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JPH09307077A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number
JPH09307077A
JPH09307077A JP8124302A JP12430296A JPH09307077A JP H09307077 A JPH09307077 A JP H09307077A JP 8124302 A JP8124302 A JP 8124302A JP 12430296 A JP12430296 A JP 12430296A JP H09307077 A JPH09307077 A JP H09307077A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
material film
conductive
conductive portion
insulating film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8124302A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Ono
圭一 大野
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP8124302A priority Critical patent/JPH09307077A/en
Publication of JPH09307077A publication Critical patent/JPH09307077A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気的信頼性が高くかつ高集積化された半導
体装置を製造する。 【解決手段】 複数のコンタクト部13を形成した層間
絶縁膜11上に、第1導電部形成用の第1材料膜14a
を形成し、次に第1材料膜14a上でかつ複数のコンタ
クト部13のそれぞれの直上位置に柱状のパターン15
を形成する。次いで柱状のパターン15を覆って第1材
料膜14a上に、第2導電部形成用の第2材料膜16a
を形成する。続いて柱状のパターン15の側壁に沿って
形成された第2材料膜16aの側壁面上にサイドウォー
ル17を形成し、サイドウォール17をマスクとして、
柱状のパターン15の上面が露出しかつ柱状のパターン
間15位置の層間絶縁膜11が露出するまで第1材料膜
14aおよび第2材料膜16aをエッチングする。そし
てサイドウォール17と柱状のパターン15とを除去し
て、第1導電部14と第2導電部16とからなる記憶ノ
ード電極1を得る。
(57) Abstract: A semiconductor device having high electrical reliability and high integration is manufactured. A first material film for forming a first conductive portion is formed on an interlayer insulating film having a plurality of contact portions formed thereon.
Then, a columnar pattern 15 is formed on the first material film 14a and at a position directly above each of the plurality of contact portions 13.
To form Then, the second material film 16a for forming the second conductive portion is formed on the first material film 14a so as to cover the columnar pattern 15.
To form Then, a sidewall 17 is formed on the sidewall surface of the second material film 16a formed along the sidewall of the columnar pattern 15, and the sidewall 17 is used as a mask.
The first material film 14a and the second material film 16a are etched until the upper surface of the columnar pattern 15 is exposed and the interlayer insulating film 11 at the position 15 between the columnar patterns is exposed. Then, the sidewall 17 and the columnar pattern 15 are removed to obtain the storage node electrode 1 including the first conductive portion 14 and the second conductive portion 16.

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、導電層上に形成さ
れた複数のコンタクト部のそれぞれの直上位置に電極ま
たは配線を形成する半導体集積回路の製造に適用される
半導体装置の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device applied to the manufacture of a semiconductor integrated circuit in which electrodes or wirings are formed directly above respective contact parts formed on a conductive layer. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置には、導電層上に形成された
複数のコンタクト部のそれぞれの直上位置に、電極また
は配線が形成されて構成されたものがある。例えばコン
タクト部の直上位置に電極が形成されたものとしては、
その電極を記憶ノード電極とするダイナミックRAM
(以下、DRAMと記す)メモリセルが知られている。
2. Description of the Related Art Some semiconductor devices are constructed by forming electrodes or wirings at positions immediately above respective contact portions formed on a conductive layer. For example, if an electrode is formed immediately above the contact part,
Dynamic RAM using that electrode as a storage node electrode
A memory cell (hereinafter referred to as DRAM) is known.

【0003】従来の半導体装置の製造方法では、例えば
円筒型(シリンダ型)の記憶ノード電極を形成する場
合、まず図3(a)に示すように、導電層50上の層間
絶縁膜51に、導電層50に電気的に導通しかつ層間絶
縁膜51上に臨ませて、いわゆるプラグと呼ばれるコン
タクト部53を複数形成する。層間絶縁膜51は、例え
ば導電層50上に酸化シリコン(SiO2 )層51aと
窒化シリコン(SiN)層51bとをこの順に積層する
ものからなり、またコンタクト部53は、層間絶縁膜5
1に形成された複数のコンタクトホール52内にそれぞ
れ、例えば不純物を含むポリシリコン(Poly−Si)を
埋込んで構成されるものからなる。次いで、層間絶縁膜
51上に、コンタクト部53の上面を覆うように不純物
を含むPoly−Si膜からなる第1材料膜54aを形成
し、第1材料膜54a上にSiO2 膜55aを形成す
る。
In the conventional method of manufacturing a semiconductor device, for example, in the case of forming a cylindrical (cylinder-type) storage node electrode, first, as shown in FIG. A plurality of contact portions 53, which are so-called plugs, are formed so as to be electrically connected to the conductive layer 50 and face the interlayer insulating film 51. The interlayer insulating film 51 is formed by stacking, for example, a silicon oxide (SiO 2 ) layer 51a and a silicon nitride (SiN) layer 51b in this order on the conductive layer 50, and the contact portion 53 has the interlayer insulating film 5 formed thereon.
Each of the plurality of contact holes 52 formed in No. 1 is formed by embedding polysilicon (Poly-Si) containing impurities, for example. Next, a first material film 54a made of a Poly-Si film containing impurities is formed on the interlayer insulating film 51 so as to cover the upper surface of the contact portion 53, and a SiO 2 film 55a is formed on the first material film 54a. .

【0004】次に図3(b)に示すように、リソグラフ
ィおよびエッチングによって、SiO2 膜55aをパタ
ーン加工し、続いて第1材料膜54aを加工する。そし
てこのことにより、複数のコンタクト部53のそれぞれ
の直上位置に、第1材料膜54aからなる第1導電部5
4をコンタクト部53に連続させて形成するとともに、
第1導電部54とSiO2 のパターン55とからなる柱
状のパターン56を形成する。第1導電部54は、最終
的に形成する記憶ノード電極の底部を構成する部分とな
る。
Next, as shown in FIG. 3B, the SiO 2 film 55a is patterned by lithography and etching, and then the first material film 54a is processed. As a result, the first conductive portion 5 made of the first material film 54a is provided directly above each of the plurality of contact portions 53.
4 is continuously formed on the contact portion 53,
A columnar pattern 56 including the first conductive portion 54 and the SiO 2 pattern 55 is formed. The first conductive portion 54 becomes a portion that constitutes the bottom of the storage node electrode that is finally formed.

【0005】次いで図3(c)に示すように、層間絶縁
膜51上に柱状のパターン56を覆って不純物を含むPo
ly−Si膜からなる第2材料膜57aを形成し、続いて
図3(d)に示すように、第2材料膜57aをエッチバ
ックして柱状のパターン56の側壁面上に、サイドウォ
ールからなる第2導電部57を第1導電部54に連続さ
せて形成する。この第2導電部57は、最終的に得る記
憶ノード電極の側壁部を構成する部分となる。その後、
図3(e)に示すようにフッ酸を用いた洗浄処理によっ
て、柱状のパターン56のうちのSiO2 のパターン5
5をエッチング除去する。このことによって、複数のコ
ンタクト部53のそれぞれの直上位置に、第1導電部5
4と第2導電部57とからなる円筒型の記憶ノード電極
58を得る。
Next, as shown in FIG. 3 (c), the interlayer insulating film 51 is covered with a columnar pattern 56 and contains a Po containing impurity.
A second material film 57a made of a ly-Si film is formed, and subsequently, as shown in FIG. 3D, the second material film 57a is etched back to be formed on the sidewall surface of the columnar pattern 56 from the sidewall. The second conductive portion 57 is formed so as to be continuous with the first conductive portion 54. The second conductive portion 57 becomes a portion that constitutes the sidewall portion of the storage node electrode that is finally obtained. afterwards,
As shown in FIG. 3E, the SiO 2 pattern 5 of the columnar patterns 56 was subjected to the cleaning treatment using hydrofluoric acid.
5 is removed by etching. As a result, the first conductive portion 5 is provided at the position directly above each of the plurality of contact portions 53.
A cylindrical storage node electrode 58 including the fourth conductive portion 57 and the second conductive portion 57 is obtained.

