JPH1079491A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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Publication number
JPH1079491A
JPH1079491A JP9185264A JP18526497A JPH1079491A JP H1079491 A JPH1079491 A JP H1079491A JP 9185264 A JP9185264 A JP 9185264A JP 18526497 A JP18526497 A JP 18526497A JP H1079491 A JPH1079491 A JP H1079491A
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JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
film
forming
semiconductor device
contact hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP9185264A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Itabashi
和夫 板橋
Osamu Tsuboi
修 壺井
Yuji Yokoyama
雄二 横山
Kenichi Inoue
憲一 井上
Koichi Hashimoto
浩一 橋本
Wataru Nunofuji
渉 布藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1079491A publication Critical patent/JPH1079491A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably realize a DRAM having a high degree of integration, without deteriorating the reliability by forming a plug for connecting a storage electrode after forming a word line and by forming a storage electrode between bit lines in a self-aligned contact manner. SOLUTION: An oxide film 11 is etched to thereby expose the surface of a substrate. A word line structure is left, a doped silicon layer is embedded in a contact hole 15, and a plug 16 for connecting a storage electrode is formed. A contact part HB of a bit line is formed, a bit line 22 is formed, and a BPSG film 26, an Si3 N4 film 25, and an SiO2 film 24 are sequentially selectively removed, thereby forming a contact hole HC for the storage electrode. In a manner similar to the case for forming the contact hole 15 for the plug 16, a self alignment by the SiO2 film 24 and the Si3 N4 film 25 covering the bit line structure is performed. Subsequently, a doped silicon layer is formed on the entire face, and a storage electrode layer 27 is formed in the contact hole HC.

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、半導体装置および
その製造方法に係わり、特にDRAM(Dynamic
Random Access Memory)の高集
積化、及び高信頼性化に寄与する半導体装置およびその
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a DRAM (Dynamic).
The present invention relates to a semiconductor device that contributes to high integration and high reliability of Random Access Memory and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】DRAMの高集積化、及び低価格化を達
成する為には、その基本構成要素であるセルの微細化を
進めていかなければならない。一般的なDRAMセル
は、一つのMOSFETと、一つのキャパシタから構成
される。
2. Description of the Related Art In order to achieve high integration and low cost of a DRAM, it is necessary to miniaturize a cell which is a basic component thereof. A general DRAM cell is composed of one MOSFET and one capacitor.

【0003】セルの微細化を進めていく上での大きな問
題は、小さなセルサイズで、いかにして大きなキャパシ
タ容量を確保するかということである。
A major problem in miniaturizing a cell is how to secure a large capacitor capacity with a small cell size.

【0004】近年、キャパシタ容量を確保する方法とし
て、基板に溝を形成し、その中にキャパシタを形成する
トレンチ型キャパシタや、キャパシタをMOSFETの
上部に3次元的に形成するスタック型キャパシタが提案
され、また実際のDRAMに採用されている。さらにス
タック型キャパシタには、基板と概ね平行な方向に配置
された蓄積電極を複数枚形成し、それぞれの蓄積電極の
上下両面をキャパシタとして用いるFIN型キャパシタ
や、シリンダ状の蓄積電極を用いるシリンダ型キャパシ
タなどの改良されたセル構造が提案されている。
In recent years, as a method for securing the capacitance of a capacitor, a trench type capacitor in which a groove is formed in a substrate and a capacitor is formed therein, and a stack type capacitor in which a capacitor is formed three-dimensionally above a MOSFET have been proposed. , And are also used in actual DRAMs. Further, a stacked capacitor is formed by forming a plurality of storage electrodes arranged in a direction substantially parallel to the substrate, and using a FIN type capacitor using upper and lower surfaces of each storage electrode as a capacitor or a cylinder type using a cylindrical storage electrode. Improved cell structures such as capacitors have been proposed.

【0005】これらのセル構造、及びその製造プロセス
を適用することにより64MBIT程度の集積度のDR
AMを実現する事が可能になった。
[0005] By applying these cell structures and their manufacturing processes, a DR having a degree of integration of about 64 MBIT can be obtained.
It has become possible to realize AM.

【0006】しかし、トレンチ型キャパシタにおいて
は、キャパシタ電極に印加される電圧によってトレンチ
の周囲に形成される空乏層からなる電荷蓄積領域が大き
く拡がるために、隣接するキャパシタのトレンチを接近
して設けた場合、蓄積電荷のリークを生じて情報が失わ
れるという現象を生じる。そのため、各セル間の分離領
域幅、即ちフィールド酸化膜が配設される領域の幅を広
くとる必要があり、これによって集積度の向上が妨げら
れるという問題がある。
However, in a trench capacitor, a voltage applied to a capacitor electrode greatly expands a charge storage region formed of a depletion layer formed around the trench, so that adjacent capacitor trenches are provided close to each other. In this case, a phenomenon occurs that information is lost due to leakage of accumulated charges. For this reason, it is necessary to increase the width of the isolation region between the cells, that is, the width of the region where the field oxide film is provided, which hinders an improvement in the degree of integration.

【0007】そこで、DRAMの高集積化および高信頼
性に寄与するデバイスとして、スタック型キャパシタが
有望視されている。
Therefore, a stacked capacitor is promising as a device contributing to high integration and high reliability of DRAM.

【0008】微細化されたスタック型キャパシタとし
て、「A 0.29- μm2 MIM−CROWN Cell
and Process Technologies
for1−Gigabit DRAMs」1994年, 第 9
27頁〜第 929頁が報告されている。
As a miniaturized stack type capacitor, “A 0.29-μm 2 MIM-CROWN Cell”
and Process Technologies
for1-Gigabit DRAMs "1994, 9th
Pages 27 to 929 have been reported.

【0009】図29にそのメモリセルの断面図を示す。
図中、参照番号100はWSi2 /polySiのワー
ド線、101は第 1のポリシリコンプラグ、102はポ
リSiプラグ上に形成したWSi2 /polySiのビ
ット線、103は第2のポリシリコンプラグ、104は
Wのシリンダ型蓄積電極、105Ta2 5 の誘電体
膜、106はCVD−TiNの対向電極を示している。
FIG. 29 is a sectional view of the memory cell.
In the figure, reference numeral 100 is a WSi 2 / polySi word line, 101 is a first polysilicon plug, 102 is a WSi 2 / polySi bit line formed on the poly Si plug, 103 is a second polysilicon plug, 104 cylindrical storage electrode of W, 105Ta 2 O 5 dielectric layer, 106 denotes an opposing electrode of the CVD-TiN.

【0010】そして、上記シリンダ型キャパシタを用い
ることにより、集積度の高いDRAMを提供することが
できる。
By using the above-mentioned cylinder type capacitor, a DRAM with a high degree of integration can be provided.

【0011】ところが、上記シリンダ型キャパシタを採
用した場合、微細化とともに、より小さいセル面積で十
分なキャパシタ容量を確保するために、キャパシタ部の
高さは益々高くする必要がある。そのため、セル部と周
辺回路部との高低差、すなわち段差が大きな問題とな
る。例えば、金属配線をセル部及び周辺回路部上でパタ
ーニングする際に、フォトリソグラフィの焦点深度が段
差により不足することで寸法精度が低下することにな
る。
However, when the above-mentioned cylinder type capacitor is employed, the height of the capacitor portion needs to be further increased in order to secure a sufficient capacitor capacity with a smaller cell area as well as miniaturization. Therefore, a height difference between the cell portion and the peripheral circuit portion, that is, a step difference is a serious problem. For example, when patterning a metal wiring on a cell portion and a peripheral circuit portion, the depth of focus of photolithography is insufficient due to a step, so that dimensional accuracy is reduced.

【0012】また、周辺回路部に絶縁膜を埋め込むこと
で、セル部と周辺回路部との段差をなくすことも考えら
れるが、周辺回路部におけるコンタクトのアスペクト比
が大きくなってしまい、エッチングのコントロールを難
しくするという別の問題が生じてしまう。
It is conceivable to eliminate the step between the cell portion and the peripheral circuit portion by embedding an insulating film in the peripheral circuit portion. However, the aspect ratio of the contact in the peripheral circuit portion becomes large, and the control of etching becomes difficult. Another problem arises:

【0013】さらに、微細化を進めるにしたがって配線
間隔も益々狭くなり、配線の寄生容量も増大する傾向に
ある。
Further, as the miniaturization progresses, the interval between the wirings becomes smaller and the parasitic capacitance of the wiring tends to increase.

【0014】本発明の目的は、〔例えば256MDRA
M以上の〕高集積度のDRAMを、その信頼性を損なう
ことなく安定して実現する半導体装置およびその製造方
法を提供することを目的である。
[0014] The object of the present invention is [for example, 256MDRA
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of stably realizing a highly integrated DRAM (M or more) without deteriorating its reliability and a method of manufacturing the same.

【0015】本発明の1観点によれば、半導体基板上に
メモリセル領域と周辺回路領域とを有する半導体装置に
おいて、前記基板中に形成された一対の不純物拡散領域
と、該基板表面に形成されたゲート電極とを含む転送ト
ランジスタと、該ゲート電極の上面および側面を覆う第
1の絶縁膜と、該第1の絶縁膜を覆って前記基板上に形
成された第2の絶縁膜と、該第2の絶縁膜を貫通して、
前記一対の不純物拡散領域に達する一対のコンタクトホ
ールと、該一対のコンタクトホールの一方内に充填さ
れ、前記一対の不純物拡散領域の一方に接続された導電
プラグと、前記導電プラグを覆って該第2の絶縁膜上に
形成され、前記一対のコンタクトホールの他方の上に第
1の開口を有する第3の絶縁膜と、前記第3の絶縁膜上
に形成され、前記第1の開口と前記一対のコンタクトホ
ールの他方を介して前記一対の不純物拡散領域の他方に
接続されたビット線と、該ビット線の上面および側面を
覆う第4の絶縁膜と、前記ビット線の側面を覆う第4の
絶縁膜に整合して前記第3の絶縁膜に形成された第2の
開口と、前記第2の開口を介して前記導電プラグと電気
的に接続され、前記第3、第4の絶縁膜によって該ビッ
ト線から絶縁され、ビット線上方に延在して形成された
蓄積電極と、該蓄積電極表面に形成された誘電体膜と、
該誘電体膜表面に形成された対向電極とを有する半導体
装置が提供される。
According to one aspect of the present invention, in a semiconductor device having a memory cell region and a peripheral circuit region on a semiconductor substrate, a pair of impurity diffusion regions formed in the substrate, and a pair of impurity diffusion regions formed on the substrate surface. A transfer transistor including a gate electrode, a first insulating film covering an upper surface and side surfaces of the gate electrode, a second insulating film formed on the substrate so as to cover the first insulating film, Penetrating the second insulating film,
A pair of contact holes reaching the pair of impurity diffusion regions, a conductive plug filled in one of the pair of contact holes, and connected to one of the pair of impurity diffusion regions; A third insulating film formed on the second insulating film and having a first opening on the other of the pair of contact holes; and a third insulating film formed on the third insulating film and A bit line connected to the other of the pair of impurity diffusion regions via the other of the pair of contact holes, a fourth insulating film covering an upper surface and a side surface of the bit line, and a fourth insulating film covering a side surface of the bit line. A second opening formed in the third insulating film in alignment with the third insulating film, and electrically connected to the conductive plug through the second opening, the third and fourth insulating films Is isolated from the bit line by A storage electrode formed to extend in Tsu preparative line above, a dielectric film formed on the storage electrode surface,
A semiconductor device having a counter electrode formed on the surface of the dielectric film is provided.

【0016】本発明の他の観点によれば、半導体基板上
にメモリセル領域と周辺回路領域とを有する半導体装置
の製造方法において、前記基板上に、一対の不純物拡散
領域と、ゲート電極とを含む転送トランジスタを形成す
る工程と、該ゲート電極の上面および側面を覆う第1の
絶縁膜を形成する工程と、該第1の絶縁膜および前記転
送トランジスタを覆う第2の絶縁膜を形成する工程と、
該第2の絶縁膜を貫通して、前記一対の不純物拡散領域
の少なくとも一方に達するコンタクトホールを形成する
工程と、該コンタクトホール内に導電層を充填し、蓄積
電極の接続用導電プラグを形成する工程と、前記導電プ
ラグを覆い、該第2の絶縁膜上に第3の絶縁膜を形成す
る工程と、前記第3の絶縁膜上にビット線を形成する工
程と、該ビット線の上面および側面を覆う第4の絶縁膜
を形成する工程と、前記第4の絶縁膜に整合させて前記
導電プラグ上で前記第3の絶縁膜に開口を形成する工程
と、前記導電プラグと電気的に接続する蓄積電極を形成
する工程と、該蓄積電極表面に誘電体膜を形成する工程
と、該誘電体膜表面に対向電極を形成する工程とを有す
る半導体装置の製造方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device having a memory cell region and a peripheral circuit region on a semiconductor substrate, a pair of impurity diffusion regions and a gate electrode are formed on the substrate. Forming a transfer transistor including the transfer transistor, forming a first insulating film covering an upper surface and side surfaces of the gate electrode, and forming a second insulating film covering the first insulating film and the transfer transistor. When,
Forming a contact hole penetrating through the second insulating film and reaching at least one of the pair of impurity diffusion regions; filling the contact hole with a conductive layer to form a conductive plug for connecting a storage electrode; Forming a third insulating film on the second insulating film, covering the conductive plug, forming a bit line on the third insulating film, and forming an upper surface of the bit line. Forming an opening in the third insulating film on the conductive plug in alignment with the fourth insulating film; and forming an electrical connection with the conductive plug. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a storage electrode connected to a substrate, a step of forming a dielectric film on the surface of the storage electrode, and a step of forming a counter electrode on the surface of the dielectric film.

【0017】導電層からなる1つのプラグにより1回の
かさ上げをした構造をとっている。つまり、ワード線形
成後にかさ上げの為の、蓄積電極の接続用プラグを形成
し、SAC(Self Aligned Contac
t)によりビット線間に蓄積電極を形成しているため、
基板表面からのキャパシタ高さを低くすることができ
る。
A structure is used in which a single plug made of a conductive layer raises once. That is, after the word line is formed, a plug for connection of the storage electrode for raising is formed, and the SAC (Self Aligned Contact) is formed.
Since the storage electrode is formed between the bit lines by t),
The height of the capacitor from the substrate surface can be reduced.

【0018】したがって、従来よりもセル部と周辺回路
部との高低差を抑えることができ、周辺回路部における
コンタクトホールの形成を容易に行うことができる。
Therefore, the height difference between the cell portion and the peripheral circuit portion can be suppressed as compared with the related art, and the contact hole can be easily formed in the peripheral circuit portion.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の実施形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】[第1実施形態]本発明の第1実施形態
は、図1A乃至図2Hに示される。
[First Embodiment] A first embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1A to 2H.

【0021】図中、参照番号1はp型シリコン基板、2
はフィールドSiO2 膜、3はゲート酸化膜、4はシリ
コン層、5はタングステンシリサイド(WSi)層、6
はSiO2 膜、7はSiON膜、8はゲート電極(ワー
ド線となる1層目配線)、9はn- 型不純物拡散層、1
0はサイドウォール、11はSiO2 膜、12はSi 3
4 膜、13はボロホスホシリケートガラス(BPS
G)膜、14はSi3 4 膜、15はコンタクトホー
ル、16は導電性プラグ、17はSiO2 膜、18はシ
リコン層、19はWSi、20はSiO2 膜、21はS
iON膜、22はビット線(2層目配線)、23はサイ
ドウォール、24はSiO2 膜、25はSi 3 4 膜、
27は蓄積電極、29はキャパシタ誘電体膜となるTa
2 5 膜、30は対向電極となるTiN、31は層間絶
縁膜となるBPSG膜を示している。N1、P1、P2
は、それぞれnウェル、pウェル、pウェルを示す。以
下、これらのウェルの図示は省略する。
In the figure, reference numeral 1 denotes a p-type silicon substrate, 2
Is the field SiOTwoFilm, 3 is a gate oxide film, 4 is a silicon oxide film.
5 is a tungsten silicide (WSi) layer;
Is SiOTwo7 is a SiON film, 8 is a gate electrode (workpiece).
9 is n.-Type impurity diffusion layer, 1
0 is sidewall, 11 is SiOTwoFilm, 12 is Si Three
NFourFilm 13 is borophosphosilicate glass (BPS)
G) film, 14 is SiThreeN FourMembrane, 15 is contact hole
, 16 is a conductive plug, 17 is SiOTwoMembrane, 18
Recon layer, 19 is WSi, 20 is SiOTwoMembrane, 21 is S
iON film, 22 is a bit line (second layer wiring), 23 is a size
Wall, 24 is SiOTwoFilm, 25 is Si ThreeNFourfilm,
27 is a storage electrode, and 29 is a Ta serving as a capacitor dielectric film.
TwoOFiveFilm, 30 is TiN to be a counter electrode, 31 is interlayer insulation
The BPSG film serving as an edge film is shown. N1, P1, P2
Indicates an n-well, a p-well, and a p-well, respectively. Less than
Below, illustration of these wells is omitted.

【0022】図1Aは、本実施形態の半導体装置のメモ
リセル部の平面図である。図中、縦方向にワード線8が
配列され、その上に横方向にビット線22が配列され、
その上にキャパシタCが配置されている。
FIG. 1A is a plan view of a memory cell portion of the semiconductor device according to the present embodiment. In the figure, word lines 8 are arranged vertically, and bit lines 22 are arranged horizontally thereon.
The capacitor C is disposed thereon.

【0023】図1Bは、図1Aに対応するメモリセル部
の断面図であり、図1A)のA−A’、B−B’線に沿
う断面を示している。A−A’断面はワード線、ビット
線両者と交差し、B−B’断面はビット線と交差し、ワ
ード線とは平行である。便宜上、A−A’部とB−B’
部とを連続して示す。
FIG. 1B is a cross-sectional view of the memory cell portion corresponding to FIG. 1A, and shows a cross section taken along line AA 'and BB' in FIG. 1A). The AA ′ section intersects both the word line and the bit line, and the BB ′ section intersects the bit line and is parallel to the word line. For convenience, AA 'part and BB'
And parts are shown continuously.

【0024】図2A乃至図6は本実施形態による半導体
装置の製造方法を説明する半導体基板の断面図であり、
図面の左側がメモリセル部MCで、右側が周辺回路部P
Cである。メモリセル部MCが図1Bに対応する。周辺
回路部PCには、nウェルN2も形成される。以下、図
面を参照して、第1実施形態の半導体装置の製造方法に
ついて説明する。
2A to 6 are sectional views of the semiconductor substrate for explaining the method for fabricating the semiconductor device according to the present embodiment.
The left side of the drawing is the memory cell section MC, and the right side is the peripheral circuit section P
C. The memory cell unit MC corresponds to FIG. 1B. An n-well N2 is also formed in the peripheral circuit section PC. Hereinafter, a method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment will be described with reference to the drawings.

【0025】図2Aを参照して、p型シリコン基板1上
に公知の技術を用いてLOCOS分離(選択酸化)を行
い、厚さ250nmのフィールドSiO2 膜2を形成し
た後、熱酸化により、厚さ5〜10nmのゲート酸化膜
となるSiO2 膜3を形成する。
Referring to FIG. 2A, LOCOS isolation (selective oxidation) is performed on the p-type silicon substrate 1 by using a known technique, and a field SiO 2 film 2 having a thickness of 250 nm is formed. An SiO 2 film 3 serving as a gate oxide film having a thickness of 5 to 10 nm is formed.

【0026】次いで、CVD法により全面に、高濃度に
n型またはp型の不純物を含む厚さ50nmのドープト
シリコン層4、厚さ120nmのWSi層5、厚さ80
nmのSiO2 膜6を順次形成する。なお、ドープトシ
リコン層4は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモ
ルファスシリコンのいずれも用いることができる。
Next, a doped silicon layer 4 having a thickness of 50 nm containing a high concentration of n-type or p-type impurities, a WSi layer 5 having a thickness of 120 nm, and a thickness of 80
An SiO 2 film 6 having a thickness of nm is sequentially formed. Note that the doped silicon layer 4 can use any of single crystal silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon.

【0027】次いで、その上に反射防止膜として、フィ
トリソグラフィに用いる露光波長に対して適当な吸収を
有する膜、例えば厚さ30nm程度のSiON膜7をプ
ラズマCVD法により形成する。
Next, a film having an appropriate absorption for the exposure wavelength used for phytolithography, for example, a SiON film 7 having a thickness of about 30 nm is formed thereon by a plasma CVD method as an antireflection film.

【0028】さらに、パターニングされたレジストマス
ク(図示せず)により、SiON膜7とSiO2 膜6と
を例えばFを含むエッチャントガスで、WSi層5と多
結晶シリコン層4とを例えばClを含むエッチャントガ
スでそれぞれ選択的に除去して、ゲート電極8を形成す
る。なお、ゲート電極8はワード線となる。
Further, using a patterned resist mask (not shown), the SiON film 7 and the SiO 2 film 6 are made of an etchant gas containing, for example, F, and the WSi layer 5 and the polycrystalline silicon layer 4 are made of, for example, Cl. The gate electrode 8 is formed by selectively removing each with an etchant gas. Note that the gate electrode 8 becomes a word line.

【0029】図2Bを参照して、ゲート電極8をマスク
として、P(リン)イオンをシリコン基板1中に注入
し、n- 型不純物拡散層9を形成する。なお、n- 型不
純物拡散層9は、セル部では転送トランジスタのソー
ス、ドレインとなり、周辺回路部ではnチャネルトラン
ジスタのLDD用の拡散層となる。次いで、減圧CVD
法により全面に厚さ60nmのSiO2 膜を形成し、異
方性エッチングにより、SiO2 からなるサイドウォー
ル10を形成する。
Referring to FIG. 2B, using gate electrode 8 as a mask, P (phosphorus) ions are implanted into silicon substrate 1 to form n -type impurity diffusion layer 9. The n -type impurity diffusion layer 9 serves as a source and a drain of the transfer transistor in the cell portion, and serves as an LDD diffusion layer of the n-channel transistor in the peripheral circuit portion. Then, low pressure CVD
The SiO 2 film having a thickness of 60nm was formed on the entire surface by law, by anisotropic etching to form a side wall 10 made of SiO 2.

【0030】周辺回路部のnチャネルトランジスタ領域
に砒素イオンを注入することによりn+ 拡散層55を形
成し、周辺部のnウェルN2内のpチャネルトランジス
タ領域にボロンイオンを注入することによりp+ 拡散層
57を形成する。以下、拡散層の図示は適宜省略する。
An n + diffusion layer 55 is formed by implanting arsenic ions into the n channel transistor region of the peripheral circuit portion, and p + ions are implanted by implanting boron ions into the p channel transistor region in the peripheral n well N2. The diffusion layer 57 is formed. Hereinafter, illustration of the diffusion layer is omitted as appropriate.

【0031】図2Cを参照して、減圧CVD法により全
面に、厚さ20nmのSiO2 膜11、厚さ50〜10
0nm、好ましくは80nmのSi3 4 膜12を形成
する。
Referring to FIG. 2C, an SiO 2 film 11 having a thickness of 20 nm and a thickness of 50 to 10
A Si 3 N 4 film 12 having a thickness of 0 nm, preferably 80 nm is formed.

【0032】次いで、平坦化膜として全面に厚さ300
〜400nmのBPSG膜13を形成し、窒素雰囲気中
で800℃程度の熱処理によりBPSG膜13をリフロ
ーする。なお、完全に平坦化を行うためには、CMP
(Chemical Mechanical Poli
shing)により表面を研磨して平坦化を行うことが
好ましい。
Next, as a flattening film, a thickness of 300
A BPSG film 13 having a thickness of about 400 nm is formed, and the BPSG film 13 is reflowed by a heat treatment at about 800 ° C. in a nitrogen atmosphere. In addition, in order to completely planarize, CMP
(Chemical Mechanical Poli
Preferably, the surface is polished by shing to planarize the surface.

【0033】また、BPSG膜にかえて、ホスホシリケ
ートガラス(PSG)、スピンオンガラス(SOG)、
絶縁性樹脂等を用いることもできる。
Further, instead of the BPSG film, phosphosilicate glass (PSG), spin-on glass (SOG),
An insulating resin or the like can also be used.

【0034】SiO2 膜11はSi3 4 膜12を除去
する際のストッパ膜となり、Si34 膜12はBPS
G膜13を除去する際のストッパ膜となる。このとき、
Si 3 4 膜12の膜厚を厚くしてしまうと、Si3
4 膜の誘電率がSiO2 膜に比べて高いために、配線間
の容量が増大してしまう。エッチングストッパとしての
機能が確保できれば、Si3 4 膜12の膜厚は薄い方
が好ましい。
SiOTwoThe film 11 is made of SiThreeNFourRemove film 12
Becomes a stopper film whenThreeNFourThe membrane 12 is BPS
It becomes a stopper film when the G film 13 is removed. At this time,
Si ThreeNFourIf the thickness of the film 12 is increased, SiThreeN
FourThe dielectric constant of the film is SiOTwoBecause it is higher than the film,
Will increase in capacity. As an etching stopper
If the function can be secured, SiThreeNFourThinner film 12
Is preferred.

