JPH1174481A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH1174481A
JPH1174481A JP9249503A JP24950397A JPH1174481A JP H1174481 A JPH1174481 A JP H1174481A JP 9249503 A JP9249503 A JP 9249503A JP 24950397 A JP24950397 A JP 24950397A JP H1174481 A JPH1174481 A JP H1174481A
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JP
Japan
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film
insulating film
interlayer insulating
forming
mask
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JP9249503A
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Atsushi Takubi
篤 田首
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微細なストレージコンタクト孔及びストレー
ジノードパターンを高精度に形成できるようにする。 【解決手段】 トランジスタの上に、層間絶縁膜6、ビ
ットコンタクト7-a、ビット線7-bが形成された半導体
基板1上に、酸化膜8、BPSG膜9を形成して平坦化し、
BPSG膜9上に窒化膜によるマスクパターン10を形成
し、その上にBPSG膜12を形成及び平坦化し、BPSG膜1
2上にレジストパターンを形成してマスクとし、前記BP
SG膜12をエッチングし、次いで連続して前記BPSG膜
9、酸化膜8、及び層間絶縁膜6をエッチングし、次
に、多結晶シリコン膜15、酸化膜16を全面に形成
し、その後これらの膜15及び16をBPSG膜12が露出
するまでCMP処理し、次いで前記膜12及び16を除去
し、ストレージノード電極15上に誘電体膜19を形成
し、前記誘電体膜19上にセルプレート電極20を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特に、DRAM半導体装置の製造方法におけるス
トレージノードコンタクト孔及びストレージノード電極
形状の加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術として、特開平6−15174
8号公報や特開平6- 21393号公報に示されるよう
なキャパシター電極の製造方法がある。前記特開平6-
151748号公報に記載の製造方法においては、酸化
膜116上に多結晶シリコン111を堆積し、その上に
酸化膜112を堆積して異方性エッチングにより酸化膜
112を断面台形状の支持体112aに加工し、前記支
持体112aをマスクとして多結晶シリコン111をエ
ッチング加工して底部電極111aを形成する。
【0003】次に、多結晶シリコン113を堆積して異
方性エッチングにより筒状電極113aを形成する。次
に、前記エッチングにより支持体112a及び酸化膜1
16を除去する。
【0004】また、特開平6- 21393号公報に記載
の製造方法においては、層間絶縁膜7、9上にシリコン
窒化膜20を形成し、前記層間絶縁膜7、9及びシリコ
ン窒化膜20にコンタクト孔10を形成し、多結晶シリ
コン21、酸化膜22を順次形成して、これらをパター
ニングして下部電極23を形成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】特開平6- 15174
8号公報に記載の製造方法においては、微細化によりス
トレージノードコンタクトの寸法が細くなるに従い、ウ
ェットエッチング時のスピンドライヤー等による乾燥時
にキャパシター下部電極が倒れたりする異常が発生し、
歩留まり低下の原因となっていた。
【0006】また、特開平6- 21393号公報に示さ
れるようなキャパシター電極の製造方法では、高容量の
キャパシター電極を製造することが可能であるが、微細
化ができないという問題があった。
【0007】また、従来の半導体装置の製造方法におい
ては、寸法0. 25μm 以下となるコンタクト孔をドラ
イエッチングにより形成する場合、コンタクト孔のアス
ペクト比が大きいと、厚さ1μm 程度のレジストをマス
クとして用いなければならない。すると、レジストの解
像が良好に行われなかったり、レジストパターンと被エ
ッチング材である絶縁膜とのエッチング選択比が十分と
れずにレジストパターンが膜減りしてしまい、良好な形
状のコンタクト孔が形成できないという問題があった。
【0008】そこで本発明においては、微細なストレー
ジコンタクト孔及びストレージノードパターンを高精度
に形成することができる半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、ゲート絶縁膜、前記ゲート絶縁膜上のゲート
電極、前記ゲート電極上のキャップ絶縁膜、前記ゲート
電極側面のサイドウォール絶縁膜、一対の拡散層から成
るトランジスタが形成された半導体基板上に、第一の層
間絶縁膜を形成する第一の工程と、前記第一の工程後、
前記第一の層間絶縁膜に第一のコンタクト孔を形成する
第二の工程と、前記第一の層間絶縁膜上に、前記第一の
コンタクト孔を介して前記一対の拡散層のうちの一方の
拡散層と電気的に接続するビット線を形成する第三の工
程と、前記第三の工程後、前記半導体基板上に第二の層
間絶縁膜を形成する第四の工程と、前記第二の層間絶縁
膜上に、前記第一及び第二の層間絶縁膜とは異なるマス
