JPH1032314A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JPH1032314A
JPH1032314A JP8184425A JP18442596A JPH1032314A JP H1032314 A JPH1032314 A JP H1032314A JP 8184425 A JP8184425 A JP 8184425A JP 18442596 A JP18442596 A JP 18442596A JP H1032314 A JPH1032314 A JP H1032314A
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film
insulating film
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etching
contact hole
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洋貴 古賀
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device, on which minuscule contacts for connecting conductive layers are formed through a diffusion layer and an insulating layer on the surface of a silicon substrate. SOLUTION: Gate electrodes 4 are formed on the surface of a p-type silicon substrate 1 through a gate oxide film 3. A first SiO2 film 5 and side walls 7 are formed on the top and sides of the gate electrodes 4. A Si3 N4 film 14 and a BPSG film 8 are formed on the surface of the first SiO2 film 5 and the side walls 7. The BPSG film 8 is polished by a CMP method until the Si3 N4 film 14 on the gate electrodes 4 is exposed. Then, the BPSG film 8 is eliminated by wet etching with a mask of resist 9 to open an upper contact 10a. The Si3 N4 film 14 is dry-etched with a mask of the resist 9 to open a lower contact 10b.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自己整合的に形成
されるコンタクトホールを有する半導体装置の製造方法
に関するものである。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a contact hole formed in a self-aligned manner.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイナミック・ランダムアクセス・メモ
リ(DRAM)のメモリセルは、その集積度を向上させ
るためにセル面積を微細化することが必須である。フォ
トリソグラフィー技術に関しては、近年エキシマレーザ
ーを光源に用いるリソグラフィー技術や電子線を用いる
リソグラフィー技術によってサブクオーターミクロンの
レジストパターニングが可能となっている。
2. Description of the Related Art It is essential for a memory cell of a dynamic random access memory (DRAM) to have a smaller cell area in order to improve the degree of integration. Regarding photolithography technology, sub-quarter micron resist patterning has become possible in recent years by lithography technology using an excimer laser as a light source or lithography technology using an electron beam.

【0003】しかしながらセル面積の縮小を阻害する要
因の1つとしてフォトリソグラフィー技術の目合せ余裕
度を簡単には縮小できないことが挙げられる。現在のD
RAMの製造プロセスではフォトリソグラフィー技術を
複数回使用する。例えばビット線よりもキャパシタが上
方に位置する構造のスタックト型キャパシタを有するD
RAMのメモリセルを形成するためには、少なくともゲ
ート電極の形成、ビットコンタクトホールの形成、ビッ
ト線の形成、容量コンタクトホールの形成、蓄積電極の
形成、そして対向電極の形成を行なうためのフォトリソ
グラフィーが必要である。メモリセルアレイを設計する
際にはこれらのフォトリソグラフィーの目合せ余裕を十
分考慮する必要があり、目合せ余裕の増大なくしてメモ
リセル面積を単純に縮小することはできない。上記事情
を鑑みて、フォトリソグラフィー間の目合せ余裕を縮小
するための技術がこれまでにいくつか提案されている。
ここでは特にゲート電極とコンタクトホール間の目合せ
余裕を縮小する技術に注目する。ゲート電極とコンタク
トホール間の目合せ余裕を縮小する技術はいくつか提案
がなされており、例えば、特開平4−106929号公
報にそうした半導体装置の製造方法が示されている。
However, one of the factors that hinder the reduction of the cell area is that the alignment margin of the photolithography technique cannot be easily reduced. Current D
The photolithography technique is used a plurality of times in the RAM manufacturing process. For example, a D having a stacked capacitor having a structure in which the capacitor is located above the bit line
To form a memory cell of a RAM, at least photolithography for forming a gate electrode, forming a bit contact hole, forming a bit line, forming a capacitor contact hole, forming a storage electrode, and forming a counter electrode is performed. is required. When designing a memory cell array, it is necessary to sufficiently consider the alignment margin of photolithography, and it is not possible to simply reduce the memory cell area without increasing the alignment margin. In view of the above circumstances, several techniques for reducing the alignment margin between photolithography have been proposed so far.
Here, attention is paid particularly to a technique for reducing the alignment margin between the gate electrode and the contact hole. Several techniques for reducing the alignment margin between the gate electrode and the contact hole have been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-106929 discloses a method for manufacturing such a semiconductor device.

【0004】図5は、上述の特開平4−106929号
公報の半導体装置の製造方法により得られるスタック型
DRAMの主な製造工程を順を追って説明するための断
面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for sequentially explaining main manufacturing steps of a stacked DRAM obtained by the method of manufacturing a semiconductor device described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-106929.

【0005】図5(a)に示すように、P型シリコン基
板101の上にLOCOS選択酸化法により厚さ500
nmのフィールド酸化膜102を形成し、厚さ30nm
のゲート酸化膜103を形成し、CVD法により厚さ3
00nmのポリシリコン膜と厚さ300nmのSiO2
膜を形成し、リソグラフィーおよびエッチングにより、
SiO2 膜105とゲート電極104を形成する。
[0005] As shown in FIG. 5 (a), a P-type silicon substrate 101 having a thickness of 500
A field oxide film 102 having a thickness of 30 nm is formed.
A gate oxide film 103 having a thickness of 3
00 nm polysilicon film and 300 nm thick SiO 2
By forming a film, by lithography and etching,
An SiO 2 film 105 and a gate electrode 104 are formed.

【0006】次に、燐をイオン注入してN型拡散層11
3,113aを形成し、CVD法により厚さ300nm
のSiO2 膜を成長し、エッチバックすることによりゲ
ート電極104にSiO2 膜からなるサイドウォール1
07を形成した後、砒素をイオン注入してN型拡散層1
06,106aを形成してLDD製造を得る。
Next, phosphorus ions are implanted into the N-type diffusion layer 11.
3,113a is formed and has a thickness of 300 nm by the CVD method.
The SiO 2 film is grown and etched back to form a sidewall 1 made of the SiO 2 film on the gate electrode 104.
07 is formed, and arsenic is ion-implanted to form an N-type diffusion layer 1.
06,106a to obtain LDD fabrication.

【0007】次に、図5(b)に示すように、全面に厚
さ100nmのSiO2 膜114を成長し、N型拡散層
106,113の上にコンタクトホール117を形成
し、厚さ200nmのポリシリコンを成長し、選択エッ
チングしてポリシリコン膜115を得る。
Next, as shown in FIG. 5B, a SiO 2 film 114 having a thickness of 100 nm is grown on the entire surface, contact holes 117 are formed on the N-type diffusion layers 106 and 113, and a thickness of 200 nm is formed. Is grown and selectively etched to obtain a polysilicon film 115.