【0035】図2Dを参照して、減圧CVD法により全
面に、厚さ50nmのSi3 4 膜14を形成し、パタ
ーニングされたレジストマスク(図示せず)により、S
34 膜14を選択的に除去する。次いで、BPSG
膜13を選択的にエッチングしてSi3 4 膜12を一
部削ったところで止め、続いてSi3 4 膜12、Si
2 膜11を選択的に除去する。Si3 4 膜12の選
択的エッチングによってSi3 4 膜14の開口部下に
はSiO2 膜11を残した孔が形成される。次いで、S
iO2 の選択エッチングを行うことにより、基板表面が
露出される。サイドウォール10はほとんどエッチング
されずに残る。
Referring to FIG. 2D, an Si 3 N 4 film 14 having a thickness of 50 nm is formed on the entire surface by a low-pressure CVD method, and S 3 N 4 is formed using a patterned resist mask (not shown).
The i 3 N 4 film 14 is selectively removed. Next, BPSG
The film 13 is selectively etched to stop when the Si 3 N 4 film 12 is partially removed, and subsequently the Si 3 N 4 film 12
The O 2 film 11 is selectively removed. The opening subordinates Si 3 Si by selective etching of the N 4 film 12 3 N 4 film 14 holes leaving the SiO 2 film 11 is formed. Then, S
The substrate surface is exposed by performing selective etching of iO 2 . The sidewall 10 remains almost without being etched.

【0036】隣接するワード線間の領域についてより詳
細に考察する。図2Cの状態で、ワード線の上面は、酸
化膜6、SiON膜7で覆われている。ワード線の側面
は酸化シリコンのサイドウォール10で覆われている。
このワード線構造を覆って基板全面に酸化膜11、窒化
膜12が形成されている。さらに、その上にはBPSG
膜13が形成されている。隣接するワード線構造間の領
域を上方から見ると、BPSG膜13、窒化膜12、酸
化膜11がこの順番で下方に凸の形状で存在する。これ
らの膜は、上方より1つづつ選択的にエッチすることが
できる。ホトレジストマスクを利用してBPSG膜13
を異方的に選択エッチすると、その底面に窒化膜12が
露出した状態でエッチングが終了する。窒化膜12、酸
化膜11はワード線の側壁、基板表面に沿ってコンフォ
ーマルに形成されているので、エッチングはその形状に
倣って終了する。次に、窒化膜12の選択エッチングを
行うと、酸化膜11が露出した状態でエッチングが終了
する。この状態で、ワード線構造間の領域は酸化膜11
を残してエッチした開口で占められる。薄い酸化膜11
をエッチすると基板表面が露出する。ワード線構造はほ
とんど完全に残る。
The area between adjacent word lines will be considered in more detail. In the state of FIG. 2C, the upper surface of the word line is covered with an oxide film 6 and a SiON film 7. The side surface of the word line is covered with a silicon oxide sidewall 10.
An oxide film 11 and a nitride film 12 are formed on the entire surface of the substrate so as to cover the word line structure. In addition, BPSG
A film 13 is formed. When a region between adjacent word line structures is viewed from above, a BPSG film 13, a nitride film 12, and an oxide film 11 are present in a downward convex shape in this order. These films can be selectively etched one by one from above. BPSG film 13 using photoresist mask
Is selectively etched anisotropically, the etching ends with the nitride film 12 exposed at the bottom surface. Since the nitride film 12 and the oxide film 11 are formed conformally along the side wall of the word line and the surface of the substrate, the etching is finished according to the shapes. Next, when the selective etching of the nitride film 12 is performed, the etching is completed with the oxide film 11 exposed. In this state, the region between the word line structures is
Is occupied by the etched openings leaving behind. Thin oxide film 11
Etching exposes the substrate surface. The word line structure remains almost completely.

【0037】このようにして、SACによるコンタクト
ホール15を形成する。次いで、減圧CVD法により、
厚さ300nmのドープトシリコン層をコンタクトホー
ル15に埋め込み、CMP法によりSi3 4 膜14上
のドープトシリコン層を除去して、プラグ16a、16
bを形成する。プラグ16bは、ビット線コンタクト用
であり、プラグ16aは蓄積電極コンタクト用である。
なお、以下、プラグ16はプラグ16a、16b両者を
指す。
Thus, the contact hole 15 is formed by SAC. Next, by the low pressure CVD method,
A doped silicon layer having a thickness of 300 nm is embedded in the contact hole 15, and the doped silicon layer on the Si 3 N 4 film 14 is removed by a CMP method.
b is formed. The plug 16b is for a bit line contact, and the plug 16a is for a storage electrode contact.
Hereinafter, the plug 16 indicates both the plugs 16a and 16b.

【0038】なお、ドープトシリコンの他、W、TiN
等を用いて、プラグ16を形成することもできる。Wま
たはTiN層はCVDで堆積できる。
In addition to doped silicon, W, TiN
The plug 16 can also be formed by using the method described above. The W or TiN layer can be deposited by CVD.

【0039】図2Eを参照して、減圧CVD法により全
面に、厚さ20〜60nmのSiO 2 膜17を形成す
る。酸化膜17は緻密な高温酸化膜で形成することが好
ましい。このような膜はコンフォーマルな性質を有す
る。下地表面が平坦化されているため、平坦な膜が形成
される。このSiO2 膜17は、必要個所において、プ
ラグ16と2層目配線となるビット線とを絶縁する。次
いで、パターニングされたレジストマスク(図示せず)
により、SiO2 膜17を選択的に除去して、ビット線
のコンタクト部HBを形成する。図中、右側の周辺回路
においてもプラグ16と上部配線とのコンタクト部が開
口される。次いで、減圧CVD法により全面に厚さ40
nmのドープトシリコン層18、厚さ120nmのWS
i層19、厚さ120nmのSiO2 膜20、プラズマ
CVD法により反射防止膜となるSiON膜21を順次
形成する。次いで、パターニングされたレジストマスク
(図示せず)により、それぞれの層を選択的に除去して
ビット線22を形成する。周辺回路においても、必要に
応じて下のプラグに接続された配線が形成される。
Referring to FIG. 2E, the entirety is formed by a low pressure CVD method.
On the surface, a 20 to 60 nm thick SiO TwoForm the film 17
You. The oxide film 17 is preferably formed of a dense high-temperature oxide film.
Good. Such films have conformal properties
You. A flat film is formed because the base surface is flattened
Is done. This SiOTwoThe membrane 17 is placed where necessary.
The lug 16 is insulated from the bit line serving as the second layer wiring. Next
Then, a patterned resist mask (not shown)
By the SiOTwoThe film 17 is selectively removed to form a bit line
Is formed. Peripheral circuit on the right in the figure
Also, the contact between the plug 16 and the upper wiring is opened.
Mouth. Next, a thickness of 40 is formed on the entire surface by a low pressure CVD method.
nm doped silicon layer 18, WS 120 nm thick
i-layer 19, 120 nm thick SiOTwoMembrane 20, plasma
An SiON film 21 to be an antireflection film is sequentially formed by a CVD method.
Form. Next, the patterned resist mask
(Not shown) to selectively remove each layer
A bit line 22 is formed. Necessary for peripheral circuits
Accordingly, a wiring connected to the lower plug is formed.

【0040】さらに、減圧CVD法により全面に厚さ6
0nmのSiO2 膜を形成し、異方性エッチングにより
SiO2 からなるサイドウォール23を形成する。
Further, a thickness of 6
Forming a SiO 2 film of 0 nm, to form a side wall 23 made of SiO 2 by anisotropic etching.

【0041】図2Fを参照して、減圧CVD法により全
面に、厚さ10〜30nmのSiO 2 膜24、厚さ60
〜100nmのSi3 4 膜25を形成する。
Referring to FIG. 2F, the entirety is formed by a low pressure CVD method.
On the surface, a 10-30 nm thick SiO TwoFilm 24, thickness 60
~ 100nm SiThreeNFourA film 25 is formed.

【0042】図2Gを参照して、平坦化膜として全面に
厚さ1000〜1500nmのBPSG膜26を形成
し、窒素雰囲気中で800℃の熱処理によりBPSG膜
26をリフローする。なお、完全に平坦化を行うために
は、CMP法により表面を研磨して平坦化を行うことが
好ましい。
Referring to FIG. 2G, a BPSG film 26 having a thickness of 1000 to 1500 nm is formed on the entire surface as a flattening film, and the BPSG film 26 is reflowed by a heat treatment at 800 ° C. in a nitrogen atmosphere. Note that, in order to perform planarization completely, it is preferable to planarize the surface by polishing it by a CMP method.

【0043】SiO2 膜24は、Si3 4 膜25を除
去する際のストッパ膜となり、耐圧を確保するために形
成する。また、Si3 4 膜25は、BPSG膜26を
除去する際のストッパ膜となる。このとき、Si3 4
膜25の膜厚を厚くしてしまうと、Si3 4 膜の誘電
率がSiO2 膜のそれに比べて高いために、配線間の容
量が増大してしまう。エッチングストッパとしての機能
を果たせる限り、Si 3 4 膜25の膜厚は薄い方が好
ましい。
SiOTwoThe film 24 is made of SiThreeNFourRemove membrane 25
It is a stopper film when removing
To achieve. In addition, SiThreeNFourThe film 25 is a BPSG film 26
It becomes a stopper film at the time of removal. At this time, SiThreeNFour
If the thickness of the film 25 is increased, SiThreeNFourFilm dielectric
Rate is SiOTwoBecause of the higher than that of the film,
The amount increases. Function as an etching stopper
As long as ThreeNFourThe thinner the film 25, the better
Good.

【0044】次いで、パターニングされたレジストマス
クにより(図示せず)、BPSG膜26、Si3 4
25、SiO2 膜24、を順次選択的に除去して、蓄積
電極形成用のコンタクトホールHCを形成する。プラグ
16用のコンタクトホール15形成時と同様、ビット線
構造を覆うSiO2 膜24、Si3 4 膜25によるセ
ルフアラインが行われる。
Next, the BPSG film 26, the Si 3 N 4 film 25, and the SiO 2 film 24 are selectively removed sequentially using a patterned resist mask (not shown) to form contact holes HC for forming storage electrodes. To form As in the case of forming the contact hole 15 for the plug 16, self-alignment by the SiO 2 film 24 and the Si 3 N 4 film 25 covering the bit line structure is performed.

【0045】次いで、減圧CVD法により全面に厚さ6
0nmのドープトシリコン層を形成し、蓄積電極形成用
のコンタクトホール内に蓄積電極層を形成する。残った
孔を埋め込むようにレジスト28を塗布した後、CMP
法により表面を研磨してBPSG膜26上のシリコン層
を除去し、蓄積電極27を形成する。
Next, a thickness of 6
A 0 nm doped silicon layer is formed, and a storage electrode layer is formed in a contact hole for forming a storage electrode. After applying a resist 28 so as to fill the remaining holes, CMP
The silicon layer on the BPSG film 26 is removed by polishing the surface by the method, and the storage electrode 27 is formed.

【0046】蓄積電極27内のレジスト28を除去す
る。次いで、Si3 4 膜25、シリコンの蓄積電極2
7をエッチングストッパとしてHF系のウェットエッチ
ングにより、BPSG膜26を除去し、蓄積電極27の
外側面も露出させる。
The resist 28 in the storage electrode 27 is removed. Next, a Si 3 N 4 film 25 and a silicon storage electrode 2
The BPSG film 26 is removed by HF wet etching using 7 as an etching stopper, and the outer surface of the storage electrode 27 is also exposed.

【0047】図2Hを参照して、高速窒化法(RTN:
Rapid Thermal Nitridatio
n)により、蓄積電極27の表面を窒化する。次いで、
減圧CVD法により、膜厚5〜15nmのTa2 5
29を形成し、800〜850℃程度の酸化熱処理また
は酸素プラズマアニールを行う。このようにして、キャ
パシタの誘電体膜29が形成される。
Referring to FIG. 2H, high-speed nitriding (RTN:
Rapid Thermal Nitridatio
According to n), the surface of the storage electrode 27 is nitrided. Then
A Ta 2 O 5 film 29 having a thickness of 5 to 15 nm is formed by a low pressure CVD method, and an oxidizing heat treatment at about 800 to 850 ° C. or oxygen plasma annealing is performed. Thus, the dielectric film 29 of the capacitor is formed.

【0048】さらに、減圧CVD法により全面に、対向
電極となる厚さ50nmのTiNを形成し、パターニン
グされたレジストマスク(図示せず)をマスクとしてエ
ッチングを行うことにより、対向電極30を形成する。
Further, a counter electrode 30 is formed by forming a 50 nm-thick TiN serving as a counter electrode on the entire surface by a low-pressure CVD method, and performing etching using a patterned resist mask (not shown) as a mask. .

【0049】その後、層間絶縁膜形成、コンタクトホー
ル開口の工程を経て、図1Bの構造を得る。さらに、配
線層形成などの工程を経ることにより、スタック型キャ
パシタが製造される。
Thereafter, through the steps of forming an interlayer insulating film and opening a contact hole, the structure of FIG. 1B is obtained. Further, a stacked capacitor is manufactured through steps such as wiring layer formation.

【0050】本実施形態では、導電層からなるプラグ1
6により1回のかさ上げをした構造をとっている。つま
り、ワード線形成後にかさ上げの為の、接続用プラグ1
6を形成し、SACによりビット線間に蓄積電極27を
形成している。このため、ビット線の配線構造分キャパ
シタ高さを低くすることができる。
In this embodiment, the plug 1 made of a conductive layer
6, the structure is raised once. In other words, the connection plug 1 for raising after the word line is formed.
6, and the storage electrode 27 is formed between the bit lines by SAC. Therefore, the capacitor height can be reduced by the wiring structure of the bit line.

【0051】したがって、セル部と周辺回路部との高低
差を抑えることができ、周辺回路部におけるコンタクト
ホールの形成を容易に行うことができる。
Therefore, the height difference between the cell portion and the peripheral circuit portion can be suppressed, and the contact hole can be easily formed in the peripheral circuit portion.

【0052】本実施形態において、図1Aに示すよう
に、蓄積電極のコンタクトホールは、ワード線とビット
線で囲まれた格子状の領域内に開口している。
In this embodiment, as shown in FIG. 1A, the contact hole of the storage electrode is opened in a grid-like region surrounded by word lines and bit lines.

【0053】図3は、ビット線コンタクト部と蓄積電極
コンタクト部とにプラグ16b、16aを形成した工程
における平面図であり、図2Dに対応している。
FIG. 3 is a plan view showing a step of forming plugs 16b and 16a in the bit line contact portion and the storage electrode contact portion, and corresponds to FIG. 2D.

【0054】例えば、デザインルールが0.2μmの場
合、0.2μmで囲まれた領域、すなわち0.2μm平
方のコンタクトホール内にサイドウォール等の絶縁膜が
片側で0.06μmの厚さで形成されているとすれば、
0.08μm□のコンタクトホールになる。このときの
問題点は、エッチングであり、このような微細で深いコ
ンタクトホールのエッチングは極めて難しい。
For example, when the design rule is 0.2 μm, an insulating film such as a sidewall is formed with a thickness of 0.06 μm on one side in a region surrounded by 0.2 μm, that is, in a 0.2 μm square contact hole. If so,
It becomes a contact hole of 0.08 μm square. The problem at this time is etching, and it is extremely difficult to etch such a fine and deep contact hole.

【0055】特に、256MDRAM以上の集積度の高
いデバイス(デザインルールが0.22μm程度以下)
においては、その解像度を上げるため、波長の短いエキ
シマ・ステッパーを用いなくてはならないが、それだけ
では解像力や製造マージンを考えた場合不十分であり、
何等かの超解像手法が必要である。その中でも最も有力
なのが、位相シフト法と呼ばれる方法で、隣り合うパタ
ーンの位相を180 °反転させるLevenson型の
位相シフト法は最も効果が大きく期待されている方法で
ある。
In particular, highly integrated devices of 256 MDRAM or more (design rule is about 0.22 μm or less)
In order to increase the resolution, it is necessary to use an excimer stepper with a short wavelength, but that alone is not enough in terms of resolution and manufacturing margin,
Some sort of super-resolution technique is needed. Among them, the most influential is a method called a phase shift method, and a Levenson type phase shift method in which the phases of adjacent patterns are inverted by 180 ° is a method that is expected to be most effective.

【0056】しかしながら、その隣り合うパターンの位
相を反転させるという原理に沿ったパターンでなくて
は、その効果は発揮出来ない。図3に示したプラグ16
のレイアウトでは、1つのビット線コンタクト16bに
2つの蓄積電極コンタクト16bが3角形型に隣接す
る。互いに隣接する3つのコンタクトを互いに逆位相に
することはできない。従って、図3はLevenson
型の位相シフトを適用しにくいレイアウトになってい
る。
However, the effect cannot be exerted unless the pattern conforms to the principle of inverting the phase of the adjacent pattern. Plug 16 shown in FIG.
In this layout, two storage electrode contacts 16b are adjacent to one bit line contact 16b in a triangular shape. The three contacts adjacent to each other cannot be out of phase with each other. Therefore, FIG.
It is difficult to apply the phase shift of the mold.

【0057】また、ビット線は、周辺回路部(特にセン
スアンプ)においてもn型拡散層にコンタクトする必要
がある。その場合、図2Dに示したように、プラグ16
を周辺回路部にも設けている。つまり、周辺回路部での
コンタクトは、ビット線/プラグ/n型拡散層というコ
ンタクト構造になり、コンタクト面を2つ有することと
なる。従って、ビット線が拡散層に直接コンタクトする
場合に比べて、コンタクト抵抗の値が大きくなったり、
コンタクト抵抗がばらつくという問題がある。
Also, the bit line needs to be in contact with the n-type diffusion layer in the peripheral circuit section (especially the sense amplifier). In that case, as shown in FIG.
Is also provided in the peripheral circuit section. That is, the contacts in the peripheral circuit portion have a contact structure of bit line / plug / n-type diffusion layer, and have two contact surfaces. Therefore, as compared with the case where the bit line directly contacts the diffusion layer, the value of the contact resistance increases,
There is a problem that contact resistance varies.

【0058】さらに、周辺回路部ではコンタクト部がメ
モリセル部に比べて散在しており、孤立パターンとなっ
ている。このとき、プラグ16のパターニングにはLe
venson型の位相シフトを用いようとしても、この
方法は孤立パターンには有効ではなくかえってLeve
nson型の位相シフトの効果を出すために露光の条件
(開口数、σ値、露光時間)を最適化すると、より大き
な径のコンタクトホールでないと開口しなくなるという
問題がある。
Further, in the peripheral circuit portion, the contact portions are scattered as compared with the memory cell portion, and have an isolated pattern. At this time, Le 16 is used for patterning the plug 16.
Even if a venson type phase shift is to be used, this method is not effective for an isolated pattern, but
If the exposure conditions (numerical aperture, σ value, exposure time) are optimized in order to obtain the effect of the nson-type phase shift, there is a problem that the contact hole cannot be opened unless the contact hole has a larger diameter.

【0059】〔第2の実施形態〕第2実施形態では、プ
ラグ16を蓄積電極のコンタクト部のみに形成し、Le
venson型の位相シフトの効果を出して蓄積電極部
のコンタクトホールを形成する。
[Second Embodiment] In the second embodiment, the plug 16 is formed only in the contact portion of the storage electrode, and
The effect of the venson type phase shift is obtained to form a contact hole in the storage electrode portion.

【0060】また、ビット線を直接、周辺回路部にコン
タクトさせ、コンタクト抵抗のばらつきを抑える。
Further, the bit line is directly contacted with the peripheral circuit portion to suppress the variation in the contact resistance.

【0061】以下、第2実施形態について図面を参照し
つつ、具体的に説明する。第2実施形態は図4A乃至図
9Iに示される。図中、同一符号は同一のものを示すも
のとし、図1A〜図3と対応する工程についてはその説
明を省略する。
Hereinafter, the second embodiment will be specifically described with reference to the drawings. A second embodiment is shown in FIGS. 4A to 9I. In the drawings, the same reference numerals denote the same components, and a description of the steps corresponding to FIGS. 1A to 3 will be omitted.

【0062】図4A、5A、…8Aは、本実施形態にお
けるメモリセルの平面図である。図中、縦方向にワード
線8が延在する。図4B、5B、…8Bは、本実施形態
における周辺回路の2つのMOSトランジスタの平面図
である。
8A are plan views of a memory cell according to the present embodiment. In the figure, a word line 8 extends in the vertical direction. 4B, 5B,... 8B are plan views of two MOS transistors of the peripheral circuit in the present embodiment.

【0063】図9A〜図9Iは、本実施形態による半導
体装置の製造工程を説明するチップの断面図であり、図
4A、5A、…8Aのメモリセル部MCのA−A’、B
−B’断面、図4B、5B、…8Bの周辺回路PCのC
−C’断面にそれぞれ対応している。
9A to 9I are cross-sectional views of the chip for explaining the steps of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment. FIGS. 4A, 5A,...
4B, 5B,... 8B of the peripheral circuit PC in FIG.
-C 'section.

【0064】図4A、4B、9Aを参照して、p型シリ
コン基板1上に、図2Aで説明したのと同様の技術を用
いて、フィールド酸化膜2を形成した後、ゲート酸化膜
3およびゲート電極8を形成する。なお、ゲート電極は
ワード線となる。ウェル構造は省略するが、図1Bと同
様である。
Referring to FIGS. 4A, 4B and 9A, a field oxide film 2 is formed on a p-type silicon substrate 1 by using the same technique as that described with reference to FIG. The gate electrode 8 is formed. Note that the gate electrode becomes a word line. Although the well structure is omitted, it is the same as FIG. 1B.

【0065】図9Bを参照して、図2Bで説明したのと
同様の技術を用いて、ゲート電極8をマスクとしてn-
型不純物拡散層9を形成する。なお、n- 型不純物拡散
層9は転送トランジスタのソース、ドレインとなる。次
いで、厚さ60nmのSiO 2 膜を形成し異方性エッチ
ングすることにより、SiO2 からなるサイドウォール
10を形成する。
Referring to FIG. 9B, the description of FIG.
Using the same technique, the gate electrode 8 is used as a mask and n-
Form impurity diffusion layer 9 is formed. Note that n-Type impurity diffusion
The layer 9 becomes a source and a drain of the transfer transistor. Next
No, 60nm thick SiO TwoForm film and anisotropic etch
By coating, SiOTwoSidewall consisting of
Form 10.

【0066】図9Cを参照して、図2Cで説明したのと
同様の技術を用いて、SiO2 膜11、Si3 4 膜1
2を形成する。
Referring to FIG. 9C, the SiO 2 film 11 and the Si 3 N 4 film 1 are formed by using the same technique as that described with reference to FIG. 2C.
Form 2

【0067】次いで、平坦化膜としてBPSG膜13を
形成し、熱処理によりBPSG膜13をリフローする。
なお、完全に平坦化を行うためには、CMP法により表
面を研磨して平坦化を行うことが好ましい。
Next, a BPSG film 13 is formed as a flattening film, and the BPSG film 13 is reflowed by heat treatment.
Note that, in order to perform planarization completely, it is preferable to planarize the surface by polishing it by a CMP method.

【0068】図5A、5B、9Dを参照して、減圧CV
D法により全面に、厚さ50nmのSi3 4 膜14を
形成する。次いで、Levenson型の位相シフト法
を適用してパターニングされたレジストマスク(図示せ
ず)により、Si3 4 膜14、BPSG膜13、Si
3 4 膜12、SiO2 膜11を選択的に除去して、蓄
積電極をn- 型不純物拡散層9にコンタクトさせるコン
タクトホール15aのみを形成する。ビット線をn-
拡散層9にコンタクトさせるコンタクトホールや周辺回
路のコンタクトホールはこの段階では形成されない。
Referring to FIGS. 5A, 5B and 9D, the decompression CV
A 50 nm thick Si 3 N 4 film 14 is formed on the entire surface by the D method. Next, a Si 3 N 4 film 14, a BPSG film 13, and a Si 3 N 4 film 14 are formed using a resist mask (not shown) patterned by applying a Levenson-type phase shift method.
The 3 N 4 film 12 and the SiO 2 film 11 are selectively removed to form only a contact hole 15 a for bringing the storage electrode into contact with the n -type impurity diffusion layer 9. No contact hole for contacting the bit line with the n -type diffusion layer 9 or a contact hole for a peripheral circuit is formed at this stage.

【0069】さらに、減圧CVD法により、厚さ300
nmのドープトシリコン層をコンタクトホール15aに
埋め込み、CMP法によりSi3 4 膜14上のドープ
トシリコン層を除去して、導電プラグ16aを形成す
る。
Further, a thickness of 300
A doped silicon layer of nm is buried in the contact hole 15a, and the doped silicon layer on the Si 3 N 4 film 14 is removed by a CMP method to form a conductive plug 16a.

【0070】図6A、6B、9Eを参照して、減圧CV
D法により全面に、厚さ20〜60nmのSiO2 膜1
7を形成する。このSiO2 膜17は、プラグ16a表
面を覆い、プラグ16aと2層目配線となるビット線と
を絶縁する。
Referring to FIGS. 6A, 6B and 9E, the decompression CV
The SiO 2 film 1 having a thickness of 20 to 60 nm is entirely formed by the D method.
7 is formed. The SiO 2 film 17 covers the surface of the plug 16a and insulates the plug 16a from the bit line serving as the second layer wiring.

