JP2013258186A - Method of manufacturing 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、コンタクトホールの形成方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for forming a contact hole.
半導体装置の一つであるDRAM(Dynamic Random Access Memory)は、半導体基板に配列形成された多数セルトランジスタと、その上層側に形成されたセルキャパシタとを備えている。 A DRAM (Dynamic Random Access Memory), which is one of semiconductor devices, includes a multi-cell transistor arrayed on a semiconductor substrate and a cell capacitor formed on the upper layer side.
各セルトランジスタのソース/ドレインとセルキャパシタ又はビット線との電気的接続には、層間絶縁膜を貫くコンタクトプラグ等が用いられる。半導体装置の微細化と高集積化が進んだ結果、これらのコンタクトプラグは、2F(F:最小加工寸法)のピッチで配列形成されるようになっている(例えば、特許文献1参照)。 For electrical connection between the source / drain of each cell transistor and the cell capacitor or bit line, a contact plug or the like penetrating the interlayer insulating film is used. As a result of miniaturization and high integration of semiconductor devices, these contact plugs are arranged at a pitch of 2F (F: minimum processing dimension) (see, for example, Patent Document 1).
コンタクトプラグの形成は、層間絶縁膜にコンタクトホールを形成し、そのホール内にポリシリコン等の導電材料を埋め込むことで形成される。コンタクトホールの形成は、コンタクトホールパターンに対応するマスクパターンを持つレチクルを用いた露光を含むフォトリソグラフィ技術とエッチング技術とを用いて行われる。 The contact plug is formed by forming a contact hole in the interlayer insulating film and embedding a conductive material such as polysilicon in the hole. The contact hole is formed by using a photolithographic technique including an exposure using a reticle having a mask pattern corresponding to the contact hole pattern and an etching technique.
半導体装置製造技術の進展にともない最小加工寸法Fの縮小が進んだ結果、コンタクトホールを2Fピッチで形成することが困難になってきている。即ち、関連する半導体装置の製造方法には、安定してコンタクトホールを形成することができず、歩留まりが低いという問題点がある。 As the semiconductor device manufacturing technology advances, the minimum processing dimension F has been reduced. As a result, it has become difficult to form contact holes at a 2F pitch. That is, the related semiconductor device manufacturing method has a problem that the contact hole cannot be formed stably and the yield is low.
本発明の一実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、被加工層の上に第1のマスク膜を形成し、前記第1のマスク膜をパターニングして、直交する2方向に沿って実質的に等間隔に配列された複数の第1のマスクを形成し、前記第1のマスク膜及び露出する被加工層を覆う第2のマスク膜を形成し、前記第2のマスク膜の一部を除去して、前記複数の第1のマスクの各々の周囲を囲み、かつ前記直交する2方向に関して相互に連結された複数のサイドウォールを形成し、前記第1のマスクを除去し、前記サイドウォールを加工マスクとして前記被加工層にホールを形成する、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 mask film is formed on a layer to be processed, the first mask film is patterned, and substantially along two orthogonal directions. A plurality of first masks arranged at regular intervals are formed, a second mask film covering the first mask film and the exposed layer to be processed is formed, and a part of the second mask film is formed Forming a plurality of sidewalls surrounding each of the plurality of first masks and interconnected with respect to the two orthogonal directions; removing the first mask; and A hole is formed in the layer to be processed using a wall as a processing mask.