【0008】次に、図5(c)に示すように、全面にキ
ャパシタ用の容量絶縁膜として40nmのSi3 4
112を成長させ、厚さ200nmのポリシリコンを成
長させ、選択エッチングしてポリシリコン膜116を形
成し、層間絶縁膜として厚さ1.0μmのPSG膜10
8を成長させる。
Next, as shown in FIG. 5C, a 40 nm Si 3 N 4 film 112 is grown as a capacitor insulating film on the entire surface, a 200 nm thick polysilicon is grown, and selective etching is performed. To form a polysilicon film 116, and use the PSG film 10 having a thickness of 1.0 μm as an interlayer insulating film.
Grow 8.

【0009】次に、図5(d)に示すように、レジスト
109をマスクとし、かつ、Si34 膜112をエッ
チングのストッパとしてPSG膜108をエッチングし
てコンタクトホール110を形成する。
Next, as shown in FIG. 5D, the PSG film 108 is etched using the resist 109 as a mask and the Si 3 N 4 film 112 as an etching stopper to form a contact hole 110.

【0010】次に、図6(e),(f)に示すように、
コンタクトホール110内のSi34 膜112とSi
2 膜114とをエッチングし、レジスト109を除去
してアルミ配線111を形成してメモリセル部が完成す
る。
Next, as shown in FIGS. 6 (e) and 6 (f),
Si 3 N 4 film 112 in contact hole 110 and Si
The O 2 film 114 is etched, the resist 109 is removed, and the aluminum wiring 111 is formed to complete the memory cell portion.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記特開平4−106
929号公報(以下、第1の従来の技術と記す)におい
て、膜厚40nmの容量絶縁膜に用いたSi3 4 膜1
12をPSG膜108をエッチングするコンタクトエッ
チングのストッパとしたが、素子が微細化されて、たと
えば256MビットDRAMに適用する場合において、
図6の断面図に示すような問題点を生じる。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-106 is disclosed.
In Japanese Unexamined Patent Publication No. 929 (hereinafter, referred to as a first conventional technique), a Si 3 N 4 film 1 used as a 40-nm-thick capacitive insulating film was used.
12 is used as a stopper for contact etching for etching the PSG film 108. However, when the element is miniaturized and applied to, for example, a 256 Mbit DRAM,
A problem as shown in the sectional view of FIG. 6 occurs.

【0012】図6において、ゲート電極204の幅およ
び間隔が250nmおよび300nm、ゲート電極20
4の膜厚が200nm、ゲート電極204の上部に堆積
されたSiO2 膜205の膜厚が150nm、サイドウ
ォール206のSiO2 膜の膜厚が50nmとした。ま
た、256MビットDRAMでは容量絶縁膜は10nm
程度となり、容量絶縁膜をエッチングストッパとして用
いるにはその膜厚が不十分であるために、第1の従来例
において用いられた厚さ100nmのSiO2膜114
の代わりに、厚さ40nmのSi3 4 膜214をエッ
チングストッパとして用いることとした。
In FIG. 6, the width and interval of the gate electrode 204 are 250 nm and 300 nm,
4, the thickness of the SiO 2 film 205 deposited on the gate electrode 204 was 150 nm, and the thickness of the SiO 2 film of the sidewall 206 was 50 nm. In a 256 Mbit DRAM, the capacitance insulating film is 10 nm.
And the film thickness is insufficient to use the capacitive insulating film as an etching stopper. Therefore, the SiO 2 film 114 having a thickness of 100 nm used in the first conventional example is used.
Instead, a Si 3 N 4 film 214 having a thickness of 40 nm was used as an etching stopper.

【0013】PSG膜208をエッチングするコンタク
トエッチングにおいては、PSG膜208がエッチング
されてゲート電極204の上部に堆積されたSi3 4
膜214が露出し、さらにゲート電極204の間に堆積
されたPSG膜208をエッチングして、少なくともゲ
ート電極204の間のP型シリコン基板201上に堆積
されたSi3 4 膜214の表面が露出するまでエッチ
ングする必要がある。このゲート電極204間のPSG
膜208をエッチングしている間は、開口されたコンタ
クト210領域におけるゲート電極204の上部および
側面に堆積されたSi3 4 膜214はオーバーエッチ
ングされている。
In the contact etching for etching the PSG film 208, the PSG film 208 is etched and Si 3 N 4 deposited on the gate electrode 204 is formed.
The film 214 is exposed, and the PSG film 208 deposited between the gate electrodes 204 is further etched to remove at least the surface of the Si 3 N 4 film 214 deposited on the P-type silicon substrate 201 between the gate electrodes 204. It must be etched until it is exposed. PSG between the gate electrodes 204
While the film 208 is being etched, the Si 3 N 4 film 214 deposited on the top and side surfaces of the gate electrode 204 in the area of the contact 210 that has been opened is over-etched.

【0014】Si3 4 膜に対するSiO2 膜のエッチ
ング選択比が十分大きい場合にはSi3 4 膜118は
エッチングストッパとしてはたらくが、コンタクトのエ
ッチングにおいて反応性イオンエッチングを用いるとゲ
ート電極の端部に堆積されたSi3 4 膜がエッチング
ストッパとなりえずにエッチングされてしまい、オーバ
ーエッチングにおいてサイドウォールのSiO2 膜まで
エッチングされてしまい、このような状況でコンタクト
210に導体層を埋め込むと、導体層とゲート電極10
4がショートするという問題を生じる。
When the etching selectivity of the SiO 2 film with respect to the Si 3 N 4 film is sufficiently large, the Si 3 N 4 film 118 works as an etching stopper. When the Si 3 N 4 film deposited in the portion cannot be used as an etching stopper and is etched, and the SiO 2 film on the side wall is etched in over-etching, the conductor layer is buried in the contact 210 in such a situation. , Conductor layer and gate electrode 10
4 is short-circuited.

【0015】ゲート電極の端部においてSi3 4 膜が
エッチングストッパとならなかった理由は、反応性イオ
ンエッチングにおいては斜めの(図7のb)の部分のエ
ッチング速度が平坦な(図7a)の部分のエッチング速
度より2倍程度速いためである。
The reason that the Si 3 N 4 film did not function as an etching stopper at the end of the gate electrode is that the reactive ion etching has an oblique (FIG. 7B) flat etching rate (FIG. 7A). This is because the etching speed is about twice as high as the etching speed of the portion.