【0071】次いで、パターニングされたレジストマス
ク(図示せず)により、SiO2 膜17、Si3 4
14、BPSG膜13、Si3 4 膜12、SiO2
11を選択的に除去して、ビット線22のコンタクトホ
ール15bと周辺回路のコンタクトホール15bとを同
時に形成する。
Then, the SiO 2 film 17, Si 3 N 4 film 14, BPSG film 13, Si 3 N 4 film 12, and SiO 2 film 11 are selectively removed by using a patterned resist mask (not shown). Then, the contact hole 15b of the bit line 22 and the contact hole 15b of the peripheral circuit are simultaneously formed.

【0072】図7A、7B、9Eを参照して、減圧CV
D法により全面に厚さ40nmのドープトシリコン層1
8、厚さ120nmのWSi層19、厚さ120nmの
SiO2 膜20、プラズマCVD法により反射防止膜と
なるSiON膜21を順次形成する。次いで、パターニ
ングされたレジストマスク(図示せず)により、それぞ
れの層を選択的に除去してビット線22を形成する。
Referring to FIGS. 7A, 7B and 9E, the decompression CV
40 nm-thick doped silicon layer 1 over the entire surface by D method
8. A WSi layer 19 having a thickness of 120 nm, a SiO 2 film 20 having a thickness of 120 nm, and a SiON film 21 serving as an antireflection film are sequentially formed by a plasma CVD method. Next, using a patterned resist mask (not shown), each layer is selectively removed to form a bit line 22.

【0073】さらに、減圧CVD法によりビット線構造
を覆って、基板全面に厚さ60nmのSiO2 膜を形成
し、異方性エッチングによりSiO2 からなるサイドウ
ォール23を形成する。
Further, an SiO 2 film having a thickness of 60 nm is formed on the entire surface of the substrate so as to cover the bit line structure by a low pressure CVD method, and a sidewall 23 made of SiO 2 is formed by anisotropic etching.

【0074】図9Fを参照して、図2Fで説明したのと
同様な技術を用いて、基板全面にSiO2 膜24、Si
3 4 膜25を順次形成する。
[0074] Referring to FIG. 9F, using technology similar to that described in FIG. 2F, SiO 2 film 24 on the entire surface of the substrate, Si
A 3 N 4 film 25 is sequentially formed.

【0075】図9Gを参照して、図2Gで説明したのと
同様な技術を用いて、BPSG膜26を形成し、熱処理
によりBPSG膜26をリフローする。なお、完全に平
坦化を行うためには、CMP法により表面を研磨して平
坦化を行うことが好ましい。
Referring to FIG. 9G, BPSG film 26 is formed using the same technique as that described with reference to FIG. 2G, and BPSG film 26 is reflowed by heat treatment. Note that, in order to perform planarization completely, it is preferable to planarize the surface by polishing it by a CMP method.

【0076】図8A、8B、9Gを参照して、BPSG
膜26、Si3 4 膜25、SiO 2 膜24、を順次選
択的に除去して、蓄積電極形成用のコンタクトホールを
形成する。
Referring to FIGS. 8A, 8B and 9G, BPSG
Film 26, SiThreeNFourFilm 25, SiO TwoFilm 24
To remove the contact hole for forming the storage electrode.
Form.

【0077】さらに、ドープトシリコン層を形成し、さ
らに蓄積電極形成用のコンタクトホール内を埋め込むよ
うにレジスト28を塗布した後、CMP法により表面を
研磨してBPSG膜26上のシリコン層を除去し、蓄積
電極27を形成する。
Further, after a doped silicon layer is formed and a resist 28 is applied so as to fill the contact hole for forming the storage electrode, the surface is polished by a CMP method to remove the silicon layer on the BPSG film 26. Then, the storage electrode 27 is formed.

【0078】図9Hを参照して、図2Hで説明したのと
同様な技術を用いて、蓄積電極内のレジスト28を除去
する。次いで、Si3 4 膜25をエッチングストッパ
としてウェットエッチングによりBPSG膜26を除去
し、蓄積電極の外側面も露出させる。RTN法により蓄
積電極27の表面を窒化する。次いで、Ta2 5 膜2
9を形成し酸化熱処理または酸素プラズマアニールを行
う。
Referring to FIG. 9H, the resist 28 in the storage electrode is removed using the same technique as that described with reference to FIG. 2H. Next, the BPSG film 26 is removed by wet etching using the Si 3 N 4 film 25 as an etching stopper, and the outer surface of the storage electrode is also exposed. The surface of the storage electrode 27 is nitrided by the RTN method. Next, the Ta 2 O 5 film 2
Then, an oxidation heat treatment or oxygen plasma annealing is performed.

【0079】さらに、対向電極となるTiN膜を形成
し、パターニングすることにより対向電極30を形成す
る。さらに、層間絶縁膜31をBPSG等で形成し、リ
フロー又はCMPを行って表面を平坦化する。レジスト
パターンを用いて周辺回路のコンタクトホールCHを開
口する。
Further, a TiN film to be a counter electrode is formed and patterned to form a counter electrode 30. Further, an interlayer insulating film 31 is formed of BPSG or the like, and the surface is flattened by performing reflow or CMP. A contact hole CH of a peripheral circuit is opened using a resist pattern.

【0080】図9Iを参照して、バリアメタル層32、
主導電層33等からなる配線形成などの工程を経ること
により、スタック型キャパシタを有するDRAM装置が
製造される。
Referring to FIG. 9I, barrier metal layer 32,
A DRAM device having a stacked capacitor is manufactured through a process such as forming a wiring composed of the main conductive layer 33 and the like.

【0081】なお、場合によってはビット線22を形成
した後にも、かさ上げの為の、プラグをさらに形成して
もよい。この場合、セル部分の高さが第1実施形態に比
べて高くなってしまうが、蓄積電極接続用プラグ16の
コンタクトホール15a形成は、Levenson型の
位相シフト法を用いて行うので、容易にコンタクトホー
ルを形成することができる。
In some cases, after the bit line 22 is formed, a plug for raising the height may be further formed. In this case, the height of the cell portion is higher than in the first embodiment. However, since the formation of the contact hole 15a of the storage electrode connection plug 16 is performed using a Levenson-type phase shift method, the contact can be easily formed. Holes can be formed.

【0082】本実施形態によれば、周辺回路部のコンタ
クトホール15bは、蓄積電極用コンタクトホール15
aとは別に、ビット線のコンタクトホール15bと同時
に開口することになるので、Levenson型の位相
シフト法は不要となり、周辺回路部のコンタクト径を小
さくできるので、レイアウト面積を縮小することができ
る。
According to the present embodiment, the contact hole 15b in the peripheral circuit portion is
Apart from a, the opening is formed at the same time as the contact hole 15b of the bit line, so that the Levenson-type phase shift method becomes unnecessary, and the contact diameter of the peripheral circuit can be reduced, so that the layout area can be reduced.

【0083】また、周辺回路部のn型拡散層とのコンタ
トクホール15bは、直接基板上に開口するので、周辺
回路部のコンタクト抵抗が安定し、且つばらつきを抑え
ることができる。
Further, since the contact hole 15b with the n-type diffusion layer in the peripheral circuit portion is opened directly on the substrate, the contact resistance of the peripheral circuit portion can be stabilized and the variation can be suppressed.

【0084】[第3実施形態]次に、第3実施形態につ
いて図面を参照しつつ説明する。
[Third Embodiment] Next, a third embodiment will be described with reference to the drawings.

【0085】第2実施形態では、ビット線材料にシリコ
ン層とWSiとを用いていたので、周辺回路部でのコン
タクトは、n型のドープトシリコンを用いた場合には、
n型の拡散層としかコンタクトをすることができなかっ
た。
In the second embodiment, the silicon layer and the WSi are used for the bit line material. Therefore, when the n-type doped silicon is used for the contact in the peripheral circuit portion,
Only the n-type diffusion layer could be contacted.

【0086】したがって、周辺回路部において、p型の
拡散層とコンタクトをとるには上層の金属配線を利用し
てコンタクトをとるしかなかった。また、上層配線から
基板表面までの深いコンタクトホールを形成しなければ
ならないので、位置合わせ余裕をとるためにレイアウト
面積が大きくなるという問題があった。さらに、そのよ
うな深いコンタクトホールの形成にあたって、エッチン
グの制御性が難しいという問題もあった。
Therefore, in the peripheral circuit portion, the only way to make contact with the p-type diffusion layer is to make contact using the upper metal wiring. Further, since a deep contact hole from the upper wiring to the surface of the substrate must be formed, there is a problem that the layout area becomes large in order to provide a margin for alignment. Further, there is a problem that it is difficult to control the etching in forming such a deep contact hole.

【0087】本実施形態によれば、キャパシタの下に形
成したビット線構造において、その材料を金属配線とす
る。従って、周辺回路部のn型拡散層にもp型拡散層に
も、浅いコンタクトホールを介してコンタクトすること
ができ、レイアウト面積を縮小することができる。
According to the present embodiment, in the bit line structure formed under the capacitor, the material is metal wiring. Therefore, it is possible to make contact with the n-type diffusion layer and the p-type diffusion layer of the peripheral circuit portion via the shallow contact hole, and the layout area can be reduced.

【0088】図10は、第3実施形態における半導体装
置の断面図を示したものであり、第2実施形態で説明し
た図9Iの断面図に相当するものである。図中、9aは
n型拡散層、9bはp型拡散層を示している。第2層目
の導電層であるビット線22を2層の金属配線18a、
19aで形成する。その他の符号は第2実施形態におい
て説明したものと同一のものを示すものとする。ウェル
構造は一部図示を省略する。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the third embodiment, and corresponds to the cross-sectional view of FIG. 9I described in the second embodiment. In the figure, 9a indicates an n-type diffusion layer, and 9b indicates a p-type diffusion layer. The bit line 22 as the second conductive layer is connected to the two-layer metal wiring 18a,
19a. Other symbols are the same as those described in the second embodiment. The illustration of the well structure is partially omitted.

【0089】本実施形態によれば、ビット線のコンタク
トホール15bを形成する際に、周辺回路部のnチャネ
ルトランジスタ領域とpチャネルトランジスタ領域とに
同時にコンタクトホール15bを形成することができ
る。
According to the present embodiment, when forming the contact hole 15b of the bit line, the contact hole 15b can be formed simultaneously in the n-channel transistor region and the p-channel transistor region of the peripheral circuit portion.

【0090】したがって、図9Iに示したように、上層
の金属配線を利用してダイレクトに基板とコンタクトを
とる必要がなくなるので、周辺回路部のレイアウト面積
を縮小することができる。
Therefore, as shown in FIG. 9I, there is no need to make direct contact with the substrate using the upper metal wiring, so that the layout area of the peripheral circuit portion can be reduced.

【0091】[第4実施形態]本発明による第4実施形
態を、図11、図12を参照しつつ具体的に説明する。
[Fourth Embodiment] A fourth embodiment according to the present invention will be specifically described with reference to FIGS.

【0092】周辺回路部において1層目の導電層と2層
目の導電層とをコンタクトする為の手法を中心に本実施
形態を以下に示す。
The present embodiment will be described below focusing on a technique for contacting the first conductive layer and the second conductive layer in the peripheral circuit portion.

【0093】図11は、第2実施形態における図9Iに
相当する半導体装置の断面図であり、周辺回路部右端に
おいて1層目の導電層4、5と2層目の導電層18、1
9とがコンタクトをしている場合を示している。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a semiconductor device corresponding to FIG. 9I in the second embodiment, in which the first conductive layers 4, 5 and the second conductive layers 18, 1
9 shows a case where they are in contact with each other.

【0094】図12は、第4実施形態における半導体装
置の断面図を示したものであり、図11に示す半導体装
置を改良したものである。また、セル部については図9
Iのセル部に相当するものであり、周辺回路部について
は図9Iの周辺回路部に類似するものである。なお、図
中、同一符号は同一のものを示すものとする。
FIG. 12 is a sectional view of the semiconductor device according to the fourth embodiment, which is an improvement of the semiconductor device shown in FIG. The cell part is shown in FIG.
This corresponds to the cell section of I, and the peripheral circuit section is similar to the peripheral circuit section of FIG. 9I. In the drawings, the same reference numerals indicate the same components.

【0095】本実施形態では、SACに用いるSi3
4 膜12を形成後、周辺回路領域のSi3 4 膜12を
除去する。すなわち、例えば図2C、図9Cの工程にお
いて、第1 層目の導電層と第2 層目の導電層とのコンタ
クトを取りたい部分を含む領域の前記Si3 4 膜12
を選択的に除去する。セル部においては、n型拡散層9
と層間絶縁膜13との間に1層のSi3 4 膜12が存
在し、周辺回路部においては、1層目導電層4、5と層
間絶縁膜13との間に1層のSiON膜7が存在する。
SiON膜7とSiN膜12は、同一のエッチングで選
択的にエッチングできる。
In this embodiment, the Si 3 N used for the SAC is
After the formation of the 4 film 12, the Si 3 N 4 film 12 in the peripheral circuit region is removed. That is, for example, in the steps of FIG. 2C and FIG. 9C, the Si 3 N 4 film 12 in a region including a portion where a contact between the first conductive layer and the second conductive layer is desired to be made.
Is selectively removed. In the cell portion, the n-type diffusion layer 9
A single layer of Si 3 N 4 film 12 exists between the first conductive layers 4 and 5 and the interlayer insulating film 13 in the peripheral circuit portion. 7 are present.
The SiON film 7 and the SiN film 12 can be selectively etched by the same etching.

【0096】これにより、ビット線と基板とのコンタク
トホールを開口する際に、同時に第1層目の導電層と第
2層目の導電層とのコンタクトを形成することが可能に
なる。基板とのコンタクトホールとは別個に第1層目導
電層への微細なコンタクトホールを開口しなくてはなら
ない図11の方法に比べ、図12ではコンタクトホール
を開口したい領域のSiON膜を除去するためのパター
ンを追加して、加工を行えば良いので、別個の微細パタ
ーンは不要となり、歩留りや信頼性の向上が可能であ
る。
Thus, the contact between the first conductive layer and the second conductive layer can be formed simultaneously when the contact hole between the bit line and the substrate is opened. In contrast to the method of FIG. 11 in which a fine contact hole to the first conductive layer must be opened separately from the contact hole with the substrate, in FIG. 12, the SiON film in the region where the contact hole is to be opened is removed. For this purpose, a separate fine pattern is not required, and the yield and reliability can be improved.

【0097】[第5実施形態]本発明における第5実施
形態について、図13を参照しつつ説明する。
[Fifth Embodiment] A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0098】本実施形態は、第3実施形態と第4実施形
態とを組み合わせたものであり、1層目の導電層と2層
目の導電層とをコンタクトする為の手法で、かつ2層目
の導電層に金属を適用した場合を示している。
This embodiment is a combination of the third and fourth embodiments, and is a method for making contact between the first conductive layer and the second conductive layer. The case where a metal is applied to the conductive layer of the eye is shown.

【0099】図13は、本実施形態における半導体装置
の断面図であり、第4実施形態で説明した図12を改良
したものである。なお、図中、同一符号は同一のものを
示すものとする。
FIG. 13 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the present embodiment, which is an improvement of FIG. 12 described in the fourth embodiment. In the drawings, the same reference numerals indicate the same components.

【0100】本実施形態によれば、ビット線のコンタク
トを形成する際に、周辺回路部のnチャネルトランジス
タ領域とpチャネルトランジスタ領域とに同時にコンタ
クトホールを形成することができ、上部配線でダイレク
トに基板とコンタクトをとる必要が減少するので、周辺
回路部のレイアウト面積を縮小することができる。
According to the present embodiment, when forming a contact of a bit line, a contact hole can be simultaneously formed in the n-channel transistor region and the p-channel transistor region of the peripheral circuit portion, and can be directly formed by the upper wiring. Since the necessity of making contact with the substrate is reduced, the layout area of the peripheral circuit portion can be reduced.

【0101】また、SACに用いるSi3 4 膜12を
形成後、周辺回路領域のSi3 4膜12を除去してい
るので、ビット線と基板とのコンタクトホールを開口す
る際に、同時に第1層目の導電層と第2層目の導電層と
のコンタクトを形成することが可能になり、工程数を削
減することができる。
[0102] Also, after an Si 3 N 4 film 12 to be used in the SAC, since the removal of the Si 3 N 4 film 12 in the peripheral circuit region, when the contact hole for the bit line and the substrate, at the same time A contact between the first conductive layer and the second conductive layer can be formed, so that the number of steps can be reduced.

【0102】[第6実施形態]本発明における第6実施
形態について、図14を参照しつつ説明する。
[Sixth Embodiment] A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0103】本実施形態は、周辺回路部において、コン
タクトホールを形成する方法に関する。層間絶縁膜をエ
ッチングして、不純物拡散層や配線層にコンタクトホー
ルを形成する場合に、層間絶縁膜が複数の酸化膜や複数
の窒化膜から構成されていると、コンタクトホールを形
成する際のエッチングが複雑になってしまう。
The present embodiment relates to a method for forming a contact hole in a peripheral circuit portion. When a contact hole is formed in an impurity diffusion layer or a wiring layer by etching an interlayer insulating film, if the interlayer insulating film is composed of a plurality of oxide films or a plurality of nitride films, the contact hole in forming the contact hole is reduced. Etching becomes complicated.

【0104】そこで、本実施形態は、周辺回路部におけ
るコンタクトホールを形成する工程を安定して行うこと
を特徴とする。
Therefore, the present embodiment is characterized in that the step of forming a contact hole in the peripheral circuit portion is performed stably.

【0105】図14は、本実施形態を示す半導体装置の
断面図であり、第2実施形態で説明した半導体装置を改
良したものである。なお、図中、同一符号は同一のもの
を示すものとする。
FIG. 14 is a sectional view of a semiconductor device according to the present embodiment, which is an improvement of the semiconductor device described in the second embodiment. In the drawings, the same reference numerals indicate the same components.

【0106】図14を参照して、本実施形態における半
導体装置の製造工程は、第2実施形態において図9A〜
9Iを用いて説明した製造工程とほぼ同様であり、以下
異なる点について説明する。
Referring to FIG. 14, the manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment is the same as that of the second embodiment shown in FIGS.
The manufacturing process is almost the same as that described with reference to 9I, and different points will be described below.

【0107】まず、1層目の配線となるゲート電極をパ
ターニングした後に、周辺回路部では、例えば燐酸ボイ
ル等によりゲート電極8上のSiON膜7を除去する。
また、2層目の配線となるビット線をパターニングした
後にも、周辺回路部ではビット線上のSiON膜21を
除去する。さらに、対向電極30のパターニングに続け
て、周辺回路部ではSACのSi3 4 膜25を除去す
る。なお、SiON膜7、21は、配線をパターニング
する際の反射防止膜として用いているものであり、Si
ON膜7、21を用いずに配線をパターニングするので
あれば、除去する必要はない。
First, after patterning the gate electrode serving as the first layer wiring, in the peripheral circuit portion, the SiON film 7 on the gate electrode 8 is removed by, for example, boiling phosphoric acid.
Also, after patterning the bit line serving as the second layer wiring, the SiON film 21 on the bit line is removed in the peripheral circuit portion. Further, following the patterning of the counter electrode 30, in the peripheral circuit portion, the Si 3 N 4 film 25 of SAC is removed. The SiON films 7 and 21 are used as anti-reflection films when patterning wiring, and
If the wiring is patterned without using the ON films 7 and 21, there is no need to remove the wiring.

【0108】本実施形態によれば、周辺回路部の1層目
配線、ビット線上にSiON膜がなく、1層のSiN膜
が形成されている。メモリセル部を形成する上で必要な
SACに用いる窒化膜を、除去すると同時に周辺回路部
のSiN膜を除去し、その下の酸化膜も同時に除去でき
る。特に工程を増やすことなく周辺回路部において選択
的に除去しているので、周辺回路部におけるコンタクト
ホールの形成が容易になる。
According to the present embodiment, there is no SiON film on the first layer wiring and bit line in the peripheral circuit portion, and a single layer SiN film is formed. At the same time as removing the nitride film used for the SAC necessary for forming the memory cell portion, the SiN film in the peripheral circuit portion can be removed, and the oxide film thereunder can be removed at the same time. In particular, since the contact holes are selectively removed in the peripheral circuit portion without increasing the number of steps, formation of contact holes in the peripheral circuit portion is facilitated.

【0109】[第7実施形態]本発明における第7実施
形態について、図15を参照しつつ説明する。
[Seventh Embodiment] A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0110】第6実施形態では、1層目配線(ゲート電
極)上のSiON膜7、2層目配線(ビット線)上のS
iON膜21をそれぞれ除去し、また、対向電極下のS
34 膜25を対向電極をマスクとして除去すること
により、周辺回路部におけるコンタクトホールの形成を
容易にしているが、本実施形態では、さらにコンタクト
ホールの形成を容易にする方法を提供する。
In the sixth embodiment, the SiON film 7 on the first layer wiring (gate electrode) and the S
The iON film 21 is removed, and the S
By removing the i 3 N 4 film 25 using the counter electrode as a mask, the formation of the contact hole in the peripheral circuit portion is facilitated. In the present embodiment, a method for further facilitating the formation of the contact hole is provided. .

【0111】図15は、本実施形態による半導体装置の
断面図であり、第6実施形態で説明した半導体装置を改
良したものである。なお、図中、同一符号は同一のもの
を示すものとする。
FIG. 15 is a sectional view of the semiconductor device according to the present embodiment, which is an improvement of the semiconductor device described in the sixth embodiment. In the drawings, the same reference numerals indicate the same components.

【0112】図15を参照して、本実施形態における半
導体装置の製造工程も、第6実施形態と同様に、第2実
施形態において図9A〜9Iを用いて説明した製造工程
とほぼ同様であり、以下異なる点について説明する。
Referring to FIG. 15, the manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment is substantially the same as the manufacturing process described with reference to FIGS. 9A to 9I in the second embodiment, similarly to the sixth embodiment. Hereinafter, different points will be described.

【0113】まず、1層目の配線となるゲート電極をパ
ターニングした後に、例えば燐酸ボイル等により周辺回
路部のゲート電極8上のSiON膜7を除去する。
First, after patterning the gate electrode serving as the first-layer wiring, the SiON film 7 on the gate electrode 8 in the peripheral circuit portion is removed by, for example, boiling phosphoric acid.

【0114】次に、SACに用いるSi3 4 膜12を
形成後、周辺回路領域のSi3 4膜12を選択的に除
去する。次に、2層目の配線となるビット線をパターニ
ングした後にも、ビット線上のSiON膜21を除去す
る。さらに、対向電極30のパターニングに続けて、周
辺回路部のSACのSi3 4 膜25、層間絶縁膜であ
るSiO2 膜24、SACのSi3 4 膜14を順次除
去する。
[0114] Then, after an Si 3 N 4 film 12 used in the SAC, selectively remove the Si 3 N 4 film 12 in the peripheral circuit region. Next, the SiON film 21 on the bit line is removed even after the bit line serving as the second-layer wiring is patterned. Further, following the patterning of the counter electrode 30, the SAC Si 3 N 4 film 25, the interlayer insulating film SiO 2 film 24, and the SAC Si 3 N 4 film 14 in the peripheral circuit portion are sequentially removed.

【0115】なお、SiON膜7、21は、配線をパタ
ーニングする際の反射防止膜として用いているものであ
り、SiON膜7、21を用いずに配線をパターニング
するのであれば、除去する必要はない。
The SiON films 7 and 21 are used as an antireflection film when patterning the wiring. If the wiring is patterned without using the SiON films 7 and 21, the SiON films 7 and 21 need not be removed. Absent.

【0116】本実施形態によれば、周辺回路部における
全てのSiON膜7、21、Si34 膜12、25、
14を除去しているので、周辺回路部におけるコンタク
トホールの形成がさらに容易になる。
According to the present embodiment, all the SiON films 7, 21 and the Si 3 N 4 films 12, 25,
The removal of 14 further facilitates the formation of contact holes in the peripheral circuit section.

【0117】[第8実施形態]本発明の第8実施形態
は、図16A〜16Iに示される。
[Eighth Embodiment] An eighth embodiment of the present invention is shown in FIGS. 16A to 16I.

【0118】本実施形態は、第4実施形態とは異なる手
段を用いて、周辺回路部において1層目の導電層と2層
目の導電層をコンタクトする手法を提供する。
The present embodiment provides a method for contacting the first conductive layer and the second conductive layer in the peripheral circuit portion by using means different from the fourth embodiment.

【0119】図16A〜16Iは、本実施形態による半
導体装置の製造工程を示すチップの断面図であり、図
中、同一符号は同一のものを示すものとする。
16A to 16I are cross-sectional views of the chip showing the steps for fabricating the semiconductor device according to the present embodiment. In the drawings, the same reference numerals denote the same components.

