JPH0831936A - Wiring formation method - Google Patents

Wiring formation method

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JPH0831936A
JPH0831936A JP16348294A JP16348294A JPH0831936A JP H0831936 A JPH0831936 A JP H0831936A JP 16348294 A JP16348294 A JP 16348294A JP 16348294 A JP16348294 A JP 16348294A JP H0831936 A JPH0831936 A JP H0831936A
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JP
Japan
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film
wiring
contact
forming
self
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JP16348294A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Umebayashi
拓 梅林
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セルフアラインコンタクト法の利点を活かし
つつ、平坦化が達成される配線の形成方法を提供する。 【構成】 ゲート電極13、オフセットSiO2膜14
を形成した後、層間絶縁膜16を形成し、その上にウェ
ットエッチングのストッパとなる層間膜17を形成す
る。層間膜17に上にリフロー膜18を形成し、レジス
ト19をパターニングし、ウェットエッチングを行って
リフロー膜18を等方性加工した後、コンタクトホール
20を異方性エッチングで開孔する。これにより、コン
タク以外の部分では平坦化が達成され、上層配線間のシ
ョートなどの加工上の問題を解消する。
(57) [Summary] [Purpose] To provide a method for forming a wiring that achieves planarization while taking advantage of the self-aligned contact method. [Structure] Gate electrode 13, offset SiO 2 film 14
Then, an interlayer insulating film 16 is formed, and an interlayer film 17 serving as a wet etching stopper is formed thereon. A reflow film 18 is formed on the interlayer film 17, a resist 19 is patterned, wet etching is performed to perform isotropic processing on the reflow film 18, and then a contact hole 20 is formed by anisotropic etching. As a result, flattening is achieved in portions other than the contact, and processing problems such as a short circuit between upper layer wirings are eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、配線の形成方法に関
し、さらに詳しくは、セルフアラインコンタクト法によ
ってコンタクトを確実に形成する配線技術に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring forming method, and more particularly to a wiring technique for surely forming a contact by a self-aligned contact method.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】半導体
メモリデバイスも近年の微細化に伴い、配線間にコンタ
クトを開孔する技術として、セルフアラインコンタクト
(SAC)法が主流となりつつある。セルフアラインコ
ンタクト法とは、下層配線の段差形状を利用して、その
配線間にセルフアライで、微細コンタクトを開孔する技
術である。ところが、コンタクト開孔のための下層段差
は上層配線を形成する際には、配線間ショートや配線容
量の増大といった問題を引き起こし、層間耐圧の確保と
共にプロセス上解決すべき課題となっている。また、こ
のセルフアラインコンタクト法は、配線の段差を利用し
てその配線間にアライメントフリーで、露光限界以下の
微細コンタクトを開孔できるという利点の反面、下地の
配線による段差が大きく、上層配線の容量増加や加工の
困難さが問題となる。
2. Description of the Related Art With the recent miniaturization of semiconductor memory devices, the self-aligned contact (SAC) method is becoming the mainstream as a technique for opening a contact between wirings. The self-aligned contact method is a technique in which a stepped shape of a lower layer wiring is used to open a fine contact by self-alignment between the wirings. However, the lower layer step due to the contact opening causes a problem such as a short circuit between wirings and an increase in wiring capacitance when forming the upper layer wiring, which is a problem to be solved in the process in addition to securing the interlayer breakdown voltage. In addition, the self-aligned contact method has an advantage that it is possible to open a fine contact below the exposure limit by utilizing the step difference between wirings without any alignment. Increased capacity and difficulty in processing pose problems.