本発明によれば、直交する2方向に沿って等間隔に配列された複数の第1のマスクを利用して形成したサイドウォールを加工マスクとしてホールを形成するようにしたことで、サイドウォールの内側と外側の両方の領域にホールを形成することができる。これにより、レチクルのパターンのピッチよりも小さいピッチでホールの配列形成することができる。 According to the present invention, holes are formed using sidewalls formed using a plurality of first masks arranged at equal intervals along two orthogonal directions as processing masks. Holes can be formed in both the inner and outer regions. Thereby, it is possible to form an array of holes at a pitch smaller than the pitch of the reticle pattern.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。ここでは、半導体装置としてDRAM(Dynamic Random Access Memory)を例示するが、本発明は、これに限らず、様々な半導体装置に適用可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, a DRAM (Dynamic Random Access Memory) is exemplified as the semiconductor device, but the present invention is not limited to this and can be applied to various semiconductor devices.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置100の一部分の平面レイアウトを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a planar layout of a part of the
図1を参照すると、半導体装置100のメモリセル領域の一部が示されている。メモリセル領域には、半導体基板(図2の1)に素子分離領域12を形成することにより、複数の活性領域13が規定されている。複数の活性領域13は、それぞれX方向に長い長円形であり、X方向及びY方向にそれぞれ等間隔、等ピッチで配置されている。図1では、4行2列、計8個の活性領域13が示されているが、実際には、より多く(例えば、数千〜数十万以上)の活性領域が配列形成される。
Referring to FIG. 1, a part of the memory cell region of the
図1においてY方向に並ぶ2列の活性領域13のうち、左側の列に属する活性領域13を第1活性領域13aと称し、右側の列に属する活性領域13を第2活性領域13bと称することがある。また、第1活性領域13aの左側に位置する素子分離領域12を第1素子分離領域12a、第1活性領域13aと第2活性領域13bとの間に位置する素子分離領域12を第2素子分離領域12b、第2素子分離領域12bの右側に位置する素子分離領域12を第3素子分離領域12cと称することがある。なお、素子分離領域12は、半導体基板に形成した溝に素子分離絶縁膜を埋設して構成されている。
Of the two
また、図1に示すメモリ領域には、Y方向に延在する複数のワード線10がX方向に等間隔、等ビッチで配置されている。ワード線10には、活性領域13に形成されるセルトランジスタのゲート電極を兼ねる(実)ワード線WLと素子分離領域12上に形成されるダミーワード線DWLが含まれる。
Further, in the memory area shown in FIG. 1, a plurality of
複数の第1活性領域13aを跨ぐように形成される2本ワード線WLを、左から第1ワード線WL10a、第2ワード線WL10bと称することがある。また、複数の第2活性領域13aを跨ぐように形成される2本ワード線WLを、左から第3ワード線WL10c、第4ワード線WL10dと称することがある。さらに、第1活性領域13aと第2活性領域13bとの間に位置するダミーワード線DWLを第1ダミーワード線DWL10aと称することがある。
The two word lines WL formed so as to straddle the plurality of first
各活性領域13の表面側の領域は、2本のワード線10によって3つのセルコンタクト領域25に分割される。これらのセルコンタクト領域25にそれぞれ対応するようにセルコンタクトホール形成位置Hpが、等間隔、等ピッチに設定される。ここでは、セルコンタクトホール形成位置Hpは、最小加工寸法をFとしたとき、ピッチ=2Fに1個存在するように設定されている。
A region on the surface side of each
各活性領域13には、ソース/ドレイン領域の一方を共用する一対のトランジスタが形成される。各活性領域13に形成される3つセルコンタクト領域25は、これら一対のトランジスタのソース/ドレイン領域に対応する。セルコンタクトホールは、これらソース/ドレイン領域に接続されるコンタクトプラグの形成に利用される。
A pair of transistors sharing one of the source / drain regions is formed in each
X1−X1線が通るセルコンタクト領域25を、図の左から、第1セルコンタクト領域25a1、第2セルコンタクト領域25a2、第3セルコンタクト領域25a3、第4セルコンタクト領域25a4、第5セルコンタクト領域25a5及び第6セルコンタクト領域25a6と称することがある。
From the left of the figure, the
また、X1−X1線が通る第1活性領域13aに形成される一対のトランジスタを図の左から第1トランジスタTr1、第2トランジスタTr2と称し、第2活性領域13bに形成される一対のトランジスタを図の左から第3トランジスタTr3、第4トランジスタTr4と称することがある。
A pair of transistors formed in the first
図1のメモリ領域には、さらに、X方向に並ぶ複数の活性領域13の中央部のセルコンタクト領域25の上を通過するように、ビット線29が蛇行して設けられている。
In the memory region of FIG. 1, a
次に、図2A及び図2Bを参照して、半導体装置100の構造について説明する。ここで、図2Aは、図1におけるX1−X1線断面図、図2Bは、図1におけるY1−Y1線断面図である。
Next, the structure of the
前述したように、半導体基板1に素子分離領域12(12a,12b,12c)が形成され、活性領域13(13a,13b)を規定している。 As described above, the element isolation region 12 (12a, 12b, 12c) is formed in the semiconductor substrate 1 to define the active region 13 (13a, 13b).
