JP3172229B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3172229B2
JP3172229B2 JP01032592A JP1032592A JP3172229B2 JP 3172229 B2 JP3172229 B2 JP 3172229B2 JP 01032592 A JP01032592 A JP 01032592A JP 1032592 A JP1032592 A JP 1032592A JP 3172229 B2 JP3172229 B2 JP 3172229B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に係り、特にDRAMのビット線コンタクト、ストレー
ジノードコンタクト等を自己整合的に形成する方法すな
わちSAC(Self Aline Coctact)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of forming a bit line contact and a storage node contact of a DRAM in a self-aligned manner, that is, a SAC (Self Aline Coctact).

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の高密度、高集積化が著しく
進むなかで、素子の微細化に合わせてコンタクト孔の微
細化も進む一方である。しかしながら、素子の微細化が
進み、ゲート配線等の配線層のパターニングがリソグラ
フィ技術の解像限界付近で行われるため、コンタクト孔
のパターニングに際して、配線層のパターンと同じデザ
イン・ルール(最小サイズ)で行うのは困難となってき
ている。特に、トランジスタとキャパシタとからなるD
RAM等のメモリセルが高密度の集積化されているメモ
リセル領域では、配線とのコンタクト余裕がとれず、配
線にコンタクト孔がかかるように自己整合的にパターニ
ングがなされる。こうしたコンタクトはSACと呼ば
れ、素子占有面積の微細化に大きく貢献する反面、ゲー
ト配線等の配線層とコンタクトとのショートが発生しや
すいという問題がある。
2. Description of the Related Art As the density and integration of semiconductor devices have been remarkably increasing, the size of contact holes has been decreasing along with the miniaturization of elements. However, as the miniaturization of elements progresses and the patterning of the wiring layer such as the gate wiring is performed near the resolution limit of the lithography technique, the patterning of the contact hole is performed using the same design rule (minimum size) as the pattern of the wiring layer. It's getting harder to do. In particular, D comprising a transistor and a capacitor
In a memory cell region in which memory cells such as a RAM are integrated at a high density, a contact margin with the wiring cannot be obtained, and patterning is performed in a self-aligned manner so that a contact hole is formed in the wiring. Such a contact is called an SAC and greatly contributes to miniaturization of an element occupation area, but has a problem that a short circuit between a contact and a wiring layer such as a gate wiring easily occurs.

【0003】この問題を解決するために、従来は、スト
ッパーポリ(Stopper Poly:SP)方式と
指称されている方法が用いられている。この方法では、
図6(a)および(b)に示すようにゲート電極32の
形成後側壁に絶縁膜35を形成した後、後の酸化工程に
よる半導体基板の酸化防止のために窒化シリコン膜36
を堆積し、その上に多結晶シリコン膜37を堆積して、
層間膜として全面にBPSG等の溶融性の絶縁膜38を
堆積する。これにより、多結晶シリコン膜とBPSG膜
(層間膜)のエッチングの選択比が大きいことを利用す
ることができ、コンタクト孔のエッチング時に多結晶シ
リコン膜が露呈した時点でBPSG膜のエッチングを止
め、次に多結晶シリコン膜をケミカルドライエッチング
(CDE)法等で一旦除去する。そして酸化雰囲気で加
熱することにより、BPSG膜を溶融して平坦化を行う
と同時にこの多結晶シリコン膜も酸化し、この後下地の
窒化シリコン膜をエッチングし、その下の酸化シリコン
膜をも選択的に除去し、シリコン基板表面を露呈せしめ
るものである。
In order to solve this problem, a method referred to as a stopper poly (SP) method has conventionally been used. in this way,
As shown in FIGS. 6A and 6B, after the formation of the gate electrode 32, an insulating film 35 is formed on the side wall, and then a silicon nitride film 36 is formed to prevent oxidation of the semiconductor substrate in a subsequent oxidation step.
Is deposited, and a polycrystalline silicon film 37 is deposited thereon.
A fusible insulating film 38 such as BPSG is deposited on the entire surface as an interlayer film. This makes it possible to use the fact that the selectivity of etching between the polycrystalline silicon film and the BPSG film (interlayer film) is large, and stops the etching of the BPSG film when the polycrystalline silicon film is exposed at the time of etching the contact hole. Next, the polycrystalline silicon film is once removed by a chemical dry etching (CDE) method or the like. By heating in an oxidizing atmosphere, the BPSG film is melted and planarized, and at the same time, the polycrystalline silicon film is also oxidized. Thereafter, the underlying silicon nitride film is etched, and the underlying silicon oxide film is also selected. In order to expose the surface of the silicon substrate.