【0003】ここで、従来の構造及び形成方法を以下に
説明する。すなわち、まず図3(A)に示すように、シ
リコン基板1にLOCOS技術を用いて素子間分離膜2
をを形成する。次いで、ワード線となるゲート電極3
を、オフセットSiO2膜4と共にパターニングする。
このゲート電極3は、通常ポリシリコンまたはタングス
テンポリサイドで形成され、この膜厚は200nm程度
に設定される。また、オフセットSiO2膜4は、常圧
CVD、減圧CVD、HTOなどによって形成され、そ
の膜厚は200nm程度に設定される。次いで、全面に
SiO2膜を堆積させた後、反応性イオンエッチング
(RIE)によって全面エッチバックし、ゲート電極3
及びオフセットSiO2膜4でなる積層膜の側壁にサイ
ドウォール5を形成する。なお、このサイドウォール5
は、減圧CVDまたはHTOによって形成し、その膜厚
は200nm程度に設定する。次に、全面に層間絶縁膜
6を堆積する。その後、レジスト7を図3(A)に示す
ようにコンタクトパターンにパターニングし、このレジ
ストをマスクとしてRIEによって異方性加工し、シリ
コン基板11に形成された不純物拡散層1aを露出させ
るコンタクトホール8を開孔する。なお、このRIE
は、ゲート電極3及びオフセットSiO2膜4による段
差によって、レジスト7のアライメントに依存せず、ゲ
ート電極3間のほぼ中央に開孔する。セルフアラインと
称されるのはこの性質のためである。
A conventional structure and forming method will be described below. That is, first, as shown in FIG. 3A, the inter-element isolation film 2 is formed on the silicon substrate 1 by using the LOCOS technique.
To form. Then, the gate electrode 3 to be the word line
Are patterned together with the offset SiO 2 film 4.
The gate electrode 3 is usually formed of polysilicon or tungsten polycide, and its film thickness is set to about 200 nm. The offset SiO 2 film 4 is formed by atmospheric pressure CVD, low pressure CVD, HTO, etc., and its film thickness is set to about 200 nm. Then, after depositing a SiO 2 film on the entire surface, the entire surface is etched back by reactive ion etching (RIE) to form the gate electrode 3
A sidewall 5 is formed on the sidewall of the laminated film including the offset SiO 2 film 4. In addition, this sidewall 5
Is formed by low pressure CVD or HTO, and its film thickness is set to about 200 nm. Next, the interlayer insulating film 6 is deposited on the entire surface. Thereafter, the resist 7 is patterned into a contact pattern as shown in FIG. 3A, and anisotropically processed by RIE using this resist as a mask to expose the impurity diffusion layer 1a formed on the silicon substrate 11 in the contact hole 8. To open a hole. In addition, this RIE
Owing to the step due to the gate electrode 3 and the offset SiO 2 film 4, the hole is formed substantially in the center between the gate electrodes 3 without depending on the alignment of the resist 7. This is the reason why it is called self-aligned.

【0004】次に、レジスト7を除去した後、図3
(B)に示すように、ビット線9を配線加工する。な
お、このビット線9は、通常タングステンポリサイドな
どの低抵抗材料で形成され、このビット線9の膜厚は2
00〜250nm程度に設定する。ところが、このビッ
ト線9は、ゲート電極3とその上のオフセットSiO2
膜4とによる段差のために、RIE時にかなりなオーバ
ーエッチをかけなければ配線間がショートするという問
題が生じる。また、DRAMではビット線と記憶ノード
の容量の比が直接データの読みだしに影響するため、ビ
ット線の容量はできるたけ小さくすることが望ましい。
ところが、セルフアラインコンタクト法では、下地の段
差が大きいため、ビット線の総配線長が長くなってしま
い、結果としてビット線の容量を増大させてしまう。
Next, after removing the resist 7, FIG.
As shown in (B), the bit line 9 is processed. The bit line 9 is usually made of a low resistance material such as tungsten polycide, and the film thickness of the bit line 9 is 2
It is set to about 00 to 250 nm. However, the bit line 9 has a gate electrode 3 and an offset SiO 2 on it.
Due to the step due to the film 4, there is a problem that wirings are short-circuited unless a considerable over-etching is performed during RIE. Further, in the DRAM, the ratio of the capacitance between the bit line and the storage node directly affects the reading of data, so it is desirable to make the capacitance of the bit line as small as possible.
However, in the self-aligned contact method, since the step difference of the base is large, the total wiring length of the bit line becomes long, and as a result, the capacity of the bit line is increased.

