JP2016154194A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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努 綾
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the formation of a side wall insulation film on a side face of a peripheral gate electrode from being disabled by making an etchant for removing a silicon oxide film within a memory cell area reach a peripheral circuit area, to prevent no LDD diffusion layer from being residual after implementation of ion implantation for forming a source/drain diffusion layer, and to prevent the provision of the LDD diffusion layer in a peripheral transistor from being disabled as a result.SOLUTION: A semiconductor device 1 comprises: a semiconductor substrate 2 in which a memory cell area MC and a peripheral circuit area PA are defined; a plurality of first distribution lines (bit lines BL and dummy bit lines DBL) disposed within the memory cell area MC and extending in an (x) direction; and a guard line GL which is provided for each of the plurality of first distribution lines and disposed within the memory cell area MC while including a plurality of projections P each having an end E2 that faces one end E1 of the first distribution line in the (x) direction, and extends in a (y) direction.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は半導体装置及びその製造方法に関し、特に、周辺回路領域内のトランジスタにLDD拡散層を設ける半導体装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device in which an LDD diffusion layer is provided in a transistor in a peripheral circuit region and a manufacturing method thereof.

DRAM(Dynamic Randam Access Memory)などの半導体装置の周辺回路領域に設けられる周辺トランジスタには、電界緩和層としてのLDD(Lightly Dosed Drain)拡散層が設けられる場合がある(例えば特許文献1を参照)。LDD拡散層は、半導体基板の表面上に形成されるゲート電極(以下、「周辺ゲート電極」という)と、半導体基板の表面内に形成される2つのソース/ドレイン拡散層それぞれとの間に配置される。   A peripheral transistor provided in a peripheral circuit region of a semiconductor device such as a DRAM (Dynamic Randam Access Memory) may be provided with an LDD (Lightly Dosed Drain) diffusion layer as an electric field relaxation layer (see, for example, Patent Document 1). . The LDD diffusion layer is disposed between a gate electrode (hereinafter referred to as “peripheral gate electrode”) formed on the surface of the semiconductor substrate and each of the two source / drain diffusion layers formed in the surface of the semiconductor substrate. Is done.

LDD拡散層の形成は、次のようにして行われる。まず初めに、半導体基板に素子間分離用の絶縁膜を埋め込むことによって、いわゆるSTI(Shallow Trench Isolation)法による活性領域を区画する。続いて、活性領域の表面をゲート絶縁膜で覆った後、導電膜を成膜し、パターニングすることによって周辺ゲート電極を形成する。次に、まず薄いライナー絶縁膜を形成したうえで半導体基板内に不純物をイオン注入することによって、活性領域の表面内にLDD拡散層を形成する。この段階では、周辺ゲート電極によって覆われている部分を除く活性領域の全体に、広くLDD拡散層が分布する。続いて、周辺ゲート電極の側面をサイドウォール絶縁膜で覆い、その状態で不純物のイオン注入を再度実施する。このとき、サイドウォール絶縁膜がマスクとして機能するため、周辺ゲート電極に近い領域には不純物が注入されず、周辺ゲート電極から遠い領域にのみ不純物が注入される。その結果、周辺ゲート電極から遠い領域に形成されていたLDD拡散層が高い濃度で不純物を含有するソース/ドレイン拡散層に置換される一方、周辺ゲート電極に近い領域にはLDD拡散層が残存することになる。こうして、上記のように、周辺ゲート電極と2つのソース/ドレイン拡散層それぞれとの間にLDD拡散層が配置された構成を得ることができる。   The formation of the LDD diffusion layer is performed as follows. First, an active region is defined by a so-called STI (Shallow Trench Isolation) method by embedding an insulating film for element isolation in a semiconductor substrate. Subsequently, after covering the surface of the active region with a gate insulating film, a conductive film is formed and patterned to form a peripheral gate electrode. Next, an LDD diffusion layer is formed in the surface of the active region by first forming a thin liner insulating film and then ion-implanting impurities into the semiconductor substrate. At this stage, the LDD diffusion layer is widely distributed over the entire active region except the portion covered by the peripheral gate electrode. Subsequently, the side surface of the peripheral gate electrode is covered with a sidewall insulating film, and impurity ion implantation is performed again in that state. At this time, since the sidewall insulating film functions as a mask, impurities are not implanted into a region near the peripheral gate electrode, and impurities are implanted only into a region far from the peripheral gate electrode. As a result, the LDD diffusion layer formed in the region far from the peripheral gate electrode is replaced with the source / drain diffusion layer containing impurities at a high concentration, while the LDD diffusion layer remains in the region near the peripheral gate electrode. It will be. Thus, as described above, it is possible to obtain a configuration in which the LDD diffusion layer is disposed between the peripheral gate electrode and each of the two source / drain diffusion layers.

また、ワード線を半導体基板内に埋め込んだ構造を有する半導体装置が知られている(例えば特許文献2を参照)。この種の半導体装置では、ワード線が半導体基板の表面に設けられたトレンチ内に埋め込まれているため、特許文献1にも示されるように、ビット線と周辺ゲート電極を同一の工程で製造することが可能になる。   A semiconductor device having a structure in which a word line is embedded in a semiconductor substrate is known (see, for example, Patent Document 2). In this type of semiconductor device, since the word line is buried in a trench provided on the surface of the semiconductor substrate, as shown in Patent Document 1, the bit line and the peripheral gate electrode are manufactured in the same process. It becomes possible.

その他、特許文献3には、ワード線を半導体基板の表面上に形成し、ビット線とセルキャパシタをワード線の上方に形成するタイプの半導体装置に関して、周辺ゲート電極を形成する際に用いるエッチング液からメモリセル領域内の構造を保護するための構造が開示されている。   In addition, Patent Document 3 discloses an etching solution used for forming a peripheral gate electrode in a semiconductor device in which a word line is formed on a surface of a semiconductor substrate and a bit line and a cell capacitor are formed above the word line. A structure for protecting the structure in the memory cell region from the above is disclosed.

具体的に説明すると、特許文献3に記載の半導体装置の製造方法では、全面に形成した導電膜をパターニングすることによりメモリセル領域内にワード線を形成した後、ワード線間の領域に、半導体基板の表面(ソース/ドレイン拡散層)とビット線及びセルキャパシタのそれぞれとを接続するためのセルコンタクトパッドを形成する。そして、メモリセル領域を層間絶縁膜で覆った状態で、上記導電膜のうち周辺回路領域内に形成されている部分をパターニングすることにより、周辺ゲート電極を形成する。ここで、微細化が進展すると、ワード線の間隔が非常に狭くなる。その結果、メモリセル領域を覆う層間絶縁膜を形成する際に、ワード線間の領域に層間絶縁膜が十分に埋め込まれないという事態が発生し得る。この場合、層間絶縁膜内にボイドが発生することになり、このボイドを通じて、周辺ゲート電極を形成するために用いるエッチング液がメモリセル領域内に侵入することになる。こうしてメモリセル領域内に侵入するエッチング液は、メモリセル領域内に形成されているセルコンタクトパッドを腐食させる。特許文献3の技術は、この腐食を防止すべく、周辺回路領域とメモリセル領域の間に、ワード線と交差する方向に延在するダミーのセルコンタクトパッドを設けるというものである。ダミーのセルコンタクトパッドがエッチング液に対する防波堤としての役割を果たすため、特許文献3の技術によれば、セルコンタクトパッドの腐食が防止される。   More specifically, in the method of manufacturing a semiconductor device described in Patent Document 3, after a word line is formed in a memory cell region by patterning a conductive film formed on the entire surface, a semiconductor is formed in a region between the word lines. A cell contact pad for connecting the surface of the substrate (source / drain diffusion layer) and each of the bit line and the cell capacitor is formed. Then, a peripheral gate electrode is formed by patterning a portion of the conductive film formed in the peripheral circuit region with the memory cell region covered with an interlayer insulating film. Here, as the miniaturization progresses, the interval between the word lines becomes very narrow. As a result, when the interlayer insulating film covering the memory cell region is formed, a situation may occur in which the interlayer insulating film is not sufficiently embedded in the region between the word lines. In this case, voids are generated in the interlayer insulating film, and the etching solution used to form the peripheral gate electrode penetrates into the memory cell region through the voids. Thus, the etchant that enters the memory cell region corrodes the cell contact pad formed in the memory cell region. The technique of Patent Document 3 is to provide a dummy cell contact pad extending in a direction intersecting the word line between the peripheral circuit region and the memory cell region in order to prevent this corrosion. Since the dummy cell contact pad serves as a breakwater for the etching solution, according to the technique of Patent Document 3, corrosion of the cell contact pad is prevented.

国際公開第2014/077210号International Publication No. 2014/072210 特開2012−099793号公報JP 2012-099793 A 特開2010−199613号公報JP 2010-199613 A

ところで、特許文献1の図7には、周辺ゲート電極の側面に上述したサイドウォール絶縁膜を形成する工程の一例が開示されている。この例では、サイドウォール絶縁膜の材料となるシリコン酸化膜を成膜した後、シリコン酸化膜のエッチバックを行うことによって、周辺ゲート電極の側面にサイドウォール絶縁膜が形成される。この時点では、メモリセル領域(ビット線間の領域)のシリコン酸化膜は残存している。サイドウォール絶縁膜の形成後、上述した工程と同様にして不純物のイオン注入を実施することにより、ソース/ドレイン拡散層が形成される。特許文献1の図7に示される工程では、こうしてソース/ドレイン拡散層を形成した後、レジストで周辺回路領域を覆った状態でシリコン酸化膜のウエットエッチングを実施することにより、メモリセル領域(ビット線間の領域)のシリコン酸化膜を除去している。   Incidentally, FIG. 7 of Patent Document 1 discloses an example of a process for forming the above-described sidewall insulating film on the side surface of the peripheral gate electrode. In this example, after a silicon oxide film as a material for the sidewall insulating film is formed, the silicon oxide film is etched back to form a sidewall insulating film on the side surface of the peripheral gate electrode. At this point, the silicon oxide film in the memory cell region (region between bit lines) remains. After the formation of the sidewall insulating film, ion implantation of impurities is performed in the same manner as described above to form a source / drain diffusion layer. In the process shown in FIG. 7 of Patent Document 1, after forming the source / drain diffusion layers in this manner, wet etching of the silicon oxide film is performed in a state where the peripheral circuit region is covered with a resist, thereby forming a memory cell region (bit). The silicon oxide film in the region between the lines is removed.

ここで、メモリセル領域内におけるシリコン酸化膜の除去を、エッチバックによるサイドウォール絶縁膜の形成前に実施することも考えられる。この場合、シリコン酸化膜を全面に形成した後、レジストなどのマスク膜で周辺回路領域を覆い、その状態でシリコン酸化膜のウエットエッチングを実施することになる。サイドウォール絶縁膜の形成は、その後に周辺回路領域内に残ったシリコン酸化膜をエッチバックすることによって実施される。   Here, it is also conceivable to remove the silicon oxide film in the memory cell region before forming the sidewall insulating film by etch back. In this case, after the silicon oxide film is formed on the entire surface, the peripheral circuit region is covered with a mask film such as a resist, and wet etching of the silicon oxide film is performed in that state. The sidewall insulating film is formed by etching back the silicon oxide film remaining in the peripheral circuit region thereafter.

しかしながら、このような工程を採用すると、特に高度に微細化した半導体装置において、周辺ゲート電極の側面にサイドウォール絶縁膜を形成できなくなるおそれがある。すなわち、ウエットエッチングは当方性であるため、ウエットエッチングで用いるエッチング液は、周辺回路領域を覆うマスク膜の下方にもある程度回り込む。高度な微細化によって周辺回路領域とメモリセル領域が接近すると、こうしてマスク膜の下方に回り込んだエッチング液が周辺回路領域に到達する場合が生ずる。また、高度な微細化によってビット線の間隔が狭くなると、ビット線間の領域をシリコン酸化膜によって十分に埋設することができなくなり、シリコン酸化膜内にシームやボイドが発生する。このシームやボイドは、周辺回路領域に向かってエッチング液を誘導する役割を果たす。このように、高度に微細化した半導体装置においては、メモリセル領域のシリコン酸化膜を除去するためのエッチング液が周辺回路領域にまで到達し、周辺ゲート電極の側面に形成されたシリコン酸化膜を除去してしまう可能性が高くなっている。周辺ゲート電極の側面に形成されたシリコン酸化膜が除去されると、周辺ゲート電極の側面に上述したサイドウォール絶縁膜が形成されなくなる。すると、ソース/ドレイン拡散層を形成するためのイオン注入の実施後にLDD拡散層が残存しなくなり、周辺トランジスタにLDD拡散層を設けることができなくなるため、改善が必要とされている。   However, when such a process is employed, there is a risk that a sidewall insulating film cannot be formed on the side surface of the peripheral gate electrode, particularly in a highly miniaturized semiconductor device. In other words, since wet etching is isotropic, the etching solution used in wet etching also goes to some extent below the mask film covering the peripheral circuit region. When the peripheral circuit area and the memory cell area come close to each other due to advanced miniaturization, the etching solution that wraps around below the mask film may reach the peripheral circuit area. Further, when the interval between the bit lines becomes narrow due to advanced miniaturization, a region between the bit lines cannot be sufficiently filled with the silicon oxide film, and seams and voids are generated in the silicon oxide film. These seams and voids play a role of guiding the etching solution toward the peripheral circuit region. As described above, in a highly miniaturized semiconductor device, the etching solution for removing the silicon oxide film in the memory cell region reaches the peripheral circuit region, and the silicon oxide film formed on the side surface of the peripheral gate electrode is used. There is a high possibility of removal. When the silicon oxide film formed on the side surface of the peripheral gate electrode is removed, the sidewall insulating film described above is not formed on the side surface of the peripheral gate electrode. As a result, the LDD diffusion layer does not remain after the ion implantation for forming the source / drain diffusion layer, and the LDD diffusion layer cannot be provided in the peripheral transistor.