【0120】図16Aを参照して、p型シリコン基板1
上に公知の技術を用いてLOCOS分離(選択酸化)を
行い、厚さ250nmのフィールドSiO2 膜2を形成
した後、熱酸化により、厚さ5〜10nmのゲート酸化
膜となるSiO2 膜3を形成する。次いで、減圧CVD
法により高濃度にP(リン)を含む厚さ50nmのシリ
コン層4、厚さ120nmのWSi層5、厚さ20nm
のSiO2 膜6、厚さ80nmのSi3 4 膜7’を順
次形成する。
Referring to FIG. 16A, p-type silicon substrate 1
After performing LOCOS isolation (selective oxidation) using a known technique above, forming a field SiO 2 film 2 having a thickness of 250 nm, the SiO 2 film 3 serving as a gate oxide film having a thickness of 5 to 10 nm is formed by thermal oxidation. To form Then, low pressure CVD
A 50 nm thick silicon layer 4 containing a high concentration of P (phosphorus), a 120 nm thick WSi layer 5, and a 20 nm thick
SiO 2 film 6 and an 80 nm thick Si 3 N 4 film 7 ′ are sequentially formed.

【0121】さらに、パターニングされたレジストマス
ク(図示せず)により、1層目の導電層と2層目の導電
層とのコンタクトをとりたい部分を含む領域について、
Si 3 4 膜7’を選択的に除去する。
Further, the patterned resist mass
(Not shown), the first conductive layer and the second conductive layer
For the region containing the part that you want to contact with the layer,
Si ThreeNFourThe film 7 'is selectively removed.

【0122】図16Bを参照して、パターニングされた
レジストマスク(図示せず)により、Si3 4
7’、SiO2 膜6、WSi層5、シリコン層4をそれ
ぞれ選択的に除去して、ゲート電極8(1層目配線)を
形成する。なお、ゲート電極はワード線となる。
Referring to FIG. 16B, the Si 3 N 4 film 7 ′, the SiO 2 film 6, the WSi layer 5 and the silicon layer 4 are selectively removed by using a patterned resist mask (not shown). Then, a gate electrode 8 (first layer wiring) is formed. Note that the gate electrode becomes a word line.

【0123】図16Cを参照して、ゲート電極8をマス
クとして、P(リン)イオンをシリコン基板1中に注入
し、n- 型不純物拡散層9を形成する。なお、n- 型不
純物拡散層9は、セル部では転送トランジスタのソー
ス、ドレインとなり、周辺回路部ではnチャネルトラン
ジスタのLDD用の低濃度拡散層となる。次いで、減圧
CVD法により全面に厚さ60nmのSi3 4 膜を形
成し、異方性エッチングにより、Si3 4 からなるサ
イドウォール10’を形成する。
Referring to FIG. 16C, using the gate electrode 8 as a mask, P (phosphorus) ions are implanted into the silicon substrate 1 to form an n -type impurity diffusion layer 9. The n -type impurity diffusion layer 9 serves as a source and a drain of the transfer transistor in the cell portion, and serves as an LDD low concentration diffusion layer of the n-channel transistor in the peripheral circuit portion. Then, a reduced pressure CVD method by to form a Si 3 N 4 film having a thickness of 60nm on the entire surface by anisotropic etching to form sidewall 10 'made of Si 3 N 4.

【0124】図16Dを参照して、周辺回路部のnチャ
ネルトランジスタ領域に砒素イオンを注入することによ
りn+ 型拡散層を形成する。周辺部のpチャネルトラン
ジスタ領域にボロンイオンを注入することによりp+
散層を形成する。
Referring to FIG. 16D, an n + -type diffusion layer is formed by implanting arsenic ions into the n-channel transistor region of the peripheral circuit portion. A p + diffusion layer is formed by implanting boron ions into the peripheral p-channel transistor region.

【0125】次いで、減圧CVD法により全面に、厚さ
20nmのSiO2 膜11、厚さ300〜400nmの
BPSG膜13を形成し、窒素雰囲気中で800℃程度
の熱処理によりBPSG膜13をリフローする。なお、
完全に平坦化を行うためには、CMP法により表面を研
磨して平坦化を行うことが好ましい。
Next, a SiO 2 film 11 having a thickness of 20 nm and a BPSG film 13 having a thickness of 300 to 400 nm are formed on the entire surface by low pressure CVD, and the BPSG film 13 is reflowed by a heat treatment at about 800 ° C. in a nitrogen atmosphere. . In addition,
In order to completely planarize, it is preferable to planarize the surface by polishing by a CMP method.

【0126】次いで、減圧CVD法により全面に、厚さ
50nmのSi3 4 膜14を形成し、パターニングさ
れたレジストマスク(図示せず)により、蓄積電極がコ
ンタクトする領域のSi3 4 膜14を選択的に除去す
る。次いで、BPSG膜13を窒化膜7’、10’を利
用した自己整合により除去して、SACによるコンタク
トホール15aを形成する。
[0126] Then, on the entire surface by low pressure CVD method, an Si 3 N 4 film 14 having a thickness of 50 nm, a patterned resist mask (not shown), the Si 3 N 4 film in the region where the storage electrode is a contact 14 is selectively removed. Next, the BPSG film 13 is removed by self-alignment using the nitride films 7 'and 10' to form a contact hole 15a by SAC.

【0127】さらに、減圧CVD法により、厚さ300
nmのドープトシリコン層をコンタクトホール15a内
に埋め込み、CMP法によりSi3 4 膜14上のドー
プトシリコン層を除去して、プラグ16を形成する。
Further, a thickness of 300
A doped silicon layer of nm is embedded in the contact hole 15a, and the doped silicon layer on the Si 3 N 4 film 14 is removed by a CMP method to form a plug 16.

【0128】図16Eを参照して、減圧CVD法により
プラグ16を覆って全面に、厚さ20〜60nmのSi
2 膜17を形成する。このSiO2 膜17は、プラグ
16と2層目配線となるビット線とを絶縁する。次い
で、パターニングされたレジストマスク(図示せず)に
より、SiO2 膜17、Si3 4 膜14、BPSG膜
13、SiO2 膜11を選択的に除去して、ビット線2
2のコンタクトホール15bと周辺回路のコンタクトホ
ール15bとを同時に形成する。コンタクトホール15
a形成時と同様、窒化膜7’、10’を利用して、自己
整合でコンタクトホール15bが形成される。
Referring to FIG. 16E, a 20 to 60 nm-thick Si
An O 2 film 17 is formed. This SiO 2 film 17 insulates the plug 16 from the bit line serving as the second layer wiring. Next, the SiO 2 film 17, the Si 3 N 4 film 14, the BPSG film 13, and the SiO 2 film 11 are selectively removed by a patterned resist mask (not shown), and the bit line 2 is removed.
The second contact hole 15b and the contact hole 15b of the peripheral circuit are simultaneously formed. Contact hole 15
As in the case of forming a, contact holes 15b are formed in a self-aligned manner using nitride films 7 'and 10'.

【0129】図16Fを参照して、減圧CVD法により
全面に、高濃度にPを含む厚さ40nmのドープトシリ
コン層18、厚さ120nmのWSi層19、厚さ20
nmのSiO2 膜20、厚さ120nmのSi3 4
21' を順次形成する。次いで、パターニングされたレ
ジストマスク(図示せず)により、それぞれの層を選択
的に除去してビット線22を形成する。
Referring to FIG. 16F, a 40 nm-thick doped silicon layer 18 containing a high concentration of P, a 120 nm-thick WSi layer 19, and a 20
A SiO 2 film 20 of nm and a Si 3 N 4 film 21 ′ of 120 nm in thickness are sequentially formed. Next, using a patterned resist mask (not shown), each layer is selectively removed to form a bit line 22.

【0130】さらに、減圧CVD法により全面に厚さ6
0nmのSi3 4 膜を形成し、異方性エッチングによ
りSi3 4 からなるサイドウォール23’を形成す
る。
Further, a thickness of 6
And an Si 3 N 4 film of 0 nm, to form a side wall 23 made of Si 3 N 4 'by anisotropic etching.

【0131】図16Gを参照して、減圧CVD法により
全面に、厚さ10〜30nmのSiO2 膜24を形成す
る。次いで、平坦化膜として全面に厚さ1000〜15
00nmのBPSG膜26を形成し、窒素雰囲気中で8
50℃の熱処理によりBPSG膜26をリフローする。
なお、完全に平坦化を行うために、CMP法により表面
を研磨して平坦化を行うことが好ましい。
Referring to FIG. 16G, an SiO 2 film 24 having a thickness of 10 to 30 nm is formed on the entire surface by low pressure CVD. Next, a thickness of 1000 to 15 is formed on the entire surface as a flattening film.
A BPSG film 26 having a thickness of 00 nm is formed and
The BPSG film 26 is reflowed by a heat treatment at 50 ° C.
In addition, in order to completely planarize, it is preferable to planarize the surface by polishing by a CMP method.

【0132】次いで、パターニングされたレジストマス
クにより(図示せず)、BPSG膜26、SiO2 膜2
4、を窒化膜21、23’を利用した自己整合で順次選
択的に除去して、蓄積電極形成用のコンタクトホールH
Cを形成する。
Next, the BPSG film 26 and the SiO 2 film 2 are formed using a patterned resist mask (not shown).
4 are sequentially and selectively removed by self-alignment using the nitride films 21 and 23 'to form contact holes H for forming storage electrodes.
Form C.

【0133】次いで、減圧CVD法により高濃度にリン
を含む厚さ60nmのドープトシリコン層を形成し、さ
らに蓄積電極形成用のコンタクトホール内にレジスト2
8を埋め込んだ後、CMP法により表面を研磨してBP
SG膜26上のシリコン層を除去し、蓄積電極27を形
成する。
Next, a 60 nm-thick doped silicon layer containing phosphorus at a high concentration is formed by a low pressure CVD method, and a resist 2 is formed in a contact hole for forming a storage electrode.
After embedding No.8, the surface is polished by CMP and BP
The silicon layer on the SG film 26 is removed, and a storage electrode 27 is formed.

【0134】図16Hを参照して、蓄積電極内のレジス
ト28を除去する。次いで、HF系のウェットエッチン
グによりBPSG膜26を除去し、蓄積電極の外側面も
露出させる。図では、BPSG膜26を一部残す場合を
示している。次いで、RTN法により、蓄積電極27の
表面を窒化する。次いで、減圧CVD法により、膜厚5
〜15nmのTa2 5 膜29を形成し、800〜85
0℃程度の酸化熱処理または酸素プラズマアニールを行
う。
Referring to FIG. 16H, the resist 28 in the storage electrode is removed. Next, the BPSG film 26 is removed by HF wet etching to expose the outer surface of the storage electrode. The figure shows a case where a part of the BPSG film 26 is left. Next, the surface of the storage electrode 27 is nitrided by the RTN method. Next, a film thickness of 5
To form a Ta 2 O 5 film 29 having a thickness of 800 to 85 nm.
Oxidation heat treatment or oxygen plasma annealing at about 0 ° C. is performed.

【0135】さらに、減圧CVD法により全面に、対向
電極となる厚さ50nmのTiNを形成し、パターニン
グされたレジストマスク(図示せず)をマスクとしてエ
ッチングを行うことにより、対向電極30を形成する。
Further, 50 nm-thick TiN serving as a counter electrode is formed on the entire surface by a low-pressure CVD method, and etching is performed using a patterned resist mask (not shown) as a mask to form a counter electrode 30. .

【0136】図16Iを参照して、層間絶縁膜31、配
線層32、33形成などの工程を経ることにより、スタ
ック型キャパシタが製造される。
Referring to FIG. 16I, a stacked capacitor is manufactured through the steps of forming interlayer insulating film 31, wiring layers 32 and 33, and the like.

【0137】本実施形態では、図16Aの工程におい
て、SACに用いるSi3 4 膜7’を形成後、周辺回
路領域のSi3 4 膜7’を選択的に除去することによ
り、図16Eの工程においてビット線と基板とのコンタ
クトホールを開口する際に、同時に第1層目の導電層と
第2層目の導電層とのコンタクトを形成することが可能
になり、工程数を削減することができる。
[0137] In this embodiment, in the step of FIG. 16A, 'after forming, Si 3 N 4 film 7 of the peripheral circuit region' Si 3 N 4 film 7 used in the SAC by the selective removal of, FIG. 16E When the contact hole between the bit line and the substrate is opened in the step of, the contact between the first conductive layer and the second conductive layer can be formed at the same time, and the number of steps can be reduced. be able to.

【0138】さらに、本実施形態によれば、ゲート電極
(1層目配線)やビット線(2層目配線)を囲むように
Si3 4 膜を形成してセルフアラインコンタクトを行
っている。周辺回路部において余計なSi3 4 膜が存
在しないので、周辺回路部におけるコンタクトホールの
形成が容易になる。
Further, according to the present embodiment, a Si 3 N 4 film is formed so as to surround a gate electrode (first-layer wiring) and a bit line (second-layer wiring), and a self-align contact is performed. Since there is no unnecessary Si 3 N 4 film in the peripheral circuit portion, it is easy to form a contact hole in the peripheral circuit portion.

【0139】[第9実施形態]第4実施形態から第8実
施形態では、周辺回路部のSi3 4 膜を選択的に除去
することによって、周辺回路部におけるコンタクトホー
ルの形成を容易にすることができることを説明した。
[Ninth Embodiment] In the fourth to eighth embodiments, the formation of contact holes in the peripheral circuit section is facilitated by selectively removing the Si 3 N 4 film in the peripheral circuit section. Explained what can be done.

【0140】本実施形態では、メモリセル部における工
程数を削減し、かつ周辺回路部におけるコンタクトホー
ルの形成を容易にすることができる半導体装置およびそ
の製造方法を提供する。
The present embodiment provides a semiconductor device capable of reducing the number of steps in a memory cell portion and facilitating formation of a contact hole in a peripheral circuit portion, and a method of manufacturing the same.

【0141】以下、第9実施形態について図面を参照し
つつ、具体的に説明する。本実施形態は図17A、17
B、18A〜18Lに示される。図中、同一符号は同一
のものを示すものとする。
Hereinafter, the ninth embodiment will be described in detail with reference to the drawings. This embodiment is shown in FIGS.
B, 18A-18L. In the drawings, the same reference numerals indicate the same components.

【0142】図17Aは、本実施形態におけるメモリセ
ル部の平面図である。図17Bは、本実施形態における
メモリセル部及び周辺回路部の断面図であり、メモリセ
ル部については、図17AのX−X’、Y−Y’線に沿
う断面にそれぞれ対応している。
FIG. 17A is a plan view of the memory cell portion in the present embodiment. FIG. 17B is a cross-sectional view of the memory cell portion and the peripheral circuit portion in the present embodiment. The memory cell portion corresponds to a cross section along line XX ′ and YY ′ in FIG. 17A.

【0143】また、図18A〜18Lは、本実施形態に
よる半導体装置の製造工程を示す断面図である。本実施
形態は第2実施形態の変形例であり、図中、第2実施形
態と同一の符号は同一のものを示す。
FIGS. 18A to 18L are sectional views showing the steps of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment. This embodiment is a modification of the second embodiment, and the same reference numerals as those in the second embodiment denote the same components in the drawings.

【0144】図18Aを参照して、p型シリコン基板1
上に公知の技術を用いてLOCOS分離(選択酸化)を
行い、厚さ250nmのフィールドSiO2 膜2を形成
する。次いで、ウェル拡散層、素子分離拡散層、チャネ
ル拡散層をそれぞれイオン注入法により形成する(図示
せず)。次いで、熱酸化により、厚さ5〜10nmのゲ
ート酸化膜となるSiO2 膜3を形成する。
Referring to FIG. 18A, p-type silicon substrate 1
The LOCOS isolation (selective oxidation) is performed by using the above-described known technique to form the field SiO 2 film 2 having a thickness of 250 nm. Next, a well diffusion layer, an element isolation diffusion layer, and a channel diffusion layer are formed by ion implantation (not shown). Next, an SiO 2 film 3 serving as a gate oxide film having a thickness of 5 to 10 nm is formed by thermal oxidation.

【0145】図18Bを参照して、CVD法により全面
に、高濃度にリンを含む厚さ50nmのドープトシリコ
ン層4、厚さ120nmのWSi層5、厚さ80nmの
SiO2 膜6を順次形成する。次いで、その上に反射防
止膜として、フィトリソグラフィに用いる露光波長に対
して適当な吸収を有する膜、例えば厚さ30nm程度の
SiON膜7をプラズマCVD法により形成する。
Referring to FIG. 18B, a 50 nm-thick doped silicon layer 4 containing a high concentration of phosphorus, a 120 nm-thick WSi layer 5 and an 80 nm-thick SiO 2 film 6 are sequentially formed on the entire surface by the CVD method. Form. Next, a film having an appropriate absorption for an exposure wavelength used for phytolithography, for example, a SiON film 7 having a thickness of about 30 nm is formed thereon by a plasma CVD method as an antireflection film.

【0146】さらに、パターニングされたレジストマス
ク(図示せず)により、SiON膜7とSiO2 膜6と
を例えばF系で、WSi層5とシリコン層4とを例えば
Cl系でそれぞれ選択的に除去して、ゲート電極8を形
成する。なお、ゲート電極8はワード線となる。以下、
簡略化のため、SiON膜7は図示を省略する。
Further, by using a patterned resist mask (not shown), the SiON film 7 and the SiO 2 film 6 are selectively removed by, for example, F system, and the WSi layer 5 and the silicon layer 4 are selectively removed by, for example, Cl system. Thus, a gate electrode 8 is formed. Note that the gate electrode 8 becomes a word line. Less than,
For simplification, the illustration of the SiON film 7 is omitted.

【0147】図18Cを参照して、ゲート電極8をマス
クとして、Pイオンを基板1中に注入し、n- 型不純物
拡散層を形成する(図示せず)。なお、n- 型不純物拡
散層は、セル部では転送トランジスタのソース、ドレイ
ンとなり、周辺回路部ではnチャネルトランジスタのL
DD用の低濃度拡散層となる(図示せず)。次いで、減
圧CVD法により全面に厚さ70nmのSiO2 膜を形
成し、異方性エッチングにより、サイドウォール10を
形成する。
Referring to FIG. 18C, using the gate electrode 8 as a mask, P ions are implanted into the substrate 1 to form an n -type impurity diffusion layer (not shown). Note that the n -type impurity diffusion layer serves as a source and a drain of the transfer transistor in the cell portion, and the L-type of the n-channel transistor in the peripheral circuit portion.
It becomes a low concentration diffusion layer for DD (not shown). Next, an SiO 2 film having a thickness of 70 nm is formed on the entire surface by a low pressure CVD method, and the sidewalls 10 are formed by anisotropic etching.

【0148】次いで、周辺回路部のnチャネルトランジ
スタ領域に砒素イオンを注入することによりn+ 拡散層
を形成する。また、周辺部のpチャネルトランジスタ領
域にボロンイオンを注入することによりp+ 拡散層を形
成する(図示せず)。
Next, an n + diffusion layer is formed by implanting arsenic ions into the n-channel transistor region of the peripheral circuit portion. In addition, a p + diffusion layer is formed by implanting boron ions into the peripheral p-channel transistor region (not shown).

【0149】次いで、減圧CVD法により全面に、厚さ
50〜100nm、好ましくは60〜80nmのSi3
4 膜12を形成する。なお、Si3 4 膜12はコン
タクトホールを形成する際のストッパ膜となる。
Next, a 50 to 100 nm-thick, preferably 60 to 80 nm-thick Si 3
An N 4 film 12 is formed. The Si 3 N 4 film 12 serves as a stopper film when forming a contact hole.

【0150】次いで、平坦化膜として全面に厚さ300
〜400nmのBPSG膜13を形成し、熱処理により
BPSG膜13をリフローさせる。その後、CMP法に
よりゲート電極8の上方で100nm程度の厚さになる
ようにBPSG膜13を研磨し、表面を平坦化する。
Next, as a flattening film, a thickness of 300
A BPSG film 13 having a thickness of about 400 nm is formed, and the BPSG film 13 is reflowed by heat treatment. Thereafter, the BPSG film 13 is polished by the CMP method so as to have a thickness of about 100 nm above the gate electrode 8, and the surface is flattened.

【0151】図18Dを参照して、パターニングされた
レジストマスク(図示せず)により、BPSG膜13を
選択的にエッチングしてSi3 4 膜12を一部削った
ところで止め、続いてSi3 4 膜12を選択的に除去
して、酸化膜10、6をエッチングストッパとしたSA
Cによるコンタクトホール15aを形成する。なお、こ
の場合のレジストマスクは位相シフト法により形成する
のが好ましい。また、コンタクト抵抗を下げるために、
コンタクトホール15aを形成後に、基板1中にリンを
イオン注入してもよい。
[0151] With reference to FIG. 18D, the patterned resist mask (not shown), stopping at the shaved part of the Si 3 N 4 film 12 by selectively etching the BPSG film 13, followed by Si 3 The N 4 film 12 is selectively removed and SA using the oxide films 10 and 6 as an etching stopper
A contact hole 15a is formed by C. Note that the resist mask in this case is preferably formed by a phase shift method. Also, to lower the contact resistance,
After forming the contact hole 15a, the substrate 1 may be ion-implanted with phosphorus.

【0152】次いで、減圧CVD法により、高濃度にリ
ンを含む厚さ200〜300nmのドープトシリコン層
をコンタクトホール15a内に埋め込み、CMP法によ
りBPSG膜13上のドープトシリコン層を除去して、
プラグ16を形成する。
Next, a 200-300 nm-thick doped silicon layer containing high-concentration phosphorus is buried in the contact hole 15a by low-pressure CVD, and the doped silicon layer on the BPSG film 13 is removed by CMP. ,
The plug 16 is formed.

【0153】図18Eを参照して、減圧CVD法により
プラグ16を覆って全面に、厚さ20〜50nmのSi
2 膜17を形成する。このSiO2 膜17は、プラグ
16と2層目配線となるビット線22とを絶縁する。次
いで、パターニングされたレジストマスク(図示せず)
により、SiO2 膜17、BPSG膜13を選択的にエ
ッチングしてSi3 4 膜12を一部削ったところで止
め、続いてSi3 4膜12を選択的に除去して、酸化
膜をエッチングストッパとしたSACによるコンタクト
ホール15bを形成する。
Referring to FIG. 18E, a 20 to 50 nm thick Si
An O 2 film 17 is formed. This SiO 2 film 17 insulates the plug 16 from the bit line 22 serving as the second-layer wiring. Next, a patterned resist mask (not shown)
As a result, the SiO 2 film 17 and the BPSG film 13 are selectively etched to stop where the Si 3 N 4 film 12 is partially removed, and then the Si 3 N 4 film 12 is selectively removed to remove the oxide film. A contact hole 15b is formed by SAC as an etching stopper.

【0154】図18Fを参照して、減圧CVD法によ
り、高濃度にリンを含む厚さ40nmのドープトシリコ
ン層18、厚さ120nmのWSi層19、厚さ160
nmのSiO2 膜20を順次形成する。次いで、その上
にプラズマCVD法により反射防止膜となる厚さ30n
m程度のSiON膜21を順次形成する。
Referring to FIG. 18F, a 40 nm-thick doped silicon layer 18 containing a high concentration of phosphorus, a 120 nm-thick WSi layer 19, and a 160
A SiO 2 film 20 of nm is formed in order. Next, a thickness of 30 n on which an anti-reflection film is to be formed by a plasma CVD method.
About m m of SiON films 21 are sequentially formed.

【0155】さらに、パターニングされたレジストマス
ク(図示せず)により、それぞれの層を選択的に除去し
てビット線22を形成する。また、必要に応じて、RT
A法によりコンタクトアニールを行ってもよい。以後、
簡略化のため、SiON膜21は図示を省略する。
Further, using a patterned resist mask (not shown), each layer is selectively removed to form a bit line 22. Also, if necessary, RT
The contact annealing may be performed by the method A. Since then
For simplification, the illustration of the SiON film 21 is omitted.

【0156】図18Gを参照して、減圧CVD法により
厚さ60〜70nm程度のSiO2膜を形成し、異方性
エッチングによりSiO2 からなるサイドウォール23
を形成する。
Referring to FIG. 18G, a SiO 2 film having a thickness of about 60 to 70 nm is formed by low pressure CVD, and sidewalls 23 made of SiO 2 are formed by anisotropic etching.
To form

【0157】ここで、エッチング量をSiO2 膜17と
上記サイドウォール用SiO2 膜との膜厚分にすること
により、SiO2 膜17をビット線22およびサイドウ
ォール23の下にのみ残す。これによって、コンタクト
ホール15a内に充填されたプラグ16の表面を露出さ
せる。
[0157] Here, by setting the etching amount in the thickness portion of the SiO 2 film 17 and the SiO 2 film for the sidewall, leaving the SiO 2 film 17 under the bit line 22 and side wall 23 only. As a result, the surface of the plug 16 filled in the contact hole 15a is exposed.

【0158】図18Hを参照して、減圧CVD法によ
り、SACのエッチングストッパ膜となる厚さ50〜1
00nmのSi3 4 膜25を形成する。次いで、平坦
化膜として全面に厚さ1000〜1200nmのBPS
G膜26を形成し、熱処理によりBPSG膜26をリフ
ローさせた後、CMP法により800nm程度の厚さに
なるように表面を研磨して平坦化を行う。
Referring to FIG. 18H, a thickness of 50 to 1 serving as an SAC etching stopper film is obtained by a low pressure CVD method.
A 00 nm Si 3 N 4 film 25 is formed. Next, a BPS having a thickness of 1000 to 1200 nm is formed on the entire surface as a planarizing film.
After the G film 26 is formed and the BPSG film 26 is reflowed by a heat treatment, the surface is polished to a thickness of about 800 nm by a CMP method to be planarized.