【0006】また従来の半導体装置の製造方法では、導
電層上に形成された複数のコンタクト部のそれぞれの直
上位置に配線を形成する場合、まず図4(a)に示すよ
うに、導電層60上の例えばSiO2 膜からなる層間絶
縁膜61に、導電層60に電気的に導通しかつ層間絶縁
膜61上に臨ませて複数のコンタクト部63を形成す
る。各コンタクト部63は、層間絶縁膜61に形成され
たコンタクトホール62内に導電材料を埋込んで構成さ
れたプラグからなる。次いで層間絶縁膜61上に、コン
タクト部63の上面を覆うようにバリアメタル層64
a、配線材料膜64bをこの順に積層形成する。続いて
リソグラフィおよびエッチングによってバリアメタル層
64aおよび配線材料膜64bをパターン加工して、図
4(b)に示すように複数のコンタクト部63のそれぞ
れの直上位置に配線64を形成する。
Further, in the conventional method of manufacturing a semiconductor device, when the wiring is formed directly above each of the plurality of contact portions formed on the conductive layer, first, as shown in FIG. 4A, the conductive layer 60 is formed. A plurality of contact portions 63 are formed in the upper interlayer insulating film 61 made of, for example, a SiO 2 film so as to be electrically connected to the conductive layer 60 and face the interlayer insulating film 61. Each contact portion 63 is composed of a plug formed by filling a contact hole 62 formed in the interlayer insulating film 61 with a conductive material. Then, a barrier metal layer 64 is formed on the interlayer insulating film 61 so as to cover the upper surface of the contact portion 63.
a and the wiring material film 64b are laminated in this order. Subsequently, the barrier metal layer 64a and the wiring material film 64b are patterned by lithography and etching to form the wiring 64 at positions immediately above each of the plurality of contact portions 63, as shown in FIG. 4B.

【0007】ところで、図3、図4は、エッチング加工
のばらつきやリソグラフィの際の合わせずれ等がない理
想的な条件での記憶ノード電極58の形成、配線64の
形成を示したものであり、実際には、それらの形成時に
上記した加工ばらつきや合わせずれ等が生じる。そこで
従来では、コンタクト部53、63の径に対して記憶ノ
ード電極58の径や配線64の幅を大きく形成して、い
わゆる被りを有した状態に記憶ノード電極58や配線6
4を形成している。
By the way, FIGS. 3 and 4 show the formation of the storage node electrode 58 and the formation of the wiring 64 under ideal conditions in which there is no variation in etching processing or misalignment during lithography. Actually, the above-mentioned processing variations, misalignment, and the like occur when forming them. Therefore, conventionally, the diameter of the storage node electrode 58 and the width of the wiring 64 are formed to be larger than the diameters of the contact portions 53 and 63 so that the storage node electrode 58 and the wiring 6 have a so-called covering state.
4 are formed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年盛
んに進められている半導体装置の高集積化を達成するた
めには、電極や配線のコンタクト部に対する被り量を小
さくする必要がある。すなわち、上記した従来の半導体
装置の製造方法では、電極や配線のピッチが電極、配線
をパターン加工する際のリソグラフによって制限されて
おり、したがって被りの存在がこれらピッチの縮小化を
遅らせる大きな要因の一つになっているためである。よ
ってレイアウト的には、被りが存在しないことが望まれ
ている。ところが、被り量を小さくすると、前述したエ
ッチング加工のばらつきやリソグラフィの際の合わせず
れ等が発生し易く、このことによって次のような不具合
が生じる。
However, in order to achieve high integration of semiconductor devices, which has been actively promoted in recent years, it is necessary to reduce the amount of covering of electrodes or wiring contact portions. That is, in the above-described conventional method for manufacturing a semiconductor device, the pitch of electrodes and wirings is limited by the lithographic process when patterning electrodes and wirings, and therefore the presence of the overcoat is a major factor that delays the reduction of these pitches. This is because they are one. Therefore, in terms of layout, it is desired that there be no cover. However, if the amount of coating is small, the above-mentioned variation in etching processing, misalignment during lithography, and the like are likely to occur, which causes the following problems.

【0009】例えば図3(b)に示した工程におけるリ
ソグラフィでは、SiO2 膜55a上に形成するレジス
トパターンのコンタクト部53に対する合わせずれ等が
生じ易くなる。この場合には、続くレジストパターンを
マスクとしたエッチングによって、図5(a)に示すよ
うにコンタクト部53から記憶ノード電極58の第1導
電部54がずれて形成されるとともに、レジストパター
ンで覆われなかったコンタクト部53が掘られてトレン
チング70が生じてしまう。また図4(b)に示した工
程におけるリソグラフィおよびエッチングでも、同様に
加工のばらつきや合わせずれが生じ易くなり、この場合
にも図5(b)に示すようにコンタクト部63から配線
64がずれて形成されるとともに、コンタクト部63に
トレンチング70が発生してしまう。
For example, in the lithography in the step shown in FIG. 3B, misalignment of the resist pattern formed on the SiO 2 film 55a with respect to the contact portion 53 is likely to occur. In this case, the first conductive portion 54 of the storage node electrode 58 is deviated from the contact portion 53 by the subsequent etching using the resist pattern as a mask and is covered with the resist pattern as shown in FIG. 5A. The uncovered contact portion 53 is dug to cause the trenching 70. Also, in the lithography and etching in the step shown in FIG. 4B, similarly, processing variations and misalignment are likely to occur, and in this case also, the wiring 64 is displaced from the contact portion 63 as shown in FIG. 5B. The trenching 70 occurs in the contact portion 63.

【0010】このようなトレンチング70が生じると、
記憶ノード電極58、配線64上にさらに絶縁膜を形成
する際に、トレンチング70内に絶縁材料が完全に埋め
込まれず、その結果、絶縁膜内にボイドが生じてその部
分の絶縁耐圧が劣化してしまうのである。またトレンチ
ング70が発生した後に行われるフッ酸を用いた洗浄処
理時に、トレンチング70の部分から洗浄液が侵入して
その周辺の層間絶縁膜51、61をエッチングしてしま
い、最悪の場合、層間絶縁膜51、61の下層の導電層
50、60にまでエッチングが進行して短絡に至ってし
まうのである。またコンタクト部53に対して記憶ノー
ド電極58がずれて形成されると、コンタクト部53と
記憶ノード電極58との接触面積が減少するため、コン
タクト抵抗が増大したり、コンタクト部53と記憶ノー
ド電極58との接続部分に電流が集中して、この部分の
電気的信頼性が低下する。このような不具合は、コンタ
クト部63に対して配線64がずれて形成された場合に
も同様に発生する。
When such trenching 70 occurs,
When the insulating film is further formed on the storage node electrode 58 and the wiring 64, the insulating material is not completely filled in the trenching 70, and as a result, a void is generated in the insulating film and the withstand voltage of that portion is deteriorated. It will end up. Further, during the cleaning process using hydrofluoric acid performed after the trenching 70 is generated, the cleaning liquid enters from the trenching 70 portion and etches the interlayer insulating films 51 and 61 around the cleaning liquid. The etching progresses to the conductive layers 50 and 60 below the insulating films 51 and 61, resulting in a short circuit. Further, when the storage node electrode 58 is formed so as to deviate from the contact portion 53, the contact area between the contact portion 53 and the storage node electrode 58 decreases, so that the contact resistance increases or the contact portion 53 and the storage node electrode 58 increase. The current concentrates on the connection portion with 58, and the electrical reliability of this portion is reduced. Such a problem similarly occurs when the wiring 64 is formed so as to be displaced from the contact portion 63.

【0011】上記した不具合が起きないようにするに
は、記憶ノード電極58や配線の被り量を大きく設定す
ることが必要となるが、これでは前述した半導体装置の
高集積化に逆行する形になる。例えば近年開発が進めら
れている256MDRAM以上の世代では、被り量を大
きくすると記憶ノード電極58間を分離するための距離
を確保することが困難になって、メモリセルサイズを大
きくせざるを得なくなってしまうのである。したがっ
て、トレンチングの発生を防止できるとともに電極、配
線のピッチを縮めることができ、このことにより電気的
信頼性が高くかつ高集積化された半導体装置を製造でき
る技術の開発が切望されている。
In order to prevent the above-mentioned inconvenience, it is necessary to set a large amount of coating on the storage node electrode 58 and the wiring, which is against the above-mentioned high integration of the semiconductor device. Become. For example, in the 256 MDRAM and later generations, which are being developed in recent years, it becomes difficult to secure a distance for separating the storage node electrodes 58 when the amount of covering is increased, and the memory cell size must be increased. It will end up. Therefore, it is desired to develop a technique capable of preventing the occurrence of trenching and reducing the pitch of electrodes and wirings, whereby a semiconductor device having high electrical reliability and high integration can be manufactured.