【0004】しかし、SP方式は、それ自体の工程数が
多いという問題の他にコンタクト余裕のとれる周辺回路
部では、SP方式を行う必要がないために、ストッパと
しての多結晶シリコン膜も不要であるため、多結晶シリ
コン膜は、必要な領域のみに選択的に形成しなければな
らないので、パターニングを行って除去する必要がある
上、さらにはSP方式を用いる領域と、用いない周辺回
路領域とで膜構造が異なり、エッチング条件が大きく異
なるので、エッチングをも別工程で行う必要があり、ま
すます工程数の増大が発生する原因となって製品の歩留
りを低下させるという大きな問題があった。
However, in addition to the problem that the SP method itself has a large number of steps, the peripheral circuit portion having a sufficient contact margin does not require the SP method, and therefore does not require a polycrystalline silicon film as a stopper. Therefore, the polycrystalline silicon film must be selectively formed only in a necessary region, so that it is necessary to remove the polycrystalline silicon film by patterning. In addition, a region using the SP method and a peripheral circuit region not used are required. Therefore, since the film structure is different and the etching conditions are greatly different, it is necessary to perform the etching in a separate step, which causes a further increase in the number of steps, resulting in a serious problem of lowering the product yield.

【0005】さらには、ストッパ膜は一旦使用すると酸
化してしまうため、後続工程では使用できないという問
題がある。
Furthermore, the stopper film is oxidized once used, so that it cannot be used in a subsequent process.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように素子の微細
化が進むにつれて、SP方式を用いると素子の密集する
メモリセル部ではコンタクトが配線層と自己整合的に形
成されるため、従来のコンタクト孔の開孔方法では、工
程が煩雑になったり、メモリセル部と素子が密集してい
ない周辺回路部のコンタクトのパターニング、エッチン
グ等を別工程で行う必要があり、これも工程数増大の原
因となっている。
As the element is miniaturized as described above, the contact is formed in a self-aligned manner with the wiring layer in the memory cell portion where the element is densely formed by using the SP method. In the hole opening method, the process becomes complicated, and the patterning and etching of the contact of the peripheral circuit portion where the memory cell portion and the element are not densely packed need to be performed in a separate process, which also causes an increase in the number of processes. It has become.

【0007】さらに、ストッパ膜は一旦使用すると酸化
してしまうため、後続工程では使用できない。
Further, the stopper film is oxidized once used, and cannot be used in a subsequent process.

【0008】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、自己整合的にコンタクトを形成する簡便な方法を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a simple method for forming a contact in a self-aligned manner.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】そこで本発明の第1で
は、半導体基板上に第1絶縁膜を介して第1の導電層を
堆積し、この上層に第2の絶縁膜を形成し、さらにこの
上層に、多結晶シリコン等、層間絶縁膜とのエッチング
の選択比が十分大きくとれるストッパー膜を堆積し、フ
ォトリソグラフィにより所定のレジストパターンを形成
し、異方性エッチングを用いて前記ストッパ膜、第2の
絶縁膜および第1の導電層を同一パターンにパターニン
グし、さらに第3の絶縁膜としての層間絶縁膜を形成し
平坦化を行った後、リソグラフィー技術を用いて、第1
の導電層のパターンサイズよりも大きい開口を有するレ
ジストパターンを形成し、これをマスクとして、第1の
導電層パターンに対して自己整合的に形成すべきコンタ
クト領域に堆積した層間絶縁膜(第3の絶縁膜)をエッ
チングし、レジストを除去した後、全面エッチバックを
行い、ストッパ膜をマスクとしてコンタクトホールの開
口を行う。次に段差被覆性よく堆積可能な窒化膜等の第
4の絶縁膜を堆積して側壁残しを行いコンタクトに露呈
する第1の導電層側面に、側壁絶縁膜を形成すると同時
に半導体基板表面を露出させ、この半導体基板表面にコ
ンタクトするように第2の導電層を形成するようにして
いる。
Accordingly, in a first aspect of the present invention, a first conductive layer is deposited on a semiconductor substrate via a first insulating film, and a second insulating film is formed on the first conductive layer. On this upper layer, a stopper film, such as polycrystalline silicon, having a sufficiently large etching selectivity with an interlayer insulating film is deposited, a predetermined resist pattern is formed by photolithography, and the stopper film is formed by using anisotropic etching. After patterning the second insulating film and the first conductive layer into the same pattern, further forming an interlayer insulating film as a third insulating film and performing planarization, the first insulating film is formed using lithography technology.
A resist pattern having an opening larger than the pattern size of the conductive layer is formed, and using this as a mask, an interlayer insulating film (third layer) deposited in a contact region to be formed in a self-aligned manner with the first conductive layer pattern After removing the resist, the entire surface is etched back, and a contact hole is opened using the stopper film as a mask. Next, a fourth insulating film such as a nitride film that can be deposited with good step coverage is deposited to leave a side wall, and a side wall insulating film is formed on the side of the first conductive layer exposed to the contact, and at the same time, the surface of the semiconductor substrate is exposed. Then, a second conductive layer is formed so as to be in contact with the surface of the semiconductor substrate.

