JPH09107080A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
Manufacture of semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPH09107080A JPH09107080A JP7289249A JP28924995A JPH09107080A JP H09107080 A JPH09107080 A JP H09107080A JP 7289249 A JP7289249 A JP 7289249A JP 28924995 A JP28924995 A JP 28924995A JP H09107080 A JPH09107080 A JP H09107080A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- forming
- resist
- capacitor
- resist film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 39
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 111
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 47
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 6
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 claims 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 abstract description 80
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 59
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 46
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 46
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 42
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 42
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 13
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 24
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 21
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 20
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 13
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 12
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 7
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 7
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 6
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 5
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 5
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 2
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特にDRAM(Dynamic Randam Access Me
mory)などのキャパシタを有する半導体装置の製造に用
いて好適である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a DRAM (Dynamic Randam Access Me
It is suitable for use in manufacturing a semiconductor device having a capacitor such as mory).
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、DRAMなどの半導体装置では、
記憶容量の大容量化及び高集積化に伴い、メモリセル1
個当たりの平面積が小さくなってきた。この結果、例え
ば1トランジスタ/1キャパシタ型DRAMメモリセル
では、記憶保持に必要なキャパシタ容量を確保するため
に、キャパシタの実効表面積を増加させる観点からキャ
パシタをスタック型にすることが行われている。2. Description of the Related Art Recently, in semiconductor devices such as DRAMs,
With the increase in storage capacity and higher integration, the memory cell 1
The flat area per piece has become smaller. As a result, for example, in a 1-transistor / 1-capacitor type DRAM memory cell, in order to secure a capacitor capacity necessary for holding a memory, a stacked type capacitor is used from the viewpoint of increasing the effective surface area of the capacitor.
【0003】このスタック型のキャパシタを有するDR
AMメモリセルの製造方法を、図13に基づき説明す
る。DR having this stack type capacitor
A method of manufacturing the AM memory cell will be described with reference to FIG.
【0004】まず、図13(a)に示すように、P型シ
リコン基板101にLOCOS法によりフィールド酸化
膜102を形成する。しかる後、ゲート酸化膜などの絶
縁膜103で被覆されたゲート電極104をパターン形
成するとともに、ゲート電極104の両側のシリコン基
板101表面にソース・ドレインとなるN型不純物拡散
層105を形成する。これにより、メモリセルを構成す
るMOSトランジスタが形成される。その後、全面にシ
リコン酸化膜106を形成する。First, as shown in FIG. 13A, a field oxide film 102 is formed on a P-type silicon substrate 101 by the LOCOS method. Then, a gate electrode 104 covered with an insulating film 103 such as a gate oxide film is patterned, and an N-type impurity diffusion layer 105 serving as a source / drain is formed on the surface of the silicon substrate 101 on both sides of the gate electrode 104. As a result, the MOS transistor forming the memory cell is formed. Then, a silicon oxide film 106 is formed on the entire surface.
【0005】次に、図13(b)に示すように、CVD
法により全面に多結晶シリコン膜107を形成した後、
フォトリソグラフィでパターニングされたフォトレジス
ト108をマスクとしたエッチングにより不純物拡散層
105に達するコンタクト孔110を多結晶シリコン膜
107およびシリコン酸化膜106に開孔する。Next, as shown in FIG. 13B, CVD
After the polycrystalline silicon film 107 is formed on the entire surface by the
A contact hole 110 reaching the impurity diffusion layer 105 is opened in the polycrystalline silicon film 107 and the silicon oxide film 106 by etching using a photoresist 108 patterned by photolithography as a mask.
【0006】次に、図13(c)に示すように、フォト
レジスト108を除去した後、コンタクト孔110を含
む全面にCVD法により多結晶シリコン膜112を堆積
させた後、パターニングされたフォトレジスト113を
マスクとして多結晶シリコン膜112、107をエッチ
ングし、キャパシタの下部電極の形状に加工する。Next, as shown in FIG. 13C, after removing the photoresist 108, a polycrystalline silicon film 112 is deposited on the entire surface including the contact holes 110 by the CVD method, and then the patterned photoresist is formed. The polycrystalline silicon films 112 and 107 are etched using 113 as a mask, and processed into the shape of the lower electrode of the capacitor.
【0007】次に、図13(d)に示すように、フォト
レジスト113を除去した後、CVD法により全面にキ
ャパシタ誘電体膜114を形成する。しかる後、CVD
法により全面に上部電極となる多結晶シリコン膜115
を堆積させてからパターニングを行い上部電極の形状に
加工する。これにより、メモリセルを構成するキャパシ
タが形成され、DRAMメモリセルが完成する。Next, as shown in FIG. 13D, after removing the photoresist 113, a capacitor dielectric film 114 is formed on the entire surface by the CVD method. After that, CVD
Polycrystalline silicon film 115 to be an upper electrode on the entire surface by
Is deposited and then patterned to form the shape of the upper electrode. As a result, the capacitors forming the memory cells are formed, and the DRAM memory cell is completed.
【0008】また、スタック型キャパシタの下部電極を
複数の板状羽根(フィン)が積層された構造とし、各フ
ィンを横方向に広げた、いわゆるフィン構造を採用する
ことによって、さらにキャパシタの実効表面積を広げ、
キャパシタ容量を増大させることも行われている。図1
4にフィン構造のDRAMメモリセルの断面図を示す。
図14において、シリコン基板121上にはシリコン酸
化膜122に囲まれたMOSトランジスタのゲート電極
123が形成されており、その不純物拡散層127の一
方は多結晶シリコン膜からなる下部電極124と電気的
に接続されている。下部電極124は、幹部分で結合さ
れた円盤状の多結晶シリコン膜が間隔を置いて配置され
た構造をしており、その表面にはキャパシタ誘電体膜1
25が成膜されている。そして、全体を覆うように多結
晶シリコン膜の上部電極126が形成されている。Further, the lower electrode of the stack type capacitor has a structure in which a plurality of plate-like blades (fins) are laminated, and a so-called fin structure in which each fin is widened in the lateral direction is adopted to further increase the effective surface area of the capacitor. Spread out
Increasing the capacitance of capacitors is also being carried out. FIG.
4 shows a sectional view of a DRAM memory cell having a fin structure.
In FIG. 14, a gate electrode 123 of a MOS transistor surrounded by a silicon oxide film 122 is formed on a silicon substrate 121, and one of the impurity diffusion layers 127 is electrically connected to a lower electrode 124 made of a polycrystalline silicon film. It is connected to the. The lower electrode 124 has a structure in which disk-shaped polycrystalline silicon films connected at the trunk portion are arranged at intervals, and the capacitor dielectric film 1 is formed on the surface thereof.
25 is deposited. Then, an upper electrode 126 of a polycrystalline silicon film is formed so as to cover the whole.
【0009】一方、DRAMメモリセルでは、キャパシ
タをスタック型にすることの他に、キャパシタをトレン
チ(溝)型にすることでキャパシタの実効表面積を増加
させ、記憶保持に必要なキャパシタ容量を確保すること
も提案されている。しかし、トレンチ型キャパシタに
は、トレンチ間の絶縁が不十分となり易く、且つ製造工
程が複雑になるという問題がある。従って、DRAMメ
モリセルにおいては、スタック型キャパシタの実効表面
積を広げて蓄積電荷容量を増大させることが重要とな
る。On the other hand, in the DRAM memory cell, the effective surface area of the capacitor is increased by making the capacitor a trench type in addition to making it a stack type, and the capacitance of the capacitor necessary for storing data is secured. It is also proposed. However, the trench type capacitor has a problem that insulation between trenches tends to be insufficient and a manufacturing process is complicated. Therefore, in a DRAM memory cell, it is important to increase the effective surface area of the stack type capacitor to increase the accumulated charge capacity.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
DRAMメモリセルの微細化のために、図13に示した
ような従来のスタック型キャパシタでも、記憶保持に必
要なキャパシタ容量を確保することができなくなってき
た。そこで、比較的高い(膜厚の大きな)下部電極を形
成し、その側面でキャパシタ容量を稼ぐことが考えられ
るが、このようにすると、キャパシタ部分とその周辺部
分との段差が著しく大きくなってしまい、後の工程での
表面の平坦化が困難となる。その結果、上層に形成され
る配線が断線するなどの問題が生じていた。However, due to the miniaturization of DRAM memory cells in recent years, even the conventional stacked type capacitor as shown in FIG. 13 can secure the capacitor capacity required for storing data. It's gone. Therefore, it is conceivable to form a comparatively high (thick film) lower electrode and increase the capacitance of the capacitor on its side surface. However, in this case, the step between the capacitor portion and its peripheral portion becomes significantly large. It becomes difficult to flatten the surface in the subsequent steps. As a result, there has been a problem that the wiring formed in the upper layer is broken.
【0011】一方、下部電極の膜厚を大きくする以外
に、下部電極の表面に凹凸を形成してキャパシタ容量を
稼ぐことも考えられるが、メモリセルの微細化により既
に最小露光寸法近くにまで小さくなっている下部電極を
加工し、その表面に凹凸を形成することはきわめて困難
であった。On the other hand, in addition to increasing the film thickness of the lower electrode, it is conceivable to form irregularities on the surface of the lower electrode to increase the capacitance of the capacitor. However, due to the miniaturization of the memory cell, it is already reduced to near the minimum exposure dimension. It has been extremely difficult to process the lower electrode that has become uneven and to form irregularities on its surface.
【0012】また、スタック型キャパシタをフィン構造
にした場合であっても、メモリセルの微細化により各フ
ィンを十分に広くすることができず、それとともに、図
14に示すように、最小露光寸法で定まる電極幹径bの
フィン径aに対する割合が大きくなって、記憶保持に必
要なキャパシタ容量を確保することができなくなってき
た。この対策として、フィン枚数を増加させることも考
えられるが、このようにすると、下部電極の高さが高く
なってキャパシタ部分とその周辺部分との段差が大きく
なってしまい、上記スタック型キャパシタと同様の問題
が生じてしまう。Further, even when the stack type capacitor has a fin structure, each fin cannot be made sufficiently wide due to the miniaturization of the memory cell, and at the same time, as shown in FIG. Since the ratio of the electrode stem diameter b determined by the above to the fin diameter a becomes large, it has become impossible to secure the capacitor capacity necessary for memory retention. As a countermeasure against this, it is possible to increase the number of fins, but if this is done, the height of the lower electrode becomes high, and the step between the capacitor part and its peripheral part becomes large, which is the same as the stack type capacitor. Problem will occur.
