film. The method of manufacturing a semiconductor device and a step of removing material by etching back.

【0015】さらに本発明は、コネクションパッドを介
して上部配線と、下部配線または基板上に形成された不
純物拡散層とを接続する構造を有する半導体装置の製造
方法であって、下部配線または基板上に形成された不純
物拡散層に接続する第一のコンタクトプラグが形成され
た第一の層間絶縁膜上に、コネクションパッドとなる導
電膜を形成する導電膜形成工程と、この導電膜上にコネ
クションパッドに加工するためのマスク絶縁膜を形成す
るマスク絶縁膜形成工程と、このマスク絶縁膜を用いて
コネクションパッドを形成するコネクションパッド形成
工程と、このマスク絶縁膜及びコネクションパッドを埋
め込むように第二の層間絶縁膜を堆積する工程と、この
第二の層間絶縁膜を前記マスク絶縁膜が露出するまでエ
ッチバックする工程と、前記マスク絶縁膜と異なる材料
で構成されるエッチング停止膜を堆積する工程と、この
エッチング停止膜上に、上部配線の設計厚み合わせて第
三の層間絶縁膜を堆積する工程と、この第三の層間絶縁
膜を前記エッチング停止膜が露出するまでエッチング
し、上部配線のパターン溝を形成する工程と、この上部
配線のパターン溝に前記エッチング停止膜と同一材料か
らなる絶縁膜を堆積し、溝側壁絶縁膜を形成する工程
と、次いで異方性エッチングにより、溝側壁絶縁膜を残
し、前記マスク絶縁膜を露出させる工程と、前記マスク
絶縁膜を選択的にエッチングし、前記コネクションパッ
ドに到るコンタクトホールを自己整合的に開孔する工程
と、前記第三の層間絶縁膜中に形成された前記上部配線
のパターン溝及び前記コネクションパッドに到るコンタ
クトホールの両方を導電性物質で埋めて上部配線と第二
のコンタクトプラグを同時に形成する工程と、前記第三
の層間絶縁膜上に堆積した導電性物質をエッチバックに
より除去する工程とを有する半導体装置の製造方法に関
する。
Further, the present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a structure in which an upper wiring is connected to an impurity diffusion layer formed on a lower wiring or a substrate via a connection pad. Forming a conductive film to be a connection pad on a first interlayer insulating film on which a first contact plug connected to an impurity diffusion layer formed on the conductive film is formed; A mask insulating film forming step of forming a mask insulating film for processing into a, a connection pad forming step of forming a connection pad using the mask insulating film, and a second step of burying the mask insulating film and the connection pad. Depositing an interlayer insulating film, and etching back the second interlayer insulating film until the mask insulating film is exposed. Depositing an etching stop film made of a material different from that of the mask insulating film, depositing a third interlayer insulating film on the etching stop film according to the design thickness of the upper wiring, Etching the three interlayer insulating films until the etching stop film is exposed, forming a pattern groove of the upper wiring, and depositing an insulating film made of the same material as the etching stop film in the pattern groove of the upper wiring, Forming a groove side wall insulating film, then exposing the mask insulating film by leaving the groove side wall insulating film by anisotropic etching, and selectively etching the mask insulating film to reach the connection pad. Forming a contact hole in a self-aligned manner, and forming a pattern groove of the upper wiring formed in the third interlayer insulating film and the connection pad. Simultaneously forming the upper wiring and the second contact plug by filling both of the contact holes with a conductive material, and removing the conductive material deposited on the third interlayer insulating film by etch-back. And a method of manufacturing a semiconductor device having:

【0016】さらに本発明は、上記半導体装置の製造方
法において、マスク絶縁膜形成工程を、導電膜形成工程
で形成した導電膜上にマスク絶縁膜を形成し、このマス
ク絶縁膜の側壁にマスク絶縁膜とは異なる材質からなる
マスク側壁絶縁膜を形成する工程に変更し、かつコネク
ションパッド形成工程を、前記マスク絶縁膜及び前記マ
スク側壁絶縁膜を用いてコネクションパッドを形成する
工程に変更した半導体装置の製造方法に関する。
Further, according to the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, the mask insulating film forming step includes forming a mask insulating film on the conductive film formed in the conductive film forming step, and forming a mask insulating film on a side wall of the mask insulating film. A semiconductor device in which a step of forming a mask side wall insulating film made of a material different from a film is changed, and a step of forming a connection pad is changed to a step of forming a connection pad using the mask insulating film and the mask side wall insulating film. And a method for producing the same.

【0017】本発明の特徴は、エッチング停止層を、コ
ネクションパッドの周辺に形成することにより、エッチ
ング時に、コンタクトホールが自己整合的にコネクショ
ンパッドまで到達する製造方法である点にある。すなわ
ち、コネクションパッド周辺に形成されたエッチングさ
れにくいエッチング停止層とエッチングされやすい第二
のコンタクトプラグになるコンタクトホール(以下第二
のコンタクトホールと称する)とのエッチング選択比を
利用して、第二のコンタクトホールのみを選択的にエッ
チングすることが可能となったのである。この方法を用
いた場合、従来方法では必要であった厳密な位置合わせ
精度を確保したリソグラフィー工程が不要となり、簡便
な方法により高密度に集積された半導体装置を製造する
ことが可能となる。
A feature of the present invention resides in a manufacturing method in which a contact hole reaches a connection pad in a self-aligned manner during etching by forming an etching stop layer around the connection pad. That is, by utilizing the etching selectivity between the hardly-etched etching stop layer formed around the connection pad and the contact hole (hereinafter referred to as the second contact hole) which becomes the second contact plug which is easily etched, Only the contact holes can be selectively etched. Using this method eliminates the need for a lithography process that ensures strict alignment accuracy, which was required in the conventional method, and makes it possible to manufacture a highly integrated semiconductor device by a simple method.