【0010】ここで望ましくはコンタクトホール開口
後、側壁絶縁膜の形成に先立ち第1の導電層側面の絶縁
性向上のために後酸化をしておくとよい。
[0010] Preferably, after the opening of the contact hole, post-oxidation is performed before the formation of the sidewall insulating film in order to improve the insulating property on the side surface of the first conductive layer.

【0011】また、さらに望ましい手段として、半導体
基板上にゲート絶縁膜となる第1の絶縁膜、ゲート電極
となる第1の導電層、第2の絶縁膜および、層間絶縁膜
とのエッチングの選択比が十分大きくとれるストッパー
膜を堆積し、フォトリソグラフィにより所定のレジスト
パターンを形成し異方性エッチングにより前記ストッパ
膜、第2の絶縁膜、第1の導電層および第1の絶縁膜を
同一パターンにパターニングし、第1の導電層からなる
ゲート電極を形成し、イオン注入等によりソースドレイ
ンとなる拡散層を形成し、さらに第3の絶縁膜としての
層間絶縁膜を形成しメモリセル部と周辺回路部の半導体
基板からの絶縁膜の膜厚が同じになるように平坦化を行
った後、リソグラフィー技術を用いて、ゲート配線間間
隙よりも大きい開口を有するレジストパターンを形成
し、これをマスクとし、コンタクト領域の前記基板表面
に堆積した層間絶縁膜(第3の絶縁膜)をエッチング
し、レジストを除去した後、全面エッチバックを行い、
ストッパ膜をマスクとして前記ソースドレインの少なく
とも一方にコンタクトするように、メモリセル部と周辺
回路部で同時に、コンタクトホールの開口を行う。そし
てこのコンタクトホール内に露呈する第1の導電層側面
の絶縁のために後酸化をして、段差被覆性よく堆積可能
な窒化膜等の第4の絶縁膜を堆積して側壁残しを行うと
同時に半導体基板表面を露出させ、イオン注入を行っ
て、トランジスタのLDD構造を作った後この半導体基
板表面にコンタクトするようにストレージノード電極ま
たはビット線等の第2の導電層を形成するようにしてい
る。
Further, as a more desirable means, a first insulating film serving as a gate insulating film, a first conductive layer serving as a gate electrode, a second insulating film, and selection of etching with an interlayer insulating film on a semiconductor substrate. A stopper film having a sufficiently large ratio is deposited, a predetermined resist pattern is formed by photolithography, and the stopper film, the second insulating film, the first conductive layer, and the first insulating film are formed in the same pattern by anisotropic etching. To form a gate electrode comprising a first conductive layer, form a diffusion layer serving as a source / drain by ion implantation or the like, further form an interlayer insulating film as a third insulating film, and form a After planarization is performed so that the thickness of the insulating film from the semiconductor substrate in the circuit portion becomes the same, the opening larger than the gap between the gate wirings is formed using lithography technology. Forming a resist pattern having, this as a mask, the interlayer insulating film deposited on the substrate surface of the contact region (third insulating film) is etched, after removal of the resist performs the entire surface is etched back,
A contact hole is simultaneously opened in the memory cell portion and the peripheral circuit portion so as to contact at least one of the source and drain using the stopper film as a mask. Then, post-oxidation is performed to insulate the side surface of the first conductive layer exposed in the contact hole, and a fourth insulating film such as a nitride film that can be deposited with good step coverage is deposited to leave sidewalls. At the same time, the surface of the semiconductor substrate is exposed, ion implantation is performed to form an LDD structure of the transistor, and then a second conductive layer such as a storage node electrode or a bit line is formed so as to contact the surface of the semiconductor substrate. I have.