本発明による半導体装置は、メモリセル領域及び周辺回路領域が区画された半導体基板と、それぞれ前記メモリセル領域内に配置され、かつ、第1の方向に延在する複数の第1の配線と、前記複数の第1の配線ごとに設けられ、それぞれ対応する前記第1の配線の前記第1の方向の一方端部に対向する端部を有する複数の突起部を有して前記メモリセル領域内に配置され、前記第1の方向と直交する第2の方向に延在するガードラインとを備えることを特徴とする。   A semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor substrate in which a memory cell region and a peripheral circuit region are partitioned, a plurality of first wirings that are respectively disposed in the memory cell region and extend in a first direction, In each of the plurality of first wirings, each of the corresponding first wirings has a plurality of protrusions each having an end facing the one end in the first direction. And a guard line extending in a second direction orthogonal to the first direction.

また、本発明による半導体装置の製造方法は、メモリセル領域及び周辺回路領域が区画される半導体基板の前記メモリセル領域内に相当する表面に層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜の表面に第1の導電膜を形成する工程と、前記第1の導電膜の表面に、それぞれ前記メモリセル領域内を第1の方向に延在する複数の第1の配線のパターンと、前記複数の第1の配線ごとに設けられ、それぞれ対応する前記第1の配線の前記第1の方向の一方端部に対向する端部を有する複数の突起部を有して前記メモリセル領域内に配置され、前記第1の方向と直交する第2の方向に延在するガードラインのパターンとを含むマスクパターンを形成する工程と、前記マスクパターンをマスクとするエッチングによって前記第1の導電膜をパターニングすることにより、前記複数の第1の配線及び前記ガードラインを形成する工程とを備えることを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming an interlayer insulating film on a surface corresponding to the memory cell region of a semiconductor substrate in which a memory cell region and a peripheral circuit region are partitioned; Forming a first conductive film on the surface; a plurality of first wiring patterns extending in a first direction in the memory cell region on the surface of the first conductive film; Provided in each of the first wirings and having a plurality of protrusions each having an end opposite to one end of the corresponding first wiring in the first direction, and disposed in the memory cell region Forming a mask pattern including a guard line pattern extending in a second direction orthogonal to the first direction, and patterning the first conductive film by etching using the mask pattern as a mask. By grayed, characterized in that it comprises a step of forming a plurality of first wiring and the guard line.

本発明によれば、ガードラインが周辺回路領域内へのエッチング液の侵入を防止する役割を果たす。したがって、周辺ゲート電極の側面をサイドウォール絶縁膜により覆った状態で周辺トランジスタのソース/ドレイン拡散層を形成することが可能になるので、周辺トランジスタにLDD拡散層を設けることが可能になる。   According to the present invention, the guard line serves to prevent the etching solution from entering the peripheral circuit region. Accordingly, since the source / drain diffusion layer of the peripheral transistor can be formed with the side surface of the peripheral gate electrode covered with the sidewall insulating film, the LDD diffusion layer can be provided in the peripheral transistor.

(a)は、本発明の好ましい第1の実施の形態による半導体装置1の平面レイアウトを示す図であり、(b)は、(a)のA−A線に対応する半導体装置1の断面図である。(A) is a figure which shows the plane layout of the semiconductor device 1 by the preferable 1st Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing of the semiconductor device 1 corresponding to the AA line of (a). It is. (a)は、製造途中における半導体装置1の上面図であり、(b)は、(a)のA−A線に対応する半導体装置1の断面図である。(A) is a top view of the semiconductor device 1 in the middle of manufacture, and (b) is a cross-sectional view of the semiconductor device 1 corresponding to the AA line of (a). (a)は、製造途中(図2に続く工程)における半導体装置1の上面図であり、(b)は、(a)のA−A線に対応する半導体装置1の断面図である。(A) is a top view of the semiconductor device 1 during manufacturing (step following FIG. 2), and (b) is a cross-sectional view of the semiconductor device 1 corresponding to the AA line of (a). (a)は、製造途中(図3に続く工程)における半導体装置1の上面図であり、(b)は、(a)のA−A線に対応する半導体装置1の断面図である。(A) is a top view of the semiconductor device 1 in the middle of manufacture (step following FIG. 3), and (b) is a cross-sectional view of the semiconductor device 1 corresponding to the AA line of (a). (a)は、製造途中(図4に続く工程)における半導体装置1の上面図であり、(b)は、(a)のA−A線に対応する半導体装置1の断面図である。(A) is a top view of the semiconductor device 1 in the middle of manufacturing (step following FIG. 4), and (b) is a cross-sectional view of the semiconductor device 1 corresponding to the AA line of (a). (a)は、製造途中(図5に続く工程)における半導体装置1の上面図であり、(b)は、(a)のA−A線に対応する半導体装置1の断面図である。(A) is a top view of the semiconductor device 1 in the middle of manufacturing (step following FIG. 5), and (b) is a cross-sectional view of the semiconductor device 1 corresponding to the AA line of (a). (a)は、製造途中(図6に続く工程)における半導体装置1の、図1(a)のA−A線に対応する断面図である。(A) is sectional drawing corresponding to the AA of FIG. 1 (a) of the semiconductor device 1 in the middle of manufacture (process following FIG. 6). (a)は、製造途中(図7に続く工程)における半導体装置1の、図1(a)のA−A線に対応する断面図である。(A) is sectional drawing corresponding to the AA line of FIG. 1 (a) of the semiconductor device 1 in the middle of manufacture (process following FIG. 7). (a)は、製造途中(図8に続く工程)における半導体装置1の、図1(a)のA−A線に対応する断面図である。(A) is sectional drawing corresponding to the AA line of FIG. 1 (a) of the semiconductor device 1 in the middle of manufacture (process following FIG. 8). (a)は、製造途中(図9に続く工程)における半導体装置1の、図1(a)のA−A線に対応する断面図である。(A) is sectional drawing corresponding to the AA line of FIG. 1 (a) of the semiconductor device 1 in the middle of manufacture (process following FIG. 9). (a)は、製造途中(図10に続く工程)における半導体装置1の、図1(a)のA−A線に対応する断面図である。(A) is sectional drawing corresponding to the AA line of Fig.1 (a) of the semiconductor device 1 in the middle of manufacture (process following FIG. 10). (a)は、製造途中(図11に続く工程)における半導体装置1の上面図であり、(b)は、(a)のA−A線に対応する半導体装置1の断面図である。(A) is a top view of the semiconductor device 1 in the middle of manufacture (step following FIG. 11), and (b) is a cross-sectional view of the semiconductor device 1 corresponding to the AA line of (a). (a)は、製造途中(図12に続く工程)における半導体装置1の上面図であり、(b)は、(a)のA−A線に対応する半導体装置1の断面図である。(A) is a top view of the semiconductor device 1 in the middle of manufacturing (step following FIG. 12), and (b) is a cross-sectional view of the semiconductor device 1 corresponding to the AA line of (a). (a)は、製造途中(図13に続く工程)における半導体装置1の、図1(a)のA−A線に対応する断面図である。(A) is sectional drawing corresponding to the AA line of FIG. 1 (a) of the semiconductor device 1 in the middle of manufacture (process following FIG. 13). (a)は、本発明の好ましい第2の実施の形態による半導体装置1の、図6に対応する工程における上面図である。(A) is the top view in the process corresponding to FIG. 6 of the semiconductor device 1 by preferable 2nd Embodiment of this invention.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本実施の形態による半導体装置1はDRAMであり、図1に示すように、半導体基板2の主面にメモリセル領域MCと周辺回路領域PAとが区画された構成を有している。なお、本発明の適用対象はDRAMに限られるものではなく、本発明は、例えば記憶素子として抵抗変化型の素子を用いるReRAM(Resistance Random Access Memory)や、記憶素子として相変化素子を用いるPRAM(Phase change Random Access Memory)などにも好適に適用可能である。   The semiconductor device 1 according to the present embodiment is a DRAM, and has a configuration in which a memory cell region MC and a peripheral circuit region PA are partitioned on the main surface of a semiconductor substrate 2 as shown in FIG. Note that the scope of application of the present invention is not limited to DRAM, and the present invention is not limited to, for example, ReRAM (Resistance Random Access Memory) using a resistance change type element as a memory element, or PRAM (phase change element as a memory element). (Phase change Random Access Memory) can be suitably applied.

メモリセル領域MCは、x方向(第1の方向)に延在する第1の辺10Xとx方向と直交するy方向(第2の方向)に延在する第2の辺10Yとを有する矩形(長方形)の領域である。なお、図1に示したメモリセル領域MCは実際のメモリセル領域の一部分であり、実際のメモリセル領域は図面右方向にさらに広がって形成される。   The memory cell region MC has a rectangle having a first side 10X extending in the x direction (first direction) and a second side 10Y extending in the y direction (second direction) orthogonal to the x direction. (Rectangular) area. The memory cell region MC shown in FIG. 1 is a part of the actual memory cell region, and the actual memory cell region is formed so as to further expand in the right direction of the drawing.

メモリセル領域MC内には、矩形(長方形)のアクティブセル領域ACと、アクティブセル領域ACを囲むように配置されるダミーセル領域とが配置される。ダミーセル領域は、y方向に延在する2つの第1のダミーセル領域DC1(ただし、図1では一方の第1のダミーセル領域DC1のみを図示している)と、x方向に延在する2つの第2のダミーセル領域DC2とを含んで構成される。第1のダミーセル領域DC1はアクティブセル領域ACのx方向の端部に接して配置され、第2のダミーセル領域DC2はアクティブセル領域ACのy方向の端部に接して配置される。   In the memory cell area MC, a rectangular (rectangular) active cell area AC and a dummy cell area arranged so as to surround the active cell area AC are arranged. The dummy cell region includes two first dummy cell regions DC1 extending in the y direction (however, only one first dummy cell region DC1 is shown in FIG. 1) and two first dummy cell regions DC1 extending in the x direction. 2 dummy cell regions DC2. The first dummy cell region DC1 is disposed in contact with the end portion in the x direction of the active cell region AC, and the second dummy cell region DC2 is disposed in contact with the end portion in the y direction of the active cell region AC.

アクティブセル領域ACには、半導体基板2にシリコン酸化膜などの絶縁膜を埋め込むことによって形成されるメモリセル素子分離領域3a,3bと、それぞれがメモリセル素子分離領域3a,3bによって囲まれる複数のセル活性領域kとが配置される。なお、図1(a)には8つのセル活性領域kのみを示しているが、実際にはより多くのセル活性領域kが配置される。メモリセル素子分離領域3a(第1の素子分離領域)はx方向及びy方向のそれぞれに対して傾斜したw方向(第3の方向)に延在するように形成され、メモリセル素子分離領域3b(第2の素子分離領域)はy方向に延在するように形成される。メモリセル素子分離領域3a,3bがこのような形状を有することから、各セル活性領域kの平面形状は、一方の対辺がy方向に平行であり、他方の対辺がw方向に平行である平行四辺形となる。また、各セル活性領域kは、x方向とy方向のそれぞれに沿って、マトリクス状に配置される。各セル活性領域kには、DRAMのメモリセルが2つずつ配置される。   The active cell region AC includes memory cell element isolation regions 3a and 3b formed by embedding an insulating film such as a silicon oxide film in the semiconductor substrate 2, and a plurality of memory cell element isolation regions 3a and 3b surrounded by the memory cell element isolation regions 3a and 3b, respectively. A cell active region k is disposed. FIG. 1A shows only eight cell active regions k, but more cell active regions k are actually arranged. The memory cell element isolation region 3a (first element isolation region) is formed to extend in the w direction (third direction) inclined with respect to each of the x direction and the y direction, and the memory cell element isolation region 3b The (second element isolation region) is formed to extend in the y direction. Since the memory cell element isolation regions 3a and 3b have such a shape, the planar shape of each cell active region k is parallel in which one opposite side is parallel to the y direction and the other opposite side is parallel to the w direction. It becomes a quadrilateral. Each cell active region k is arranged in a matrix along each of the x direction and the y direction. Two DRAM memory cells are arranged in each cell active region k.