【0018】さらに本発明は、上記の方法を用いて製造
した半導体装置に関する。このような半導体装置の好ま
しい一形態として、半導体基板上に形成されたMOSト
ランジスタと、このMOSトランジスタ上に形成された
第一の層間絶縁膜を貫通して不純物拡散層に到る第一の
コンタクトプラグと、この第一の層間絶縁膜上に形成さ
れた第二の層間絶縁膜内に設けられ、このコンタクトプ
ラグの上面に接続するコネクションパッドと、第二の層
間絶縁膜上に形成されたエッチング停止層を貫通してコ
ネクションパッドに到る第二のコンタクトプラグと、前
記エッチング停止層を介して形成された第三の層間絶縁
膜内に設けられ、第二のコンタクトプラグと接続する上
部配線とを有する半導体装置が挙げられる。
Further, the present invention relates to a semiconductor device manufactured by using the above method. As a preferable embodiment of such a semiconductor device, a MOS transistor formed on a semiconductor substrate and a first contact reaching an impurity diffusion layer through a first interlayer insulating film formed on the MOS transistor are provided. A plug, a connection pad provided in the second interlayer insulating film formed on the first interlayer insulating film and connected to the upper surface of the contact plug, and an etching formed on the second interlayer insulating film. A second contact plug penetrating the stop layer and reaching the connection pad, and an upper wiring provided in the third interlayer insulating film formed via the etching stop layer and connected to the second contact plug; Semiconductor device having the following.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下実施形態を示しながら、さら
に本発明を詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in more detail with reference to the embodiments.

【0020】[実施形態1]図1、2は本発明の一実施
形態であるDRAMの製造工程を示した工程断面図であ
る。基板1上に、素子分離酸化膜2、ゲート電極3、不
純物拡散層4を形成した後、BPSG膜などの第一の層
間絶縁膜7を堆積してゲート電極3の段差を平坦にす
る。
[Embodiment 1] FIGS. 1 and 2 are process cross-sectional views showing a manufacturing process of a DRAM according to an embodiment of the present invention. After forming an element isolation oxide film 2, a gate electrode 3, and an impurity diffusion layer 4 on a substrate 1, a first interlayer insulating film 7 such as a BPSG film is deposited to flatten a step of the gate electrode 3.

【0021】続いて、メモリセルのトランジスタの不純
物拡散層4と接続されるセルコンタクト8を開孔する。
Subsequently, a cell contact 8 connected to the impurity diffusion layer 4 of the transistor of the memory cell is opened.

【0022】コンタクト8は、ゲート電極3の上面5お
よび側面6に設けられたシリコン窒化膜をエッチング停
止層として開孔することにより、ゲート電極3に対し
て、自己整合的に開孔することができる。さらに、リン
などを含有するポリシリコンを堆積し、第一のコンタク
トプラグ9を形成する。
The contact 8 can be opened in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 3 by opening the silicon nitride film provided on the upper surface 5 and the side surface 6 of the gate electrode 3 as an etching stop layer. it can. Further, polysilicon containing phosphorus or the like is deposited to form a first contact plug 9.

【0023】この上に、シリコン窒化膜を堆積し、これ
をパターニングしてポリシリコンのコネクションパッド
12を加工するときのマスク絶縁膜21を形成する。
(図1(a)) このとき、シリコン窒化膜の側壁にシリコン酸化膜から
なるマスク側壁絶縁膜11を形成することで、ポリシリ
コンのコネクションパッド12を大きくすることもでき
る。
On top of this, a silicon nitride film is deposited and patterned to form a mask insulating film 21 for processing the polysilicon connection pad 12.
(FIG. 1A) At this time, by forming the mask side wall insulating film 11 made of a silicon oxide film on the side wall of the silicon nitride film, the polysilicon connection pad 12 can be enlarged.

【0024】次いで、図1(b)のように、シリコン窒
化膜をマスク絶縁膜21として、ポリシリコンを加工
し、コネクションパッド12を形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, the connection pad 12 is formed by processing polysilicon using the silicon nitride film as a mask insulating film 21.

【0025】次いで、図1(c)のように、コネクショ
ンパッド12上にBPSG膜などの第二の層間絶縁膜2
2を堆積し、化学機械的研磨(CMP)などでシリコン
窒化膜マスク絶縁膜21が露出するまで研磨する。
Next, as shown in FIG. 1C, a second interlayer insulating film 2 such as a BPSG film is formed on the connection pad 12.
2 is deposited and polished by chemical mechanical polishing (CMP) until the silicon nitride mask insulating film 21 is exposed.

【0026】その上に、20〜50nm程度の薄いシリ
コン窒化膜23を堆積し、ビット線の厚さ分(例えば1
00〜200nm)のシリコン酸化膜からなる第三の層
間絶縁膜24を形成する。
On top of this, a thin silicon nitride film 23 of about 20 to 50 nm is deposited, and the thickness of the bit line (for example, 1
A third interlayer insulating film 24 made of a silicon oxide film having a thickness of 100 to 200 nm is formed.

