JP2014053361A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2014053361A
JP2014053361A JP2012194942A JP2012194942A JP2014053361A JP 2014053361 A JP2014053361 A JP 2014053361A JP 2012194942 A JP2012194942 A JP 2012194942A JP 2012194942 A JP2012194942 A JP 2012194942A JP 2014053361 A JP2014053361 A JP 2014053361A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
silicon oxide
semiconductor device
manufacturing
semiconductor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012194942A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Hayama
剛 巴山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PS4 Luxco SARL
Original Assignee
PS4 Luxco SARL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PS4 Luxco SARL filed Critical PS4 Luxco SARL
Priority to JP2012194942A priority Critical patent/JP2014053361A/en
Publication of JP2014053361A publication Critical patent/JP2014053361A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem in which if a silicon nitride film having a relatively high dielectric constant is used on the top and side wall of a bit line, the parasitic capacitance of adjacent wirings increases and thereby disadvantages are sometimes brought to a circuit operation.SOLUTION: A method of manufacturing a semiconductor device includes the steps of: forming a plurality of conductive wirings having a side surface and top surface covered with an insulating film on a semiconductor substrate, so as to extend in a first direction; covering with a polymer film a space between the plurality of conductive wirings on the semiconductor substrate; patterning the polymer film in a second direction intersecting with the first direction, to leave the film on the semiconductor substrate; forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate that includes the polymer film and the plurality of conductive wirings; removing the interlayer insulating film until the top surface of the polymer film appears; removing the polymer film whose top surface has appeared; and embedding a conductive layer in portions where the polymer film is removed.

Description

本発明は、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.

従来、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の素子を有する半導体装置においては、ビット線では導電膜の上部及び側壁にマスク膜及びサードウォールとなるシリコン窒化膜を形成し、当該シリコン窒化膜上に層間絶縁膜となるシリコン酸化膜を形成していた。ビット線の上部及び側壁のシリコン窒化膜のエッチングレートが層間絶縁膜となるシリコン酸化膜のエチングレートより遅いことを利用して、セルフアラインで層間絶縁膜となるシリコン酸化膜に容量コンタクトを形成していた。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor device having elements such as DRAM (Dynamic Random Access Memory), in a bit line, a mask nitride and a silicon nitride film serving as a third wall are formed on the upper and side walls of the conductive film, and an interlayer is formed on the silicon nitride film. A silicon oxide film to be an insulating film has been formed. Using the fact that the etching rate of the silicon nitride film on the upper and side walls of the bit line is slower than the etching rate of the silicon oxide film that becomes the interlayer insulating film, a capacitor contact is formed on the silicon oxide film that becomes the interlayer insulating film by self-alignment It was.

例えば、特許文献1では、導電膜(下から底部導電膜、金属膜が積層したもの)の上部にシリコン窒化膜からなるマスク膜を有するビット線をパターニングし、その後、ビット線を覆うようにシリコン窒化膜を成膜し、その後、当該シリコン窒化膜をエッチングすることにより導電膜の側壁にシリコン窒化膜からなるサイドウォールを形成する。ビット線を含む全面にシリコン窒化膜からなるライナ膜を形成し、その後、当該ライナ膜上におけるビット線間にSOD(spin on dielectric)よりなる堆積膜を堆積して改質し、その後、ビット線及び堆積膜を含む全面にシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜を形成し、その後、セルフアラインで半導体基板に通ずる開口を形成し、その後、当該開口の内壁にシリコン窒化膜からなるサイドウォールを形成し、その後、当該開口の底部にポリシリコン膜を埋め込むことが開示されている。   For example, in Patent Document 1, a bit line having a mask film made of a silicon nitride film is patterned on a conductive film (a bottom conductive film and a metal film laminated from below), and then the silicon is formed so as to cover the bit line. A nitride film is formed, and then the silicon nitride film is etched to form a sidewall made of a silicon nitride film on the sidewall of the conductive film. A liner film made of a silicon nitride film is formed on the entire surface including the bit line, and then a deposited film made of SOD (spin on dielectric) is deposited and modified between the bit lines on the liner film, and then the bit line Then, an interlayer insulating film made of a silicon oxide film is formed on the entire surface including the deposited film, and then an opening communicating with the semiconductor substrate is formed by self-alignment, and then a sidewall made of a silicon nitride film is formed on the inner wall of the opening. Then, it is disclosed that a polysilicon film is embedded in the bottom of the opening.

特開2012−84738号公報JP 2012-84738 A

以下の分析は、本願発明者により与えられる。   The following analysis is given by the inventor.

しかしながら、ビット線の上部及び側壁に、誘電率が比較的高いシリコン窒化膜を用いると、隣り合う配線の寄生容量が大きくなり、回路動作が不利になることがある。   However, when a silicon nitride film having a relatively high dielectric constant is used for the upper portion and side wall of the bit line, the parasitic capacitance of the adjacent wiring increases, which may be disadvantageous in circuit operation.

第1の視点においては、半導体装置の製造方法において、半導体基板上に側面と上面とが絶縁膜で覆われた複数の導電配線を第1の方向に延在するよう形成する工程と、前記半導体基板上の前記複数の導電配線間をポリマー膜で覆う工程と、前記ポリマー膜を前記第1の方向と交差する第2の方向にパターニングして前記半導体基板上に残す工程と、前記ポリマー膜及び前記複数の導電配線を含む前記半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記ポリマー膜の上面が表れるまで前記層間絶縁膜を除去する工程と、上面が表れた前記ポリマー膜を除去する工程と、前記ポリマー膜が除去された部分に導電層を埋め込む工程と、を含むことを特徴とする。   According to a first aspect, in a method for manufacturing a semiconductor device, a step of forming a plurality of conductive wirings whose side surfaces and upper surface are covered with an insulating film on a semiconductor substrate so as to extend in a first direction; Covering the plurality of conductive wirings on the substrate with a polymer film, patterning the polymer film in a second direction intersecting the first direction, and leaving on the semiconductor substrate, the polymer film and Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate including the plurality of conductive wirings; removing the interlayer insulating film until an upper surface of the polymer film appears; and removing the polymer film exposed on the upper surface And a step of embedding a conductive layer in the portion from which the polymer film has been removed.

第2の視点においては、半導体装置の製造方法において、半導体基板上に、開口部を有する第1層間絶縁膜を形成する工程と、前記半導体基板上の前記開口部内にて側面と上面とが絶縁膜で覆われた複数の導電配線を第1の方向に延在するよう形成する工程と、前記第1層間絶縁膜上の前記複数の導電配線間をポリマー膜で覆う工程と、前記ポリマー膜を前記第1の方向と交差する第2の方向にパターニングして前記半導体基板上に残す工程と、前記ポリマー膜及び前記複数の導電配線を含む前記半導体基板上に第2層間絶縁膜を形成する工程と、前記ポリマー膜の上面が表れるまで前記第2層間絶縁膜を除去する工程と、上面が表れた前記ポリマー膜を前記第1層間絶縁膜の上面が表れるまで除去する工程と、上面が表れた前記第1層間絶縁膜を前記半導体基板の上面が表れるまで除去する工程と、前記ポリマー膜及び前記第1層間絶縁膜が除去された部分に導電層を埋め込む工程と、を含むことを特徴とする。   In a second aspect, in a method for manufacturing a semiconductor device, a step of forming a first interlayer insulating film having an opening on a semiconductor substrate, and a side surface and an upper surface are insulated from each other in the opening on the semiconductor substrate Forming a plurality of conductive wires covered with a film so as to extend in a first direction, a step of covering the plurality of conductive wires on the first interlayer insulating film with a polymer film, and Patterning in a second direction intersecting the first direction and leaving on the semiconductor substrate; and forming a second interlayer insulating film on the semiconductor substrate including the polymer film and the plurality of conductive wirings And removing the second interlayer insulating film until the upper surface of the polymer film appears, removing the polymer film showing the upper surface until the upper surface of the first interlayer insulating film appears, and an upper surface appeared. The first delamination Removing the membrane to appear the upper surface of the semiconductor substrate, characterized in that it comprises a burying a conductive layer on the polymer film and the first interlayer insulating film is removed partially.

第3の視点においては、半導体装置の製造方法において、半導体基板上に導電膜と第1シリコン酸化膜とをこの順に堆積する工程と、前記導電膜と前記第1シリコン酸化膜とを第1の方向に延在するようパターニングすることにより複数のビット線を形成する工程と、前記複数のビット線を含む前記半導体基板上に第2シリコン酸化膜を堆積する工程と、エッチバックにより前記複数のビット線の側壁に前記第2シリコン酸化膜を残してサイドウォールを形成する工程と、前記半導体基板上の前記複数のビット線の間にポリマー膜を塗布する工程と、前記ポリマー膜を前記第1の方向と交差する第2の方向にパターニングして前記半導体基板上に残すとともに、前記半導体基板を露出する工程と、残った前記ポリマー膜及び前記複数のビット線配線を含む前記半導体基板上に第3シリコン酸化膜を形成する工程と、前記ポリマー膜の上面が表れるまで前記第3シリコン酸化膜を除去する工程と、前記ポリマー膜を除去して前記半導体基板に通ずる開口部を形成する工程と、前記半導体基板上の前記開口部内に導電層を埋め込む工程と、を含むことを特徴とする。   In a third aspect, in a method for manufacturing a semiconductor device, a step of depositing a conductive film and a first silicon oxide film in this order on a semiconductor substrate, and the conductive film and the first silicon oxide film are formed in a first Forming a plurality of bit lines by patterning to extend in a direction; depositing a second silicon oxide film on the semiconductor substrate including the plurality of bit lines; and etching back the plurality of bits. Forming a sidewall leaving the second silicon oxide film on the side wall of the line, applying a polymer film between the plurality of bit lines on the semiconductor substrate, and attaching the polymer film to the first Patterning in a second direction intersecting the direction and leaving on the semiconductor substrate, exposing the semiconductor substrate, the remaining polymer film and the plurality of bits Forming a third silicon oxide film on the semiconductor substrate including wiring; removing the third silicon oxide film until an upper surface of the polymer film appears; and removing the polymer film to form the semiconductor substrate. The method includes a step of forming a communication opening and a step of embedding a conductive layer in the opening on the semiconductor substrate.

第4の視点においては、半導体装置の製造方法において、半導体基板上に、開口部を有する層間シリコン酸化膜を形成する工程と、前記半導体基板上の前記開口部内にて導電膜と第1シリコン酸化膜とをこの順に堆積する工程と、前記導電膜と前記第1シリコン酸化膜とを第1の方向に延在するようパターニングすることにより複数のビット線を形成する工程と、前記複数のビット線を含む前記半導体基板上に第2シリコン酸化膜を堆積する工程と、エッチバックにより前記複数のビット線の側壁に前記第2シリコン酸化膜を残してサイドウォールを形成する工程と、前記層間シリコン酸化膜上の前記複数のビット線の間にポリマー膜を塗布する工程と、前記ポリマー膜を前記第1の方向と交差する第2の方向にパターニングして前記層間シリコン酸化膜上に残すとともに、前記層間シリコン酸化膜を露出する工程と、残った前記ポリマー膜及び前記複数のビット線配線を含む前記層間シリコン酸化膜上に第3シリコン酸化膜を形成する工程と、前記ポリマー膜の上面が表れるまで前記第3シリコン酸化膜を除去する工程と、上面が表れた前記ポリマー膜及び前記層間シリコン酸化膜を除去して前記半導体基板に通ずる他の開口部を形成する工程と、前記半導体基板上の前記他の開口部内に導電層を埋め込む工程と、を含むことを特徴とする。   In a fourth aspect, in a method for manufacturing a semiconductor device, a step of forming an interlayer silicon oxide film having an opening on a semiconductor substrate, and a conductive film and a first silicon oxide in the opening on the semiconductor substrate Depositing a film in this order, forming a plurality of bit lines by patterning the conductive film and the first silicon oxide film to extend in a first direction, and the plurality of bit lines A step of depositing a second silicon oxide film on the semiconductor substrate including the step of forming a sidewall by etching back leaving the second silicon oxide film on sidewalls of the plurality of bit lines, and the interlayer silicon oxide Applying a polymer film between the plurality of bit lines on the film; and patterning the polymer film in a second direction intersecting the first direction to form the interlayer film. Leaving the interlayer oxide film on the con oxide film and exposing the interlayer silicon oxide film; and forming a third silicon oxide film on the interlayer silicon oxide film including the remaining polymer film and the plurality of bit line wirings; Removing the third silicon oxide film until the upper surface of the polymer film appears, and removing the polymer film and the interlayer silicon oxide film exposed from the upper surface to form another opening that communicates with the semiconductor substrate. And a step of embedding a conductive layer in the other opening on the semiconductor substrate.