一方、第1のダミーセル領域DC1には、第2の辺10Yに沿って複数のダミーセル活性領域Dkが配置される。これらのダミーセル活性領域Dkは、アクティブセル領域ACから第1のダミーセル領域DC1内に延長されたメモリセル素子分離領域3aによって互いに分離されるとともに、メモリセル素子分離領域3bによって、アクティブセル領域AC内の各セル活性領域kと分離されている。同様に、第2のダミーセル領域DC2には、第1の辺10Xに沿って複数のダミーセル活性領域Dkが配置される。これらのダミーセル活性領域Dkは、アクティブセル領域ACから第2のダミーセル領域DC2内に延長されたメモリセル素子分離領域3a,3bによって互いに分離されるとともに、メモリセル素子分離領域3a,3bによって、アクティブセル領域AC内の各セル活性領域kと分離されている。ダミーセル活性領域Dkにはメモリセルは配置されず、したがって、ダミーセル活性領域Dkは半導体装置1のDRAMとしての動作には寄与しない。   On the other hand, in the first dummy cell region DC1, a plurality of dummy cell active regions Dk are arranged along the second side 10Y. These dummy cell active regions Dk are separated from each other by a memory cell element isolation region 3a extending from the active cell region AC into the first dummy cell region DC1, and in the active cell region AC by the memory cell element isolation region 3b. Are isolated from each cell active region k. Similarly, a plurality of dummy cell active regions Dk are arranged along the first side 10X in the second dummy cell region DC2. These dummy cell active regions Dk are separated from each other by memory cell element isolation regions 3a and 3b extending from the active cell region AC into the second dummy cell region DC2, and active by the memory cell element isolation regions 3a and 3b. It is isolated from each cell active region k in the cell region AC. No memory cell is arranged in the dummy cell active region Dk. Therefore, the dummy cell active region Dk does not contribute to the operation of the semiconductor device 1 as a DRAM.

周辺回路領域PAは、メモリセル領域MCの周囲に配置される領域であり、半導体基板2にシリコン酸化膜などの絶縁膜を埋め込むことによって形成される周辺素子分離領域3cと、それぞれが周辺素子分離領域3cによって囲まれる少なくとも1つの周辺活性領域とを有して構成される。また、周辺回路領域PAには、ワードドライバーが設置される第1の周辺回路領域PC1と、センスアンプが設置される第2の周辺回路領域PC2とが配置される。第1の周辺回路領域PC1内においては、それぞれx方向に延在する複数の周辺活性領域20aがy方向に並置される。一方、第2の周辺回路領域PC2内においては、それぞれy方向に延在する複数の周辺活性領域20bがx方向に並置される。なお、実際の周辺回路領域PAには、図示した第1及び第2の周辺回路領域PC1,PC2以外にも多数の周辺回路領域が配置される。周辺素子分離領域3cは、メモリセル領域MCと周辺回路領域PAの境界で、メモリセル領域MC内のメモリセル素子分離領域3a,3bと連通している。   The peripheral circuit area PA is an area disposed around the memory cell area MC. The peripheral element isolation area 3c is formed by embedding an insulating film such as a silicon oxide film in the semiconductor substrate 2; And at least one peripheral active region surrounded by the region 3c. In the peripheral circuit area PA, a first peripheral circuit area PC1 in which a word driver is installed and a second peripheral circuit area PC2 in which a sense amplifier is installed are arranged. In the first peripheral circuit region PC1, a plurality of peripheral active regions 20a extending in the x direction are juxtaposed in the y direction. On the other hand, in the second peripheral circuit region PC2, a plurality of peripheral active regions 20b extending in the y direction are juxtaposed in the x direction. In the actual peripheral circuit area PA, a large number of peripheral circuit areas are arranged in addition to the illustrated first and second peripheral circuit areas PC1 and PC2. The peripheral element isolation region 3c communicates with the memory cell element isolation regions 3a and 3b in the memory cell region MC at the boundary between the memory cell region MC and the peripheral circuit region PA.

第1の周辺回路領域PC1には、第1の周辺ゲート電極PG1が配置される。第1の周辺ゲート電極PG1はy方向に延在するように形成されており、第1の周辺回路領域PC1内に配置される複数の周辺活性領域20aのそれぞれと交差している。複数の周辺活性領域20aには、それぞれ第1の周辺ゲート電極PG1をゲート電極とする1つの周辺トランジスタが配置される。   A first peripheral gate electrode PG1 is arranged in the first peripheral circuit region PC1. The first peripheral gate electrode PG1 is formed so as to extend in the y direction, and intersects each of the plurality of peripheral active regions 20a arranged in the first peripheral circuit region PC1. One peripheral transistor having the first peripheral gate electrode PG1 as a gate electrode is disposed in each of the plurality of peripheral active regions 20a.

第1の周辺ゲート電極PG1の両側に位置する周辺活性領域20a内の領域には、図1(b)に示すように、それぞれ対応する周辺トランジスタの被制御電極を構成するソース/ドレイン拡散層D5が配置される。また、各ソース/ドレイン拡散層D5と第1の周辺ゲート電極PG1の間に位置する周辺活性領域20a内の領域には、LDD拡散層D4が形成される。ソース/ドレイン拡散層D5とLDD拡散層D4はともに半導体基板2の表面にリンなどのn型不純物をイオン注入することによって形成される不純物拡散層であるが、LDD拡散層D4の不純物濃度は、ソース/ドレイン拡散層D5の不純物濃度に比べて低くなっている。   As shown in FIG. 1B, the source / drain diffusion layers D5 constituting the controlled electrodes of the corresponding peripheral transistors are formed in the regions in the peripheral active region 20a located on both sides of the first peripheral gate electrode PG1, respectively. Is placed. In addition, an LDD diffusion layer D4 is formed in a region in the peripheral active region 20a located between each source / drain diffusion layer D5 and the first peripheral gate electrode PG1. Both the source / drain diffusion layer D5 and the LDD diffusion layer D4 are impurity diffusion layers formed by ion-implanting n-type impurities such as phosphorus into the surface of the semiconductor substrate 2. The impurity concentration of the LDD diffusion layer D4 is It is lower than the impurity concentration of the source / drain diffusion layer D5.

第1の周辺ゲート電極PG1は、図1(b)に示すように、シリコン膜21及びメタル膜22の積層膜によって構成される。メタル膜22の上面は、カバー膜23によって覆われている。カバー膜23は、第1の周辺ゲート電極PG1の形成時にマスクとして使用したシリコン窒化膜が残置されているものである。また、第1の周辺ゲート電極PG1の側面(図1(b)に示したx方向の側面24a,24bを含む)は、側面に近い側から順に第1のライナー膜11、スペーサ絶縁膜12、及び第2のライナー膜13によって覆われている。第1及び第2のライナー膜11,13はシリコン窒化膜によって構成され、スペーサ絶縁膜12はシリコン酸化膜によって構成される。スペーサ絶縁膜12は、ソース/ドレイン拡散層D5を形成するために不純物のイオン注入を行う際、それ以前に形成しておいたLDD拡散層D4の一部を残すために形成されるサイドウォール状の絶縁膜である。この点についての詳細は、後ほど半導体装置1の製造方法を説明する際に説明する。   As shown in FIG. 1B, the first peripheral gate electrode PG1 is composed of a laminated film of a silicon film 21 and a metal film 22. The upper surface of the metal film 22 is covered with a cover film 23. The cover film 23 is the one in which the silicon nitride film used as a mask when the first peripheral gate electrode PG1 is formed is left. Further, the side surfaces (including the side surfaces 24a and 24b in the x direction shown in FIG. 1B) of the first peripheral gate electrode PG1 are arranged in order from the side closer to the side surfaces, the first liner film 11, the spacer insulating film 12, And the second liner film 13. The first and second liner films 11 and 13 are made of a silicon nitride film, and the spacer insulating film 12 is made of a silicon oxide film. The spacer insulating film 12 has a sidewall shape formed to leave a part of the LDD diffusion layer D4 previously formed when ion implantation of impurities is performed to form the source / drain diffusion layer D5. This is an insulating film. Details of this point will be described later when a method for manufacturing the semiconductor device 1 is described.

第2のライナー膜13の上面には、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜14が形成される。層間絶縁膜14の上面は、カバー膜23の上面と同じ平面を構成するように平坦化されている。各周辺活性領域20a内に形成される2つのソース/ドレイン拡散層D5のうちの一方は、第1及び第2のライナー膜11,13並びに層間絶縁膜14を貫通するコンタクトプラグ15aを介して、層間絶縁膜14の上面に形成される配線16aと接続される。同様に、各周辺活性領域20a内に形成される2つのソース/ドレイン拡散層D5のうちの他方は、第1及び第2のライナー膜11,13並びに層間絶縁膜14を貫通するコンタクトプラグ15bを介して、層間絶縁膜14の上面に形成される配線16bと接続される。   An interlayer insulating film 14 made of a silicon oxide film is formed on the upper surface of the second liner film 13. The upper surface of the interlayer insulating film 14 is flattened so as to form the same plane as the upper surface of the cover film 23. One of the two source / drain diffusion layers D5 formed in each peripheral active region 20a is connected via a contact plug 15a penetrating the first and second liner films 11 and 13 and the interlayer insulating film 14. It is connected to a wiring 16 a formed on the upper surface of the interlayer insulating film 14. Similarly, the other of the two source / drain diffusion layers D5 formed in each peripheral active region 20a has a contact plug 15b penetrating the first and second liner films 11 and 13 and the interlayer insulating film 14. The wiring 16b is formed on the upper surface of the interlayer insulating film 14 through the wiring 16b.

層間絶縁膜14の上面には、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜17が形成される。また、層間絶縁膜17の上面には、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜34がさらに形成される。配線16aは、層間絶縁膜17,34を貫通するビアプラグ35aを介して、層間絶縁膜34の上面に形成される配線36aと接続される。   An interlayer insulating film 17 made of a silicon oxide film is formed on the upper surface of the interlayer insulating film 14. An interlayer insulating film 34 made of a silicon oxide film is further formed on the upper surface of the interlayer insulating film 17. The wiring 16 a is connected to a wiring 36 a formed on the upper surface of the interlayer insulating film 34 through a via plug 35 a penetrating the interlayer insulating films 17 and 34.

配線16bは、メモリセル領域MC内に形成される複数のビット線BLのうちのひとつと接続される。以下、詳しく説明する。   The wiring 16b is connected to one of the plurality of bit lines BL formed in the memory cell region MC. This will be described in detail below.

メモリセル領域MC内には、それぞれx方向に延在する複数の第1の配線が形成される。この第1の配線には、メモリセルに蓄積されるデータを転送するために使用されるビット線BLと、ビット線BLと同様の構造を有するものの、メモリセルに蓄積されるデータを転送するためには使用されないダミービット線DBL(ダミー配線)とが含まれる。ビット線BLはアクティブセル領域ACを通過するように形成され、ダミービット線DBLは第2のダミーセル領域DC2を通過するように形成される。図1(a)の例では、複数の第1の配線のy方向の両端に位置するそれぞれ2本ずつの第1の配線がダミービット線DBLとなっている。各ビット線BLは、x方向に並ぶ複数のセル活性領域kのそれぞれと交差している。また、各ビット線BLの配置は、1つのセル活性領域kを1本のビット線BLが通過するように決定されている。   A plurality of first wirings each extending in the x direction are formed in the memory cell region MC. The first wiring has a bit line BL used for transferring data stored in the memory cell and the same structure as the bit line BL, but transfers data stored in the memory cell. Includes dummy bit lines DBL (dummy wiring) that are not used. The bit line BL is formed so as to pass through the active cell region AC, and the dummy bit line DBL is formed so as to pass through the second dummy cell region DC2. In the example of FIG. 1A, two first wirings located at both ends in the y direction of a plurality of first wirings are dummy bit lines DBL. Each bit line BL intersects each of a plurality of cell active regions k arranged in the x direction. The arrangement of each bit line BL is determined so that one bit line BL passes through one cell active region k.

複数の第1の配線はそれぞれ、第1の周辺ゲート電極PG1と共通のメタル膜22によって構成されており、図1(b)に示した層間絶縁膜9の表面に配置される。層間絶縁膜9は、シリコン膜21と同程度の膜厚で半導体基板2の表面に形成されたシリコン酸化膜であり、メモリセル領域MCのほぼ全体を覆っている。各ビット線BLは、層間絶縁膜9を貫通するビット線コンタクトプラグ9aを介して、対応するセルトランジスタの拡散層D1(後述)と接続される。   Each of the plurality of first wirings is composed of a metal film 22 common to the first peripheral gate electrode PG1, and is disposed on the surface of the interlayer insulating film 9 shown in FIG. The interlayer insulating film 9 is a silicon oxide film formed on the surface of the semiconductor substrate 2 with a film thickness similar to that of the silicon film 21 and covers almost the entire memory cell region MC. Each bit line BL is connected to a diffusion layer D1 (described later) of the corresponding cell transistor through a bit line contact plug 9a penetrating the interlayer insulating film 9.