【0012】また、図3に示した記憶ノード電極58を
形成する従来法では、図3(d)に示したエッチバック
工程で、第2材料膜57aが上方、斜め上方、横方向の
3方向からイオン種の攻撃を受ける。このため、記憶ノ
ード電極58の側壁部となる第2導電部57の高さ方向
の目減りが大きく、高さの制御性が悪くなって記憶ノー
ド電極58の高さがばらついてしまう。記憶ノード電極
58の高さがばらつくと、記憶ノード電極58毎に表面
積がばらついて蓄積される電荷量が変化し、良好なDR
AM特性が維持できなくなるのである。またこの記憶ノ
ード電極58の高さのばらつきは、図3(d)のエッチ
バックで、第2材料膜57aと第1材料膜54aとを同
時にエッチングしようとすると、エッチング量が多くな
ってしまうため一層大きく発生する。よって、従来では
図3(b)に示したように、SiO2 55aのパターン
加工に続けて第1材料膜54aを加工しているが、これ
によっても上記不具合が解消されるに至っていない。
Further, in the conventional method of forming the storage node electrode 58 shown in FIG. 3, the second material film 57a is formed in the three directions of upward, obliquely upward and lateral in the etch back step shown in FIG. 3 (d). Received an ionic species attack. Therefore, the second conductive portion 57, which is the side wall portion of the storage node electrode 58, is greatly diminished in the height direction, the height controllability deteriorates, and the height of the storage node electrode 58 varies. If the height of the storage node electrode 58 varies, the surface area varies for each storage node electrode 58, and the amount of accumulated charges changes, resulting in a favorable DR.
The AM characteristic cannot be maintained. Further, this variation in the height of the storage node electrode 58 causes an increase in the etching amount when the second material film 57a and the first material film 54a are simultaneously etched by the etch back of FIG. 3D. It occurs even more. Therefore, conventionally, as shown in FIG. 3B, the first material film 54a is processed following the pattern processing of the SiO 2 55a, but this also does not solve the above-mentioned problem.

【0013】さらに図3(d)のエッチバック工程で
は、第2材料膜57aが3方向からイオン種の攻撃を受
けるため、得られる第2導電部57の先端が鋭角になっ
てしまう。この結果、記憶ノード電極58の形成後に、
この上層に形成するキャパシタ絶縁膜の膜付け不良や、
電界集中による絶縁不良を引き起こすおそれがある。
Further, in the etch back step of FIG. 3D, the second material film 57a is attacked by ionic species from three directions, so that the tip of the obtained second conductive portion 57 becomes an acute angle. As a result, after the storage node electrode 58 is formed,
Insufficient film attachment of the capacitor insulating film formed on this upper layer,
Insulation failure may occur due to electric field concentration.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
の請求項1の発明に係る半導体装置の製造方法は、第1
工程にて、複数のコンタクト部を形成した層間絶縁膜上
に、この層間絶縁膜上に臨むコンタクト部に連続しかつ
これを覆って第1導電部形成用の第1材料膜を形成し、
次いで第1材料膜上でかつ複数のコンタクト部のそれぞ
れの直上位置に柱状のパターンを形成する。次いで第2
工程にて、柱状のパターンを覆って第1材料膜上に、第
2導電部形成用の第2材料膜を形成する。続いて第3工
程にて、柱状のパターンの側壁に沿って形成された第2
材料膜の側壁面上に、第1材料膜および第2材料膜とエ
ッチング選択比がとれる材料からなるサイドウォールを
形成する。その後、第4工程にて、サイドウォールをマ
スクとして、柱状のパターンの上面が露出しかつ柱状の
パターン間位置の層間絶縁膜が露出するまで第1材料膜
および第2材料膜をエッチングする。そして第5工程に
て、エッチングにより、サイドウォールと柱状のパター
ンとを除去して、第1導電部とこの第1導電部に連続す
る筒状の第2導電部とからなる電極を得る。
A method for manufacturing a semiconductor device according to a first aspect of the present invention for achieving the above object is a first method.
In the step, a first material film for forming the first conductive portion is formed on the interlayer insulating film on which a plurality of contact portions are formed, which is continuous with and covers the contact portion facing the interlayer insulating film,
Next, a columnar pattern is formed on the first material film and directly above each of the plurality of contact portions. Then the second
In the step, a second material film for forming the second conductive portion is formed on the first material film so as to cover the columnar pattern. Then, in the third step, the second layer formed along the sidewall of the columnar pattern is formed.
A sidewall made of a material having an etching selection ratio with respect to the first material film and the second material film is formed on the sidewall surface of the material film. Then, in a fourth step, the first material film and the second material film are etched using the sidewalls as a mask until the upper surfaces of the columnar patterns are exposed and the interlayer insulating film between the columnar patterns is exposed. Then, in a fifth step, the sidewall and the columnar pattern are removed by etching to obtain an electrode composed of the first conductive portion and the cylindrical second conductive portion continuous with the first conductive portion.

【0015】請求項3の発明に係る半導体装置の製造方
法は、第1工程にて、複数のコンタクト部を形成した層
間絶縁膜上に、この層間絶縁膜上に臨むコンタクト部に
連続しかつこれを覆って第1導電部形成用の第1材料膜
を形成し、次いでこの第1材料膜上に第2導電部形成用
の第2材料膜を形成する。次いで第2工程にて、第2材
料膜をエッチングして、複数のコンタクト部のそれぞれ
の直上位置に第2導電部を形成する。続いて第3工程に
て、第2導電部の側壁面上に、第1材料膜とエッチング
選択比がとれる材料からなるサイドウォールを形成す
る。そして第4工程にて、サイドウォールをマスクとし
て、第2導電部間位置の層間絶縁膜が露出するまで第1
材料膜をエッチングして、それぞれの第2導電部の直下
位置に第1導電部を形成し、第1導電部とこの第1導電
部に連続する第2導電部とからなる配線を得る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein in the first step, a contact portion facing the interlayer insulating film is continuously formed on the interlayer insulating film having a plurality of contact portions formed thereon. To form a first material film for forming the first conductive portion, and then form a second material film for forming the second conductive portion on the first material film. Next, in a second step, the second material film is etched to form the second conductive portion at the position directly above each of the plurality of contact portions. Subsequently, in a third step, a sidewall made of a material having an etching selection ratio with the first material film is formed on the sidewall surface of the second conductive portion. Then, in the fourth step, using the sidewall as a mask, the first insulating layer is exposed until the interlayer insulating film at the position between the second conductive portions is exposed.
The material film is etched to form a first conductive portion immediately below each second conductive portion, and a wiring including the first conductive portion and a second conductive portion continuous with the first conductive portion is obtained.

【0016】請求項1の発明では、サイドウォールをマ
スクとして、コンタクト部毎に形成された柱状のパター
ンの上面が露出しかつ柱状のパターン間位置の層間絶縁
膜が露出するまで第1材料膜および第2材料膜をエッチ
ングするため、第1材料膜および第2材料膜が柱状のパ
ターン毎に、つまりコンタクト部毎に分離されるととも
に、コンタクト部毎に第1材料膜からなる第1導電部と
第2材料膜からなる筒状の第2導電部が得られる。しか
もサイドウォールの直下に存在する第1材料膜および第
2材料膜がエッチングされずに残るため、第1導電部お
よび第2導電部に自己整合的にコンタクト部に対する被
りが形成される。また、サイドウォールをマスクとした
エッチング時において、第2材料膜の側壁の上部がサイ
ドウォールおよび柱状のパターンで覆われているので、
そのエッチングの際に第2材料膜の側壁に対するイオン
種の斜め上方、横方向の成分が遮断される。よって、第
2材料膜は、従来のように3方向からイオン種の攻撃を
受けることなく、上方向からのイオン種の攻撃のみを受
けることになる。さらに、第2材料膜が上方向からのイ
オン種の攻撃のみを受けることから、得られる第2導電
部の先端形状が鋭角にならない。
According to the first aspect of the present invention, the first material film and the first material film are exposed until the upper surface of the columnar pattern formed for each contact portion is exposed and the interlayer insulating film between the columnar patterns is exposed using the sidewall as a mask. Since the second material film is etched, the first material film and the second material film are separated for each columnar pattern, that is, for each contact portion, and at the same time for each contact portion, a first conductive portion made of the first material film is formed. A cylindrical second conductive portion made of the second material film is obtained. In addition, since the first material film and the second material film existing directly under the sidewalls remain without being etched, the first conductive portion and the second conductive portion are covered with the contact portion in a self-aligned manner. Further, since the upper portion of the side wall of the second material film is covered with the side wall and the columnar pattern during etching using the side wall as a mask,
During the etching, the obliquely upward and lateral components of the ion species with respect to the side wall of the second material film are blocked. Therefore, the second material film is not attacked by ionic species from three directions as in the conventional case, but is only attacked by ionic species from above. Furthermore, since the second material film is only attacked by ionic species from above, the shape of the tip of the obtained second conductive portion does not form an acute angle.