本発明によれば、ビット線の上面、側壁に形成される絶縁膜に、シリコン窒化膜よりも誘電率が小さい絶縁膜を用いることにより、従来技術より寄生容量は小さくすることができる。   According to the present invention, by using an insulating film having a dielectric constant smaller than that of the silicon nitride film as the insulating film formed on the upper surface and side wall of the bit line, the parasitic capacitance can be made smaller than that of the prior art.

実施形態1に係る半導体装置のメモリセル部の構成を模式的に示した図2の(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 3A is a cross-sectional view taken along a line AA ′ in FIG. 2, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along a line BB ′ schematically illustrating a configuration of a memory cell unit of the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置のメモリセル部の構成を模式的に示した図1に対応する部分平面図である。FIG. 3 is a partial plan view corresponding to FIG. 1 schematically showing a configuration of a memory cell portion of the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図4の(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 5A is a cross-sectional view taken along a line AA ′ in FIG. 4 and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along a line BB ′ schematically illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図3に対応する部分平面図である。FIG. 6 is a partial plan view corresponding to FIG. 3 schematically showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図3に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 4A is a cross-sectional view taken along a line AA ′ and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along a line BB ′ following FIG. 3 schematically illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図5に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along a line A-A ′ and a cross-sectional view taken along a line B-B ′ following FIG. 5 schematically illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図6に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 7A is a cross-sectional view taken along a line AA ′ and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along a line BB ′ following FIG. 6 schematically showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図7に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 8A is a cross-sectional view taken along a line AA ′ and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along a line BB ′ following FIG. 7 schematically showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図8に対応する部分平面図である。FIG. 9 is a partial plan view corresponding to FIG. 8 schematically showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図8に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 9A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ following FIG. 8 schematically illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図10に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view taken along a line AA ′ and a cross-sectional view taken along a line BB ′ following FIG. 10 schematically illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図11に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIGS. 11A and 11B schematically illustrate the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, and are cross-sectional views between (a) AA ′ and (b) BB ′. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図12に対応する部分平面図である。FIG. 13 is a partial plan view corresponding to FIG. 12 schematically showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図12に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 13A is a cross-sectional view taken along a line AA ′ and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along a line BB ′ following FIG. 12 schematically showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図14に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 15A is a cross-sectional view taken along a line AA ′ and FIG. 15B is a cross-sectional view taken along a line BB ′ following FIG. 14 schematically showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図15に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 16A is a cross-sectional view taken along a line AA ′ and FIG. 15B is a cross-sectional view taken along a line BB ′ following FIG. 15 schematically illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment; 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図16に対応する部分平面図である。FIG. 17 is a partial plan view corresponding to FIG. 16 schematically showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図17に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 18A is a cross-sectional view taken along a line AA ′ and FIG. 18B is a cross-sectional view taken along a line BB ′ following FIG. 17 schematically illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment; 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図18に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 19A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ and FIG. 18B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ following FIG. 18 schematically illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図19に対応する部分平面図である。FIG. 20 is a partial plan view corresponding to FIG. 19 schematically showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図19に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 20A is a cross-sectional view taken along line AA ′ and FIG. 19B is a cross-sectional view taken along line BB ′ following FIG. 19 schematically illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図21に対応する部分平面図である。FIG. 22 is a partial plan view corresponding to FIG. 21 schematically showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図22に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 23A is a cross-sectional view taken along line AA ′ and FIG. 22B is a cross-sectional view taken along line BB ′ following FIG. 22 schematically illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment; 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図23に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 24A is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ and FIG. 24B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ following FIG. 23 schematically showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図24に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view taken along a line AA ′ and a cross-sectional view taken along a line BB ′ following FIG. 24 schematically showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図25に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 26 is a cross-sectional view taken along a line A-A ′ and a cross-sectional view taken along a line B-B ′ following FIG. 25 schematically illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図26に対応する部分平面図である。FIG. 27 is a partial plan view corresponding to FIG. 26 schematically showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図26に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。27A is a cross-sectional view taken along line AA ′ and FIG. 27B is a cross-sectional view taken along line BB ′ following FIG. 26 schematically illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図28に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 29 is a cross-sectional view taken along a line A-A ′ and a cross-sectional view taken along a line B-B ′ following FIG. 28 schematically showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment; 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図29に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 30A is a cross-sectional view taken along line AA ′ and FIG. 29B is a cross-sectional view taken along line BB ′ following FIG. 29 schematically illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment; 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図30に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 31 is a cross-sectional view taken along a line AA ′ and a cross-sectional view taken along a line BB ′ following FIG. 30 schematically showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment; 実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した図31に続く(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。FIG. 32A is a cross-sectional view taken along line AA ′ and FIG. 32B is a cross-sectional view taken along line BB ′ following FIG. 31 schematically illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment;

[実施形態1]
実施形態1に係る半導体装置について図面を用いて説明する。ここでは、半導体装置がDRAM(Dynamic Random Access Memory)の場合を一例にして説明する。
[Embodiment 1]
A semiconductor device according to Embodiment 1 will be described with reference to the drawings. Here, a case where the semiconductor device is a DRAM (Dynamic Random Access Memory) will be described as an example.

図1は、実施形態1に係る半導体装置のメモリセル部の構成を模式的に示した図2の(a)A−A´間の断面図、(b)B−B´間の断面図である。図2は、実施形態1に係る半導体装置のメモリセル部の構成を模式的に示した図1に対応する部分平面図である。なお、図2では、構成要素の配置状況を明確にするため、容量コンタクトパッド42上に位置するキャパシタ(図1の48)とキャパシタ上に位置する上部金属配線(図1の51)を省略している。また、図1(a)はY方向に平行な断面となっているが、図1(b)は厳密にはX方向からずれているものの、本説明ではX方向として記載する。また、本実施形態のDRAM100では、ベースとなる半導体基板にシリコン基板1を用いるものとする。さらに、単体の半導体基板だけでなく、半導体基板上に半導体デバイスが製造される過程の状態、および半導体基板上に半導体デバイスが形成された状態を含めて、ウェハと総称する。   FIG. 1 is a cross-sectional view taken along a line A-A ′ in FIG. 2 and a cross-sectional view taken along a line BB ′ in FIG. 2 schematically showing the configuration of a memory cell portion of the semiconductor device according to the first embodiment. is there. FIG. 2 is a partial plan view corresponding to FIG. 1 schematically showing the configuration of the memory cell portion of the semiconductor device according to the first embodiment. In FIG. 2, the capacitor (48 in FIG. 1) located on the capacitor contact pad 42 and the upper metal wiring (51 in FIG. 1) located on the capacitor are omitted in order to clarify the arrangement of the components. ing. 1A has a cross section parallel to the Y direction, FIG. 1B is described as the X direction in this description although it is strictly deviated from the X direction. In the DRAM 100 of this embodiment, the silicon substrate 1 is used as a base semiconductor substrate. Furthermore, not only a single semiconductor substrate but also a state in which a semiconductor device is manufactured on the semiconductor substrate and a state in which the semiconductor device is formed on the semiconductor substrate are collectively referred to as a wafer.

DRAM100には、シリコン基板1にプレーナ型MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ(以下では、MOSトランジスタと称する)が設けられているので、始めにMOSトランジスタの構成について説明する。   Since the DRAM 100 is provided with a planar type MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor (hereinafter referred to as a MOS transistor) on the silicon substrate 1, the configuration of the MOS transistor will be described first.

MOSトランジスタは、シリコン基板1の素子分離領域となるSTI(Shallow Trench Isolation)9に囲まれた活性領域1Aに設けられている。なお、STI9は、シリコン基板1に形成された溝内に、絶縁膜6と絶縁膜7を積層させたものである。MOSトランジスタは、活性領域1Aに設けられた溝の内壁を覆っているゲート絶縁膜16と、ゲート絶縁膜16の上面部と一部の側面部を覆っている介在層17と、介在層17の内側に設けられた埋込ワード線23及び埋込配線22となる導電膜18及び導電膜18Aと、低濃度不純物拡散層11に設けられたソース領域及びドレイン領域となる不純物拡散層26及び不純物拡散層37とを有する構成となっている。低濃度不純物拡散層11は、ゲート絶縁膜16が設けられた領域を除いた活性領域1Aの上部に設けられており、シリコン基板1に多く含まれる導電性不純物とは反対の導電型の不純物が拡散して形成された層である。また、導電膜18、18Aは、その上面がライナ膜20と埋込絶縁膜21で覆われている。図1(b)に示す活性領域1Aには、説明の便宜上、埋込ワード線23を有する2個のMOSトランジスタを表しているが、実際のDRAMにおけるセルアレイ部には、数千〜数十万個のMOSトランジスタが配置されている。なお、図1(b)に示す埋込配線22は、埋込ワード線23と同じ構造であるが、ワード線として機能するものではなく、MOSトランジスタを電気的に分離する機能がある。埋込配線22では、その電圧を所定の値に維持することにより、寄生トランジスタがオフ状態となるので、同一の活性領域1A上で隣接するMOSトランジスタを電気的に分離することができる。   The MOS transistor is provided in an active region 1A surrounded by STI (Shallow Trench Isolation) 9 which is an element isolation region of the silicon substrate 1. The STI 9 is obtained by laminating an insulating film 6 and an insulating film 7 in a groove formed in the silicon substrate 1. The MOS transistor includes a gate insulating film 16 covering an inner wall of a groove provided in the active region 1A, an intervening layer 17 covering an upper surface portion and a part of side surfaces of the gate insulating film 16, and an intervening layer 17 The conductive film 18 and the conductive film 18A that become the buried word line 23 and the buried wiring 22 provided inside, the impurity diffusion layer 26 that becomes the source region and the drain region provided in the low-concentration impurity diffusion layer 11, and the impurity diffusion The layer 37 is included. The low-concentration impurity diffusion layer 11 is provided above the active region 1A excluding the region where the gate insulating film 16 is provided, and has an impurity of a conductivity type opposite to the conductive impurity contained in the silicon substrate 1 in a large amount. It is a layer formed by diffusion. The upper surfaces of the conductive films 18 and 18A are covered with the liner film 20 and the buried insulating film 21. The active region 1A shown in FIG. 1B represents two MOS transistors having embedded word lines 23 for convenience of explanation, but in the cell array portion in an actual DRAM, several thousand to several hundred thousand are shown. A number of MOS transistors are arranged. The embedded wiring 22 shown in FIG. 1B has the same structure as the embedded word line 23, but does not function as a word line but has a function of electrically separating MOS transistors. In the embedded wiring 22, the parasitic transistor is turned off by maintaining the voltage at a predetermined value, so that adjacent MOS transistors on the same active region 1 </ b> A can be electrically isolated.

次に、上記MOSトランジスタの上方における構成を説明する。   Next, the configuration above the MOS transistor will be described.