複数の第1の配線それぞれの上面は、第1の周辺ゲート電極PG1の上面と同じくカバー膜23によって覆われている。また、複数の第1の配線それぞれの側面(図1(b)に示した側面26a,26bを含む)は、第1の周辺ゲート電極PG1の側面と同じく第1のライナー膜11及び第2のライナー膜13によって覆われている。ただし、スペーサ絶縁膜12については、第1の配線の側面には形成されていない。第1及び第2のライナー膜11,13は、上述したようにともにシリコン窒化膜であるから、第1の配線の側面は単層のシリコン窒化膜からなるサイドウォール絶縁膜で覆われていると言うこともできる。   The upper surfaces of the plurality of first wirings are covered with the cover film 23 in the same manner as the upper surface of the first peripheral gate electrode PG1. Further, the side surfaces (including the side surfaces 26a and 26b shown in FIG. 1B) of each of the plurality of first wirings are the same as the side surfaces of the first peripheral gate electrode PG1, and the first liner film 11 and the second Covered by the liner film 13. However, the spacer insulating film 12 is not formed on the side surface of the first wiring. Since the first and second liner films 11 and 13 are both silicon nitride films as described above, the side surface of the first wiring is covered with a sidewall insulating film made of a single-layer silicon nitride film. I can also say.

各ビット線BLは、第1のダミーセル領域DC1内において、カバー膜23を貫通するビット線コンタクトプラグBCにより、層間絶縁膜14上に形成される配線16bと接続されている。配線16bはビット線BLごとに形成されており、この配線16bを介して、ビット線BLと各周辺活性領域20a内の他方のソース/ドレイン拡散層D5とが一対一に接続される。   Each bit line BL is connected to a wiring 16b formed on the interlayer insulating film 14 by a bit line contact plug BC penetrating the cover film 23 in the first dummy cell region DC1. The wiring 16b is formed for each bit line BL, and the bit line BL and the other source / drain diffusion layer D5 in each peripheral active region 20a are connected one-to-one via the wiring 16b.

第2の周辺回路領域PC2には、第2の周辺ゲート電極PG2が配置される。第2の周辺ゲート電極PG2はx方向に延在するように形成されており、第2の周辺回路領域PC2内に配置される複数の周辺活性領域20bのそれぞれと交差している。複数の周辺活性領域20bには、それぞれ第2の周辺ゲート電極PG2をゲート電極とする1つの周辺トランジスタが配置される。この周辺トランジスタの詳しい構造(第2の周辺ゲート電極PG2とその周辺の構造を含む)については図示していないが、図1(b)を参照して説明した周辺トランジスタ(周辺活性領域20aに配置される周辺トランジスタ)の構造と同様である。   A second peripheral gate electrode PG2 is disposed in the second peripheral circuit region PC2. The second peripheral gate electrode PG2 is formed so as to extend in the x direction, and intersects each of the plurality of peripheral active regions 20b arranged in the second peripheral circuit region PC2. One peripheral transistor having the second peripheral gate electrode PG2 as a gate electrode is disposed in each of the plurality of peripheral active regions 20b. Although the detailed structure of the peripheral transistor (including the second peripheral gate electrode PG2 and its peripheral structure) is not shown, the peripheral transistor described with reference to FIG. 1B (arranged in the peripheral active region 20a) This is the same as the structure of the peripheral transistor).

各周辺活性領域20b内に形成される2つのソース/ドレイン拡散層D5のうちの一方は、周辺活性領域20aのものと同様、第1及び第2のライナー膜11,13並びに層間絶縁膜14を貫通するコンタクトプラグ15aを介して、層間絶縁膜14の上面に形成される配線16aと接続される。一方、各周辺活性領域20b内に形成される2つのソース/ドレイン拡散層D5のうちの他方は、メモリセル領域MC内に形成される複数のワード線WL1〜WL4と一対一に接続される。   One of the two source / drain diffusion layers D5 formed in each peripheral active region 20b includes the first and second liner films 11 and 13 and the interlayer insulating film 14 as in the peripheral active region 20a. It is connected to a wiring 16a formed on the upper surface of the interlayer insulating film 14 through a contact plug 15a that penetrates. On the other hand, the other of the two source / drain diffusion layers D5 formed in each peripheral active region 20b is connected one-to-one with a plurality of word lines WL1 to WL4 formed in the memory cell region MC.

以下、ワード線WL1〜WL4をワード線WL(第2の配線)と総称して説明を続ける。各ワード線WLは、周辺回路領域PAからメモリセル領域MC内にかけてy方向に延在するように形成されており、メモリセル領域MC内において、y方向に並ぶ複数のセル活性領域kのそれぞれと交差している。各ワード線WLの配置は、1つのセル活性領域kを2本のワード線WLが通過するように決定されている。   Hereinafter, the word lines WL1 to WL4 will be collectively referred to as word lines WL (second wiring) and the description will be continued. Each word line WL is formed so as to extend in the y direction from the peripheral circuit area PA to the memory cell area MC. In the memory cell area MC, each word line WL is connected to each of the plurality of cell active areas k arranged in the y direction. Crossed. The arrangement of each word line WL is determined so that two word lines WL pass through one cell active region k.

各ワード線WLは、図1(b)に示すように、半導体基板2に設けたトレンチの下部にゲート絶縁膜5を介して埋設された導電膜によって構成される埋込ワード線である。トレンチの上部にはシリコン窒化膜からなるキャップ絶縁膜6が埋め込まれており、これによって、ビット線BLなどの上層配線とワード線WLとの間の絶縁が確保されている。   As shown in FIG. 1B, each word line WL is a buried word line constituted by a conductive film buried under a trench provided in the semiconductor substrate 2 via a gate insulating film 5. A cap insulating film 6 made of a silicon nitride film is embedded in the upper portion of the trench, thereby ensuring insulation between the upper layer wiring such as the bit line BL and the word line WL.

1つのセル活性領域kに着目すると、対応する2本のワード線WLの間の領域には拡散層D1が配置される。また、一方のワード線WLを挟んで拡散層D1の反対側(一方のワード線WLとメモリセル素子分離領域3bの間)には拡散層D2が配置され、他方のワード線WLを挟んで拡散層D1の反対側(他方のワード線WLとメモリセル素子分離領域3bの間)には拡散層D3が配置される。拡散層D1〜D3はいずれも、半導体基板2の表面にリンなどのn型不純物をイオン注入することによって形成される不純物拡散層である。拡散層D1,D2及びその間のワード線WLにより一方のセルトランジスタが構成され、拡散層D1,D3及びその間のワード線WLにより他方のセルトランジスタが構成される。   Focusing on one cell active region k, a diffusion layer D1 is disposed in a region between two corresponding word lines WL. Further, a diffusion layer D2 is disposed on the opposite side of the diffusion layer D1 (between one word line WL and the memory cell element isolation region 3b) across one word line WL, and diffused across the other word line WL. A diffusion layer D3 is arranged on the opposite side of the layer D1 (between the other word line WL and the memory cell element isolation region 3b). The diffusion layers D1 to D3 are all impurity diffusion layers formed by ion-implanting n-type impurities such as phosphorus into the surface of the semiconductor substrate 2. One cell transistor is constituted by the diffusion layers D1, D2 and the word line WL therebetween, and the other cell transistor is constituted by the diffusion layers D1, D3 and the word line WL therebetween.

拡散層D1は、上述したように、層間絶縁膜9を貫通するビット線コンタクトプラグ9aを介して、真上を通過するビット線BLと接続される。一方、拡散層D2,D3はそれぞれ、層間絶縁膜9、第1及び第2のライナー膜11,13、並びに層間絶縁膜14,17を貫通する容量コンタクトプラグ30を介して、層間絶縁膜17の上面に形成される複数の下部電極31と一対一に接続される。   As described above, the diffusion layer D1 is connected to the bit line BL passing right above via the bit line contact plug 9a penetrating the interlayer insulating film 9. On the other hand, the diffusion layers D2 and D3 are respectively formed on the interlayer insulating film 17 via the interlayer insulating film 9, the first and second liner films 11 and 13, and the capacitor contact plug 30 penetrating the interlayer insulating films 14 and 17. A plurality of lower electrodes 31 formed on the upper surface are connected one-on-one.

下部電極31は、容量絶縁膜32及び上部電極33とともに、セルキャパシタCを構成する。なお、層間絶縁膜17の上面には、実際にはエッチングストッパとしてのシリコン窒化膜層が形成されるが、図1では図示を省略している。セルキャパシタCは、セルトランジスタと一対一に対応して設けられる。下部電極31はセルキャパシタCごとに独立して設けられる一方、上部電極33は複数のセルキャパシタCに共通に設けられる。層間絶縁膜34の上面は上部電極33の上面より高い位置にあり、上部電極33は、層間絶縁膜34を貫通するビアプラグ35bによって、層間絶縁膜34の上面に形成される配線36bに接続される。   The lower electrode 31 constitutes a cell capacitor C together with the capacitive insulating film 32 and the upper electrode 33. Note that a silicon nitride film layer as an etching stopper is actually formed on the upper surface of the interlayer insulating film 17, but is not shown in FIG. The cell capacitor C is provided in one-to-one correspondence with the cell transistor. The lower electrode 31 is provided independently for each cell capacitor C, while the upper electrode 33 is provided in common for the plurality of cell capacitors C. The upper surface of the interlayer insulating film 34 is located higher than the upper surface of the upper electrode 33, and the upper electrode 33 is connected to a wiring 36 b formed on the upper surface of the interlayer insulating film 34 by a via plug 35 b penetrating the interlayer insulating film 34. .

半導体装置1には、以上説明した構成に加え、図1に示すガードラインGLが設けられる。ガードラインGLは、スペーサ絶縁膜12を形成するために成膜するシリコン酸化膜のうちメモリセル領域MC内に形成された部分を除去するために使用するエッチング液が周辺回路領域PA内に侵入することを防止するためのものであり、第1のダミーセル領域DC1内に配置される。以下、まずガードラインGLの構成について説明し、ガードラインGLを用いることの効果については、後ほど半導体装置1の製造方法を説明する際に詳しく説明する。なお、以下の説明では図1に示した第1のダミーセル領域DC1に着目して説明するが、1つのメモリセル領域MC内に設けられるもう1つの第1のダミーセル領域DC1(図示せず)についても同様のガードラインGLが配置される。   In addition to the configuration described above, the semiconductor device 1 is provided with a guard line GL shown in FIG. In the guard line GL, an etching solution used to remove a portion formed in the memory cell region MC in the silicon oxide film formed to form the spacer insulating film 12 enters the peripheral circuit region PA. This is to prevent this and is arranged in the first dummy cell region DC1. Hereinafter, the configuration of the guard line GL will be described first, and the effect of using the guard line GL will be described in detail later when the method for manufacturing the semiconductor device 1 is described. In the following description, the description will be given focusing on the first dummy cell region DC1 shown in FIG. 1, but another first dummy cell region DC1 (not shown) provided in one memory cell region MC. A similar guard line GL is also arranged.

ガードラインGLは、メモリセル領域MCの第2の辺10Yに沿ってy方向に延在するように配置された直線部分に、それぞれアクティブセル領域AC方向に突き出してx方向に延在する複数の突起部Pが設けられた構造を有している。この複数の突起部Pは、第1の配線(ビット線BL及びダミービット線DBL)ごとに設けられており、それぞれ対応する第1の配線のx方向の一方端部E1に対向する端部E2を有している。突起部Pのy方向の中心線は、対応する第1の配線のy方向の中心線と一致している。また、本実施の形態においては、すべての突起部Pに関して、端部E1と端部E2は離間している。ガードラインGLはビット線BLと同じメタル膜22で構成されており、後述するように、ガードラインGLとビット線BLの形成は同時に行われる。また、ガードラインGLの直線部分(突起部Pでない部分)のx方向の幅W3は、y方向に隣接して配置される2本の第1の配線それぞれの幅W4の合計に該2本の第1の配線間の距離W2を足してなる値W1の1/3以上2/3以下となっている。   Each of the guard lines GL protrudes in the active cell region AC direction and extends in the x direction on a straight line portion that extends in the y direction along the second side 10Y of the memory cell region MC. The protrusion P is provided. The plurality of protrusions P are provided for each first wiring (bit line BL and dummy bit line DBL), and each end E2 is opposed to one end E1 in the x direction of the corresponding first wiring. have. The center line in the y direction of the protrusion P matches the center line in the y direction of the corresponding first wiring. Moreover, in this Embodiment, regarding all the projection parts P, the edge part E1 and the edge part E2 are spaced apart. The guard line GL is composed of the same metal film 22 as that of the bit line BL, and the guard line GL and the bit line BL are formed simultaneously as will be described later. Further, the width W3 in the x direction of the straight line portion (the portion that is not the protrusion P) of the guard line GL is the sum of the widths W4 of the two first wires arranged adjacent to each other in the y direction. It is 1/3 or more and 2/3 or less of the value W1 obtained by adding the distance W2 between the first wirings.

ガードラインGLのアクティブセル領域AC側の側面(第2の側面。図1(b)に示した側面25bを含む)の多くの部分は、図1(b)に例示するように、ビット線BLなどと同様、側面に近い側から順に第1のライナー膜11及び第2のライナー膜13からなる2層膜によって覆われている。これらの部分には、上述したスペーサ絶縁膜12は形成されていない。一方、ガードラインGLの周辺回路領域PA側の側面(第1の側面。図1(b)に示した側面25aを含む)は、第1の周辺ゲート電極PG1などと同様、側面に近い側から順に第1のライナー膜11、スペーサ絶縁膜12、及び第2のライナー膜13からなる3層膜によって覆われている。   Many portions of the side surface (second side surface, including the side surface 25b shown in FIG. 1B) on the active cell region AC side of the guard line GL are formed on the bit line BL as illustrated in FIG. 1B. Like the above, the two layers of the first liner film 11 and the second liner film 13 are covered in order from the side closer to the side surface. The spacer insulating film 12 described above is not formed in these portions. On the other hand, the side surface (first side surface, including the side surface 25a shown in FIG. 1B) of the guard line GL on the peripheral circuit region PA side is the same as the first peripheral gate electrode PG1 from the side close to the side surface. The first liner film 11, the spacer insulating film 12, and the second liner film 13 are sequentially covered with a three-layer film.