【0013】そこで、本発明の目的は、特にスタック型
キャパシタを有するDRAMメモリセルにおいて、最小
露光寸法以下の大きさを有する構造物を形成することに
より、小さな平面積でも大きなキャパシタ容量を確保す
ることができ、大きな段差を生じることのない半導体装
置の製造方法を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to secure a large capacitor capacity even in a small plane area by forming a structure having a size equal to or smaller than the minimum exposure dimension in a DRAM memory cell having a stack type capacitor. It is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device that is capable of achieving the above-described steps and does not cause a large step.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置の製造方法は、下地膜の表面
に、周辺部に傾斜を有する凹部を形成する工程と、前記
下地膜上に反射性膜を形成する工程と、前記反射性膜上
にレジスト膜を形成する工程と、前記周辺部以外の前記
凹部の上部に配置されたレチクルパターンをマスクとし
て前記レジスト膜を露光することにより、前記レチクル
パターン下以外の前記レジスト膜を除去するとともに、
表面に凹部が形成された前記レジスト膜を前記レチクル
パターン下に残存させる工程と、前記レジスト膜の前記
凹部から前記下地膜が露出するまで全面にエッチングを
施す工程と、しかる後、前記レジスト膜および前記反射
性膜の少なくともいずれか一方をマスクとして前記下地
膜をエッチングする工程とを有する。In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a step of forming a concave portion having an inclination in a peripheral portion on a surface of a base film, and a step of forming a recess on the base film. A step of forming a reflective film on the reflective film, a step of forming a resist film on the reflective film, and by exposing the resist film using the reticle pattern arranged above the recess other than the peripheral portion as a mask. While removing the resist film except under the reticle pattern,
A step of leaving the resist film having a concave portion formed on the surface under the reticle pattern; a step of etching the entire surface of the resist film until the underlying film is exposed from the concave portion; thereafter, the resist film and Etching the base film using at least one of the reflective films as a mask.
【0015】本発明の半導体装置の製造方法は、別の観
点では、半導体基板上に導電膜を形成する工程と、前記
導電膜上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に第
1のレジスト膜をパターン形成する工程と、パターン形
成された前記第1のレジスト膜をマスクとして前記絶縁
膜に等方性エッチングを施すことにより、周辺部に傾斜
を有する凹部を前記絶縁膜の表面に形成する工程と、前
記第1のレジスト膜を除去した後、前記絶縁膜上に反射
性膜を形成する工程と、前記反射性膜上に第2のレジス
ト膜を形成する工程と、前記周辺部以外の前記凹部の上
部に配置されたレチクルパターンをマスクとして前記第
2のレジスト膜を露光することにより、前記レチクルパ
ターン下以外の前記第2のレジスト膜を除去するととも
に、表面に凹部が形成された前記第2のレジスト膜を前
記レチクルパターン下に残存させる工程と、前記第2の
レジスト膜の前記凹部から前記絶縁膜が露出するまで全
面にエッチングを施す工程と、しかる後、前記第2のレ
ジスト膜および前記反射性膜の少なくともいずれか一方
をマスクとして前記絶縁膜をエッチングする工程と、し
かる後、前記絶縁膜、前記第2のレジスト膜および前記
反射性膜の少なくともいずれか一つをマスクとして前記
導電膜をエッチングすることにより、前記導電膜からな
るキャパシタ下部電極を形成する工程と、前記キャパシ
タ下部電極上にキャパシタ誘電体膜を形成する工程と、
前記キャパシタ誘電体膜上に前記キャパシタ下部電極と
対向するキャパシタ上部電極を形成する工程とを有す
る。In another aspect of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of forming a conductive film on a semiconductor substrate, a step of forming an insulating film on the conductive film, and a first step on the insulating film. Patterning the resist film, and performing isotropic etching on the insulating film by using the patterned first resist film as a mask to form a concave portion having a peripheral slope on the surface of the insulating film. A step of forming, a step of forming a reflective film on the insulating film after removing the first resist film, a step of forming a second resist film on the reflective film, and the peripheral portion. The second resist film is exposed by using the reticle pattern arranged above the recesses other than the above as a mask to remove the second resist film other than under the reticle pattern and to form recesses on the surface. A step of leaving the formed second resist film under the reticle pattern; a step of etching the entire surface of the second resist film until the insulating film is exposed from the concave portion; 2. A step of etching the insulating film using at least one of the resist film and the reflective film as a mask, and thereafter, at least one of the insulating film, the second resist film and the reflective film. A step of forming a capacitor lower electrode made of the conductive film by etching the conductive film using the mask as a mask; and a step of forming a capacitor dielectric film on the capacitor lower electrode.
Forming a capacitor upper electrode facing the capacitor lower electrode on the capacitor dielectric film.
【0016】本発明の半導体装置の製造方法は、別の観
点では、少なくとも2以上の第1の導電膜と絶縁膜とが
交互に形成され、且つ最上層が前記絶縁膜である積層構
造を形成する工程と、最上層の前記絶縁膜上に第1のレ
ジスト膜をパターン形成する工程と、パターン形成され
た前記第1のレジスト膜をマスクとして最上層の前記絶
縁膜に等方性エッチングを施すことにより、周辺部に傾
斜を有する凹部を最上層の前記絶縁膜の表面に形成する
工程と、前記第1のレジスト膜を除去した後、最上層の
前記絶縁膜上に反射性膜を形成する工程と、前記反射性
膜上に第2のレジスト膜を形成する工程と、前記周辺部
以外の前記凹部の上部に配置されたレチクルパターンを
マスクとして前記第2のレジスト膜を露光することによ
り、前記レチクルパターン下以外の前記第2のレジスト
膜を除去するとともに、表面に凹部が形成された前記第
2のレジスト膜を前記レチクルパターン下に残存させる
工程と、前記第2のレジスト膜の前記凹部から最上層の
前記絶縁膜が露出するまで全面にエッチングを施す工程
と、しかる後、前記反射性膜上に開孔端部を有する第3
のレジスト膜をパターン形成する工程と、前記第3のレ
ジスト膜および前記反射性膜をマスクとして前記絶縁膜
および前記第1の導電膜の積層構造に異方性エッチング
を施して溝部を形成する工程と、前記第3のレジスト膜
を除去した後、前記溝部を埋め込む第2の導電膜を形成
する工程と、異方性エッチングにより、前記第2の導電
膜と前記絶縁膜および前記第1の導電膜の積層構造とを
選択的に除去する工程と、前記絶縁膜をエッチング除去
することにより、前記第2の導電膜および少なくとも2
以上の前記第1の導電膜からなるフィン構造のキャパシ
タ下部電極を形成する工程と、前記キャパシタ下部電極
上にキャパシタ誘電体膜を形成する工程と、前記キャパ
シタ誘電体膜上に前記キャパシタ下部電極と対向するキ
ャパシタ上部電極を形成する工程とを有する。According to another aspect of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, at least two or more first conductive films and insulating films are alternately formed, and the uppermost layer is the insulating film. And a step of patterning a first resist film on the uppermost insulating film, and isotropic etching is performed on the uppermost insulating film using the patterned first resist film as a mask. Thereby, a step of forming a concave portion having an inclination in the peripheral portion on the surface of the uppermost insulating film is performed, and after removing the first resist film, a reflective film is formed on the uppermost insulating film. A step of forming a second resist film on the reflective film, and exposing the second resist film with the reticle pattern arranged above the recess other than the peripheral portion as a mask, The reticle The step of removing the second resist film except under the turn and leaving the second resist film having a recess formed on the surface under the reticle pattern, and removing the second resist film from the recess of the second resist film. A step of etching the entire surface until the upper insulating film is exposed, and then a third step of forming an opening end on the reflective film
Patterning the resist film, and forming a groove by anisotropically etching the laminated structure of the insulating film and the first conductive film using the third resist film and the reflective film as a mask. And a step of forming a second conductive film filling the groove after removing the third resist film, and anisotropically etching the second conductive film, the insulating film, and the first conductive film. A step of selectively removing the layered structure of the film, and the etching removal of the insulating film to remove the second conductive film and at least 2
Forming a fin-structured capacitor lower electrode made of the first conductive film, forming a capacitor dielectric film on the capacitor lower electrode, and forming the capacitor lower electrode on the capacitor dielectric film. Forming a facing capacitor upper electrode.
【0017】本発明では、下地膜(または絶縁膜)の表
面に形成される凹部の径を例えば最小露光寸法とほぼ同
程度の大きさに形成することにより、この下地膜上に反
射性膜を介して形成されたレジスト膜は、露光の際のハ
レーション効果によって最小露光寸法よりも小さい凹部
を有するように残存する。従って、この最小露光寸法よ
りも小さい凹部を下地膜に転写することにより、下地膜
に最小露光寸法よりも小さい構造を形成することができ
るようになる。これにより、従来よりも微細な径を有す
るコンタクト孔や微細な凹凸を有するキャパシタなどを
形成することができる。According to the present invention, the diameter of the concave portion formed on the surface of the base film (or the insulating film) is formed to be, for example, about the same as the minimum exposure size, so that the reflective film is formed on the base film. The resist film thus formed remains with a concave portion smaller than the minimum exposure dimension due to the halation effect during exposure. Therefore, by transferring the recesses smaller than the minimum exposure dimension to the base film, it becomes possible to form a structure smaller than the minimum exposure dimension on the base film. As a result, it is possible to form a contact hole having a finer diameter than that of a conventional one, a capacitor having fine unevenness, and the like.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0019】図1〜3は、本発明をDRAMの製造に適
用した第1実施形態を工程順に示す断面図である。本実
施形態のDRAMを製造するには、まず、図1(a)に
示すように、P型シリコン基板11にLOCOS法によ
りフィールド酸化膜17を形成してから、フィールド酸
化膜17に囲まれたP型シリコン基板11上にゲート酸
化膜12を介して膜厚100〜200nm程度のゲート
電極13および膜厚30〜50nm程度のキャップ酸化
膜14をパターン形成する。そして、リンなどのN型不
純物をイオン注入して不純物拡散層16を形成してか
ら、ゲート電極13およびキャップ酸化膜14にサイド
ウォール酸化膜15を形成する。この後、さらにイオン
注入を行って高濃度不純物拡散層を形成してもよい。以
上の工程により、DRAMメモリセルを構成するMOS
トランジスタ18が形成される。なお、フィールド酸化
膜17上に形成されたゲート電極13は、隣接するメモ
リセルのものである。1 to 3 are sectional views showing a first embodiment in which the present invention is applied to the manufacture of a DRAM in the order of steps. In order to manufacture the DRAM of this embodiment, first, as shown in FIG. 1A, a field oxide film 17 is formed on the P-type silicon substrate 11 by the LOCOS method, and then surrounded by the field oxide film 17. A gate electrode 13 having a film thickness of about 100 to 200 nm and a cap oxide film 14 having a film thickness of about 30 to 50 nm are patterned on a P-type silicon substrate 11 with a gate oxide film 12 interposed therebetween. Then, N-type impurities such as phosphorus are ion-implanted to form the impurity diffusion layer 16, and then the sidewall oxide film 15 is formed on the gate electrode 13 and the cap oxide film 14. After that, ion implantation may be further performed to form a high concentration impurity diffusion layer. Through the above steps, the MOS that constitutes the DRAM memory cell
The transistor 18 is formed. The gate electrode 13 formed on the field oxide film 17 belongs to an adjacent memory cell.