【0017】請求項3の発明では、サイドウォールをマ
スクとして、第2導電部間位置の層間絶縁膜が露出する
まで第1材料膜をエッチングするため、第1材料膜が第
2導電部毎、つまりコンタクト部毎に分離されるととも
に、コンタクト部毎に第1材料膜からなる第1導電部と
第2導電部とからなる配線が得られる。しかもサイドウ
ォールの直下に存在する第1材料膜がエッチングされず
に残るため、第1導電部に自己整合的にコンタクト部に
対する被りが形成される。
According to the third aspect of the invention, the first material film is etched until the interlayer insulating film at the position between the second conductive portions is exposed using the sidewall as a mask. That is, a wiring is obtained which is separated for each contact portion and which is made of the first conductive portion and the second conductive portion made of the first material film for each contact portion. Moreover, since the first material film existing immediately below the sidewall remains without being etched, the first conductive portion is covered with the first conductive portion in a self-aligned manner.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体装置の
製造方法の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、
本実施形態の説明に用いる図面には、説明を簡単にする
ために、本発明におけるコンタクト部の下層の素子分
離、トランジスタ等を省略してある。図1は、本発明の
第1実施形態を工程順に示す説明図であり、特に請求項
1、2の発明の特徴である電極の形成工程を、DRAM
メモリセルの円筒型の記憶ノード電極の形成に適用した
例を示した図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition,
In the drawings used to describe the present embodiment, for the sake of simplicity, the element isolation, transistors and the like in the lower layer of the contact portion of the present invention are omitted. FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of the present invention in the order of steps. In particular, the electrode forming step which is the feature of the invention of claims 1 and 2 is
It is a figure showing an example applied to formation of a cylindrical storage node electrode of a memory cell.

【0019】この実施形態において、記憶ノード電極を
形成するには、まず図1(a)に示すごとく例えばSi
基板からなる導電層10上に、例えば化学的気相成長法
(以下、CVD法と記す)によって第1絶縁膜11aと
第2絶縁膜12aとをこの順に積層形成し、これら第1
絶縁膜11aと第2絶縁膜11bとからなる層間絶縁膜
11を得る。第2絶縁膜11bは、後述する柱状のパタ
ーン15をウエットエッチングする際のストッパー層と
して設けるものである。ここでは、例えば第1絶縁膜1
1aをSiO2 膜で、第2絶縁膜11bをSiN膜でそ
れぞれ形成する。
In this embodiment, in order to form a storage node electrode, first, as shown in FIG.
A first insulating film 11a and a second insulating film 12a are laminated in this order on the conductive layer 10 made of a substrate by, for example, a chemical vapor deposition method (hereinafter, referred to as a CVD method), and the first insulating film 11a and the second insulating film 12a are stacked in this order.
The interlayer insulating film 11 including the insulating film 11a and the second insulating film 11b is obtained. The second insulating film 11b is provided as a stopper layer when the columnar pattern 15 described later is wet-etched. Here, for example, the first insulating film 1
1a is a SiO 2 film, and the second insulating film 11b is a SiN film.

【0020】次いでリソグラフィおよび異方性エッチン
グによって、層間絶縁膜11に導電層10に到達するコ
ンタクトホール12を複数形成する。その後、例えばC
VD法によって層間絶縁膜11上に、各コンタクトホー
ル12内を埋込むようにして導電材料膜、例えば不純物
を含むPoly−Si膜を形成する。続いてエッチバック等
によって、層間絶縁膜11が露出するまでPoly−Si膜
を除去することにより、層間絶縁膜11上に臨むPoly−
Siプラグからなるコンタクト部13を形成する。この
とき、コンタクト部13の形成で生じるいわゆるプラグ
ロスは、第2絶縁膜11bの膜厚以下になるように設定
する。
Next, a plurality of contact holes 12 reaching the conductive layer 10 are formed in the interlayer insulating film 11 by lithography and anisotropic etching. Then, for example, C
A conductive material film, for example, a Poly-Si film containing impurities is formed on the interlayer insulating film 11 by the VD method so as to fill each contact hole 12. Subsequently, the Poly-Si film is removed by etching back or the like until the interlayer insulating film 11 is exposed, so that the Poly-Si film facing the interlayer insulating film 11 is exposed.
The contact portion 13 made of a Si plug is formed. At this time, the so-called plug loss caused by the formation of the contact portion 13 is set to be equal to or less than the film thickness of the second insulating film 11b.

【0021】次に図1(b)に示すごとく例えばCVD
法によって、層間絶縁膜11上に、複数のコンタクト部
13に連続しかつこれを覆って第1材料膜14aを形成
する。第1材料膜14aは、最終的に得る記憶ノード電
極の底部となる第1導電部を形成するための膜である。
ここでは例えば不純物を含むPoly−Si膜で第1材料膜
14aを形成する。続いて第1材料膜14a上に、後述
する柱状のパターンを形成するための材料膜15aを形
成する。この際、後述するごとく形成するサイドウォー
ルと同じ材料、例えばSiO2 膜で材料膜15aを形成
する。
Next, as shown in FIG. 1B, for example, CVD
By the method, a first material film 14a is formed on the interlayer insulating film 11 so as to be continuous with and cover the plurality of contact portions 13. The first material film 14a is a film for forming a first conductive portion that will be the bottom of the storage node electrode to be finally obtained.
Here, the first material film 14a is formed of, for example, a Poly-Si film containing impurities. Then, a material film 15a for forming a columnar pattern described later is formed on the first material film 14a. At this time, the material film 15a is formed of the same material as the sidewall to be formed as described later, for example, a SiO 2 film.

【0022】次いでリソグラフィおよび異方性エッチン
グによって、上記材料膜15aのみをパターン加工し
て、図1(c)に示すように、複数のコンタクト部13
の直上位置にそれぞれ柱状のパターン15を形成する。
そして例えばCVD法により、各柱状のパターン15を
覆って第1絶縁膜14a上に第2材料膜16aを堆積す
る。第2材料膜16aは、最終的に得る記憶ノード電極
の側壁部となる第2導電部を形成するための膜である。
ここでは、第2材料膜16aを不純物を含むPoly−Si
膜で形成する。
Next, by patterning only the material film 15a by lithography and anisotropic etching, as shown in FIG. 1C, a plurality of contact portions 13 are formed.
A columnar pattern 15 is formed at a position directly above.
Then, the second material film 16a is deposited on the first insulating film 14a so as to cover each columnar pattern 15 by, for example, the CVD method. The second material film 16a is a film for forming a second conductive portion which will be a sidewall portion of the storage node electrode to be finally obtained.
Here, the second material film 16a is formed of Poly-Si containing impurities.
It is formed with a film.

【0023】次に、図1(d)に示すように各柱状のパ
ターン15の側壁に沿って形成された第2材料膜16a
の側壁面上に、サイドウォール17を形成する。このと
き、後述する図1(e)に示す工程の異方性エッチング
の際に、第1材料膜14aおよび第2材料膜16aとエ
ッチング選択比がとれる材料でサイドウォール17を形
成する。ここでは、第2材料膜16a上に例えばSiO
2 膜を堆積した後、SiO2 膜を異方性エッチングによ
ってエッチバックすることにより、SiO2 膜からなる
サイドウォール17を形成する。
Next, as shown in FIG. 1D, the second material film 16a formed along the sidewall of each columnar pattern 15 is formed.
Sidewalls 17 are formed on the side wall surfaces of the. At this time, the side wall 17 is formed of a material having an etching selection ratio with respect to the first material film 14a and the second material film 16a during anisotropic etching in a step shown in FIG. Here, for example, SiO 2 is formed on the second material film 16a.
After depositing the 2 film, is etched back by anisotropic etching of the SiO 2 film to form a side wall 17 made of SiO 2 film.