【0016】上記斜めの部分においてもエッチングスト
ッパとなるように、たとえばSi34 膜314の膜厚
を80nmと2倍の膜厚にすると、図8に示すようにゲ
ート電極304の間はSi3 4 膜314で埋まってし
まい、第1の従来例のような方法でコンタクトを開口す
ることができなくなるという問題を生じる。即ち、素子
が微細化された場合には、エッチングストッパとなる窒
化膜の膜厚は、ゲート電極の間隔より十分小さな膜厚に
して、かつエッチングストッパとなるようなコンタクト
開口する製造方法が必要である。
If the thickness of the Si 3 N 4 film 314 is made twice as large as 80 nm, for example, so as to serve as an etching stopper even in the above-mentioned oblique portion, as shown in FIG. There is a problem that the contact is not able to be opened by the method as in the first conventional example because it is buried with the 3 N 4 film 314. That is, when the element is miniaturized, a manufacturing method is required in which the thickness of the nitride film serving as an etching stopper is sufficiently smaller than the distance between the gate electrodes, and a contact opening is provided so as to serve as an etching stopper. is there.

【0017】前述のようなSi3 4 膜の膜厚が薄い場
合にゲート電極の端部の斜めの部分でエッチングストッ
パとしてはたらかないという問題を回避できる方法とし
て、たとえば、特開平6−124944号公報の半導体
装置が開示されている。
As a method for avoiding the problem that the above-mentioned Si 3 N 4 film does not work as an etching stopper at the slanted end portion of the gate electrode when the thickness of the Si 3 N 4 film is small, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-124944. Discloses a semiconductor device.

【0018】図9は、上述の特開平6−124944号
公報(以下、第2の従来の技術と記す)の半導体装置に
より示された方法を用いて図6で示した例と同様に、2
56MビットDRAMに適用する場合を想定してコンタ
クトの開口する製造方法を示す断面図である。
FIG. 9 shows a circuit diagram similar to the example shown in FIG. 6 using the method shown by the semiconductor device of the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-124944 (hereinafter referred to as a second prior art).
It is sectional drawing which shows the manufacturing method of opening a contact on the assumption that it applies to a 56M bit DRAM.

【0019】図9(a)のように、ゲート電極404の
幅、間隔および膜厚、ゲート電極404の上部に堆積さ
れたSiO2 膜405の膜厚、サイドウォール407の
SiO2 膜の膜厚は、図6と同じ寸法および膜厚とし
た。次に、厚さ40nmのSi3 4 膜414を形成
し、さらに厚さ300nmのPSG膜408を形成す
る。
[0019] As shown in FIG. 9 (a), the width of the gate electrode 404, spacing and thickness, the thickness of the SiO 2 film 405 is deposited on the gate electrode 404, SiO 2 film thickness of the side wall 407 Had the same dimensions and film thickness as FIG. Next, a Si 3 N 4 film 414 having a thickness of 40 nm is formed, and a PSG film 408 having a thickness of 300 nm is further formed.

【0020】次に、図9(b)のように、レジスト40
9をマスクに400秒間、希釈フッ酸(HF:H2 O=
1:10)によりPSG膜408をウェットエッチング
して上部コンタクト410aを開口した後に、CF4
用いたドライエッチングによりSi3 4 膜138を異
方性エッチングを行い、下部コンタクト410bを開口
する。
Next, as shown in FIG.
9 for 400 seconds using diluted hydrofluoric acid (HF: H 2 O =
1:10), the PSG film 408 is wet etched to open the upper contact 410a, and then the Si 3 N 4 film 138 is anisotropically etched by dry etching using CF 4 to open the lower contact 410b.

【0021】この後、ビット線411を形成すると図9
(c)に示す構造が得られる。
Thereafter, when bit lines 411 are formed, FIG.
The structure shown in (c) is obtained.

【0022】第2の従来例において、PSG膜408を
エッチングして上部コンタクト410aを開口するのに
ウェットエッチングを用いたために、Si3 4 膜41
4の膜厚が40nmと薄い場合でも第1の従来例のよう
にゲート電極端部でSi3 4 膜414はエッチングさ
れることはなく、エッチングストッパとなる。
In the second conventional example, since the PSG film 408 is etched and wet etching is used to open the upper contact 410a, the Si 3 N 4 film 41 is used.
Even when the film thickness of 4 is as thin as 40 nm, the Si 3 N 4 film 414 is not etched at the end of the gate electrode as in the first conventional example, and serves as an etching stopper.

【0023】しかし、ウェットエッチングは等方性のエ
ッチングであるために、レジスト409で画定された開
口寸法より、上方コンタクト132の上部の開口寸法は
広がる。たとえば、レジスト409の開口寸法が150
μmの場合、上部コンタクト410aの上部の開口寸法
は500nm程度となり、上部コンタクト410a上で
のビット線411の幅350nmより大きくなる。その
結果、ビット線411は上部コンタクト410aの段差
を横切るように形成しなければならず、このような段差
はビット線411のレジストパターンをフォトリソグラ
フィーで形成する場合に、焦点深度の違いやレジスト膜
厚の変化によってパターン形成が困難であるという問題
を生じる。
However, since the wet etching is an isotropic etching, the size of the opening above the upper contact 132 is wider than the size of the opening defined by the resist 409. For example, if the opening size of the resist 409 is 150
In the case of μm, the opening size above the upper contact 410a is about 500 nm, which is larger than the width 350 nm of the bit line 411 on the upper contact 410a. As a result, the bit line 411 must be formed so as to cross the step of the upper contact 410a. Such a step may cause a difference in the depth of focus or a difference in the resist film when the resist pattern of the bit line 411 is formed by photolithography. The change in thickness causes a problem that pattern formation is difficult.

【0024】また、第1の従来例と第2の従来例に共通
する問題点として、ワード線とビット線の間に形成され
る層間絶縁膜がSi3 N4 膜と膜厚の厚いPSG膜の複
合膜となるために、層間絶縁膜の膜厚が厚くなる。その
結果、周辺領域に形成される周辺コンタクトの深さが深
くなることによって、周辺コンタクトのコンタクト抵抗
が増加するという問題点も生じた。
A problem common to the first conventional example and the second conventional example is that an interlayer insulating film formed between a word line and a bit line is a composite of an Si3 N4 film and a thick PSG film. Since the film becomes a film, the thickness of the interlayer insulating film increases. As a result, there is also a problem that the contact resistance of the peripheral contact is increased by increasing the depth of the peripheral contact formed in the peripheral region.