【0159】図18Iを参照して、パターニングされた
レジストマスクにより(図示せず)、BPSG膜26を
選択的にエッチングしてSi3 4 膜25を一部削った
ところで止め、続いてSi3 4 膜25を選択的にエッ
チングして、酸化膜、シリコン膜をエッチングストッパ
として用いたSACによる蓄積電極形成用のコンタクト
ホールHCを形成する。
[0159] Referring to FIG. 18I, (not shown) by patterned resist mask, stopping at shaved part of the Si 3 N 4 film 25 by selectively etching the BPSG film 26, followed by Si 3 The N 4 film 25 is selectively etched to form a contact hole HC for forming a storage electrode by SAC using an oxide film and a silicon film as etching stoppers.

【0160】図18Jを参照して、減圧CVD法によ
り、高濃度にリンを含む厚さ60nmのドープトシリコ
ン層を形成し、さらにCMP法によりBPSG膜26上
のシリコン層を除去して、蓄積電極形成用のコンタクト
ホール内壁面に接した部分を蓄積電極27として残置す
る。
Referring to FIG. 18J, a 60-nm-thick doped silicon layer containing high-concentration phosphorus is formed by low-pressure CVD, and the silicon layer on BPSG film 26 is further removed by CMP to accumulate. The portion in contact with the inner wall surface of the contact hole for electrode formation is left as the storage electrode 27.

【0161】この場合、必要に応じて、CMPを行う前
にレジストをシリコン層の凹部に埋め込み、CMP後に
レジストを除去することで、CMPの際の研磨粒子が前
記凹部に入り込んで除去が困難になることを防止するこ
ともできる。
In this case, if necessary, a resist is buried in the concave portion of the silicon layer before performing the CMP, and the resist is removed after the CMP, so that abrasive particles at the time of CMP enter the concave portion, making removal difficult. Can also be prevented.

【0162】図18Kを参照して、Si3 4 膜25を
エッチングストッパ膜としてHF系のウェットエッチン
グにより、BPSG膜26除去し、蓄積電極の外側面も
露出させる。次いで、CVD法により、膜厚5〜15n
mのTa2 5 膜29を形成し、酸化熱処理または酸素
プラズマアニールを行い、Ta2 5 膜29を緻密化す
る。
Referring to FIG. 18K, BPSG film 26 is removed by HF wet etching using Si 3 N 4 film 25 as an etching stopper film, and the outer surface of the storage electrode is also exposed. Next, the film thickness is 5 to 15 n by the CVD method.
The Ta 2 O 5 film 29 having a thickness of m is formed, and the Ta 2 O 5 film 29 is densified by performing oxidation heat treatment or oxygen plasma annealing.

【0163】さらに、減圧CVD法により対向電極とな
る厚さ100nmのTiN膜を形成し、パターニングさ
れたレジストマスク(図示せず)をマスクとして、Cl
系のガスでドライエッチングを行うことにより、対向電
極30を形成する。
Further, a 100 nm-thick TiN film serving as a counter electrode is formed by a low-pressure CVD method, and ClN is formed using a patterned resist mask (not shown) as a mask.
The opposite electrode 30 is formed by performing dry etching with a system gas.

【0164】このとき、TiN膜のエッチングに引き続
いてTa2 5 膜をエッチングすることも好適である。
また、Ta2 5 膜を形成する前に、RTNにより蓄積
電極27の表面を窒化することも好適である。
At this time, it is also preferable to etch the Ta 2 O 5 film subsequent to the etching of the TiN film.
It is also preferable that the surface of the storage electrode 27 is nitrided by RTN before forming the Ta 2 O 5 film.

【0165】図18Lを参照して、HDP(High Densit
y Plasma) CVD法により、層間絶縁膜となる厚さ10
00nmのSiO2 膜31形成し、CMP法により表面
を研磨して平坦化する。次いで、周辺回路部においてコ
ンタクトホールを形成する。
Referring to FIG. 18L, HDP (High Densit
y Plasma) The thickness of the interlayer insulating film is 10 by CVD.
A SiO 2 film 31 having a thickness of 00 nm is formed, and the surface is polished and flattened by a CMP method. Next, a contact hole is formed in the peripheral circuit portion.

【0166】次いで、コリメータスパッタ法により、コ
ンタクトメタルとして膜厚60nmのTi膜を形成し、
CVD法により、厚さ30nmのTiN膜を形成してバ
リアメダル層32を形成する。この上に厚さ150nm
のW膜33を形成する。
Next, a 60 nm-thick Ti film was formed as a contact metal by a collimator sputtering method.
A TiN film having a thickness of 30 nm is formed by the CVD method to form the barrier medal layer 32. On top of this, a thickness of 150 nm
Is formed.

【0167】その後、さらに、層間絶縁膜、配線層など
の工程を経ることにより、スタック型キャパシタを有す
る半導体装置が製造される。
Thereafter, a semiconductor device having a stacked capacitor is manufactured by further performing steps such as an interlayer insulating film and a wiring layer.

【0168】本実施形態では、第1〜8実施形態に比べ
て、蓄積電極のコンタクトホールを形成する際のストッ
パ膜となるSi3 4 膜14を形成していないので、周
辺回路部に形成するコンタクトホールを容易に形成でき
る。
In this embodiment, as compared with the first to eighth embodiments, the Si 3 N 4 film 14 serving as the stopper film when forming the contact hole of the storage electrode is not formed, so that it is formed in the peripheral circuit portion. Contact holes can be easily formed.

【0169】さらに、ビット線22にサイドウォール2
3を形成するエッチング工程において、ビット線22と
プラグ16とを絶縁するSiO2 膜17を引き続いてエ
ッチング除去してしまうことで、エッチング工程を削減
することができる。
Further, the side wall 2 is connected to the bit line 22.
In the etching step for forming 3, the SiO 2 film 17 that insulates the bit line 22 from the plug 16 is continuously removed by etching, whereby the number of etching steps can be reduced.

【0170】第9実施例では、主に製造工程が削減でき
ることを説明した。しかし、第9実施例において、ビッ
ト線のコンタクトホール15bとビット線22が位置ず
れを起こした場合に、蓄積電極コンタクト内にビット線
コンタクト部分が露出し、蓄積電極がビット線と接触し
てしまうという問題が生じる。
In the ninth embodiment, it has been described that mainly the number of manufacturing steps can be reduced. However, in the ninth embodiment, when the bit line contact hole 15b and the bit line 22 are misaligned, the bit line contact portion is exposed in the storage electrode contact, and the storage electrode comes into contact with the bit line. The problem arises.

【0171】図19は上記位置ずれが発生した場合を示
し、図20はその後の工程で蓄積電極27を形成する
と、ビット線22と蓄積電極とが接触した場合を示して
いる。また、図19および図20は、第9実施形態の図
18Fの状態および図18Jの後にBPSG膜を除去し
た状態に対応している。
FIG. 19 shows the case where the above-mentioned displacement has occurred, and FIG. 20 shows the case where the bit line 22 and the storage electrode contact each other when the storage electrode 27 is formed in a subsequent step. 19 and 20 correspond to the state of FIG. 18F of the ninth embodiment and the state in which the BPSG film is removed after FIG. 18J.

【0172】第9実施例で、ビット線コンタクトのホー
ル径がビット線22の幅に比べてかなり大きい場合、あ
るいは大きさは同程度でも位置ずれが発生した場合に、
ビット線のコンタクトホール15bのパターンがビット
線22のパターンからはみ出す形となる。特に、ビット
線22に形成するサイドウォール23の厚さよりも大き
くはみ出した場合に、次の問題が生じることを見いだし
た。
In the ninth embodiment, when the hole diameter of the bit line contact is considerably larger than the width of the bit line 22, or when a displacement occurs even though the hole diameter is almost the same,
The pattern of the bit line contact hole 15b protrudes from the pattern of the bit line 22. In particular, it has been found that the following problem occurs when the protrusion protrudes more than the thickness of the sidewall 23 formed on the bit line 22.

【0173】図19は、ずれ量がサイドウォール23の
厚さの1.5倍程度になった場合の図で、ビット線22
形成直後の状態を示している。ビット線22のエッチン
グ量を、形成したWSi19/シリコン層18の厚さ相
当としていると、図のように、ビット線のコンタクトホ
ール15bがはみ出した部分に導体膜の上面が見えてい
る状態になる。
FIG. 19 shows a case where the shift amount is about 1.5 times the thickness of the side wall 23.
This shows a state immediately after formation. Assuming that the etching amount of the bit line 22 is equivalent to the thickness of the formed WSi 19 / silicon layer 18, the upper surface of the conductive film is visible at the portion where the contact hole 15b of the bit line protrudes as shown in the figure. .

【0174】図20は、第9実施例で説明した工程を経
て、蓄積電極27を形成した状態を示す。この図では、
蓄積電極を形作するための蓄積電極用コンタクトホール
パターンも同様にずれた状態を表している。蓄積電極の
コンタクトホールがはみ出した部分にビット線22導体
の上面があり、はみ出し量がサイドウォール23の厚さ
よりも大きいため、サイドウォール23で覆われない状
態となる。このため、ビット線22と蓄積電極27とが
ショートしてしまっている。
FIG. 20 shows a state in which the storage electrode 27 has been formed through the steps described in the ninth embodiment. In this figure,
Similarly, the storage electrode contact hole pattern for forming the storage electrode also shows a shifted state. The upper surface of the conductor of the bit line 22 is located at a portion where the contact hole of the storage electrode protrudes. For this reason, the bit line 22 and the storage electrode 27 are short-circuited.

【0175】このような設計および位置ずれでは歩留り
が低下してしまうが、セル面積を縮小して集積度を向上
させるためには、位置ずれ余裕をとって設計するのは不
利となる。
Although the yield is reduced by such a design and misalignment, it is disadvantageous to design with a misalignment margin in order to reduce the cell area and improve the degree of integration.

【0176】[第10実施形態]本実施形態では、上記
位置ずれが生じてもビット線22と蓄積電極27とが接
触することのない半導体装置およびその製造方法を提供
する。
[Tenth Embodiment] The present embodiment provides a semiconductor device in which the bit line 22 and the storage electrode 27 do not come into contact with each other even if the above-described displacement occurs, and a method of manufacturing the same.

【0177】以下、第10実施形態について図面を参照
しつつ、具体的に説明する。本実施形態は図21A〜2
1Dに示される。図21Aは第9実施形態で説明した図
18Eの続きである。図中、同一符号は同一のものを示
すものとする。
Hereinafter, the tenth embodiment will be described in detail with reference to the drawings. This embodiment is shown in FIGS.
Shown in 1D. FIG. 21A is a continuation of FIG. 18E described in the ninth embodiment. In the drawings, the same reference numerals indicate the same components.

【0178】図21Aを参照して、ビット線のコンタク
トホール15b を開口するところまでは、第9実施形
態と同様である。
Referring to FIG. 21A, the process is the same as that of the ninth embodiment up to the point where contact hole 15b for the bit line is opened.

【0179】次に、CVD法により、高濃度のリンを含
む厚さ40nmのドープトシリコン層18、厚さ120
nmのWSi層19、厚さ160nmのSiO2 膜20
を順次形成する。その後、プラズマCVD法により反射
防止膜として厚さ30nm程度のSiON膜21を形成
する。
Next, a 40 nm-thick doped silicon layer 18 containing a high concentration of phosphorus and a 120
nm WSi layer 19, 160 nm thick SiO 2 film 20
Are sequentially formed. Thereafter, a SiON film 21 having a thickness of about 30 nm is formed as an anti-reflection film by a plasma CVD method.

【0180】さらに、通常ないし位相シフトのレチクル
を用いたリソグラフィ法によりマスク(図示せず)を形
成し、SiON膜21およびSiO2 膜20をF系で、
WSi層19およびシリコン層18をCl系でドライエ
ッチングしてビット線22を形成する。また、必要に応
じて、この段階でコンタクトアニールをRTA法により
行なってもよい。以下、簡略化のためSiON膜21は
図示を省略する。
Further, a mask (not shown) is formed by a lithography method using a normal or phase-shifted reticle, and the SiON film 21 and the SiO 2 film 20 are formed using the F system.
The bit line 22 is formed by dry-etching the WSi layer 19 and the silicon layer 18 with Cl. If necessary, contact annealing may be performed at this stage by the RTA method. Hereinafter, the illustration of the SiON film 21 is omitted for simplification.

【0181】図21Bを参照して、CVD法により、厚
さ70nmのSiO2 膜を形成し、異方性エッチングに
よりサイドウォール23を形成する。ここで、エッチン
グ量をSiO2 膜17と上記サイドウォール用SiO2
膜との膜厚分にすることにより、SiO2 膜17をビッ
ト線22およびサイドウォール23の下にのみ残す。こ
れによって、コンタクトホール15a内に充填されたプ
ラグ16の表面が露出する。
Referring to FIG. 21B, an SiO 2 film having a thickness of 70 nm is formed by a CVD method, and side walls 23 are formed by anisotropic etching. Here, the etching amount SiO 2 film 17 and the sidewall SiO 2
The SiO 2 film 17 is left only under the bit lines 22 and the sidewalls 23 by the thickness of the film. As a result, the surface of plug 16 filled in contact hole 15a is exposed.

【0182】本実施形態の特徴は、このビット線22を
形成するエッチングで、オーバーエッチングを施して、
ビット線コンタクトホール15b内部のビット線導体膜
を凹ませておくことである。
The feature of this embodiment is that the bit line 22 is formed by over-etching.
This means that the bit line conductor film inside the bit line contact hole 15b is recessed.

【0183】このエッチングにより凹ませる量は、次の
ようにして決める。位置ずれなどによってビット線のコ
ンタクトホール15bがビット線22パターンからはみ
出す量をdとする。次の工程のサイドウォール23を形
成するためのSiO2 膜の厚さをtとする。説明を簡単
にするため、このSiO2 膜はカバレジが100%、す
なわち、完全にコンフォーマルに形成されるものとす
る。
The amount recessed by this etching is determined as follows. The amount by which the contact hole 15b of the bit line protrudes from the pattern of the bit line 22 due to displacement or the like is defined as d. The thickness of the SiO 2 film for forming the sidewalls 23 in the next step is represented by t. For simplicity of explanation, it is assumed that this SiO 2 film has a coverage of 100%, that is, is completely conformal.

【0184】d≦tの場合は、凹ませる量は、絶縁確保
に必要な分でよい。たとえばtと同じ値を選ぶことがで
きる。これにより、ビット線を構成する導電体と蓄積電
極を構成する導電体との距離はどの部分でもt以上とな
る。なお、絶縁確保に必要な分がwであり、d<t−w
なら、凹ませる必要はない。
In the case of d ≦ t, the amount of depression may be an amount necessary for ensuring insulation. For example, the same value as t can be selected. As a result, the distance between the conductor forming the bit line and the conductor forming the storage electrode becomes t or more in any part. In addition, w is necessary for ensuring insulation, and d <tw.
Then, there is no need to dent.

【0185】図21Bを参照すると、2t>d>tの場
合は、ビット線のコンタクトホール15bの右側側壁か
ら形成されるサイドウォール23の丸みのために、サイ
ドウォール23と一体となった絶縁体部分に凹みを生じ
る。この量は、t−(t2 −(d−t)2 1/2 であ
る。これに絶縁確保に必要な分を加えた量だけ、ビット
線を構成する導電体を凹ませればよい。
Referring to FIG. 21B, when 2t>d> t, an insulator integrated with sidewall 23 is formed due to rounding of sidewall 23 formed from the right side wall of bit line contact hole 15b. A dent occurs in the part. This amount, t-- a (t 2 (d-t) 2) 1/2. The conductor constituting the bit line may be recessed by an amount obtained by adding an amount necessary for securing insulation.

【0186】なお、d≧2tの場合は、本実施形態によ
ってもショートを避けることはできない。しかし、これ
は本実施形態のようにt=0.07μmのとき、dが
0.14μm以上ということであり、位置ずれを最大
0.1μmとすれば、ビット線のコンタクトホール15
bの径がビット線幅よりも(0.14−0.1)×2=
0.08μm大きいという場合に相当する。0.25μ
m程度以下の世代のデバイスではこれほど大きな差をつ
けて設計してもメリットはないと考えられる。
When d ≧ 2t, a short circuit cannot be avoided by this embodiment. However, this means that d is 0.14 μm or more when t = 0.07 μm as in the present embodiment. If the displacement is 0.1 μm at the maximum, the contact hole 15
b is larger than the bit line width by (0.14-0.1) × 2 =
This corresponds to a case where the size is larger by 0.08 μm. 0.25μ
It is considered that there is no merit in designing a device of a generation of about m or less even with such a large difference.

【0187】カバレジが100%でない場合には、横方
向の膜厚が減少すること、ボイドができることを考慮し
て、d、t、凹み量を設定する。また、ビット線のオー
バーエッチングで、ビット線のコンタクトホール15b
の内部が順テーパになるようにしておくと、カバレジが
悪いときにもうまく埋め込むことができるようになる。
また、ビット線のコンタクトホール15bの上部に順テ
ーパを形成することも効果がある。
When the coverage is not 100%, d, t, and the amount of dent are set in consideration of the decrease in the film thickness in the lateral direction and the generation of voids. Also, the contact hole 15b of the bit line is formed by over-etching the bit line.
If the inside is made to have a forward taper, it can be embedded well even when coverage is poor.
It is also effective to form a forward taper above the bit line contact hole 15b.

【0188】さらに、ビット線導体膜にオーバーエッチ
ングを施してビット線コンタクトホール15bの部分に
おいて凹ませておく、その量について具体的な数値を用
いて詳しく説明する。
Further, the bit line conductor film is over-etched to be recessed in the bit line contact hole 15b, and the amount thereof will be described in detail using specific numerical values.

【0189】0.2μmデバイスの例で説明する。ビッ
ト線とその間隔は0.2μmであるが、ビット線コンタ
クトホール15b直径は0.24μm程度とするのがフ
ォトリソグラフィ上好適である。位置ずれ最大値の典型
値は0.1μmである。この位置ずれの数値には、ビッ
ト線コンタクトホール15bの寸法、ビット線22の寸
法のバラツキも含ませてある。つまり、ビット線コンタ
クトホール15bが大きめ、ビット線22が細めに出来
上がった場合を想定している(各10%で片側づつなの
でその半分)。
A description will be given of an example of a 0.2 μm device. The bit line and the interval between the bit lines are 0.2 μm, but the diameter of the bit line contact hole 15b is preferably about 0.24 μm for photolithography. A typical value of the maximum displacement is 0.1 μm. The numerical value of the displacement includes a variation in the size of the bit line contact hole 15b and the size of the bit line 22. In other words, it is assumed that the bit line contact hole 15b is large and the bit line 22 is made thin (10% is half on each side since each side is 10%).

【0190】すると、d=(0.24−0.2)/2+
0.1=0.12μm となる。サイドウォール絶縁膜
の膜厚は70nmが限界に近い。これはビット線22間
隔が0.2μmであったので、両側に0.07μmのサ
イドウォールが形成されると、コンタクト幅がすでに
0.06μmしか残らないからである。
Then, d = (0.24-0.2) / 2 +
0.1 = 0.12 μm. The limit of the thickness of the sidewall insulating film is 70 nm. This is because the interval between the bit lines 22 was 0.2 μm, so that when 0.07 μm sidewalls were formed on both sides, the contact width already remained only 0.06 μm.

【0191】実際の製造では、位置ずれだけではなく、
膜厚、エッチング量もバラツキを持つ。成膜で7%、エ
ッチングで7%の幅を想定するのが典型的である。従っ
てワーストケースを考えるには、t=0.065μmと
するのが妥当である。
In actual production, not only displacement but also
The film thickness and the amount of etching also vary. It is typical to assume a width of 7% for film formation and 7% for etching. Therefore, to consider the worst case, it is appropriate to set t = 0.065 μm.

【0192】すると、Δ=t−(t2 −(d−t)2
1/2 =0.03μmとなる。ここに、サイドウォール絶
縁膜の膜厚とエッチング量のバラツキを考えると、0.
01μm余分に削られることを想定する必要がある。そ
して耐圧確保のために最小でも0.02μm程度残すこ
とが好適と考えられるので、合計0.06μm以上凹ま
せておくのが好適となる。
Then, Δ = t− (t 2 − (dt) 2 )
1/2 = 0.03 μm. Here, considering the variation in the film thickness of the sidewall insulating film and the etching amount, it is considered that 0.
It is necessary to assume that it is cut away by 01 μm. Since it is considered preferable to leave at least about 0.02 μm in order to ensure the withstand voltage, it is preferable to make the recess more than 0.06 μm in total.

【0193】一方、ビット線形成のようなエッチングで
は従来より、膜厚、エッチング量のバラツキを吸収する
ためオーバーエッチングを施していた。その量は最小で
20%程度となる。構造が平坦化されているので、従来
技術ではそれ以上のオーバーエッチングは必要ないこと
に注意されたい。本実施形態の膜厚では、シリコン層4
0nmと、WSi膜120nmであったから、その20
%は0.032μmとなる。従って、従来技術でのビッ
ト線形成では、ビット線コンタクトホール15b部分の
凹みは0.032μm程度となるのが典型であった。
On the other hand, in etching such as bit line formation, over-etching has conventionally been performed in order to absorb variations in film thickness and etching amount. The amount is at least about 20%. Note that because the structure is planarized, no further overetching is required in the prior art. In the film thickness of the present embodiment, the silicon layer 4
0 nm and the WSi film was 120 nm.
% Is 0.032 μm. Therefore, in the conventional bit line formation, the dent at the bit line contact hole 15b is typically about 0.032 μm.

【0194】これに対して本実施形態では、0.06μ
m以上の凹みを作るようにしたので、ビット線コンタク
ト部分でのビット線導体と蓄積電極導体とのショートを
防止することができる。
On the other hand, in this embodiment, 0.06 μm
Since a recess of not less than m is formed, a short circuit between the bit line conductor and the storage electrode conductor at the bit line contact portion can be prevented.

【0195】なお、従来技術では、ビット線コンタクト
ホール部分においてビット線を太くしておくことによ
り、位置ずれが発生しても、ビット線がビット線コンタ
クトホールから露出しないようにパターン設計しておく
のが典型的であった。
In the prior art, by making the bit line thicker in the bit line contact hole portion, a pattern is designed so that the bit line is not exposed from the bit line contact hole even if a positional shift occurs. Was typical.

【0196】この場合には、オーバーエッチングをいく
ら施しても、コンタクトホール15b部分での凹みは生
じ得ないと同時に、本実施形態の課題としているショー
トも生じなかった。逆にいうと、微細化のためにもはや
余裕をとれなくなったことと、上述のデバイス構造であ
ることから、本実施形態の課題が生じたということであ
る。
In this case, no matter how much over-etching was performed, no dent could occur at the contact hole 15b, and at the same time, no short-circuit, which was the subject of this embodiment, occurred. In other words, there is no longer enough room for miniaturization and the above-described device structure has caused the problem of the present embodiment.

【0197】別の数値例として、ビット線コンタクトホ
ール15bの直径を0.22μmに設計し、位置ずれが
0.09μmになった場合を同様に計算すると、d=
0.1μm、t=0.065μmとなり、Δ=0.01
μmとなる。
As another numerical example, if the diameter of the bit line contact hole 15b is designed to be 0.22 μm and the displacement is 0.09 μm, the same calculation is performed.
0.1 μm, t = 0.065 μm, and Δ = 0.01
μm.

【0198】再び、サイドウォール形成での削れ0.0
1μm、耐圧確保0.02μmを加えると、凹みの最小
値は0.04μmとなる。
Again, shaving in the formation of the sidewalls 0.0
When 1 μm and 0.02 μm for ensuring withstand voltage are added, the minimum value of the dent becomes 0.04 μm.

【0199】さらに別の数値例として、本実施形態を基
に、カバレジが100%でないためにサイドウォール幅
がコンタクトホール15bの部分で60nmになった場
合を同様に計算すると、d=0.1μm、t=0.05
6μmとなり、Δ=0.024μmとなる。再びサイド
ウォール形成での削れ0.01μm、耐圧確保0.02
μmを加えると、凹みの最小値は0.054μmとな
る。
As still another numerical example, based on the present embodiment, a case where the sidewall width is 60 nm at the contact hole 15b because the coverage is not 100% is calculated in the same manner, and d = 0.1 μm , T = 0.05
6 μm, and Δ = 0.024 μm. Again shaving due to sidewall formation 0.01 μm, withstand voltage 0.02
When μm is added, the minimum value of the depression becomes 0.054 μm.

【0200】図21Cを参照して、その後、第9実施形
態で説明した図18H〜18Jと同様にして、蓄積電極
27を形成する。
Referring to FIG. 21C, a storage electrode 27 is formed in the same manner as in FIGS. 18H to 18J described in the ninth embodiment.

【0201】図21Dを参照して、さらに、第9実施形
態で説明した図18K、18Lと同様にして、キャパシ
タ絶縁膜29(図示せず), 対向電極30, 層間絶縁膜
31、配線層32、33を形成する。
Referring to FIG. 21D, further, similarly to FIGS. 18K and 18L described in the ninth embodiment, a capacitor insulating film 29 (not shown), a counter electrode 30, an interlayer insulating film 31, and a wiring layer 32 , 33 are formed.

