JP2013065691A - Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、メモリセル領域を囲むガードリングを備える半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device including a guard ring surrounding a memory cell region.
メモリセル領域と周辺回路領域との境界にガードリングを形成し、これを利用して、周辺回路領域の層間絶縁膜を残留させ、メモリセル領域の層間絶縁膜を徐供する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 A technique is known in which a guard ring is formed at the boundary between the memory cell region and the peripheral circuit region, and this is used to leave the interlayer insulating film in the peripheral circuit region and gradually provide the interlayer insulating film in the memory cell region. (For example, refer to Patent Document 1).
また、キャパシタの周囲を囲むガードリング溝を、配線と同じ材料で埋め込む技術も知られている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, a technique is also known in which a guard ring groove surrounding a capacitor is embedded with the same material as that of wiring (for example, see Patent Document 2).
ガードリングを用いてメモリセル領域の層間絶縁膜を除去し、周辺回路領域の層間絶縁膜を残存させる方法では、ガードリングの形成がキャパシタの下部電極形成と同一の工程により行われる。ここで、下部電極は層間絶縁膜に形成されたシリンダーホール内の内表面を覆うように形成されるため、下部電極の膜厚が厚くなればなるほどその表面積は小さくなり、キャパシタの容量も小さくなる。このため、下部電極の膜厚は薄いほうが望ましい。 In the method of removing the interlayer insulating film in the memory cell region using the guard ring and leaving the interlayer insulating film in the peripheral circuit region, the guard ring is formed by the same process as the formation of the lower electrode of the capacitor. Here, since the lower electrode is formed so as to cover the inner surface in the cylinder hole formed in the interlayer insulating film, the surface area becomes smaller and the capacitance of the capacitor becomes smaller as the thickness of the lower electrode increases. . For this reason, it is desirable that the thickness of the lower electrode is small.
ところが、ガードリングの膜厚が薄いとメモリセル領域の層間絶縁膜を除去する際に、ガードリングの周辺においてエッチング液がメモリセル領域から周辺回路領域へと染み出すようになる。その結果、周辺回路領域でも層間絶縁膜のエッチングが進行し、空洞が形成され、後に形成されるスルーホールをショートさせてしまう。 However, if the thickness of the guard ring is small, the etching solution oozes from the memory cell region to the peripheral circuit region around the guard ring when the interlayer insulating film in the memory cell region is removed. As a result, the etching of the interlayer insulating film proceeds also in the peripheral circuit region, a cavity is formed, and a through hole to be formed later is short-circuited.
特許文献2に記載されたガードリングは、平行平板型のキャパシタが形成された後に、キャパシタ形成工程とは別の工程で形成されるものである。これは、クラウン構造のキャパシタ形に用いられるガードリングとは、名称は同じであっても、その目的、作用効果が全く異なるものである。したがって、特許文献2に記載のガードリングを、そのままクラウン構造のキャパシタを有する半導体装置の製造に採用することはできない。 The guard ring described in Patent Document 2 is formed in a process different from the capacitor forming process after the parallel plate type capacitor is formed. Even though the name is the same as the guard ring used in the capacitor structure of the crown structure, the purpose, function and effect are completely different. Therefore, the guard ring described in Patent Document 2 cannot be used for manufacturing a semiconductor device having a crown structure capacitor as it is.
本発明の一実施の形態係る半導体装置の製造方法は、メモリセル領域及び周辺回路領域が画定された半導体基板上に第1の層間絶縁膜を形成し、前記第1の層間絶縁膜の一部を除去して前記メモリセル領域の周囲にガードリング溝を形成し、前記ガードリング溝を金属導電材で埋めてガードリングとし、前記ガードリングを覆うように前記第1の層間絶縁膜上にサポート膜を形成し、前記メモリセル領域の前記サポート膜に開口を形成し、前記開口を通してウエットエッチングを行うことで、前記周辺回路領域の前記第1の層間絶縁膜を残したまま、前記メモリセル領域の前記第1の層間絶縁膜を除去する、ことを特徴とする。 In a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, a first interlayer insulating film is formed on a semiconductor substrate in which a memory cell region and a peripheral circuit region are defined, and a part of the first interlayer insulating film is formed. And a guard ring groove is formed around the memory cell region, the guard ring groove is filled with a metal conductive material to form a guard ring, and a support is provided on the first interlayer insulating film so as to cover the guard ring. Forming a film, forming an opening in the support film in the memory cell region, and performing wet etching through the opening, leaving the first interlayer insulating film in the peripheral circuit region; The first interlayer insulating film is removed.