【0027】このシリコン酸化膜24に、例えばビット
線に用いるパターンの溝25を形成する。(図1
(d))パターン溝25のエッチングは、シリコン窒化
膜23をエッチング停止層とすることにより、均一な深
さのパターン溝25を形成することができる。
In the silicon oxide film 24, for example, a groove 25 having a pattern used for a bit line is formed. (Figure 1
(D) In the etching of the pattern groove 25, the pattern groove 25 having a uniform depth can be formed by using the silicon nitride film 23 as an etching stop layer.

【0028】続いて、図2(e)のように、パターン溝
25の底部に露出したシリコン窒化膜23とコネクショ
ンパッド12形成に用いたシリコン窒化膜マスク絶縁膜
21を加熱したリン酸などで選択的に除去することで、
ポリシリコンパッド12上に自己整合的にコンタクトホ
ール26を開孔することができる。コンタクトホール2
6開孔には、新たなマスクを必要としない。
Subsequently, as shown in FIG. 2E, the silicon nitride film 23 exposed at the bottom of the pattern groove 25 and the silicon nitride film mask insulating film 21 used for forming the connection pad 12 are selected with heated phosphoric acid or the like. By removing it,
A contact hole 26 can be formed on polysilicon pad 12 in a self-aligned manner. Contact hole 2
6 holes do not require a new mask.

【0029】次いで、コンタクトホール26とパターン
溝25を導電性物質でで埋める。導電性物質として、例
えばタングステン等の金属を用いる。導電性物質にタン
グステンなどの高融点金属を用いる場合には、タングス
テン成長の前に、チタン、窒化チタンなどのバリア金属
(不図示)を堆積しておいてもよい。
Next, the contact hole 26 and the pattern groove 25 are filled with a conductive material. As the conductive substance, for example, a metal such as tungsten is used. When a high melting point metal such as tungsten is used as the conductive material, a barrier metal (not shown) such as titanium or titanium nitride may be deposited before growing tungsten.

【0030】この導電性物質を導電膜27として、堆積
させる。次に、導電膜27をCMPなどでエッチバック
し、パターン溝25とコンタクトホール26を埋め込
み、例えばビット線となる上部配線28を形成する。
(図2(g)) この後、図2(h)のように、容量コンタクト16、蓄
積容量下部電極17、蓄積容量上部電極18、金属コン
タクト19、金属配線20などを形成してDRAMを完
成する。
This conductive material is deposited as a conductive film 27. Next, the conductive film 27 is etched back by CMP or the like to fill the pattern groove 25 and the contact hole 26, and an upper wiring 28 to be a bit line, for example, is formed.
(FIG. 2 (g)) Thereafter, as shown in FIG. 2 (h), a DRAM is completed by forming a capacitor contact 16, a storage capacitor lower electrode 17, a storage capacitor upper electrode 18, a metal contact 19, a metal wiring 20, and the like. I do.

【0031】本実施形態では、第一のコンタクトプラグ
の接続先が、MOSトランジスタの拡散層であったが、
接続先が多層構造を有する半導体装置における任意の層
の配線であってもよい。この場合、この配線を下部配線
として、この配線の上の層に形成する上部配線との接続
に本発明の製造方法を用いることができる。
In this embodiment, the connection destination of the first contact plug is the diffusion layer of the MOS transistor.
The connection destination may be a wiring of an arbitrary layer in a semiconductor device having a multilayer structure. In this case, the manufacturing method of the present invention can be used to connect this wiring to the upper wiring formed in a layer above this wiring as a lower wiring.

【0032】[実施形態2]実施形態2では、マスク絶
縁膜とエッチング停止層を異なる材質の膜で形成するこ
とを特徴とする。図3、4は本発明の一実施形態である
DRAMの製造工程を示した工程断面図である。
[Second Embodiment] The second embodiment is characterized in that the mask insulating film and the etching stop layer are formed of films of different materials. 3 and 4 are sectional views showing the steps of manufacturing a DRAM according to an embodiment of the present invention.

【0033】MOSトランジスタ構造の上に第一のコン
タクトプラグ9を作製するまでは、実施形態1と全く同
様である。
The process is exactly the same as that of the first embodiment until the first contact plug 9 is formed on the MOS transistor structure.

【0034】この上に、シリコン窒化膜を堆積し、これ
をパターニングしてポリシリコンのコネクションパッド
12を加工するときのマスク絶縁膜21を形成する。
(図3(a)) このとき、シリコン窒化膜の側壁にシリコン酸化膜のマ
スク側壁絶縁膜11を形成することで、ポリシリコンの
コネクションパッド12を大きくすることもできる。
On top of this, a silicon nitride film is deposited and patterned to form a mask insulating film 21 for processing the polysilicon connection pad 12.
(FIG. 3A) At this time, by forming the mask side wall insulating film 11 of the silicon oxide film on the side wall of the silicon nitride film, the polysilicon connection pad 12 can be enlarged.

【0035】次いで、図3(b)のように、シリコン窒
化膜をマスク絶縁膜21として、ポリシリコンを加工
し、コネクションパッド12を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, the connection pad 12 is formed by processing polysilicon using the silicon nitride film as a mask insulating film 21.