【0202】その後さらに、層間絶縁膜、配線層などの
工程を経ることにより、スタック型キャパシタを有する
半導体装置が製造される。
Thereafter, a semiconductor device having a stacked capacitor is manufactured by further performing steps such as an interlayer insulating film and a wiring layer.

【0203】本実施形態では、蓄積電極コンタクト内に
ビット線コンタクト部分が露出し、ビット線22と蓄積
電極27とが接触してしまうという問題に対して、ビッ
ト線を加工するエッチングの際に、所定のオーバーエッ
チを行うことを特徴とする。
In this embodiment, the bit line contact portion is exposed in the storage electrode contact, and the bit line 22 and the storage electrode 27 come into contact with each other. It is characterized in that a predetermined overetch is performed.

【0204】すなわち、ビット線パターンからはみ出し
たビット線のコンタクトホール15b部の中のビット線
を構成する導電体を凹ませておき、ビット線22にサイ
ドウォール23を形成する際に、この凹みをサイドウォ
ール絶縁膜で埋めることで、工程を増やすことなく上記
接触を防止することができる。
That is, the conductor constituting the bit line is recessed in the contact hole 15b of the bit line protruding from the bit line pattern, and when forming the sidewall 23 on the bit line 22, this recess is formed. By filling with a sidewall insulating film, the contact can be prevented without increasing the number of steps.

【0205】[第11実施形態]本発明における第11
実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
[Eleventh Embodiment] The eleventh embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described with reference to the drawings.

【0206】図22は、第11実施形態における半導体
装置の断面図であり、図中、第9実施形態と同一の符号
は同一のものを示す。
FIG. 22 is a sectional view of a semiconductor device according to the eleventh embodiment. In the figure, the same reference numerals as those in the ninth embodiment denote the same parts.

【0207】図22を参照して、以下、第9実施形態と
の違いを説明する。第9実施形態では、図18Gに示す
ように、ビット線22とプラグ16とを絶縁するSiO
2 膜17が、ビット線22とその側壁のサイドウォール
23の直下のみ残るように、サイドウォール23形成時
に同時に除去した。本実施形態では、サイドウォール2
3を形成するためのエッチング時には、SiO2 膜17
を残し、蓄積電極を形成するコンタクトホールを開口す
る工程で、エッチングの際のストッパ膜であるSi3
4 膜25の除去に続いて、SiO2 膜17を除去し、プ
ラグ16表面を露出するようにしている。
The difference from the ninth embodiment will be described below with reference to FIG. In the ninth embodiment, as shown in FIG. 18G, SiO 2 insulating the bit line 22 from the plug 16 is used.
The second film 17 was removed at the same time as the formation of the sidewall 23 so that only the bit line 22 and the sidewall of the sidewall remained immediately below the sidewall 23. In the present embodiment, the side wall 2
3 during the etching for forming the SiO 2 film 3.
In the step of opening a contact hole for forming a storage electrode, a stopper film Si 3 N
Following the removal of the fourth film 25, the SiO 2 film 17 is removed so that the surface of the plug 16 is exposed.

【0208】本実施形態の利点は、エッチングストッパ
膜であるSi3 4 膜25を除去するときに、下地がす
べてSiO2 膜17, 23となるので、シリコン(プラ
グ16)に対する選択比がとれないようなSi3 4
25の除去方法でも製造することができる点である。
The advantage of this embodiment is that when the Si 3 N 4 film 25 serving as the etching stopper film is removed, all the bases are made of the SiO 2 films 17 and 23, so that the selectivity with respect to silicon (plug 16) can be secured. It can be manufactured even by a method of removing the Si 3 N 4 film 25 that does not exist.

【0209】なお、本実施形態における製造方法におい
ても、第10実施形態で詳しく説明したショートの問題
は生じる。図23に、ビット線のコンタクトホール15
bがビット線22から大きくはみ出した場合を示す。ビ
ット線22を構成する導電体が、蓄積電極を形成するコ
ンタクトホールを開口する際に露出してしまい、ビット
線22と蓄積電極27とがショートしてしまう。
The short-circuit problem described in detail in the tenth embodiment also occurs in the manufacturing method according to the present embodiment. FIG. 23 shows a contact hole 15 of the bit line.
This shows a case where b protrudes greatly from the bit line 22. The conductor forming the bit line 22 is exposed when opening the contact hole forming the storage electrode, and the bit line 22 and the storage electrode 27 are short-circuited.

【0210】しかし、この問題についても、第10実施
形態と同様に、ビット線を凹ませておくことで対処でき
る(図22参照)。
However, this problem can be dealt with by recessing the bit lines as in the tenth embodiment (see FIG. 22).

【0211】[第12実施形態]第10実施形態では、
ビット線のコンタクトホール15b とビット線22が
位置ずれを起こした場合の、ビット線22と蓄積電極2
7とのショートを防止する方法について説明した。本実
施形態では、同じ問題に対する対策として、別の実施形
態について図面を参照しつつ、具体的に説明する。
[Twelfth Embodiment] In the tenth embodiment,
When the bit line contact hole 15b and the bit line 22 are misaligned, the bit line 22 and the storage electrode 2
The method of preventing a short circuit with No. 7 has been described. In the present embodiment, another embodiment will be specifically described with reference to the drawings as a countermeasure against the same problem.

【0212】本実施形態は、図24、25A、25Bに
示される。図24は、本実施形態におけるメモリセル部
の平面図であり、図25A、25Bは、本実施形態にお
ける半導体装置の断面図である。また、図25A、25
Bは第10実施形態で説明した図19の続きである。図
中、第10実施形態と同一の符号は同一のものを示すも
のとする。
This embodiment is shown in FIGS. 24, 25A and 25B. FIG. 24 is a plan view of the memory cell portion in the present embodiment, and FIGS. 25A and 25B are cross-sectional views of the semiconductor device in the present embodiment. 25A and 25
B is a continuation of FIG. 19 described in the tenth embodiment. In the figure, the same reference numerals as in the tenth embodiment denote the same components.

【0213】図25Aを参照して、ビット線22をパタ
ーニングするところまでは、第10実施形態と同様であ
る。
Referring to FIG. 25A, up to the point where bit line 22 is patterned, it is the same as the tenth embodiment.

【0214】次に、CVD法により厚さ70nmのSi
2 膜を形成し、異方性エッチングによりサイドウォー
ル23を形成する。このとき、サイドウォール23の異
方性エッチングに続けて、プラグ16表面を露出するよ
うにSiO2 膜17をエッチングしてもよい。
Next, a 70 nm-thick Si
An O 2 film is formed, and a sidewall 23 is formed by anisotropic etching. At this time, following the anisotropic etching of the sidewall 23, the SiO 2 film 17 may be etched so as to expose the surface of the plug 16.

【0215】次いで、CVD法により、厚さ30nm程
度のSiO2 膜24を形成する。その後、通常ないし位
相シフトのレチクルを用いたリソグラフィ法により蓄積
電極コンタクトのプラグ16上部のSiO2 膜17, 2
4 を選択的にエッチングして、プラグ16表面を露出
させる(図24参照)。
Next, an SiO 2 film 24 having a thickness of about 30 nm is formed by the CVD method. Thereafter, the SiO 2 films 17 and 2 on the plug 16 of the storage electrode contact are formed by a lithography method using a reticle of a normal or phase shift.
4 is selectively etched to expose the surface of the plug 16 (see FIG. 24).

【0216】図25Bを参照して、その後、第10実施
形態で説明した図21Cと同様にして、蓄積電極27を
形成する。ここで、蓄積電極形成用のコンタクトホール
を開口する工程で、エッチングストッパとなるSi3
4 膜25をエッチングする際、SiO2 膜24をエッチ
ングストッパとするため、ビット線のコンタクトホール
15bとビット線22が位置ずれを起こしても、ビット
線コンタクト部分が露出しない。
Referring to FIG. 25B, a storage electrode 27 is formed in the same manner as in FIG. 21C described in the tenth embodiment. Here, in the step of opening a contact hole for forming a storage electrode, Si 3 N serving as an etching stopper is used.
When the 4 film 25 is etched, the SiO 2 film 24 is used as an etching stopper, so that even if the bit line contact hole 15b and the bit line 22 are displaced, the bit line contact portion is not exposed.

【0217】このように、エッチングストッパとなるS
3 4 膜25の下に、SiO2 膜24を形成し、この
SiO2 膜24を蓄積電極コンタクトのプラグ16の上
部のみを開口しておくことで、ビット線コンタクトホー
ル15bとビット線22とが位置ずれを起こしても、ビ
ット線と蓄積電極とのショートを防止することができ
る。
As described above, S serving as an etching stopper
Under the i 3 N 4 film 25, to form a SiO 2 film 24, by leaving open only the top of the plug 16 of the storage electrode contact the SiO 2 film 24, the bit line contact hole 15b and the bit line 22 Can cause a short circuit between the bit line and the storage electrode.

【0218】また、第10実施形態で説明したオーバー
エッチングと併用することで、更なる耐圧の向上を図る
ことができる。
Further, by using the over-etching described in the tenth embodiment together, it is possible to further improve the breakdown voltage.

【0219】[第13実施形態]第1〜第12実施形態
においては、蓄積電極27を形成するコンタクトホール
の内壁に蓄積電極を残置して王冠形状を得るようなシリ
ンダ型キャパシタについて説明したが、本発明はシリン
ダ型キャパシタに限定されるものではく、単純なスタッ
クトキャパシタ型やFIN型キャパシタにも適用するこ
とができる。
[Thirteenth Embodiment] In the first to twelfth embodiments, the description has been given of the cylindrical capacitor in which the storage electrode is left on the inner wall of the contact hole forming the storage electrode 27 to obtain a crown shape. The present invention is not limited to the cylinder type capacitor, but can be applied to a simple stacked capacitor type or FIN type capacitor.

【0220】以下、単純なスタックトキャパシタを用い
た場合の実施形態について、図面を参照しつつ説明す
る。
Hereinafter, an embodiment using a simple stacked capacitor will be described with reference to the drawings.

【0221】図26は、単純なスタックトキャパシタを
有する半導体装置の断面図であり、特に第10実施形態
において説明した半導体装置を単純なスタックトキャパ
シタ型に変形したものである。図中、第1〜第12実施
形態において説明した符号と同一の符号は、同一のもの
を示すものとする。
FIG. 26 is a sectional view of a semiconductor device having a simple stacked capacitor. In particular, the semiconductor device described in the tenth embodiment is modified to a simple stacked capacitor type. In the figure, the same reference numerals as those described in the first to twelfth embodiments denote the same components.

【0222】図26を参照して、図19に示した工程の
後、サイドウォール23を形成し、そのときにビット線
22とプラグ16とを絶縁するSiO2 膜17を除去す
る。ここまでは第10実施形態と同様である。
Referring to FIG. 26, after the step shown in FIG. 19, sidewalls 23 are formed, and at that time, SiO 2 film 17 insulating bit line 22 and plug 16 is removed. The steps up to here are the same as in the tenth embodiment.

【0223】次に、CVD法により、高濃度にリンを含
む膜厚1μm程度のドープトシリコン層を形成する。こ
のとき、必要に応じてCMP法により表面を研磨して平
坦化することも好適である。
Next, a doped silicon layer having a thickness of about 1 μm containing phosphorus at a high concentration is formed by a CVD method. At this time, it is also preferable that the surface is polished and planarized by a CMP method as necessary.

【0224】さらに、パターニングされたレジストマス
ク(図示せず)により、Br系のガスでドライエッチン
グし、蓄積電極27を形成する。ここで、必要に応じ
て、蓄積電極の表面に公知の方法を用いて凹凸を形成
し、キャパシタ容量増大を図ることができる。
Further, the storage electrode 27 is formed by dry etching with a Br-based gas using a patterned resist mask (not shown). Here, if necessary, irregularities can be formed on the surface of the storage electrode by using a known method to increase the capacitance of the capacitor.

【0225】なお、ビット線22のコンタクトホール1
5bとビット線22とが位置ずれすると、これまで同様
にビット線22と蓄積電極27とのショートが問題にな
りうるが、ビット線22導体をビット線22のコンタク
トホール15b内で凹ませておくことで防止することが
できる。
The contact hole 1 of the bit line 22
If the position of the bit line 22 is displaced from the position of the bit line 22, a short circuit between the bit line 22 and the storage electrode 27 may be a problem as before. This can be prevented.

【0226】その後、さらに、第10実施形態と同様に
してDRAMのウエハプロセスを完了する。
Thereafter, the wafer process of the DRAM is completed as in the tenth embodiment.

【0227】本実施形態によれば、工程数を大幅に削減
できる。なお、本発明では、第1実施形態から第13実
施形態をいくつか組み合わせて実施することができる。
According to the present embodiment, the number of steps can be greatly reduced. Note that the present invention can be implemented by combining some of the first to thirteenth embodiments.

【0228】例えば、第8実施形態と第10実施形態と
を組み合わせることができ、以下に説明する。
For example, the eighth and tenth embodiments can be combined and will be described below.

【0229】本実施形態において、ゲート電極8(ワー
ド線)およびビット線22を形成する際に、それぞれの
上に同時に形成しているSiO2 膜6、20をSiN膜
に換え、さらにそれぞれのサイドウォール10、23
をSiO2 膜からSiN膜に換えておく。ビット線コン
タクトホール15b、および蓄積電極形成用のコンタク
トホールを形成する際のSACエッチングストッパ膜1
2、25を、20nm程度の薄いSiN膜とし、間隙を
残すようにする。SACを形成するエッチングは間隙に
埋め込まれたBPSG膜13、26を除去するように
し、その後、薄いSiN膜を異方性エッチングして除去
する。
In this embodiment, when the gate electrode 8 (word line) and the bit line 22 are formed, the SiO 2 films 6 and 20 formed simultaneously on each of them are replaced with SiN films, and the respective side surfaces are formed. Walls 10, 23
Is changed from a SiO 2 film to a SiN film. SAC etching stopper film 1 for forming bit line contact hole 15b and contact hole for forming storage electrode
2 and 25 are thin SiN films of about 20 nm so as to leave gaps. In the etching for forming the SAC, the BPSG films 13 and 26 embedded in the gap are removed, and then the thin SiN film is removed by anisotropic etching.

【0230】このようにした場合も、第10実施形態と
まったく同様の技術を適用することができる。すなわ
ち、ビット線形成のエッチングの際に、オーバーエッチ
ングを施すことで、ビット線コンタクトホール内のWS
i/シリコン層を凹ませておく。そしてSiN膜サイド
ウォールを形成する際にこの凹みを埋めてしまうことが
できる。
In such a case, the same technology as in the tenth embodiment can be applied. That is, by performing over-etching at the time of etching for forming the bit line, the WS in the bit line contact hole is removed.
The i / silicon layer is recessed. Then, when forming the SiN film side wall, the recess can be filled.

【0231】位置ずれによってビット線コンタクトホー
ル15bがビット線22からはみ出る量と、サイドウォ
ール用SiN膜の膜厚と、必要な凹み量の関係は、第1
0実施形態と実質的に同じである。
The relationship between the amount of the bit line contact hole 15b protruding from the bit line 22 due to the displacement, the thickness of the sidewall SiN film, and the necessary amount of dent is as follows.
It is substantially the same as the zeroth embodiment.

【0232】なお、側面にSiN膜サイドウォールを形
成する異方性エッチングにおいて、ビット線22とプラ
グ16とを絶縁するSiO2 膜17まで引き続いて除去
しなくても、蓄積電極形成用のコンタクトホールを形成
するSACエッチング後に、ストッパ膜であるSi3
4 膜25の除去に引き続いてSiO2 膜17を除去する
こともできる。
In the anisotropic etching for forming the sidewall of the SiN film on the side surface, the contact hole for forming the storage electrode can be formed without removing the SiO 2 film 17 for insulating the bit line 22 from the plug 16 continuously. After SAC etching for forming a stopper film, a stopper film Si 3 N
Subsequent to the removal of the fourth film 25, the SiO 2 film 17 can be removed.

【0233】さらに、ワード線8またはビット線22の
形成において、反射防止膜としてSiON膜7、21の
代わりに、有機材料膜をレジストの下または上に塗布す
る方法もある。この場合は、反射防止膜はデバイス上に
は残らない。
Further, in forming the word lines 8 or the bit lines 22, there is a method in which an organic material film is applied as a reflection preventing film instead of the SiON films 7 and 21 below or above the resist. In this case, the anti-reflection film does not remain on the device.

【0234】さらに、ワード線8またはビット線22の
材料はWSi層5、19やシリコン膜4、18に限ら
ず、W/TiN膜などの金属膜を用いることもできる。
ビット線の場合は、コンタクトメタルとしてTiを加え
たW/TiN/Ti膜を用いるのが好適である。
Further, the material of the word line 8 or the bit line 22 is not limited to the WSi layers 5 and 19 and the silicon films 4 and 18, but a metal film such as a W / TiN film can be used.
In the case of a bit line, it is preferable to use a W / TiN / Ti film to which Ti is added as a contact metal.

【0235】[第14実施形態]第1実施形態から第1
3実施形態で説明したように、高集積度の半導体装置を
製造するには、SACプロセスが極めて重要である。
[Fourteenth Embodiment] The fourteenth embodiment is different from the first to the first embodiment.
As described in the third embodiment, the SAC process is extremely important for manufacturing a highly integrated semiconductor device.

【0236】SACプロセスで鍵となる技術は、エッチ
ングされる絶縁膜と、エッチングを止めるストッパ膜と
の選択比である。現在のところ、層間絶縁膜として酸化
膜を用いた場合、ストッパ膜として窒化膜が有力である
が、ドライエッチングにおけるその選択比は十分とはい
えない。
The key technology in the SAC process is the selectivity between the insulating film to be etched and the stopper film for stopping the etching. At present, when an oxide film is used as an interlayer insulating film, a nitride film is effective as a stopper film, but its selectivity in dry etching is not sufficient.

【0237】図27Aは、SACプロセスを示す半導体
装置の断面図である。なお、図中、第1〜13実施形態
で用いた符号と同一の符号は同一のものを示すものとす
る。
FIG. 27A is a sectional view of the semiconductor device showing the SAC process. In the drawings, the same reference numerals as those used in the first to thirteenth embodiments denote the same components.

【0238】図27Aは、ゲート電極8の肩部において
ゲート電極8を覆っているSiO2膜6、10が削れて
いる様子を示している。つまり、層間絶縁膜であるBP
SG13が厚く形成されている場合、Si3 4 膜12
がストッパ膜として機能するように、厚く形成する必要
がある。しかし、Si3 4 膜12をエッチングする際
に、Si3 4 膜12が厚いとその下のSiO2 膜6、
10が削れてしまい、ゲート電極とコンタクト間の耐圧
が低下するという問題がある。
FIG. 27A shows a state in which the SiO 2 films 6 and 10 covering the gate electrode 8 are shaved at the shoulder of the gate electrode 8. That is, BP which is an interlayer insulating film
When the SG 13 is formed thick, the Si 3 N 4 film 12
Need to be formed thick so as to function as a stopper film. However, when the Si 3 N 4 film 12 is etched, if the Si 3 N 4 film 12 is thick, the SiO 2 film 6 thereunder,
10 is scraped, and there is a problem that the breakdown voltage between the gate electrode and the contact is reduced.

【0239】したがって、現状の選択比では、SACプ
ロセスの使用が難しい。そこで、本実施形態では、スト
ッパSi3 4 膜を二重構造にすることによって、安定
したSACプロセスを提供する。
Therefore, it is difficult to use the SAC process with the current selection ratio. Therefore, in the present embodiment, a stable SAC process is provided by forming the stopper Si 3 N 4 film into a double structure.

【0240】以下、第14実施形態について図面を参照
しつつ、具体的に説明する。本実施形態は図27B、2
7Cに示される。図中、同一符号は同一のものを示すも
のとする。
Hereinafter, the fourteenth embodiment will be described in detail with reference to the drawings. This embodiment is similar to that shown in FIGS.
7C. In the drawings, the same reference numerals indicate the same components.

【0241】図27Bは、本実施形態の半導体装置の断
面図である。図27Bを参照して、ゲート電極8形成
後、Si3 4 膜12a、酸化膜13a、Si3 4
12b、酸化膜13bをCVD法によりそれぞれ10n
m、50nm、70nm、300nm形成する。
FIG. 27B is a sectional view of the semiconductor device of this embodiment. Referring to FIG. 27B, after gate electrode 8 is formed, Si 3 N 4 film 12a, oxide film 13a, Si 3 N 4 film 12b, and oxide film 13b are each formed to a thickness of 10 n by a CVD method.
m, 50 nm, 70 nm, and 300 nm are formed.

【0242】次に、ゲート電極8間にコンタクトホール
を形成する方法について説明する。まず、酸化膜13b
は、例えば高密度プラズマでC4 8 、Arの混合ガス
を用いてエッチングする。次に、Si3 4 膜12bを
酸化膜13aと選択比のとれる条件、例えば燐酸による
ウエットエッチングや、SF6 、O2 またはSF6 、H
Brの混合ガスを用いたドライエッチングにより除去す
る。同じようにして酸化膜13a、Si3 4 膜12a
をエッチングする。
Next, a method of forming a contact hole between gate electrodes 8 will be described. First, the oxide film 13b
Is etched using, for example, a high density plasma using a mixed gas of C 4 F 8 and Ar. Next, the Si 3 N 4 film 12b can be selected from the oxide film 13a under conditions that allow a selective ratio, such as wet etching with phosphoric acid, SF 6 , O 2 or SF 6 ,
It is removed by dry etching using a mixed gas of Br. Similarly, oxide film 13a, Si 3 N 4 film 12a
Is etched.

【0243】なお、Si3 4 膜12aのエッチングで
上述のドライエッチングを行う場合、アプリケーション
によってはSi3 4 膜12aの下に酸化膜11を成膜
する必要がある。この酸化膜11のエッチングはC
4 、CHF3 、Arガスを用いたRIEのエッチング
で除去する。また、窒化膜をCF4 、CHF3 、Arガ
スを用いたRIEでエッチングしてもよい。
[0243] In the case of performing the above-described dry etching in the etching of the Si 3 N 4 film 12a, depending on the application it is necessary to deposit an oxide film 11 under the Si 3 N 4 film 12a. The etching of the oxide film 11 is C
It is removed by RIE etching using F 4 , CHF 3 and Ar gas. Further, the nitride film may be etched by RIE using CF 4 , CHF 3 or Ar gas.

【0244】さらに、図27Bの実施形態では上層のS
3 4 膜12bを用いて、厚い酸化膜13bをエッチ
ングする際のストッパ膜として使用しているので、下層
のSi3 4 膜12aは、上層のSi3 4 膜12bに
比べて格段に薄くすることができる。
Further, in the embodiment shown in FIG. 27B, the upper layer S
Since the i 3 N 4 film 12b is used as a stopper film when the thick oxide film 13b is etched, the lower Si 3 N 4 film 12a is significantly different from the upper Si 3 N 4 film 12b. Can be made thinner.

【0245】次に、上層のSi3 4 膜12bをも薄く
形成できるSACプロセスについて説明する。
Next, a description will be given of a SAC process capable of forming the upper Si 3 N 4 film 12b as thin as possible.

【0246】図27Cを参照して、ゲート電極8形成
後、Si3 4 膜12a、および酸化膜13a(図示せ
ず)をCVD法によりそれぞれ20nm、50nm成膜
し、SOG13cを100nm塗布し平坦化する。この
とき、絶縁膜を成膜せず、直接SOGを塗布してもよ
い。また、絶縁膜を600nm成膜しCMPにより50
0nmポリッシュし平坦化してもよい。
Referring to FIG. 27C, after formation of gate electrode 8, a Si 3 N 4 film 12a and an oxide film 13a (not shown) are formed by CVD at 20 nm and 50 nm, respectively, and SOG 13c is coated at 100 nm and flattened. Become At this time, SOG may be applied directly without forming an insulating film. In addition, an insulating film is formed to a thickness of 600 nm, and 50
It may be polished and flattened to 0 nm.

【0247】次に、Si3 4 膜12b、酸化膜13b
をCVD法によりそれぞれ50nm、300nm形成す
る。
Next, the Si 3 N 4 film 12b and the oxide film 13b
Are formed to a thickness of 50 nm and 300 nm, respectively, by the CVD method.

【0248】なお、コンタクトホールを形成するエッチ
ングの方法については図27Bで説明したのと同様の技
術を用いればよい。
Note that the same technique as that described with reference to FIG. 27B may be used for an etching method for forming a contact hole.

【0249】図27Cの実施形態では、下層のSi3
4 膜12aを形成した後に、その上の酸化膜13cを平
坦にしている。厚い酸化膜13bが平坦となり、エッチ
ングする際の上層のSi3 4 膜12bの負担を少なく
することができ、上層のSi3 4 膜12bを薄くする
ことができる。
In the embodiment shown in FIG. 27C, the underlying Si 3 N
After the formation of the four films 12a, the oxide film 13c thereon is flattened. The thick oxide film 13b becomes flat, the load on the upper Si 3 N 4 film 12b during etching can be reduced, and the upper Si 3 N 4 film 12b can be made thinner.