ク膜を形成する第五の工程と、前記マスク膜を、エッチ
ングによりパターニングする第六の工程と、前記第六の
工程後、前記半導体基板上に前記マスク膜と異なる第三
の層間絶縁膜を形成する第七の工程と、前記第三の層間
絶縁膜上に、レジストパターンを形成する第八の工程
と、前記レジストパターン及び前記マスク膜をマスクに
して、前記第一、第二、及び第三の層間絶縁膜をエッチ
ングする第九の工程と、前記第九の工程後、前記半導体
基板上に第一の多結晶シリコン膜を形成する第十の工程
と、前記第三の層間絶縁膜が露出するように前記第一の
多結晶シリコン膜を研磨して前記第一の多結晶シリコン
膜をストレージノード電極形状に加工する第十一の工程
と、前記第十一の工程後、前記第三の層間絶縁膜を除去
する第十二の工程とを備えることを特徴としている。
【0010】また、本発明の他の特徴とするところは、
前記第十二の工程後、前記半導体基板上に、誘電体膜を
形成する第十三の工程と、前記誘電体膜上に、第二の多
結晶シリコン膜を形成する第十四の工程と、前記第二の
多結晶シリコン膜をセルプレート電極形状に加工する第
十五の工程とを更に備えることを特徴としている。
【0011】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記マスク膜は、シリコン窒化膜であることを特徴
としている。
【0012】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記第十の工程後、前記第一の多結晶シリコン膜上
に、第四の絶縁膜を形成する工程を更に含み、前記第十
一の工程において、前記第三の層間絶縁膜が露出するよ
うに前記第四の絶縁膜及び前記第一の多結晶シリコン膜
を研磨することを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の半導体装置の製造方法の
実施の形態を図1〜図4を用いて説明する。本実施の形
態は本発明を高集積半導体装置のコンタクト孔の開口と
メタル配線形成に適用した実施の形態である。
【0014】図1(a)においては、公知の技術を用い
て、主表面近傍には予め必要な領域に必要な不純物を導
入した半導体基板1上にフィールドシールド法の素子分
離領域2を形成した後、ゲート絶縁膜、ゲート配線3、
キャップ絶縁膜、サイドウォール4を形成する。
【0015】次に、公知のイオン注入により拡散層を形
成する。次に、ポリシリコン膜5を成膜し、半導体基板
1上のアクティブ領域を被い素子分離領域2、ゲート配
線3にオーバーラップするポリシリコンのパッド5を形
成する。
【0016】次に、BPSG膜6を成長、リフローして平坦
化を行い、BPSG膜6をポリパッド5が露出するように開
孔し、そこにビットコンタクト7-aを形成して、ビット
配線7-bを形成する。
【0017】次に、図1(b)に示すように、公知の減
圧化学気相成長法で膜厚1000Åのシリコン酸化膜8
を成長し、次いで、膜厚4000ÅのBPSG膜9を成長、
リフローした後、BPSG膜9表面を公知のCMP(Chemical M
echanical Polishing)法にて2000〜3000Å除去
し平坦化を行う。
【0018】図2においては、BPSG膜9上に減圧化学気
相成長法で膜厚500Åのシリコン窒化膜10を成長
し、シリコン窒化膜10上に図示しない反射防止膜、化
学増幅型レジストを塗布し、公知のKrF エキシマレーザ
ー光線リソグラフィー技術を用いた露光、現像を行いス
トレージノードコンタクト孔のマスクパターンを形成
し、このマスクパターンをマスクにしてシリコン窒化膜
10をドライエッチングし、BPSG膜9に開口するストレ
ージノードコンタクト孔のマスク11を形成する。
【0019】ここで、反射防止膜は、露光時の化学増幅
型レジストの定在波効果の防止と、シリコン窒化膜によ
る化学増幅型レジスト中の酸の損失防止を目的として用
い、解像寸法の制御性の向上、解像不良の防止を行う。
【0020】次に、図3(a)に示すように、膜厚50
00ÅのBPSG膜12を成長、リフローし、その後、図示
しないノボラック型レジストを塗布し、i 線リソグラフ
ィー技術を用いた露光及び現像を行い、BPSG膜12上に
図示しないキャパシター下部電極のマスクパターンを形
成する。
【0021】そして、前記マスクパターンをマスクとし
て、ドライエッチング法を用いてBPSG膜12を除去し、
シリコン窒化膜10をエッチングストッパ膜とすること
でキャパシター下部電極パターン13を形成し、予めキ
ャパシター下部電極パターン13内のシリコン窒化膜1
0を除去しストレージノードコンタクト孔14のマスク
11を形成した部分は、継続してシリコン窒化膜10を
マスクとしてBPSG膜9、シリコン酸化膜8、BPSG膜6を
エッチングし、パッド5を介して半導体基板上1に接続
するストレージノードコンタクト孔14を形成する。
【0022】BPSG膜等のシリコン酸化膜のドライエッチ
ングではCF系ガスが用いられるが、F はシリコン酸化膜
とシリコン窒化膜の両方に対してエッチング性があるの
で、シリコン酸化膜にのみF が供給されるようにしない
と選択比がでない。
【0023】当社の実験によれば、シリコン酸化膜とシ
リコン窒化膜の選択比を出すためには、エッチングガス
にCOガスを混合することにより、シリコン窒化膜上にエ
ッチング保護膜としてCF膜を堆積させることで選択比1
7程度を実現できた。
【0024】次に、図3(b)に示すように、減圧化学
気相成長法で膜厚1500Åのポリシリコン膜15、膜
厚1500Å程度のシリコン酸化膜16を成長し、 CMP
法を用いてBPSG膜12が露出するまでシリコン酸化膜1
6、ポリシリコン膜15を研磨除去する。
【0025】シリコン酸化膜16はCMP 研磨時に、接触
せずに機械研磨されないキャパシター下部電極パターン
13内のキャパシター下部電極となるポリシリコン膜1
5が化学研磨剤との化学的なエッチングを防止するため