【0036】次いで、図3(c)のように、コネクショ
ンパッド12上にBPSG膜などの第二の層間絶縁膜を
堆積し、CMPなどでシリコン窒化膜マスク絶縁膜21
が露出するまで研磨する。
Next, as shown in FIG. 3C, a second interlayer insulating film such as a BPSG film is deposited on the connection pad 12, and the silicon nitride mask insulating film 21 is formed by CMP or the like.
Polish until exposed.

【0037】次いで、シリコン窒化膜マスク絶縁膜21
とは異なる材質の薄いエッチング停止層29を堆積す
る。エッチング停止層29には、シリコン酸化膜24と
シリコン窒化膜21に対し、エッチング選択性のある物
質、例えば、アルミニウム酸化膜、シリコンを過剰に含
有するシリコン酸化膜などの絶縁膜を用いる。その上
に、ビット線の厚さ分(例えば100〜200nm)の
シリコン酸化膜からなる第三の層間絶縁膜24を形成す
る。続いて、図3(d)のように、シリコン酸化膜24
に例えば上部配線としてビット線パターンのパターン溝
25を形成する。
Next, the silicon nitride mask insulating film 21
A thin etching stop layer 29 of a material different from the above is deposited. As the etching stop layer 29, a material having an etching selectivity with respect to the silicon oxide film 24 and the silicon nitride film 21, for example, an insulating film such as an aluminum oxide film or a silicon oxide film containing excessive silicon is used. A third interlayer insulating film 24 made of a silicon oxide film having a thickness of the bit line (for example, 100 to 200 nm) is formed thereon. Subsequently, as shown in FIG.
Then, for example, a pattern groove 25 of a bit line pattern is formed as an upper wiring.

【0038】パターン溝25のエッチングは、エッチン
グ停止層29で停止するので、均一な深さの溝を形成す
ることができる。次に、パターン溝25底部に露出した
エッチング停止層29を選択的に除去し、シリコン窒化
膜マスク絶縁膜21を露出させる。
Since the etching of the pattern groove 25 is stopped at the etching stop layer 29, a groove having a uniform depth can be formed. Next, the etching stop layer 29 exposed at the bottom of the pattern groove 25 is selectively removed to expose the silicon nitride mask insulating film 21.

【0039】このとき、図4(e)に示したように、エ
ッチング停止層29と同質の絶縁膜を薄く堆積し、異方
性のエッチバックをすることにより、パターン溝25に
側壁絶縁膜30を形成してもよい。
At this time, as shown in FIG. 4E, a thin insulating film of the same quality as the etching stopper layer 29 is deposited and anisotropically etched back, so that the side wall insulating film 30 is formed in the pattern groove 25. May be formed.

【0040】次いで、パターン溝25底部に露出したシ
リコン窒化膜マスク絶縁膜21を加熱したリン酸などで
選択的に除去することで、ポリシリコンパッド12上に
自己整合的にコンタクトホール26を開孔することがで
きる。
Next, by selectively removing the silicon nitride mask insulating film 21 exposed at the bottom of the pattern groove 25 with heated phosphoric acid or the like, a contact hole 26 is formed on the polysilicon pad 12 in a self-aligned manner. can do.

【0041】この上に、実施形態1と同様に、タングス
テンなどの導電膜を堆積し、それをエッチバックするこ
とにより、溝25とコンタクトホール26を埋め込み、
ビット線28を形成する。(図4(g)) この後、図4(h)のように、容量コンタクト16、蓄
積容量下部電極17、蓄積容量上部電極18、金属コン
タクト19、金属配線20などを形成してDRAMを完
成する。
On top of this, a conductive film such as tungsten is deposited as in the first embodiment, and the trench 25 and the contact hole 26 are buried by etching back the conductive film.
A bit line 28 is formed. (FIG. 4 (g)) Thereafter, as shown in FIG. 4 (h), a DRAM is completed by forming a capacitor contact 16, a storage capacitor lower electrode 17, a storage capacitor upper electrode 18, a metal contact 19, a metal wiring 20, and the like. I do.

【0042】本実施例によれば、ビット線のパターン溝
25を形成するためのエッチング停止層29は、ポリシ
リコンパッドを形成するためのマスク絶縁膜21と異種
の材料で構成されているので、コンタクトホール26を
開孔する際、エッチング停止層29が横方向にエッチン
グされることがなく、隣接ビット線28間の絶縁信頼性
は、実施形態1に比べて高くなる。
According to this embodiment, the etching stopper layer 29 for forming the pattern groove 25 of the bit line is made of a different material from the mask insulating film 21 for forming the polysilicon pad. When the contact hole 26 is opened, the etching stop layer 29 is not etched in the lateral direction, and the insulation reliability between the adjacent bit lines 28 is higher than in the first embodiment.

【0043】また、ビット線溝25に溝側壁膜30を設
けることにより、ビット線28と容量コンタクト16の
重ね合わせ余裕も大きくなる。
By providing the groove side wall film 30 in the bit line groove 25, the overlap margin of the bit line 28 and the capacitor contact 16 is increased.