本発明によれば、ガードリング溝を金属導電材で埋めてガードリングとするようにしたので、メモリセル領域の第1の層間絶縁膜をウエットエッチングする際に、エッチング液がメモリセル領域から周辺回路領域へ染み出すのを防止することができる。 According to the present invention, since the guard ring groove is filled with the metal conductive material to form the guard ring, when the first interlayer insulating film in the memory cell region is wet-etched, the etching solution is removed from the memory cell region to the periphery. It is possible to prevent the seepage into the circuit area.
本発明の理解を容易にするため、本発明の実施の形態について説明する前に、関連する半導体装置の製造方法について説明する。 In order to facilitate understanding of the present invention, a related method for manufacturing a semiconductor device will be described before describing embodiments of the present invention.
図1(a)乃至(c)及び図2(a)乃至(c)は、第1の関連する半導体装置の製造方法を説明するための工程図である。製造される半導体装置は、クラウン構造のキャパシタを有する半導体装置(例えば、DRAM:Dynamic Random Memory)である。この方法は、主に、設計ルール40nm世代以前の半導体装置の製造に用いられる。なお、各図には、説明に必要な部分のみが示されており、実際の半導体装置の構成に比べると著しく簡略化されている。 FIG. 1A to FIG. 1C and FIG. 2A to FIG. 2C are process diagrams for explaining a first related semiconductor device manufacturing method. The manufactured semiconductor device is a semiconductor device (for example, DRAM: Dynamic Random Memory) having a capacitor having a crown structure. This method is mainly used for the manufacture of semiconductor devices with a design rule of 40 nm or earlier. In each drawing, only the portions necessary for the description are shown, which is significantly simplified as compared with the actual configuration of the semiconductor device.
図1(a)は、キャパシタの下部電極の形成の工程までを終えた状態を示している。同図において、左側がメモリセル領域110、右側が周辺回路領域130である。
FIG. 1A shows a state in which the process up to the formation of the lower electrode of the capacitor is completed. In the figure, the left side is a
同図において、図示しない半導体基板上にパッド151,152,153が形成され、それを覆うように、絶縁膜154、第1層間絶縁膜155、及びサポート膜156が順次形成されている。
In the figure,
メモリセル領域110では、サポート膜156、第1層間絶縁膜155及び絶縁膜154を貫いてパッド151に達する穴(シリンダーホール)が形成され、その穴の内表面を覆うように下部電極157が形成されている。また、メモリセル領域110と周辺回路領域130との境界には、メモリセル領域110を囲むように形成されたガードリング溝の内表面を覆うようにガードリング158が形成されている。ガードリング158は、その底部においてダミーのパッド152に接続されている。下部電極157用の穴とガードリング溝、及び下部電極157とガードリング158は、それぞれ同じ工程で形成される。
In the
半導体装置は、図1(a)の状態から以下のようにして製造される。 The semiconductor device is manufactured as follows from the state of FIG.