【0005】この発明が解決しようとする課題は、下層
配線の段差を利用してセルフアラインで微細コンタクト
を開孔するというセルフアラインコンタクト法の利点が
そのまま活かせ、且つコンタクトを開孔する以外の部分
では平坦化が達成され上層配線のショートといった加工
上の問題の発生を防止し、しかも配線容量の増大を抑制
した配線の形成方法を得るには、どのような手段を講じ
ればよいかという点にある。
The problem to be solved by the present invention is to utilize the advantage of the self-aligned contact method in which fine contacts are opened by self-alignment by utilizing the steps of the lower layer wiring, and in addition to opening the contacts. Then, what measures should be taken to obtain a method for forming a wiring that achieves planarization, prevents the occurrence of processing problems such as short-circuiting of upper layer wiring, and suppresses an increase in wiring capacitance? is there.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、半
導体基板上にゲート電極を形成し、この上に絶縁膜を堆
積させ、セルフアラインコンタクト法を用いてコンタク
トホールを開孔させる工程を含む配線の形成方法におい
て、ゲート電極形成後、ウェットエッチングのストッパ
となる層間膜を形成し、該層間膜の上にリフロー膜を形
成して平坦化を行った後、レジストをパターニングして
エッチングを行ってコンタクトホールを形成すること
を、その解決手段としている。
Therefore, the present invention includes the steps of forming a gate electrode on a semiconductor substrate, depositing an insulating film on the gate electrode, and forming a contact hole using a self-aligned contact method. In the method of forming wiring, after forming the gate electrode, an interlayer film serving as a stopper for wet etching is formed, a reflow film is formed on the interlayer film for planarization, and then a resist is patterned for etching. A contact hole is formed as a solution to this problem.

【0007】[0007]

【作用】この発明においては、セルフアラインコンタク
ト法を用いてコンタクトを開孔する場合に、下層配線の
段差を利用して、セルフアラインでコンタクトを開孔す
ると同時に、コンタクト以外の部分では、リフロー膜に
より、できるだけ平坦化を行って上層配線の加工性の向
上及び、配線容量の低減をねらうことが可能となる。と
くに、リフロー膜のウェットエッチングを行うことによ
り、コンタクト形成部の段差を再現できるため、セルフ
アラインでコンタクトを形成することが可能となる。
According to the present invention, when the contact is opened by using the self-aligned contact method, the step of the lower wiring is used to open the contact by self-alignment, and at the same time, the reflow film is formed on the portion other than the contact. As a result, it is possible to flatten as much as possible to improve the workability of the upper layer wiring and reduce the wiring capacitance. In particular, by performing wet etching on the reflow film, the step difference in the contact formation portion can be reproduced, so that the contact can be formed by self-alignment.

【0008】[0008]

【実施例】以下、この発明に係る配線の形成方法の詳細
を図面に示す実施例に基づいて説明する。本実施例は、
本発明をDRAMメモリセルのビット線形成のプロセス
に適用した例である。なお、本発明は、この実施例に限
定されるものではなく、この他各種の半導体装置におけ
る配線形成プロセスに適用できることはいうまでもな
い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the wiring forming method according to the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings. In this embodiment,
It is an example in which the present invention is applied to a process of forming a bit line of a DRAM memory cell. Needless to say, the present invention is not limited to this embodiment and can be applied to the wiring forming process in various other semiconductor devices.