【0024】続いて、サイドウォール17をマスクとし
たエッチングを行う。上記したように、第1材料膜14
aおよび第2材料膜16aとエッチング選択比がとれる
SiO2 膜でサイドウォール17が形成されているた
め、この工程では第1材料膜14aおよび第2材料膜1
6aがエッチバックされる。またこの工程では、柱状の
パターン15の上面が露出し、かつ柱状のパターン15
間位置の層間絶縁膜11が露出するまで第1材料膜14
aおよび第2材料膜16aをエッチバックする。
Then, etching is performed using the sidewalls 17 as a mask. As described above, the first material film 14
a and the second material film 16a, since the sidewalls 17 are formed of a SiO 2 film having an etching selection ratio, the first material film 14a and the second material film 1 are formed in this step.
6a is etched back. In this step, the upper surface of the columnar pattern 15 is exposed and the columnar pattern 15 is exposed.
The first material film 14 is formed until the interlayer insulating film 11 at the interposition is exposed.
a and the second material film 16a are etched back.

【0025】このことによって、図1(e)に示すよう
に、第1材料膜14aおよび第2材料膜16aを柱状の
パターン15毎に分離できると同時に、柱状のパターン
15毎に第1材料膜14aからなる第1導電部14と、
第2材料膜16aからなる筒状の第2導電部16とを得
ることができる。つまり柱状のパターン15はコンタク
ト部13のそれぞれの直上位置に形成されていることか
ら、コンタクト部13毎に第1導電部14と第2導電部
16とを分離し形成することができる。さらにサイドウ
ォール17をマスクとしたエッチングでは、サイドウォ
ール17の直下に存在する第1材料膜14aおよび第2
材料膜16bがエッチングされずに残るため、第1導電
部14および第2導電部16に、コンタクト部13に対
する、サイドウォール17の厚み分の被りを自己整合的
に形成することができる。
As a result, as shown in FIG. 1E, the first material film 14a and the second material film 16a can be separated for each columnar pattern 15, and at the same time, the first material film for each columnar pattern 15 can be separated. A first conductive portion 14 composed of 14a,
The cylindrical second conductive portion 16 made of the second material film 16a can be obtained. That is, since the columnar pattern 15 is formed directly above each contact portion 13, the first conductive portion 14 and the second conductive portion 16 can be formed separately for each contact portion 13. Furthermore, in the etching using the sidewall 17 as a mask, the first material film 14a and the second
Since the material film 16b remains without being etched, the first conductive portion 14 and the second conductive portion 16 can be formed in a self-aligned manner to cover the contact portion 13 by the thickness of the sidewall 17.

【0026】その後、図1(f)に示すように、例えば
フッ酸洗浄液を用いたウエットエッチングによって、第
2絶縁膜11bをストッパー層としてサイドウォール1
7および柱状のパターン15を除去する。柱状のパター
ン15はサイドウォール17と同じ材料からなるため、
このウエットエッチングによって柱状のパターン15お
よびサイドウォール17を一括して除去することができ
る。以上の工程によって、第1導電部14と、筒状の第
2導電部16とからなる複数の円筒型の記憶ノード電極
1が、それぞれその直下のコンタクト部13に連続した
状態で形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 1F, the sidewall 1 is formed by using the second insulating film 11b as a stopper layer by, for example, wet etching using a hydrofluoric acid cleaning solution.
7 and the columnar pattern 15 are removed. Since the columnar pattern 15 is made of the same material as the sidewall 17,
By this wet etching, the columnar pattern 15 and the sidewalls 17 can be removed together. Through the above steps, a plurality of cylindrical storage node electrodes 1 each including the first conductive portion 14 and the cylindrical second conductive portion 16 are formed in a state of being continuous with the contact portion 13 immediately therebelow.

【0027】このように、上記実施形態によれば、サイ
ドウォール17をマスクとしたエッチングによって、コ
ンタクト部13に対する被りをリソグラフィを用いるこ
となく自己整合的に形成できるとともに、コンタクト部
13毎に記憶ノード電極1を分離形成することができ
る。この結果、被りの形成により、トレンチングの発生
やコンタクト部13に対する記憶ノード電極1の接触面
積の減少等を防止でき、しかも、従来ではリソグラフィ
によって制限されていた記憶ノード電極1のピッチを従
来よりも縮めることができる。また、これに伴ってコン
タクト部13のピッチも縮めることができる。よって、
コンタクト部13付近の電気的信頼性の低下を防止で
き、かつDRAMメモリセルサイズの縮小化を図ること
ができるので、この方法によれば、電気的信頼性が高く
かつ高集積化された半導体装置を製造することができ
る。
As described above, according to the above-described embodiment, by using the sidewalls 17 as a mask, the covering of the contact portions 13 can be formed in a self-aligned manner without using lithography, and at the same time, the storage node can be formed for each contact portion 13. The electrode 1 can be formed separately. As a result, it is possible to prevent the occurrence of trenching and the reduction of the contact area of the storage node electrode 1 with respect to the contact portion 13 due to the formation of the cover. Can also be shortened. In addition, the pitch of the contact portions 13 can be reduced accordingly. Therefore,
Since it is possible to prevent a decrease in electrical reliability in the vicinity of the contact portion 13 and to reduce the size of the DRAM memory cell, according to this method, a semiconductor device having high electrical reliability and high integration is achieved. Can be manufactured.

【0028】また上記実施形態では、サイドウォール1
7をマスクとしたエッチング時において、第2材料膜1
6aの側壁の上部がサイドウォール17および柱状のパ
ターン15で覆われて保護されているので、そのエッチ
ングの際に第2材料膜16aの側壁に対するイオン種の
斜め上方、横方向の成分が遮断される。よって、第2材
料膜16aが、従来のように3方向からイオン種の攻撃
を受けることなく、上方向からのイオン種の攻撃のみを
受けることになるため、得られる第2導電部16の高さ
方向の目減りを抑えることができる。したがって、記憶
ノード電極1の高さの制御性が良く、高さが略均一な記
憶ノード電極58を得ることができるので、良好なDR
AM特性を有する半導体装置を製造することができる。
Further, in the above embodiment, the sidewall 1
The second material film 1 during etching using 7 as a mask
Since the upper portion of the side wall of 6a is covered and protected by the side wall 17 and the columnar pattern 15, the components in the obliquely upward and lateral directions of the ion species with respect to the side wall of the second material film 16a are blocked during the etching. It Therefore, the second material film 16a is not attacked by ionic species from three directions as in the conventional case, but is only attacked by ionic species from above, so that the height of the obtained second conductive portion 16 is increased. It is possible to suppress the reduction in the depth direction. Therefore, the controllability of the height of the storage node electrode 1 is good, and the storage node electrode 58 having a substantially uniform height can be obtained.
A semiconductor device having AM characteristics can be manufactured.

【0029】さらに、第2材料膜16aが上方向からの
イオン種の攻撃のみを受けることから、図1(f)に示
すように得られる第2導電部16の先端形状が鋭角にな
らない。よって、記憶ノード電極1の形成後に、この上
層に形成するキャパシタ絶縁膜の膜付け不良や、電界集
中による絶縁不良を防止できるので、電気的信頼性の高
いキャパシタ絶縁膜を得ることが可能となる。
Furthermore, since the second material film 16a is only attacked by ionic species from above, the tip shape of the second conductive portion 16 obtained as shown in FIG. 1 (f) does not have an acute angle. Therefore, after the storage node electrode 1 is formed, it is possible to prevent filming failure of the capacitor insulating film formed in the upper layer and insulation failure due to electric field concentration, so that it is possible to obtain a capacitor insulating film having high electrical reliability. .

【0030】なお、上記実施形態では、図1(a)に示
す工程にて層間絶縁膜11上に形成したPoly−Si膜を
エッチングすることにより、Poly−Siプラグからなる
コンタクト部13を形成し、図1(b)に示す工程にて
層間絶縁膜11上にコンタクト部13を覆ってPoly−S
i膜からなる第1材料膜14aを形成したが、上記エッ
チングを制御性良く行うことができれば、このエッチン
グによりコンタクト部13と第1材料膜14aとを同時
に形成することも可能である。この場合には、上記実施
形態よりも工程数を削減することができる。
In the above embodiment, the poly-Si film formed on the interlayer insulating film 11 is etched in the step shown in FIG. 1A to form the contact portion 13 made of a poly-Si plug. In the process shown in FIG. 1B, the contact portion 13 is covered on the interlayer insulating film 11 to cover Poly-S.
Although the first material film 14a made of the i film is formed, the contact portion 13 and the first material film 14a can be simultaneously formed by this etching if the above etching can be performed with good controllability. In this case, the number of steps can be reduced as compared with the above embodiment.