次に、半導体装置1の製造方法について、図2〜図14を参照しながら説明する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device 1 will be described with reference to FIGS.

まず初めに、半導体基板2としてp型のシリコン単結晶基板を用意して表面にトレンチを設け、その内部にシリコン酸化膜などの絶縁膜を埋め込むことにより、メモリセル素子分離領域3a,3b及び周辺素子分離領域3cを形成する。これにより、図1に示した各活性領域(セル活性領域k、ダミーセル活性領域Dk、周辺活性領域20a,20b)が半導体基板2の表面に区画される。なお、p型のシリコン単結晶基板以外の半導体基板を、半導体基板2として用いることも可能である。   First, a p-type silicon single crystal substrate is prepared as the semiconductor substrate 2, and a trench is provided on the surface, and an insulating film such as a silicon oxide film is embedded therein, whereby the memory cell element isolation regions 3a and 3b and the periphery are provided. An element isolation region 3c is formed. Thus, each active region (cell active region k, dummy cell active region Dk, peripheral active regions 20a, 20b) shown in FIG. 1 is partitioned on the surface of the semiconductor substrate 2. Note that a semiconductor substrate other than the p-type silicon single crystal substrate can also be used as the semiconductor substrate 2.

次いで、熱酸化によって周辺活性領域20a,20bの表面にゲート絶縁膜10を形成し、さらに、第1及び第2の周辺ゲート電極PG1,PG2の一部となるシリコン膜21A(第2の導電膜)を周辺回路領域PA内に形成する。その後、ワード線WL及び拡散層D1〜D3を形成することにより、各セル活性領域kに2つずつセルトランジスタを形成する。セルトランジスタを形成した後には、シリコン酸化膜を成膜して上面を平坦化することによってメモリセル領域MCを覆う層間絶縁膜9を形成し、さらに、この層間絶縁膜9を貫通し、下面で拡散層D1に接続するビット線コンタクトプラグ9aを形成する。   Next, the gate insulating film 10 is formed on the surfaces of the peripheral active regions 20a and 20b by thermal oxidation, and further, a silicon film 21A (second conductive film) that becomes a part of the first and second peripheral gate electrodes PG1 and PG2. ) In the peripheral circuit area PA. Thereafter, two cell transistors are formed in each cell active region k by forming the word line WL and the diffusion layers D1 to D3. After the cell transistor is formed, a silicon oxide film is formed and the upper surface is flattened to form an interlayer insulating film 9 covering the memory cell region MC. A bit line contact plug 9a connected to the diffusion layer D1 is formed.

次に、層間絶縁膜9の上面及びシリコン膜21Aの上面からなる平面上に、図2に示すように、窒化チタン膜及びタングステン膜を含むメタル膜22A(第1の導電膜)、シリコン窒化膜からなるカバー膜23A、及びハードマスク膜43を順次形成する。ハードマスク膜43は、カーボン膜40A、シリコン窒化膜41A、及びシリコン膜42Aを順に積層してなる積層膜とする。   Next, as shown in FIG. 2, a metal film 22A (first conductive film) including a titanium nitride film and a tungsten film, a silicon nitride film, on a plane composed of the upper surface of the interlayer insulating film 9 and the upper surface of the silicon film 21A. A cover film 23A and a hard mask film 43 are sequentially formed. The hard mask film 43 is a laminated film in which a carbon film 40A, a silicon nitride film 41A, and a silicon film 42A are laminated in order.

次に、第1のリソグラフィ工程を実施することにより、図2に示すように、第1のパターン45を構成する第1の有機膜44Aをハードマスク膜43上に形成する。第1のパターン45は、y方向に延在し互いに対向する2つの第1の側面S1(ただし、図2では一方の第1の側面S1のみを図示している)と、x方向に延在し互いに対向する2つの第2の側面S2とによって囲まれてなる全体として矩形の開口部の内部に、x方向に延在しy方向に等間隔で配置される複数の第1のラインパターン45Aと、これら第1のラインパターン45Aの間に配置される複数の第1のスペースパターン45Bとが形成されてなる形状のパターンである。第1のスペースパターン45Bのy方向の幅(=図1に示したW1)は例えば70nmとし、第1のラインパターン45Aのy方向の幅(=図1に示したW2)は例えば30nmとする。また、第1のパターン45は、第1の側面S1に沿って配置される溝部45Cも有している。この溝部45Cにより、第1のラインパターン45Aのx方向の両端部は、第1の側面S1から離隔している。溝部45Cのx方向の幅(=図1に示したW3)は、値W1の1/3以上2/3以下の範囲とする。   Next, a first lithography process is performed to form a first organic film 44A constituting the first pattern 45 on the hard mask film 43 as shown in FIG. The first pattern 45 extends in the y direction and extends in the x direction, and two first side surfaces S1 facing each other (however, only one first side surface S1 is shown in FIG. 2). A plurality of first line patterns 45A extending in the x direction and arranged at equal intervals in the y direction inside a rectangular opening as a whole surrounded by the two second side surfaces S2 facing each other. And a plurality of first space patterns 45B arranged between the first line patterns 45A. The width of the first space pattern 45B in the y direction (= W1 shown in FIG. 1) is, for example, 70 nm, and the width of the first line pattern 45A in the y direction (= W2 shown in FIG. 1) is, for example, 30 nm. . The first pattern 45 also has a groove 45C that is disposed along the first side surface S1. Both end portions in the x direction of the first line pattern 45A are separated from the first side surface S1 by the groove 45C. The width in the x direction of the groove 45C (= W3 shown in FIG. 1) is in the range of 1/3 to 2/3 of the value W1.

次に、図3に示すように、第1のパターン45の側面にシリコン酸化膜からなるサイドウォール絶縁膜50を形成する。サイドウォール絶縁膜50は、第1のラインパターン45Aの周囲、第1の側面S1、第2の側面S2のそれぞれに形成される。サイドウォール絶縁膜50の幅(=図1に示したW4)は例えば20nmとする。これにより、幅W3が30nmとなっている溝部45Cはシリコン酸化膜で埋設される。したがって、それぞれx方向に延在する複数のサイドウォール絶縁膜50は、第1の側面S1に沿って形成されるサイドウォール絶縁膜50により連結された状態となる。   Next, as shown in FIG. 3, a sidewall insulating film 50 made of a silicon oxide film is formed on the side surface of the first pattern 45. The sidewall insulating film 50 is formed around the first line pattern 45A, the first side surface S1, and the second side surface S2. The width of the sidewall insulating film 50 (= W4 shown in FIG. 1) is, for example, 20 nm. Thus, the groove 45C having a width W3 of 30 nm is buried with the silicon oxide film. Accordingly, the plurality of sidewall insulating films 50 extending in the x direction are connected by the sidewall insulating films 50 formed along the first side surface S1.

次に、図4に示すように、第1の有機膜44Aを除去する。これにより、シリコン膜42Aの上面にはサイドウォール絶縁膜50のみが残存し、残存したサイドウォール絶縁膜50により第2のパターン51が構成される。第2のパターン51は、x方向に延在しy方向に等間隔で配置される複数の第2のラインパターン51Aと、これら第2のラインパターン51Aの間に配置される複数の第2のスペースパターン51Bと、y方向に延在し、複数の第2のラインパターン51Aそれぞれのx方向の端部と接続される2つの溝ラインパターン51C(ただし、図4では一方の溝ラインパターン51Cのみを図示している)を有して構成される。図2に示した幅W1及び幅W2がそれぞれ70nm、30nmであり、図3に示した幅W4が20nmである場合、第2のラインパターン51Aのピッチ(=図1に示したP1)は50nmとなる。なお、こうしてサイドウォール絶縁膜50を利用して微細なパターン(第2のパターン51)を作る方法は、通常、ダブルパターニング(DPT)法と呼ばれている方法である。   Next, as shown in FIG. 4, the first organic film 44A is removed. Thereby, only the sidewall insulating film 50 remains on the upper surface of the silicon film 42 </ b> A, and the remaining sidewall insulating film 50 constitutes the second pattern 51. The second pattern 51 includes a plurality of second line patterns 51A extending in the x direction and arranged at equal intervals in the y direction, and a plurality of second lines arranged between the second line patterns 51A. The space pattern 51B and two groove line patterns 51C extending in the y direction and connected to the end portions of the plurality of second line patterns 51A in the x direction (however, only one groove line pattern 51C is shown in FIG. 4) Are shown). When the width W1 and the width W2 shown in FIG. 2 are 70 nm and 30 nm, respectively, and the width W4 shown in FIG. 3 is 20 nm, the pitch of the second line pattern 51A (= P1 shown in FIG. 1) is 50 nm. It becomes. Note that the method of making a fine pattern (second pattern 51) using the sidewall insulating film 50 in this way is usually a method called a double patterning (DPT) method.

次に、第2のリソグラフィ工程を実施することにより、図5に示すように、開口部52aを有する第2の有機膜52を形成する。開口部52aは、y方向に延在する開口部であって、第1のダミーセル領域DC1上の溝ラインパターン51Cと重ならない位置に形成される。開口部52aのx方向の幅は例えば30nmとする。また、開口部52aのy方向の端部は、y方向の両端部に位置する第2のラインパターン51Aが露出するように配置する。これにより、開口部52a内には、シリコン酸化膜からなる第2のラインパターン51Aの上面と、シリコン膜42Aの上面とがy方向に交互に露出することとなる。   Next, a second organic film 52 having an opening 52a is formed by performing a second lithography process as shown in FIG. The opening 52a is an opening that extends in the y direction, and is formed at a position that does not overlap the groove line pattern 51C on the first dummy cell region DC1. The width of the opening 52a in the x direction is, for example, 30 nm. Further, the end of the opening 52a in the y direction is arranged so that the second line pattern 51A located at both ends in the y direction is exposed. As a result, the upper surface of the second line pattern 51A made of a silicon oxide film and the upper surface of the silicon film 42A are alternately exposed in the y direction in the opening 52a.

ここで、上記の工程に仮に従来のDPT法を適用したとすれば、開口部52aは溝ラインパターン51Cの全体を露出するように形成されることになる。本実施の形態による製造方法は、上記のように開口部52aが溝ラインパターン51Cを露出させない位置に形成される点で、従来のDPT法と異なっている。   Here, if the conventional DPT method is applied to the above process, the opening 52a is formed so as to expose the entire groove line pattern 51C. The manufacturing method according to the present embodiment differs from the conventional DPT method in that the opening 52a is formed at a position where the groove line pattern 51C is not exposed as described above.

次に、第2の有機膜52をマスクとしてシリコン膜42Aに対して選択的にシリコン酸化膜をエッチングすることにより、図6に示すように、第2のパターン51を配線マスクパターン53とガードラインマスクパターン54に分離する。このエッチングは、フッ素(F)含有プラズマを用いて行うことが好適である。続いて、マスクとして用いた第2の有機膜52を除去する。配線マスクパターン53は、それぞれx方向に延在する複数の直線パターンにより構成される。一方、ガードラインマスクパターン54は、y方向に延在する直線パターンと、この直線パターンからそれぞれアクティブセル領域AC方向に突き出してx方向に延在する複数の突起パターンPaとにより構成される。突起パターンPaは配線マスクパターン53と一対一に対応しており、各突起パターンPaのx方向の端部E2aは、対応する配線マスクパターン53のx方向の一方端部E1aと一直線上で対向している。   Next, by selectively etching the silicon oxide film with respect to the silicon film 42A using the second organic film 52 as a mask, the second pattern 51 is changed into the wiring mask pattern 53 and the guard line as shown in FIG. Separated into mask patterns 54. This etching is preferably performed using fluorine (F) -containing plasma. Subsequently, the second organic film 52 used as a mask is removed. The wiring mask pattern 53 is composed of a plurality of linear patterns extending in the x direction. On the other hand, the guard line mask pattern 54 includes a linear pattern extending in the y direction and a plurality of protrusion patterns Pa protruding from the linear pattern in the active cell region AC direction and extending in the x direction. The projection pattern Pa has a one-to-one correspondence with the wiring mask pattern 53, and the end portion E2a in the x direction of each projection pattern Pa faces the one end portion E1a in the x direction of the corresponding wiring mask pattern 53 on a straight line. ing.

次に、第3のリソグラフィ工程を実施することにより、図6に示すように、周辺ゲートマスクパターン55を構成する第3の有機膜を形成する。ここまでの工程により、シリコン膜42A上には、配線マスクパターン53、ガードラインマスクパターン54、及び周辺ゲートマスクパターン55からなる第3のパターン56が形成される。この第3のパターン56が、本製造方法における最終マスクパターンとなる。   Next, by performing a third lithography step, a third organic film constituting the peripheral gate mask pattern 55 is formed as shown in FIG. Through the steps so far, the third pattern 56 including the wiring mask pattern 53, the guard line mask pattern 54, and the peripheral gate mask pattern 55 is formed on the silicon film 42A. This third pattern 56 becomes the final mask pattern in the present manufacturing method.