【0020】次に、図1(b)に示すように、膜厚50
0〜1000nm程度の多結晶シリコン膜20をCVD
法により全面に形成する。しかる後、膜厚100〜70
0nm程度のシリコン酸化膜21をCVD法により全面
に形成する。Next, as shown in FIG.
CVD of a polycrystalline silicon film 20 of about 0 to 1000 nm
It is formed on the entire surface by the method. After that, the film thickness 100 to 70
A silicon oxide film 21 of about 0 nm is formed on the entire surface by the CVD method.
【0021】次に、図1(c)に示すように、全面に厚
さ50〜100nm程度のフォトレジスト22を塗布す
る。そして、このフォトレジスト22を部分的に露光す
ることにより、MOSトランジスタの一方の不純物拡散
層16上に開孔を有するパターンに加工する。しかる
後、フォトレジスト22をエッチングマスクとして、縦
横エッチング比1:2でウエットエッチングなどの等方
性エッチングをシリコン酸化膜21に施す。この結果、
シリコン酸化膜22の被エッチング部分には、周辺の傾
斜部のテーパー角(フォトレジスト22とシリコン酸化
膜21とが接する部分でのシリコン酸化膜21の傾斜角
度)が10°〜60°程度で円形の凹部23が形成され
る。このように本実施形態において多結晶シリコン膜2
0上にシリコン酸化膜21を形成しこれを等方性エッチ
ングするのは、多結晶シリコン膜20を等方性エッチン
グして周辺部に傾斜を有する凹部を形成するのが比較的
困難だからである。Next, as shown in FIG. 1C, a photoresist 22 having a thickness of about 50 to 100 nm is applied on the entire surface. Then, this photoresist 22 is partially exposed to form a pattern having an opening on one impurity diffusion layer 16 of the MOS transistor. Then, using the photoresist 22 as an etching mask, isotropic etching such as wet etching is performed on the silicon oxide film 21 at an aspect ratio of 1: 2. As a result,
In the etched portion of the silicon oxide film 22, the taper angle of the peripheral inclined portion (the inclination angle of the silicon oxide film 21 at the portion where the photoresist 22 and the silicon oxide film 21 are in contact with each other) is about 10 ° to 60 ° and is circular. The recess 23 is formed. Thus, in the present embodiment, the polycrystalline silicon film 2
The reason why the silicon oxide film 21 is formed on the silicon oxide film and isotropically etched is that it is relatively difficult to form the inclined concave portion in the peripheral portion by isotropically etching the polycrystalline silicon film 20. .
【0022】次に、図2(a)に示すように、フォトレ
ジスト22を除去した後、全面に反射性を有する金属膜
として膜厚100nm程度のアルミニウム膜25をスパ
ッタ法により形成する。このときのアルミニウム膜25
の形成条件は、Arガス圧8mTorr程度、スパッタ
温度150℃程度、スパッタパワー5kW程度である。
このアルミニウム膜25以外に他の金属膜を用いること
もできるが、反射性に優れていることからアルミニウム
を用いることが好ましい。しかる後、全面に厚さ1〜2
μm程度のi線用ポジ型フォトレジスト(例えば、東京
応化製IP3300(商品名))26を回転塗布する。Next, as shown in FIG. 2A, after removing the photoresist 22, an aluminum film 25 having a thickness of about 100 nm is formed as a metal film having reflectivity on the entire surface by a sputtering method. Aluminum film 25 at this time
The conditions for forming are: Ar gas pressure about 8 mTorr, sputtering temperature about 150 ° C., and sputtering power about 5 kW.
Other metal films may be used in addition to the aluminum film 25, but aluminum is preferably used because of its excellent reflectivity. After that, thickness 1-2 on the entire surface
An i-line positive photoresist (for example, IP3300 (trade name) manufactured by Tokyo Ohka) 26 having a thickness of about μm is spin-coated.
【0023】そして、凹部23よりもひと回り小さくこ
れとほぼ同形状であって、周辺部以外の凹部23の上部
に配置されたレチクルパターン28をマスクとして、i
線ステッパーを用いて250mJ/cm2 〜500mJ
/cm2 程度のエネルギー密度でフォトレジスト26を
部分的に露光する。すると、レチクルパターン28の直
下領域以外に存在するフォトレジスト26が露光により
除去されて、フォトレジスト26は円柱状に残存する。
これとともに、凹部23の周辺部に照射された光がアル
ミニウム膜25で斜めに反射することによるハレーショ
ン効果のために、図2(b)に示すように、レチクルパ
ターン28の直下領域に残存した円柱状のフォトレジス
ト26の中央部に最小露光寸法以下の直径(例えば0.
2μm程度)を有する円柱状の凹部30が形成される。
この結果、フォトレジスト26は底部が塞がれた円筒形
状に加工される。なお、図2(b)において、凹部30
の様子を分かりやすくするために、円筒形状の部分を斜
視図としている。以下の各図においても同様である。The reticle pattern 28, which is slightly smaller than the concave portion 23 and has substantially the same shape as that of the concave portion 23 and is arranged on the upper portion of the concave portion 23 other than the peripheral portion, is used as a mask.
250mJ / cm 2 ~ 500mJ using wire stepper
The photoresist 26 is partially exposed with an energy density of about / cm 2 . Then, the photoresist 26 existing outside the region directly below the reticle pattern 28 is removed by exposure, and the photoresist 26 remains in a cylindrical shape.
At the same time, due to the halation effect due to the light radiated to the peripheral portion of the concave portion 23 being obliquely reflected by the aluminum film 25, as shown in FIG. 2B, the circle left in the region immediately below the reticle pattern 28. A diameter (for example, 0.
A cylindrical recess 30 having a thickness of about 2 μm is formed.
As a result, the photoresist 26 is processed into a cylindrical shape whose bottom is closed. In addition, in FIG.
In order to make it easier to understand the situation, the cylindrical portion is shown in a perspective view. The same applies to the following drawings.
【0024】ハレーション効果の発生の有無は、凹部2
3の周辺部のテーパー角とフォトレジスト26の膜厚と
に依存する。すなわち、凹部23の周辺部からの反射光
の焦点がフォトレジスト26の表面近傍であればハレー
ションを起こす。従って、フォトレジスト26の膜厚を
変化させたり、凹部23の周辺部のテーパー角を変化さ
せたりすることによってハレーション効果が発生するよ
うに制御することができる。Whether the halation effect is generated or not is determined by the recess 2
3 depends on the taper angle of the peripheral portion and the film thickness of the photoresist 26. That is, if the focal point of the reflected light from the peripheral portion of the recess 23 is near the surface of the photoresist 26, halation occurs. Therefore, the halation effect can be controlled by changing the film thickness of the photoresist 26 or changing the taper angle of the peripheral portion of the recess 23.
【0025】次に、図2(c)に示すように、フォトレ
ジスト26で被覆された部分以外のアルミニウム膜25
を、BCl3 :Cl2 =2:3の流量比で異方性ドライ
エッチングにより選択的に除去する。このとき、アルミ
ニウムとフォトレジストとの選択比が2〜3程度と低い
ため、アルミニウム膜25と同時にフォトレジスト26
もエッチングされ、フォトレジスト26の凹部30はア
ルミニウム膜25に達する開孔となる。これに引き続い
て凹部30内のアルミニウム膜25がエッチング除去さ
れる。この結果、フォトレジスト26およびアルミニウ
ム膜25は円筒状に加工される。Next, as shown in FIG. 2C, the aluminum film 25 other than the portion covered with the photoresist 26 is formed.
Are selectively removed by anisotropic dry etching at a flow rate ratio of BCl 3 : Cl 2 = 2: 3. At this time, since the selection ratio of aluminum to the photoresist is as low as about 2 to 3, the aluminum film 25 and the photoresist 26 are simultaneously formed.
Is also etched, and the concave portion 30 of the photoresist 26 becomes an opening reaching the aluminum film 25. Following this, the aluminum film 25 in the recess 30 is removed by etching. As a result, the photoresist 26 and the aluminum film 25 are processed into a cylindrical shape.
【0026】しかる後、フォトレジスト26を除去した
後、アルミニウム膜25をマスクとして、Arガス雰囲
気中においてCHF3 :CF4 =11:13の流量比で
シリコン酸化膜21をエッチング除去する。これによ
り、シリコン酸化膜21もアルミニウム膜25と同じ円
筒状に加工される。なお、フォトレジスト26を除去せ
ず、これをエッチングマスクとしてシリコン酸化膜21
をエッチングしてもよい。Then, after removing the photoresist 26, the silicon oxide film 21 is removed by etching in the Ar gas atmosphere at a flow rate ratio of CHF 3 : CF 4 = 11: 13 using the aluminum film 25 as a mask. As a result, the silicon oxide film 21 is also processed into the same cylindrical shape as the aluminum film 25. The photoresist 26 is not removed, and the silicon oxide film 21 is used as an etching mask.
May be etched.
【0027】次に、図3(a)に示すように、アルミニ
ウム膜25をマスクとして、Heガス雰囲気中において
HBr:Cl2 =3:20の流量比で多結晶シリコン膜
20をエッチング除去する。これにより、多結晶シリコ
ン膜20もアルミニウム膜25やシリコン酸化膜21と
同じほぼ円筒状に加工される。なお、フォトレジスト2
6やシリコン酸化膜21をエッチングマスクとしてもよ
い。Next, as shown in FIG. 3A, the polycrystalline silicon film 20 is removed by etching in the He gas atmosphere at a flow rate ratio of HBr: Cl 2 = 3: 20 using the aluminum film 25 as a mask. As a result, the polycrystalline silicon film 20 is also processed into a substantially cylindrical shape like the aluminum film 25 and the silicon oxide film 21. Note that the photoresist 2
6 or the silicon oxide film 21 may be used as an etching mask.