DRAM100のセルアレイ部には、上記MOSトランジスタおよびキャパシタ48を有するメモリセルが複数設けられている。キャパシタ48は、シリンダ型のキャパシタであり、下部電極45、容量絶縁膜46および上部電極47で構成されている。なお、下部電極45は、筒部の底面が塞がったシリンダ形状で、内壁と外壁を有しており、内壁側は容量絶縁膜46を介して上部電極47が埋め込まれている。不純物拡散層26は、不純物拡散層26上に設けられた導電膜27に接続されている。ここで導電膜27は、導電膜27上に設けられた導電膜28と共にビット線30を構成している。また、ビット線30の上面はマスク膜29で覆われており、ビット線30及びマスク膜29の側面部はサイドウォール絶縁膜31で覆われている。マスク膜29及びサイドウォール絶縁膜31は、シリコン酸化膜である。MOSトランジスタの不純物拡散層37は、不純物拡散層37上に設けられた容量コンタクトプラグ41及び容量コンタクトパッド42を介して、下部電極45に電気的に接続されている。ここで、容量コンタクトプラグ41は、導電膜38と導電膜40との間に介在層39を挿入した積層構造となっており、その側面部はサイドウォール絶縁膜36で覆われている。また、容量コンタクトパッド42は、キャパシタ48と容量コンタクトプラグ41とのアライメントマージンを確保するために設けられているので、容量コンタクトプラグ41の上面の全てを覆っている必要は無く、容量コンタクトプラグ41上に位置して、少なくともその一部と接続していればよい。   A plurality of memory cells having the MOS transistor and the capacitor 48 are provided in the cell array portion of the DRAM 100. The capacitor 48 is a cylinder type capacitor, and includes a lower electrode 45, a capacitive insulating film 46, and an upper electrode 47. The lower electrode 45 has a cylindrical shape in which the bottom surface of the cylindrical portion is closed, and has an inner wall and an outer wall. The upper electrode 47 is embedded on the inner wall side through a capacitive insulating film 46. The impurity diffusion layer 26 is connected to a conductive film 27 provided on the impurity diffusion layer 26. Here, the conductive film 27 and the conductive film 28 provided on the conductive film 27 constitute a bit line 30. The upper surface of the bit line 30 is covered with a mask film 29, and the side surfaces of the bit line 30 and the mask film 29 are covered with a sidewall insulating film 31. The mask film 29 and the sidewall insulating film 31 are silicon oxide films. The impurity diffusion layer 37 of the MOS transistor is electrically connected to the lower electrode 45 through a capacitor contact plug 41 and a capacitor contact pad 42 provided on the impurity diffusion layer 37. Here, the capacitor contact plug 41 has a laminated structure in which an intervening layer 39 is inserted between the conductive film 38 and the conductive film 40, and the side surface portion is covered with the sidewall insulating film 36. Further, since the capacitor contact pad 42 is provided in order to secure an alignment margin between the capacitor 48 and the capacitor contact plug 41, it is not necessary to cover the entire upper surface of the capacitor contact plug 41. It suffices if it is located above and connected to at least a part thereof.

ビット線30及びマスク膜29並びに容量コンタクトプラグ41は、第1層間絶縁膜24及び第2層間絶縁膜32で埋設されている。さらに、容量コンタクトパッド42は、第2層間絶縁膜32を保護するためのストッパ膜43で覆われている。ストッパ膜43上には、第3層間絶縁膜44が設けられている。第3層間絶縁膜44及びストッパ膜43には、容量コンタクトパッド42に通ずるシリンダホール44Aが形成されている。シリンダホール44Aは下部電極45で覆われているので、下部電極45の外壁は、第3層間絶縁膜44とストッパ膜43に接している。第3層間絶縁膜44の上面は、容量絶縁膜46で覆われている。容量絶縁膜46の露出面(上面乃至側壁面)は、上部電極47で覆われている。容量絶縁膜46及び上部電極47は、隣り合う所定のキャパシタ48において共通である。   The bit line 30, the mask film 29, and the capacitor contact plug 41 are embedded with the first interlayer insulating film 24 and the second interlayer insulating film 32. Further, the capacitor contact pad 42 is covered with a stopper film 43 for protecting the second interlayer insulating film 32. A third interlayer insulating film 44 is provided on the stopper film 43. In the third interlayer insulating film 44 and the stopper film 43, a cylinder hole 44A communicating with the capacitor contact pad 42 is formed. Since the cylinder hole 44 </ b> A is covered with the lower electrode 45, the outer wall of the lower electrode 45 is in contact with the third interlayer insulating film 44 and the stopper film 43. The upper surface of the third interlayer insulating film 44 is covered with a capacitive insulating film 46. The exposed surface (upper surface or side wall surface) of the capacitor insulating film 46 is covered with the upper electrode 47. The capacitor insulating film 46 and the upper electrode 47 are common to the predetermined capacitors 48 adjacent to each other.

上部電極47は、第4層間絶縁膜49で覆われている。第4層間絶縁膜49には、上部電極47に通ずるコンタクトプラグ50が設けられている。さらに、第4層間絶縁膜49上には、上部金属配線51が設けられている。キャパシタ48の上部電極47は、コンタクトプラグ50を介して、上部金属配線51と接続されている。なお、上部金属膜51を含む第4層間絶縁膜49は、保護膜52で覆われている。   The upper electrode 47 is covered with a fourth interlayer insulating film 49. The fourth interlayer insulating film 49 is provided with a contact plug 50 that communicates with the upper electrode 47. Furthermore, an upper metal wiring 51 is provided on the fourth interlayer insulating film 49. The upper electrode 47 of the capacitor 48 is connected to the upper metal wiring 51 through the contact plug 50. The fourth interlayer insulating film 49 including the upper metal film 51 is covered with a protective film 52.

以上のように、本実施形態におけるMOSトランジスタは、埋込ワード線23を有しており、プレーナ型MOSトランジスタよりも、セルアレイ部における占有面積の縮小化に有効な構成となっている。   As described above, the MOS transistor in this embodiment has the embedded word line 23, and has a configuration that is more effective in reducing the occupied area in the cell array portion than the planar MOS transistor.

次に、実施形態1に係る半導体装置(DRAM100)の製造方法について図面を用いて説明する。図3〜図32は、実施形態1に係る半導体装置の製造方法を模式的に示した断面図又は部分平面図である。なお、図3、図5−図8、図10−図12、図14−図16、図18−図19、図21、図23−図26、図28−図32において、(a)は図1のA−A´間に相当する断面、(b)は図1のB−B´間に相当する断面を示している。なお、図1と同様に、(a)はY方向に平行な断面となっており、(b)もX方向に平行な断面として記載している。また、各々の図を補足するため、図4、図9、図13、図17、図20、図22、図27は、図2に相当する領域の部分平面図であり、それぞれ図3、図8、図12、図16、図19、図21、図26に対応する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device (DRAM 100) according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. 3 to 32 are cross-sectional views or partial plan views schematically showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 3, 5 to 8, 10 to 12, 14 to 16, 18 to 19, 21, 23 to 26, and 28 to 32, (a) is a diagram. 1 is a cross-section corresponding to the section between A-A ', and (b) shows a section corresponding to the section between BB' in FIG. As in FIG. 1, (a) is a cross section parallel to the Y direction, and (b) is also described as a cross section parallel to the X direction. 4, 9, 13, 17, 20, 22, and 27 are partial plan views of the region corresponding to FIG. 2, and FIG. 3 and FIG. 8, FIG. 12, FIG. 16, FIG. 19, FIG. 21, FIG.

P型のシリコン基板1上に、熱酸化法によるシリコン酸化膜(SiO)である犠牲膜2と、熱CVD(Chemical Vapor Deposition)法によるシリコン窒化膜(Si)であるマスク膜3を順次堆積し、その後、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いて、マスク膜3及び犠牲膜2並びにシリコン基板1のパターニングを行うことで、活性領域1Aを区画するための素子分離溝4(トレンチ)をシリコン基板1に形成する(ステップA1;図3、図4参照)。 On a P-type silicon substrate 1, a sacrificial film 2 which is a silicon oxide film (SiO 2 ) by a thermal oxidation method and a mask film 3 which is a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) by a thermal CVD (Chemical Vapor Deposition) method Are sequentially deposited, and then the mask film 3, the sacrificial film 2 and the silicon substrate 1 are patterned by using a photolithography method and a dry etching method, whereby an element isolation trench 4 (trench) for partitioning the active region 1A is formed. ) Is formed on the silicon substrate 1 (step A1; see FIGS. 3 and 4).

ここで、素子分離溝4は、X方向に延在するライン状のパターンとして形成される。活性領域1Aとなる領域は、マスク膜3で覆われている。   Here, the element isolation trench 4 is formed as a line pattern extending in the X direction. The region that becomes the active region 1 </ b> A is covered with the mask film 3.

次に、熱酸化法によって、シリコン基板1及びマスク膜3の表面に、シリコン酸化膜である絶縁膜6を形成し、その後、熱CVD法によって、シリコン窒化膜である絶縁膜7を素子分離溝4の内部を充填するように堆積し、その後、エッチバックを行うことによって、素子分離溝4の内部にのみ絶縁膜7を残存させる(ステップA2;図5参照)。   Next, an insulating film 6 that is a silicon oxide film is formed on the surfaces of the silicon substrate 1 and the mask film 3 by a thermal oxidation method, and then the insulating film 7 that is a silicon nitride film is formed into an element isolation trench by a thermal CVD method. Then, the insulating film 7 is left only in the element isolation trench 4 by performing an etch-back process (step A2; see FIG. 5).

次に、プラズマCVD法によって、シリコン酸化膜である埋込膜8を素子分離溝4の内部を充填するように堆積し、その後、ステップA1(図3参照)で形成したマスク膜3が露出するまでCMP(Chemical Mechanical Polishing)処理を行い、埋込膜8の表面を平坦化する(ステップA3;図6参照)。   Next, a buried film 8 which is a silicon oxide film is deposited by plasma CVD so as to fill the inside of the element isolation trench 4, and then the mask film 3 formed in step A1 (see FIG. 3) is exposed. CMP (Chemical Mechanical Polishing) is performed until the surface of the buried film 8 is flattened (step A3; see FIG. 6).

次に、ウェットエッチングによって、マスク膜(図6の3)及び犠牲膜(図6の2)を除去し、さらに素子分離溝4の表面における埋込膜8をシリコン基板1の表面の位置と概略同等になるようにシリコン基板1の表面を露出させ、その後、熱酸化法によって、シリコン基板1及び埋込膜8の上面にシリコン酸化膜である犠牲膜10を形成し、その後、低濃度のN型不純物(リン等)をイオン注入法でシリコン基板1に注入することにより、N型の低濃度不純物拡散層11を形成する(ステップA4;図7参照)。   Next, the mask film (3 in FIG. 6) and the sacrificial film (2 in FIG. 6) are removed by wet etching, and the buried film 8 on the surface of the element isolation trench 4 is roughly positioned and positioned on the surface of the silicon substrate 1. The surface of the silicon substrate 1 is exposed so as to be equivalent, and then a sacrificial film 10 which is a silicon oxide film is formed on the upper surfaces of the silicon substrate 1 and the buried film 8 by thermal oxidation, and then a low concentration N N-type low-concentration impurity diffusion layers 11 are formed by implanting type impurities (phosphorus or the like) into the silicon substrate 1 by ion implantation (step A4; see FIG. 7).

ここで、マスク膜(図6の3)及び犠牲膜(図6の2)を除去することにより、STI9を用いたライン状の素子分離領域が形成される。また、低濃度不純物拡散層11は、MOSトランジスタのソース/ドレイン(S/D)領域として機能する。   Here, by removing the mask film (3 in FIG. 6) and the sacrificial film (2 in FIG. 6), a linear element isolation region using the STI 9 is formed. Further, the low concentration impurity diffusion layer 11 functions as a source / drain (S / D) region of the MOS transistor.