【0044】本実施形態では、第一のコンタクトプラグ
の接続先が、MOSトランジスタの拡散層であったが、
接続先が多層構造を有する半導体装置における任意の層
の配線であってもよい。この場合、この配線を下部配線
として、この配線の上の層に形成する上部配線との接続
に本発明の製造方法を用いることができる。
In this embodiment, the connection destination of the first contact plug is the diffusion layer of the MOS transistor.
The connection destination may be a wiring of an arbitrary layer in a semiconductor device having a multilayer structure. In this case, the manufacturing method of the present invention can be used to connect this wiring to the upper wiring formed in a layer above this wiring as a lower wiring.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
上部配線のパターン溝の底部に露出したシリコン窒化膜
を選択的に除去することにより、ポリシリコンのコネク
ションパッドに自己整合的にコンタクトを開孔する。こ
のため、厳密な重ね合わせ精度と寸法制御を要求される
ビットコンタクトのリソグラフィー工程を必要としな
い。
As described in detail above, according to the present invention,
By selectively removing the silicon nitride film exposed at the bottom of the pattern groove of the upper wiring, a contact hole is formed in a polysilicon connection pad in a self-aligned manner. Therefore, there is no need for a lithography step of a bit contact requiring strict overlay accuracy and dimensional control.

【0046】また、上部配線を導電膜を溝に埋め込むこ
とにより形成するので、微細加工の困難な導電膜を上部
配線として用いることも容易となる。このような製造方
法は、特に高集積多層配線が要求されるDRAMの製造
方法として最適な製造方法である。
Further, since the upper wiring is formed by embedding the conductive film in the groove, it is easy to use a conductive film which is difficult to finely process as the upper wiring. Such a manufacturing method is an optimum manufacturing method particularly as a method of manufacturing a DRAM requiring highly integrated multilayer wiring.

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

【図1】本発明の一実施形態である半導体装置の工程概
略図である。
FIG. 1 is a process schematic diagram of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態である半導体装置の工程概
略図である。
FIG. 2 is a schematic view of a process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施形態である半導体装置の工程概
略図である。
FIG. 3 is a process schematic diagram of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施形態である半導体装置の工程概
略図である。
FIG. 4 is a process schematic diagram of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図5】従来例を説明するための半導体装置の工程概略
図である。
FIG. 5 is a schematic process diagram of a semiconductor device for explaining a conventional example.

【図6】従来例を説明するための半導体装置の工程概略
図である。
FIG. 6 is a schematic process diagram of a semiconductor device for explaining a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 素子分離酸化膜 3 ゲート電極 4 不純物拡散層 5 ゲート上シリコン窒化膜 6 ゲート側壁シリコン窒化膜 7 第一の層間絶縁膜 8 メモリセルコンタクト 9 メモリセルコンタクトプラグ(第一のコンタクトプ
ラグ) 10 マスク絶縁膜(シリコン酸化膜) 11 マスク側壁絶縁膜(シリコン酸化膜) 12 コネクションパッド(ポリシリコンパッド) 13 第二の層間絶縁膜 14 ビットコンタクト 15 ビット線 16 容量コンタクト 17 蓄積容量下部電極 18 蓄積容量上部電極 19 金属コンタクト 20 金属配線 21 マスク絶縁膜(シリコン酸化膜) 22 第二の層間絶縁膜 23 エッチング停止層(シリコン窒化膜) 24 第三の層間絶縁膜(シリコン酸化膜) 25 上部配線のパターン溝 26 第二のコンタクトホール 27 導電膜(ビット配線用) 28 上部配線(埋め込み型ビット線) 29 エッチング停止層(アルミニウム酸化膜) 30 溝側壁膜(ビット線側壁膜)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Element isolation oxide film 3 Gate electrode 4 Impurity diffusion layer 5 Silicon nitride film on a gate 6 Gate side wall silicon nitride film 7 First interlayer insulating film 8 Memory cell contact 9 Memory cell contact plug (first contact plug) 10 Mask insulating film (silicon oxide film) 11 Mask sidewall insulating film (silicon oxide film) 12 Connection pad (polysilicon pad) 13 Second interlayer insulating film 14 Bit contact 15 Bit line 16 Capacitance contact 17 Storage capacitor lower electrode 18 Storage capacitor Upper electrode 19 Metal contact 20 Metal wiring 21 Mask insulating film (silicon oxide film) 22 Second interlayer insulating film 23 Etch stop layer (Silicon nitride film) 24 Third interlayer insulating film (Silicon oxide film) 25 Pattern of upper wiring Groove 26 Second contact hole 27 Conductive film (for bit wiring) 28 Upper wiring (buried bit line) 29 Etching stop layer (aluminum oxide film) 30 Groove sidewall film (bit line sidewall film)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F033 HH01 HH04 HH18 HH19 HH33 JJ06 JJ18 JJ19 JJ33 KK04 MM08 MM13 NN03 NN07 NN38 QQ09 QQ19 QQ24 QQ28 QQ31 QQ37 RR04 RR06 TT02 TT07 VV16 XX03 5F083 AD22 AD48 AD49 JA32 JA39 JA40 JA56 MA02 MA05 MA06 MA16 MA17 MA19 NA02 PR05 PR10 PR29 PR39 PR40 PR42 PR52 ZA01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F term (reference) MA06 MA16 MA17 MA19 NA02 PR05 PR10 PR29 PR39 PR40 PR42 PR52 ZA01