【0028】次に、図3(b)に示すように、シリコン
酸化膜21の表面と同じ高さとなるフォトレジスト(図
示せず)を塗布してから、フィールド酸化膜17上のキ
ャップ酸化膜14が露出するまで全面にエッチバックを
施して、アルミニウム膜20およびシリコン酸化膜21
を除去する。しかる後、アッシングにより残存するフォ
トレジストを除去することにより、外径0.5nm程度
で内径0.2nm程度の円筒型の多結晶シリコン膜20
からなるキャパシタの下部電極が形成される。このと
き,円筒の内部において多結晶シリコン膜20が不純物
拡散層16に到達しないように,エッチングを所定時間
だけ行うようにする。なお、ゲート電極13を被覆する
キャップ酸化膜14上およびサイドウォール酸化膜15
上にシリコン窒化膜などを形成しておけば、フォトレジ
ストを用いることなく、アルミニウム膜20およびシリ
コン酸化膜21を除去することが可能である。Next, as shown in FIG. 3B, a photoresist (not shown) having the same height as the surface of the silicon oxide film 21 is applied, and then the cap oxide film 14 on the field oxide film 17 is applied. The entire surface is etched back to expose the aluminum film 20 and the silicon oxide film 21.
Is removed. Then, the remaining photoresist is removed by ashing to form a cylindrical polycrystalline silicon film 20 having an outer diameter of about 0.5 nm and an inner diameter of about 0.2 nm.
A lower electrode of the capacitor is formed. At this time, the etching is performed for a predetermined time so that the polycrystalline silicon film 20 does not reach the impurity diffusion layer 16 inside the cylinder. The cap oxide film 14 covering the gate electrode 13 and the sidewall oxide film 15 are formed.
If a silicon nitride film or the like is formed on the aluminum film 20 and the silicon oxide film 21, the aluminum film 20 and the silicon oxide film 21 can be removed without using a photoresist.
【0029】次に、図3(c)に示すように、円筒型の
多結晶シリコン膜20の内壁および外壁を含む全面にキ
ャパシタ誘電体膜としてのONO(シリコン酸化膜/シ
リコン窒化膜/シリコン酸化膜)膜32をCVD法およ
び酸化拡散法により形成し、その後、全面にCVD法に
よりキャパシタ上部電極としての多結晶シリコン膜34
を、多結晶シリコン膜20と対向するようにパターン形
成する。これにより、多結晶シリコン膜20、ONO膜
32および多結晶シリコン膜34からなるキャパシタ3
6が形成され、さらにビット線(図示せず)と他方の不
純物拡散層16とを接続するなどの工程を経ることによ
り、MOSトランジスタ18とキャパシタ36とからな
るDRAMメモリセルが完成する。Next, as shown in FIG. 3C, ONO (silicon oxide film / silicon nitride film / silicon oxide) as a capacitor dielectric film is formed on the entire surface including the inner wall and the outer wall of the cylindrical polycrystalline silicon film 20. The film 32 is formed by the CVD method and the oxidation diffusion method, and then the polycrystalline silicon film 34 as the capacitor upper electrode is formed on the entire surface by the CVD method.
Are patterned so as to face the polycrystalline silicon film 20. As a result, the capacitor 3 including the polycrystalline silicon film 20, the ONO film 32, and the polycrystalline silicon film 34 is formed.
6 is formed, and a bit line (not shown) and the other impurity diffusion layer 16 are connected to complete the DRAM memory cell including the MOS transistor 18 and the capacitor 36.
【0030】このように、本実施形態によると、ハレー
ション効果を用いて最小露光寸法よりも内径の小さな円
筒型のキャパシタ下部電極を形成することができるの
で、メモリセルの微細化の進行により下部電極を構成す
る多結晶シリコン膜20が最小露光寸法程度の外径しか
もたない場合であっても、単に円柱型の下部電極を形成
してその側面でキャパシタ実効表面積を稼ぐ場合と比べ
てキャパシタ実効表面積を約2倍に増大させることがで
きる。従って、メモリセルの微細化に伴って下部電極の
高さおよび広さを小さくしたとしても、十分に大きなキ
ャパシタ容量を確保することができる。この結果、キャ
パシタ部分とその周辺部分との段差が大きくなることが
なく、後の工程での表面の平坦化も容易となって、上層
に形成される配線が断線することもなくなる。As described above, according to the present embodiment, it is possible to form a cylindrical capacitor lower electrode having an inner diameter smaller than the minimum exposure dimension by using the halation effect. Even when the polycrystalline silicon film 20 forming the structure has an outer diameter of only the minimum exposure dimension, the effective surface area of the capacitor is larger than that when a cylindrical lower electrode is simply formed and the side surface of the lower electrode is used to increase the effective surface area of the capacitor. Can be increased about twice. Therefore, even if the height and the width of the lower electrode are reduced with the miniaturization of the memory cell, a sufficiently large capacitor capacitance can be secured. As a result, the step between the capacitor portion and its peripheral portion does not become large, the surface is easily flattened in a later step, and the wiring formed in the upper layer is not broken.
【0031】なお、本実施形態では多結晶シリコン膜2
0を円筒型に加工したが、本発明はこれに限られるもの
ではなく、例えば多結晶シリコン膜20に複数の開孔を
形成したりするなど、さまざまな設計変更が可能であ
る。In this embodiment, the polycrystalline silicon film 2 is used.
Although 0 was processed into a cylindrical shape, the present invention is not limited to this, and various design changes such as forming a plurality of openings in the polycrystalline silicon film 20 are possible.
【0032】次に、本発明の第2実施形態について、図
4〜6を参照して説明する。図4〜6は、本発明をDR
AMの製造に適用した第2実施形態を工程順に示す断面
図である。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4-6 illustrate the present invention DR
It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment applied to manufacture of AM in order of a process.
【0033】本実施形態のDRAMを製造するには、ま
ず、図4(a)に示すように、P型シリコン基板11に
LOCOS法によりフィールド酸化膜17を形成してか
ら、フィールド酸化膜17に囲まれたP型シリコン基板
11上にゲート酸化膜12を介して膜厚100〜200
nm程度のゲート電極13および膜厚30〜50nm程
度のキャップ酸化膜14をパターン形成する。そして、
リンなどのN型不純物をイオン注入して不純物拡散層1
6を形成してから、ゲート電極13およびキャップ酸化
膜14にサイドウォール酸化膜15を形成する。この
後、さらにイオン注入を行って高濃度不純物拡散層を形
成してもよい。以上の工程により、DRAMメモリセル
を構成するMOSトランジスタ18が形成される。な
お、フィールド酸化膜17上に形成されたゲート電極1
3は、隣接するメモリセルのものである。In order to manufacture the DRAM of this embodiment, first, as shown in FIG. 4A, the field oxide film 17 is formed on the P-type silicon substrate 11 by the LOCOS method, and then the field oxide film 17 is formed. A film thickness of 100 to 200 is provided on the enclosed P-type silicon substrate 11 with a gate oxide film 12 interposed therebetween.
The gate electrode 13 having a thickness of about nm and the cap oxide film 14 having a thickness of about 30 to 50 nm are patterned. And
Impurity diffusion layer 1 by ion-implanting N-type impurities such as phosphorus
After forming 6, the sidewall oxide film 15 is formed on the gate electrode 13 and the cap oxide film 14. After that, ion implantation may be further performed to form a high concentration impurity diffusion layer. Through the above steps, the MOS transistor 18 forming the DRAM memory cell is formed. The gate electrode 1 formed on the field oxide film 17
3 is for an adjacent memory cell.
【0034】次に、図4(b)に示すように、膜厚50
0〜1000nm程度でBPSG膜などからなる層間絶
縁膜37をCVD法により全面に形成した後、一方の不
純物拡散層16に達するコンタクト孔38を層間絶縁膜
37に開孔する。しかる後、リンなどの不純物を含有し
た膜厚300〜500nm程度の多結晶シリコン膜20
をCVD法により全面に形成し、コンタクト孔38を埋
め込む。Next, as shown in FIG. 4B, the film thickness 50
An interlayer insulating film 37 made of a BPSG film or the like is formed on the entire surface with a thickness of about 0 to 1000 nm by a CVD method, and then a contact hole 38 reaching one of the impurity diffusion layers 16 is formed in the interlayer insulating film 37. Then, a polycrystalline silicon film 20 containing impurities such as phosphorus and having a film thickness of about 300 to 500 nm.
Are formed on the entire surface by the CVD method, and the contact hole 38 is buried.
【0035】次に、図4(c)に示すように、全面に厚
さ50〜100nm程度のフォトレジスト22を塗布す
る。なお、フォトレジスト22を塗布する前に、第1実
施形態と同様に、シリコン酸化膜を形成してもよい。そ
して、このフォトレジスト22を部分的に露光すること
により、MOSトランジスタの一方の不純物拡散層16
上に開孔を有するパターンに加工する。しかる後、フォ
トレジスト22をエッチングマスクとして、縦横エッチ
ング比1:2でウエットエッチングなどの等方性エッチ
ングを多結晶シリコン膜20に施す。この結果、多結晶
シリコン膜20の被エッチング部分には、周辺の傾斜部
のテーパー角(フォトレジスト22と多結晶シリコン膜
20とが接する部分での多結晶シリコン膜20の傾斜角
度)が10°〜60°程度で円形の凹部23が形成され
る。Next, as shown in FIG. 4C, a photoresist 22 having a thickness of about 50 to 100 nm is applied on the entire surface. A silicon oxide film may be formed before the photoresist 22 is applied, as in the first embodiment. Then, the photoresist 22 is partially exposed to expose the one impurity diffusion layer 16 of the MOS transistor.
Process into a pattern with holes on top. Then, using the photoresist 22 as an etching mask, isotropic etching such as wet etching is performed on the polycrystalline silicon film 20 at an aspect ratio of 1: 2. As a result, in the portion to be etched of the polycrystalline silicon film 20, the taper angle of the peripheral inclined portion (the inclination angle of the polycrystalline silicon film 20 at the portion where the photoresist 22 and the polycrystalline silicon film 20 are in contact) is 10 °. A circular recess 23 is formed at about 60 °.
【0036】次に、図5(a)に示すように、フォトレ
ジスト22を除去した後、全面に反射性を有する金属膜
として膜厚100nm程度のアルミニウム膜25をスパ
ッタ法により形成する。このときのアルミニウム膜25
の形成条件は、Arガス圧8mTorr程度、スパッタ
温度150℃程度、スパッタパワー5kW程度である。
しかる後、全面に厚さ1〜2μm程度のi線用ポジ型フ
ォトレジスト(例えば、東京応化製IP3300(商品
名))26を回転塗布する。Next, as shown in FIG. 5A, after removing the photoresist 22, an aluminum film 25 having a thickness of about 100 nm is formed as a reflective metal film on the entire surface by a sputtering method. Aluminum film 25 at this time
The conditions for forming are: Ar gas pressure about 8 mTorr, sputtering temperature about 150 ° C., and sputtering power about 5 kW.
Thereafter, an i-line positive photoresist (for example, IP3300 (trade name) manufactured by Tokyo Ohka Kabushiki Kaisha) 26 having a thickness of about 1 to 2 μm is spin-coated on the entire surface.