【0012】また、さらに望ましい手段として、ストレ
ージノード電極を形成してキャパシタを形成した後また
はビット線のパターニング後、さらに第5の絶縁膜とし
ての第2の層間絶縁膜を形成しメモリセル部と周辺回路
部の半導体基板からの絶縁膜の膜厚が同じになるように
平坦化を行った後、リソグラフィー技術を用いて、下地
の配線間間隙よりも大きい開口を有するレジストパター
ンを形成し、これをマスクとし、コンタクト領域の前記
基板表面に堆積した第2の層間絶縁膜(第5の絶縁膜)
をエッチングし、レジストを除去した後、全面エッチバ
ックを行って、ストッパ膜をマスクとして前記ソースド
レインの他の一方にコンタクトするように、コンタクト
ホールの開口を行う。そしてこのコンタクトホール内に
露呈する第1の導電層側面あるいはビット線、キャパシ
タとの絶縁のために後酸化をして、段差被覆性よく堆積
可能な窒化膜等の第6の絶縁膜を堆積して側壁残しを行
うと同時に半導体基板表面を露出させ、この半導体基板
表面にコンタクトするようにビット線またはストレージ
ノード等の第3の導電層を形成するようにしている。
Further, as a more desirable means, after forming a storage node electrode and forming a capacitor or after patterning a bit line, a second interlayer insulating film as a fifth insulating film is further formed to form a memory cell portion and After performing planarization so that the film thickness of the insulating film from the semiconductor substrate in the peripheral circuit portion is the same, a resist pattern having an opening larger than the gap between the underlying wirings is formed by using lithography technology. Second interlayer insulating film (fifth insulating film) deposited on the surface of the substrate in the contact region using the mask as a mask
After etching the resist and removing the resist, the entire surface is etched back, and a contact hole is opened using the stopper film as a mask so as to contact the other of the source and drain. Then, post-oxidation is performed to insulate the side surface of the first conductive layer, the bit line, and the capacitor exposed in the contact hole, and a sixth insulating film such as a nitride film that can be deposited with good step coverage is deposited. At the same time, the surface of the semiconductor substrate is exposed, and a third conductive layer such as a bit line or a storage node is formed so as to contact the surface of the semiconductor substrate.

【0013】[0013]

【作用】本発明の第1によれば、第1の導電層パターン
と同時にストッパ膜をパターニングすることができるた
め、ストッパのパターニングを別に行うことが不要とな
り、かつ第1の導電層パターン上はすべてストッパで覆
われており、またそのまま残存しているため、後続工程
においても何度でもこのストッパ膜は使用可能であり、
コンタクトの自己整合化が極めて信頼性よく簡単な工程
で形成可能である。また極めて平坦な表面を得ることが
できる上、層間絶縁膜への開口を2回のエッチング工程
で行い、第1の導電層と第2の導電層との間の層間絶縁
膜の膜厚を必要最小限に薄くしているため、コンタクト
孔のアスペクト比が高くなるのを抑制し、容易に信頼性
の高い半導体装置を得ることができる。
According to the first aspect of the present invention, since the stopper film can be patterned at the same time as the first conductive layer pattern, it is not necessary to separately pattern the stopper, and the first conductive layer pattern has Since this is completely covered with the stopper and remains as it is, this stopper film can be used any number of times in the subsequent process,
The self-alignment of the contacts can be formed with a very reliable and simple process. In addition, an extremely flat surface can be obtained, and an opening in the interlayer insulating film is formed by two etching steps, and the thickness of the interlayer insulating film between the first conductive layer and the second conductive layer is required. Since the thickness is minimized, an increase in the aspect ratio of the contact hole is suppressed, and a highly reliable semiconductor device can be easily obtained.

【0014】また本発明の第2によれば、上記効果に加
え、DRAMなどの、メモリセル部と周辺回路部のコン
タクトがゲート配線上のストッパ(多結晶シリコン)を
マスクにして同時に開口でき、工程数が大幅に短縮され
る。またこのストッパはビット線コンタクト,ストレー
ジノードコンタクトおよび周辺回路のコンタクトの形成
いずれにも用いることができる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above effects, a contact between a memory cell portion and a peripheral circuit portion of a DRAM or the like can be simultaneously opened using a stopper (polycrystalline silicon) on a gate wiring as a mask. The number of steps is greatly reduced. This stopper can be used for forming any of bit line contacts, storage node contacts, and contacts of peripheral circuits.

【0015】また従来のSP方式では一度用いた多結晶
シリコンは酸化してしまうため、次のコンタクト形成工
程ではストッパとして使用できないが、この第3の方法
では、同時にエッチングしない場合は何回でも使用でき
るため、最終工程までゲート電極を保護することができ
る。
In the conventional SP method, since polycrystalline silicon used once is oxidized, it cannot be used as a stopper in the next contact formation step. Therefore, the gate electrode can be protected until the final step.

【0016】これによりメモリセル部と周辺回路部のコ
ンタクトがゲート配線上のストッパ膜をマスクにして同
時に開口でき、工程数が大幅に短縮される。
Thus, the contact between the memory cell portion and the peripheral circuit portion can be simultaneously opened using the stopper film on the gate wiring as a mask, thereby greatly reducing the number of steps.