次に、プラズマCVD法によって、犠牲膜10上にシリコン窒化膜である下層マスク膜12を成膜し、その後、プラズマCVD法によって、下層マスク膜12上にカーボン膜(アモルファス・カーボン膜)である上層マスク膜13を堆積し、その後、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法によって、ゲート電極用溝(トレンチ)のパターンとなるように、上層マスク膜13及び下層マスク膜12並びに犠牲膜10の一部を除去する(ステップA5;図8、図9参照)。   Next, a lower mask film 12 that is a silicon nitride film is formed on the sacrificial film 10 by plasma CVD, and then a carbon film (amorphous carbon film) is formed on the lower mask film 12 by plasma CVD. The upper layer mask film 13 is deposited, and then the upper layer mask film 13, the lower layer mask film 12, and a part of the sacrificial film 10 are formed by photolithography and dry etching so as to form a gate electrode trench (trench) pattern. Remove (step A5; see FIGS. 8 and 9).

次に、ドライエッチング法によって、上層マスク膜(図8の13)及び下層マスク膜12をマスクとしてシリコン基板1をエッチングし、ゲート電極用溝(トレンチ)15を形成する(ステップA6;図10参照)。   Next, the silicon substrate 1 is etched by dry etching using the upper mask film (13 in FIG. 8) and the lower mask film 12 as a mask to form a gate electrode trench (trench) 15 (step A6; see FIG. 10). ).

ここで、ゲート電極用溝15は、活性領域1Aと交差するY方向に延在するライン状のパターンとして形成される。STI9と接するゲート電極用溝15の側面部分には、薄膜状のシリコン基板1がサイドウォール形状に残存し、MOSトランジスタのチャネル領域14として機能する。また、ゲート電極用溝15の内部を除いたシリコン基板1上には、上層マスク膜(図8の13)がなくなり、少なくとも一部の下層マスク膜12が残留している。   Here, the gate electrode trench 15 is formed as a line-shaped pattern extending in the Y direction intersecting the active region 1A. On the side surface portion of the gate electrode trench 15 in contact with the STI 9, the thin-film silicon substrate 1 remains in a sidewall shape and functions as the channel region 14 of the MOS transistor. Further, the upper layer mask film (13 in FIG. 8) disappears on the silicon substrate 1 excluding the inside of the gate electrode trench 15, and at least a part of the lower layer mask film 12 remains.

次に、少なくともゲート電極用溝15の内壁(図11では基板全面)に、ゲート絶縁膜16を形成し、その後、CVD法によって、窒化チタン(TiN)である介在層17及びタングステン(W)である導電膜18を順次堆積する(ステップA7;図11参照)。   Next, a gate insulating film 16 is formed at least on the inner wall of the trench 15 for the gate electrode (the entire substrate surface in FIG. 11), and then the intervening layer 17 made of titanium nitride (TiN) and tungsten (W) are formed by CVD. A conductive film 18 is sequentially deposited (step A7; see FIG. 11).

ここで、ゲート絶縁膜16としては、熱酸化法で形成したシリコン酸化膜等が利用できる。   Here, as the gate insulating film 16, a silicon oxide film formed by a thermal oxidation method or the like can be used.

次に、ドライエッチング法によって、導電膜18がゲート電極用溝15の底部に約100nm厚で残留するように、不要となった導電膜18の上部を除去し、その後、ドライエッチング法によって、介在層17がゲート電極用溝15の底部における導電膜18の上面と同じ高さで残留するように、不要となった介在層17を除去する(ステップA8;図12、図13参照)。   Next, the upper part of the conductive film 18 that is no longer necessary is removed by dry etching so that the conductive film 18 remains at a thickness of about 100 nm at the bottom of the gate electrode trench 15, and then interposed by dry etching. The unnecessary intervening layer 17 is removed so that the layer 17 remains at the same height as the upper surface of the conductive film 18 at the bottom of the gate electrode trench 15 (step A8; see FIGS. 12 and 13).

ここで、導電膜18の上部を除去するドライエッチングでは、介在層17は除去されずに、ゲート電極用溝15の内壁と下層マスク膜12の上部に残留している。また、介在層17を除去するドライエッチングによって、上面の高さを同じとした介在層17及び導電膜18で構成される埋込ワード線23及び埋込配線22をゲート電極用溝15の底部に形成することができる。   Here, in the dry etching for removing the upper portion of the conductive film 18, the intervening layer 17 is not removed but remains on the inner wall of the gate electrode trench 15 and the upper portion of the lower mask film 12. Also, by dry etching to remove the intervening layer 17, the buried word line 23 and the buried wiring 22 composed of the intervening layer 17 and the conductive film 18 having the same upper surface height are formed at the bottom of the gate electrode trench 15. Can be formed.

次に、残存させた導電膜18の上面およびゲート電極用溝15の内壁を覆うように、熱CVD法によって、シリコン窒化膜であるライナ膜20を形成し、その後、ライナ膜20を覆うように埋込絶縁膜21を堆積する(ステップA9;図14参照)。   Next, a liner film 20 that is a silicon nitride film is formed by thermal CVD so as to cover the upper surface of the remaining conductive film 18 and the inner wall of the gate electrode trench 15, and then the liner film 20 is covered. A buried insulating film 21 is deposited (step A9; see FIG. 14).

ここで、埋込絶縁膜21としては、プラズマCVD法で形成したシリコン酸化膜、塗布膜であるSOD膜(Spin On Dielectrics:塗布絶縁膜)や、それらの積層膜を利用することができる。SOD膜を用いた場合には高温の水蒸気(HO)雰囲気中でアニール処理を行い、固体の膜に改質する。 Here, as the buried insulating film 21, a silicon oxide film formed by a plasma CVD method, an SOD film (Spin On Dielectrics: coating insulating film) that is a coating film, or a laminated film thereof can be used. When the SOD film is used, annealing is performed in a high-temperature water vapor (H 2 O) atmosphere to modify the film into a solid film.

次に、CMP法により、ライナ膜20の上面が露出するまで埋込絶縁膜21を除去し、その後、エッチバック法によって、埋込絶縁膜21の表面が、シリコン基板1の表面と概略同程度の高さになるまで、犠牲膜(図14の10)、下層マスク膜(図14の12)、ゲート絶縁膜16、埋込絶縁膜21、及びライナ膜20の一部を除去する(ステップA10;図15参照)。これにより、埋込ワード線23及び埋込配線22の上面が絶縁される。   Next, the embedded insulating film 21 is removed by CMP until the upper surface of the liner film 20 is exposed, and then the surface of the embedded insulating film 21 is approximately the same as the surface of the silicon substrate 1 by etch back. The sacrificial film (10 in FIG. 14), the lower layer mask film (12 in FIG. 14), the gate insulating film 16, the buried insulating film 21, and a part of the liner film 20 are removed (step A10). ; See FIG. As a result, the upper surfaces of the buried word line 23 and the buried wiring 22 are insulated.

次に、シリコン基板1の上面を覆うように、プラズマCVD法によるシリコン酸化膜である第1層間絶縁膜24を形成し、その後、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法を用いて、第1層間絶縁膜24の一部を除去することにより、ビットコンタクト開口25を形成し、その後、シリコン基板1の表面近傍へN型不純物(ヒ素等)をイオン注入することにより、N型の不純物拡散層26を形成する(ステップA11;図16、図17参照)。   Next, a first interlayer insulating film 24, which is a silicon oxide film formed by plasma CVD, is formed so as to cover the upper surface of the silicon substrate 1, and then the first interlayer insulating film is formed using photolithography and dry etching. A bit contact opening 25 is formed by removing a part of 24, and then an N-type impurity diffusion layer 26 is formed by ion implantation of an N-type impurity (such as arsenic) near the surface of the silicon substrate 1. (Step A11; see FIGS. 16 and 17).

ここで、ビットコンタクト開口25は、埋込ワード線23及び埋込配線22と同じようにY方向に延在するライン状の開口パターンとして形成される。ビットコンタクト開口25と活性領域1Aの交差した部分では、シリコン基板1の表面が露出し、その部分にN型の不純物拡散層26が形成される。形成したN型の不純物拡散層26は、トランジスタのソース・ドレイン領域の一方として機能するものであり、その上面はビットコンタクト開口25の底面に露出している。   Here, the bit contact opening 25 is formed as a line-shaped opening pattern extending in the Y direction in the same manner as the embedded word line 23 and the embedded wiring 22. At the intersection of the bit contact opening 25 and the active region 1A, the surface of the silicon substrate 1 is exposed, and an N-type impurity diffusion layer 26 is formed at that portion. The formed N-type impurity diffusion layer 26 functions as one of the source / drain regions of the transistor, and the upper surface thereof is exposed at the bottom surface of the bit contact opening 25.

次に、不純物拡散層26及び第1層間絶縁膜24を覆うように、熱CVD法によるN型の不純物(リン等)を含有したポリシリコン膜である導電膜27と、スパッタ法によるタングステンである導電膜28と、プラズマCVD法によるシリコン酸化膜であるマスク膜29を順次堆積する(ステップA12;図18参照)。   Next, a conductive film 27 which is a polysilicon film containing an N-type impurity (phosphorus or the like) by thermal CVD so as to cover the impurity diffusion layer 26 and the first interlayer insulating film 24, and tungsten by sputtering. A conductive film 28 and a mask film 29 which is a silicon oxide film formed by plasma CVD are sequentially deposited (step A12; see FIG. 18).

次に、積層した導電膜27及び導電膜28並びにマスク膜29の幅Y1が約18nmとなるようにライン形状にパターニングし、導電膜27及び導電膜28で構成されたビット線30を形成し、その後、ビット線30の側面を覆うように、厚さY3を16nmとしたALD(Atomic Layer Deposition)法によるシリコン酸化膜を成膜し、その後、シリコン酸化膜をエッチバックすることで、ビット線30の側面に厚さY3が約16nmとしたサイドウォール絶縁膜31を形成する(ステップA13;図19、図20参照)。   Next, the laminated conductive film 27 and conductive film 28 and mask film 29 are patterned in a line shape so that the width Y1 is about 18 nm, and a bit line 30 composed of the conductive film 27 and the conductive film 28 is formed. Thereafter, a silicon oxide film is formed by an ALD (Atomic Layer Deposition) method with a thickness Y3 of 16 nm so as to cover the side surface of the bit line 30, and then the silicon oxide film is etched back, whereby the bit line 30 A side wall insulating film 31 having a thickness Y3 of about 16 nm is formed on the side surface (step A13; see FIGS. 19 and 20).

なお、これ以降、マスク膜29を含めてビット線30と称することがある。ビット線30は、埋込ワード線23と交差するX方向に延在するパターンとして形成されており、隣接するビット線30のスペース幅Y2は54nmとなっている。図20では、ビット線30を埋込ワード線23と直交する直線形状で示したが、一部を湾曲させた形状として配置してもよい。ビットコンタクト開口25内で露出しているシリコン基板1の不純物拡散層26は、ビット線30の下層となっている導電膜27と接続する。   Hereinafter, the bit line 30 including the mask film 29 may be referred to. The bit line 30 is formed as a pattern extending in the X direction intersecting the embedded word line 23, and the space width Y2 of the adjacent bit line 30 is 54 nm. In FIG. 20, the bit line 30 is shown in a straight line shape orthogonal to the embedded word line 23, but may be arranged in a partially curved shape. The impurity diffusion layer 26 of the silicon substrate 1 exposed in the bit contact opening 25 is connected to the conductive film 27 under the bit line 30.

また、ステップA13において、ALD法では、所定の温度に保たれた半導体基板に対して、(ステップB1)原料ガスの供給、(ステップB2)半導体基板上への原料ガスの吸着、(ステップB3)真空パージによる余剰原料ガスの排出、(ステップB4)酸化ガスの供給、(ステップB5)酸化ガスによる原料ガスの酸化、(ステップB6)真空パージによる余剰酸化ガスの排出、の各ステップからなる1サイクルの処理を複数回繰り返して成膜が行なわれる。ここで、1サイクルにおけるALDプロセス条件の一例を示すと、原料ガスとして温度を550℃、圧力を400Paとしたトリスジメチルアミノシラン[TDMAS(Trisdimethyl Amino Silane):SiH[N(CH)]]を140sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)の流量で供給した後、酸化ガスとして温度を550℃としたオゾン(O)を供給する。 In step A13, in the ALD method, (step B1) supply of source gas to the semiconductor substrate maintained at a predetermined temperature, (step B2) adsorption of source gas on the semiconductor substrate, (step B3) One cycle comprising steps of exhausting surplus source gas by vacuum purge, (step B4) supplying oxidizing gas, (step B5) oxidizing source gas by oxidizing gas, and (step B6) discharging surplus oxidizing gas by vacuum purge This process is repeated a plurality of times to form a film. Here, as an example of ALD process conditions in one cycle, trisdimethylaminosilane [TDMAS (Trisdimethyl Amino Silane): SiH [N (CH 3 )] 3 ] having a temperature of 550 ° C. and a pressure of 400 Pa as a source gas is shown. After supplying at a flow rate of 140 sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute), ozone (O 3 ) having a temperature of 550 ° C. is supplied as an oxidizing gas.