【0037】そして、凹部23よりもひと回り小さくこ
れとほぼ同形状であって、周辺部以外の凹部23の上部
に配置されたレチクルパターン28をマスクとして、i
線ステッパーを用いて250mJ/cm2 〜500mJ
/cm2 程度のエネルギー密度でフォトレジスト26を
部分的に露光する。すると、レチクルパターン28の直
下領域以外に存在するフォトレジスト26が露光により
除去されて、フォトレジスト26は円柱状に残存する。
これとともに、凹部23の周辺部に照射された光がアル
ミニウム膜25で斜めに反射することによるハレーショ
ン効果のために、図5(b)に示すように、レチクルパ
ターン28の直下領域に残存した円柱状のフォトレジス
ト26の中央部に最小露光寸法以下の直径(例えば0.
2μm程度)を有する円柱状の凹部30が形成される。
この結果、フォトレジスト26は底部が塞がれた円筒形
状に加工される。Then, the reticle pattern 28, which is slightly smaller than the recess 23 and has substantially the same shape as that of the recess 23 and is disposed on the upper portion of the recess 23 except the peripheral portion, is used as a mask.
250mJ / cm 2 ~ 500mJ using wire stepper
The photoresist 26 is partially exposed with an energy density of about / cm 2 . Then, the photoresist 26 existing outside the region directly below the reticle pattern 28 is removed by exposure, and the photoresist 26 remains in a cylindrical shape.
At the same time, due to the halation effect due to the light radiated to the peripheral portion of the concave portion 23 being obliquely reflected by the aluminum film 25, as shown in FIG. 5B, the circle left in the region directly below the reticle pattern 28 is left. A diameter (for example, 0.
A cylindrical recess 30 having a thickness of about 2 μm is formed.
As a result, the photoresist 26 is processed into a cylindrical shape whose bottom is closed.
【0038】次に、図5(c)に示すように、フォトレ
ジスト26で被覆された部分以外のアルミニウム膜25
を、BCl3 :Cl2 =2:3の流量比で異方性ドライ
エッチングにより選択的に除去する。このとき、アルミ
ニウムとフォトレジストとの選択比が2〜3程度と低い
ため、アルミニウム膜25と同時にフォトレジスト26
もエッチングされ、フォトレジスト26の凹部30はア
ルミニウム膜25に達する開孔となる。これに引き続い
て凹部30内のアルミニウム膜25がエッチング除去さ
れる。この結果、フォトレジスト26およびアルミニウ
ム膜25は円筒状に加工される。Next, as shown in FIG. 5C, the aluminum film 25 other than the portion covered with the photoresist 26 is formed.
Are selectively removed by anisotropic dry etching at a flow rate ratio of BCl 3 : Cl 2 = 2: 3. At this time, since the selection ratio of aluminum to the photoresist is as low as about 2 to 3, the aluminum film 25 and the photoresist 26 are simultaneously formed.
Is also etched, and the concave portion 30 of the photoresist 26 becomes an opening reaching the aluminum film 25. Following this, the aluminum film 25 in the recess 30 is removed by etching. As a result, the photoresist 26 and the aluminum film 25 are processed into a cylindrical shape.
【0039】しかる後、フォトレジスト26を除去した
後、アルミニウム膜25をマスクとして、Heガス雰囲
気中においてHBr:Cl2 =3:20の流量比で層間
絶縁膜37が露出するまで多結晶シリコン膜20をエッ
チング除去する。これにより、多結晶シリコン膜20
は、その下部がコンタクト孔38を埋め込む円柱形状
で、かつ、上部が外径0.5nm程度で内径0.2nm
程度の円筒形状のキャパシタ下部電極に加工される。な
お、フォトレジスト26を除去せず、これをエッチング
マスクとして多結晶シリコン膜20をエッチングしても
よい。Then, after removing the photoresist 26, the polycrystalline silicon film is exposed until the interlayer insulating film 37 is exposed at a flow rate ratio of HBr: Cl 2 = 3: 20 in a He gas atmosphere using the aluminum film 25 as a mask. 20 is removed by etching. As a result, the polycrystalline silicon film 20
Has a cylindrical shape whose lower part fills the contact hole 38 and whose upper part has an outer diameter of about 0.5 nm and an inner diameter of 0.2 nm.
It is processed into a cylindrical capacitor lower electrode of the order of magnitude. The polycrystalline silicon film 20 may be etched by using the photoresist 26 as an etching mask without removing it.
【0040】次に、図6に示すように、アルミニウム膜
25を除去してから、多結晶シリコン膜20の内壁およ
び外壁を含む全面にキャパシタ誘電体膜としてのONO
(シリコン酸化膜/シリコン窒化膜/シリコン酸化膜)
膜32をCVD法および酸化拡散法により形成し、その
後、全面にCVD法によりキャパシタ上部電極としての
多結晶シリコン膜34を、多結晶シリコン膜20と対向
するようにパターン形成する。これにより、多結晶シリ
コン膜20、ONO膜32および多結晶シリコン膜34
からなるキャパシタ36が形成され、さらにビット線
(図示せず)と他方の不純物拡散層16とを接続するな
どの工程を経ることにより、MOSトランジスタ18と
キャパシタ36とからなるDRAMメモリセルが完成す
る。Next, as shown in FIG. 6, after the aluminum film 25 is removed, the ONO as a capacitor dielectric film is formed on the entire surface including the inner wall and the outer wall of the polycrystalline silicon film 20.
(Silicon oxide film / silicon nitride film / silicon oxide film)
The film 32 is formed by the CVD method and the oxidation diffusion method, and then the polycrystalline silicon film 34 as the capacitor upper electrode is patterned on the entire surface by the CVD method so as to face the polycrystalline silicon film 20. As a result, the polycrystalline silicon film 20, the ONO film 32, and the polycrystalline silicon film 34 are formed.
Is formed, and a DRAM memory cell including the MOS transistor 18 and the capacitor 36 is completed by further performing a process of connecting a bit line (not shown) to the other impurity diffusion layer 16 and the like. .
【0041】このように、本実施形態によると、ハレー
ション効果を用いてキャパシタ下部電極を形成すること
によりキャパシタ実効表面積を約2倍に増大させること
ができる。また、層間絶縁膜37上にキャパシタを形成
するため、キャパシタの設計自由度を向上させることが
できるとともに、多結晶シリコン膜20、34をパター
ニングする際にシリコン基板11がダメージを受けるの
を防止することができる。As described above, according to this embodiment, the effective surface area of the capacitor can be doubled by forming the lower electrode of the capacitor by using the halation effect. Further, since the capacitor is formed on the interlayer insulating film 37, the degree of freedom in designing the capacitor can be improved and the silicon substrate 11 is prevented from being damaged when the polycrystalline silicon films 20 and 34 are patterned. be able to.
【0042】次に、本発明の第3実施形態について、図
面を参照して説明する。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0043】図7〜11は、本発明をDRAMの製造に
適用した第3実施形態を工程順に示す断面図である。本
実施形態のDRAMを製造するには、まず、図7(a)
に示すように、P型シリコン基板41にLOCOS法に
よりフィールド酸化膜47を形成してから、フィールド
酸化膜47に囲まれたP型シリコン基板41上にゲート
酸化膜42を介して膜厚100〜200nm程度のゲー
ト電極43および膜厚30〜50nm程度のキャップ窒
化膜44をパターン形成する。そして、リンなどのN型
不純物をイオン注入して不純物拡散層46を形成してか
ら、ゲート電極43およびキャップ窒化膜44にサイド
ウォール窒化膜45を形成する。以上の工程により、D
RAMメモリセルを構成するMOSトランジスタ48が
形成される。また、キャップ窒化膜44およびサイドウ
ォール窒化膜45は、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜
との積層構造膜としてもよい。7 to 11 are sectional views showing a third embodiment in which the present invention is applied to manufacture of a DRAM in the order of steps. To manufacture the DRAM of this embodiment, first, referring to FIG.
, A field oxide film 47 is formed on the P-type silicon substrate 41 by the LOCOS method, and then the P-type silicon substrate 41 surrounded by the field oxide film 47 is provided with a film thickness of 100 to 100 nm via the gate oxide film 42. The gate electrode 43 having a thickness of about 200 nm and the cap nitride film 44 having a thickness of about 30 to 50 nm are patterned. Then, an N-type impurity such as phosphorus is ion-implanted to form an impurity diffusion layer 46, and then a sidewall nitride film 45 is formed on the gate electrode 43 and the cap nitride film 44. Through the above steps, D
A MOS transistor 48 forming a RAM memory cell is formed. Further, the cap nitride film 44 and the sidewall nitride film 45 may be a laminated structure film of a silicon oxide film and a silicon nitride film.
【0044】しかる後、膜厚500nm程度の多結晶シ
リコン膜51を全面に形成してから、膜厚50nm程度
のシリコン酸化膜54、55、56および膜厚100n
m程度の多結晶シリコン膜52、53をCVD法により
交互に積層させる。Thereafter, a polycrystalline silicon film 51 having a film thickness of about 500 nm is formed on the entire surface, and then silicon oxide films 54, 55, 56 having a film thickness of about 50 nm and a film thickness of 100 n are formed.
Polycrystalline silicon films 52 and 53 of about m are alternately laminated by the CVD method.
【0045】次に、図7(b)に示すように、全面に厚
さ50〜100nm程度のフォトレジスト57を塗布す
る。そして、このフォトレジスト57を部分的に露光す
ることにより、MOSトランジスタの一方の不純物拡散
層46上に開孔を有するパターンに加工する。しかる
後、フォトレジスト46をエッチングマスクとして、
0.1%HF溶液によるウエットエッチングをシリコン
酸化膜56に施す。この結果、シリコン酸化膜56の被
エッチング部分には、周辺の傾斜部のテーパー角(フォ
トレジスト57とシリコン酸化膜56とが接する部分で
のシリコン酸化膜56の傾斜角度)が10°〜60°程
度で円形の凹部58が形成される。このように本実施形
態において多結晶シリコン膜とシリコン酸化膜との積層
構造の最上層にシリコン酸化膜56を形成しこれを等方
性エッチングするのは、多結晶シリコン膜を等方性エッ
チングして周辺部に傾斜を有する凹部を形成するのが比
較的困難だからである。Next, as shown in FIG. 7B, a photoresist 57 having a thickness of about 50 to 100 nm is applied on the entire surface. Then, the photoresist 57 is partially exposed to form a pattern having an opening on one impurity diffusion layer 46 of the MOS transistor. Then, using the photoresist 46 as an etching mask,
Wet etching with a 0.1% HF solution is applied to the silicon oxide film 56. As a result, in the etched portion of the silicon oxide film 56, the taper angle of the peripheral inclined portion (the inclination angle of the silicon oxide film 56 at the portion where the photoresist 57 and the silicon oxide film 56 are in contact) is 10 ° to 60 °. A circular recess 58 is formed to some extent. As described above, in the present embodiment, the silicon oxide film 56 is formed on the uppermost layer of the laminated structure of the polycrystalline silicon film and the silicon oxide film and isotropically etched by the isotropic etching of the polycrystalline silicon film. This is because it is relatively difficult to form a concave portion having a slope in the peripheral portion.