【0031】また上記実施形態では、柱状のパターンお
よびサイドウォールをSiO2 膜で形成した場合を述べ
たが、サイドウォールが第1材料膜および第2材料膜と
エッチング選択比がとれる材料で形成され、かつ柱状の
パターンとサイドウォールとが最後に選択的に除去でき
る材料で形成されていればよく、上記材料に限定されな
い。例えばボロン−フォスフォシリケートガラス(BP
SG)やフォスフォシリケートガラス(PSG)等のよ
うな不純物を含むSiO2 で形成することも可能であ
る。
In the above embodiment, the case where the columnar pattern and the side wall are formed of the SiO 2 film has been described, but the side wall is formed of a material having an etching selection ratio with respect to the first material film and the second material film. It is sufficient that the columnar pattern and the sidewall are formed of a material that can be selectively removed at the end, and the material is not limited to the above materials. For example, boron-phosphosilicate glass (BP
It is also possible to use SiO 2 containing impurities such as SG) and phosphosilicate glass (PSG).

【0032】次に、本発明に係る半導体装置の製造方法
の第2実施形態を図2を用いて説明する。第2実施形態
は、特に請求項3、4の発明の特徴である配線の形成工
程の一実施形態である。この実施形態において配線を形
成するには、まず図2(a)に示すごとくSi基板また
は下層配線からなる導電層20上に、例えばCVD法に
よってSiO2 膜からなる層間絶縁膜21を形成する。
次いでリソグラフィおよび異方性エッチングによって、
層間絶縁膜21に導電層20に到達するコンタクトホー
ル22を複数形成する。
Next, a second embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment is an embodiment of a wiring forming process which is a feature of the invention of claims 3 and 4. To form the wiring in this embodiment, first, as shown in FIG. 2A, an interlayer insulating film 21 made of a SiO 2 film is formed on the conductive layer 20 made of a Si substrate or a lower wiring by, for example, a CVD method.
Then by lithography and anisotropic etching,
A plurality of contact holes 22 reaching the conductive layer 20 are formed in the interlayer insulating film 21.

【0033】その後、例えばCVD法によって層間絶縁
膜11上に、各コンタクトホール22内面を覆うように
して密着層用の導電性の膜を形成し、続いてコンタクト
ホール22内を埋込むようにして密着層用の膜上に導電
材料膜を形成する。この密着層用の膜は、例えば窒化チ
タン(TiN)やTiNとチタン(Ti)との積層体と
からなり、その上層の導電材料膜は例えばタングステン
(W)からなる。
After that, a conductive film for an adhesion layer is formed on the interlayer insulating film 11 by, for example, a CVD method so as to cover the inner surface of each contact hole 22, and then the contact layer 22 is filled with the conductive film. A conductive material film is formed on the film for use. The film for the adhesion layer is made of, for example, titanium nitride (TiN) or a laminated body of TiN and titanium (Ti), and the conductive material film above it is made of, for example, tungsten (W).

【0034】次に、エッチバック等によって、層間絶縁
膜21の上面が露出するまで密着層用の膜と導電材料膜
とを除去することにより、コンタクトホール22内に密
着層23aを介してWプラグが埋込まれた構造を有し、
かつ層間絶縁膜21上に臨むコンタクト部23を形成す
る。次に図2(b)に示すごとく例えばCVD法やスパ
ッタリング法によって、層間絶縁膜21上に、複数のコ
ンタクト部23に連続しかつこれを覆って第1材料膜2
4aを形成する。第1材料膜24aは、最終的に得る配
線の第1導電部を形成するためのバリアメタル膜であ
り、ここでは層間絶縁膜21上にTi膜からなる第1層
241と、TiN膜からなる第2層242とをこの順に
積層することにより第1材料膜24aを形成する。
Next, the film for the adhesion layer and the conductive material film are removed by etching back or the like until the upper surface of the interlayer insulating film 21 is exposed, so that the W plug is inserted into the contact hole 22 via the adhesion layer 23a. Has a structure in which
Further, the contact portion 23 facing the interlayer insulating film 21 is formed. Next, as shown in FIG. 2B, the first material film 2 is continuously formed on the interlayer insulating film 21 and covers the plurality of contact portions 23 by, for example, a CVD method or a sputtering method.
4a is formed. The first material film 24a is a barrier metal film for forming the first conductive portion of the wiring to be finally obtained, and here is formed of the first layer 241 made of a Ti film and the TiN film on the interlayer insulating film 21. The first material film 24a is formed by laminating the second layer 242 in this order.

【0035】続いて、例えばCVD法やスパッタリング
法によって、第1材料膜24a上に最終的に得る配線の
第2導電部を形成するための第2材料膜25aを形成す
る。この実施形態においては、第1材料膜24a上に第
1層251aと反射防止膜である第2層251bとをこ
の順に積層することにより導電材料膜251を形成し、
この上層に、第1材料膜24aとエッチング選択比がと
れる材料からなる保護膜252を形成する。そして導電
材料膜251と、保護膜252とからなる第2材料膜2
5aを形成する。またここでは、例えば導電材料膜25
1の第1層251aをアルミニウム(Al)−銅(C
u)の合金膜、第2層251bをTiN膜、保護膜25
2をSiO2 膜で形成する。
Subsequently, a second material film 25a for forming the second conductive portion of the wiring finally obtained is formed on the first material film 24a by, for example, the CVD method or the sputtering method. In this embodiment, a conductive material film 251 is formed by laminating a first layer 251a and a second layer 251b which is an antireflection film in this order on the first material film 24a,
A protective film 252 made of a material having an etching selection ratio with the first material film 24a is formed on the upper layer. Then, the second material film 2 including the conductive material film 251 and the protective film 252
5a is formed. Further, here, for example, the conductive material film 25
The first layer 251a of No. 1 is aluminum (Al) -copper (C
u) alloy film, second layer 251b is TiN film, protective film 25
2 is formed of a SiO 2 film.

【0036】次にリソグラフィおよび異方性エッチング
によって、第2材料膜25bをエッチングして、図2
(c)に示すように、複数のコンタクト部23のそれぞ
れの直上位置に、保護膜252のパターン(以下、保護
膜パターンと記す)252aと、導電材料膜251のパ
ターン(以下、導電材料膜パターンと記す)251cと
からなる第2導電部25を形成する。次いで、第2導電
部25を覆って第1材料膜24a上に、第1材料膜24
aとエッチング選択比がとれる材料からなる膜を形成
し、続いて異方性エッチングによってこの膜をエッチバ
ックして図2(d)に示すごとく、第2導電部25の側
壁面上にサイドウォール26を形成する。ここでは、サ
イドウォール26を保護膜252と同様のSiO2 膜で
形成する。
Next, the second material film 25b is etched by lithography and anisotropic etching to obtain the structure shown in FIG.
As shown in (c), a pattern of a protective film 252 (hereinafter referred to as a protective film pattern) 252a and a pattern of a conductive material film 251 (hereinafter referred to as a conductive material film pattern) are provided directly above respective contact portions 23. ) And the second conductive portion 25 is formed. Next, the first material film 24 is formed on the first material film 24a so as to cover the second conductive portion 25.
A film made of a material having an etching selection ratio to that of a is formed, and then this film is etched back by anisotropic etching to form a sidewall on the side wall surface of the second conductive portion 25 as shown in FIG. 26 is formed. Here, the side wall 26 is formed of the same SiO 2 film as the protective film 252.

【0037】そして、サイドウォール26および保護膜
パターン252aをマスクとしたエッチングを行う。上
記したように、第1材料膜24aとエッチング選択比が
とれるSiO2 膜でサイドウォール26および保護膜パ
ターン252aが形成されているため、この工程では第
1材料膜24aがエッチバックされる。またこの工程で
は、第1材料膜24a、第2導電部25間位置の層間絶
縁膜21の上面が露出するまで第1材料膜24aをエッ
チバックする。このことによって、それぞれの第2導電
部25の直下位置に第1導電部24を形成でき、つまり
コンタクト部23毎に第1材料膜24aを分離でき、コ
ンタクト部23毎に第1導電部24と、第2導電部25
とからなる配線2を形成することができる。
Then, etching is performed using the sidewalls 26 and the protective film pattern 252a as a mask. As described above, since the side wall 26 and the protective film pattern 252a are formed of the SiO 2 film having an etching selection ratio with the first material film 24a, the first material film 24a is etched back in this step. Further, in this step, the first material film 24a is etched back until the upper surface of the interlayer insulating film 21 located between the first material film 24a and the second conductive portion 25 is exposed. As a result, the first conductive portions 24 can be formed immediately below the respective second conductive portions 25, that is, the first material film 24a can be separated for each contact portion 23, and the first conductive portion 24 can be formed for each contact portion 23. , The second conductive portion 25
It is possible to form the wiring 2 composed of

【0038】またサイドウォール26および保護膜パタ
ーン252aをマスクとしたエッチングでは、サイドウ
ォール26の直下に存在する第1材料膜24aがエッチ
ングされずに残るため、第1導電部24に、コンタクト
部23に対する、サイドウォール26の厚み分の被りを
自己整合的に形成することができる。以上の工程によっ
て、第1導電部24と第2導電部25とからなる複数の
配線2が、それぞれその直下のコンタクト部23に連続
した状態で形成される。
Further, in the etching using the side wall 26 and the protective film pattern 252a as a mask, the first material film 24a existing immediately below the side wall 26 remains without being etched, so that the first conductive portion 24 and the contact portion 23 are not etched. It is possible to form a cover corresponding to the thickness of the sidewall 26 in a self-aligned manner. Through the above steps, the plurality of wirings 2 each including the first conductive portion 24 and the second conductive portion 25 are formed in a state of being continuous with the contact portion 23 immediately thereunder.