まず、図1(b)に示すように、メモリセル領域110のサポート膜156の一部を除去し、開口159を形成する。この開口159は、エッチング液の進入口として利用される。なお、この開口159と下部電極157との位置関係は、任意である。
First, as shown in FIG. 1B, a part of the
続いて、サポート膜156に形成した開口159からエッチング液を進入させ、図1(c)に示すように、メモリセル領域110の第1層間絶縁膜155を除去する。図では分かりにくいが、エッチング液は側方へも進むので、メモリセル領域110では、サポート膜156の直下であっても、第1層間絶縁膜はエッチングされる。これにより、メモリセル領域110の第1層間絶縁膜155は、完全に除去され、下部電極157の外周面も外部に露出する。
Subsequently, an etchant is introduced from the
一方、周辺回路領域130では、ガードリング158とサポート膜156とによってエッチング液の進入が阻止されるので、第1層間絶縁膜155はそのまま残存する。
On the other hand, in the
次に、図2(a)に示すように、下部電極157の露出している内外表面に容量絶縁膜(不図示)を形成し、その上に上部電極160を形成する。上部電極160は、下部電極157の内周側及び外周側の隙間を埋めるように形成される。加えて、上部電極160の上に電極プレート161を形成する。それから、周辺回路領域130に形成された電極プレート161、上部電極160及び容量絶縁膜をサポート膜156とともに除去する。
Next, as shown in FIG. 2A, a capacitor insulating film (not shown) is formed on the exposed inner and outer surfaces of the
次に、図2(b)に示すように、電極プレート161及び周辺回路領域130の第1層間絶縁膜155を覆う第2層間絶縁膜162を形成し、その表面を平坦化する。そして、第2層間絶縁膜162、第1層間絶縁膜155及び絶縁膜154を貫通し、対応するパッド153に達するスルーホール163を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, a second interlayer insulating film 162 that covers the
次に、図2(c)に示すように、第2層間絶縁膜162の上に、スルーホール163に接続される上部配線164等を形成する。
Next, as shown in FIG. 2C, an
その後、必要ならさらに上層の配線層を形成し、保護膜を形成する等して半導体装置が完成する。 Thereafter, if necessary, an upper wiring layer is formed and a protective film is formed to complete the semiconductor device.
以上のように、第1の関連する半導体装置の製造方法では、メモリセル領域110と周辺回路領域130との間にガードリング158を設け、メモリセル領域110の第1層間絶縁膜155をウエットエッチングする際に、周辺回路領域130の第1層間絶縁膜155がエッチングされないようにしている。
As described above, in the first related semiconductor device manufacturing method, the
しかしながら、半導体装置の小型化、キャパシタの微細化に伴い、下部電極157の膜厚はますます減少し、下部電極157と同一の工程で形成されるガードリング158の膜厚も減少することとなった。その結果、ガードリング158とサポート膜156等との密着性が低下し、それらの間から図3に矢印で示すようにエッチング液が染み出し、周辺回路領域130に空洞301が形成されるようになった。このような空洞301が存在すると、後にスルーホール163を形成する際に、空洞301内面にも金属膜が形成され、スルーホール163間をショートさせてしまうという問題を生じる。
However, as the semiconductor device is miniaturized and the capacitor is miniaturized, the thickness of the
この問題は、ガードリング158の膜厚の減少にともない生じたものであるから、ガードリング158の膜厚を増加させれば解消する。しかしながら、それはキャパシタの下部電極156の膜厚の増加、即ち容量の低下を意味し、素子の微細化、ひいては半導体装置の小型化の妨げとなる。
This problem is caused by a decrease in the thickness of the
上記問題を解決した方法(第2の関連する半導体装置の製造方法)について、図4(a)乃至(c)及び図5(a)乃至(c)を参照して説明する。この方法は、主に、設計ルール30又は25nm世代の半導体装置の製造に用いられる。 A method for solving the above problem (second related semiconductor device manufacturing method) will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (c) and FIGS. 5 (a) to 5 (c). This method is mainly used for manufacturing a semiconductor device of the design rule 30 or 25 nm generation.