【0046】次に、図7(c)に示すように、フォトレ
ジスト57を除去した後、全面に金属膜として膜厚20
0nm程度のアルミニウム膜59をPVD法により形成
する。Next, as shown in FIG. 7C, after removing the photoresist 57, a metal film having a thickness of 20 is formed on the entire surface.
An aluminum film 59 of about 0 nm is formed by the PVD method.
【0047】次に、図8(a)に示すように、全面に厚
さ1μm程度のi線用ポジ型フォトレジスト61を回転
塗布する。そして、凹部58よりもひと回り小さくこれ
とほぼ同形状であって、周辺部以外の凹部58の上部に
配置されたレチクルパターン62をマスクとして、i線
ステッパーを用いて250mJ/cm2 程度のエネルギ
ー密度でフォトレジスト61を部分的に露光する。する
と、レチクルパターン62の直下領域以外に存在するフ
ォトレジスト61が露光により除去されて、フォトレジ
スト61は円柱状に残存する。これとともに、凹部58
の周辺部に照射された光がアルミニウム膜59で斜めに
反射することによるハレーション効果のために、レチク
ルパターン62の直下領域に残存した円柱状のフォトレ
ジスト61の中央部に最小露光寸法以下である0.2μ
m程度の直径を有する凹部63が形成される。ハレーシ
ョン効果の発生の有無は、上記第1実施形態と同様、凹
部58の周辺部のテーパー角とフォトレジスト61の膜
厚とに依存する。本実施形態では、フォトレジスト61
の膜厚は2μm以下であることが好ましい。Next, as shown in FIG. 8A, a positive photoresist 61 for i-line having a thickness of about 1 μm is spin-coated on the entire surface. An energy density of about 250 mJ / cm 2 is obtained by using an i-line stepper with the reticle pattern 62, which is slightly smaller than the recess 58 and has substantially the same shape as that of the recess 58 and is disposed on the upper portion of the recess 58 other than the peripheral portion, as a mask. Then, the photoresist 61 is partially exposed. Then, the photoresist 61 existing outside the region directly below the reticle pattern 62 is removed by exposure, and the photoresist 61 remains in a cylindrical shape. Along with this, the recess 58
Due to the halation effect of the light radiated to the peripheral portion of the aluminum film 59 being obliquely reflected, the central exposure portion of the cylindrical photoresist 61 remaining in the region immediately below the reticle pattern 62 has a minimum exposure dimension or less. 0.2μ
A recess 63 having a diameter of about m is formed. Whether or not the halation effect is generated depends on the taper angle of the peripheral portion of the recess 58 and the film thickness of the photoresist 61, as in the first embodiment. In this embodiment, the photoresist 61
The film thickness is preferably 2 μm or less.
【0048】なお、本実施形態では、レチクルパターン
62を用いずに、全面に120mJ/cm2 以下のフォ
トレジスト61が感光されないようなエネルギー密度で
フォトレジスト61を部分的に露光してもよい。この場
合、凹部58の周辺部に照射された光がアルミニウム膜
59で斜めに反射することによるハレーション効果のた
めに、凹部58の中央部近傍領域に存在するフォトレジ
スト61だけが感光し、現像処理後に除去されて、全面
に残存するフォトレジスト61にやはり凹部63が形成
される。In the present embodiment, the reticle pattern 62 may not be used, and the photoresist 61 may be partially exposed with an energy density such that the photoresist 61 of 120 mJ / cm 2 or less is not exposed on the entire surface. In this case, only the photoresist 61 existing in the central region of the concave portion 58 is exposed to light due to the halation effect due to the light irradiated to the peripheral portion of the concave portion 58 being obliquely reflected by the aluminum film 59, and the developing treatment is performed. A recess 63 is also formed in the photoresist 61 which is removed later and remains on the entire surface.
【0049】次に、図8(b)に示すように、フォトレ
ジスト61で被覆された部分以外のアルミニウム膜59
を、BCl3 :Cl2 =2:3の流量比で異方性ドライ
エッチングにより選択的に除去する。このとき、アルミ
ニウムとフォトレジストとの選択比が2〜3程度と低い
ため、アルミニウム膜59と同時にフォトレジスト61
もエッチングされ、フォトレジスト61の凹部63はア
ルミニウム膜59に達する開孔となる。これに引き続い
て凹部63内のアルミニウム膜59がエッチング除去さ
れる。この結果、フォトレジスト61およびアルミニウ
ム膜59は円筒状に加工される。Next, as shown in FIG. 8B, the aluminum film 59 other than the portion covered with the photoresist 61 is formed.
Are selectively removed by anisotropic dry etching at a flow rate ratio of BCl 3 : Cl 2 = 2: 3. At this time, since the selection ratio between aluminum and the photoresist is as low as about 2 to 3, the aluminum film 59 and the photoresist 61 are simultaneously formed.
Is also etched, and the recess 63 of the photoresist 61 becomes an opening reaching the aluminum film 59. Following this, the aluminum film 59 in the recess 63 is removed by etching. As a result, the photoresist 61 and the aluminum film 59 are processed into a cylindrical shape.
【0050】次に、図8(c)に示すように、フォトレ
ジスト61を除去した後、図9(a)に示すように、ア
ルミニウム膜59上にフォトレジスト64を塗布し、こ
のフォトレジスト64に0.5μm程度の最小露光寸法
の開孔をフォトリソグラフィにより形成する。このと
き、フォトレジスト64の開孔端部がアルミニウム膜5
9上に形成されるようにする。Next, as shown in FIG. 8C, after removing the photoresist 61, as shown in FIG. 9A, a photoresist 64 is applied on the aluminum film 59, and the photoresist 64 is applied. An opening having a minimum exposure dimension of about 0.5 μm is formed by photolithography. At this time, the end portion of the opening of the photoresist 64 is the aluminum film 5.
9 is formed.
【0051】次に、図9(b)に示すように、アルミニ
ウム膜59およびフォトレジスト64をマスクとして、
シリコン酸化膜56、55、54と多結晶シリコン膜5
3、52とに異方性ドライエッチングを施して、多結晶
シリコン膜51に達する直径0.2μm程度の円形の溝
部65を形成する。このとき、多結晶シリコン膜51の
表面が若干オーバーエッチングされる。なお、溝部65
は不純物拡散層46に達するように形成してもよい。Next, as shown in FIG. 9B, the aluminum film 59 and the photoresist 64 are used as a mask.
Silicon oxide films 56, 55, 54 and polycrystalline silicon film 5
Anisotropic dry etching is performed on 3, 52 to form a circular groove portion 65 reaching the polycrystalline silicon film 51 and having a diameter of about 0.2 μm. At this time, the surface of the polycrystalline silicon film 51 is slightly over-etched. The groove 65
May be formed so as to reach the impurity diffusion layer 46.
【0052】次に、図9(c)に示すように、フォトレ
ジスト64をエッチングまたはアッシングにより除去す
る。なお、さらにアルミニウム膜59をエッチング除去
してもよい。Next, as shown in FIG. 9C, the photoresist 64 is removed by etching or ashing. The aluminum film 59 may be removed by etching.
【0053】次に、図10(a)に示すように、溝部6
5を埋め込むように、リンをドープした膜厚100nm
程度の多結晶シリコン膜66をCVD法により形成す
る。この溝部65を埋め込んだ多結晶シリコン膜66
が、後にフィン型キャパシタ下部電極の幹部分となる。Next, as shown in FIG. 10A, the groove 6
Film thickness of 100 nm doped with phosphorus so that
A polycrystalline silicon film 66 of a certain degree is formed by the CVD method. Polycrystalline silicon film 66 with the groove 65 buried therein
Will later become the trunk portion of the fin-type capacitor lower electrode.
【0054】次に、図10(b)に示すように、フォト
レジスト(図示せず)をマスクとして、多結晶シリコン
膜66、53、52、51とシリコン酸化膜56、5
5、54とに異方性ドライエッチングを施すことによ
り、これら多結晶シリコン膜66、53、52、51と
シリコン酸化膜56、55、54とを円柱形状に加工す
る。Next, as shown in FIG. 10B, the polycrystalline silicon films 66, 53, 52, 51 and the silicon oxide films 56, 5 are formed using a photoresist (not shown) as a mask.
By anisotropically etching 5 and 54, the polycrystalline silicon films 66, 53, 52 and 51 and the silicon oxide films 56, 55 and 54 are processed into a cylindrical shape.
【0055】次に、図10(c)に示すように、0.5
%HF溶液によるウエットエッチングを施すことによ
り、多結晶シリコン膜66、53、52、51に挟まれ
るように残存しているシリコン酸化膜56、55、54
だけを除去する。これにより、多結晶シリコン膜66、
53、52、51からなり、直径0.2μm程度の幹部
分を有するフィン型のキャパシタ下部電極67が形成さ
れる。なお、このとき、キャップ窒化膜44およびサイ
ドウォール窒化膜45がエッチングストッパとなる。Next, as shown in FIG.
By performing wet etching with a% HF solution, the remaining silicon oxide films 56, 55, 54 are sandwiched between the polycrystalline silicon films 66, 53, 52, 51.
Remove only. As a result, the polycrystalline silicon film 66,
A fin-type capacitor lower electrode 67, which is composed of 53, 52 and 51 and has a trunk portion with a diameter of about 0.2 μm, is formed. At this time, the cap nitride film 44 and the sidewall nitride film 45 serve as an etching stopper.
【0056】次に、図11(a)に示すように、各フィ
ンの上下面を含むキャパシタ下部電極67の全面にキャ
パシタ誘電体膜としてのONO膜68をCVD法および
酸化拡散法により形成する。Next, as shown in FIG. 11A, an ONO film 68 as a capacitor dielectric film is formed on the entire surface of the capacitor lower electrode 67 including the upper and lower surfaces of each fin by the CVD method and the oxidation diffusion method.