また、サイドウォール絶縁膜31を形成するときのエッチバック条件は、反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)方式において、高周波パワーを400W、圧力を60mTorr、温度を60℃として、テトラフルオロメタン(CF)とトリフルオロメタン(CHF)をプロセスガスとし、夫々の流量を150sccmに設定した。このとき、隣接するビット線30のスペース幅Y4はY2よりも狭くなって22nmとなっている。なお、スペース幅Y4とスペース幅Y2とサイドウォール絶縁膜31の厚さY3の関係は、『Y4=Y2−Y3×2』となる。従来技術においては、比誘電率がシリコン酸化膜よりも大きいシリコン窒化膜で、サイドウォール絶縁膜31に相当する部分を形成していたので、隣接したビット線30による寄生容量が増加して、キャパシタ容量Cとビット線の寄生容量Cとの比(C/C)が小さくなってしまい、キャパシタのセンスマージンが低下する問題があった。 Etchback conditions for forming the sidewall insulating film 31 are tetrafluoromethane (reactive ion etching (RIE)), a high frequency power of 400 W, a pressure of 60 mTorr, and a temperature of 60 ° C. CF 4 ) and trifluoromethane (CHF 3 ) were used as process gases, and the respective flow rates were set to 150 sccm. At this time, the space width Y4 of the adjacent bit line 30 is narrower than Y2 and is 22 nm. The relationship between the space width Y4, the space width Y2, and the thickness Y3 of the sidewall insulating film 31 is “Y4 = Y2−Y3 × 2”. In the prior art, since a portion corresponding to the sidewall insulating film 31 is formed of a silicon nitride film having a relative dielectric constant larger than that of the silicon oxide film, the parasitic capacitance due to the adjacent bit line 30 increases, and the capacitor The ratio (C s / C b ) between the capacitance C s and the parasitic capacitance C b of the bit line becomes small, and there is a problem that the sense margin of the capacitor is lowered.

なお、ビット線30は、周辺回路部におけるプレーナ型MOSトランジスタのゲート電極を兼用しており、ビット線30の側面を覆っているサイドウォール絶縁膜31は、周辺回路部におけるゲート電極のサイドウォールとなっている。   The bit line 30 also serves as the gate electrode of the planar MOS transistor in the peripheral circuit portion, and the sidewall insulating film 31 covering the side surface of the bit line 30 is connected to the side wall of the gate electrode in the peripheral circuit portion. It has become.

次に、ビット線30を覆うように、多層膜33を形成する(ステップA14;図21、図22参照)。   Next, a multilayer film 33 is formed so as to cover the bit line 30 (step A14; see FIGS. 21 and 22).

ここで、多層膜33は、いずれもポリマー膜であって、反射防止膜(BARC:Bottom Anti Reflective Coating)である下層膜33Aと、シリコン含有BARCである中間膜33Bと、フォトレジストである上層膜33Cとで構成されている。下層膜33Aは、隣接したビット線30のスペース部を充填するように塗布しており、平坦となった下層膜33Aとビット線30の上面を覆うように、中間膜33Bと上層膜33Cを順次積層させている。フォトリソグラフィ法を用いて、上層膜33Cをパターニングして、容量コンタクトプラグの形成位置に上層膜33Cを残留させている。上層膜33Cは、Y方向に延在するようにパターニングされている。このとき、中間膜33Bと下層膜33Aは、パターニングされずに残留する。   Here, each of the multilayer films 33 is a polymer film, and is a lower layer film 33A that is an antireflection film (BARC: Bottom Anti Reflective Coating), an intermediate film 33B that is silicon-containing BARC, and an upper layer film that is a photoresist. 33C. The lower layer film 33A is applied so as to fill the space portion of the adjacent bit line 30, and the intermediate film 33B and the upper layer film 33C are sequentially formed so as to cover the flattened lower layer film 33A and the upper surface of the bit line 30. Laminated. The upper layer film 33C is patterned using a photolithography method, and the upper layer film 33C is left at the position where the capacitive contact plug is formed. The upper layer film 33C is patterned so as to extend in the Y direction. At this time, the intermediate film 33B and the lower layer film 33A remain without being patterned.

次に、ドライエッチング法を用いて、上層膜(図21、図22の33C)をマスクとして、中間膜33Bと下層膜33Aをパターニングする(ステップA15;図23参照)。   Next, by using a dry etching method, the intermediate film 33B and the lower layer film 33A are patterned using the upper layer film (33C in FIGS. 21 and 22) as a mask (step A15; see FIG. 23).

ここで、ステップA15でのドライエッチング条件は、RIE方式において、高周波パワーを800W、圧力を15mTorr、温度を20℃として、一酸化炭素(CO)と酸素(O)をプロセスガスとし、夫々の流量を400sccm(CO)と140sccm(O)に設定した。このドライエッチングは、ポリマー膜である中間膜33Bと下層膜33Aを選択的に除去する条件で行うので、上層膜33Cで覆われていない中間膜33Bと下層膜33Aは除去されるが、中間膜33Bの底部と接しているマスク膜29と下層膜33Aの底部と接している第1層間絶縁膜24は、いずれもシリコン酸化膜であって、エッチング速度が中間膜33Bと下層膜33Aの1/400となっているので、殆んどエッチングされずに残留して露出している。また上層膜33Cは、中間膜33Bと下層膜33Aのパターニングで消滅する。 Here, the dry etching conditions in step A15 are RIE, in which high frequency power is 800 W, pressure is 15 mTorr, temperature is 20 ° C., carbon monoxide (CO) and oxygen (O 2 ) are process gases, The flow rate was set to 400 sccm (CO) and 140 sccm (O 2 ). Since this dry etching is performed under the condition of selectively removing the intermediate film 33B and the lower layer film 33A, which are polymer films, the intermediate film 33B and the lower layer film 33A that are not covered with the upper layer film 33C are removed. The mask film 29 in contact with the bottom of 33B and the first interlayer insulating film 24 in contact with the bottom of the lower film 33A are both silicon oxide films, and the etching rate is 1 / of that of the intermediate film 33B and the lower film 33A. Since it is 400, it remains almost unetched and exposed. The upper layer film 33C disappears by patterning the intermediate film 33B and the lower layer film 33A.

次に、残留させた中間膜33Bと下層膜33Aを完全に埋め込むように、基板(ウェハ)上にALD法によるシリコン酸化膜である第2層間絶縁膜32を形成する(ステップA16;図24参照)。   Next, a second interlayer insulating film 32 which is a silicon oxide film by an ALD method is formed on the substrate (wafer) so as to completely fill the remaining intermediate film 33B and lower layer film 33A (step A16; see FIG. 24). ).

ここで、ステップA16において、1サイクルにおけるALDプロセス条件の一例を示すと、高周波パワーを100Wとした状態で、原料ガスとして温度を25℃、圧力を400Paとしたモノアミノシラン(SiHNH)を250sccmから750sccmの流量で供給した後、高周波パワーを100Wとした状態で、酸化ガスとして高周波パワーを100W、温度を25℃、圧力を140Paとした酸素(O)を供給する。 Here, in step A16, an example of ALD process conditions in one cycle is shown. Monoaminosilane (SiH 3 NH 2 ) at a temperature of 25 ° C. and a pressure of 400 Pa is used as a source gas in a state where the high-frequency power is 100 W. After supplying at a flow rate of 250 sccm to 750 sccm, oxygen (O 2 ) at a high frequency power of 100 W, a temperature of 25 ° C., and a pressure of 140 Pa is supplied as an oxidizing gas with a high frequency power of 100 W.

次に、下層膜33Aの上面を露出させるように、第2層間絶縁膜32をエッチバックする(ステップA17;図25参照)。このとき、シリコンが含有している中間膜(図24の33B)は、シリコン酸化膜である第2層間絶縁膜32と同時に除去することができるのに対して、下層膜33Aはエッチバックで除去されないので、容易に下層膜33Aの上面を露出させることができる。   Next, the second interlayer insulating film 32 is etched back so as to expose the upper surface of the lower layer film 33A (step A17; see FIG. 25). At this time, the intermediate film (33B in FIG. 24) containing silicon can be removed simultaneously with the second interlayer insulating film 32, which is a silicon oxide film, whereas the lower layer film 33A is removed by etch back. Therefore, the upper surface of the lower layer film 33A can be easily exposed.

次に、アッシング法によって、第1層間絶縁膜24が現れるまで、上面を露出させた下層膜(図25の33A)を選択的に除去し、その後、ドライエッチング法を用いて、シリコン基板1が現れるまで、露出している第1層間絶縁膜24を除去して、容量コンタクト開口35を形成する(ステップA18;図26、図27参照)。   Next, the lower layer film (33A in FIG. 25) whose upper surface is exposed is selectively removed by an ashing method until the first interlayer insulating film 24 appears, and then the silicon substrate 1 is formed using a dry etching method. Until it appears, the exposed first interlayer insulating film 24 is removed to form a capacitor contact opening 35 (step A18; see FIGS. 26 and 27).

ここで、下層膜(図25の33A)を除去する際、第2層間絶縁膜32及びマスク膜29並びにサイドウォール絶縁膜31は、アッシング法で除去されずに残留するので、下層膜(図25の33A)の跡地は空洞となって、第1層間絶縁膜24上において側面部が第2層間絶縁膜32とサイドウォール絶縁膜31で囲まれた容量コンタクト開口35が形成される。また、ここでは、サイドウォール絶縁膜31と第2層間絶縁膜32をサイドウォールとして用いたSAC(Self Alignment Contact)法によって、容量コンタクト開口35が形成され、容量コンタクト開口35の底部で第1層間絶縁膜24が露出している。   Here, when the lower layer film (33A in FIG. 25) is removed, the second interlayer insulating film 32, the mask film 29, and the sidewall insulating film 31 remain without being removed by the ashing method. 33A) becomes a cavity, and a capacitor contact opening 35 having a side surface surrounded by the second interlayer insulating film 32 and the sidewall insulating film 31 on the first interlayer insulating film 24 is formed. Further, here, the capacitor contact opening 35 is formed by the SAC (Self Alignment Contact) method using the sidewall insulating film 31 and the second interlayer insulating film 32 as the sidewalls, and the first interlayer is formed at the bottom of the capacitor contact opening 35. The insulating film 24 is exposed.

また、第1層間絶縁膜24を除去する際、容量コンタクト開口35がさらに深くなり、容量コンタクト開口35の側面部は、第2層間絶縁膜32と第1層間絶縁膜24とサイドウォール絶縁膜31となり、底面部における容量コンタクト開口35と活性領域1Aの交差している部分で、シリコン基板1の上面が露出する。   Further, when the first interlayer insulating film 24 is removed, the capacitor contact opening 35 becomes deeper, and the side surface portion of the capacitor contact opening 35 is formed by the second interlayer insulating film 32, the first interlayer insulating film 24, and the sidewall insulating film 31. Thus, the upper surface of the silicon substrate 1 is exposed at a portion where the capacitance contact opening 35 and the active region 1A intersect at the bottom surface.