まず、図4(a)に示すように、メモリセル領域410に下部電極457を形成する。このとき、第1の方法とは異なり、ガードリングは形成しない。
First, as shown in FIG. 4A, the
次に、図4(b)に示すように、メモリセル領域410のサポート膜456の一部を除去して開口459を形成するとともに、周辺回路領域430のサポート膜456を除去する。
Next, as shown in FIG. 4B, a part of the
次に、図4(c)に示すように、犠牲膜455(関連する第1の方法における第1層間絶縁膜155に相当)を全て除去する。
Next, as shown in FIG. 4C, all of the sacrificial film 455 (corresponding to the first
次に、図5(a)に示すように、容量絶縁膜(不図示)、上部電極460を形成し、さらに、電極プレート461を形成する。周辺回路領域430の容量絶縁膜、上部電極460、及び電極プレート461は除去する。
Next, as shown in FIG. 5A, a capacitive insulating film (not shown), an
次に、図5(b)に示すように、メモリセル領域410を覆い、周辺回路領域430を埋設する層間絶縁膜462を形成する。そして、層間絶縁膜462の上面を平坦化し、層間絶縁膜462を貫通するスルーホール463を形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, an
次に、図5(c)に示すように、スルーホール463に接続される上部配線464等を形成する。
Next, as shown in FIG. 5C, an
その後、保護膜を形成するなどして、半導体装置が完成する。 Thereafter, a semiconductor device is completed by forming a protective film.
以上のように、第2の関連する半導体装置の製造方法では、ガードリングを設けず、下部電極の形成に利用した犠牲膜455を全て除去する。そして、その後、層間絶縁膜462を形成し、周辺回路領域430を埋め戻す。この方法によれば、第1の方法とは異なり、周辺回路領域430の層間絶縁膜462に空洞が形成されることはない。
As described above, in the second related method for manufacturing a semiconductor device, the guard ring is not provided, and all the
しかしながら、この方法は、犠牲膜455を全て除去してしまうため、第1の方法で可能であったアライメントマークなどのアクセサリを第1の層間絶縁膜に設けておくといったことができない。例えば、図6(a)に示すように、犠牲膜455にアライメントマーク等のアクセサリ601が形成されているとする。アクセサリ601は、比較的浅い窪み状に形成され、その内面には、下部電極457と同一の金属膜が形成されている。しかしながら、このアクセサリ601は、下部電極457のように半導体基板上のパッドには接続されていない。このため、犠牲膜455が除去されると、矢印で示すように飛散してしまう。このため、犠牲膜455にアクセサリを設ける場合には、そのアクセサリが飛散しないように、レイアウトやプロセスに厳しい制限が要求される。
However, since this method removes all the
加えて、この方法では、周辺回路領域430の埋め戻しの際に、周辺回路領域430とメモリセル領域410との間の大きな段差のせいで、厚い層間絶縁膜462の形成が必要になる。また、図6(b)に示すように、メモリセル領域410に大きな段差(凸部)603が形成されるため、エッチングを行って、矢印Aで示すように段差603の大部分を取り除き、さらにCMP(Chemical Mechanical Polishing)等を行って、矢印Bで示すように残りの凹凸を除去する必要がある。段差603が大きいゆえに、エッチング及びCMPには長時間を要し、また高コストとなる。
In addition, in this method, a thick
本発明は、以上の点を鑑みてなされたものである。 The present invention has been made in view of the above points.
本発明の半導体装置の製造方法は、概略、メモリセル領域及び周辺回路領域が画定された半導体基板上に第1の層間絶縁膜を形成し、第1の層間絶縁膜の一部を除去してメモリセル領域の周囲にガードリング溝を形成し、ガードリング溝を金属導電材で埋めてガードリングとし、ガードリングを覆うように第1の層間絶縁膜上にサポート膜を形成し、メモリセル領域のサポート膜に開口を形成し、開口を通してウエットエッチングを行うことで、周辺回路領域の第1の層間絶縁膜を残したまま、メモリセル領域の第1の層間絶縁膜を除去する、というものである。 The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention generally includes forming a first interlayer insulating film on a semiconductor substrate in which a memory cell region and a peripheral circuit region are defined, and removing a portion of the first interlayer insulating film. A guard ring groove is formed around the memory cell region, the guard ring groove is filled with a metal conductive material to form a guard ring, and a support film is formed on the first interlayer insulating film so as to cover the guard ring. Forming an opening in the support film, and performing wet etching through the opening, thereby removing the first interlayer insulating film in the memory cell region while leaving the first interlayer insulating film in the peripheral circuit region. is there.