【0250】また、本実施形態では、ストッパ膜として
Si3 4 膜を用いた場合について説明したが、ストッ
パ膜としては、ポリシリコンや金属酸化物、例えばアル
ミナ等を用いることも可能である。このときストッパで
あるアルミナのエッチングはCl2 、BCl3 ガスを用
いたRIE、またはArスパッタエッチングで行う。ポ
リシリコンはCl2 、BCl3 ガス、もしくはHBrガ
スを用いてエッチングする。また、アルミナやポリシリ
コンを塩素系、臭素系のガスを用いてエッチングする場
合その膜の下には酸化膜を形成するのが好ましい。
In this embodiment, the case where the Si 3 N 4 film is used as the stopper film has been described. However, as the stopper film, polysilicon or a metal oxide such as alumina can be used. At this time, the etching of the alumina serving as the stopper is performed by RIE using Cl 2 or BCl 3 gas or Ar sputter etching. The polysilicon is etched using Cl 2 , BCl 3 gas, or HBr gas. Further, when etching alumina or polysilicon using chlorine-based or bromine-based gas, it is preferable to form an oxide film under the film.

【0251】本実施形態によれば、二重ストッパ構造に
することにより、ストッパ膜の膜厚を十分薄くすること
ができる。その結果ストッパ除去エッチングのオーバー
量を減らすことができ、耐圧が確保できる。
According to this embodiment, the thickness of the stopper film can be made sufficiently thin by adopting the double stopper structure. As a result, the amount of over-etching for removing the stopper can be reduced, and the withstand voltage can be secured.

【0252】〔第15実施形態〕図28は、本発明の第
15実施形態を示す半導体基板の断面図である。p型シ
リコン基板1の表面層には、メモリセル領域において、
n型ウェルN1、さらにその内部にp型ウェルP1が形
成され、周辺回路部においてはn型ウェルN2が形成さ
れている。メモリセル領域においては、p型ウェルP1
内にnチャネルトランスファトランジスタが形成され、
周辺回路領域においては、n型ウェルN2内にpチャネ
ルトランジスタが形成される。なお、周辺回路領域にお
いても二重ウェルを形成し、n型ウェル内のp型ウェル
内にnチャネルトランジスタを形成することができる。
[Fifteenth Embodiment] FIG. 28 is a sectional view of a semiconductor substrate according to a fifteenth embodiment of the present invention. In the surface layer of the p-type silicon substrate 1, in the memory cell region,
An n-type well N1, and further a p-type well P1 is formed therein, and an n-type well N2 is formed in the peripheral circuit portion. In the memory cell region, the p-type well P1
An n-channel transfer transistor is formed therein;
In the peripheral circuit region, a p-channel transistor is formed in n-type well N2. Note that a double well can be formed also in the peripheral circuit region, and an n-channel transistor can be formed in the p-type well in the n-type well.

【0253】基板表面には、フィールド酸化膜2が形成
され、フィールド酸化膜2によって囲まれた活性領域が
画定されている。メモリセル領域においては、ゲート絶
縁膜3上に、多結晶シリコン層4、タングステンシリサ
イド層5が形成され、ゲート電極8を形成している。ゲ
ート電極8上には、酸化シリコン膜6と反射防止膜とし
て機能するSiON膜7が形成されている。SiON膜
7、酸化シリコン膜6、ゲート電極8がホトリソグラフ
ィによりパターニングされ、その側壁上にSiNのサイ
ドウォール絶縁膜10が形成されている。ゲート電極両
側には、n型不純物が注入されたソース/ドレイン領域
9が形成される。
On the surface of the substrate, a field oxide film 2 is formed, and an active region surrounded by the field oxide film 2 is defined. In the memory cell region, a polycrystalline silicon layer 4 and a tungsten silicide layer 5 are formed on a gate insulating film 3 to form a gate electrode 8. On the gate electrode 8, a silicon oxide film 6 and an SiON film 7 functioning as an anti-reflection film are formed. The SiON film 7, the silicon oxide film 6, and the gate electrode 8 are patterned by photolithography, and a sidewall insulating film 10 of SiN is formed on a side wall thereof. Source / drain regions 9 into which n-type impurities are implanted are formed on both sides of the gate electrode.

【0254】このようなゲート電極(ワード線)を形成
した基板全面上に、SiN膜12が形成されている。S
iN膜12の上に、BPSG膜13が形成され、層間絶
縁膜を構成する。BPSG膜13、SiN膜12を貫通
して蓄積電極コンタクト用のコンタクトホールが形成さ
れ、多結晶シリコン領域16によって埋め込まれてい
る。多結晶シリコン領域16は、BPSG膜13と同一
表面を形成するようにエッチバックないし研磨され、そ
の表面上にCVDによりHTO(高温酸化)シリコン酸
化膜17が形成されている。
An SiN film 12 is formed on the entire surface of the substrate on which such a gate electrode (word line) is formed. S
A BPSG film 13 is formed on the iN film 12 to form an interlayer insulating film. A contact hole for a storage electrode contact is formed through the BPSG film 13 and the SiN film 12, and is buried with a polycrystalline silicon region 16. The polycrystalline silicon region 16 is etched back or polished to form the same surface as the BPSG film 13, and an HTO (high temperature oxidation) silicon oxide film 17 is formed on the surface by CVD.

【0255】ビット線コンタクト領域においては、HT
O膜17、BPSG膜13、SiN膜12を貫通してコ
ンタクトホールが形成され、このコンタクトホール内面
を埋め込むように、HTO膜17表面上に多結晶シリコ
ン膜18、タングステンシリサイド膜19の積層からな
る配線が形成されている。この配線がビット線を構成す
る。ビット線は、HTO膜17によって埋め込まれた多
結晶シリコン領域16と絶縁されている。ビット線表面
上には、酸化シリコン膜21、SiN膜22の積層が形
成され、ビット線と同時にパターニングされる。ビット
線構造の側壁上には、SiN膜23aのサイドウォール
スペーサが形成されている。
In the bit line contact region, HT
A contact hole is formed through the O film 17, the BPSG film 13, and the SiN film 12, and a polycrystalline silicon film 18 and a tungsten silicide film 19 are laminated on the surface of the HTO film 17 so as to fill the inner surface of the contact hole. Wiring is formed. This wiring forms a bit line. The bit line is insulated from the polycrystalline silicon region 16 buried by the HTO film 17. A stack of a silicon oxide film 21 and a SiN film 22 is formed on the bit line surface, and is patterned simultaneously with the bit lines. On the side wall of the bit line structure, a sidewall spacer of the SiN film 23a is formed.

【0256】SiN膜22、SiNサイドウォールスペ
ーサ23aをエッチングストッパとして用い、蓄積電極
用のコンタクトホールが形成され、多結晶シリコン領域
16表面を露出している。
Using the SiN film 22 and the SiN sidewall spacers 23a as etching stoppers, contact holes for storage electrodes are formed, and the surface of the polycrystalline silicon region 16 is exposed.

【0257】このような構成の上に、蓄積電極となる多
結晶シリコン層27、その表面に形成されたTa2 5
のキャパシタ誘電体層29、さらにその表面に形成され
たTiN層30により、蓄積キャパシタが形成される。
On such a structure, a polycrystalline silicon layer 27 serving as a storage electrode and Ta 2 O 5 formed on the surface thereof are formed.
The capacitor dielectric layer 29 and the TiN layer 30 formed on the surface thereof form a storage capacitor.

【0258】蓄積キャパシタを埋め込むように、層間絶
縁膜となるBPSG膜31が形成され、その表面はエッ
チバック、研磨等により平坦化される。
A BPSG film 31 serving as an interlayer insulating film is formed so as to bury the storage capacitor, and its surface is flattened by etch back, polishing, or the like.

【0259】周辺回路領域においては、BPSG膜31
を貫通してビット線およびビット線と同一構造により形
成された配線層、ワード線およびワード線と同一工程に
よって形成された配線層、および基板表面の導電領域に
達するコンタクトホールが形成され、TiN/Ti積層
によるバリア層32、W層33の積層からなる配線が形
成される。
In the peripheral circuit area, the BPSG film 31
, A bit line and a wiring layer formed by the same structure as the bit line, a word line and a wiring layer formed by the same process as the word line, and a contact hole reaching the conductive region on the substrate surface are formed. A wiring is formed by stacking the barrier layer 32 and the W layer 33 by Ti stacking.

【0260】本構成においては、転送トランジスタのゲ
ート電極側壁上、およびビット線側壁上には、直接Si
N膜が形成され、エッチングストッパとして機能する。
BPSG膜13の表面上には、SiN膜は形成されず、
直接CVD酸化膜17が形成されている。このような構
成においても、ビット線上面および側面を覆うSiN膜
をエッチングストッパとして利用することにより、所望
位置にコンタクトホールを開口することができる。
In this structure, Si is directly formed on the side wall of the gate electrode of the transfer transistor and on the side wall of the bit line.
An N film is formed and functions as an etching stopper.
No SiN film is formed on the surface of the BPSG film 13,
A direct CVD oxide film 17 is formed. Even in such a configuration, a contact hole can be opened at a desired position by using the SiN film covering the top and side surfaces of the bit line as an etching stopper.

【0261】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example,
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

【0262】[0262]

【発明の効果】工程数を削減しつつ、製造歩留りを維持
でき、半導体装置の高性能化・高密度化に寄与するとこ
ろが大きい。
As described above, the production yield can be maintained while reducing the number of steps, and this greatly contributes to higher performance and higher density of the semiconductor device.

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

【図1A】本発明の第1実施形態による半導体装置の平
面図である。
FIG. 1A is a plan view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図1B】本発明の第1実施形態による半導体装置の断
面図である。
FIG. 1B is a sectional view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図2A】本発明の第1実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 2A is a sectional view illustrating a manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図2B】本発明の第1実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 2B is a sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図2C】本発明の第1実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 2C is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図2D】本発明の第1実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 2D is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図2E】本発明の第1実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 2E is a sectional view showing a step of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図2F】本発明の第1実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 2F is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図2G】本発明の第1実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 2G is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図2H】本発明の第1実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 2H is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図3】図2Dの断面図に対応する平面図である。FIG. 3 is a plan view corresponding to the cross-sectional view of FIG. 2D.

【図4A】本発明の第2実施形態による半導体装置のメ
モリセルの平面図である。
FIG. 4A is a plan view of a memory cell of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図4B】本発明の第2実施形態による半導体装置の周
辺回路の平面図である。以下、文字Aを付した図はメモ
リセルを示し、文字Bを付した図は周辺回路を示す。
FIG. 4B is a plan view of a peripheral circuit of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, the figure with the letter A shows a memory cell, and the figure with the letter B shows a peripheral circuit.

【図5A】本発明の第2実施形態による半導体装置のメ
モリセルの平面図である。
FIG. 5A is a plan view of a memory cell of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図5B】本発明の第2実施形態による半導体装置の周
辺回路の平面図である。
FIG. 5B is a plan view of a peripheral circuit of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図6A】本発明の第2実施形態による半導体装置のメ
モリセルの平面図である。
FIG. 6A is a plan view of a memory cell of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図6B】本発明の第2実施形態による半導体装置の周
辺回路の平面図である。
FIG. 6B is a plan view of a peripheral circuit of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図7A】本発明の第2実施形態による半導体装置のメ
モリセルの平面図である。
FIG. 7A is a plan view of a memory cell of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図7B】本発明の第2実施形態による半導体装置の周
辺回路の平面図である。
FIG. 7B is a plan view of a peripheral circuit of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図8A】本発明の第2実施形態による半導体装置のメ
モリセルの平面図である。
FIG. 8A is a plan view of a memory cell of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図8B】本発明の第2実施形態による半導体装置の周
辺回路の平面図である。
FIG. 8B is a plan view of a peripheral circuit of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図9A】本発明の第2実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 9A is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図9B】本発明の第2実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 9B is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図9C】本発明の第2実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 9C is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図9D】本発明の第2実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 9D is a sectional view illustrating the step of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図9E】本発明の第2実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 9E is a sectional view showing a step of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図9F】本発明の第2実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 9F is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図9G】本発明の第2実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 9G is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図9H】本発明の第2実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 9H is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図9I】本発明の第2実施形態による半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
FIG. 9I is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図10】本発明の第3実施形態による半導体装置の断
面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図11】図9Iに相当する半導体装置の断面図であ
る。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the semiconductor device corresponding to FIG. 9I;

【図12】本発明の第4実施形態による半導体装置の断
面図である。
FIG. 12 is a sectional view of a semiconductor device according to a fourth embodiment;

【図13】本発明の第5実施形態による半導体装置の断
面図である。
FIG. 13 is a sectional view of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第6実施形態による半導体装置の断
面図である。
FIG. 14 is a sectional view of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第7実施形態による半導体装置の断
面図である。
FIG. 15 is a sectional view of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図16A】本発明の第8実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 16A is a sectional view showing a step of manufacturing the semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention;

【図16B】本発明の第8実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 16B is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention;

【図16C】本発明の第8実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 16C is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention;

【図16D】本発明の第8実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 16D is a sectional view illustrating the step of manufacturing the semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention;

【図16E】本発明の第8実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 16E is a sectional view showing a step of manufacturing the semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention;

【図16F】本発明の第8実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 16F is a sectional view illustrating the step of manufacturing the semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention;

【図16G】本発明の第8実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 16G is a sectional view illustrating the step of manufacturing the semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention;

【図16H】本発明の第8実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 16H is a sectional view illustrating the step of manufacturing the semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention;

【図16I】本発明の第8実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 16I is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention;

【図17A】本発明の第9実施形態によるメセリセル部
の平面図である。
FIG. 17A is a plan view of a messy cell portion according to a ninth embodiment of the present invention.

【図17B】本発明の第9実施形態によるメモリセルお
よび周辺回路の断面図である。
FIG. 17B is a sectional view of a memory cell and peripheral circuits according to the ninth embodiment of the present invention.

【図18A】本発明の第9実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 18A is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;

【図18B】本発明の第9実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 18B is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;

【図18C】本発明の第9実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 18C is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;

【図18D】本発明の第9実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 18D is a sectional view illustrating the step of manufacturing the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;

【図18E】本発明の第9実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 18E is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;

【図18F】本発明の第9実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 18F is a sectional view illustrating the step of manufacturing the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;

【図18G】本発明の第9実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 18G is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;

【図18H】本発明の第9実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 18H is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;

【図18I】本発明の第9実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 18I is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;

【図18J】本発明の第9実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 18J is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;

【図18K】本発明の第9実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 18K is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;

【図18L】本発明の第9実施形態による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 18L is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;

【図19】第9実施形態の問題点を説明する半導体装置
の断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view of a semiconductor device illustrating a problem of the ninth embodiment.

【図20】第9実施形態の問題点を説明する半導体装置
の断面図である。
FIG. 20 is a sectional view of a semiconductor device illustrating a problem of the ninth embodiment;

【図21A】本発明の第10実施形態による半導体装置
の製造工程を示す断面図である。
FIG. 21A is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the tenth embodiment of the present invention;

【図21B】本発明の第10実施形態による半導体装置
の製造工程を示す断面図である。
FIG. 21B is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the tenth embodiment of the present invention;

【図21C】本発明の第10実施形態による半導体装置
の製造工程を示す断面図である。
FIG. 21C is a sectional view illustrating the manufacturing step of the semiconductor device according to the tenth embodiment of the present invention;

【図21D】本発明の第10実施形態による半導体装置
の製造工程を示す断面図である。
FIG. 21D is a sectional view illustrating the step of manufacturing the semiconductor device according to the tenth embodiment of the present invention;

【図22】本発明の第11実施形態による半導体装置の
断面図である。
FIG. 22 is a sectional view of the semiconductor device according to the eleventh embodiment of the present invention;

【図23】第11実施形態の問題点を説明する半導体装
置の断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view of a semiconductor device illustrating a problem of the eleventh embodiment.

【図24】本発明の第12実施形態による半導体装置の
メモリセル部の平面図である
FIG. 24 is a plan view of a memory cell part of a semiconductor device according to a twelfth embodiment of the present invention;

【図25A】本発明の第12実施形態による半導体装置
の断面図である。
FIG. 25A is a sectional view of a semiconductor device according to a twelfth embodiment of the present invention;

【図25B】本発明の第12実施形態による半導体装置
の断面図である。
FIG. 25B is a sectional view of the semiconductor device according to the twelfth embodiment of the present invention;

【図26】本発明の第13実施形態による半導体装置の
断面図である。
FIG. 26 is a sectional view of a semiconductor device according to a thirteenth embodiment of the present invention;

【図27A】本発明の第14実施形態による半導体装置
を説明するための基板断面図である。
FIG. 27A is a substrate sectional view for explaining the semiconductor device according to the fourteenth embodiment of the present invention;

【図27B】本発明の第14実施形態による半導体装置
を説明するための基板断面図である。
FIG. 27B is a substrate sectional view for explaining the semiconductor device according to the fourteenth embodiment of the present invention;

【図27C】本発明の第14実施形態による半導体装置
を説明するための基板断面図である。
FIG. 27C is a sectional view of the substrate for explaining the semiconductor device according to the fourteenth embodiment of the present invention;

【図28】本発明の第15実施形態による半導体装置を
説明するための基板断面図である。
FIG. 28 is a substrate sectional view for explaining the semiconductor device according to the fifteenth embodiment of the present invention;

【図29】従来例による半導体装置の断面図である。FIG. 29 is a sectional view of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 シリコン層 5 WSi 6 SiO2 膜 7 SiON膜 8 ゲート電極(ワード線、1層目配線) 9 n- 型不純物拡散層 10 サイドウォール 11 SiO2 膜 12 Si3 4 膜 13 BPSG 14 Si3 4 膜 15 コンタクトホール 15a 蓄積電極接続用のコンタクトホール 15b ビット線のコンタクトホール 16 プラグ 17 SiO2 膜 18 シリコン層 19 WSi 20 SiO2 膜 21 SiON膜 22 ビット線 23 サイドウォール 24 SiO2 膜 25 Si3 4 膜 27 蓄積電極 29 誘電体膜 30 対向電極Reference Signs List 4 silicon layer 5 WSi 6 SiO 2 film 7 SiON film 8 gate electrode (word line, first layer wiring) 9 n -type impurity diffusion layer 10 sidewall 11 SiO 2 film 12 Si 3 N 4 film 13 BPSG 14 Si 3 N 4 film 15 contact hole 15a contact hole for storage electrode connection 15b bit line contact hole 16 plug 17 SiO 2 film 18 silicon layer 19 WSi 20 SiO 2 film 21 SiON film 22 bit line 23 side wall 24 SiO 2 film 25 Si 3 N 4 film 27 Storage electrode 29 Dielectric film 30 Counter electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 雄二 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 井上 憲一 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 橋本 浩一 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 布藤 渉 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yuji Yokoyama 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (72) Inventor Kenichi Inoue 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture No. 1 Inside Fujitsu Limited (72) Koichi Hashimoto 4-1-1 Kamikadanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture 1-1 Inside Fujitsu Limited (72) Wataru Fudo 4-chome Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture No. 1 in Fujitsu Limited