次に、第3のパターン56をマスクとして臭化水素(HBr)含有プラズマを用いたドライエッチングを行うことにより、図7に示すように、第3のパターン56をシリコン膜42Aに転写する。続いて、シリコン膜42Aをマスクとしてシリコン窒化膜41A及びカーボン膜40Aを順次エッチングすることにより、図8に示すように、第3のパターン56をシリコン窒化膜41A及びカーボン膜40Aに転写する。マスクとして用いたシリコン膜42Aは、カーボン膜40Aへの転写が完了した後に除去する。   Next, dry etching using hydrogen bromide (HBr) -containing plasma is performed using the third pattern 56 as a mask, thereby transferring the third pattern 56 to the silicon film 42A as shown in FIG. Subsequently, by sequentially etching the silicon nitride film 41A and the carbon film 40A using the silicon film 42A as a mask, the third pattern 56 is transferred to the silicon nitride film 41A and the carbon film 40A as shown in FIG. The silicon film 42A used as a mask is removed after the transfer to the carbon film 40A is completed.

次に、シリコン窒化膜41A及びカーボン膜40Aをマスクとするエッチングにより、図9に示すように、シリコン窒化膜からなるカバー膜23Aに第3のパターン56を転写する。マスクとして用いたシリコン窒化膜41A及びカーボン膜40Aは、カバー膜23Aへの転写が完了した後に除去する。その後、カバー膜23をマスクとして、メタル膜22A及びシリコン膜21Aを順次エッチングする。これにより、メタル膜22およびシリコン膜21に第3のパターン56が転写される。その結果、図1に示したように、メモリセル領域MCにはメタル膜22からなる第1の配線(ビット線BL及びダミービット線DBL)とガードラインGLとが形成され、周辺回路領域PAにはシリコン膜21とメタル膜22との積層膜からなる第1及び第2の周辺ゲート電極PG1,PG2が形成される。   Next, as shown in FIG. 9, the third pattern 56 is transferred to the cover film 23A made of a silicon nitride film by etching using the silicon nitride film 41A and the carbon film 40A as a mask. The silicon nitride film 41A and the carbon film 40A used as the mask are removed after the transfer to the cover film 23A is completed. Thereafter, the metal film 22A and the silicon film 21A are sequentially etched using the cover film 23 as a mask. As a result, the third pattern 56 is transferred to the metal film 22 and the silicon film 21. As a result, as shown in FIG. 1, the first wiring (bit line BL and dummy bit line DBL) made of the metal film 22 and the guard line GL are formed in the memory cell region MC, and the peripheral circuit region PA is formed in the peripheral circuit region PA. First and second peripheral gate electrodes PG1 and PG2 made of a laminated film of the silicon film 21 and the metal film 22 are formed.

次に、図10に示すように、厚さが例えば5nmのシリコン窒化膜からなる第1のライナー膜11を堆積法によって全面に成膜し、さらに、イオン注入法により、n型不純物となるヒ素(As)を半導体基板2の表面に導入する(第1のイオン注入)。これにより、周辺活性領域20a,20bの表面にLDD拡散層D4が形成される。なお、第1のライナー膜11はカバー膜23の上面にも形成されるが、これらは同じシリコン窒化膜で構成されることから、図示を省略している。   Next, as shown in FIG. 10, a first liner film 11 made of a silicon nitride film having a thickness of, for example, 5 nm is formed on the entire surface by a deposition method, and further, arsenic that becomes an n-type impurity is formed by an ion implantation method. (As) is introduced into the surface of the semiconductor substrate 2 (first ion implantation). Thereby, the LDD diffusion layer D4 is formed on the surfaces of the peripheral active regions 20a and 20b. Although the first liner film 11 is also formed on the upper surface of the cover film 23, these are made of the same silicon nitride film and are not shown.

次に、図11に示すように、厚さが例えば15nmのシリコン酸化膜からなるスペーサ絶縁膜12aを堆積法によって全面に成膜する。ここで、隣接する第1の配線の間隔W2(図1参照)は、前述のように30nmとしている。したがって、厚さ5nmの第1のライナー膜11と厚さ15nmのスペーサ絶縁膜12aを成膜することにより、第1の配線間の空間はこれらによって埋設されることになる。ただし、図11に示すように、第1の配線間の空間はもともと非常に狭く、第1のライナー膜11を成膜した後にはさらに狭くなっているため、その内部をシリコン酸化膜によって完全に埋設することは困難である。その結果として、スペーサ絶縁膜12aのうち第1の配線間に位置する部分には、図11に示すようなボイド12bが形成される。このボイド12bは、段差被覆性に優れた堆積法を用いたとしても、図12(a)に示すように、x方向に延在するシーム状に必ず発生する。なお、仮に流動性薄膜を用いてスペーサ絶縁膜12aを構成するとすればボイド12bの発生を回避することができるが、そうするとスペーサ絶縁膜12aのうち第1及び第2の周辺ゲート電極PG1,PG2それぞれの側面に形成された部分の形状が不規則なものとなってしまう。するとスペーサ絶縁膜12aをサイドウォール形状に加工することが難しくなるので、流動性薄膜を用いてスペーサ絶縁膜12aを構成することは不適切である。   Next, as shown in FIG. 11, a spacer insulating film 12a made of a silicon oxide film having a thickness of, for example, 15 nm is formed on the entire surface by a deposition method. Here, the interval W2 (see FIG. 1) between the adjacent first wirings is set to 30 nm as described above. Therefore, by forming the first liner film 11 having a thickness of 5 nm and the spacer insulating film 12a having a thickness of 15 nm, the space between the first wirings is buried by these. However, as shown in FIG. 11, the space between the first wirings is originally very narrow and is further narrowed after the first liner film 11 is formed, so that the inside thereof is completely covered by the silicon oxide film. It is difficult to embed. As a result, a void 12b as shown in FIG. 11 is formed in a portion of the spacer insulating film 12a located between the first wirings. Even if a deposition method having excellent step coverage is used, the void 12b is inevitably generated in a seam shape extending in the x direction as shown in FIG. If the spacer insulating film 12a is formed using a fluid thin film, the generation of voids 12b can be avoided. However, in this case, the first and second peripheral gate electrodes PG1 and PG2 in the spacer insulating film 12a respectively. The shape of the portion formed on the side surface of the metal becomes irregular. Then, since it becomes difficult to process the spacer insulating film 12a into a sidewall shape, it is inappropriate to form the spacer insulating film 12a using a fluid thin film.

次に、第4のリソグラフィ工程を実行することにより、図12に示すように、開口部60aを有する第4の有機膜60(マスク膜)を形成する。開口部60aは、アクティブセル領域ACを露出させるように形成される。また、開口部60aは、x方向の端部がセル活性領域kとダミーセル活性領域Dkの間(つまり、メモリセル素子分離領域3bの真上)に位置するように形成される。   Next, by performing a fourth lithography step, as shown in FIG. 12, a fourth organic film 60 (mask film) having an opening 60a is formed. The opening 60a is formed so as to expose the active cell region AC. The opening 60a is formed such that the end in the x direction is located between the cell active region k and the dummy cell active region Dk (that is, directly above the memory cell element isolation region 3b).

次に、フッ酸(HF)含有溶液を用いたウエットエッチング(第4の有機膜60をマスクとするウエットエッチング)により、図13に示すように、開口部60a内に露出しているスペーサ絶縁膜12aを除去する。このエッチングはウエットエッチングであるため、ドライエッチングと異なり横方向へも進行する。また、上述したようにスペーサ絶縁膜12a内にはボイド12bが存在しており、このボイド12bは、エッチング液を横方向にさらに拡散させるように作用する。したがって、本工程で行うウエットエッチングでは、スペーサ絶縁膜12aのうち第1のダミーセル領域DC1に形成されている部分もエッチングされる。第4の有機膜60は、ウエットエッチングの後に除去する。   Next, as shown in FIG. 13, the spacer insulating film exposed in the opening 60a by wet etching using a hydrofluoric acid (HF) -containing solution (wet etching using the fourth organic film 60 as a mask). 12a is removed. Since this etching is wet etching, it proceeds in the lateral direction unlike dry etching. Further, as described above, the void 12b exists in the spacer insulating film 12a, and this void 12b acts to further diffuse the etching solution in the lateral direction. Therefore, in the wet etching performed in this step, the portion of the spacer insulating film 12a formed in the first dummy cell region DC1 is also etched. The fourth organic film 60 is removed after the wet etching.

ウエットエッチングが横方向にも進行した結果、図13に示すように、ウエットエッチング後のスペーサ絶縁膜12aのx方向の端部12cは、ガードラインGLの上面位置まで後退する。逆に言えば、スペーサ絶縁膜12aの後退は、ガードラインGLの上面位置で止まっている。仮にガードラインGLが存在していないとすると、周辺回路領域PAまでエッチング液が侵入してしまい、周辺ゲート電極PG1近傍のスペーサ絶縁膜12aまで除去されてしまう可能性がある。半導体装置1では、ガードラインGLがボイド12bを通じたエッチング液の拡散を止める防止壁として機能するので、スペーサ絶縁膜12aの後退がガードラインGLの上面位置で止められる。したがって、周辺回路領域PA内のスペーサ絶縁膜12aまで除去されてしまうことが防止される。   As a result of the wet etching also proceeding in the lateral direction, as shown in FIG. 13, the end portion 12c in the x direction of the spacer insulating film 12a after the wet etching is retracted to the upper surface position of the guard line GL. Conversely, the recession of the spacer insulating film 12a stops at the upper surface position of the guard line GL. If the guard line GL does not exist, the etching solution may enter the peripheral circuit area PA and may be removed to the spacer insulating film 12a in the vicinity of the peripheral gate electrode PG1. In the semiconductor device 1, since the guard line GL functions as a prevention wall that stops the diffusion of the etching solution through the void 12b, the backward movement of the spacer insulating film 12a is stopped at the upper surface position of the guard line GL. Therefore, the spacer insulating film 12a in the peripheral circuit area PA is prevented from being removed.

次に、残存しているスペーサ絶縁膜12aをドライエッチング法により全面エッチバックすることにより、図14に示すように、第1の周辺ゲート電極PG1の側面にサイドウォール状のスペーサ絶縁膜12を形成する。図14には示していないが、この工程により、第2の周辺ゲート電極PG2(図1参照)の側面にも同様にサイドウォール状のスペーサ絶縁膜12が形成される。スペーサ絶縁膜12は、ガードラインGLの周辺回路領域PA側の側面25aにも形成される。ガードラインGLのアクティブセル領域AC側の側面25bにはスペーサ絶縁膜12は形成されないので、ガードラインGLのx方向の両側面に形成されるサイドウォールの形状は非対称となっている。   Next, the entire spacer insulating film 12a is etched back by a dry etching method, thereby forming a sidewall-like spacer insulating film 12 on the side surface of the first peripheral gate electrode PG1, as shown in FIG. To do. Although not shown in FIG. 14, a sidewall-like spacer insulating film 12 is similarly formed on the side surface of the second peripheral gate electrode PG2 (see FIG. 1) by this step. The spacer insulating film 12 is also formed on the side surface 25a of the guard line GL on the peripheral circuit region PA side. Since the spacer insulating film 12 is not formed on the side surface 25b on the active cell region AC side of the guard line GL, the shape of the sidewalls formed on both side surfaces in the x direction of the guard line GL is asymmetric.

このようにしてスペーサ絶縁膜12を形成した後、イオン注入法によってリン(P)もしくはヒ素(As)を半導体基板2内に導入することにより、周辺活性領域20a,20b内にソース/ドレイン拡散層D5を形成する(第2のイオン注入)。このとき、第1及び第2の周辺ゲート電極PG1,PG2の側面にスペーサ絶縁膜12が形成されていることから、スペーサ絶縁膜12の下方の領域にはLDD拡散層D4が残存する。続いて、厚さ3nmのシリコン酸窒化膜(SiON)からなる第2のライナー膜13を全面に堆積する。その後、流動性薄膜堆積法を用いてカバー膜23の上面を上回る膜厚のシリコン酸化膜を成膜し、CMP法によって上面を平坦化することにより、図14に示すように、層間絶縁膜14を形成する。   After forming the spacer insulating film 12 in this way, phosphorus (P) or arsenic (As) is introduced into the semiconductor substrate 2 by ion implantation, whereby the source / drain diffusion layers are formed in the peripheral active regions 20a and 20b. D5 is formed (second ion implantation). At this time, since the spacer insulating film 12 is formed on the side surfaces of the first and second peripheral gate electrodes PG1 and PG2, the LDD diffusion layer D4 remains in a region below the spacer insulating film 12. Subsequently, a second liner film 13 made of a silicon oxynitride film (SiON) having a thickness of 3 nm is deposited on the entire surface. Thereafter, a silicon oxide film having a film thickness exceeding the upper surface of the cover film 23 is formed by using a fluid thin film deposition method, and the upper surface is planarized by a CMP method, whereby an interlayer insulating film 14 is formed as shown in FIG. Form.