【0025】本発明は、素子が微細化された場合におい
ても、ゲート電極上に層間絶縁膜を介して上部に形成さ
れる導体層と拡散層を接続するコンタクトが、ゲート電
極とショートすることなく形成され、層間絶縁膜の膜厚
を薄くして周辺領域に形成されるコンタクトの深さを深
くしないような半導体装置の製造方法を提供することを
目的とする。
According to the present invention, even when the element is miniaturized, the contact connecting the conductive layer and the diffusion layer formed on the gate electrode with the interlayer insulating film interposed therebetween does not short-circuit with the gate electrode. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device in which the thickness of an interlayer insulating film formed is reduced and the depth of a contact formed in a peripheral region is not increased.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、一導電型半導体基板上に素子分離用フィール
ド酸化膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜、第1の導電
膜、第1の絶縁膜を順次形成する工程と、前記第1の絶
縁膜、第1の導電膜を順次エッチングしてゲート電極を
形成する工程と、第2の絶縁膜でゲート電極にサイドウ
ォールを形成する工程と、前記フィールド酸化膜および
ゲート絶縁膜をマスクとして基板と異なる導電型の不純
物を前記一導電型半導体基板の表面にイオン注入してト
ランジスタの拡散層を形成する工程と、全面に第3の絶
縁膜、第4の絶縁膜を順次形成する工程と、全面を化学
的機械研磨法(CMP)を用いてゲート電極上の第3の
絶縁膜あるいは第1の絶縁膜が露出するまで第4の絶縁
膜を研磨する工程と、フォトリソグラフィー技術を用い
てコンタクトホールを開口するためのレジストパターン
を形成する工程と、前記レジストパターンをマスクにし
て第4の絶縁膜の不要部分を選択的エッチングして上部
コンタクト孔を開口する工程と、前記レジストパターン
をマスクにして異方性ドライエッチング技術を用いて第
3の絶縁膜を選択的に除去して下部コンタクト孔を開口
する工程と、前記上部コンタクト孔および下部コンタク
ト孔からなるコンタクト孔を第2の導電膜で埋め込む工
程と、前記コンタクト孔を覆うように第3の導電膜から
なる導体層を形成する工程を少なくとも含むことを特徴
とする。
According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of forming a field oxide film for element isolation on a semiconductor substrate of one conductivity type, a step of forming a gate insulating film, a first conductive film, and a first conductive film. Sequentially forming the insulating film, forming the gate electrode by sequentially etching the first insulating film and the first conductive film, and forming the sidewall on the gate electrode using the second insulating film. Forming a diffusion layer of a transistor by ion-implanting impurities of a conductivity type different from that of the substrate into the surface of the semiconductor substrate using the field oxide film and the gate insulating film as a mask; A step of sequentially forming a film and a fourth insulating film, and a step of forming a fourth insulating film on the entire surface using a chemical mechanical polishing method (CMP) until the third insulating film or the first insulating film on the gate electrode is exposed. Polishing the film Forming a resist pattern for opening a contact hole by using a photolithography technique; and selectively opening an unnecessary portion of a fourth insulating film using the resist pattern as a mask to open an upper contact hole. Selectively removing the third insulating film using an anisotropic dry etching technique using the resist pattern as a mask to open a lower contact hole; and forming a contact comprising the upper contact hole and the lower contact hole. The method is characterized by including at least a step of filling the hole with a second conductive film and a step of forming a conductor layer made of a third conductive film so as to cover the contact hole.

【0027】また、前記導体層がダイナミック・ランダ
ムアクセス・メモリ(DRAM)のビット線あるいはス
トレージノード電極であることを特徴とする。
Further, the conductive layer is a bit line or a storage node electrode of a dynamic random access memory (DRAM).

【0028】好ましくは、前記第3の絶縁膜がシリコン
窒化膜で、前記第4の絶縁膜がシリコン酸化膜であり、
前記レジストパターンをマスクにして第4の絶縁膜の不
要部分を選択的に除去する工程で用いるエッチングが沸
酸系の薬液を用いたウェットエッチングであることを特
徴とする。
Preferably, the third insulating film is a silicon nitride film, the fourth insulating film is a silicon oxide film,
The etching used in the step of selectively removing unnecessary portions of the fourth insulating film using the resist pattern as a mask is wet etching using a hydrofluoric acid-based chemical.

【0029】あるいは、前記第1の絶縁膜がシリコン窒
化膜で、前記第3の絶縁膜が不純物を含まないシリコン
酸化膜で、前記第4の絶縁膜がPSG膜もしくはBPS
G膜であり、前記レジストパターンをマスクにしてエッ
チングで第4の絶縁膜の不要部分を選択的に除去する工
程で用いるエッチングがHFガスを用いた気相エッチン
グであることを特徴とする。
Alternatively, the first insulating film is a silicon nitride film, the third insulating film is a silicon oxide film containing no impurities, and the fourth insulating film is a PSG film or a BPS film.
G film, wherein the etching used in the step of selectively removing unnecessary portions of the fourth insulating film by etching using the resist pattern as a mask is gas phase etching using HF gas.

【0030】上記製造方法によれば、膜厚の厚い第4の
絶縁膜をCMPによりゲート電極上の第1の絶縁膜が露
出するまで研磨して薄くした後、レジストで画定された
コンタクトパターンをマスクに第4の絶縁膜を選択比の
高い等方性のウェットエッチングあるいは気相エッチン
グして除去するため、第3の絶縁膜はこれらのエッチン
グにおいてエッチングストッパとなり、ゲート電極とコ
ンタクトに埋め込まれた導体層とゲート電極がショート
することはない。また、等方性エッチングにおいて第4
の絶縁膜をエッチングする厚さが従来例に比べて薄いた
め、コンタクト孔が横方向に広がる幅が、コンタクト上
部に形成される導体層の幅より狭くなり、導体層を形成
するためのフォトリソグラフィーにおけるレジストパタ
ーンの形成が容易になる。また、第4の絶縁膜をCMP
により研磨して薄くするために、周辺領域の層間絶縁膜
の膜厚が薄くなり、その結果周辺コンタクトの深さが浅
くなる。
According to the above manufacturing method, the fourth insulating film having a large thickness is polished by CMP until the first insulating film on the gate electrode is exposed, and is thinned. Then, the contact pattern defined by the resist is formed. In order to remove the fourth insulating film as a mask by isotropic wet etching or vapor phase etching having a high selectivity, the third insulating film became an etching stopper in these etchings and was embedded in the gate electrode and the contact. There is no short circuit between the conductor layer and the gate electrode. In addition, the fourth in isotropic etching
The width of the contact hole extending in the lateral direction is narrower than the width of the conductor layer formed above the contact because the thickness of etching the insulating film is thinner than that of the conventional example, and photolithography for forming the conductor layer is performed. , The formation of a resist pattern is facilitated. Also, the fourth insulating film is formed by CMP
As a result, the thickness of the interlayer insulating film in the peripheral region becomes thin, and as a result, the depth of the peripheral contact becomes shallow.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】次に、本発明の第1の実施の形態
について図面を参照して説明する。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0032】図1および図2は、本発明になる半導体装
置の製造方法の第1の実施の形態の主な製造工程を順を
追って示す断面図である。尚、本第1の実施の形態は、
0.25μm設計ルールのビット線上にキャパシタが形
成されるスタック型DRAMの製造に適用されたもので
あり、以下のとおりである。
FIGS. 1 and 2 are sectional views showing the main manufacturing steps of the first embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention in order. In the first embodiment,
This is applied to the manufacture of a stacked DRAM in which a capacitor is formed on a bit line having a 0.25 μm design rule, and is as follows.