各活性領域13には、トランジスタのゲート電極を兼ねるワード線用の溝5がY方向に沿って延在するように形成されている。溝5の内面はゲート絶縁膜6で覆われ、その内側にはワード線10(WL10a,WL10b,WL10c,WL10d)の一部となる導電材料が埋め込まれている。その上部に金属膜等が積層されて、Y方向に延在するワード線10(WL10a,WL10b,WL10c,WL10d)を構成している。また、第2ワード線WL10bと第3ワード線WL10cの間には、第1ダミーワード線DWL10aが設けられている。
In each
第1ワード線WL10aの左側に位置する半導体ピラーは第1セルコンタクト領域25a1となり、その上面には第1トランジスタTr1のソース/ドレインの一方となる積み上げ拡散層14aが設けられている。第1ワード線WL10aと第2ワード線WL10bの間に位置する半導体ピラーは第2セルコンタクト領域25a2となり、その上面には第1トランジスタTr1のソース/ドレインの他方となる積み上げ拡散層14bが設けられている。また、第2ワード線WL10bの右側に位置する半導体ピラーは第3セルコンタクト領域25a3となり、その上面には第2トランジスタTr2のソース/ドレインの一方となる積み上げ拡散層14cが設けられている。なお、第2セルコンタクト領域25a2の上面に設けられた積み上げ拡散層14bが、第2トランジスタTr2のソース/ドレインの他方を兼ねる。
The semiconductor pillar located on the left side of the first word line WL10a becomes the first cell contact region 25a1, and a
同様に、第3ワード線WL10cの左側に位置する半導体ピラーは第4セルコンタクト領域25a4となり、その上面には第3トランジスタTr3のソース/ドレインの一方となる積み上げ拡散層14dが設けられている。第3ワード線WL10cと第4ワード線WL10dの間に位置する半導体ピラーは第5セルコンタクト領域25a5となり、その上面には第3トランジスタTr3のソース/ドレインの他方となる積み上げ拡散層14eが設けられている。また、第4ワード線WL10bの右側に位置する半導体ピラーは第6セルコンタクト領域25a6となり、その上面には第4トランジスタTr4のソース/ドレインの一方となる積み上げ拡散層14fが設けられている。なお、第5セルコンタクト領域25a5の上面に設けられた積み上げ拡散層14eが、第4トランジスタTr4のソース/ドレインの他方を兼ねる。
Similarly, the semiconductor pillar located on the left side of the third word line WL10c becomes the fourth cell contact region 25a4, and a
積み上げ拡散層14aと積み上げ拡散層14bとその間に位置するゲート絶縁膜6と第1ワード線WL10aとは、第1のトランジスタTr1の一部を構成する。また、積み上げ拡散層14bと積み上げ拡散層14cとその間に位置するゲート絶縁膜6と第2ワード線WL10bとは、第2のトランジスタTr2の一部を構成する。さらに、積み上げ拡散層14dと積み上げ拡散層14eとその間に位置するゲート絶縁膜6と第3ワード線WL10cは、第3のトランジスタTr3の一部を構成する。そして、積み上げ拡散層14eと積み上げ拡散層14fとその間に位置するゲート絶縁膜6と第4ワード線WL10dは、第4のトランジスタTr4の一部を構成する。
The stacked
各々のワード線10およびダミーワード線DWLの上面を覆うように、ライナー膜19が設けられている(図2Aには現れず)。そして、ライナー膜19を貫通する複数のセルコンタクトホール25cが形成されている。各セルコンタクトホール25c内には、セルコンタクトプラグ25bが形成されている。セルコンタクトプラグ25bは、対応するセルコンタクト領域25上の積み上げ拡散層14に接続される。
A
例えば、第1セルコンタクトホール25c1に形成された第1セルコンタクトプラグ25b1は、第1セルコンタクト領域25a1上の第1積み上げ拡散層14aと接続される。同様に、第2、第3、第4、第5および第6セルコンタクト25c2、25c3、25c4、25c5、および25c6内にそれぞれ形成された第2、第3、第4、第5および第6セルコンタクトプラグ25b2、25b3、25b4、25b5、および25b6は、第2、第3、第4、第5および第6セルコンタクト領域25a2、25a3、25a4、25a5、および25a6上の第2、第3、第4、第5および第6積み上げ拡散層14b、14c、14d、14eおよび14fとそれぞれ接続される。
For example, the first cell contact plug 25b1 formed in the first cell contact hole 25c1 is connected to the first