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コネクションパッドを介して上部配線
と、下部配線または基板上に形成された不純物拡散層と
を接続する構造を有する半導体装置の製造方法であっ
て、下部配線または基板上に形成された不純物拡散層に
接続する第一のコンタクトプラグが形成された第一の層
間絶縁膜上に、コネクションパッドとなる導電膜を形成
する導電膜形成工程と、この導電膜上にコネクションパ
ッドに加工するためのマスク絶縁膜を形成するマスク絶
縁膜形成工程と、このマスク絶縁膜を用いてコネクショ
ンパッドを形成するコネクションパッド形成工程と、こ
のマスク絶縁膜及びコネクションパッドを埋め込むよう
に第二の層間絶縁膜を堆積する工程と、この第二の層間
絶縁膜を前記マスク絶縁膜が露出するまでエッチバック
する工程と、前記マスク絶縁膜と同一材料で構成される
エッチング停止膜を堆積する工程と、このエッチング停
止膜上に、上部配線の設計厚み合わせて第三の層間絶縁
膜を堆積する工程と、この第三の層間絶縁膜を前記エッ
チング停止膜が露出するまでエッチングし、上部配線の
パターン溝を形成する工程と、前記マスク絶縁膜と前記
エッチング停止膜とを同時に選択的にエッチングし、前
記コネクションパッドに到るコンタクトホールを自己整
合的に開孔する工程と、前記第三の層間絶縁膜中に形成
された前記上部配線のパターン溝及び前記コネクション
パッドに到るコンタクトホールの両方を導電性物質で埋
めて上部配線と第二のコンタクトプラグを同時に形成す
る工程と、前記第三の層間絶縁膜上に堆積した導電性物
質をエッチバックにより除去する工程とを有する半導体
装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device having a structure in which an upper wiring is connected to an impurity diffusion layer formed on a lower wiring or a substrate via a connection pad, wherein the method includes the steps of: Forming a conductive film serving as a connection pad on the first interlayer insulating film on which a first contact plug connected to the impurity diffusion layer formed is formed, and processing the conductive film into a connection pad Forming a mask insulating film, forming a connection pad by using the mask insulating film, and forming a second interlayer insulating film so as to embed the mask insulating film and the connection pad. Depositing, and etching back the second interlayer insulating film until the mask insulating film is exposed; and A step of depositing an etching stop film made of the same material as the insulating film, a step of depositing a third interlayer insulating film on the etching stop film according to the design thickness of the upper wiring, and a step of depositing the third interlayer insulating film. Etching a film until the etching stop film is exposed to form a pattern groove of an upper wiring; and selectively etching the mask insulating film and the etching stop film simultaneously to form a contact hole reaching the connection pad. Forming a hole in a self-aligned manner, and filling both the pattern groove of the upper wiring formed in the third interlayer insulating film and the contact hole reaching the connection pad with a conductive material with the upper wiring. Simultaneously forming a second contact plug and removing the conductive material deposited on the third interlayer insulating film by etch-back. The method of manufacturing a semiconductor device to be.
【請求項2】 前記コネクションパッドがポリシリコン
からなり、かつ前記マスク絶縁膜及びエッチング停止膜
がシリコン窒化膜からなり、かつ前記第一、第二及び第
三の層間絶縁膜がシリコン酸化膜からなることを特徴と
する請求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The connection pad is made of polysilicon, the mask insulating film and the etching stopper film are made of a silicon nitride film, and the first, second and third interlayer insulating films are made of a silicon oxide film. 2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 コネクションパッドを介して上部配線
と、下部配線または基板上に形成された不純物拡散層と
を接続する構造を有する半導体装置の製造方法であっ
て、下部配線または基板上に形成された不純物拡散層に
接続する第一のコンタクトプラグが形成された第一の層
間絶縁膜上に、コネクションパッドとなる導電膜を形成
する導電膜形成工程と、この導電膜上にコネクションパ
ッドに加工するためのマスク絶縁膜を形成するマスク絶
縁膜形成工程と、このマスク絶縁膜を用いてコネクショ
ンパッドを形成するコネクションパッド形成工程と、こ
のマスク絶縁膜及びコネクションパッドを埋め込むよう
に第二の層間絶縁膜を堆積する工程と、この第二の層間
絶縁膜を前記マスク絶縁膜が露出するまでエッチバック
する工程と、前記マスク絶縁膜と異なる材料で構成され
るエッチング停止膜を堆積する工程と、このエッチング
停止膜上に、上部配線の設計厚み合わせて第三の層間絶
縁膜を堆積する工程と、この第三の層間絶縁膜を前記エ
ッチング停止膜が露出するまでエッチングし、上部配線
のパターン溝を形成する工程と、前記エッチング停止膜
を選択的にエッチングする工程と、次いで前記マスク絶
縁膜を選択的にエッチングし、コネクションパッドに到
るコンタクトホールを自己整合的に開孔する工程と、前
記第三の層間絶縁膜中に形成された前記上部配線のパタ
ーン溝及び前記コネクションパッドに到るコンタクトホ
ールの両方を導電性物質で埋めて上部配線と第二のコン
タクトプラグを同時に形成する工程と、前記第三の層間
絶縁膜上に堆積した導電性物質をエッチバックにより除
去する工程とを有する半導体装置の製造方法。
3. A method for manufacturing a semiconductor device having a structure in which an upper wiring is connected to an impurity diffusion layer formed on a lower wiring or a substrate via a connection pad, the method comprising forming the upper wiring on the lower wiring or a substrate. Forming a conductive film serving as a connection pad on the first interlayer insulating film on which a first contact plug connected to the impurity diffusion layer formed is formed, and processing the conductive film into a connection pad Forming a mask insulating film, forming a connection pad by using the mask insulating film, and forming a second interlayer insulating film so as to embed the mask insulating film and the