【0033】図1(a)に示すように、比抵抗10Ω・
cmのP型シリコン基板1の表面の所望の領域にNウェ
ルとPウェル(図示せず)を形成した後、LOCOS法
により厚さ300nmのフィールド酸化膜2を形成し、
850℃の酸素雰囲気で厚さ10nmのゲート酸化膜3
を形成し、CVD法により厚さ50nmの燐がドープさ
れた第1のポリシリコン膜を堆積し、続いてスパッタ法
により厚さ100nmの第1のタングステンシリサイド
膜を堆積し、さらにCVD法により厚さ70nmの第1
のSiO2 膜を形成し、リソグラフィーおよびエッチン
グにより、第1のSiO2 膜5と第1のポリシリコン膜
と第1のタングステンシリサイド膜の複合膜からなるゲ
ート電極4を形成する。ゲート電極4の幅と間隔は、そ
れぞれ250nmと300nmである。
As shown in FIG. 1A, the specific resistance is 10Ω.
After forming an N-well and a P-well (not shown) in a desired region on the surface of a P-type silicon substrate 1 cm, a 300 nm-thick field oxide film 2 is formed by LOCOS.
Gate oxide film 3 having a thickness of 10 nm in an oxygen atmosphere at 850 ° C.
Is formed, a first polysilicon film doped with phosphorus having a thickness of 50 nm is deposited by the CVD method, a first tungsten silicide film having a thickness of 100 nm is deposited by the sputtering method, and the thickness is further deposited by the CVD method. 70nm first
Of SiO 2 film is formed, by lithography and etching to form a gate electrode 4 and the first SiO 2 film 5 made of composite film of the first polysilicon film and the first tungsten silicide layer. The width and interval of the gate electrode 4 are 250 nm and 300 nm, respectively.

【0034】次に、メモリセル部に燐をイオン注入して
N型拡散層6aを形成した後、CVD法により厚さ80
nmの第2のSiO2 膜を成長し、エッチバックするこ
とによりゲート電極4の側面にSiO2 膜からなるサイ
ドウォール7を形成する。次に、周辺部の所望の領域に
砒素をイオン注入してN型拡散層6bを形成する。
Next, phosphorus is ion-implanted into the memory cell portion to form an N-type diffusion layer 6a.
A second SiO 2 film having a thickness of nm is grown and etched back to form a sidewall 7 made of the SiO 2 film on the side surface of the gate electrode 4. Next, arsenic is ion-implanted into a desired region in the peripheral portion to form an N-type diffusion layer 6b.

【0035】次に、図1(b)に示すように、CVD法
により全面に厚さ20nmのSi34 膜14と続いて
厚さ400nmの第1のBPSG膜8を成長した後、窒
素雰囲気で850℃、10分間の熱処理を行う。
Next, as shown in FIG. 1B, a 20-nm thick Si 3 N 4 film 14 and a 400 nm-thick first BPSG film 8 are grown on the entire surface by CVD. Heat treatment is performed at 850 ° C. for 10 minutes in an atmosphere.

【0036】次に、図1(c)に示すようにCMP法に
よりゲート電極4上のSi3 4 膜14の表面が露出す
るまで第1のBPSG膜8を研磨した後、ハーフトーン
位相シフトマスクを用いたKrFエキシマレーザーリソ
グラフィーにより開口径200nmのパターンを有する
レジスト9をマスクとして、バッファードフッ酸を用い
たウェットエッチングによりゲート電極4の間に残存す
るPSG膜8をエッチングして上部コンタクト10aを
形成する。ここでバッファードフッ酸を用いたウェット
エッチングではSi3 4 膜14は十分にエッチングス
トッパとなる。また、エッチングされる第1のBPSG
膜8はゲート電極4上に堆積されたSi3 4 膜14よ
り上にはないために、上部コンタクト10aの開口径は
大きく広がることはない。
Next, as shown in FIG. 1C, the first BPSG film 8 is polished by CMP until the surface of the Si 3 N 4 film 14 on the gate electrode 4 is exposed, and then the halftone phase shift is performed. The PSG film 8 remaining between the gate electrodes 4 is etched by wet etching using buffered hydrofluoric acid, using the resist 9 having a pattern having an opening diameter of 200 nm as a mask by KrF excimer laser lithography using a mask to form an upper contact 10a. To form Here, in wet etching using buffered hydrofluoric acid, the Si 3 N 4 film 14 sufficiently serves as an etching stopper. Also, the first BPSG to be etched
Since the film 8 is not above the Si 3 N 4 film 14 deposited on the gate electrode 4, the opening diameter of the upper contact 10a does not greatly increase.

【0037】次に、図1(d)に示すようにSiO2
に対してSi3 4 膜の選択比の大きなCH2 2 とC
2 の混合ガスを用いた異方性ドライエッチングにより
Si3 4 膜14をエッチングし下部コンタクト10b
を開口する。
Next, as shown in FIG. 1D, CH 2 F 2 and C 2, which have a large selectivity of the Si 3 N 4 film with respect to the SiO 2 film, are used.
The lower contact 10b is etched by etching the Si 3 N 4 film 14 by anisotropic dry etching using a mixed gas of O 2.
Open.

【0038】次に、図2(a)に示すようにレジスト9
を除去した後、CVD法により厚さ50nmの燐を含む
第2のポリシリコン膜を堆積し、スパッタ法により厚さ
100nmの第2のタングステンシリサイド膜を堆積す
る。さらに、フォトリソグラフィー技術とドライエッチ
ング技術を用いて第2のタングステンシリサイド膜と第
2のポリシリコン膜からなるビット線11を形成する。
Next, as shown in FIG.
Is removed, a second polysilicon film containing phosphorus having a thickness of 50 nm is deposited by a CVD method, and a second tungsten silicide film having a thickness of 100 nm is deposited by a sputtering method. Further, a bit line 11 made of a second tungsten silicide film and a second polysilicon film is formed by using a photolithography technique and a dry etching technique.