【0009】本実施例は、まず図1(A)に示すよう
に、シリコン基板11にLOCOS技術を用いて素子間
分離膜12をを形成する。次いで、ワード線となるゲー
ト電極13を、オフセットSiO2膜14と共にパター
ニングする。このゲート電極13は、通常ポリシリコン
またはタングステンポリサイドで形成され、この膜厚は
200nm程度に設定される。また、オフセットSiO
2膜14は、常圧CVD、減圧CVD、HTOなどによ
って形成され、その膜厚は200nm程度に設定され
る。次いで、全面にSiO2膜を堆積させた後、反応性
イオンエッチング(RIE)によって全面エッチバック
し、ゲート電極13及びオフセットSiO2膜14でな
る積層膜の側壁にサイドウォール15を形成する。な
お、このサイドウォール15は、減圧CVDまたはHT
Oによって形成し、その膜厚は200nm程度に設定す
る。次に、全面に層間絶縁膜16を堆積する。そして、
ウェットエッチングのストッパとなる層間膜17を堆積
させる。この層間膜17は、減圧CVD法によるSiN
膜が好ましく、その膜厚は20〜30nmに設定する。
次に、リフロー膜18を例えば300〜500nm程度
の膜厚に堆積させ、リフローを行って、図1(A)に示
すようにメモリセル内を平坦化する。このリフロー膜1
8は、常圧BPSG、O3−TEOS BPSGなどを
用いる。このリフロー膜厚18の形成は、ゲートの段差
を埋めるのが目的であり、後のメモリセル形成の段差を
悪化させないためにできる限り薄膜であることが望まし
い。さらに、このリフロー膜18は、エッチバックを行
ってさらにメモリセルの表面の平坦性を向上させること
もできる。但し、この際は、下地の層間膜17を損傷し
ないようにエッチバック条件を調節する必要がある。
In this embodiment, first, as shown in FIG. 1A, an element isolation film 12 is formed on a silicon substrate 11 by using the LOCOS technique. Next, the gate electrode 13 to be the word line is patterned together with the offset SiO 2 film 14. The gate electrode 13 is usually formed of polysilicon or tungsten polycide, and its film thickness is set to about 200 nm. Also, offset SiO
The 2 film 14 is formed by atmospheric pressure CVD, low pressure CVD, HTO, etc., and its film thickness is set to about 200 nm. Then, after depositing a SiO 2 film on the entire surface, the entire surface is etched back by reactive ion etching (RIE) to form a sidewall 15 on the side wall of the laminated film including the gate electrode 13 and the offset SiO 2 film 14. The sidewalls 15 are formed by low pressure CVD or HT.
It is formed of O, and its film thickness is set to about 200 nm. Next, the interlayer insulating film 16 is deposited on the entire surface. And
An interlayer film 17 serving as a wet etching stopper is deposited. The interlayer film 17 is made of SiN formed by the low pressure CVD method.
A film is preferable, and the film thickness is set to 20 to 30 nm.
Next, the reflow film 18 is deposited to a film thickness of, for example, about 300 to 500 nm, and reflow is performed to planarize the inside of the memory cell as shown in FIG. This reflow film 1
8 uses atmospheric pressure BPSG, O 3 -TEOS BPSG, or the like. The purpose of forming the reflow film thickness 18 is to fill the step difference of the gate, and it is desirable that the film thickness is as thin as possible so as not to worsen the step difference of the subsequent memory cell formation. Furthermore, the reflow film 18 can be etched back to further improve the flatness of the surface of the memory cell. However, in this case, it is necessary to adjust the etch back conditions so as not to damage the underlying interlayer film 17.

【0010】その後、レジスト19をパターニングし
て、コンタクト開孔用のマスクとする。次に、希フッ酸
によって図1(B)に示すように、コンタクト部のリフ
ロー膜18のみを除去する。このとき、上記したよう
に、層間膜17がウェットエッチングのストッパとな
る。このウェットエッチングによりコンタクトの内部の
み下地のゲート電極3による段差が再現される。レジス
ト19を残したまま、異方性エッチング(例えばRI
E)によって、セルフアラインに不純物拡散層11aへ
のコンタクトホール20を開孔する。
After that, the resist 19 is patterned to serve as a mask for contact opening. Next, as shown in FIG. 1B, only the reflow film 18 in the contact portion is removed with diluted hydrofluoric acid. At this time, as described above, the interlayer film 17 serves as a stopper for wet etching. By this wet etching, the step due to the underlying gate electrode 3 is reproduced only inside the contact. Anisotropic etching (eg RI
By E), the contact hole 20 to the impurity diffusion layer 11a is self-aligned.