Claims (48)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上にメモリセル領域と周辺回
路領域とを有する半導体装置において、 前記基板中に形成された一対の不純物拡散領域と、該基
板表面に形成されたゲート電極とを含む転送トランジス
タと、 該ゲート電極の上面および側面を覆う第1の絶縁膜と、 該第1の絶縁膜を覆って前記基板上に形成された第2の
絶縁膜と、 該第2の絶縁膜を貫通して、前記一対の不純物拡散領域
に達する一対のコンタクトホールと、 該一対のコンタクトホールの一方内に充填され、前記一
対の不純物拡散領域の一方に接続された導電プラグと、 前記導電プラグを覆って該第2の絶縁膜上に形成され、
前記一対のコンタクトホールの他方の上に第1の開口を
有する第3の絶縁膜と、 前記第3の絶縁膜上に形成され、前記第1の開口と前記
一対のコンタクトホールの他方を介して前記一対の不純
物拡散領域の他方に接続されたビット線と、 該ビット線の上面および側面を覆う第4の絶縁膜と、 前記ビット線の側面を覆う第4の絶縁膜に整合して前記
第3の絶縁膜に形成された第2の開口と、 前記第2の開口を介して前記導電プラグと電気的に接続
され、前記第3、第4の絶縁膜によって該ビット線から
絶縁され、ビット線上方に延在して形成された蓄積電極
と、 該蓄積電極表面に形成された誘電体膜と、 該誘電体膜表面に形成された対向電極とを有する半導体
装置。
1. A semiconductor device having a memory cell region and a peripheral circuit region on a semiconductor substrate, wherein the transfer includes a pair of impurity diffusion regions formed in the substrate and a gate electrode formed on the surface of the substrate. A transistor; a first insulating film covering the top and side surfaces of the gate electrode; a second insulating film formed on the substrate so as to cover the first insulating film; and penetrating the second insulating film. A pair of contact holes reaching the pair of impurity diffusion regions; a conductive plug filled in one of the pair of contact holes and connected to one of the pair of impurity diffusion regions; Formed on the second insulating film,
A third insulating film having a first opening on the other of the pair of contact holes; and a third insulating film formed on the third insulating film, via the first opening and the other of the pair of contact holes. A bit line connected to the other of the pair of impurity diffusion regions, a fourth insulating film covering an upper surface and a side surface of the bit line, and a fourth insulating film covering a side surface of the bit line. A second opening formed in the insulating film of No. 3, and electrically connected to the conductive plug through the second opening, insulated from the bit line by the third and fourth insulating films, A semiconductor device comprising: a storage electrode extending above a line; a dielectric film formed on the surface of the storage electrode; and a counter electrode formed on the surface of the dielectric film.
【請求項2】 前記第2の絶縁膜が、エッチング特性の
異なる2層以上の絶縁膜積層からなる下層とその上に形
成された上層とを含む請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second insulating film includes a lower layer composed of a stack of two or more insulating films having different etching characteristics and an upper layer formed thereon.
【請求項3】 前記絶縁膜積層が酸化膜とその上に形成
された窒化膜とを含む請求項2記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein said insulating film stack includes an oxide film and a nitride film formed thereon.
【請求項4】 前記第2の絶縁膜の上層が、エッチング
特性の異なる2層以上の絶縁膜積層を含む請求項2記載
の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 2, wherein the upper layer of the second insulating film includes a stack of two or more insulating films having different etching characteristics.
【請求項5】 前記上層の絶縁膜積層がBPSG層とそ
の上に形成されたコンフォーマルな層を含む請求項4記
載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein said upper insulating film stack includes a BPSG layer and a conformal layer formed thereon.
【請求項6】 前記コンフォーマルな層が窒化膜である
請求項5記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein said conformal layer is a nitride film.
【請求項7】 前記コンフォーマルな層が高温酸化膜で
ある請求項5記載の半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 5, wherein said conformal layer is a high-temperature oxide film.
【請求項8】 前記第1の絶縁膜が、前記ゲート電極の
上面を覆う下層と、前記ゲート電極の側面を覆う上層と
を含む請求項1記載の半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein said first insulating film includes a lower layer covering an upper surface of said gate electrode and an upper layer covering a side surface of said gate electrode.
【請求項9】 前記第1の絶縁膜の下層が酸化膜と酸化
窒化膜との積層であり、前記第1の絶縁膜の上層が酸化
膜である請求項8記載の半導体装置。
9. The semiconductor device according to claim 8, wherein a lower layer of said first insulating film is a stack of an oxide film and an oxynitride film, and an upper layer of said first insulating film is an oxide film.
【請求項10】 前記第4の絶縁膜が前記ビット線の上
面を覆う下層と前記ビット線の側面を覆う上層とを含む
請求項1記載の半導体装置。
10. The semiconductor device according to claim 1, wherein said fourth insulating film includes a lower layer covering an upper surface of said bit line and an upper layer covering a side surface of said bit line.
【請求項11】 前記第4の絶縁膜の下層が酸化膜と酸
化窒化膜との積層であり、前記第4の絶縁膜の上層が酸
化膜である請求項10記載の半導体装置。
11. The semiconductor device according to claim 10, wherein a lower layer of said fourth insulating film is a stack of an oxide film and an oxynitride film, and an upper layer of said fourth insulating film is an oxide film.
【請求項12】 前記第2の絶縁膜の上面が略平坦であ
る請求項1記載の半導体装置。
12. The semiconductor device according to claim 1, wherein an upper surface of said second insulating film is substantially flat.
【請求項13】 前記メモリセル領域のコンタクトホー
ルと同様のコンタクトホールが、前記周辺回路領域にも
形成されている請求項1記載の半導体装置。
13. The semiconductor device according to claim 1, wherein a contact hole similar to the contact hole in said memory cell region is also formed in said peripheral circuit region.
【請求項14】 前記ビット線を複数備え、該ビット線
とビット線との間隔が、前記一対のコンタクトホールの
一方のホール径よりも狭い請求項1記載の半導体装置。
14. The semiconductor device according to claim 1, comprising a plurality of said bit lines, wherein an interval between said bit lines is smaller than a diameter of one of said pair of contact holes.
【請求項15】 前記ビット線が前記他のコンタクトホ
ール内に充填された他の導電プラグと、前記第3の絶縁
膜と他の導電プラグ上に形成された配線層とを含む請求
項1記載の半導体装置。
15. The semiconductor device according to claim 1, wherein the bit line includes another conductive plug filled in the other contact hole, and a wiring layer formed on the third insulating film and the other conductive plug. Semiconductor device.
【請求項16】 前記ビット線が前記他のコンタクトホ
ール内面を覆い、前記第3の絶縁膜上に延在する導電層
を含む請求項1記載の半導体装置。
16. The semiconductor device according to claim 1, wherein said bit line includes a conductive layer which covers an inner surface of said another contact hole and extends on said third insulating film.
【請求項17】 さらに、前記ビット線および第4の絶
縁膜を覆って、前記基板上に形成され、ほぼ平坦な表面
を有する第5の絶縁膜を有する請求項1記載の半導体装
置。
17. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a fifth insulating film formed on the substrate and covering the bit line and the fourth insulating film and having a substantially flat surface.
【請求項18】 前記第5の絶縁膜が、エッチング特性
が異なる2層以上の絶縁膜積層を有する下層とその上に
形成された上層とを含む請求項17記載の半導体装置。
18. The semiconductor device according to claim 17, wherein said fifth insulating film includes a lower layer having two or more insulating film stacks having different etching characteristics and an upper layer formed thereon.
【請求項19】 前記第5の絶縁膜の絶縁膜積層が、コ
ンフォーマルな酸化膜と窒化膜とを含む請求項18記載
の半導体装置。
19. The semiconductor device according to claim 18, wherein the insulating film stack of the fifth insulating film includes a conformal oxide film and a nitride film.
【請求項20】 前記第4の絶縁膜が、前記ビット線上
に形成され、エッチング特性の異なる2層以上の絶縁層
の積層を有する請求項18記載の半導体装置。
20. The semiconductor device according to claim 18, wherein the fourth insulating film is formed on the bit line and has a stack of two or more insulating layers having different etching characteristics.
【請求項21】 半導体基板上にメモリセル領域と周辺
回路領域とを有する半導体装置において、 前記基板中に形成された一対の不純物拡散領域と、該基
板表面に形成されたゲート電極とを含む転送トランジス
タと、 該転送トランジスタ上を覆って前記基板上に形成された
第1の絶縁膜と、 該第1の絶縁膜を貫通して、前記一対の不純物拡散領域
の一方に達する第1のコンタクトホールと、 該第1のコンタクトホール内に充填された導電プラグ
と、 前記導電プラグを覆って、前記第1の絶縁膜上に形成さ
れた第2の絶縁膜と、 前記第1、第2の絶縁膜を貫通して、前記一対の不純物
拡散領域の他方に達する第2のコンタクトホールと、 該第2の絶縁膜上に延在し、該第2のコンタクトホール
を介して該他方の不純物拡散領域に接続するビット線
と、 前記ビット線の上面、側面を覆う第3の絶縁膜と、 前記ビット線の側面を覆う第3の絶縁膜に整合し、前記
導電プラグ上で前記第2の絶縁膜に形成された開口と、 前記第2、第3の絶縁膜によって前記ビット線から絶縁
され、前記開口を介して前記導電プラグと電気的に接続
された蓄積電極と、 該蓄積電極表面に形成された誘電体膜と、 該誘電体膜表面に形成された対向電極とを有する半導体
装置。
21. A semiconductor device having a memory cell region and a peripheral circuit region on a semiconductor substrate, wherein the transfer includes a pair of impurity diffusion regions formed in the substrate and a gate electrode formed on the substrate surface. A transistor; a first insulating film formed on the substrate so as to cover the transfer transistor; and a first contact hole penetrating through the first insulating film and reaching one of the pair of impurity diffusion regions. A conductive plug filled in the first contact hole; a second insulating film covering the conductive plug and formed on the first insulating film; and the first and second insulating films. A second contact hole penetrating a film and reaching the other of the pair of impurity diffusion regions; and a second contact hole extending over the second insulating film and via the second contact hole. To connect to And a third insulating film covering the top and side surfaces of the bit line, and a third insulating film covering the side surface of the bit line, and formed on the second insulating film on the conductive plug. A storage electrode insulated from the bit line by the second and third insulating films, and electrically connected to the conductive plug through the opening; and a dielectric formed on the surface of the storage electrode. A semiconductor device comprising: a film; and a counter electrode formed on a surface of the dielectric film.
【請求項22】 前記第1の絶縁膜の上面が略平坦であ
る請求項21記載の半導体装置。
22. The semiconductor device according to claim 21, wherein an upper surface of said first insulating film is substantially flat.
【請求項23】 前記ビット線が金属層からなる請求項
21記載の半導体装置。
23. The semiconductor device according to claim 21, wherein said bit line comprises a metal layer.
【請求項24】 前記メモリセル領域の第2のコンタク
トホールと同様のコンタクトホールが、前記周辺回路領
域にも形成されている請求項21記載の半導体装置。
24. The semiconductor device according to claim 21, wherein a contact hole similar to a second contact hole in said memory cell region is also formed in said peripheral circuit region.
【請求項25】 導電層上に形成した第1のエッチング
ストッパ膜と、 該ストッパ膜上に形成した第1の絶縁膜と、 該第1の絶縁膜上に形成した第2のエッチングストッパ
膜と、 該第2のストッパ膜上に形成した第2の絶縁膜とを備
え、 前記第2のストッパ膜の膜厚は前記第1のストッパ膜の
膜厚よりも厚く、前記第2の絶縁膜の膜厚は前記第1の
絶縁膜の膜厚よりも厚く形成されている半導体装置。
25. A first etching stopper film formed on a conductive layer, a first insulating film formed on the stopper film, and a second etching stopper film formed on the first insulating film. A second insulating film formed on the second stopper film, wherein the thickness of the second stopper film is larger than the thickness of the first stopper film; A semiconductor device in which the thickness is formed to be larger than the thickness of the first insulating film.
【請求項26】 前記第1の絶縁膜は、表面が略平坦で
ある請求項25記載の半導体装置。
26. The semiconductor device according to claim 25, wherein a surface of said first insulating film is substantially flat.
【請求項27】 半導体基板上にメモリセル領域と周辺
回路領域とを有する半導体装置の製造方法において、 前記基板上に、一対の不純物拡散領域と、ゲート電極と
を含む転送トランジスタを形成する工程と、 該ゲート電極の上面および側面を覆う第1の絶縁膜を形
成する工程と、 該第1の絶縁膜および前記転送トランジスタを覆う第2
の絶縁膜を形成する工程と、 該第2の絶縁膜を貫通して、前記一対の不純物拡散領域
の少なくとも一方に達するコンタクトホールを形成する
工程と、 該コンタクトホール内に導電層を充填し、蓄積電極の接
続用導電プラグを形成する工程と、 前記導電プラグを覆い、該第2の絶縁膜上に第3の絶縁
膜を形成する工程と、 前記第3の絶縁膜上にビット線を形成する工程と、 該ビット線の上面および側面を覆う第4の絶縁膜を形成
する工程と、 前記第4の絶縁膜に整合させて前記導電プラグ上で前記
第3の絶縁膜に開口を形成する工程と、 前記導電プラグと電気的に接続する蓄積電極を形成する
工程と、 該蓄積電極表面に誘電体膜を形成する工程と、 該誘電体膜表面に対向電極を形成する工程とを有する半
導体装置の製造方法。
27. A method for manufacturing a semiconductor device having a memory cell region and a peripheral circuit region on a semiconductor substrate, comprising: forming a transfer transistor including a pair of impurity diffusion regions and a gate electrode on the substrate; Forming a first insulating film covering the top and side surfaces of the gate electrode; and forming a second insulating film covering the first insulating film and the transfer transistor.
Forming a contact hole penetrating the second insulating film and reaching at least one of the pair of impurity diffusion regions; filling a conductive layer in the contact hole; A step of forming a conductive plug for connection of a storage electrode; a step of covering the conductive plug to form a third insulating film on the second insulating film; and forming a bit line on the third insulating film. Forming a fourth insulating film covering the top and side surfaces of the bit line; and forming an opening in the third insulating film on the conductive plug in alignment with the fourth insulating film. A semiconductor comprising: a step of forming a storage electrode electrically connected to the conductive plug; a step of forming a dielectric film on the surface of the storage electrode; and a step of forming a counter electrode on the surface of the dielectric film Device manufacturing method.
【請求項28】 前記第2の絶縁膜が前記第1の絶縁膜
を覆って基板表面上に形成された下層絶縁膜とその上の
上層絶縁膜を含む請求項27記載の半導体装置の製造方
法。
28. The method according to claim 27, wherein the second insulating film includes a lower insulating film formed on the substrate surface so as to cover the first insulating film and an upper insulating film thereon. .
【請求項29】 前記下層絶縁膜が窒化シリコン膜を含
む請求項28記載の半導体装置の製造方法。
29. The method according to claim 28, wherein the lower insulating film includes a silicon nitride film.
【請求項30】 前記コンタクトホールを形成する工程
が前記下層絶縁膜をエッチングストッパとして利用する
工程を含む請求項28記載の半導体装置の製造方法。
30. The method according to claim 28, wherein the step of forming the contact hole includes a step of using the lower insulating film as an etching stopper.
【請求項31】 前記第2の絶縁膜を形成する工程が前
記上層絶縁膜を平坦化する工程を含む請求項28記載の
半導体装置の製造方法。
31. The method according to claim 28, wherein the step of forming the second insulating film includes a step of flattening the upper insulating film.
【請求項32】 前記下層絶縁膜が窒化シリコン膜を含
み、前記上層絶縁膜が不純物添加酸化シリコン膜を含む
請求項31記載の半導体装置の製造方法。
32. The method according to claim 31, wherein the lower insulating film includes a silicon nitride film, and the upper insulating film includes an impurity-doped silicon oxide film.
【請求項33】 前記コンタクトホールを形成する工程
が、前記メモリセル領域と前記周辺回路領域とに同時に
コンタクトホールを形成する請求項27記載の半導体装
置の製造方法。
33. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 27, wherein said step of forming a contact hole includes simultaneously forming a contact hole in said memory cell region and said peripheral circuit region.
【請求項34】 前記第2の絶縁膜の下層絶縁膜を形成
後、前記周辺回路領域の該第2の絶縁膜の下層絶縁膜を
選択的に除去する工程を有する請求項28記載の半導体
装置の製造方法。
34. The semiconductor device according to claim 28, further comprising, after forming the lower insulating film of the second insulating film, selectively removing the lower insulating film of the second insulating film in the peripheral circuit region. Manufacturing method.
【請求項35】 前記転送トランジスタを形成する工程
が、 導電層上に反射防止膜を形成する工程と、その後に該導
電層のパターニングを行う工程と、次いで、該反射防止
膜を除去する工程とを有する請求項27記載の半導体装
置の製造方法。
35. The step of forming the transfer transistor, comprising the steps of: forming an anti-reflection film on a conductive layer; thereafter, patterning the conductive layer; and then removing the anti-reflection film. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 27, comprising:
【請求項36】 前記反射防止膜を除去する工程が、 周辺回路領域の該反射防止膜を選択的に除去する工程を
有する請求項35記載の半導体装置の製造方法。
36. The method according to claim 35, wherein the step of removing the anti-reflection film includes a step of selectively removing the anti-reflection film in a peripheral circuit region.
【請求項37】 半導体基板上にメモリセル領域と周辺
回路領域とを有する半導体装置の製造方法において、 前記基板上に、一対の不純物拡散領域と、ゲート電極と
を含む転送トランジスタを形成する工程と、 該転送トランジスタを覆って前記基板上に第1の絶縁膜
を形成する工程と、 該第1の絶縁膜を貫通して、前記一対の不純物拡散領域
の一方に達する第1のコンタクトホールを形成する工程
と、 該第1のコンタクトホール内に導電層を形成し、蓄積電
極の接続用プラグを形成する工程と、 前記接続用プラグを覆って、前記第1の絶縁膜上に第2
の絶縁膜を形成する工程と、 該第2、第1の絶縁膜を貫通して、前記一対の不純物拡
散領域の他方に達する第2のコンタクトホールを形成す
る工程と、 該第2の絶縁膜上に延在し、該第2のコンタクトホール
を介して該他方の不純物拡散領域に接続するビット線を
形成する工程と、 前記プラグと電気的に接続する蓄積電極を形成する工程
と、 該蓄積電極表面に誘電体膜を形成する工程と、 該誘電体膜表面に対向電極を形成する工程とを有する半
導体装置の製造方法。
37. A method of manufacturing a semiconductor device having a memory cell region and a peripheral circuit region on a semiconductor substrate, wherein a transfer transistor including a pair of impurity diffusion regions and a gate electrode is formed on the substrate. Forming a first insulating film on the substrate so as to cover the transfer transistor; and forming a first contact hole penetrating through the first insulating film and reaching one of the pair of impurity diffusion regions. Forming a conductive layer in the first contact hole and forming a connection plug for the storage electrode; and covering the connection plug with a second plug on the first insulating film.
Forming a second contact hole penetrating the second and first insulating films and reaching the other of the pair of impurity diffusion regions; and forming the second insulating film. Forming a bit line extending upward and connected to the other impurity diffusion region via the second contact hole; forming a storage electrode electrically connected to the plug; A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a dielectric film on an electrode surface; and a step of forming a counter electrode on the surface of the dielectric film.
【請求項38】 前記第1の絶縁膜を形成後、該第1の
絶縁膜表面を略平坦にする工程を有する請求項37記載
の半導体装置の製造方法。
38. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 37, further comprising a step of, after forming the first insulating film, substantially flattening a surface of the first insulating film.
【請求項39】 前記第2のコンタクトホールを形成す
る工程が、前記メモリセル領域と前記周辺回路領域とに
同時にコンタクトホールを形成する請求項37記載の半
導体装置の製造方法。
39. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 37, wherein the step of forming the second contact hole forms a contact hole in the memory cell region and the peripheral circuit region simultaneously.
【請求項40】 前記第1の絶縁膜を形成する工程が、 前記転送トランジスタを含む領域上に下層絶縁膜を形成
する工程と、次いで、前記周辺領域の該下層絶縁膜を選
択的に除去する工程と、上層絶縁膜を形成する工程とを
有する請求項37記載の半導体装置の製造方法。
40. The step of forming the first insulating film includes: forming a lower insulating film on a region including the transfer transistor; and then selectively removing the lower insulating film in the peripheral region. 38. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 37, further comprising a step of forming an upper insulating film.
【請求項41】 前記第1の絶縁膜を形成する工程が、
該上層絶縁膜の上に最上層絶縁膜を形成する工程を含
み、さらに、前記対向電極を形成する工程に続いて、該
対向電極をマスクとして該最上層絶縁膜を選択的に除去
する工程を有する請求項37記載の半導体装置の製造方
法。
41. The step of forming the first insulating film,
Forming an uppermost insulating film on the upper insulating film, further comprising, after the step of forming the counter electrode, a step of selectively removing the uppermost insulating film using the counter electrode as a mask. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 37, further comprising:
【請求項42】 前記転送トランジスタを形成する工程
が、 導電層上に反射防止膜を形成する工程と、その後に該導
電層のパターニングを行う工程と、次いで、該反射防止
膜を除去する工程とを有する請求項37記載の半導体装
置の製造方法。
42. A step of forming the transfer transistor, comprising the steps of: forming an anti-reflection film on a conductive layer; thereafter, patterning the conductive layer; and then removing the anti-reflection film. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 37, comprising:
【請求項43】 前記反射防止膜を除去する工程が、 周辺回路領域の該反射防止膜を選択的に除去する工程を
有する請求項42記載の半導体装置の製造方法。
43. The method according to claim 42, wherein the step of removing the anti-reflection film includes a step of selectively removing the anti-reflection film in a peripheral circuit region.
【請求項44】 半導体基板上にメモリセル領域と周辺
回路領域とを有する半導体装置の製造方法において、 前記基板上に、一対の不純物拡散領域と、ゲート電極と
を含む転送トランジスタを形成する工程と、 該転送トランジスタを覆って基板上に第1の絶縁膜を形
成する工程と、 該第1の絶縁膜を貫通して、前記一対の不純物拡散領域
の一方に達する第1のコンタクトホールを形成する工程
と、 該第1のコンタクトホール内に導電層を形成し、蓄積電
極の接続用プラグを形成する工程と、 該プラグを覆い、前記第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を
形成する工程と、 該第2の絶縁膜および該第1の絶縁膜を貫通して、前記
一対の不純物拡散領域の他方に達する第2のコンタクト
ホールを形成する工程と、 該第2の絶縁膜上に延在し、該第2のコンタクトホール
を介して該他方の不純物拡散領域に接続するビット線を
形成する工程と、 該ビット線を覆う第3の絶縁膜を形成する工程と、 該第3の絶縁膜を異方性エッチングして、該ビット線の
側壁に該第3の絶縁膜からなるサイドウォールを形成す
る工程と、 該ビット線および該サイドウォールをマスクにして、前
記第2の絶縁膜をエッチングし、前記接続プラグを露出
する工程と、 前記接続プラグと電気的に接続する蓄積電極を形成する
工程と、 該蓄積電極表面に誘電体膜を形成する工程と、 該誘電体膜表面に対向電極を形成する工程とを有する半
導体装置の製造方法。
44. A method of manufacturing a semiconductor device having a memory cell region and a peripheral circuit region on a semiconductor substrate, wherein a transfer transistor including a pair of impurity diffusion regions and a gate electrode is formed on the substrate. Forming a first insulating film on the substrate so as to cover the transfer transistor; and forming a first contact hole penetrating the first insulating film and reaching one of the pair of impurity diffusion regions. Forming a conductive layer in the first contact hole and forming a plug for connecting a storage electrode; forming a second insulating film on the first insulating film to cover the plug; Forming a second contact hole penetrating the second insulating film and the first insulating film and reaching the other of the pair of impurity diffusion regions; and forming a second contact hole on the second insulating film. Extending the second Forming a bit line connected to the other impurity diffusion region via the contact hole; forming a third insulating film covering the bit line; anisotropically etching the third insulating film Forming a side wall made of the third insulating film on a side wall of the bit line; etching the second insulating film using the bit line and the side wall as a mask; Exposing, forming a storage electrode electrically connected to the connection plug, forming a dielectric film on the surface of the storage electrode, and forming a counter electrode on the surface of the dielectric film. Of manufacturing a semiconductor device having the same.
【請求項45】 第1の絶縁膜に凹部を形成する工程
と、 該凹部を埋め込み、該第1の絶縁膜上に延在する膜厚T
の導電膜と第2の絶縁膜とを積層して形成する工程と、 該第2の絶縁膜および該導電膜をエッチングして、第1
の配線パターンを形成する工程と、 該第1の配線パターン上に第3の絶縁膜を形成する工程
と、 該第3の絶縁膜を異方性エッチングして、該配線パター
ン側壁に該第3絶縁膜を残置する工程と、 次いで、前記凹部上に第2の配線パターンを形成する工
程とを含み、 前記導電膜のエッチングを行う際に、エッチング量をT
+0.06μm以上とする半導体装置の製造方法。
45. A step of forming a recess in the first insulating film, and a film thickness T filling the recess and extending over the first insulating film.
Forming a stack of a conductive film and a second insulating film; and etching the second insulating film and the conductive film to form a first conductive film.
Forming a third insulating film on the first wiring pattern; anisotropically etching the third insulating film to form a third insulating film on a side wall of the wiring pattern; And a step of forming a second wiring pattern on the concave portion. When the conductive film is etched, the etching amount is set to T.
+0.06 μm or more.
【請求項46】 半導体基板上にメモリセル領域と周辺
回路領域とを有する半導体装置の製造方法において、 前記基板上に、一対の不純物拡散領域とゲート電極とを
含む転送トランジスタを形成する工程と、 該転送トランジスタを覆って基板上に第1の絶縁膜を形
成する工程と、 該第1の絶縁膜を貫通して、前記一対の不純物拡散領域
の一方に達する第1のコンタクトホールと、前記一対の
不純物拡散領域の他方に達する第2のコンタクトホール
とを形成する工程と、 該第1の絶縁膜上に延在し、該第2のコンタクトホール
を介して該他方の不純物拡散領域に接続する導電層を形
成する工程と、 該導電層を選択的にエッチングして、該第2のコンタク
トホール内において凹部を有するビット線を形成する工
程と、 該ビット線を覆う第2の絶縁膜を形成する工程と、 該第2の絶縁膜を異方性エッチングして、該ビット線側
壁上および該凹部上に該第2絶縁膜を残置する工程と、 次いで、前記一方の不純物拡散領域と電気的に接続し、
且つ該凹部上に延在する蓄積電極を形成する工程と、 該蓄積電極表面に誘電体膜を形成する工程と、 該誘電体膜表面に対向電極を形成する工程とを有する半
導体装置の製造方法。
46. A method of manufacturing a semiconductor device having a memory cell region and a peripheral circuit region on a semiconductor substrate, comprising: forming a transfer transistor including a pair of impurity diffusion regions and a gate electrode on the substrate; Forming a first insulating film on the substrate to cover the transfer transistor; a first contact hole penetrating the first insulating film and reaching one of the pair of impurity diffusion regions; Forming a second contact hole reaching the other of the impurity diffusion regions of the above, and extending over the first insulating film and connecting to the other impurity diffusion region via the second contact hole. Forming a conductive layer; selectively etching the conductive layer to form a bit line having a recess in the second contact hole; and forming a second insulating layer covering the bit line. Forming an edge film; anisotropically etching the second insulating film to leave the second insulating film on the bit line sidewalls and on the recesses; Electrically connected to the area,
And forming a storage electrode extending over the concave portion, forming a dielectric film on the surface of the storage electrode, and forming a counter electrode on the surface of the dielectric film. .
【請求項47】 半導体基板上にメモリセル領域と周辺
回路領域とを有する半導体装置の製造方法において、 基板上に、一対の不純物拡散領域とゲート電極とを含む
転送トランジスタを形成する工程と、 該転送トランジスタを覆って基板上に第1の絶縁膜を形
成する工程と、 該第1の絶縁膜を貫通して、前記一対の不純物拡散領域
の一方に達する第1のコンタクトホールを形成する工程
と、 該第1のコンタクトホール内に導電層を充填し、蓄積電
極の接続用プラグを形成する工程と、 該プラグを覆い、前記第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を
形成する工程と、 該第2の絶縁膜および該第1の絶縁膜を貫通して、前記
他方の不純物拡散領域に達する第2のコンタクトホール
を形成する工程と、 該第2の絶縁膜上に延在し、該第2のコンタクトホール
を介して該一対の不純物拡散領域の他方に接続するビッ
ト線を形成する工程と、 該ビット線を覆う第3の絶縁膜を形成する工程と、 該第3の絶縁膜を異方性エッチングして、該ビット線側
壁上に該第3絶縁膜を残置する工程と、 次いで、前記プラグと電気的に接続する蓄積電極を形成
する工程と、 該蓄積電極表面に誘電体膜を形成する工程と、 該誘電体膜表面に対向電極を形成する工程とを有し、 前記ビット線を形成する工程において、前記エッチング
は、前記導電層と前記第2の絶縁膜の膜厚の合計よりも
多い量の導電層が除去できるように行う半導体装置の製
造方法。
47. A method of manufacturing a semiconductor device having a memory cell region and a peripheral circuit region on a semiconductor substrate, comprising: forming a transfer transistor including a pair of impurity diffusion regions and a gate electrode on the substrate; Forming a first insulating film on the substrate so as to cover the transfer transistor; and forming a first contact hole penetrating through the first insulating film and reaching one of the pair of impurity diffusion regions. Filling a conductive layer in the first contact hole to form a plug for connecting a storage electrode; and forming a second insulating film on the first insulating film to cover the plug. Forming a second contact hole penetrating through the second insulating film and the first insulating film and reaching the other impurity diffusion region; and extending over the second insulating film; The second contact Forming a bit line connected to the other of the pair of impurity diffusion regions via a tool, forming a third insulating film covering the bit line, and forming the third insulating film anisotropically. Etching to leave the third insulating film on the bit line sidewalls, forming a storage electrode electrically connected to the plug, and forming a dielectric film on the storage electrode surface And a step of forming a counter electrode on the surface of the dielectric film. In the step of forming the bit line, the etching is performed more than a total thickness of the conductive layer and the second insulating film. A method for manufacturing a semiconductor device in which a large amount of a conductive layer can be removed.
【請求項48】 導電層上に第1のエッチングストッパ
膜を形成する工程と、 該第1のストッパ膜上に第1の絶縁膜を形成する工程
と、 該第1の絶縁膜上に、該第1のストッパ膜の膜厚よりも
厚い第2のエッチングストッパ膜を形成する工程と、 該第2のストッパ膜上に、該第1の絶縁膜の膜厚よりも
厚い第2の絶縁膜を形成する工程と、 該第2のストッパ膜をエッチングストッパとして、該第
2の絶縁膜をエッチングする工程と、 次いで、該第2のストッパ膜をエッチングする工程と、 次いで、該第1のストッパ膜をエッチングストッパとし
て、前記第1の絶縁膜をエッチングする工程と、 次いで、該第1のストッパ膜をエッチングすることによ
り、前記導電層を露出する開口部を形成する工程とを含
む半導体装置の製造方法。
48. A step of forming a first etching stopper film on a conductive layer, a step of forming a first insulating film on the first stopper film, and a step of forming a first insulating film on the first insulating film. Forming a second etching stopper film thicker than the first stopper film; and forming a second insulating film thicker than the first insulating film on the second stopper film. Forming, using the second stopper film as an etching stopper, etching the second insulating film, then, etching the second stopper film, and then applying the first stopper film Manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of etching the first insulating film by using as an etching stopper; and a step of forming an opening exposing the conductive layer by etching the first stopper film. Method.
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