【0057】次に、図11(b)に示すように、全面に
CVD法によりキャパシタ上部電極としての多結晶シリ
コン膜69を、下部電極67と対向するようにパターン
形成する。これにより、多結晶シリコン膜66、53、
52、51(下部電極67)、ONO膜68および多結
晶シリコン膜69からなるキャパシタ70が形成され、
さらにビット線(図示せず)と他方の不純物拡散層46
とを接続するなどの工程を経ることにより、MOSトラ
ンジスタ48とキャパシタ70とからなるDRAMメモ
リセルが完成する。Next, as shown in FIG. 11B, a polycrystalline silicon film 69 as a capacitor upper electrode is patterned on the entire surface by a CVD method so as to face the lower electrode 67. As a result, the polycrystalline silicon films 66, 53,
52, 51 (lower electrode 67), an ONO film 68, and a capacitor 70 made of a polycrystalline silicon film 69 are formed,
Further, a bit line (not shown) and the other impurity diffusion layer 46
The DRAM memory cell composed of the MOS transistor 48 and the capacitor 70 is completed through the steps such as connecting and.
【0058】このように、本実施形態によると、ハレー
ション効果を用いて幹部分の直径が最小露光寸法よりも
小さなフィン型のキャパシタ下部電極を形成することが
できるので、各フィンの枚数および平面積が同じとして
従来と比較した場合に、よりキャパシタ実効表面積を増
大させることができる。従って、メモリセルの微細化に
伴って下部電極の高さおよび広さを小さくしたとして
も、十分に大きなキャパシタ容量を確保することができ
る。この結果、キャパシタ部分とその周辺部分との段差
が大きくなることがなく、後の工程での表面の平坦化も
容易となって、上層に形成される配線が断線することも
なくなる。As described above, according to the present embodiment, since the fin-shaped capacitor lower electrode having the diameter of the trunk portion smaller than the minimum exposure dimension can be formed by using the halation effect, the number of fins and the flat area can be reduced. As compared with the conventional case, the effective surface area of the capacitor can be further increased. Therefore, even if the height and the width of the lower electrode are reduced with the miniaturization of the memory cell, a sufficiently large capacitor capacitance can be secured. As a result, the step between the capacitor portion and its peripheral portion does not become large, the surface is easily flattened in a later step, and the wiring formed in the upper layer is not broken.
【0059】なお、本実施形態ではシリコン基板41上
に直接キャパシタ下部電極67を形成するようにした
が、例えば図12に示すように、シリコン基板41上に
MOSトランジスタ48を被覆する層間絶縁膜90を形
成し、この層間絶縁膜90上に図7〜11で示したよう
にキャパシタ下部電極67、ONO膜68および多結晶
シリコン膜(上部電極)69を順次形成するようにして
もよい。この場合、層間絶縁膜90上にシリコン窒化膜
(図示せず)を形成しておけば、シリコン酸化膜56、
55、54をウエットエッチングで除去する際のエッチ
ングストッパとしてシリコン窒化膜を機能させることが
できる。In this embodiment, the capacitor lower electrode 67 is formed directly on the silicon substrate 41. However, as shown in FIG. 12, for example, the interlayer insulating film 90 covering the MOS transistor 48 on the silicon substrate 41 is formed. Then, the capacitor lower electrode 67, the ONO film 68, and the polycrystalline silicon film (upper electrode) 69 may be sequentially formed on the interlayer insulating film 90 as shown in FIGS. In this case, if a silicon nitride film (not shown) is formed on the interlayer insulating film 90, the silicon oxide film 56,
The silicon nitride film can function as an etching stopper when removing 55 and 54 by wet etching.
【0060】また、本発明は、キャパシタを形成するた
め以外に、コンタクト孔を形成するために用いることに
より、最小露光寸法よりも小さい孔径のコンタクト孔を
得ることができる。これは、上記第3実施形態におい
て、多結晶シリコン膜とシリコン酸化膜との積層構造の
代わりにBPSG膜などを形成することにより、容易に
実施可能である。Further, according to the present invention, a contact hole having a hole diameter smaller than the minimum exposure size can be obtained by using it for forming a contact hole other than forming a capacitor. This can be easily implemented by forming a BPSG film or the like instead of the laminated structure of the polycrystalline silicon film and the silicon oxide film in the third embodiment.
【0061】[0061]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
周辺部に傾斜を有する凹部を下地膜の表面に形成し、こ
の下地膜上に反射性膜を介して形成されたレジスト膜
を、露光の際のハレーション効果によって凹部が表面に
形成されるように残存させる。従って、下地膜に形成さ
れる凹部の径を例えば最小露光寸法とほぼ同程度の大き
さに形成することにより、レジスト膜の表面に最小露光
寸法よりも小さい凹部を形成できる。よって、この最小
露光寸法よりも小さい凹部を下地膜に転写することによ
り、下地膜に最小露光寸法よりも小さいコンタクト孔な
どの構造を形成することが可能となる。As described above, according to the present invention,
A concave portion having an inclination in the peripheral portion is formed on the surface of the underlying film, and a resist film formed on this underlying film via a reflective film is formed so that the concave portion is formed on the surface by the halation effect during exposure. Let it remain. Therefore, by forming the diameter of the recess formed in the base film to be approximately the same as the minimum exposure dimension, for example, a recess smaller than the minimum exposure dimension can be formed on the surface of the resist film. Therefore, it is possible to form a structure such as a contact hole smaller than the minimum exposure size in the base film by transferring the concave portion smaller than the minimum exposure size to the base film.
【0062】また、本発明により、スタック型キャパシ
タを有するDRAMを製造すると、多結晶シリコン膜な
どの導電膜を、例えば最小露光寸法よりも内径の小さな
円筒型のキャパシタ下部電極に加工することができる。
従って、従来よりもキャパシタ実効表面積を約2倍に増
大させることができるので、メモリセルの微細化に伴っ
て下部電極の高さおよび広さを小さくしたとしても、十
分に大きなキャパシタ容量を確保することができる。よ
って、キャパシタ部分とその周辺部分との段差が大きく
なることがなく、後の工程での表面の平坦化も容易とな
って、上層に形成される配線が断線することを防止する
ことが可能となる。When a DRAM having a stack type capacitor is manufactured according to the present invention, a conductive film such as a polycrystalline silicon film can be processed into, for example, a cylindrical capacitor lower electrode having an inner diameter smaller than the minimum exposure dimension. .
Therefore, the effective surface area of the capacitor can be increased to about twice as large as that of the conventional one. Therefore, even if the height and the width of the lower electrode are reduced with the miniaturization of the memory cell, a sufficiently large capacitor capacitance is secured. be able to. Therefore, the step between the capacitor portion and its peripheral portion does not become large, the surface can be easily flattened in a later step, and the wiring formed in the upper layer can be prevented from being broken. Become.
【0063】また、本発明により、フィン構造のスタッ
ク型キャパシタを有するDRAMを製造すると、幹部分
の直径が最小露光寸法よりも小さなフィン型のキャパシ
タ下部電極を形成することができるので、各フィンの枚
数および平面積が同じとして従来と比較した場合に、よ
りキャパシタ実効表面積を増大させることができる。従
って、メモリセルの微細化に伴って下部電極の高さおよ
び広さを小さくしたとしても、十分に大きなキャパシタ
容量を確保することができる。よって、キャパシタ部分
とその周辺部分との段差が大きくなることがなく、後の
工程での表面の平坦化も容易となって、上層に形成され
る配線が断線することを防止することが可能になる。In addition, according to the present invention, when a DRAM having a fin-type stacked capacitor is manufactured, a fin-shaped capacitor lower electrode having a trunk portion diameter smaller than a minimum exposure dimension can be formed. The effective surface area of the capacitor can be further increased when compared with the conventional case with the same number and the same plane area. Therefore, even if the height and the width of the lower electrode are reduced with the miniaturization of the memory cell, a sufficiently large capacitor capacitance can be secured. Therefore, the step between the capacitor portion and its peripheral portion does not become large, and the surface can be easily flattened in a later step, and it is possible to prevent disconnection of the wiring formed in the upper layer. Become.
【図1】本発明をスタック型キャパシタを有するDRA
Mの製造に適用した第1実施形態の製造方法を工程順に
示す断面図である。FIG. 1 shows a DRA having a stacked capacitor according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the first embodiment applied to manufacturing M in the order of steps.
【図2】本発明をスタック型キャパシタを有するDRA
Mの製造に適用した第1実施形態の製造方法を工程順に
示す断面図である。FIG. 2 shows a DRA having a stacked capacitor according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the first embodiment applied to manufacturing M in the order of steps.
【図3】本発明をスタック型キャパシタを有するDRA
Mの製造に適用した第1実施形態の製造方法を工程順に
示す断面図である。FIG. 3 shows a DRA having a stacked capacitor according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the first embodiment applied to manufacturing M in the order of steps.
【図4】本発明をスタック型キャパシタを有するDRA
Mの製造に適用した第2実施形態の製造方法を工程順に
示す断面図である。FIG. 4 shows a DRA having a stacked capacitor according to the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the second embodiment applied to manufacturing M in the order of steps.
【図5】本発明をスタック型キャパシタを有するDRA
Mの製造に適用した第2実施形態の製造方法を工程順に
示す断面図である。FIG. 5 shows a DRA having a stacked capacitor according to the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the second embodiment applied to manufacturing M in the order of steps.
【図6】本発明をスタック型キャパシタを有するDRA
Mの製造に適用した第2実施形態の製造方法を工程順に
示す断面図である。FIG. 6 shows a DRA having a stacked capacitor according to the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the second embodiment applied to manufacturing M in the order of steps.
【図7】本発明をフィン構造のスタック型キャパシタを
有するDRAMの製造に適用した第3実施形態の製造方
法を工程順に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing, in the order of steps, a manufacturing method of a third embodiment in which the present invention is applied to manufacture of a DRAM having a fin-type stacked capacitor.
【図8】本発明をフィン構造のスタック型キャパシタを
有するDRAMの製造に適用した第3実施形態の製造方
法を工程順に示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the third embodiment in which the present invention is applied to the manufacture of a DRAM having a fin-type stacked capacitor in the order of steps.
【図9】本発明をフィン構造のスタック型キャパシタを
有するDRAMの製造に適用した第3実施形態の製造方
法を工程順に示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the third embodiment in which the present invention is applied to the manufacture of a DRAM having a fin-type stacked capacitor in the order of steps.
【図10】本発明をフィン構造のスタック型キャパシタ
を有するDRAMの製造に適用した第3実施形態の製造
方法を工程順に示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the third embodiment in which the present invention is applied to the manufacture of a DRAM having a fin-type stacked capacitor, in the order of steps.
【図11】本発明をフィン構造のスタック型キャパシタ
を有するDRAMの製造に適用した第3実施形態の製造
方法を工程順に示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the third embodiment in which the present invention is applied to the manufacture of a DRAM having a fin-type stacked capacitor, in the order of steps.
【図12】本発明の第3実施形態の変形例を示す断面図
である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a modified example of the third embodiment of the present invention.
【図13】従来のスタック型DRAMの製造方法を工程
順に示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a conventional stack type DRAM in the order of steps.
【図14】従来のフィン構造のスタック型キャパシタの
断面図である。FIG. 14 is a sectional view of a conventional stack type capacitor having a fin structure.