【0017】さらに、第2の導電層の形成に際しても、
第2の導電層形成後、絶縁膜およびストッパ膜を順次積
層したのち同一パターンにパターニングするようにすれ
ば、ゲート電極のみならず、ビット線等も保護すること
ができ、さらに信頼性の向上をはかることができる。
Further, when forming the second conductive layer,
After the second conductive layer is formed, an insulating film and a stopper film are sequentially laminated and then patterned into the same pattern, so that not only the gate electrode but also the bit line and the like can be protected, and the reliability is further improved. Can be measured.

【0018】ここでストッパ膜の膜厚と選択比そして配
線段差との関係は、多結晶シリコン膜等の層間絶縁膜と
のエッチング選択比が十分に大きい(例えば20以上)
材料からなるストッパ膜の膜厚をtstop,ゲート配線と
ゲート配線上に形成した第2の絶縁膜の膜厚の和をt
gate、そしてストッパ膜と層間絶縁膜のエッチングの選
択比をRとすると(1)式の関係が成立するものであ
る。
Here, the relationship between the thickness of the stopper film, the selection ratio, and the wiring step is such that the etching selection ratio with the interlayer insulating film such as a polycrystalline silicon film is sufficiently large (for example, 20 or more).
The thickness of the stopper film made of the material is t stop , and the sum of the thicknesses of the gate wiring and the second insulating film formed on the gate wiring is t
Assuming that the selectivity of the gate and the etching of the stopper film and the interlayer insulating film is R, the relationship of the formula (1) is established.

【0019】tstop×R≧tgate (1) このようにして、メモリセル部のSACと周辺回路部で
コンタクトの開口のエッチングをゲート配線上に堆積し
た多結晶シリコン等の絶縁膜に対して選択比が大きくと
れる膜をマスクにして自己整合的に同時に行うことが可
能であり、ストッパーポリ方式などの複雑な工程を経る
必要がなくなり、このため工程数の短縮が可能となる。
Tstop × R ≧ tgate (1) In this manner, the contact opening is etched in the SAC of the memory cell portion and the peripheral circuit portion with respect to the insulating film such as polycrystalline silicon deposited on the gate wiring. Simultaneous self-alignment can be performed simultaneously using a film having a large selectivity as a mask, and there is no need to go through a complicated process such as a stopper poly method, so that the number of processes can be reduced.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0021】この方法では、図1に製造工程図を示すよ
うにメモリセル部のコンタクト(SAC)と周辺回路部
のコンタクトを同時に形成するものである。
In this method, a contact (SAC) in a memory cell portion and a contact in a peripheral circuit portion are simultaneously formed as shown in a manufacturing process diagram in FIG.

【0022】まず、シリコン基板上11に、ウェル(図
示せず)を形成し、通常の方法で素子分離領域と素子領
域を形成し、イオン注入法によりトランジスタのしきい
値等の調整のための不純物を注入する。続いて、第1の
絶縁層として熱酸化により10nm程度のゲート酸化膜を
形成し、さらにゲート電極となるポリサイド膜12(こ
こではポリシリコン100nmとタングステンシリサイド
100nm)を200nm堆積して、表面を10nm程度熱酸
化し酸化シリコン膜12sを形成した後、CVD法によ
りこの上層に第2の絶縁膜として酸化シリコン膜膜13
を200nm程度堆積し、さらにその上に多結晶シリコン
膜14を約50nm堆積する。そして、フォトリソグラフ
ィによりレジストを用いて所定のゲートパターンをパタ
ーニングし、これをマスクとして、反応性イオンエッチ
ング(RIE)法により多結晶シリコン膜14、酸化シ
リコン膜13、ポリサイド膜12を順次エッチングしゲ
ート電極12を形成する。次にこのゲート電極をマスク
として所定の位置にイオン注入法により不純物を導入し
て拡散層Dを形成する。この時酸化シリコン膜13のエ
ッチングの際の多結晶シリコンとの選択比は20程度で
あり、ゲート配線の段差は約400nmであるので50nm
×20=1000nm>400nmで前述の(1)式の関係
を満足している。
First, a well (not shown) is formed on a silicon substrate 11, and an element isolation region and an element region are formed by a usual method. Inject impurities. Subsequently, a gate oxide film having a thickness of about 10 nm is formed as a first insulating layer by thermal oxidation, and a polycide film 12 (here, polysilicon 100 nm and tungsten silicide 100 nm) serving as a gate electrode is deposited to a thickness of 200 nm. After a silicon oxide film 12s is formed by thermal oxidation to a degree, a silicon oxide film film 13 is formed as a second insulating film on the silicon oxide film 12s by CVD.
Is deposited to a thickness of about 200 nm, and a polycrystalline silicon film 14 is further deposited thereon to a thickness of about 50 nm. Then, a predetermined gate pattern is patterned using a resist by photolithography, and using this as a mask, the polycrystalline silicon film 14, the silicon oxide film 13, and the polycide film 12 are sequentially etched by reactive ion etching (RIE) to form a gate. An electrode 12 is formed. Next, using the gate electrode as a mask, an impurity is introduced into a predetermined position by an ion implantation method to form a diffusion layer D. At this time, the selectivity with respect to the polycrystalline silicon at the time of etching the silicon oxide film 13 is about 20 and the step of the gate wiring is about 400 nm.
× 20 = 1000 nm> 400 nm, which satisfies the relationship of the above equation (1).