【0011】そして、レジスト19を除去した後、図2
に示すように、ビット線21を形成すれば、不純物拡散
層11aへのコンタクト以外は平坦なビット線が実現で
きる。
Then, after removing the resist 19, FIG.
As shown in FIG. 5, if the bit line 21 is formed, a flat bit line can be realized except for the contact with the impurity diffusion layer 11a.

【0012】以上、実施例について説明したが、この発
明はこれに限定されるものではなく、構成の要旨に付随
する各種の設計変更が可能である。例えば上記実施例で
は、本発明をDRAMに適用したが、ゲート電極上に配
線が形成されるデバイス、例えばSRAMなどにも適用
可能であることは、いうまでもない。
Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to this, and various design changes accompanying the gist of the configuration can be made. For example, although the present invention is applied to the DRAM in the above embodiments, it is needless to say that the present invention is also applicable to a device in which wiring is formed on the gate electrode, such as SRAM.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、下層配線の段差を利用してセルフアライン
で微細コンタクトを開孔するというセルフアラインコン
タクト法の利点がそのまま活かすことができ、コンタク
トが開孔させる部分以外では平坦化が達成され、上層配
線のショートといった加工上の問題を防止することがで
きる。さらに、上層配線の実効的な総配線長が短くてす
み、配線容量の増大を抑えることが可能となる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the advantage of the self-aligned contact method in which fine contacts are opened by self-alignment by utilizing the steps of the lower wiring can be utilized as it is. Flattening is achieved in portions other than the portions where the contacts are opened, and processing problems such as short-circuiting of the upper layer wiring can be prevented. Further, the effective total wiring length of the upper layer wiring is short, and it is possible to suppress an increase in wiring capacitance.

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

【図1】(A)及び(B)は本発明の配線の形成方法の
実施例を示す断面図。
1A and 1B are cross-sectional views showing an embodiment of a wiring forming method of the present invention.

【図2】本発明の配線の形成方法の実施例を示す断面
図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the wiring forming method of the present invention.

【図3】(A)及(B)は従来例を示す断面図。3A and 3B are cross-sectional views showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…シリコン基板 12…素子間分離膜 13…ゲート電極 14…オフセットSiO2膜 15…サイドウォール 16…層間絶縁膜 17…層間膜 18…リフロー膜 19…レジスト 20…コンタクトホール11 ... Silicon substrate 12 ... Element isolation film 13 ... Gate electrode 14 ... Offset SiO 2 film 15 ... Sidewall 16 ... Interlayer insulating film 17 ... Interlayer film 18 ... Reflow film 19 ... Resist 20 ... Contact hole

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上にゲート電極を形成し、こ
の上に絶縁膜を堆積させ、セルフアラインコンタクト法
を用いてコンタクトホールを開孔させる工程を含む配線
の形成方法において、 前記ゲート電極形成後、ウェットエッチングのストッパ
となる層間膜を形成し、該層間膜の上にリフロー膜を形
成して平坦化を行った後、レジストをパターニングして
エッチングを行ってコンタクトホールを形成することを
特徴とする配線の形成方法。
1. A method for forming a wiring, comprising: forming a gate electrode on a semiconductor substrate; depositing an insulating film on the gate electrode; and forming a contact hole using a self-aligned contact method. After that, an interlayer film that serves as a stopper for wet etching is formed, a reflow film is formed on the interlayer film to perform planarization, and then the resist is patterned and etched to form a contact hole. Method for forming wiring.
【請求項2】 前記エッチングは、まずリフロー膜をウ
ェットエッチングした後、異方性エッチングによってセ
ルフアラインでコンタクトホールを開孔する請求項1記
載の配線の形成方法。
2. The wiring forming method according to claim 1, wherein in the etching, first, the reflow film is wet-etched, and then the contact hole is self-aligned by anisotropic etching.
JP16348294A 1994-07-15 1994-07-15 Wiring formation method Pending JPH0831936A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7582554B2 (en) 2006-05-25 2009-09-01 Elpida Memory, Inc. Method for manufacturing semiconductor device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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