JP5667240B2 - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Description
12 活性領域、
20 ダイレクトコンタクト、
30 ビットライン、
112 第1エッチング停止用絶縁膜、
120、120b、120c 第1層間絶縁膜、
120a 低い表面部、
122 第2エッチング停止用絶縁膜、
124 第2層間絶縁膜、
130 ハードマスクパターン、
134 第1マスクパターン、
136、136b、136c バッファ絶縁膜、
136a リセス領域、
138 第2マスク層、
138a 第2マスクパターン、
140 第3マスクパターン、
140a 開口、
152 上部コンタクトホール、
152a コンタクトホール、
158 トレンチ、
160 導電層、
162 コンタクトプラグ、
164 接触領域、
168 配線ライン、
558 トレンチ、
540 第3マスクパターン、
540a 開口、
552 コンタクトホール。
Claims (12)
- 半導体基板上に前記半導体基板上の導電領域を覆う絶縁膜を形成する段階と、
前記絶縁膜上に第1ピッチで第1方向に相互平行に延びる複数の第1マスクパターンを形成する段階と、
前記複数の第1マスクパターンの両側壁を覆うバッファ絶縁膜を形成する段階と、
前記複数の第1マスクパターンのうち、相互隣接した2個の第1マスクパターン間の空間に1個の第2マスクパターンが形成されるように前記複数の第1マスクパターン及び前記バッファ絶縁膜により各々自己整列されつつ、前記複数の第1マスクパターンと各々平行に延びる複数の第2マスクパターンを形成する段階と、
前記バッファ絶縁膜の一部及び前記絶縁膜の一部を除去し、前記第1マスクパターンと前記第2マスクパターンとの間でこれらと平行に延びる複数のトレンチと前記トレンチに各々連通されて、前記半導体基板の導電領域を露出させる複数のコンタクトホールを形成する段階と、
前記コンタクトホール及びトレンチ内部に導電物質を充填して前記コンタクトホール内に形成されるコンタクトプラグと、前記コンタクトプラグと一体に前記トレンチ内に形成される複数の配線ラインを同時に形成する段階と、を含み、
前記絶縁膜を形成する段階は、
前記半導体基板上の導電領域を覆う第1エッチング停止用絶縁膜を形成する段階と、
前記第1エッチング停止用絶縁膜上に第1層間絶縁膜を形成する段階と、
前記第1層間絶縁膜上に第2エッチング停止用絶縁膜を形成する段階と、
前記第2エッチング停止用絶縁膜上に第2層間絶縁膜を形成する段階と、を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 前記第1エッチング停止用絶縁膜及び第2エッチング停止用絶縁膜は、各々前記第1層間絶縁膜及び第2層間絶縁膜とはエッチング特性の異なる絶縁膜からなり、
前記第1エッチング停止用絶縁膜及び第2エッチング停止用絶縁膜と前記第1層間絶縁膜及び第2層間絶縁膜は、各々酸化膜、窒化膜、酸化窒化膜及びシリコンカーバイド膜よりなる群から選択される何れか1つの膜からなることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記コンタクトホールを形成する段階は、
前記第1エッチング停止用絶縁膜をエッチング停止層として用いて前記第1層間絶縁膜をエッチングする段階と、
前記第1マスクパターン及び第2マスクパターンをエッチングマスクとして用いて前記第1層間絶縁膜を通じて露出される前記第1エッチング停止用絶縁膜をエッチングして前記導電領域を露出させる段階と、を含み、
前記トレンチを形成する段階は、
前記導電領域が露出される前に前記第2エッチング停止用絶縁膜をエッチング停止層として用いて前記第2層間絶縁膜及びバッファ絶縁膜をエッチングする段階を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記コンタクトホールを形成する段階は、
前記導電領域を覆っている前記第1エッチング停止用絶縁膜が露出されるまで前記第1層間絶縁膜をエッチングする段階と、
前記導電領域が前記第1エッチング停止用絶縁膜で覆われている状態で前記第1マスクパターン及び第2マスクパターンを除去する段階と、
前記第1層間絶縁膜及びバッファ絶縁膜をエッチングマスクとして用いて前記第1層間絶縁膜を通じて露出される前記第1エッチング停止用絶縁膜を除去して前記導電領域を露出させる段階と、を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記第1マスクパターン及び第2マスクパターンを除去するために湿式エッチング工程を用いることを特徴とする請求項4に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記複数のトレンチ及び複数のコンタクトホールを形成する段階は、