以下、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について図7乃至図11を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図7に本実施の形態に係る半導体装置の平面模式図を示す。なお、図7は、半導体装置を構成する各要素の平面的配置を示すものであって、各要素は必ずしも目視できるものではない。 FIG. 7 is a schematic plan view of the semiconductor device according to this embodiment. FIG. 7 shows a planar arrangement of each element constituting the semiconductor device, and each element is not necessarily visible.
図示の半導体装置700は、DRAMチップであって、マットと呼ばれるメモリセル領域710を4個有している。また、図の左右方向中央部には、周辺回路領域730が設けられている。
The illustrated
各メモリセル領域710には、○印で示される複数のセルキャパシタが配列形成されている。また、各メモリセル領域710の周囲には、ガードリング756が設けられている。
In each
また、周辺回路領域730には、○印で示される複数の下部スルーホール757が配列形成されている。
In the
さらに、半導体装置700の四辺の中央付近には、それぞれ長方形で示されるアクセサリ用窪み760が形成されている。
Further, accessory recesses 760 each having a rectangular shape are formed near the center of the four sides of the
以下、図8乃至図11を参照して半導体装置700の製造工程について説明する。なお、各工程で使用される成膜技術やエッチング技術は公知の技術である。また、各図は、図7のA−A’線断面図に相当するものである。
Hereinafter, the manufacturing process of the
まず、半導体基板(Si基板)の回路形成面に、メモリセル領域及び周辺回路領域を画定し、各々の領域に必要なFET等の素子や、配線、パッド等を形成する。そして、パッド等の表面を覆う絶縁膜、例えばSiN膜、を形成し、その表面を平坦化する。それから、平坦化された絶縁膜の表面上に第1層間絶縁膜、例えば、SiO2膜、を形成する。図8(a)にその状態を示す。但し、半導体基板は省略されており、パッドよりも上層の部分が示されている。また、本発明に直接関係のない部分は省かれており、実際の半導体装置に比べ、その構成は著しく簡略化されている。 First, a memory cell region and a peripheral circuit region are defined on a circuit formation surface of a semiconductor substrate (Si substrate), and necessary elements such as FETs, wirings, pads, and the like are formed in each region. Then, an insulating film that covers the surface of the pad or the like, for example, a SiN film is formed, and the surface is planarized. Then, a first interlayer insulating film, for example, a SiO 2 film is formed on the surface of the planarized insulating film. FIG. 8A shows the state. However, the semiconductor substrate is omitted, and an upper layer portion than the pad is shown. Further, parts not directly related to the present invention are omitted, and the configuration is significantly simplified as compared with an actual semiconductor device.