【0023】次に、第3の絶縁膜15として例えばCV
D法により酸化シリコン膜を約800nm堆積し、ポリッ
シング等の平坦化法を用いて、平坦化を行い、半導体基
板からの膜厚がメモリセル部、周辺回路部において約6
00nm程度になるように平坦化を行う(図1(a) および
(b) )。以下の図中(a) はメモリセル領域、(b) は周辺
回路領域を示す。
Next, as the third insulating film 15, for example, CV
A silicon oxide film is deposited to a thickness of about 800 nm by a method D, and is planarized by a planarization method such as polishing, so that the film thickness from the semiconductor substrate is about 6 in the memory cell portion and the peripheral circuit portion.
Planarization is performed to about 00 nm (see FIG. 1A and
(b)). In the following figures, (a) shows a memory cell area, and (b) shows a peripheral circuit area.

【0024】そしてリソグラフィー技術を用いて、レジ
ストパターン16を形成し、これをマスクとしてメモリ
セル部と周辺回路部でコンタクト孔のパターニングを同
時に行い、ゲート配線間に堆積した第3の絶縁膜15を
メモリセル部でストッパ膜の多結晶シリコンと自己整合
的に、周辺回路部では、従来と同様にRIE法により約
450nmエッチングする。この時ゲート配線間に残る第
3の絶縁膜15の膜厚t1 は多結晶シリコン上の膜厚t
2 と同程度であることが望ましい(図2(a) および(b)
)。
Then, a resist pattern 16 is formed by using a lithography technique, and the resist pattern 16 is used as a mask to simultaneously pattern contact holes in a memory cell portion and a peripheral circuit portion, thereby forming a third insulating film 15 deposited between gate wirings. In the memory cell portion, about 450 nm is etched by the RIE method in the peripheral circuit portion in the same manner as in the prior art, in a self-alignment manner with the polysilicon of the stopper film. At this time, the film thickness t1 of the third insulating film 15 remaining between the gate wirings is the film thickness t on the polycrystalline silicon.
2 is desirable (Fig. 2 (a) and (b)
).

【0025】次に、図3(a) および(b) に示すように、
レジストパターン16を除去した後、異方性エッチング
法を用いて半導体基板全面の絶縁膜を150nm程度エッ
チングする。これによりコンタクト孔Hが所望の形状に
形成される。次にゲート電極12の側面に熱酸化膜を1
0nm程度形成し、窒化シリコン膜17を50nm程度、減
圧(LP)CVD法を用いて堆積し、側壁残しのエッチ
ングを行って、ゲート電極とコンタクトの電気的絶縁を
確保する。また窒化シリコン膜の側壁残し終了後所定の
位置にイオン注入を行ってもよい。これによりトランジ
スタのLDD構造が形成される。
Next, as shown in FIGS. 3A and 3B,
After removing the resist pattern 16, the insulating film on the entire surface of the semiconductor substrate is etched by about 150 nm using an anisotropic etching method. Thereby, the contact hole H is formed in a desired shape. Next, a thermal oxide film is
A silicon nitride film 17 is formed to a thickness of about 0 nm, and a silicon nitride film 17 is deposited to a thickness of about 50 nm using a low pressure (LP) CVD method, and the remaining sidewalls are etched to secure electrical insulation between the gate electrode and the contact. Further, ion implantation may be performed at a predetermined position after the side wall of the silicon nitride film is left. Thus, an LDD structure of the transistor is formed.

【0026】次に図4(a) および(b) に示すようにビッ
ト線となるタングステン等の第3の導電層18を約20
0nm堆積し、第3の導電層上に低温で堆積することので
きる絶縁膜19を約200nm堆積し、この絶縁膜19上
にストッパーの多結晶シリコン20を約50nm堆積し
て、ビット線のパターニングを行い、加工する。
Next, as shown in FIGS. 4A and 4B, a third conductive layer 18 made of tungsten or the like serving as a bit line is
0 nm, an insulating film 19 which can be deposited at a low temperature on the third conductive layer is deposited at a thickness of about 200 nm, and polycrystalline silicon 20 as a stopper is deposited on the insulating film 19 at a thickness of about 50 nm. And process.