前記第1マスクパターン及び第2マスクパターンをエッチングマスクとして前記バッファ絶縁膜及び絶縁膜をエッチングして前記第1マスクパターン及び第2マスクパターンと平行に延びる複数のライン形態のトレンチを形成する段階と、
前記複数の第1マスクパターン及び前記複数の第2マスクパターンの一部と前記トレンチ底面の一部を露出させる開口が形成された第3マスクパターンを形成する段階と、
前記第1マスクパターン、第2マスクパターン及び第3マスクパターンを各々エッチングマスクとして用いて前記絶縁膜をエッチングして前記導電領域を露出させる前記コンタクトホールを形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の製造方法。 - 半導体基板上に前記半導体基板上の導電領域を覆う絶縁膜を形成する段階と、
前記絶縁膜上に第1ピッチで第1方向に相互平行に延びる複数の第1マスクパターンを形成する段階と、
前記複数の第1マスクパターンの両側壁を覆うバッファ絶縁膜を形成する段階と、
前記複数の第1マスクパターンのうち、相互隣接した2個の第1マスクパターン間の空間に1個の第2マスクパターンが形成されるように前記複数の第1マスクパターン及び前記バッファ絶縁膜により各々自己整列されつつ、前記複数の第1マスクパターンと各々平行に延びる複数の第2マスクパターンを形成する段階と、
前記バッファ絶縁膜の一部及び前記絶縁膜の一部を除去し、前記第1マスクパターンと前記第2マスクパターンとの間でこれらと平行に延びる複数のトレンチと前記トレンチに各々連通されて、前記半導体基板の導電領域を露出させる複数のコンタクトホールを形成する段階と、
前記コンタクトホール及びトレンチ内部に導電物質を充填して前記コンタクトホール内に形成されるコンタクトプラグと、前記コンタクトプラグと一体に前記トレンチ内に形成される複数の配線ラインを同時に形成する段階と、を含み、
前記絶縁膜を形成する段階は、
前記半導体基板上の導電領域を覆う第1エッチング停止用絶縁膜を形成する段階と、
前記第1エッチング停止用絶縁膜上に第1層間絶縁膜を形成する段階と、を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 前記第1エッチング停止用絶縁膜及び第1層間絶縁膜はエッチング特性の異なる絶縁膜からなり、
前記第1エッチング停止用絶縁膜及び第1層間絶縁膜は、各々酸化膜、窒化膜、酸化窒化膜及びシリコンカーバイド膜よりなる群から選択される何れか1つの膜からなることを特徴とする請求項7に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記コンタクトホールを形成する段階は、
前記第1エッチング停止用絶縁膜をエッチング停止層として用いて前記第1層間絶縁膜をエッチングする段階と、
前記第1マスクパターン及び第2マスクパターンをエッチングマスクとして用いて前記第1層間絶縁膜を通じて露出される前記第1エッチング停止用絶縁膜をエッチングして前記導電領域を露出させる段階と、を含むことを特徴とする請求項7に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記コンタクトホールを形成する段階は、
前記導電領域を覆っている前記第1エッチング停止用絶縁膜が露出されるまで前記第1層間絶縁膜をエッチングする段階と、
前記導電領域が前記第1エッチング停止用絶縁膜で覆われている状態で前記第1マスクパターン及び第2マスクパターンを除去する段階と、
前記第1層間絶縁膜及びバッファ絶縁膜をエッチングマスクとして用いて前記第1層間絶縁膜を通じて露出される前記第1エッチング停止用絶縁膜を除去して前記導電領域を露出させる段階と、を含むことを特徴とする請求項7に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記第1マスクパターン及び第2マスクパターンを除去するために湿式エッチング工程を用いることを特徴とする請求項10に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記複数のトレンチ及び複数のコンタクトホールを形成する段階は、
前記第1マスクパターン及び第2マスクパターンをエッチングマスクとして前記バッファ絶縁膜及び絶縁膜をエッチングして前記第1マスクパターン及び第2マスクパターンと平行に延びる複数のライン形態のトレンチを形成する段階と、
前記複数の第1マスクパターン及び前記複数の第2マスクパターンの一部と前記トレンチ底面の一部を露出させる開口が形成された第3マスクパターンを形成する段階と、
前記第1マスクパターン、第2マスクパターン及び第3マスクパターンを各々エッチングマスクとして用いて前記絶縁膜をエッチングして前記導電領域を露出させる前記コンタクトホールを形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項7に記載の半導体素子の製造方法。
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