13 ゲート電極 18 MOSトランジスタ 20 多結晶シリコン膜(下部電極) 21 シリコン酸化膜 22 フォトレジスト 23 凹部 25 アルミニウム膜(反射性膜) 26 フォトレジスト 28 レチクルパターン 30 凹部 32 ONO膜(キャパシタ誘電体膜) 34 多結晶シリコン膜(上部電極) 13 Gate Electrode 18 MOS Transistor 20 Polycrystalline Silicon Film (Lower Electrode) 21 Silicon Oxide Film 22 Photoresist 23 Recess 25 Aluminum Film (Reflective Film) 26 Photoresist 28 Reticle Pattern 30 Recess 32 ONO Film (Capacitor Dielectric Film) 34 Polycrystalline silicon film (upper electrode)
Claims (3)
凹部を形成する工程と、 前記下地膜上に反射性膜を形成する工程と、 前記反射性膜上にレジスト膜を形成する工程と、 前記周辺部以外の前記凹部の上部に配置されたレチクル
パターンをマスクとして前記レジスト膜を露光すること
により、前記レチクルパターン下以外の前記レジスト膜
を除去するとともに、表面に凹部が形成された前記レジ
スト膜を前記レチクルパターン下に残存させる工程と、 前記レジスト膜の前記凹部から前記下地膜が露出するま
で全面にエッチングを施す工程と、 しかる後、前記レジスト膜および前記反射性膜の少なく
ともいずれか一方をマスクとして前記下地膜をエッチン
グする工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。1. A step of forming a concave portion having an inclination in a peripheral portion on a surface of a base film, a step of forming a reflective film on the base film, and a step of forming a resist film on the reflective film. And exposing the resist film using the reticle pattern arranged above the recess other than the peripheral portion as a mask to remove the resist film other than under the reticle pattern and form a recess on the surface. A step of leaving the resist film under the reticle pattern, and a step of etching the entire surface of the resist film from the concave portion until the underlying film is exposed, and thereafter, at least one of the resist film and the reflective film And a step of etching the base film using one of them as a mask.
と、 前記導電膜上に絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜上に第1のレジスト膜をパターン形成する工
程と、 パターン形成された前記第1のレジスト膜をマスクとし
て前記絶縁膜に等方性エッチングを施すことにより、周
辺部に傾斜を有する凹部を前記絶縁膜の表面に形成する
工程と、 前記第1のレジスト膜を除去した後、前記絶縁膜上に反
射性膜を形成する工程と、 前記反射性膜上に第2のレジスト膜を形成する工程と、 前記周辺部以外の前記凹部の上部に配置されたレチクル
パターンをマスクとして前記第2のレジスト膜を露光す
ることにより、前記レチクルパターン下以外の前記第2
のレジスト膜を除去するとともに、表面に凹部が形成さ
れた前記第2のレジスト膜を前記レチクルパターン下に
残存させる工程と、 前記第2のレジスト膜の前記凹部から前記絶縁膜が露出
するまで全面にエッチングを施す工程と、 しかる後、前記第2のレジスト膜および前記反射性膜の
少なくともいずれか一方をマスクとして前記絶縁膜をエ
ッチングする工程と、 しかる後、前記絶縁膜、前記第2のレジスト膜および前
記反射性膜の少なくともいずれか一つをマスクとして前
記導電膜をエッチングすることにより、前記導電膜から
なるキャパシタ下部電極を形成する工程と、 前記キャパシタ下部電極上にキャパシタ誘電体膜を形成
する工程と、 前記キャパシタ誘電体膜上に前記キャパシタ下部電極と
対向するキャパシタ上部電極を形成する工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。2. A step of forming a conductive film on a semiconductor substrate, a step of forming an insulating film on the conductive film, a step of patterning a first resist film on the insulating film, and a pattern forming process. Isotropic etching is performed on the insulating film using the first resist film as a mask to form a concave portion having a slope in the peripheral portion on the surface of the insulating film; and removing the first resist film. After that, a step of forming a reflective film on the insulating film, a step of forming a second resist film on the reflective film, and a reticle pattern arranged on the recesses other than the peripheral portion are formed. By exposing the second resist film as a mask, the second resist film other than under the reticle pattern is exposed.
Removing the resist film and leaving the second resist film having a recess formed on the surface under the reticle pattern, and the entire surface of the second resist film until the insulating film is exposed from the recess. And a step of etching the insulating film using at least one of the second resist film and the reflective film as a mask, and then etching the insulating film and the second resist. Forming a capacitor lower electrode made of the conductive film by etching the conductive film using at least one of a film and the reflective film as a mask; and forming a capacitor dielectric film on the capacitor lower electrode. And forming a capacitor upper electrode facing the capacitor lower electrode on the capacitor dielectric film. The method of manufacturing a semiconductor device characterized by a step.
膜とが交互に形成され、且つ最上層が前記絶縁膜である
積層構造を形成する工程と、 最上層の前記絶縁膜上に第1のレジスト膜をパターン形
成する工程と、 パターン形成された前記第1のレジスト膜をマスクとし
て最上層の前記絶縁膜に等方性エッチングを施すことに
より、周辺部に傾斜を有する凹部を最上層の前記絶縁膜
の表面に形成する工程と、 前記第1のレジスト膜を除去した後、最上層の前記絶縁
膜上に反射性膜を形成する工程と、 前記反射性膜上に第2のレジスト膜を形成する工程と、 前記周辺部以外の前記凹部の上部に配置されたレチクル
パターンをマスクとして前記第2のレジスト膜を露光す
ることにより、前記レチクルパターン下以外の前記第2
のレジスト膜を除去するとともに、表面に凹部が形成さ
れた前記第2のレジスト膜を前記レチクルパターン下に
残存させる工程と、 前記第2のレジスト膜の前記凹部から最上層の前記絶縁
膜が露出するまで全面にエッチングを施す工程と、 しかる後、前記反射性膜上に開孔端部を有する第3のレ
ジスト膜をパターン形成する工程と、 前記第3のレジスト膜および前記反射性膜をマスクとし
て前記絶縁膜および前記第1の導電膜の積層構造に異方
性エッチングを施して溝部を形成する工程と、 前記第3のレジスト膜を除去した後、前記溝部を埋め込
む第2の導電膜を形成する工程と、 異方性エッチングにより、前記第2の導電膜と前記絶縁
膜および前記第1の導電膜の積層構造とを選択的に除去
する工程と、 前記絶縁膜をエッチング除去することにより、前記第2
の導電膜および少なくとも2以上の前記第1の導電膜か
らなるフィン構造のキャパシタ下部電極を形成する工程
と、 前記キャパシタ下部電極上にキャパシタ誘電体膜を形成
する工程と、 前記キャパシタ誘電体膜上に前記キャパシタ下部電極と
対向するキャパシタ上部電極を形成する工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。3. A step of forming a laminated structure in which at least two or more first conductive films and insulating films are alternately formed, and the uppermost layer is the insulating film, and a second structure is formed on the uppermost insulating film. Patterning the first resist film, and performing isotropic etching on the uppermost insulating film using the patterned first resist film as a mask to form a concave portion having a slope in the uppermost layer. And a step of forming a reflective film on the uppermost insulating film after removing the first resist film, and a second resist on the reflective film. A step of forming a film, and exposing the second resist film by using the reticle pattern arranged above the concave portion other than the peripheral portion as a mask, thereby exposing the second resist film other than under the reticle pattern.
Removing the resist film and leaving the second resist film having a recess formed on the surface under the reticle pattern; and exposing the uppermost insulating film from the recess of the second resist film. Etching the entire surface, and then patterning a third resist film having open end portions on the reflective film, and masking the third resist film and the reflective film. A step of anisotropically etching the laminated structure of the insulating film and the first conductive film to form a groove, and a second conductive film filling the groove after removing the third resist film. A step of forming, a step of selectively removing the second conductive film, the insulating film, and a laminated structure of the first conductive film by anisotropic etching; and a step of etching away the insulating film. By the second
Forming a fin-structured capacitor lower electrode composed of the conductive film and at least two of the first conductive films; forming a capacitor dielectric film on the capacitor lower electrode; and forming a capacitor dielectric film on the capacitor dielectric film. And a step of forming a capacitor upper electrode facing the capacitor lower electrode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7289249A JPH09107080A (en) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7289249A JPH09107080A (en) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09107080A true JPH09107080A (en) | 1997-04-22 |
Family
ID=17740715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7289249A Withdrawn JPH09107080A (en) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09107080A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6248625B1 (en) | 1999-05-07 | 2001-06-19 | Nec Corporation | Manufacturing method of cylindrical-capacitor lower electrode |
KR100344822B1 (en) * | 1999-11-12 | 2002-07-20 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for forming capacitor electrode in semiconductor device |
-
1995
- 1995-10-11 JP JP7289249A patent/JPH09107080A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6248625B1 (en) | 1999-05-07 | 2001-06-19 | Nec Corporation | Manufacturing method of cylindrical-capacitor lower electrode |
KR100344822B1 (en) * | 1999-11-12 | 2002-07-20 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for forming capacitor electrode in semiconductor device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5422295A (en) | Method for forming a semiconductor memory device having a vertical multi-layered storage electrode | |
US5733808A (en) | Method for fabricating a cylindrical capacitor for a semiconductor device | |
KR970003168B1 (en) | Method for manufacturing a capacitor in semiconductor memory device | |
JP2004260166A (en) | Semiconductor device and manufacturing method therefor | |
JPH0685191A (en) | Semiconductor memory device and its manufacture | |
JPH06188381A (en) | Capacitor of dram cell and its preparation | |
KR0132831B1 (en) | Manufacturing method of semiconductor device cell with buried bit line and pin structured capacitor | |
JP2865155B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP3233051B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP2000012808A (en) | Cylindrical storage capacitor for memory cell and manufacture thereof | |
JP3227485B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor memory device | |
KR100388683B1 (en) | Method for manufacturing capacitor in semiconductor device | |
JP2770789B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor memory device | |
JP2648448B2 (en) | Method for manufacturing capacitor of semiconductor memory device | |
JPH06326268A (en) | Capacitor of dram cell and preparation thereof | |
US6103571A (en) | Method for forming a DRAM capacitor having improved capacitance and device formed | |
JPH09107080A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JP3250617B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JPH05291528A (en) | Semiconductor memory device and manufacture thereof | |
KR100599051B1 (en) | Capacitor having improved capacitance and method of manufacturing the same | |
JP2627515B2 (en) | Semiconductor memory device and method of manufacturing the same | |
JPH05304269A (en) | Semiconductor device | |
JP3085831B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
TWI849424B (en) | Memory device and method of forming the same | |
JPH10303384A (en) | Method for producing semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030107 |