図8(a)において、左側がメモリセル領域710、右側が周辺回路領域730である。
In FIG. 8A, the
メモリセル領域710には、キャパシタ接続用のパッド751が形成されている。また、メモリセル領域710と周辺回路領域730との境界にはダミーパッド752が成形されている。さらに、周辺回路領域730には、スルーホール接続用のパッド753が形成されている。
In the
パッド751−753を覆うように絶縁膜754が形成され、絶縁膜754の上には、第1層間絶縁膜755が形成されている。
An insulating
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、第1層間絶縁膜755及び絶縁膜754の一部を除去し、ダミーパッド752及びスルーホール接続用のパッド753にそれぞれ達するガードリング溝とスルーホール用穴とを形成する。ガードリング溝は、メモリセル領域710を囲むように形成される。そして、図8(b)に示すように、形成したガードリング溝とスルーホール用穴とを金属導電膜、例えばW(タングステン)膜、で埋める。これはプラグ形成技術により行うことができる。こうして、ガードリング溝に埋設されたガードリング756とスルーホール用穴に埋設された下部スルーホール757とを形成する。
Next, a part of the first
次に、図8(c)に示すように、ガードリング756及び下部スルーホール757の上面と第1層間絶縁膜755の上にサポート膜758、例えばSiN膜、を形成する。
Next, as illustrated in FIG. 8C, a
次に、図9(a)に示すように、フォトリソグラフィにより、サポート膜758、第1層間絶縁膜755及び絶縁膜754の一部を除去し、キャパシタ接続用のパッド751に達する下部電極用穴759を形成する。複数の下部電極用穴759のうち、最外周に位置する穴はダミー電極用であるため、ガードリング756に接するように形成してもよい。また、下部電極用穴759の形成と同時に、アライメントマーク等のアクセサリ用窪み760を形成するようにしてもよい。アクセサリ用窪み760の深さは、第1層間絶縁膜755の厚みより浅くてもよい。アクセサリ用窪み760の深さを第1層間絶縁膜755を貫通するように形成する必要がないので、プロセス特性のパターンサイズ差(粗密差)を考慮しなければならないという制限が緩和される。
Next, as shown in FIG. 9A, the
次に、図9(b)に示すように、下部電極となる導電膜761、例えばTiN膜、を形成する。導電膜761の形成には、下部電極用穴759の内周壁面にも形成されるように、CVD(Chemical Vapor Developer)法を用いることができる。この導電膜761は、ガードリングの形成には関係がないので、エッチング液の染み出しを考慮することなく薄くすることできる。
Next, as shown in FIG. 9B, a
次に、図9(c)に示すように、導電膜761の不要部分をCMP等で除去し、下部電極用穴759内の導電膜761を下部電極762とし、また、アクセサリ用窪み760内の導電膜761をアクセサリ763とする。さらに、リソグラフィーを用いて、メモリセル領域710のサポート膜758の一部を除去して開口764を形成する。開口764は、エッチング液の進入口となる。なお、開口764の位置は任意であり、図9(c)は、開口764と下部電極762との位置関係を正しく示すものではない。
Next, as shown in FIG. 9C, unnecessary portions of the
次に、図10(a)に示すように、例えばフッ酸を用いたウエットエッチングにより、メモリセル領域710の第1層間絶縁膜755を除去する。開口764から進入したエッチング液は側方へも回り込み、メモリセル領域710の第1層間絶縁膜755を完全に除去する。これにより、下部電極762の外周壁面が露出する。
Next, as shown in FIG. 10A, the first
エッチング液は、周辺回路領域730へも進もうとするが、ガードリング756及びサポート膜758によって阻まれる。ガードリング756は、関連する第1の方法とは異なり、下部電極762と同一の薄い導電膜ではなく、厚みのある金属プラグ(プラグ構造)なので、サポート膜758等と良好に密着し、エッチング液の染み出しを効果的に阻止する。
The etching solution tries to advance to the
また、アクセサリ763は、サポート膜758に固定されており、エッチング液によるリフトオフは生じず、半導体基板側のパッド等に接続されていなくても飛散することはない。
In addition, the
次に、図10(b)に示すように、容量絶縁膜(不図示)、上部電極765を形成し、さらに、電極プレート766を形成する。容量絶縁膜としては、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム等の高誘電体膜を用いることができる。また上部電極765としては、TiN膜とボロンドープドポリシリコンの野組み合わせ等を用いることができる。さらに、電極プレート766としては、タングステン等を用いることができる。
Next, as shown in FIG. 10B, a capacitor insulating film (not shown), an
次に、図10(c)に示すように、電極プレート766及び上部電極765を加工する。周辺回路領域730にはサポート膜758が残っており、その表面は平坦である。それゆえ、サポート膜758の上に形成されている上部電極765及び電極プレート766の一部を配線767として利用することができる。関連する第2の方法では、周辺回路領域のサポート膜が除去されてしまうので、このような配線は実現できない。
Next, as shown in FIG. 10C, the
次に、図11(a)に示すように、電極プレート766及び配線767を埋設する第2層間絶縁膜768、たとえばSiO2膜、を形成し、その表面を平坦化する。
Next, as shown in FIG. 11A, a second
次に、図11(b)に示すように、第2層間絶縁膜768を貫通し、下部スルーホール757に接続する上部スルーホール769を形成する。上部スルーホール769の径は、下部スルーホール757の径と異なっていてもよい。また、同工程により、電極プレート766及び配線767にそれぞれ接続されるスルーホールも形成する。
Next, as shown in FIG. 11B, an upper through
スルーホールを上下二段構成としたことで、レイアウト制限が緩和される。例えば、上部スルーホールのエッチ時間は一段構成の場合に比べ半分以下となるので、穴径を小さくできる。これにより、上部配線のピッチを小さくすることができる。また、上部スルーホール769と下部スルーホール757との間に配線767を介在させることができるので、これらは必ずしも真上真下の位置関係に無くてもよい。換言するとスルーホールにより接続される下層配線の結線部と上層配線の結線部とは、真上真下の位置関係に無くてもよい。