【0039】次に、図2(b)に示すようにCVD法に
より厚さ300nmの第2のBPSG膜12を堆積し、
窒素雰囲気で850℃、10分間の熱処理を行なう。続
いて、フォトリソグラフィー技術とドライエッチング技
術を用いて容量コンタクト13を開口した後、厚さ50
0nmの燐を含む第3ポリシリコン膜を堆積する。続い
て、フォトリソグラフィー技術とドライエッチング技術
を用いて第3のポリシリコン膜からなるストレージノー
ド電極15を形成した後、CVD法により厚さ10nm
のTa2 5 膜を堆積し、800℃の酸素雰囲気中で1
分程度酸化することによりキャパシタ絶縁膜16を形成
する。さらにスパッタ法により全面に厚さ100nmの
窒化チタン膜を堆積した後、フォトリソグラフィー技術
とドライエッチング技術によりプレート電極17を形成
した後、CVD法により厚さ300nmの第3のBPS
G膜18を堆積し、窒素雰囲気で800℃、10分間の
熱処理を行なうことでメモリセルが完成する。
Next, as shown in FIG. 2B, a second BPSG film 12 having a thickness of 300 nm is deposited by the CVD method.
Heat treatment is performed at 850 ° C. for 10 minutes in a nitrogen atmosphere. Subsequently, after opening the capacity contact 13 by using the photolithography technique and the dry etching technique,
A third polysilicon film containing 0 nm of phosphorus is deposited. Subsequently, a storage node electrode 15 made of a third polysilicon film is formed by using a photolithography technique and a dry etching technique, and then has a thickness of 10 nm by a CVD method.
A Ta 2 O 5 film is deposited, and is deposited at 800 ° C. in an oxygen atmosphere.
The capacitor insulating film 16 is formed by oxidizing for about a minute. Further, after a titanium nitride film having a thickness of 100 nm is deposited on the entire surface by sputtering, a plate electrode 17 is formed by photolithography and dry etching, and a third BPS having a thickness of 300 nm is formed by CVD.
A memory cell is completed by depositing a G film 18 and performing a heat treatment at 800 ° C. for 10 minutes in a nitrogen atmosphere.

【0040】次に、図2(c)に示すように周辺領域に
フォトリソグラフィー技術とドライエッチング技術を用
いて周辺コンタクト19を開口する。本実施例におい
て、第1のBPSG膜をCMPを用いて除去したため
に、従来例に比べて周辺コンタクトの深さが300nm
浅くなった。続いて、スパッタ法により厚さ60nmの
チタン膜と厚さ100nmの窒化チタン膜を堆積する。
さらに、CVD法により厚さ400nmのタングステン
膜を堆積し、タングステン膜をエッチバックして周辺コ
ンタクトにのみタングステン膜を残存させた後、スパッ
タ法によりアルミ合金膜を400nmを堆積する。最後
に、フォトリソグラフィー技術とドライエッチング技術
を用いてアルミ合金膜と窒化チタン膜およびチタン膜か
らなる金属配線20を形成する。
Next, as shown in FIG. 2C, a peripheral contact 19 is opened in the peripheral region by using a photolithography technique and a dry etching technique. In the present embodiment, since the first BPSG film is removed by using the CMP, the peripheral contact has a depth of 300 nm compared to the conventional example.
It became shallow. Subsequently, a titanium film having a thickness of 60 nm and a titanium nitride film having a thickness of 100 nm are deposited by a sputtering method.
Further, a tungsten film having a thickness of 400 nm is deposited by the CVD method, and the tungsten film is etched back to leave the tungsten film only on the peripheral contact. Then, a 400 nm-thick aluminum alloy film is deposited by the sputtering method. Finally, a metal wiring 20 made of an aluminum alloy film, a titanium nitride film and a titanium film is formed by using a photolithography technique and a dry etching technique.

【0041】次に、本発明の第2の実施の形態について
図面を参照して説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0042】図3および図4は、本発明になる半導体装
置の製造方法の第2の実施の形態の主な製造工程を順を
追って示す断面図である。本第2の実施の形態は、0.
25μm設計ルールのキャパシタ上にビット線が形成さ
れるスタック型DRAMの製造に適用されたものであ
り、以下のとおりである。
FIGS. 3 and 4 are cross-sectional views showing, in order, main manufacturing steps of a second embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention. In the second embodiment, 0.
This is applied to the manufacture of a stacked DRAM in which a bit line is formed on a capacitor having a design rule of 25 μm, and is as follows.

【0043】図3(a)に示すように、比抵抗10Ω・
cmのP型シリコン基板51の表面の所望の領域にNウ
ェルとPウェル(図示せず)を形成した後、LOCOS
法により厚さ300nmのフィールド酸化膜52を形成
し、850℃の酸素雰囲気で厚さ10nmのゲート酸化
膜53を形成し、CVD法により厚さ50nmの燐がド
ープされた第1のポリシリコン膜を堆積し、続いてスパ
ッタ法により厚さ100nmの第1のタングステンシリ
サイド膜を堆積し、さらにCVD法により厚さ70nm
のSi3 4 膜55を形成し、リソグラフィーおよびエ
ッチングにより、Si3 4 膜55と第1のポリシリコ
ン膜と第1のタングステンシリサイド膜の複合膜からな
るゲート電極54を形成する。ゲート電極54の幅と間
隔は、それぞれ250nmと300nmである。
As shown in FIG. 3A, the specific resistance is 10Ω.
After forming an N-well and a P-well (not shown) in a desired region on the surface of a P-type silicon substrate 51 cm, the LOCOS
A field oxide film 52 having a thickness of 300 nm is formed by a method, a gate oxide film 53 having a thickness of 10 nm is formed in an oxygen atmosphere at 850 ° C., and a first polysilicon film doped with phosphorus having a thickness of 50 nm by a CVD method. Is deposited, and then a first tungsten silicide film having a thickness of 100 nm is deposited by a sputtering method.
The the Si 3 N 4 film 55 is formed of, by lithography and etching, to form a Si 3 N 4 film 55 and the first polysilicon film and the gate electrode 54 made of a composite film of the first tungsten silicide layer. The width and interval of the gate electrode 54 are 250 nm and 300 nm, respectively.

【0044】次に、メモリセル部に燐をイオン注入して
N型拡散層56aを形成した後、CVD法により厚さ1
00nmの第2のSiO2 膜を成長し、エッチバックす
ることによりゲート電極54の側面にSiO2 膜からな
るサイドウォール57を形成する。次に、周辺部の所望
の領域に砒素をイオン注入してN型拡散層56bを形成
する。
Then, phosphorus is ion-implanted into the memory cell portion to form an N-type diffusion layer 56a.
A second SiO 2 film having a thickness of 00 nm is grown and etched back to form a sidewall 57 made of the SiO 2 film on the side surface of the gate electrode. Next, arsenic is ion-implanted into a desired region in the peripheral portion to form an N-type diffusion layer 56b.

【0045】次に、図3(b)に示すように、CVD法
により全面に厚さ20nmの不純物を含まない第2のS
iO2 膜64と続いて厚さ400nmの第1のBPSG
膜58を成長した後、窒素雰囲気で800℃、10分間
の熱処理を行う。
Next, as shown in FIG. 3 (b), a second S layer not containing an impurity having a thickness of 20 nm is entirely formed by the CVD method.
iO 2 film 64 followed by first BPSG of 400 nm thickness
After growing the film 58, heat treatment is performed at 800 ° C. for 10 minutes in a nitrogen atmosphere.