【0039】このように、上記実施形態によれば、サイ
ドウォール26および保護膜パターン252aをマスク
としたエッチングによって、コンタクト部23に対する
被りをリソグラフィを用いることなく自己整合的に形成
できるとともに、コンタクト部23毎に配線2を分離形
成することができる。この結果、被りの形成により、ト
レンチングの発生やコンタクト部23に対する配線2の
接触面積の減少等を防止でき、しかも、従来ではリソグ
ラフィによって制限されていた配線1のピッチを従来よ
りも縮めることができる。また、これに伴ってコンタク
ト部23のピッチも縮めることができる。よって、第2
実施形態にっても、コンタクト部23付近の電気的信頼
性が高くかつ高集積化された半導体装置を製造すること
ができる。
As described above, according to the above-described embodiment, by using the sidewall 26 and the protective film pattern 252a as a mask, the contact portion 23 can be covered in a self-aligned manner without using lithography, and the contact portion can be formed. The wiring 2 can be formed separately for each 23. As a result, the formation of the cover can prevent the occurrence of trenching and the reduction of the contact area of the wiring 2 with respect to the contact portion 23. Further, the pitch of the wiring 1 which was conventionally limited by lithography can be narrowed as compared with the conventional one. it can. In addition, the pitch of the contact portions 23 can be reduced accordingly. Therefore, the second
Also in the embodiment, it is possible to manufacture a highly integrated and highly integrated semiconductor device in the vicinity of the contact portion 23.

【0040】なお、第2実施形態では、第2導電部25
の被りが低く形成されるので、この被りが配線2間容量
に影響を及ぼすことがほとんどない。また上記第2実施
形態では、保護膜パターンおよびサイドウォールをSi
2膜で形成したが、第1導電部を構成する第1材料膜
とエッチング選択比がとれるものであれば、いずれ材料
で保護膜パターンおよびサイドウォールを形成してもよ
い。例えば、SiN膜で形成してもよく、また金属材料
等の導電材料で形成することも可能である。
In the second embodiment, the second conductive portion 25
Since the overburden is formed low, the overburden hardly affects the capacitance between the wirings 2. In addition, in the second embodiment, the protective film pattern and the sidewall are made of Si.
Although the O 2 film is used, the protective film pattern and the sidewall may be formed of any material as long as it has an etching selectivity with the first material film forming the first conductive portion. For example, it may be formed of a SiN film, or may be formed of a conductive material such as a metal material.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明に係
る半導体装置の製造方法によれば、サイドウォールをマ
スクとしたエッチングによって、コンタクト部毎に第1
導電部と第2導電部からなる電極を分離形成でき、かつ
コンタクト部に対する被りを自己整合的に形成できるの
で、トレンチングの発生やコンタクト部に対する電極の
接触面積の減少等を防止できるとともに、従来ではリソ
グラフィによって制限されていた電極、コンタクト部の
ピッチを従来よりも縮めることができる。よって、コン
タクト部付近の電気的信頼性の低下を防止でき、かつ電
極がDRAMメモリセルの記憶ノード電極であれば、そ
のセルサイズの縮小化を図ることができるので、この方
法によれば、電気的信頼性が高くかつ高集積化された半
導体装置を製造することができる。またサイドウォール
をマスクとしたエッチングの際には、第2材料膜の側壁
の上部がサイドウォールおよび柱状のパターンで保護さ
れて、第2材料膜を上方向からのイオン種によってのみ
エッチングできるので、先端形状が鋭角でない第2導電
部を得ることができる。したがって、電極の高さの制御
性が良く、高さが略均一な電極を得ることができるの
で、良好な電気的な特性を有する半導体装置を製造する
ことができる。またこの電極が記憶ノード電極であれ
ば、この上層に形成するキャパシタ絶縁膜の膜付け不良
や、電界集中による絶縁不良を防止できるので、電気的
信頼性の高いキャパシタ絶縁膜を得ることが可能とな
る。
As described above, according to the method of manufacturing the semiconductor device of the first aspect of the present invention, the first contact is formed for each contact portion by etching using the sidewall as a mask.
Since the electrode composed of the conductive portion and the second conductive portion can be separately formed, and the covering on the contact portion can be formed in a self-aligned manner, it is possible to prevent the occurrence of trenching, the reduction of the contact area of the electrode with respect to the contact portion, and the like. Then, it is possible to reduce the pitch of electrodes and contact portions, which is limited by lithography, compared to the conventional case. Therefore, it is possible to prevent a decrease in electrical reliability in the vicinity of the contact portion, and to reduce the cell size if the electrode is a storage node electrode of a DRAM memory cell. It is possible to manufacture a highly integrated semiconductor device having high reliability. Further, during etching using the sidewall as a mask, the upper portion of the side wall of the second material film is protected by the sidewall and the columnar pattern, and the second material film can be etched only by the ion species from above. It is possible to obtain the second conductive portion whose tip shape is not an acute angle. Therefore, the controllability of the height of the electrode is good, and an electrode having a substantially uniform height can be obtained, so that a semiconductor device having good electrical characteristics can be manufactured. Further, if this electrode is a storage node electrode, it is possible to prevent filming failure of the capacitor insulating film formed on this layer and insulation failure due to electric field concentration, so that it is possible to obtain a capacitor insulating film having high electrical reliability. Become.

【0042】請求項3の発明では、サイドウォールをマ
スクとしたエッチングによって、コンタクト部毎に第1
導電部と第2導電部とからなる配線を得ることができ、
かつ第1電極部にコンタクト部に対する被りを自己整合
的に形成できるので、請求項1の発明と同様、トレンチ
ングの発生やコンタクト部に対する電極の接触面積の減
少等を防止できるとともに、配線、コンタクト部のピッ
チを従来よりも縮めることができる。したがってこの方
法によっても、電気的信頼性が高くかつ高集積化された
半導体装置を製造することができる。
According to the third aspect of the invention, the first contact is formed for each contact portion by etching using the sidewall as a mask.
It is possible to obtain a wiring including a conductive portion and a second conductive portion,
Further, since the cover for the contact portion can be formed in the first electrode portion in a self-aligned manner, it is possible to prevent the occurrence of trenching, the reduction of the contact area of the electrode with respect to the contact portion, and the like as in the invention of claim 1, and the wiring and the contact. The pitch of the parts can be reduced as compared with the conventional one. Therefore, also by this method, a semiconductor device having high electrical reliability and high integration can be manufactured.

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

【図1】(a)〜(f)は、本発明に係る半導体装置の
製造方法の第1実施形態を工程順に示す説明図であり、
特に請求項1、2の発明が特徴とする電極の形成方法の
一実施形態を示す図である。
1A to 1F are explanatory views showing a first embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention in the order of steps,
It is a figure which shows one Embodiment of the formation method of the electrode which the invention of Claims 1 and 2 characterized especially.

【図2】(a)〜(d)は本発明に係る半導体装置の製
造方法の第2実施形態を工程順に示す説明図であり、特
に請求項3、4の発明が特徴とする配線の形成方法の一
実施形態を示す図である。
2 (a) to 2 (d) are explanatory views showing a second embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention in the order of steps, and particularly formation of wiring characterized by the inventions of claims 3 and 4. FIG. FIG. 6 illustrates an embodiment of a method.

【図3】(a)〜(e)は、従来の半導体装置の製造方
法を工程順に示す説明図(その1)であり、記憶ノード
電極の形成方法を示す図である。
3A to 3E are explanatory views (No. 1) showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device in the order of steps, showing a method for forming a storage node electrode.