Since the through-hole has a two-stage configuration, layout restrictions are eased. For example, since the etching time for the upper through hole is less than half that of the single-stage configuration, the hole diameter can be reduced. Thereby, the pitch of the upper wiring can be reduced. Further, since the
次に、図11(c)に示すように、例えば、アルミニウムや銅からなる上部配線772を形成する。
Next, as shown in FIG. 11C, an
その後、必要ならさらに上層の配線層を形成し、保護膜を形成するなどして半導体装置が完成する。 Thereafter, if necessary, an upper wiring layer is formed and a protective film is formed to complete the semiconductor device.
以上のように、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、ガードリングをプラグ構造にしたことで、その周辺におけるエッチング液の染み出しを効果的に防止できる。加えて、アクセサリの飛散もない。 As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, since the guard ring has a plug structure, it is possible to effectively prevent the seepage of the etching solution in the vicinity thereof. In addition, there is no scattering of accessories.
以上、本発明について好ましい実施形態に即して説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
上述した各膜の材料、寸法、成膜方法、成膜条件、エッチング方法、あるいはエッチング条件等は、単なる例示に過ぎず、他の材料や、他の方法、異なる寸法或いは条件を採用することができる。 The materials, dimensions, film forming methods, film forming conditions, etching methods, etching conditions, and the like of each film described above are merely examples, and other materials, other methods, and different dimensions or conditions may be adopted. it can.
110 メモリセル領域
130 周辺回路領域
151,152,153 パッド
154 絶縁膜
155 第1層間絶縁膜
156 サポート膜
157 下部電極
158 ガードリング
159 開口
160 上部電極
161 電極プレート
162 第2層間絶縁膜
163 スルーホール
164 上部配線
301 空洞
410 メモリセル領域
430 周辺回路領域
455 犠牲膜
456 サポート膜
457 下部電極
459 開口
460 上部電極
461 電極プレート
462 層間絶縁膜
463 スルーホール
464 上部配線
601 アクセサリ
603 段差
710 メモリセル領域
730 周辺回路領域
751,753 パッド
752 ダミーパッド
754 絶縁膜
755 第1層間絶縁膜
756 ガードリング
757 下部スルーホール
758 サポート膜
759 下部電極用穴
760 アクセサリ用窪み
761 導電膜
762 下部電極
763 アクセサリ
764 開口
765 上部電極
766 電極プレート
767 配線
768 第2層間絶縁膜
769 上部スルーホール
770,771 スルーホール
772 上部配線
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記第1の層間絶縁膜の一部を除去して前記メモリセル領域の周囲にガードリング溝を形成し、
前記ガードリング溝を金属導電材で埋めてガードリングとし、
前記ガードリングを覆うように前記第1の層間絶縁膜上にサポート膜を形成し、
前記メモリセル領域の前記サポート膜に開口を形成し、
前記開口を通してウエットエッチングを行うことで、前記周辺回路領域の前記第1の層間絶縁膜を残したまま、前記メモリセル領域の前記第1の層間絶縁膜を除去する、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a first interlayer insulating film on a semiconductor substrate in which a memory cell region and a peripheral circuit region are defined;
Removing a part of the first interlayer insulating film to form a guard ring groove around the memory cell region;
The guard ring groove is filled with a metal conductive material to form a guard ring,
Forming a support film on the first interlayer insulating film so as to cover the guard ring;
Forming an opening in the support film in the memory cell region;
Performing wet etching through the opening to remove the first interlayer insulating film in the memory cell region while leaving the first interlayer insulating film in the peripheral circuit region;
A method for manufacturing a semiconductor device.