【0046】次に、図3(c)に示すようにCMP法に
よりゲート電極54上の第2のSiO2 膜64あるいは
Si3 4 膜55の表面が露出するまで第1のBPSG
膜58を研磨した後、ハーフトーン位相シフトマスクを
用いたKrFエキシマレーザーリソグラフィーにより開
口径200nmのパターンを有するレジスト59をマス
クとして、HFガスを用いた気相エッチングによりゲー
ト電極間に残存するPSG膜58をエッチングして上部
コンタクト60aを形成する。ここでHFガスを用いた
気相エッチングでは燐やホウ素といった不純物を含むB
PSG膜はエッチングされるが、不純物を含まないSi
2 膜はエッチングされないため第2のSiO2 膜64
は十分にエッチングストッパとなる。また、エッチング
される第1のBPSG膜58はゲート電極54上に堆積
されたSi3 4 膜55より上にはないために、上部コ
ンタクトの開口径は大きく広がることはない。
Next, as shown in FIG. 3C, the first BPSG until the surface of the second SiO 2 film 64 or the Si 3 N 4 film 55 on the gate electrode 54 is exposed by the CMP method.
After polishing the film 58, a PSG film remaining between the gate electrodes by vapor phase etching using HF gas using a resist 59 having an opening diameter of 200 nm as a mask by KrF excimer laser lithography using a halftone phase shift mask 58 is etched to form upper contacts 60a. Here, in gas phase etching using HF gas, B containing impurities such as phosphorus and boron is used.
The PSG film is etched but contains no impurities
Since the O 2 film is not etched, the second SiO 2 film 64
Fully serves as an etching stopper. Also, since the first BPSG film 58 to be etched is not above the Si 3 N 4 film 55 deposited on the gate electrode 54, the opening diameter of the upper contact does not greatly increase.

【0047】次に、図3(d)に示すようにCF4 ガス
を用いた異方性のドライエッチングにより第2のSiO
2 膜64をエッチングし下部コンタクト60bを開口す
る。サイドウォール57の膜厚100nmに比べて第2
のSiO2 膜64の膜厚20nmは十分薄いために、C
4 ガスを用いた異方性のドライエッチングにおいてゲ
ート電極54が露出することはない。
Next, as shown in FIG. 3D, a second SiO 2 film is formed by anisotropic dry etching using CF 4 gas.
The second film 64 is etched to open the lower contact 60b. As compared with the film thickness of the sidewall 57 of 100 nm, the second
Since the thickness of the SiO 2 film 64 of 20 nm is sufficiently thin,
The gate electrode 54 is not exposed in anisotropic dry etching using F 4 gas.

【0048】次に、図4(a)に示すようにCVD法に
より厚さ500nm燐を含むアモルファスシリコン膜を
堆積した後、フォトリソグラフィー技術とドライエッチ
ング技術を用いてアモルファスシリコン膜からなるスト
レージノード電極パターンを形成し、表面を凹凸にする
処理を行ってストレージノード電極65を形成した後、
膜厚10nmのシリコン窒化膜を堆積して酸化処理を行
いキャパシタ絶縁膜66を形成する。さらにCVD法に
より全面に厚さ100nmの燐う含む第2のポリシリコ
ン膜を堆積した後、フォトリソグラフィー技術とドライ
エッチング技術によりプレート電極67を形成する。
Next, as shown in FIG. 4A, after depositing an amorphous silicon film containing phosphorus with a thickness of 500 nm by the CVD method, a storage node electrode made of the amorphous silicon film is formed by photolithography and dry etching. After forming a pattern and performing processing to make the surface uneven, the storage node electrode 65 is formed,
A 10-nm-thick silicon nitride film is deposited and oxidized to form a capacitor insulating film 66. After depositing a second polysilicon film containing phosphor with a thickness of 100 nm on the entire surface by the CVD method, a plate electrode 67 is formed by a photolithography technique and a dry etching technique.

【0049】次に、図4(b)に示すようにCVD法に
より厚さ300nmの第2のBPSG膜62を堆積し、
窒素雰囲気で850℃、30分間の熱処理を行なう。続
いて、フォトリソグラフィー技術とドライエッチング技
術を用いてビットコンタクト63を開口した後、CVD
法により厚さ200nmの燐を含む第3のポリシリコン
膜を堆積し、エッチバックして第3のポリシリコン膜を
ビットコンタクトに残存させる。続いて、スパッタ法に
より厚さ100nmの第2のタングステンシリサイド膜
を堆積した後、フォトリソグラフィー技術とドライエッ
チング技術を用いて第2のタングステンシリサイド膜か
らなるビット線16を形成する。
Next, as shown in FIG. 4B, a second BPSG film 62 having a thickness of 300 nm is deposited by the CVD method.
Heat treatment is performed at 850 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. Subsequently, after opening a bit contact 63 by using a photolithography technique and a dry etching technique,
A third polysilicon film containing phosphorus having a thickness of 200 nm is deposited by a method, and is etched back to leave the third polysilicon film on the bit contact. Subsequently, after a second tungsten silicide film having a thickness of 100 nm is deposited by a sputtering method, a bit line 16 made of the second tungsten silicide film is formed by using a photolithography technique and a dry etching technique.

【0050】次に、CVD法により厚さ300nmの第
3のBPSG膜68を堆積し、窒素雰囲気で850℃、
30分間の熱処理を行なうことでメモリセルが完成す
る。
Next, a third BPSG film 68 having a thickness of 300 nm is deposited by the CVD method, and is deposited at 850 ° C. in a nitrogen atmosphere.
The heat treatment for 30 minutes completes the memory cell.

【0051】図4(c)に示す製造工程は、第1の実施
の形態と同様の製造工程であるために説明は省略する。
The manufacturing process shown in FIG. 4C is the same as the manufacturing process of the first embodiment, and the description is omitted.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体記憶装置の製造方法を用いれば、たとえ素子が微細化
されても第4の絶縁膜のエッチングにおいて第3の絶縁
膜はエッチングストッパとなるため、ゲート電極とコン
タクトに埋め込まれた導体層とゲート電極がショートす
ることはなく、半導体装置を高密度に形成しても信頼性
が向上した。また、周辺コンタクトの深さが浅くなった
ことから、コンタクト抵抗が低下した。
As described above, if the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention is used, the third insulating film becomes an etching stopper in the etching of the fourth insulating film even if the element is miniaturized. Therefore, there is no short circuit between the gate electrode and the conductor layer embedded in the contact, and the reliability is improved even when the semiconductor device is formed at a high density. Further, the contact resistance was reduced due to the shallow depth of the peripheral contact.

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

【図1】本発明の半導体装置製造方法の第1の実施の形
態を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a semiconductor device manufacturing method of the present invention.