【0027】ゲート、ビット線間に残っている多結晶シ
リコンはビット線のエッチングの時に同時に自己整合的
にエッチングする。すなわち、ビット線のレジストパタ
ーンを用いてまず多結晶シリコンをエッチングしひきつ
づいて絶縁膜19、第3の導電層18,多結晶シリコン
と順次加工する。この後再びビット線の加工時と同様な
工程を経て、キャパシタのストレージノードコンタクト
を形成する。
The polycrystalline silicon remaining between the gate and the bit line is etched in a self-aligned manner simultaneously with the etching of the bit line. That is, first, the polysilicon is etched using the resist pattern of the bit line, and then the insulating film 19, the third conductive layer 18, and the polysilicon are sequentially processed. Thereafter, a storage node contact of the capacitor is formed again through the same process as that for processing the bit line.

【0028】以下、ストレージノード電極21を所定の
容量が得られる程度の加工して、プレート電極23とキ
ャパシタ絶縁膜22を形成し、層間絶縁膜24を形成し
て、ビット線形成工程へと進み、図5(a)及び(b)
に示すような半導体記憶装置が形成される。ここで、2
5はプレート電極の配線層である。
The storage node electrode 21 is processed to such an extent that a predetermined capacitance is obtained, a plate electrode 23 and a capacitor insulating film 22 are formed, an interlayer insulating film 24 is formed, and the process proceeds to a bit line forming step. 5 (a) and 5 (b)
Is formed as shown in FIG. Where 2
5 is a wiring layer of the plate electrode.

【0029】このようにして容易に信頼性の高い半導体
記憶装置を得ることができる。
Thus, a highly reliable semiconductor memory device can be easily obtained.

【0030】なお、ゲート配線材、絶縁膜材など本発明
の主旨を逸脱しない範囲で変更してもよい。
The gate wiring material and the insulating film material may be changed without departing from the gist of the present invention.

【0031】また、前記実施例ではキャパシタはビット
線の上層に形成されているが、ビット線をキャパシタの
加工後に形成してもよい。
Although the capacitor is formed on the bit line in the above embodiment, the bit line may be formed after processing the capacitor.

【0032】また、前記実施例ではビット線の形成に際
し、ビット線となるタングステンなどの導電層の上に、
絶縁膜19および多結晶シリコン20を堆積して、ビッ
ト線のパターニングを行うようにしているため、ストレ
ージノードコンタクトの形成に際しこの多結晶シリコン
膜20がストッパとして作用しビット線も保護され、よ
り信頼性が向上するが、この絶縁膜19および多結晶シ
リコン20を形成することなく通常の方法で層間膜を形
成した場合にも、ストレージノードコンタクトの形成に
際しゲート電極との短絡は保護され、良好な自己整合パ
ターンの形成が可能となる。
In the above embodiment, when forming a bit line, a conductive layer made of tungsten or the like to be a bit line is formed on the conductive layer.
Since the insulating film 19 and the polycrystalline silicon 20 are deposited and the bit line is patterned, the polycrystalline silicon film 20 acts as a stopper when the storage node contact is formed, so that the bit line is protected and the reliability is improved. However, even if an interlayer film is formed by a normal method without forming the insulating film 19 and the polycrystalline silicon 20, a short circuit with the gate electrode is protected when forming the storage node contact, and a favorable A self-aligned pattern can be formed.

【0033】また、トレンチ型セルを用いた半導体記憶
装置の製造等においても、本発明の主旨を逸脱しない範
囲で、適用可能であることはいうまでもない。
It is needless to say that the present invention can be applied to the manufacture of a semiconductor memory device using a trench cell without departing from the gist of the present invention.

【0034】また、多層配線を有する半導体装置の製造
においても適用可能であることはいうまでもない。
Needless to say, the present invention can be applied to the manufacture of a semiconductor device having a multilayer wiring.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、自
己整合コンタクトの形成を簡便に行うことができ、半導
体記憶装置の微細化が容易となるとともに製造工数の低
減が可能となる。
As described above, according to the present invention, the self-aligned contact can be easily formed, and the semiconductor memory device can be easily miniaturized and the number of manufacturing steps can be reduced.