セルコンタクトプラグ25bを覆うように、第2層間絶縁膜26が設けられている。そして、第2層間絶縁膜26を貫通する複数のビットコンタクトホール28aが形成されている。ビットコンタクトホール28a内には、それぞれビットコンタクトプラグ28bが形成されている。ビットコンタクトプラグ28bは、それぞれ対応するセルコンタクトプラグ25bとビット線29との間を接続する。
A second
例えば、第1ビットコンタクトホール28a1内には、第1ビットコンタクトプラグ28b1が形成されている。この第1ビットコンタクトプラグ28b1を介して、第2セルコンタクトプラグ25b2と第1ビット線29aが接続される。同様に、第2ビットコンタクト28a2が設けられ、第2ビットコンタクトプラグ28b2を介して、第5セルコンタクトプラグ25b5と第2ビット線29bが接続される。
For example, a first bit contact plug 28b1 is formed in the first bit contact hole 28a1. The second cell contact plug 25b2 and the
ビット線29を覆うように、第3層間絶縁膜27が設けられている。第3層間絶縁膜27を貫通して、複数の容量コンタクトホール30aが設けられている。各容量コンタクトホール30aには、容量コンタクトプラグ30bが形成されている。容量コンタクトプラグ30bは、対応するセルコンタクトプラグ25bと容量コンタクトパッド31との間を接続する。
A third interlayer insulating film 27 is provided so as to cover the
例えば、第1容量コンタクトホール30a1に形成された第1容量コンタクトプラグ30b1は、第1セルコンタクトプラグ25b1と第1容量コンタクトパッド31aを接続する。同様に、第2、第3、および第4容量コンタクトホール30a2、30a3、30a4に形成された第2、第3、第4容量コンタクトプラグ30b2、30b3、および30b4は、第3、第4、第6セルコンタクトプラグ25b3、25b4、25b6と第2、第3および第4容量コンタクトパッド31b、31c、31dをそれぞれ接続する。
For example, the first capacitor contact plug 30b1 formed in the first capacitor contact hole 30a1 connects the first cell contact plug 25b1 and the first
容量コンタクトパッド31の周囲には、ストッパー膜32が設けられている。容量コンタクトパッド31上にはキャパシタの下部電極33が設けられる。下部電極33は、クラウン形状を有している。下部電極33の内表面及び外周面を覆うように容量絶縁膜34が形成されている。下部電極33を埋め込むように、容量絶縁膜34上に上部電極35が設けられ、キャパシタが構成される。
A
次に、上記のように構成された半導体装置100の製造方法の説明に先立って、セルコンタクトホールを形成するために使用されるセルコンタクトマスク(レチクル)について説明する。
Next, prior to the description of the manufacturing method of the
図3に示すように、セルコンタクトマスクは、一辺が2Fの正方形であるセルコンタクトマスク透光部41とセルコンタクトマスク遮光部42がX方向及びY方向に交互に配置された4Fピッチの市松模様のパターンレイアウトで構成されている。このような透光部41及び遮光部42が正方形のマスク(レチクル)パターン40をレジストに転写する場合、電磁波(露光光)の回折現象により、パターンの角が丸まり、転写パターン43は、図3に破線で示すように円形となる。換言すると、図3のマスクを用いて、X方向及びY方向にそれぞれ45度傾いた方向に沿って、実質的に等間隔に配置された円形パターンを形成することができる。
As shown in FIG. 3, the cell contact mask has a checkered pattern of 4F pitch in which cell contact mask
図4は、図3のセルコンタクトマスクを利用して形成されるセルコンタクトホールの配置を示す図である。転写パターン43に対応して、円形のセルコンタクトホールパターン44aが形成されている。また、ハッチングが施された円形の領域の外側にも、湾曲した四辺を持つセルコンタクトホールパターン44bが形成されている。
FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of cell contact holes formed using the cell contact mask of FIG. Corresponding to the