この後は、図1に示すように、コンタクトプラグ15a,15b及びビット線コンタクトプラグBCの形成、配線16bの形成、層間絶縁膜17の形成、容量コンタクトプラグ30の形成、セルキャパシタCの形成、層間絶縁膜34の形成、ビアプラグ35a,35bの形成、配線36a,36bの形成を順次実施することにより、半導体装置1が完成する。   Thereafter, as shown in FIG. 1, formation of contact plugs 15a and 15b and bit line contact plug BC, formation of wiring 16b, formation of interlayer insulating film 17, formation of capacitive contact plug 30, formation of cell capacitor C, The semiconductor device 1 is completed by sequentially forming the interlayer insulating film 34, the via plugs 35a and 35b, and the wirings 36a and 36b.

以上説明したように、本実施の形態による半導体装置1及びその製造方法によれば、ガードラインGLが周辺回路領域PA内へのエッチング液の侵入を防止する役割を果たす。したがって、第1の周辺ゲート電極PG1,PG2の側面をサイドウォール状のスペーサ絶縁膜12により覆った状態で周辺トランジスタのソース/ドレイン拡散層D5を形成することが可能になるので、周辺トランジスタにLDD拡散層D4を設けることが可能になる。また、周辺トランジスタの性能のバラつきを減らし、周辺トランジスタの特性の制御性を向上することが可能になる。   As described above, according to the semiconductor device 1 and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, the guard line GL plays a role of preventing the etchant from entering the peripheral circuit area PA. Therefore, the source / drain diffusion layer D5 of the peripheral transistor can be formed in a state where the side surfaces of the first peripheral gate electrodes PG1 and PG2 are covered with the sidewall-like spacer insulating film 12, and thus the LDD is formed in the peripheral transistor. The diffusion layer D4 can be provided. In addition, it is possible to reduce the variation in the performance of the peripheral transistors and improve the controllability of the characteristics of the peripheral transistors.

なお、ガードラインGLを設けても、エッチング液がガードラインGLの上面と第4の有機膜60の下面の間の領域を通って周辺回路領域PA内に侵入する可能性は残る。しかし、ガードラインGLを設けない場合に比べれば、はるかに侵入量を減らすことが可能である。   Even when the guard line GL is provided, there remains a possibility that the etching solution may enter the peripheral circuit region PA through the region between the upper surface of the guard line GL and the lower surface of the fourth organic film 60. However, compared with the case where the guard line GL is not provided, the amount of intrusion can be greatly reduced.

次に、本発明の第2の実施の形態による半導体装置1について、図15を参照しながら説明する。   Next, a semiconductor device 1 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施の形態による半導体装置1は、それぞれダミービット線DBLに対応する複数の突起部Pの一部が対応するダミービット線DBLと接続されている点で第1の実施の形態による半導体装置1と相違し、その他の点では第1の実施の形態による半導体装置1と同様である。したがって、第1の実施の形態による半導体装置1と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略し、以下では、第1の実施の形態による半導体装置1との相違点に着目して説明する。   The semiconductor device 1 according to the present embodiment is different from the semiconductor device 1 according to the first embodiment in that a part of the plurality of protrusions P corresponding to the dummy bit line DBL is connected to the corresponding dummy bit line DBL. The other points are the same as those of the semiconductor device 1 according to the first embodiment. Therefore, the same components as those of the semiconductor device 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the following, attention is focused on differences from the semiconductor device 1 according to the first embodiment. I will explain.

図15と図6を比較すると理解されるように、本実施の形態による半導体装置1の製造工程では、ガードラインマスクパターン51に設けられる複数の突起パターンPaのうちy方向の両端に位置する2つと、それぞれに対応する配線マスクパターン53内の直線パターン53a,53bとを接続している。一方、その他の突起パターンPaについては、第1の実施の形態と同様、対応する直線パターンと離隔させている。この構成は、図5に示した開口部52aがy方向の両端に位置する第2のラインパターン51Aと重ならないように、第2の有機膜52を形成することによって実現される。これにより、図示していないが、ガードラインGLに設けられる複数の突起部Pのうちy方向の両端に位置する2つと、それぞれに対応するダミービット線DBLとが接続され、その他の突起部Pと対応する第1の配線(ビット線BL又はダミービット線DBL)とは離隔することになる。その結果として、ガードラインGLは、y方向の両端に位置する2つのダミービット線DBLとともにメモリセル領域MCの4辺を囲むガードリングを構成する。   As can be understood by comparing FIG. 15 and FIG. 6, in the manufacturing process of the semiconductor device 1 according to the present embodiment, two of the plurality of protrusion patterns Pa provided on the guard line mask pattern 51 are positioned at both ends in the y direction. Are connected to the corresponding linear patterns 53a and 53b in the wiring mask pattern 53. On the other hand, the other protrusion patterns Pa are spaced apart from the corresponding linear patterns as in the first embodiment. This configuration is realized by forming the second organic film 52 so that the openings 52a shown in FIG. 5 do not overlap the second line patterns 51A located at both ends in the y direction. Thereby, although not illustrated, two of the plurality of protrusions P provided on the guard line GL located at both ends in the y direction are connected to the corresponding dummy bit line DBL, and the other protrusions P are connected. And the corresponding first wiring (bit line BL or dummy bit line DBL). As a result, the guard line GL forms a guard ring surrounding the four sides of the memory cell region MC together with the two dummy bit lines DBL located at both ends in the y direction.

本実施の形態による半導体装置1及びその製造方法によれば、上記のように構成したガードリングによって周辺回路領域PAとメモリセル領域MCとが完全に分断されるので、エッチング液の拡散をより効率的に回避することが可能になる。   According to the semiconductor device 1 and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, the peripheral circuit region PA and the memory cell region MC are completely divided by the guard ring configured as described above, so that the diffusion of the etchant is more efficient. Can be avoided.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.

例えば、上記各実施の形態では、セル活性領域kがマトリクス状に配置される例を取り上げて説明したが、本発明は、セル活性領域kが他の配置を有する半導体装置にも好適に適用可能である。   For example, in each of the above embodiments, the example in which the cell active regions k are arranged in a matrix has been described. However, the present invention can also be suitably applied to a semiconductor device in which the cell active regions k have other arrangements. It is.

1 半導体装置
2 半導体基板
3a,3b メモリセル素子分離領域
3c 周辺素子分離領域
5 ゲート絶縁膜
6 キャップ絶縁膜
9,14,17,34 層間絶縁膜
9a,BC ビット線コンタクトプラグ
10 ゲート絶縁膜
10X メモリセル領域MCの第1の辺
10Y メモリセル領域MCの第2の辺
11 第1のライナー膜
12,12a スペーサ絶縁膜
12b スペーサ絶縁膜12a内に形成されるボイド
12c スペーサ絶縁膜12aの端部
13 第2のライナー膜
15a,15b コンタクトプラグ
16a,16b,36a,36b 配線
20a,20b 周辺活性領域
21,21A シリコン膜
22,22A メタル膜
23,23A カバー膜
24a,24b 第1の周辺ゲート電極PG1のx方向の側面
25a ガードラインGLの周辺回路領域PA側の側面
25b ガードラインGLのアクティブセル領域AC側の側面
26a,26b 第1の配線の側面
30 容量コンタクトプラグ
31 下部電極
32 容量絶縁膜
33 上部電極
35a,35b ビアプラグ
40A カーボン膜
41A シリコン窒化膜
42A シリコン膜
43 ハードマスク膜
44A 第1の有機膜
45 第1のパターン
45A 第1のラインパターン
45B 第1のスペースパターン
45C 溝部
50 サイドウォール絶縁膜
51 第2のパターン
51A 第2のラインパターン
51B 第2のスペースパターン
51C 溝ラインパターン
52 第2の有機膜
52a 開口部
53 配線マスクパターン
53a,53b 配線マスクパターン53内の直線パターン
54 ガードラインマスクパターン
55 周辺ゲートマスクパターン
56 第3のパターン
60 第4の有機膜
60a 開口部
AC アクティブセル領域
BL ビット線
C セルキャパシタ
D1〜D3 拡散層
D4 LDD拡散層
D5 ソース/ドレイン拡散層
DBL ダミービット線
DC1 第1のダミーセル領域
DC2 第2のダミーセル領域
Dk ダミーセル活性領域
E1 第1の配線のx方向の端部
E1a 配線マスクパターン53のx方向の端部
E2 突起部Pのx方向の端部
E2a 突起パターンPaのx方向の端部
GL ガードライン
k セル活性領域
MC メモリセル領域
P 突起部
Pa 突起パターン
PA 周辺回路領域
PC1 第1の周辺回路領域
PC2 第2の周辺回路領域
PG 周辺ゲート電極
PG1 第1の周辺ゲート電極
PG2 第2の周辺ゲート電極
S1 第1のパターン45に含まれる開口部のx方向の側面
S2 第1のパターン45に含まれる開口部のy方向の側面
WL,WL1〜WL4 ワード線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor device 2 Semiconductor substrate 3a, 3b Memory cell element isolation region 3c Peripheral element isolation region 5 Gate insulating film 6 Cap insulating film 9, 14, 17, 34 Interlayer insulating film 9a, BC Bit line contact plug 10 Gate insulating film 10X Memory First side 10Y of the cell region MC Second side 11 of the memory cell region MC First liner film 12, 12a Spacer insulating film 12b Void 12c formed in the spacer insulating film 12a End 13 of the spacer insulating film 12a Second liner films 15a, 15b Contact plugs 16a, 16b, 36a, 36b Wirings 20a, 20b Peripheral active regions 21, 21A Silicon films 22, 22A Metal films 23, 23A Cover films 24a, 24b First peripheral gate electrode PG1 Side surface 25a in the x direction Side of the peripheral circuit area PA side of the guard line GL 25b Side surfaces 26a, 26b on the active cell region AC side of the guard line GL Side surfaces 30 of the first wiring Capacitor contact plug 31 Lower electrode 32 Capacitor insulating film 33 Upper electrode 35a, 35b Via plug 40A Carbon film 41A Silicon nitride film 42A Silicon film 43 Hard mask film 44A First organic film 45 First pattern 45A First line pattern 45B First space pattern 45C Groove 50 Side wall insulating film 51 Second pattern 51A Second line pattern 51B Second space pattern 51C Groove Line Pattern 52 Second Organic Film 52a Opening 53 Wiring Mask Patterns 53a, 53b Linear Pattern 54 in Wiring Mask Pattern 53 Guard Line Mask Pattern 55 Peripheral Gate Mask Pattern 56 Third Pattern 60 Fourth Pattern Organic film 60a Opening AC Active cell region BL Bit line C Cell capacitors D1 to D3 Diffusion layer D4 LDD diffusion layer D5 Source / drain diffusion layer DBL Dummy bit line DC1 First dummy cell region DC2 Second dummy cell region Dk Dummy cell active region E1 x-direction end E1a of the first wiring E2 direction end E2 of the wiring mask pattern 53 x-direction end E2a of the projection P Pa-pattern end GL guard line k cell active region MC Memory cell region P Projection portion Pa Projection pattern PA Peripheral circuit region PC1 First peripheral circuit region PC2 Second peripheral circuit region PG Peripheral gate electrode PG1 First peripheral gate electrode PG2 Second peripheral gate electrode S1 First pattern 45 in the x-direction side of the opening included in the opening 45 included in the first pattern 45 Side surface WL, WL1-WL4 of y direction

Claims (16)