connection pad. Depositing, and etching back the second interlayer insulating film until the mask insulating film is exposed; and Depositing an etching stop film made of a material different from the insulating film, depositing a third interlayer insulating film on the etching stop film according to the design thickness of the upper wiring; Etching the film until the etching stop film is exposed, forming a pattern groove of the upper wiring, selectively etching the etching stop film, and then selectively etching the mask insulating film to form a connection. Forming a contact hole reaching the pad in a self-aligning manner, and forming a conductive material on both the pattern groove of the upper wiring formed in the third interlayer insulating film and the contact hole reaching the connection pad. Simultaneously forming an upper wiring and a second contact plug by filling with a conductive material deposited on the third interlayer insulating film. The method of manufacturing a semiconductor device and a step of removing by click.
【請求項4】 コネクションパッドを介して上部配線
と、下部配線または基板上に形成された不純物拡散層と
を接続する構造を有する半導体装置の製造方法であっ
て、下部配線または基板上に形成された不純物拡散層に
接続する第一のコンタクトプラグが形成された第一の層
間絶縁膜上に、コネクションパッドとなる導電膜を形成
する導電膜形成工程と、この導電膜上にコネクションパ
ッドに加工するためのマスク絶縁膜を形成するマスク絶
縁膜形成工程と、このマスク絶縁膜を用いてコネクショ
ンパッドを形成するコネクションパッド形成工程と、こ
のマスク絶縁膜及びコネクションパッドを埋め込むよう
に第二の層間絶縁膜を堆積する工程と、この第二の層間
絶縁膜を前記マスク絶縁膜が露出するまでエッチバック
する工程と、前記マスク絶縁膜と異なる材料で構成され
るエッチング停止膜を堆積する工程と、このエッチング
停止膜上に、上部配線の設計厚み合わせて第三の層間絶
縁膜を堆積する工程と、この第三の層間絶縁膜を前記エ
ッチング停止膜が露出するまでエッチングし、上部配線
のパターン溝を形成する工程と、この上部配線のパター
ン溝に前記エッチング停止膜と同一材料からなる絶縁膜
を堆積し、溝側壁絶縁膜を形成する工程と、次いで異方
性エッチングにより、溝側壁絶縁膜を残し、前記マスク
絶縁膜を露出させる工程と、前記マスク絶縁膜を選択的
にエッチングし、前記コネクションパッドに到るコンタ
クトホールを自己整合的に開孔する工程と、前記第三の
層間絶縁膜中に形成された前記上部配線のパターン溝及
び前記コネクションパッドに到るコンタクトホールの両
方を導電性物質で埋めて上部配線と第二のコンタクトプ
ラグを同時に形成する工程と、前記第三の層間絶縁膜上
に堆積した導電性物質をエッチバックにより除去する工
程とを有する半導体装置の製造方法。
4. A method for manufacturing a semiconductor device having a structure in which an upper wiring and an impurity diffusion layer formed on a lower wiring or a substrate are connected via a connection pad, wherein the semiconductor device is formed on the lower wiring or the substrate. Forming a conductive film serving as a connection pad on the first interlayer insulating film on which a first contact plug connected to the impurity diffusion layer formed is formed, and processing the conductive film into a connection pad Forming a mask insulating film, forming a connection pad by using the mask insulating film, and forming a second interlayer insulating film so as to embed the mask insulating film and the connection pad. Depositing, and etching back the second interlayer insulating film until the mask insulating film is exposed; and Depositing an etching stop film made of a material different from the insulating film, depositing a third interlayer insulating film on the etching stop film according to the design thickness of the upper wiring; Etching the film until the etching stop film is exposed to form a pattern groove of the upper wiring; and depositing an insulating film made of the same material as the etching stop film in the pattern groove of the upper wiring; And then exposing the mask insulating film by anisotropic etching to leave the groove side wall insulating film, and selectively etching the mask insulating film to form a contact hole reaching the connection pad. Forming a hole in a self-aligned manner; and contacting the pattern groove of the upper wiring formed in the third interlayer insulating film and the connection pad. A semiconductor comprising: a step of simultaneously forming an upper wiring and a second contact plug by filling both holes with a conductive substance; and a step of removing the conductive substance deposited on the third interlayer insulating film by etch-back. Device manufacturing method.
【請求項5】 前記コネクションパッドがポリシリコン
からなり、かつ前記マスク絶縁膜がシリコン窒化膜から
なり、かつ前記第一、第二及び第三の層間絶縁膜がシリ
コン酸化膜からなり、かつエッチング停止膜がアルミニ
ウム酸化膜からなることを特徴とする請求項3または4
に記載の半導体装置の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein said connection pad is made of polysilicon, said mask insulating film is made of a silicon nitride film, said first, second and third interlayer insulating films are made of a silicon oxide film, and etching is stopped. The film is made of an aluminum oxide film.
13. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 5.
【請求項6】 前記コネクションパッドがポリシリコン
からなり、かつ前記マスク絶縁膜がシリコン窒化膜から
なり、かつ前記第一、第二及び第三の層間絶縁膜がシリ