【図4】(a)、(b)は、従来の半導体装置の製造方
法を工程順に示す説明図(その2)であり、配線の形成
方法を示す図である。
4A and 4B are explanatory views (No. 2) showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device in the order of steps, showing a method for forming wiring.

【図5】(a)、(b)は、本発明の課題を説明する図
である。
5 (a) and 5 (b) are views for explaining the problems of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 記憶ノード電極 2 配線 10、20 導電
層 11、12 層間絶縁膜 13、23 コンタクト部 14、24 第1導電部 14a、24a 第1材料
膜 15 柱状のパターン 16、25 第2導電部 16a、25a 第2材料膜 17、26 サイドウ
ォール 251 導電材料膜 251c 導電材料膜パターン
252 保護膜 252a 保護膜パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Storage node electrode 2 Wiring 10, 20 Conductive layer 11, 12 Interlayer insulating film 13, 23 Contact part 14, 24 1st conductive part 14a, 24a 1st material film 15 Columnar pattern 16, 25 2nd conductive part 16a, 25a Second material film 17, 26 Side wall 251 Conductive material film 251c Conductive material film pattern 252 Protective film 252a Protective film pattern

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/822 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical indication H01L 21/822

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導電層上の層間絶縁膜に、該導電層に電
気的に導通しかつ層間絶縁膜上に臨ませてコンタクト部
を複数形成し、前記層間絶縁膜上でかつ前記複数のコン
タクト部の直上位置にそれぞれ、第1導電部と該第1導
電部上に形成されてこの第1導電部に連続する筒状の第
2導電部とからなる電極を、それぞれその直下のコンタ
クト部に連続させて形成する半導体装置の製造方法であ
って、 前記複数のコンタクト部を形成した層間絶縁膜上に、該
層間絶縁膜上に臨むコンタクト部に連続しかつこれを覆
って前記第1導電部形成用の第1材料膜を形成し、次い
で第1材料膜上でかつ前記複数のコンタクト部のそれぞ
れの直上位置に柱状のパターンを形成する第1工程と、 前記柱状のパターンを覆って前記第1材料膜上に、第2
導電部形成用の第2材料膜を形成する第2工程と、 前記柱状のパターンの側壁に沿って形成された第2材料
膜の側壁面上に、前記第1材料膜および前記第2材料膜
とエッチング選択比がとれる材料からなるサイドウォー
ルを形成する第3工程と、 前記サイドウォールをマスクとして、前記柱状のパター
ンの上面が露出しかつ前記柱状のパターン間位置の前記
層間絶縁膜が露出するまで前記第1材料膜および第2材
料膜をエッチングする第4工程と、 エッチングによって、前記サイドウォールと前記柱状の
パターンとを除去して、第1導電部と第2導電部とから
なる前記電極を得る第5工程とを備えていることを特徴
とする半導体装置の製造方法。
1. A plurality of contact portions are formed on an interlayer insulating film on a conductive layer so as to be electrically connected to the conductive layer and face the interlayer insulating film, and the contact portion is formed on the interlayer insulating film and on the plurality of contacts. An electrode composed of a first conductive portion and a cylindrical second conductive portion formed on the first conductive portion and continuous with the first conductive portion is provided at positions immediately above the contact portions, respectively, at contact portions directly below the electrodes. A method of manufacturing a semiconductor device which is formed continuously, wherein the first conductive portion is continuous with and covers a contact portion facing the interlayer insulating film on the interlayer insulating film on which the plurality of contact portions are formed. A first step of forming a first material film for formation, and then forming a columnar pattern on the first material film and at a position directly above each of the plurality of contact portions; and a step of covering the columnar pattern with the first step. Second on one material film
A second step of forming a second material film for forming a conductive portion, and the first material film and the second material film on the side wall surface of the second material film formed along the side wall of the columnar pattern. And a third step of forming a sidewall made of a material having an etching selection ratio; and using the sidewall as a mask, the upper surface of the columnar pattern is exposed and the interlayer insulating film at the position between the columnar patterns is exposed. A fourth step of etching the first material film and the second material film, and removing the sidewalls and the columnar pattern by etching to form the electrode composed of the first conductive portion and the second conductive portion. And a fifth step for obtaining the same.
【請求項2】 前記柱状のパターンは、前記サイドウォ
ールと同じ材料からなることを特徴とする請求項1記載
の半導体装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the columnar pattern is made of the same material as the sidewall.
【請求項3】 導電層上の層間絶縁膜に、該導電層に電
気的に導通しかつ層間絶縁膜上に臨ませてコンタクト部
を複数形成し、前記層間絶縁膜上でかつ前記複数のコン
タクト部のそれぞれの直上位置に、第1導電部と該第1
導電部上に形成されてこの第1導電部に連続する第2導
電部とからなる配線を、それぞれその直下のコンタクト
部に連続させて形成する半導体装置の製造方法であっ
て、 前記複数のコンタクト部を形成した層間絶縁膜上に、該
層間絶縁膜上に臨むコンタクト部に連続しかつこれを覆
って第1導電部形成用の第1材料膜を形成し、次いでこ
の第1材料膜上に前記第2導電部形成用の第2材料膜を
形成する第1工程と、 前記第2材料膜をエッチングして、前記複数のコンタク
ト部のそれぞれの直上位置に前記第2導電部を形成する
第2工程と、 前記第2導電部の側壁面上に、前記第1材料膜とエッチ
ング選択比がとれる材料からなるサイドウォールを形成
する第3工程と、 該サイドウォールをマスクとして、前記第2導電部間位
置の前記層間絶縁膜が露出するまで前記第1材料膜をエ
ッチングして、それぞれの第2導電部の直下位置に前記
第1導電部を形成し、これら第1導電部と第2導電部と
からなる前記配線を得る第4工程とを備えていることを
特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A plurality of contact portions are formed on the interlayer insulating film on the conductive layer so as to be electrically connected to the conductive layer and face the interlayer insulating film, and the contact portion is formed on the interlayer insulating film and on the plurality of contacts. The first conductive portion and the first conductive portion at positions immediately above the respective portions.
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a wiring formed on a conductive portion and including a second conductive portion which is continuous with the first conductive portion, in a continuous manner at a contact portion directly under the wiring, respectively. A first material film for forming the first conductive portion is formed on the inter-layer insulating film having the portion formed thereon and is continuous with and covers the contact portion facing the inter-layer insulating film, and then on the first material film. A first step of forming a second material film for forming the second conductive portion; and a step of etching the second material film to form the second conductive portion at a position directly above each of the plurality of contact portions. 2 steps, a 3rd step of forming a sidewall made of a material having an etching selection ratio with the first material film on the side wall surface of the second conductive portion, and the second conductive film using the sidewall as a mask. Intersection of the section The first material film is etched until the edge film is exposed, the first conductive portions are formed immediately below the respective second conductive portions, and the wiring including the first conductive portions and the second conductive portions is formed. And a fourth step for obtaining the same.
【請求項4】 前記第1工程で形成する第2材料膜は、
前記第1材料膜上に形成する導電材料膜と、該導電材料
膜上に形成するとともに前記第1材料膜とエッチング選
択比がとれる材料からなる保護膜とからなり、 前記第2工程で形成する第2導電部は、前記導電材料膜
からなるパターンと前記保護膜からなるパターンとから
構成されるものであり、 前記第4工程で形成する配線は、前記サイドウォールと
ともに前記第2導電部の保護膜のパターンもマスクとし
てエッチングし、形成するものであることを特徴とする
請求項3記載の半導体装置の製造方法。
4. The second material film formed in the first step,
The conductive material film is formed on the first material film, and the protective film is formed on the conductive material film and is made of a material having an etching selection ratio with the first material film. The conductive film is formed in the second step. The second conductive portion is composed of a pattern made of the conductive material film and a pattern made of the protective film, and the wiring formed in the fourth step protects the second conductive portion together with the sidewall. 4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the film pattern is also formed by etching using the mask as a mask.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100299594B1 (en) * 1998-07-13 2001-09-22 윤종용 Manufacturing method of DRAM device
KR100323450B1 (en) * 1999-12-31 2002-02-06 박종섭 Method for manufacturing dram cell capacitor
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KR100391988B1 (en) * 2001-02-09 2003-07-22 삼성전자주식회사 DRAM cell and fabrication method thereof
KR100431813B1 (en) * 2001-12-29 2004-05-17 주식회사 하이닉스반도체 Method of forming capacitor of semiconductor device
KR100604757B1 (en) * 1999-12-31 2006-07-26 주식회사 하이닉스반도체 Contact formation method of semiconductor device

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