これらのパターン44a及び44bの形成について簡単に説明する。まず、レジストに転写された転写パターン43をマスクにしてシリコン酸化膜(第1のマスク膜)からなるハードマスク膜をエッチングして、シリコン酸化膜ハードマスク(第1のマスク)を形成する。形成された第1のマスクは、X方向及びY方向にそれぞれ45度傾いた方向に沿って等間隔に配列されている。次に、形成された第1のマスクの周囲にシリコン窒化膜(第2のマスク膜)からなるサイドウォールを形成する。サイドウォールは、X方向及びY方向にそれぞれ45度傾いた方向に関して隣接するサイドウォールに連結されている。次に、第1のマスクを除去する。これにより、図4おいてハッチングが施された領域にシリコン窒化膜からなるサイドウォール23aが形成される。このサイドウォール23aをマスク(第2のマスク)として下地層をエッチングすれば、4Fピッチに2つのセルコンタクトホールパターン44a,44bが形成される。
The formation of these
このように、本実施の形態では、4Fピッチの市松模様のセルコンタクトレチクルパターン40を用いて、4Fピッチに2個のセルコンタクトホールパターン44a、44bを形成できる。つまり、セルコンタクトレチクルパターンのパターン密度よりも、高い密度でセルコンタクトを形成することができる。従って、微細化が進み、リソグラフィ技術で、2Fピッチに1個のコンタクトホールパターンを形成するのが困難になっても、安定してコンタクトホールが形成でき、歩留まり向上が期待できる。
Thus, in the present embodiment, two cell
以下、半導体装置100の製造方法について、図5A乃至図13Bと図2A及び図2Bを参照して説明する。ここで各A図は、図1におけるX1−X1線に対応する位置の縦断面図であり、各B図は、図1におけるY1−Y1線に対応する位置の縦断面図である。
Hereinafter, a method for manufacturing the
まず、図5A及び図5Bに示すように、半導体基板1に、周知のSTI法により、酸化シリコン膜からなる絶縁膜で埋設された素子分離領域12を形成する。これにより、素子分離領域12で囲まれ、基板1からなる活性領域13が規定される。
First, as shown in FIGS. 5A and 5B, an
次に、半導体基板1の全面に酸化シリコン膜からなるパッド酸化膜(図示せず)を形成し、この酸化膜を通して、Nウェル領域およびPウェル領域を公知の方法で形成する。 Next, a pad oxide film (not shown) made of a silicon oxide film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1, and an N well region and a P well region are formed by a known method through the oxide film.
それから、半導体基板1をドライエッチング法によってエッチングし、ワード線用の溝5を形成する。そして、溝5の内表面を含む、半導体基板1の活性領域13の露出面に熱酸化および窒化プロセス等を用いてゲート酸化膜6を形成する。
Then, the semiconductor substrate 1 is etched by a dry etching method to form a
次に、ポリシリコン7、タングステン8等を、たとえばCVD法にて堆積させ、エッチバックすることにより、ゲート電極を兼ねたワード線WL10a、WL10b、WL10c、WL10dおよびダミーワード線DWL10aを形成する。そして、シリコン窒化膜等をワード線WL10、ダミーワード線DWL10aを覆うように堆積し、エッチバックすることにより、サイドウォール11を形成する。
Next, polysilicon 7, tungsten 8 and the like are deposited by, for example, the CVD method and etched back to form word lines WL10a, WL10b, WL10c, WL10d and dummy word lines DWL10a that also serve as gate electrodes. Then, a
そして、露出している半導体基板1上面に選択エピタキシャル法を用いて単結晶シリコンからなる積み上げ拡散層14を形成する。
Then, a
次に、図6A及び図6Bに示すように、ワード線WL10およびダミーワード線DWL10aを覆うように、シリコン窒化膜等からなるライナー膜19をたとえばCVD法にて形成する。それから、ライナー膜19上に第1層間絶縁膜17を堆積する。その後、CMP(Chemical Mechanical Polishing)を行って、ライナー膜19が露出するまで第1層間絶縁膜17の表面を平坦化する。そして、平坦化された第1層間絶縁膜17上に、キャップ絶縁膜18をたとえばCVD法にて形成する。
Next, as shown in FIGS. 6A and 6B, a
次に図7A及び図7Bに示すように、キャップ絶縁膜18上にシリコン窒化膜からなるストッパー膜20を形成する。また、ストッパー膜20上にシリコン酸化膜からなるハードマスク膜(21)を形成し、ハードマスク膜上にレジスト(22)を塗布する。それから、前述したセルコンタクトマスク(図3参照)を用い、コンタクトレチクルパターン40をレジストに転写して、パターン転写されたレジスト22を形成する。さらにドライエッチング技術を用いて、レジスト22をマスクにハードマスク膜をエッチングして、パターン転写されたハードマスク(第1のマスク)21を形成する。前述したように、ハードマスク21は、直交するに方向に沿って所定の間隔で配列形成される。