次に、容量コンタクト開口(図26の35)の内壁を覆うように、熱CVD法によるシリコン窒化膜を成膜し、その後、エッチバックすることで、サイドウォール絶縁膜36を形成し、その後、シリコン基板1にN型不純物(リン等)をイオン注入することにより、シリコン基板1の表面近傍にN型の不純物拡散層37を形成し、その後、容量コンタクト開口(図26の35)の内側に、熱CVD法でリンを含有したポリシリコン膜を堆積させ、その後、エッチバックを行って、容量コンタクト開口(図26の35)の底部にポリシリコン膜である導電膜38を残存させ、その後、導電膜38の表面にスパッタ法でコバルトシリサイド(CoSi)膜である介在層39を形成し、その後、容量コンタクト開口(図26の35)の内部を充填するように、CVD法でタングステンである導電膜40を堆積し、その後、CMP法によって、第2層間絶縁膜32の表面が露出するまで介在層39と導電膜40を除去して、容量コンタクト開口(図26の35)の内部だけに介在層39と導電膜40を残存させる(ステップA19;図28参照)。   Next, a silicon nitride film is formed by thermal CVD so as to cover the inner wall of the capacitor contact opening (35 in FIG. 26), and then etched back to form a sidewall insulating film 36. An N-type impurity diffusion layer 37 is formed in the vicinity of the surface of the silicon substrate 1 by ion-implanting an N-type impurity (phosphorus or the like) into the silicon substrate 1, and then inside the capacitance contact opening (35 in FIG. 26). Then, a polysilicon film containing phosphorus is deposited by thermal CVD, and then etch back is performed to leave the conductive film 38, which is a polysilicon film, at the bottom of the capacitor contact opening (35 in FIG. 26). An intervening layer 39 which is a cobalt silicide (CoSi) film is formed on the surface of the conductive film 38 by sputtering, and then the inside of the capacitor contact opening (35 in FIG. 26) is filled. As described above, the conductive film 40 made of tungsten is deposited by the CVD method, and then the intervening layer 39 and the conductive film 40 are removed by the CMP method until the surface of the second interlayer insulating film 32 is exposed. The intervening layer 39 and the conductive film 40 are left only inside 35) of FIG. 26 (step A19; see FIG. 28).

ここで、N型の不純物拡散層37は、トランジスタのソース・ドレイン領域として機能する。また、容量コンタクト開口(図26の35)の内部には、導電膜38及び介在層39並びに導電膜40により構成された容量コンタクトプラグ41が形成される。   Here, the N-type impurity diffusion layer 37 functions as a source / drain region of the transistor. In addition, inside the capacitor contact opening (35 in FIG. 26), a capacitor contact plug 41 composed of the conductive film 38, the intervening layer 39, and the conductive film 40 is formed.

次に、スパッタ法によって、基板(ウェハ)上面に窒化タングステン(WN)およびタングステン(W)を順次堆積した積層膜を形成し、その後、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いて、積層膜をパターニングすることで、容量コンタクトパッド42を形成する(ステップA20;図29参照)。ここで、容量コンタクトパッド42は、容量コンタクトプラグ41と接続されている。   Next, a laminated film in which tungsten nitride (WN) and tungsten (W) are sequentially deposited is formed on the upper surface of the substrate (wafer) by sputtering, and then the laminated film is patterned by using a photolithography method and a dry etching method. Thus, the capacitor contact pad 42 is formed (step A20; see FIG. 29). Here, the capacitor contact pad 42 is connected to the capacitor contact plug 41.

次に、容量コンタクトパッド42の上面を覆うように、熱CVD法によるシリコン窒化膜であるストッパ膜43を形成し、その後、ストッパ膜43の上面に、プラズマCVD法によるシリコン酸化膜である第3層間絶縁膜44を形成する(ステップA21;図30参照)。   Next, a stopper film 43, which is a silicon nitride film by thermal CVD, is formed so as to cover the upper surface of the capacitor contact pad 42. Thereafter, a third silicon oxide film by plasma CVD is formed on the upper surface of the stopper film 43. An interlayer insulating film 44 is formed (step A21; see FIG. 30).

次に、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いて、容量コンタクトパッド42における少なくとも一部の上面を露出させるように、第3層間絶縁膜44とストッパ膜43を貫通するシリンダホール44Aを形成し、その後、シリンダホール44Aの内壁を覆うように、CVD法による窒化チタンでキャパシタの下部電極45となる導電膜を形成し、その後、第3層間絶縁膜44の上面の導電膜を除去することにより、シリンダホール44A内にキャパシタの下部電極45を形成する(ステップA22;図31参照)。ここで、下部電極45の底部は、容量コンタクトパッド42と接続している。   Next, a cylinder hole 44A penetrating the third interlayer insulating film 44 and the stopper film 43 is formed so as to expose at least a part of the upper surface of the capacitive contact pad 42 by using a photolithography method and a dry etching method, Thereafter, a conductive film to be the capacitor lower electrode 45 is formed of titanium nitride by CVD so as to cover the inner wall of the cylinder hole 44A, and then the conductive film on the upper surface of the third interlayer insulating film 44 is removed. A capacitor lower electrode 45 is formed in the cylinder hole 44A (step A22; see FIG. 31). Here, the bottom of the lower electrode 45 is connected to the capacitor contact pad 42.

次に、下部電極45の表面を含む基板(ウェハ)の上面を覆うようにALD法による容量絶縁膜46を形成し、その後、CVD法による窒化チタンでキャパシタの上部電極47を形成する(ステップA23;図32参照)。ここで、容量絶縁膜46としては、酸化ジルコニウム(ZrO)、酸化アルミニウム(Al)、酸化ハフニウム(HfO)やそれらの積層膜を用いることができる。 Next, a capacitor insulating film 46 is formed by an ALD method so as to cover the upper surface of the substrate (wafer) including the surface of the lower electrode 45, and then an upper electrode 47 of the capacitor is formed by titanium nitride by a CVD method (step A23). See FIG. 32). Here, as the capacitor insulating film 46, zirconium oxide (ZrO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), hafnium oxide (HfO 2 ), or a stacked film thereof can be used.

最後に、上部電極47を覆うように、プラズマCVD法によるシリコン酸化膜で第4層間絶縁膜49を形成し、その後、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いて、第4層間絶縁膜49にコンタクトプラグ50用のコンタクトホール(図示せず)を形成し、その後、CVD法によるタングステンでコンタクトホールを埋め込んでから、第4層間絶縁膜49上で余剰となっているタングステンをCMPで除去して、コンタクトプラグ50を形成し、その後、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いて、第4層間絶縁膜49の上面にアルミニウム(Al)または銅(Cu)である上部金属配線51を形成し、その後、上部金属配線51を含む第4層間絶縁膜49の表面に保護膜52を形成する(ステップA24;図1、図2参照)。これにより、DRAM100のメモリセルが完成する。ここで、上部金属配線51は、コンタクトプラグ50を介して、上部電極47と電気的に接続される。   Finally, a fourth interlayer insulating film 49 is formed with a silicon oxide film by plasma CVD so as to cover the upper electrode 47, and then contacted with the fourth interlayer insulating film 49 by using a photolithography method and a dry etching method. A contact hole (not shown) for the plug 50 is formed, and then the contact hole is filled with tungsten by a CVD method. Then, excess tungsten on the fourth interlayer insulating film 49 is removed by CMP, A contact plug 50 is formed, and then an upper metal wiring 51 made of aluminum (Al) or copper (Cu) is formed on the upper surface of the fourth interlayer insulating film 49 by using a photolithography method and a dry etching method. A protective film 52 is formed on the surface of the fourth interlayer insulating film 49 including the upper metal wiring 51 (step A24; FIG. , See Figure 2). Thereby, the memory cell of the DRAM 100 is completed. Here, the upper metal wiring 51 is electrically connected to the upper electrode 47 through the contact plug 50.

以上に示したように、本実施形態における隣接したビット線30間のスペース部は、いずれもシリコン酸化膜であるサイドウォール絶縁膜31と第2層間絶縁膜32で覆われている。このとき、シリコン酸化膜の比誘電率εsioを3.9、真空誘電率をεとして、隣接したビット線30の単位面積における寄生容量Cb1を算出すると、Cb1=(比誘電率εsio)×(真空誘電率ε)/(スペース幅Y2)であるので、Cb1は0.072・ε0となる。 As described above, the space portion between the adjacent bit lines 30 in this embodiment is covered with the sidewall insulating film 31 and the second interlayer insulating film 32 which are silicon oxide films. At this time, when the relative permittivity ε sio of the silicon oxide film is 3.9 and the vacuum permittivity is ε 0 , the parasitic capacitance C b1 in the unit area of the adjacent bit line 30 is calculated, and C b1 = (relative permittivity ε sio ) × (vacuum dielectric constant ε 0 ) / (space width Y 2), so C b1 is 0.072 · ε 0 .

一方、従来技術におけるビット線(図1の30に相当する部分)間のスペース部では、サイドウォール絶縁膜(図1の31に相当する部分)がシリコン窒化膜となっており、第2層間絶縁膜(図1の32に相当する部分)がシリコン酸化膜となっている。このとき、シリコン酸化膜の比誘電率εsioを3.9、シリコン窒化膜の比誘電率εsinを7.0、真空誘電率をεとして、隣接したビット線(図1の30に相当する部分)の単位面積における寄生容量Cb2を算出すると、1/Cb2=1/(比誘電率εsin×真空誘電率ε/サイドウォール絶縁膜31の厚さY3×2)+1/(比誘電率εsio×真空誘電率ε/スペース幅Y4)であるので、Cb1は0.098・εとなる。従って、本実施形態においては、従来技術に対してビット線30の寄生容量を26%低減させることができる。なお、寄生容量の低減量は、サイドウォール絶縁膜31の厚さY3と、ビット線30のスペース幅Y4によって変動するが、いずれにしても本実施形態では、サイドウォール絶縁膜31を比誘電率の小さいシリコン酸化膜で構成しているので、従来技術よりも寄生容量を低減させることができる。 On the other hand, in the space between the bit lines (portion corresponding to 30 in FIG. 1) in the prior art, the sidewall insulating film (portion corresponding to 31 in FIG. 1) is a silicon nitride film, and the second interlayer insulation The film (portion corresponding to 32 in FIG. 1) is a silicon oxide film. At this time, the relative permittivity ε sio of the silicon oxide film is 3.9, the relative permittivity ε sin of the silicon nitride film is 7.0, the vacuum permittivity is ε 0 , and the adjacent bit lines (corresponding to 30 in FIG. 1). When calculating the parasitic capacitance C b2 in the unit area of 1 / C b2 = 1 / (relative permittivity ε sin × vacuum permittivity ε 0 / thickness Y3 × 2 of the sidewall insulating film 31) + 1 / ( Since the relative dielectric constant ε sio × vacuum dielectric constant ε 0 / space width Y4), C b1 is 0.098 · ε 0 . Therefore, in the present embodiment, the parasitic capacitance of the bit line 30 can be reduced by 26% compared to the prior art. The amount of reduction of the parasitic capacitance varies depending on the thickness Y3 of the sidewall insulating film 31 and the space width Y4 of the bit line 30, but in any case, in this embodiment, the sidewall insulating film 31 has a relative dielectric constant. Therefore, the parasitic capacitance can be reduced as compared with the prior art.

なお、ビット線30の上部と側壁にシリコン酸化膜からなる絶縁膜(マスク膜29、サイドウォール絶縁膜31)を形成し、その後、BARCからなる下層膜33Aで覆い、その後、容量コンタクト開口35となるところの下層膜33Aを残し、その後、第2層間絶縁膜32で覆い、その後、下層膜33Aの上面を露出させ、その後、下層膜33Aを除去して容量コンタクト開口35を形成し、その後、容量コンタクト開口35に容量コンタクトプラグ41を埋め込むことについては、特許文献1において開示が無い。   An insulating film (mask film 29, sidewall insulating film 31) made of a silicon oxide film is formed on the upper and side walls of the bit line 30, and then covered with a lower layer film 33A made of BARC. The lower layer film 33A is left, and then covered with the second interlayer insulating film 32. Thereafter, the upper surface of the lower layer film 33A is exposed, and then the lower layer film 33A is removed to form the capacitor contact opening 35. There is no disclosure in Patent Document 1 about embedding the capacitor contact plug 41 in the capacitor contact opening 35.