コン酸化膜からなり、かつエッチング停止膜がシリコン
を過剰に含むシリコン酸化膜からなることを特徴とする
請求項3または4に記載の半導体装置の製造方法。
6. The connection pad is made of polysilicon, the mask insulating film is made of a silicon nitride film, the first, second and third interlayer insulating films are made of a silicon oxide film, and etching is stopped. 5. The method according to claim 3, wherein the film is made of a silicon oxide film containing excessive silicon.
【請求項7】 前記コネクションパッドに到るコンタク
トホールの孔径を、前記コネクションパッドの大きさよ
り小さくしたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか
に記載の半導体装置の製造方法。
7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a diameter of a contact hole reaching said connection pad is smaller than a size of said connection pad.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の半導体
装置の製造方法において、マスク絶縁膜形成工程を、導
電膜形成工程で形成した導電膜上にマスク絶縁膜を形成
し、このマスク絶縁膜の側壁にマスク絶縁膜とは異なる
材質からなるマスク側壁絶縁膜を形成する工程に変更
し、かつコネクションパッド形成工程を、前記マスク絶
縁膜及び前記マスク側壁絶縁膜を用いてコネクションパ
ッドを形成する工程に変更した半導体装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the step of forming a mask insulating film, a mask insulating film is formed on the conductive film formed in the conductive film forming step. A step of forming a mask side wall insulating film made of a material different from the mask insulating film on the side wall of the insulating film is changed, and a connection pad forming step is performed by forming a connection pad using the mask insulating film and the mask side wall insulating film. The manufacturing method of the semiconductor device changed to the step of performing.
【請求項9】 前記マスク側壁絶縁膜が、シリコン酸化
膜からなることを特徴とする請求項8記載の半導体装置
の製造方法。
9. The method according to claim 8, wherein the mask side wall insulating film is made of a silicon oxide film.
【請求項10】 請求項1〜9のいずれかのに記載の半
導体装置の製造方法を用いて製造した半導体装置。
10. A semiconductor device manufactured by using the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
【請求項11】 半導体基板上に形成されたMOSトラ
ンジスタと、このMOSトランジスタ上に形成された第
一の層間絶縁膜を貫通して不純物拡散層に到る第一のコ
ンタクトプラグと、この第一の層間絶縁膜上に形成され
た第二の層間絶縁膜内に設けられ、このコンタクトプラ
グの上面に接続するコネクションパッドと、第二の層間
絶縁膜上に形成されたエッチング停止層を貫通してコネ
クションパッドに到る第二のコンタクトプラグと、前記
エッチング停止層を介して形成された第三の層間絶縁膜
内に設けられ、第二のコンタクトプラグと接続する上部
配線とを有する半導体装置。
11. A MOS transistor formed on a semiconductor substrate, a first contact plug penetrating a first interlayer insulating film formed on the MOS transistor and reaching an impurity diffusion layer, A connection pad provided in the second interlayer insulating film formed on the interlayer insulating film and connected to the upper surface of the contact plug, and penetrating through the etching stop layer formed on the second interlayer insulating film. A semiconductor device comprising: a second contact plug reaching a connection pad; and an upper wiring provided in a third interlayer insulating film formed via the etching stop layer and connected to the second contact plug.
【請求項12】 前記コネクションパッドがポリシリコ
ンからなり、かつ前記第一、第二及び第三の層間絶縁膜
がシリコン酸化膜からなり、かつエッチング停止膜が、
シリコン窒化膜もしくはアルミニウム酸化膜またはシリ
コンを過剰に含むシリコン酸化膜からなることを特徴と
する請求項11記載の半導体装置。
12. The connection pad is made of polysilicon, the first, second and third interlayer insulating films are made of a silicon oxide film, and the etching stop film is
12. The semiconductor device according to claim 11, comprising a silicon nitride film, an aluminum oxide film, or a silicon oxide film containing excess silicon.
【請求項13】 前記第二の層間絶縁膜上に形成された
エッチング停止層、及びこのエッチング停止層を介して
形成された第三の層間絶縁膜の両方を貫通してコネクシ
ョンパッドに到るコンタクトプラグの径が、このコネク
ションパッドの大きさより小さいことを特徴とする請求
項11または12に記載の半導体装置。
13. A contact reaching a connection pad through both an etching stop layer formed on the second interlayer insulating film and a third interlayer insulating film formed via the etching stop layer. 13. The semiconductor device according to claim 11, wherein a diameter of the plug is smaller than a size of the connection pad.
【請求項14】 前記上部配線と第三の層間絶縁膜の間
に、前記エッチング停止層と同一材料からなる溝側壁絶
縁膜が形成されていることを特徴とする請求項11〜1
3のいずれかに記載の半導体装置。
14. A groove side wall insulating film made of the same material as the etching stop layer is formed between the upper wiring and a third interlayer insulating film.
3. The semiconductor device according to any one of 3.
【請求項15】 前記コネクションパッドがDRAMの
メモリセル内に設けられており、前記上部配線が、DR
AMのビット線であることを特徴とする請求項11〜1
4のいずれかに記載の半導体装置。
15. The semiconductor device according to claim 15, wherein the connection pad is provided in a memory cell of the DRAM, and
11. An AM bit line.
5. The semiconductor device according to any one of 4.
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