に用いている。
【0026】次に、バファード沸酸液にてウェットエッ
チングにてBPSG膜12、シリコン酸化膜16を除去し、
図4(a)に示すように、キャパシター下部電極15を
形成する。この後、図4(b)に示すように、キャパシ
ター誘電体膜となるONO 膜19、キャパシター上部電極
20を形成し、キャパシター電極を実現した。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
窒化膜を、ストレージノードコンタクト孔の形成のため
のエッチングマスクとして用い、さらに、キャパシター
下部電極パターンとストレージノードコンタクト孔を一
括して形成することにより、フォトレジストのドライエ
ッチング耐性や解像性能によらずに、微細なストレージ
ノードコンタクト孔を、工程数を従来通りのままで、高
精度に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法
を示す工程順断面図である。
【図2】本発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法
を示す工程順断面図である。
【図3】本発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法
を示す工程順断面図である。
【図4】本発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法
を示す工程順断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 素子分離領域 3 ゲート配線 4 サイドウォール 5 パッド 6 BPSG膜 7-a ビットコンタクト 7-b ビット配線 8 シリコン酸化膜 9 BPSG膜 10 シリコン窒化膜マスク 12 BPSG膜 13 キャパシター下部電極パターン 14 ストレージノードコンタクト孔 15 ポリシリコン膜(キャパシター下部電極) 16 シリコン酸化膜 19 ONO 膜 20 キャパシター上部電極

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゲート絶縁膜、前記ゲート絶縁膜上のゲ
    ート電極、前記ゲート電極上のキャップ絶縁膜、前記ゲ
    ート電極側面のサイドウォール絶縁膜、一対の拡散層か
    ら成るトランジスタが形成された半導体基板上に、第一
    の層間絶縁膜を形成する第一の工程と、 前記第一の工程後、前記第一の層間絶縁膜に第一のコン
    タクト孔を形成する第二の工程と、 前記第一の層間絶縁膜上に、前記第一のコンタクト孔を
    介して前記一対の拡散層のうちの一方の拡散層と電気的
    に接続するビット線を形成する第三の工程と、 前記第三の工程後、前記半導体基板上に第二の層間絶縁
    膜を形成する第四の工程と、 前記第二の層間絶縁膜上に、前記第一及び第二の層間絶
    縁膜とは異なるマスク膜を形成する第五の工程と、 前記マスク膜を、エッチングによりパターニングする第
    六の工程と、 前記第六の工程後、前記半導体基板上に前記マスク膜と
    異なる第三の層間絶縁膜を形成する第七の工程と、 前記第三の層間絶縁膜上に、レジストパターンを形成す
    る第八の工程と、 前記レジストパターン及び前記マスク膜をマスクにし
    て、前記第一、第二、及び第三の層間絶縁膜をエッチン
    グする第九の工程と、 前記第九の工程後、前記半導体基板上に第一の多結晶シ
    リコン膜を形成する第十の工程と、 前記第三の層間絶縁膜が露出するように前記第一の多結
    晶シリコン膜を研磨して前記第一の多結晶シリコン膜を
    ストレージノード電極形状に加工する第十一の工程と、 前記第十一の工程後、前記第三の層間絶縁膜を除去する
    第十二の工程とを備えることを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第十二の工程後、前記半導体基板上
    に、誘電体膜を形成する第十三の工程と、 前記誘電体膜上に、第二の多結晶シリコン膜を形成する
    第十四の工程と、 前記第二の多結晶シリコン膜をセルプレート電極形状に
    加工する第十五の工程とを更に備えることを特徴とする
    請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記マスク膜は、シリコン窒化膜である
    ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 前記第十の工程後、前記第一の多結晶シ
    リコン膜上に、第四の絶縁膜を形成する工程を更に含
    み、 前記第十一の工程において、前記第三の層間絶縁膜が露
    出するように前記第四の絶縁膜及び前記第一の多結晶シ
    リコン膜を研磨することを特徴とする請求項1に記載の
    半導体装置の製造方法。
JP9249503A 1997-08-29 1997-08-29 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH1174481A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100587034B1 (ko) * 1999-07-28 2006-06-07 주식회사 하이닉스반도체 디램의 커패시터 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100587034B1 (ko) * 1999-07-28 2006-06-07 주식회사 하이닉스반도체 디램의 커패시터 제조방법

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Effective date: 20041102