実施形態1によれば、ビット線30の上面、側壁に形成される絶縁膜(マスク膜29、サイドウォール絶縁膜31)を、シリコン窒化膜よりも誘電率が小さいシリコン酸化膜等の絶縁膜を用いることにより、従来技術より寄生容量は小さくすることができる。   According to the first embodiment, the insulating film (mask film 29, sidewall insulating film 31) formed on the upper surface and side wall of the bit line 30 is formed of an insulating film such as a silicon oxide film having a dielectric constant smaller than that of the silicon nitride film. By using it, the parasitic capacitance can be made smaller than in the prior art.

上記第1の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記絶縁膜は、シリコン窒化膜よりも誘電率が小さいことが好ましい。   In the semiconductor device manufacturing method according to the first aspect, the insulating film preferably has a dielectric constant smaller than that of the silicon nitride film.

上記第1の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記複数の導電配線を形成する工程では、ポリシリコン膜を堆積する工程と、前記ポリシリコン膜上にシリコン酸化膜を堆積する工程と、を含むことが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, the step of forming the plurality of conductive wirings includes a step of depositing a polysilicon film and a step of depositing a silicon oxide film on the polysilicon film. It is preferable to include.

上記第1の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記複数の導電配線を形成する工程では、タングステン膜を堆積する工程と、前記タングステン膜上にシリコン酸化膜を堆積する工程と、を含むことが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, the step of forming the plurality of conductive wirings includes a step of depositing a tungsten film and a step of depositing a silicon oxide film on the tungsten film. Is preferred.

上記第1の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記複数の導電配線を形成する工程は、ポリシリコン膜とタングステン膜とシリコン酸化膜とをこの順に堆積する工程を含むことが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, it is preferable that the step of forming the plurality of conductive wirings includes a step of depositing a polysilicon film, a tungsten film, and a silicon oxide film in this order.

上記第1の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記ポリマー膜で覆う工程では、シリコンを含有するポリマー膜を含む多層膜で覆うことが好ましい。   In the method for manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, in the step of covering with the polymer film, it is preferable to cover with a multilayer film including a polymer film containing silicon.

上記第1の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記層間絶縁膜を形成する工程では、ALD法によりシリコン酸化膜を形成することが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, it is preferable that in the step of forming the interlayer insulating film, a silicon oxide film is formed by an ALD method.

上記第1の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記導電層を埋め込む工程では、リンがドープされたポリシリコン膜を堆積する工程を含むことが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, it is preferable that the step of filling the conductive layer includes a step of depositing a polysilicon film doped with phosphorus.

上記第1の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記導電層を埋め込む工程では、タングステンを堆積する工程を含むことが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, it is preferable that the step of embedding the conductive layer includes a step of depositing tungsten.

上記第1の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記導電層を埋め込む工程では、リンがドープされたポリシリコン膜を堆積する工程と、前記ポリシリコン膜上にコバルトシリサイドを形成する工程と、前記コバルトシリサイド上にタングステンを形成する工程と、を含むことが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, in the step of embedding the conductive layer, a step of depositing a polysilicon film doped with phosphorus, a step of forming cobalt silicide on the polysilicon film, Forming tungsten on the cobalt silicide.

上記第2の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記絶縁膜は、シリコン窒化膜よりも誘電率が小さいことが好ましい。   In the semiconductor device manufacturing method according to the second aspect, the insulating film preferably has a dielectric constant smaller than that of the silicon nitride film.

上記第3の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記導電膜を堆積する工程では、ポリシリコン膜を堆積することが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect, it is preferable that a polysilicon film is deposited in the step of depositing the conductive film.

上記第3の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記導電膜を堆積する工程では、金属膜を堆積することが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect, it is preferable that the metal film is deposited in the step of depositing the conductive film.

上記第3の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記導電膜を堆積する工程では、ポリシリコン膜上にタングステン膜を堆積することが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect, it is preferable that a tungsten film is deposited on a polysilicon film in the step of depositing the conductive film.

上記第3の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記第2シリコン酸化膜を堆積する工程では、ALD法によりシリコン酸化膜を堆積することが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect, it is preferable that the silicon oxide film is deposited by an ALD method in the step of depositing the second silicon oxide film.

上記第3の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記開口部を形成する工程では、前記ポリマー膜をエッチバックすることが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect, it is preferable that the polymer film is etched back in the step of forming the opening.

上記第3の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記導電膜と前記第1の酸化膜とを堆積する工程の前に、前記半導体基板に拡散層を形成することが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect, it is preferable that a diffusion layer is formed on the semiconductor substrate before the step of depositing the conductive film and the first oxide film.

上記第3の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記導電層を埋め込む工程の前に、前記半導体基板に拡散層を形成することが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect, it is preferable that a diffusion layer is formed on the semiconductor substrate before the step of embedding the conductive layer.

上記第3の視点に係る半導体装置の製造方法において、前記導電層を埋め込む工程の前に、前記開口部の側壁にシリコン窒化膜のサイドウォールを形成することが好ましい。   In the semiconductor device manufacturing method according to the third aspect, it is preferable that a sidewall of a silicon nitride film is formed on a sidewall of the opening before the step of filling the conductive layer.

なお、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。   Note that, in the present application, where reference numerals are attached to the drawings, these are only for the purpose of helping understanding, and are not intended to be limited to the illustrated embodiments.

また、本発明の全開示(請求の範囲及び図面を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。   Further, within the scope of the entire disclosure (including claims and drawings) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various combinations or selections of various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment or example, each element of each drawing, etc.) are included within the scope of the claims of the present invention. Is possible. That is, the present invention naturally includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the drawings, and the technical idea.

1 シリコン基板
1A 活性領域
2 犠牲膜
3 マスク膜
4 素子分離溝(トレンチ)
6 絶縁膜
7 絶縁膜
8 埋込膜
9 STI
10 犠牲膜
11 低濃度不純物拡散層
12 下層マスク膜
13 上層マスク膜
14 チャネル領域
15 ゲート電極用溝(トレンチ)
16 ゲート絶縁膜
17 介在膜
18、18A 導電膜
20 ライナ膜
21 埋込絶縁膜
22 埋込配線
23 埋込ワード線
24 第1層間絶縁膜(層間シリコン酸化膜)
25 ビットコンタクト開口(開口部)
26 不純物拡散層(拡散層)
27 導電膜(ポリシリコン膜)
28 導電膜(タングステン膜、金属膜)
29 マスク膜(シリコン酸化膜、第1シリコン酸化膜)
30 ビット線(導電配線)
31 サイドウォール絶縁膜(第2の酸化膜、サイドウォール、シリコン酸化膜)
32 第2層間絶縁膜(シリコン酸化膜、第3の酸化膜)
33 多層膜(ポリマー膜)
33A 下層膜
33B 中間膜
33C 上層膜
35 容量コンタクト開口(開口部)
36 サイドウォール絶縁膜(サイドウォール)
37 不純物拡散層
38 導電膜(ポリシリコン膜)
39 介在膜(コバルトシリサイド)
40 導電膜(タングステン)
41 容量コンタクトプラグ(導電層)
42 容量コンタクトパッド
43 ストッパ膜
44 第3層間絶縁膜
44A シリンダホール
45 下部電極
46 容量絶縁膜
47 上部電極
48 キャパシタ
49 第4層間絶縁膜
50 コンタクトプラグ
51 上部金属配線
52 保護膜
100 DRAM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 1A Active region 2 Sacrificial film 3 Mask film 4 Element isolation groove (trench)
6 Insulating film 7 Insulating film 8 Buried film 9 STI
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sacrificial film 11 Low concentration impurity diffusion layer 12 Lower layer mask film 13 Upper layer mask film 14 Channel region 15 Gate electrode trench (trench)
16 Gate insulating film 17 Intervening film 18, 18A Conductive film 20 Liner film 21 Embedded insulating film 22 Embedded wiring 23 Embedded word line 24 First interlayer insulating film (interlayer silicon oxide film)
25 Bit contact opening (opening)
26 Impurity diffusion layer (diffusion layer)
27 Conductive film (polysilicon film)
28 Conductive film (tungsten film, metal film)
29 Mask film (silicon oxide film, first silicon oxide film)
30 bit line (conductive wiring)
31 Side wall insulating film (second oxide film, side wall, silicon oxide film)
32 Second interlayer insulating film (silicon oxide film, third oxide film)
33 Multilayer film (polymer film)
33A Lower layer film 33B Intermediate film 33C Upper layer film 35 Capacitor contact opening (opening)
36 Side wall insulation film (side wall)
37 Impurity diffusion layer 38 Conductive film (polysilicon film)
39 Intervening film (cobalt silicide)
40 Conductive film (tungsten)
41 Capacitance contact plug (conductive layer)
42 Capacitor contact pad 43 Stopper film 44 Third interlayer insulating film 44A Cylinder hole 45 Lower electrode 46 Capacitor insulating film 47 Upper electrode 48 Capacitor 49 Fourth interlayer insulating film 50 Contact plug 51 Upper metal wiring 52 Protective film 100 DRAM

Claims (22)