【図2】図1の続き。FIG. 2 is a continuation of FIG. 1;

【図3】本発明の半導体装置製造方法の第2の実施の形
態を示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a second embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention;

【図4】図3の続き。FIG. 4 is a continuation of FIG. 3;

【図5】第1の従来技術による半導体装置の製造方法を
順を追って示した断面図。
FIG. 5 is a sectional view sequentially showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a first prior art;

【図6】第1の従来例の問題点を説明するための断面
図。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a problem of the first conventional example.

【図7】図6に示した問題点の生じる理由を説明する
図。
FIG. 7 is a view for explaining the reason why the problem shown in FIG. 6 occurs.

【図8】第1の従来例の他の問題点を説明するための断
面図。
FIG. 8 is a sectional view for explaining another problem of the first conventional example.

【図9】第2の従来例の問題点を説明するための断面
図。
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a problem of the second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,51,101,201,301,401 P型シ
リコン基板 2,52,102,202,402 フィールド酸化
膜 3,53,103,203,303,403 ゲート
酸化膜 4,54,104,204,304,404 ゲート
電極 5,6a,6b,56a,56b,106a,106
b,206a,206b,306a,406a,406
b N型拡散層 7,57,107,207,307,407 サイド
ウォール
1, 51, 101, 201, 301, 401 P-type silicon substrate 2, 52, 102, 202, 402 Field oxide film 3, 53, 103, 203, 303, 403 Gate oxide film 4, 54, 104, 204, 304 , 404 Gate electrode 5, 6a, 6b, 56a, 56b, 106a, 106
b, 206a, 206b, 306a, 406a, 406
b N-type diffusion layer 7, 57, 107, 207, 307, 407 Side wall

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/336 H01L 27/10 681F 29/78 301Y Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical indication location H01L 21/336 H01L 27/10 681F 29/78 301Y

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型半導体基板上に素子分離用フ
ィールド酸化膜を形成する工程と、前記フィールド酸化
膜が形成されていない前記半導体基板上にゲート絶縁
膜、第1の導電膜、第1の絶縁膜を順次形成する工程
と、 前記第1の絶縁膜、第1の導電膜を順次エッチングして
ゲート電極を形成する工程と、 第2の絶縁膜でゲート電極にサイドウォールを形成する
工程と、前記フィールド酸化膜およびゲート絶縁膜をマ
スクとして第2導電型の不純物を前記第1導電型半導体
基板の表面にイオン注入してトランジスタの拡散層を形
成する工程と、 全面に第3の絶縁膜、第4の絶縁膜を順次形成する工程
と、 全面を化学的機械研磨法を用いてゲート電極上の第3の
絶縁膜あるいは第1の絶縁膜が露出するまで第4の絶縁
膜を研磨する工程と、 フォトリソグラフィー技術を用いてコンタクトホールを
開口するためのレジストパターンを形成する工程と、 前記レジストパターンをマスクにして第4の絶縁膜の不
要部分を第3の絶縁膜に対して選択的にエッチングして
上部コンタクト孔を開口する工程と、 前記レジストパターンをマスクにして異方性のドライエ
ッチング技術を用いて第3の絶縁膜を選択的に除去して
下部コンタクト孔を開口する工程と、前記上部コンタク
ト孔および下部コンタクト孔からなるコンタクト孔を第
2の導電膜で埋め込む工程と、前記コンタクト孔を覆う
ように第3の導電膜からなる導体層を形成する工程を少
なくとも含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A step of forming a field oxide film for element isolation on a semiconductor substrate of a first conductivity type; and a step of forming a gate insulating film, a first conductive film and a first conductive film on the semiconductor substrate on which the field oxide film is not formed. Forming a gate electrode by sequentially etching the first insulating film and the first conductive film; and forming a sidewall on the gate electrode with the second insulating film. Forming a transistor diffusion layer by ion-implanting a second conductivity type impurity into the surface of the first conductivity type semiconductor substrate using the field oxide film and the gate insulating film as a mask; A step of sequentially forming an insulating film and a fourth insulating film; and a step of forming the fourth insulating film on the entire surface of the gate electrode by chemical mechanical polishing until the third insulating film or the first insulating film is exposed. Polishing process and Forming a resist pattern for opening a contact hole using a photolithography technique; and selectively etching an unnecessary portion of the fourth insulating film with respect to the third insulating film using the resist pattern as a mask. Opening the upper contact hole by using the resist pattern as a mask, selectively removing the third insulating film using an anisotropic dry etching technique to open the lower contact hole; A semiconductor comprising at least a step of filling a contact hole formed of a contact hole and a lower contact hole with a second conductive film, and a step of forming a conductor layer made of a third conductive film so as to cover the contact hole. Device manufacturing method.
【請求項2】 前記導体層がダイナミック・ランダムア
クセス・メモリ(DRAM)のビット線であることを特
徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein said conductor layer is a bit line of a dynamic random access memory (DRAM).
【請求項3】 前記導体層がダイナミック・ランダムア
クセス・メモリ(DRAM)のストレージノード電極で
あることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造
方法。
3. The method according to claim 1, wherein said conductive layer is a storage node electrode of a dynamic random access memory (DRAM).
【請求項4】 前記第3の絶縁膜がシリコン窒化膜で、
前記第4の絶縁膜がシリコン酸化膜であり、前記レジス
トパターンをマスクにして第4の絶縁膜の不要部分を選
択的にエッチングする工程が沸酸系の薬液を用いたウェ
ットエッチングであることを特徴とする請求項1,2お
よび3の何れか記載の半導体装置の製造方法。
4. The third insulating film is a silicon nitride film,
The fourth insulating film is a silicon oxide film, and the step of selectively etching unnecessary portions of the fourth insulating film using the resist pattern as a mask is wet etching using a hydrofluoric acid-based chemical. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1, 2, and 3, wherein:
【請求項5】 前記第1の絶縁膜がシリコン窒化膜で、
前記第3の絶縁膜が不純物を含まないシリコン酸化膜
で、前記第4の絶縁膜がPSG膜もしくはBPSG膜で
あり、前記レジストパターンをマスクに第4の絶縁膜の
不要部分を選択的にエッチングする工程がHFガスを用
いた気相エッチングであることを特徴とする請求項1,
2および3の何れか記載の半導体装置の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the first insulating film is a silicon nitride film,
The third insulating film is a silicon oxide film containing no impurities, the fourth insulating film is a PSG film or a BPSG film, and an unnecessary portion of the fourth insulating film is selectively etched using the resist pattern as a mask. The step of performing is a vapor phase etching using HF gas.
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of 2 and 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005236062A (en) * 2004-02-20 2005-09-02 Nec Electronics Corp Manufacturing method for nonvolatile semiconductor memory apparatus

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