メモリセル領域及び周辺回路領域が区画された半導体基板と、
それぞれ前記メモリセル領域内に配置され、かつ、第1の方向に延在する複数の第1の配線と、
前記複数の第1の配線ごとに設けられ、それぞれ対応する前記第1の配線の前記第1の方向の一方端部に対向する端部を有する複数の突起部を有して前記メモリセル領域内に配置され、前記第1の方向と直交する第2の方向に延在するガードラインと
を備えることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate in which a memory cell region and a peripheral circuit region are partitioned;
A plurality of first wirings each disposed in the memory cell region and extending in a first direction;
In each of the plurality of first wirings, each of the corresponding first wirings has a plurality of protrusions each having an end facing the one end in the first direction. And a guard line extending in a second direction orthogonal to the first direction.
前記複数の第1の配線のうち前記第2の方向の両端に位置する複数の前記第1の配線はダミー配線であり、
それぞれ前記ダミー配線に対応する複数の前記突起部の一部は、対応する前記ダミー配線と接続されており、
前記ガードラインは、それぞれ前記ダミー配線である2つの前記第1の配線とともに前記メモリセル領域の4辺を囲むガードリングを構成する
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
Among the plurality of first wires, the plurality of first wires located at both ends in the second direction are dummy wires,
A part of the plurality of protrusions each corresponding to the dummy wiring is connected to the corresponding dummy wiring,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein each of the guard lines forms a guard ring that surrounds four sides of the memory cell region together with the two first wirings that are the dummy wirings.
前記ダミー配線でない前記第1の配線はビット線である
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 2, wherein the first wiring that is not the dummy wiring is a bit line.
前記ガードラインと前記複数の第1の配線とは同じ材料によって構成される
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the guard line and the plurality of first wirings are made of the same material.
前記ガードラインの前記周辺回路領域側の側面である第1の側面を覆うスペーサ絶縁膜をさらに備え、
前記第1の側面の反対側に位置する前記ガードラインの第2の側面には前記スペーサ絶縁膜が配置されない
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の半導体装置。
A spacer insulating film that covers a first side surface that is a side surface of the guard line on the peripheral circuit region side;
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the spacer insulating film is not disposed on a second side surface of the guard line located on the opposite side of the first side surface. 6.
前記メモリセル領域は、複数のメモリセルが配置されるアクティブセル領域と、該アクティブセル領域を囲むように配置されるダミーセル領域とを有し、
前記ガードラインは、前記ダミーセル領域内に配置される
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体装置。
The memory cell region has an active cell region in which a plurality of memory cells are disposed, and a dummy cell region disposed so as to surround the active cell region,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the guard line is disposed in the dummy cell region.
前記アクティブセル領域には、それぞれ前記第1及び第2の方向のそれぞれに対して傾斜した第3の方向に延在する第1の素子分離領域と前記第2の方向に延在する第2の素子分離領域とに囲まれてなる複数の活性領域が形成され、
前記半導体装置は、それぞれ前記半導体基板内に埋設され、かつ、前記第2の方向に沿って並ぶ複数の前記活性領域のそれぞれと交差するように前記第2の方向に延在する複数の第2の配線をさらに備える
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の半導体装置。
The active cell region includes a first element isolation region extending in a third direction inclined with respect to each of the first and second directions, and a second element extending in the second direction. A plurality of active regions surrounded by the element isolation region are formed,
The semiconductor device is embedded in the semiconductor substrate and extends in the second direction so as to intersect with each of the plurality of active regions arranged along the second direction. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a wiring.
前記ガードラインのうち前記突起部でない部分の前記第1の方向の幅は、前記第2の方向に隣接して配置される2本の前記第1の配線それぞれの幅の合計に該2本の第1の配線間の距離を足してなる値の1/3以上2/3以下である
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体装置
The width of the portion of the guard line that is not the protrusion in the first direction is the sum of the widths of the two first wires arranged adjacent to each other in the second direction. The semiconductor device according to any one of claims 1 to 7, wherein the value is 1/3 or more and 2/3 or less of a value obtained by adding a distance between the first wirings.
前記周辺回路領域には、周辺素子分離領域によって囲まれてなる周辺活性領域が形成され、
前記半導体装置は、
前記周辺活性領域と交差するように前記半導体基板上に形成される周辺ゲート電極と、
前記周辺活性領域内の前記周辺ゲート電極の両側に位置する領域にそれぞれ形成された2つのソース/ドレイン拡散層と、
前記周辺活性領域内の前記2つのソース/ドレイン拡散層のそれぞれと前記周辺ゲート電極の間に位置する領域に形成された2つのLDD拡散層と
をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の半導体装置。
In the peripheral circuit region, a peripheral active region surrounded by a peripheral element isolation region is formed,
The semiconductor device includes:
A peripheral gate electrode formed on the semiconductor substrate so as to intersect the peripheral active region;
Two source / drain diffusion layers respectively formed in regions located on both sides of the peripheral gate electrode in the peripheral active region;
9. The method further comprising: two LDD diffusion layers formed in a region located between each of the two source / drain diffusion layers in the peripheral active region and the peripheral gate electrode. The semiconductor device according to any one of the above.
前記周辺ゲート電極の側面を覆うスペーサ絶縁膜をさらに備え、
前記2つのLDD拡散層はそれぞれ前記スペーサ絶縁膜の下方に形成される
ことを特徴とする請求項9に記載の半導体装置。
A spacer insulating film covering a side surface of the peripheral gate electrode;
The semiconductor device according to claim 9, wherein each of the two LDD diffusion layers is formed below the spacer insulating film.
メモリセル領域及び周辺回路領域が区画される半導体基板の前記メモリセル領域内に相当する表面に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜の表面に第1の導電膜を形成する工程と、
前記第1の導電膜の表面に、それぞれ前記メモリセル領域内を第1の方向に延在する複数の第1の配線のパターンと、前記複数の第1の配線ごとに設けられ、それぞれ対応する前記第1の配線の前記第1の方向の一方端部に対向する端部を有する複数の突起部を有して前記メモリセル領域内に配置され、前記第1の方向と直交する第2の方向に延在するガードラインのパターンとを含むマスクパターンを形成する工程と、
前記マスクパターンをマスクとするエッチングによって前記第1の導電膜をパターニングすることにより、前記複数の第1の配線及び前記ガードラインを形成する工程と
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming an interlayer insulating film on a surface corresponding to the memory cell region of the semiconductor substrate in which the memory cell region and the peripheral circuit region are partitioned;
Forming a first conductive film on the surface of the interlayer insulating film;
A plurality of first wiring patterns extending in the first direction in the memory cell region and provided on the surface of the first conductive film for each of the plurality of first wirings. A plurality of protrusions each having an end opposite to one end in the first direction of the first wiring, the second wiring being disposed in the memory cell region and orthogonal to the first direction; Forming a mask pattern including a pattern of guard lines extending in a direction;
And forming the plurality of first wirings and the guard lines by patterning the first conductive film by etching using the mask pattern as a mask.
前記マスクパターンを形成する工程は、
第1の有機膜を形成してパターニングすることにより、前記第2の方向に延在し互いに対向する2つの第1の側面と、前記第1の方向に延在し互いに対向する2つの第2の側面とによって囲まれてなる全体として矩形の開口部の内部に、前記第1の方向に延在し前記第2の方向に等間隔で配置される複数の第1のラインパターンと、該複数の第1のラインパターンの間に配置される複数の第1のスペースパターンと、前記2つの第1の側面のそれぞれに沿って配置される溝部とが形成されてなる形状の第1のパターンを形成する工程と、
前記第1の有機膜の側面にサイドウォール絶縁膜を形成した後、前記第1の有機膜を除去することにより、前記第1の方向に延在し前記第2の方向に等間隔で配置される複数の第2のラインパターンと、該複数の第2のラインパターンの間に配置される複数の第2のスペースパターンと、前記第2の方向に延在し、前記複数の第2のラインパターンそれぞれの前記第1の方向の端部と接続される2つの溝ラインパターンとを有する第2のパターンを形成する工程と、
前記複数の第2のラインパターンそれぞれの上面を露出させる一方で前記溝ラインパターンを露出させない位置に前記第2の方向に延在する開口部を有する第2の有機膜を形成する工程と、
前記第2の有機膜をマスクとするエッチングによって前記サイドウォール絶縁膜をエッチングする工程とを有する
ことを特徴とする請求項11に記載の製造方法。
The step of forming the mask pattern includes:
By forming and patterning a first organic film, two first side surfaces extending in the second direction and facing each other, and two second side surfaces extending in the first direction and facing each other A plurality of first line patterns extending in the first direction and arranged at equal intervals in the second direction inside the generally rectangular opening surrounded by the side surface of A first pattern having a shape in which a plurality of first space patterns arranged between the first line patterns and a groove portion arranged along each of the two first side surfaces are formed. Forming, and
After the side wall insulating film is formed on the side surface of the first organic film, the first organic film is removed to extend in the first direction and be arranged at equal intervals in the second direction. A plurality of second line patterns, a plurality of second space patterns arranged between the plurality of second line patterns, and the plurality of second lines extending in the second direction. Forming a second pattern having two groove line patterns connected to the ends of each pattern in the first direction;
Forming a second organic film having an opening extending in the second direction at a position where the upper surface of each of the plurality of second line patterns is exposed while the groove line pattern is not exposed;
The method according to claim 11, further comprising: etching the sidewall insulating film by etching using the second organic film as a mask.
前記マスクパターンを形成する工程は、
第1の有機膜を形成してパターニングすることにより、前記第2の方向に延在し互いに対向する2つの第1の側面と、前記第1の方向に延在し互いに対向する2つの第2の側面とによって囲まれてなる全体として矩形の開口部の内部に、前記第1の方向に延在し前記第2の方向に等間隔で配置される複数の第1のラインパターンと、該複数の第1のラインパターンの間に配置される複数の第1のスペースパターンと、前記2つの第1の側面のそれぞれに沿って配置される溝部とが形成されてなる形状の第1のパターンを形成する工程と、
前記第1の有機膜の側面にサイドウォール絶縁膜を形成した後、前記第1の有機膜を除去することにより、前記第1の方向に延在し前記第2の方向に等間隔で配置される複数の第2のラインパターンと、該複数の第2のラインパターンの間に配置される複数の第2のスペースパターンと、前記第2の方向に延在し、前記複数の第2のラインパターンそれぞれの前記第1の方向の端部と接続される2つの溝ラインパターンとを有する第2のパターンを形成する工程と、
前記複数の第2のラインパターンのうち前記第2の方向の両端に位置するもの以外の上面を露出させる一方で前記溝ラインパターンを露出させない位置に前記第2の方向に延在する開口部を有する第2の有機膜を形成する工程と、
前記第2の有機膜をマスクとするエッチングによって前記サイドウォール絶縁膜をエッチングする工程とを有する
ことを特徴とする請求項11に記載の製造方法。
The step of forming the mask pattern includes:
By forming and patterning a first organic film, two first side surfaces extending in the second direction and facing each other, and two second side surfaces extending in the first direction and facing each other A plurality of first line patterns extending in the first direction and arranged at equal intervals in the second direction inside the generally rectangular opening surrounded by the side surface of A first pattern having a shape in which a plurality of first space patterns arranged between the first line patterns and a groove portion arranged along each of the two first side surfaces are formed. Forming, and
After the side wall insulating film is formed on the side surface of the first organic film, the first organic film is removed to extend in the first direction and be arranged at equal intervals in the second direction. A plurality of second line patterns, a plurality of second space patterns arranged between the plurality of second line patterns, and the plurality of second lines extending in the second direction. Forming a second pattern having two groove line patterns connected to the ends of each pattern in the first direction;
An opening extending in the second direction at a position where the upper surface of the plurality of second line patterns other than those located at both ends in the second direction is exposed and the groove line pattern is not exposed. Forming a second organic film having:
The method according to claim 11, further comprising: etching the sidewall insulating film by etching using the second organic film as a mask.
前記半導体基板の前記周辺回路領域内に相当する表面に第2の導電膜を形成する工程をさらに備え、
前記第1の導電膜は、前記第2の導電膜の表面にも形成され、
前記マスクパターンは、前記周辺回路領域内に配置される周辺ゲート電極のパターンをさらに含み、
前記複数の第1の配線及び前記ガードラインを形成する工程では、前記第1及び第2の導電膜の積層膜からなる前記周辺ゲート電極も形成される
ことを特徴とする請求項11乃至13のいずれか一項に記載の製造方法。
Forming a second conductive film on a surface corresponding to the peripheral circuit region of the semiconductor substrate;
The first conductive film is also formed on the surface of the second conductive film,
The mask pattern further includes a pattern of a peripheral gate electrode disposed in the peripheral circuit region,
14. The step of forming the plurality of first wirings and the guard line also forms the peripheral gate electrode made of a laminated film of the first and second conductive films. The manufacturing method as described in any one.
前記周辺ゲート電極が形成された後、第1のイオン注入を実施することにより、前記周辺回路領域内に配置される周辺活性領域の表面にLDD拡散層を形成する工程と、
スペーサ絶縁膜を成膜する工程と、
少なくとも前記メモリセル領域内のアクティブセル領域を露出させる開口部を有するマスク膜を形成する工程と、
前記マスク膜をマスクとするウエットエッチングにより前記スペーサ絶縁膜をエッチングする工程と、
前記スペーサ絶縁膜をエッチングした後、前記マスク膜を除去し、さらに前記スペーサ絶縁膜のエッチバックを行う工程と、
前記エッチバックの後、第2のイオン注入を実施することにより、前記周辺活性領域の表面にソース/ドレイン拡散層を形成する工程と
をさらに備えることを特徴とする請求項14に記載の製造方法。
Forming a LDD diffusion layer on a surface of a peripheral active region disposed in the peripheral circuit region by performing a first ion implantation after the peripheral gate electrode is formed;
Forming a spacer insulating film;
Forming a mask film having an opening exposing at least an active cell region in the memory cell region;
Etching the spacer insulating film by wet etching using the mask film as a mask;
Etching the spacer insulating film, removing the mask film, and further performing etch back of the spacer insulating film;
The method according to claim 14, further comprising: forming a source / drain diffusion layer on a surface of the peripheral active region by performing second ion implantation after the etch back. .
前記周辺ゲート電極が形成された後、前記第1のイオン注入を実施する前に、全面を覆う第1のライナー膜を形成する工程と、
前記ソース/ドレイン拡散層を形成した後、全面を覆う第2のライナー膜を形成する工程と
をさらに備えることを特徴とする請求項15に記載の製造方法。
Forming a first liner film covering the entire surface after the peripheral gate electrode is formed and before performing the first ion implantation;
The method according to claim 15, further comprising: forming a second liner film covering the entire surface after forming the source / drain diffusion layer.
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