半導体基板上に側面と上面とが絶縁膜で覆われた複数の導電配線を第1の方向に延在するよう形成する工程と、
前記半導体基板上の前記複数の導電配線間をポリマー膜で覆う工程と、
前記ポリマー膜を前記第1の方向と交差する第2の方向にパターニングして前記半導体基板上に残す工程と、
前記ポリマー膜及び前記複数の導電配線を含む前記半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記ポリマー膜の上面が表れるまで前記層間絶縁膜を除去する工程と、
上面が表れた前記ポリマー膜を除去する工程と、
前記ポリマー膜が除去された部分に導電層を埋め込む工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a plurality of conductive wirings whose side surfaces and upper surface are covered with an insulating film on a semiconductor substrate so as to extend in a first direction;
A step of covering a space between the plurality of conductive wirings on the semiconductor substrate with a polymer film;
Patterning the polymer film in a second direction intersecting the first direction and leaving it on the semiconductor substrate;
Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate including the polymer film and the plurality of conductive wirings;
Removing the interlayer insulating film until the upper surface of the polymer film appears;
Removing the polymer film whose upper surface appears;
Embedding a conductive layer in the portion where the polymer film has been removed;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記絶縁膜は、シリコン窒化膜よりも誘電率が小さい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 method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating film has a dielectric constant smaller than that of the silicon nitride film. 前記複数の導電配線を形成する工程では、ポリシリコン膜を堆積する工程と、前記ポリシリコン膜上にシリコン酸化膜を堆積する工程と、を含む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 semiconductor device according to claim 1, wherein the step of forming the plurality of conductive wirings includes a step of depositing a polysilicon film and a step of depositing a silicon oxide film on the polysilicon film. Production method. 前記複数の導電配線を形成する工程では、タングステン膜を堆積する工程と、前記タングステン膜上にシリコン酸化膜を堆積する工程と、を含む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 method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step of forming the plurality of conductive wirings includes a step of depositing a tungsten film and a step of depositing a silicon oxide film on the tungsten film. . 前記複数の導電配線を形成する工程は、ポリシリコン膜とタングステン膜とシリコン酸化膜とをこの順に堆積する工程を含む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 method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step of forming the plurality of conductive wirings includes a step of depositing a polysilicon film, a tungsten film, and a silicon oxide film in this order. 前記ポリマー膜で覆う工程では、シリコンを含有するポリマー膜を含む多層膜で覆う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 method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the step of covering with a polymer film, the film is covered with a multilayer film including a polymer film containing silicon. 前記層間絶縁膜を形成する工程では、ALD法によりシリコン酸化膜を形成す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 method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the step of forming the interlayer insulating film, a silicon oxide film is formed by an ALD method. 前記導電層を埋め込む工程では、リンがドープされたポリシリコン膜を堆積する工程を含む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 method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step of embedding the conductive layer includes a step of depositing a polysilicon film doped with phosphorus. 前記導電層を埋め込む工程では、タングステンを堆積する工程を含む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 method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step of embedding the conductive layer includes a step of depositing tungsten. 前記導電層を埋め込む工程では、リンがドープされたポリシリコン膜を堆積する工程と、前記ポリシリコン膜上にコバルトシリサイドを形成する工程と、前記コバルトシリサイド上にタングステンを形成する工程と、を含む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。   The step of embedding the conductive layer includes a step of depositing a polysilicon film doped with phosphorus, a step of forming cobalt silicide on the polysilicon film, and a step of forming tungsten on the cobalt silicide. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1. 半導体基板上に、開口部を有する第1層間絶縁膜を形成する工程と、
前記半導体基板上の前記開口部内にて側面と上面とが絶縁膜で覆われた複数の導電配線を第1の方向に延在するよう形成する工程と、
前記第1層間絶縁膜上の前記複数の導電配線間をポリマー膜で覆う工程と、
前記ポリマー膜を前記第1の方向と交差する第2の方向にパターニングして前記半導体基板上に残す工程と、
前記ポリマー膜及び前記複数の導電配線を含む前記半導体基板上に第2層間絶縁膜を形成する工程と、
前記ポリマー膜の上面が表れるまで前記第2層間絶縁膜を除去する工程と、
上面が表れた前記ポリマー膜を前記第1層間絶縁膜の上面が表れるまで除去する工程と、
上面が表れた前記第1層間絶縁膜を前記半導体基板の上面が表れるまで除去する工程と、
前記ポリマー膜及び前記第1層間絶縁膜が除去された部分に導電層を埋め込む工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first interlayer insulating film having an opening on a semiconductor substrate;
Forming a plurality of conductive wirings whose side surfaces and upper surface are covered with an insulating film in the opening on the semiconductor substrate so as to extend in a first direction;
Covering the space between the plurality of conductive wirings on the first interlayer insulating film with a polymer film;
Patterning the polymer film in a second direction intersecting the first direction and leaving it on the semiconductor substrate;
Forming a second interlayer insulating film on the semiconductor substrate including the polymer film and the plurality of conductive wirings;
Removing the second interlayer insulating film until the upper surface of the polymer film appears;
Removing the polymer film whose upper surface appears until the upper surface of the first interlayer insulating film appears;
Removing the first interlayer insulating film whose upper surface appears until the upper surface of the semiconductor substrate appears;
Embedding a conductive layer in a portion where the polymer film and the first interlayer insulating film are removed;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記絶縁膜は、シリコン窒化膜よりも誘電率が小さいことを特徴とする請求項11記載の半導体装置の製造方法。   12. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein the insulating film has a dielectric constant smaller than that of the silicon nitride film. 半導体基板上に導電膜と第1シリコン酸化膜とをこの順に堆積する工程と、
前記導電膜と前記第1シリコン酸化膜とを第1の方向に延在するようパターニングすることにより複数のビット線を形成する工程と、
前記複数のビット線を含む前記半導体基板上に第2シリコン酸化膜を堆積する工程と、
エッチバックにより前記複数のビット線の側壁に前記第2シリコン酸化膜を残してサイドウォールを形成する工程と、
前記半導体基板上の前記複数のビット線の間にポリマー膜を塗布する工程と、
前記ポリマー膜を前記第1の方向と交差する第2の方向にパターニングして前記半導体基板上に残すとともに、前記半導体基板を露出する工程と、
残った前記ポリマー膜及び前記複数のビット線配線を含む前記半導体基板上に第3シリコン酸化膜を形成する工程と、
前記ポリマー膜の上面が表れるまで前記第3シリコン酸化膜を除去する工程と、
前記ポリマー膜を除去して前記半導体基板に通ずる開口部を形成する工程と、
前記半導体基板上の前記開口部内に導電層を埋め込む工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Depositing a conductive film and a first silicon oxide film in this order on a semiconductor substrate;
Forming a plurality of bit lines by patterning the conductive film and the first silicon oxide film to extend in a first direction;
Depositing a second silicon oxide film on the semiconductor substrate including the plurality of bit lines;
Forming a sidewall by leaving the second silicon oxide film on the sidewalls of the plurality of bit lines by etch back;
Applying a polymer film between the plurality of bit lines on the semiconductor substrate;
Patterning the polymer film in a second direction intersecting the first direction and leaving it on the semiconductor substrate; and exposing the semiconductor substrate;
Forming a third silicon oxide film on the semiconductor substrate including the remaining polymer film and the plurality of bit line wirings;
Removing the third silicon oxide film until an upper surface of the polymer film appears;
Removing the polymer film to form an opening communicating with the semiconductor substrate;
Burying a conductive layer in the opening on the semiconductor substrate;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記導電膜を堆積する工程では、ポリシリコン膜を堆積することを特徴とする請求項13記載の半導体装置の製造方法。   14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein in the step of depositing the conductive film, a polysilicon film is deposited. 前記導電膜を堆積する工程では、金属膜を堆積することを特徴とする請求項13記載の半導体装置の製造方法。   14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein in the step of depositing the conductive film, a metal film is deposited. 前記導電膜を堆積する工程では、ポリシリコン膜上にタングステン膜を堆積することを特徴とする請求項13記載の半導体装置の製造方法。   14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein in the step of depositing the conductive film, a tungsten film is deposited on the polysilicon film. 前記第2シリコン酸化膜を堆積する工程では、ALD法によりシリコン酸化膜を堆積することを特徴とする請求項13記載の半導体装置の製造方法。   14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein in the step of depositing the second silicon oxide film, a silicon oxide film is deposited by an ALD method. 前記開口部を形成する工程では、前記ポリマー膜をエッチバックすることを特徴とする請求項13記載の半導体装置の製造方法。   14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein in the step of forming the opening, the polymer film is etched back. 前記導電膜と前記第1の酸化膜とを堆積する工程の前に、前記半導体基板に拡散層を形成することを特徴とする請求項13記載の半導体装置の製造方法。   14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein a diffusion layer is formed on the semiconductor substrate before the step of depositing the conductive film and the first oxide film. 前記導電層を埋め込む工程の前に、前記半導体基板に拡散層を形成することを特徴とする請求項13記載の半導体装置の製造方法。   14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein a diffusion layer is formed on the semiconductor substrate before the step of embedding the conductive layer. 前記導電層を埋め込む工程の前に、前記開口部の側壁にシリコン窒化膜のサイドウォールを形成することを特徴とする請求項13記載の半導体装置の製造方法。   14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein a side wall of the silicon nitride film is formed on a side wall of the opening before the step of embedding the conductive layer. 半導体基板上に、開口部を有する層間シリコン酸化膜を形成する工程と、
前記半導体基板上の前記開口部内にて導電膜と第1シリコン酸化膜とをこの順に堆積する工程と、
前記導電膜と前記第1シリコン酸化膜とを第1の方向に延在するようパターニングすることにより複数のビット線を形成する工程と、
前記複数のビット線を含む前記半導体基板上に第2シリコン酸化膜を堆積する工程と、
エッチバックにより前記複数のビット線の側壁に前記第2シリコン酸化膜を残してサイドウォールを形成する工程と、
前記層間シリコン酸化膜上の前記複数のビット線の間にポリマー膜を塗布する工程と、
前記ポリマー膜を前記第1の方向と交差する第2の方向にパターニングして前記層間シリコン酸化膜上に残すとともに、前記層間シリコン酸化膜を露出する工程と、
残った前記ポリマー膜及び前記複数のビット線配線を含む前記層間シリコン酸化膜上に第3シリコン酸化膜を形成する工程と、
前記ポリマー膜の上面が表れるまで前記第3シリコン酸化膜を除去する工程と、
上面が表れた前記ポリマー膜及び前記層間シリコン酸化膜を除去して前記半導体基板に通ずる他の開口部を形成する工程と、
前記半導体基板上の前記他の開口部内に導電層を埋め込む工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming an interlayer silicon oxide film having an opening on a semiconductor substrate;
Depositing a conductive film and a first silicon oxide film in this order in the opening on the semiconductor substrate;
Forming a plurality of bit lines by patterning the conductive film and the first silicon oxide film to extend in a first direction;
Depositing a second silicon oxide film on the semiconductor substrate including the plurality of bit lines;
Forming a sidewall by leaving the second silicon oxide film on the sidewalls of the plurality of bit lines by etch back;
Applying a polymer film between the plurality of bit lines on the interlayer silicon oxide film;
Patterning the polymer film in a second direction intersecting the first direction and leaving it on the interlayer silicon oxide film, and exposing the interlayer silicon oxide film;
Forming a third silicon oxide film on the interlayer silicon oxide film including the remaining polymer film and the plurality of bit line wirings;
Removing the third silicon oxide film until an upper surface of the polymer film appears;
Removing the polymer film and the interlayer silicon oxide film exposed on the upper surface to form another opening that leads to the semiconductor substrate;
Burying a conductive layer in the other opening on the semiconductor substrate;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
JP2012194942A 2012-09-05 2012-09-05 Method of manufacturing semiconductor device Pending JP2014053361A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012194942A JP2014053361A (en) 2012-09-05 2012-09-05 Method of manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012194942A JP2014053361A (en) 2012-09-05 2012-09-05 Method of manufacturing semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014053361A true JP2014053361A (en) 2014-03-20

Family

ID=50611603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012194942A Pending JP2014053361A (en) 2012-09-05 2012-09-05 Method of manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014053361A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190053056A (en) * 2017-11-09 2019-05-17 삼성전자주식회사 Memory device and method of manufacturing the same
CN115332061A (en) * 2022-10-13 2022-11-11 合肥晶合集成电路股份有限公司 Manufacturing method of grid structure

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190053056A (en) * 2017-11-09 2019-05-17 삼성전자주식회사 Memory device and method of manufacturing the same
US10886277B2 (en) 2017-11-09 2021-01-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of manufacturing devices including a buried gate cell and a bit line structure including a thermal oxide buffer pattern
KR102396583B1 (en) 2017-11-09 2022-05-11 삼성전자주식회사 Memory device and method of manufacturing the same
US11574912B2 (en) 2017-11-09 2023-02-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Memory devices and methods of manufacturing the same
CN115332061A (en) * 2022-10-13 2022-11-11 合肥晶合集成电路股份有限公司 Manufacturing method of grid structure
CN115332061B (en) * 2022-10-13 2022-12-16 合肥晶合集成电路股份有限公司 Manufacturing method of grid structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100881825B1 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
US9576963B2 (en) Manufacturing method of vertical channel transistor array
JPH10189912A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
US9305927B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
CN112786527B (en) Semiconductor structure and manufacturing method thereof
US20110169061A1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2013254815A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US20140030865A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device having cylindrical lower capacitor electrode
JP4552946B2 (en) Semiconductor memory device and manufacturing method of semiconductor memory device
TWI497649B (en) Semiconductor structure with buried word line and manufacturing method therefor
US8035136B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR20120074850A (en) Methods of manufacturing a semiconductor device
US7592249B2 (en) Method for manufacturing a semiconductor device
JP2011129762A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR20020031283A (en) Integrated Circuit Device And Method For Manufacture The Same
JP2014096475A (en) Semiconductor device manufacturing method
JP2008042075A (en) Semiconductor memory unit, and production method therefor
JP2002124649A (en) Semiconductor integrated circuit device and the manufacturing method therefor
US20150340368A1 (en) Semiconductor device manufacturing method
JP2012059781A (en) Semiconductor device, and method of manufacturing the same
WO2014069213A1 (en) Semiconductor device, and manufacturing method for same
JP2014053361A (en) Method of manufacturing semiconductor device
CN110459507B (en) Method for forming semiconductor memory device
US20080087926A1 (en) Ferroelectric random access memory and methods of fabricating the same
JP2013030698A (en) Method of manufacturing semiconductor device