前記ガードリング溝を前記金属導電材で埋めるとき、前記第1のスルーホール用穴を前記金属導電材で埋める、
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 When forming the guard ring groove, forming a first through hole in the first interlayer insulating film of the peripheral circuit region,
When the guard ring groove is filled with the metal conductive material, the first through hole is filled with the metal conductive material;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
前記サポート膜の上に第2の層間絶縁膜を形成し、
前記第2の層間絶縁膜を貫通して前記第1のスルーホール用穴に埋められた前記金属導電材に達する第2のスルーホール用穴を形成する、
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。 After the wet etching,
Forming a second interlayer insulating film on the support film;
Forming a second through hole hole that penetrates the second interlayer insulating film and reaches the metal conductive material buried in the first through hole hole;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2.
前記サポート膜と前記第1の層間絶縁膜とを貫通するキャパシタ用穴を、前記メモリセル領域に形成し、
前記キャパシタ用穴の内表面を覆う下部電極を形成する、
ことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。 After forming the support film and before forming the opening in the support film in the memory cell region,
Forming a capacitor hole penetrating the support film and the first interlayer insulating film in the memory cell region;
Forming a lower electrode covering the inner surface of the capacitor hole;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3.
容量絶縁膜及び上部電極膜を形成し、
前記容量絶縁膜及び前記上部電極膜をパターニングし、
その後、前記容量絶縁膜及び前記上部電極膜を埋め込むように前記第2の層間絶縁膜を形成し、
少なくとも前記第2の層間絶縁膜及び前記サポート膜を貫き、前記第1のスルーホール形成用穴に埋められた前記金属導電材に達する第2のスルーホール用穴を形成する、
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の半導体装置の製造方法。 After forming the lower electrode,
Forming a capacitive insulating film and an upper electrode film;
Patterning the capacitive insulating film and the upper electrode film;
Thereafter, the second interlayer insulating film is formed so as to embed the capacitive insulating film and the upper electrode film,
Forming a second through hole hole that penetrates at least the second interlayer insulating film and the support film and reaches the metal conductive material buried in the first through hole forming hole;
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the method is a semiconductor device.
前記メモリセル領域に形成され、前記ガードリングの一方の側壁に接する上部電極を備えるクラウン構造のキャパシタと、
前記周辺回路領域に形成され、前記ガードリングの他方の側壁に接する第1の層間絶縁膜と、
を含むことを特徴とする半導体装置。 A guard ring formed at the boundary between the memory cell region and the peripheral circuit region and embedded with a metal conductive material;
A capacitor having a crown structure formed in the memory cell region and having an upper electrode in contact with one side wall of the guard ring;
A first interlayer insulating film formed in the peripheral circuit region and in contact with the other side wall of the guard ring;
A semiconductor device comprising:
前記第1の層間絶縁膜の上に設けられた第2の層間絶縁膜と、
前記第2の層間絶縁膜を貫通して形成され、前記下部スルーホールに接続された上部スルーホールと、
を含むことを特徴とする請求項9に記載の半導体装置。 A lower through hole formed through the first interlayer insulating layer;
A second interlayer insulating film provided on the first interlayer insulating film;
An upper through hole formed through the second interlayer insulating film and connected to the lower through hole;
The semiconductor device according to claim 9, comprising:
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CN107731794A (en) * | 2017-09-29 | 2018-02-23 | 睿力集成电路有限公司 | Array of capacitors and forming method thereof, semiconductor devices |
-
2011
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