Next, as shown in FIGS. 7A and 7B, a
次に、図8A及び図8Bに示すように、レジスト22を除去し、シリコン窒化膜からなるサイドウォール膜23をたとえば、膜厚F/4nm程度で形成する。膜厚は、図4にしたように隣接する突出部分同士が連結されるけれども、四方を突出部分に囲まれた領域が完全に埋め込まれないように設定する。
Next, as shown in FIGS. 8A and 8B, the resist 22 is removed, and a
次に、図9A及び図9Bに示すように、シリコン窒化膜からなるサイドウォール膜23をエッチバックし、サイドウォール23aを形成する。この時、サイドウォール23aの幅は、膜厚と同じF/4程度となる。
Next, as shown in FIGS. 9A and 9B, the
次に、図10A及び図10Bに示すように、ハードマスク21をたとえば、フッ酸溶液に浸漬し、除去する。続いて、ストッパー膜20の露出部分を除去するため、シリコン窒化膜のサイドウォール23aおよびストッパー膜20を全面エッチバックする。最終的にサイドウォール23aの一部と、それに覆われたストッパー膜20が残留し、セルコンタクトエッチング用のハードマスク24となる。
Next, as shown in FIGS. 10A and 10B, the
次に、図11A及び図11Bに示すように、セルコンタクトエッチング用のハードマスク24をマスクにドライエッチング技術を用いて、キャップ絶縁膜18、第1層間絶縁膜17、ライナー膜19を貫通してセルコンタクトホール25cを形成する。セルコンタクト25cと活性領域13の交差している部分で、積み上げ拡散層14表面が露出する。
Next, as shown in FIGS. 11A and 11B, the
次に、図12A及び図12Bに示すように、セルコンタクト25cの内部に、N型不純物(リン等)をドーピングしたポリシリコン25をたとえばCVD法を用いて埋め込む。
Next, as shown in FIGS. 12A and 12B,
次に、図13A及び図13Bに示すように、第1層間絶縁膜17上の余剰なポリシリコン25をたとえばCMPにより除去し、さらにポリシリコン25をエッチバックする。セルコンタクト25c内にポリシリコン25の一部を残存させて、セルコンタクトプラグ25bを形成する。
Next, as shown in FIGS. 13A and 13B, the
次に、図2A及び図2Bに示すように、セルコンタクトプラグ25bを覆うように、第2層間絶縁膜26を形成する。それから、第2層間絶縁膜26を貫通するビットコンタクトホール28aを形成し、内部をポリシリコン等で埋め込み、ビットコンタクトプラグ28bを形成する。これにより、第1ビットコンタクトプラグ28b1を介して、第2セルコンタクトプラグ25b2と第1ビット線29aが接続される。また、第2ビットコンタクトプラグ28b2を介して、第5セルコンタクトプラグ25b5と第2ビット線29bが接続される。
Next, as shown in FIGS. 2A and 2B, a second
次に、ビット線29を覆うように、第3層間絶縁膜27を形成する。それから、第3層間絶縁膜27を貫通する容量コンタクトホール30aを形成し、内部にポリシリコン等の導電材料を埋め込み、容量コンタクトプラグ30bを形成する。これにより、第1容量コンタクトプラグ30b1を介して、第1セルコンタクトプラグ25b1と第1容量コンタクトパッド31aが接続される。同様に、第2、第3、第4容量コンタクトプラグ30b2、30b3、および30b4を介して、第3、第4、第6セルコンタクトプラグ25b3、25b4、25b6と第2、第3および第4容量コンタクトパッド31b、31c、31dがそれぞれ接続される。
Next, a third interlayer insulating film 27 is formed so as to cover the
次に、容量コンタクトパッド31を覆うように、ストッパー膜32を形成する。容量コンタクトパッド31を露出させ、その上に下部電極33を形成する。下部電極33の内表面および外周面を覆う容量絶縁膜34を形成した後、容量絶縁膜35上に上部電極35を形成し、キャパシタを形成する。
Next, a
この後、必要な配線を形成する配線形成工程や、配線に接続されるプラグを形成するプラグ形成工程等を繰り返し、多層配線を形成する。 Thereafter, a multilayer wiring is formed by repeating a wiring formation process for forming a necessary wiring, a plug formation process for forming a plug connected to the wiring, and the like.