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

【図1】本発明実施例の半導体記憶装置の製造工程を示
す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明実施例の半導体記憶装置の製造工程を示
す断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention;

【図3】本発明実施例の半導体記憶装置の製造工程を示
す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention;

【図4】本発明実施例の半導体記憶装置の製造工程を示
す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention;

【図5】本発明実施例の半導体記憶装置の製造工程を示
す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention;

【図6】従来の半導体記憶装置の製造工程において、ビ
ット線用コンタクトを開孔した時の断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view when a contact for a bit line is opened in a manufacturing process of a conventional semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,31 半導体基板 12,32 ゲート配線(第1の導電層) 13 ゲート、ビット線間絶縁膜(第2の絶縁膜) 14 多結晶シリコン膜 15 層間絶縁膜(第3の絶縁膜) 16 レジスト 17,35 ゲートコンタクト間絶縁用SiN 18 ビット線 19 ビット線、キャパシタ間層間絶縁膜 20 多結晶シリコン膜 21 ストレージノード電極 22 キャパシタ絶縁膜 23 プレート電極 24 プレート、アルミ配線間絶縁膜 25 アルミ配線 33 ゲート上絶縁膜(SiO2 ) 34 ゲート上絶縁膜(SiN) 36 基板酸化防止のSiN 37 ストッパーポリ 38 ゲート、ビット線間絶縁膜 11, 31 Semiconductor substrate 12, 32 Gate wiring (first conductive layer) 13 Insulating film between gate and bit line (second insulating film) 14 Polycrystalline silicon film 15 Interlayer insulating film (third insulating film) 16 Resist 17, 35 SiN for insulation between gate contacts 18 Bit line 19 Bit line, interlayer insulation film between capacitors 20 Polycrystalline silicon film 21 Storage node electrode 22 Capacitor insulation film 23 Plate electrode 24 Plate, insulation film between aluminum wiring 25 Aluminum wiring 33 Gate Upper insulating film (SiO2) 34 Insulating film on gate (SiN) 36 SiN for preventing substrate oxidation 37 Stopper poly 38 Insulating film between gate and bit line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/28 - 21/288 H01L 21/3205 - 21/3213 H01L 21/768 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/28-21/288 H01L 21/3205-21/3213 H01L 21/768

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板上に第1絶縁膜を堆積する第
1の絶縁膜堆積工程と、 前記第1の絶縁膜上に第1の導電層を堆積する第1の導
電層堆積工程と、 この上層に第2の絶縁膜を堆積する第2の絶縁膜堆積工
程と、 さらにこの上層に、層間絶縁膜に対してエッチング速度
の小さいストッパー膜を堆積するストッパー膜堆積工程
と、 前記ストッパ膜、第2の絶縁膜および第1の導電層を同
一パターンに順次パターニングする第1のエッチング工
程と、 この上層に、第3の絶縁膜として層間絶縁膜を半導体基
板全面に形成する層間絶縁膜形成工程と、 前記第1の導電層のパターン間距離よりも大きい開口を
有するマスクパターンを形成し、これをマスクとして、
第1の導電層パターンに対して自己整合的に形成すべき
コンタクト領域に堆積した層間絶縁膜をエッチングする
第2のエッチング工程と、 前記マスクパターンを除去した後、前記ストッパー膜に
より前記第2の絶縁膜をマスクしつつ、前記ストッパー
膜およびコンタクト領域の半導体基板表面を露呈せしめ
る全面エッチバックを行って、コンタクトホールの開口
を行う第3のエッチング工程と、 さらに第4の絶縁膜を堆積して側壁残しを行い、前記コ
ンタクトホール側壁に残留させ、側壁絶縁膜を形成する
と同時に半導体基板表面を露呈させる側壁絶縁膜形成工
程と、 前記コンタクトホール内に露呈する半導体基板表面にコ
ンタクトするように第2の導電層を形成する第2の導電
層形成工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
方法。
A first insulating film depositing step of depositing a first insulating film on a semiconductor substrate; a first conductive layer depositing step of depositing a first conductive layer on the first insulating film; A second insulating film depositing step of depositing a second insulating film on the upper layer; a stopper film depositing step of depositing a stopper film having a lower etching rate on the interlayer insulating film on the upper layer; A first etching step of sequentially patterning the second insulating film and the first conductive layer into the same pattern, and an interlayer insulating film forming step of forming an interlayer insulating film as a third insulating film over the entire surface of the semiconductor substrate thereon Forming a mask pattern having an opening larger than the inter-pattern distance of the first conductive layer, and using this as a mask,
A second etching step of etching an interlayer insulating film deposited in a contact region to be formed in a self-aligned manner with respect to the first conductive layer pattern; and, after removing the mask pattern, the stopper film forms the second insulating film. A third etching step of opening the contact hole by etching back the entire surface of the semiconductor substrate in the stopper film and the contact region while exposing the stopper film while masking the insulating film; and further depositing a fourth insulating film. Forming a sidewall insulating film at the same time as forming a sidewall insulating film and exposing the surface of the semiconductor substrate at the same time as forming a sidewall insulating film; and forming a second side so as to contact the semiconductor substrate surface exposed in the contact hole. A second conductive layer forming step of forming the first conductive layer.
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