以上のようにして、半導体装置100が完成する。
As described above, the
上述したように、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、4Fピッチの市松模様のコンタクトレチクルパターンを用い、サイドウォール23を用いたハードマスク24を用いることで、2Fピッチに1個のコンタクトホールパターンを形成できる。微細化が進み、リソグラフィ技術で、2Fピッチに1個のコンタクトホールパターンを形成するのは困難になっても、安定してコンタクトホールが形成でき、歩留まり向上が期待できる。
As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, a 4F pitch checkered contact reticle pattern is used, and the
以上、本発明について実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨から逸脱することなく、種々の変形・変更か可能である。 Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and changes can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施の形態では、市松模様のセルコンタクトマスクを用いたが、互いに直交するに方向に沿って所定の距離で配列された円形等の遮光部を有するセルコンタクトマスクを用いても同様のパターン転写を行うことができる。 For example, in the above embodiment, the checkered cell contact mask is used, but the same applies even if a cell contact mask having a light shielding portion such as a circle arranged at a predetermined distance along a direction orthogonal to each other is used. Pattern transfer can be performed.
100 半導体装置
1 半導体基板
5 溝
6 ゲート絶縁膜
7 ポリシリコン
8 タングステン
10 ワード線
11 サイドウォール
12 素子分離領域
12a 第1素子分離領域
12b 第2素子分離領域
12c 第3素子分離領域
13 活性領域
13a 第1活性領域
13b 第2活性領域
14、14a〜14f 積み上げ拡散層
17 第1層間膜
18 キャップ絶縁膜
19 ライナー膜
20 ストッパー膜
21 ハードマスク
22 レジスト
23 サイドウォール膜
23a サイドウォール
24 ハードマスク
25 セルコンタクト領域
25a1〜25a6 セルコンタクト領域
25b1〜25b6 セルコンタクトプラグ
25c セルコンタクトホール
26 第2層間絶縁膜
27 第3層間絶縁膜
28a1,28a2 ビットコンタクトホール
28b1,28b2 ビットコンタクトプラグ
29a、29b ビット線
30a1〜30a4 容量コンタクトホール
30b1〜30b4 容量コンタクトプラグ
31a〜31d 容量コンタクトパッド
32 ストッパー膜
33 下部電極
34 容量絶縁膜
35 上部電極
40 マスクパターン
41 セルコンタクトマスク透光部
42 セルコンタクトマスク遮光部
43 転写パターン
44a,44b セルコンタクトホールパターン
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1のマスク膜をパターニングして、直交する2方向に沿って実質的に等間隔に配列された複数の第1のマスクを形成し、
前記第1のマスク及び露出する被加工層を覆う第2のマスク膜を形成し、
前記第2のマスク膜の一部を除去して、前記複数の第1のマスクの各々の周囲を囲み、かつ前記直交する2方向に関して相互に連結された複数のサイドウォールを形成し、
前記第1のマスクを除去し、
前記サイドウォールを加工マスクとして前記被加工層にホールを形成する、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a first mask film on the layer to be processed;
Patterning the first mask film to form a plurality of first masks arranged at substantially equal intervals along two orthogonal directions;
Forming a second mask film covering the first mask and the exposed layer to be processed;
Removing a part of the second mask film to form a plurality of sidewalls surrounding each of the plurality of first masks and interconnected with respect to the two orthogonal directions;
Removing the first mask;
Forming a hole in the layer to be processed using the sidewall as a processing mask;
A method for manufacturing a semiconductor device.
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