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JPH05198769A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JPH05198769A
JPH05198769A JP4008720A JP872092A JPH05198769A JP H05198769 A JPH05198769 A JP H05198769A JP 4008720 A JP4008720 A JP 4008720A JP 872092 A JP872092 A JP 872092A JP H05198769 A JPH05198769 A JP H05198769A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
interlayer insulating
insulating film
forming
semiconductor substrate
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.)
Withdrawn
Application number
JP4008720A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sadahiro Kishii
貞浩 岸井
Yasuhisa Sato
泰久 佐藤
Kunihiro Suzuki
邦広 鈴木
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
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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP4008720A priority Critical patent/JPH05198769A/en
Publication of JPH05198769A publication Critical patent/JPH05198769A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、キャパシタと他の領域との高低差が
大きい場合における層間絶縁膜の平坦化を行う半導体装
置の製造方法を提供することを目的とする。 【構成】シリコン基板12上に、間にキャパシタ誘電膜
20を挟んだ蓄積電極18および対向電極22からなる
スタック型キャパシタ14を形成する。次いで、CVD
法を用い、全面に層間絶縁膜としてのSiO2 膜24を
堆積する。このとき、キャパシタ14のシリコン基板1
2表面からの高さよりもSiO2 膜24の膜厚を十分に
厚くする。次いで、RIE法を用い、所定の位置のSi
2 膜24を選択的にエッチングして、シリコン基板1
2表面に達するコンタクトホール26a、26bを開口
した後、通常の研磨法を用い、SiO2 膜24全面を研
磨して、SiO2 膜24表面を平坦化する。
(57) [Summary] [Object] It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device in which an interlayer insulating film is planarized when there is a large difference in height between a capacitor and another region. [Structure] On a silicon substrate 12, a stack type capacitor 14 composed of a storage electrode 18 and a counter electrode 22 sandwiching a capacitor dielectric film 20 is formed. Then CVD
A SiO 2 film 24 as an interlayer insulating film is deposited on the entire surface by using the method. At this time, the silicon substrate 1 of the capacitor 14
2 The thickness of the SiO 2 film 24 is made sufficiently thicker than the height from the surface. Then, using the RIE method, Si at a predetermined position
By selectively etching the O 2 film 24, the silicon substrate 1
After opening the contact holes 26a and 26b reaching the second surface, the entire surface of the SiO 2 film 24 is polished by a normal polishing method to flatten the surface of the SiO 2 film 24.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係り、特にスタック型キャパシタを有する半導体記憶装
置の製造工程における層間絶縁膜の平坦化方法に関す
る。DRAM(Dynamic Randam Access Memory)に代表
される半導体記憶装置は広く世の中に使われている。そ
して集積度の増大、処理速度の増大等、年々機能が増大
し、且つ市場も大きくなってきている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of planarizing an interlayer insulating film in a manufacturing process of a semiconductor memory device having a stack type capacitor. A semiconductor memory device represented by a DRAM (Dynamic Randam Access Memory) is widely used in the world. The functions are increasing year by year due to the increase in the degree of integration, the increase in processing speed, and the market is increasing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体記憶装置の製造工程におけ
る層間絶縁膜の平坦化方法を、図24を用いて説明す
る。シリコン基板52上に、例えばスタッダ型のキャパ
シタからなる凸部54が形成されている。そしてこれら
シリコン基板52上及び凸部54上に、CVD法を用い
て、8〜12wt%のP(リン)を含有させたPSG
(リンガラス)56を層間絶縁膜として形成する。この
ときのPSG56表面の形状を、図中の破線で示す。
2. Description of the Related Art A conventional method of flattening an interlayer insulating film in a manufacturing process of a semiconductor memory device will be described with reference to FIG. On the silicon substrate 52, the convex portion 54 made of, for example, a studder type capacitor is formed. Then, PSG containing 8 to 12 wt% of P (phosphorus) on the silicon substrate 52 and the convex portion 54 by the CVD method.
(Phosphorus glass) 56 is formed as an interlayer insulating film. The shape of the PSG 56 surface at this time is shown by a broken line in the figure.

【0003】このPSG56はガラス状態であって、軟
化点が大幅に低く、1000℃以下の温度で流動が可能
になる。このため、PSG56を形成した後、所定の温
度で熱処理することにより、PSG56表面の形状を、
図中の破線から実線で示されるように変形して、PSG
56表面の平坦化を図ることができる。この方法は、凸
部54の高さが比較的小さいときは、簡単に層間絶縁膜
の平坦化を図ることができる方法である。なお、層間絶
縁膜としては、PSG56の代わりに、B(硼素)を含
有させたBSG(ボロンガラス)を用いても、この方法
による平坦化を行うことができる。
The PSG 56, which is in a glass state, has a significantly low softening point and can flow at a temperature of 1000 ° C. or lower. Therefore, after the PSG 56 is formed, the shape of the surface of the PSG 56 is changed by performing heat treatment at a predetermined temperature.
The PSG is transformed from the broken line in the figure to that shown by the solid line.
56 The surface can be flattened. This method is a method that can easily planarize the interlayer insulating film when the height of the convex portion 54 is relatively small. Note that, as the interlayer insulating film, BSG (boron glass) containing B (boron) may be used instead of PSG 56 to perform planarization by this method.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】今後、半導体記憶装置
の微細化が進むにつれて、キャパシタの専有面積の減少
が要求されるが、耐α線対策、多層配線に対する容量確
保等を考慮すると、キャパシタには約30fFの容量が
必要であると考えられる。こうしたキャパシタの専有面
積を小さくし、且つ所望の容量を確保せんとする要求に
応えるものとして、スタック型のフィン状キャパシタが
提案されている(江間泰示、「64MDRAMプロセス
技術」月刊Semiconductor World 1991.7 p.146 参
照)。
In the future, as the semiconductor memory device becomes finer, it is required to reduce the occupied area of the capacitor. Would require a capacitance of about 30 fF. Stack type fin-shaped capacitors have been proposed to meet the demand to reduce the occupied area of such capacitors and to secure the desired capacitance (Taiji Ema, "64M DRAM Process Technology" Monthly Semiconductor World 1991.7 p. See .146).

【0005】このフィン状キャパシタは、図25に示さ
れるように、半導体基板62上に、絶縁膜64に開口さ
れたコンタクトホールを介して、複数の導電層がフィン
状にのびた蓄積電極66が形成され、この蓄積電極66
上に、キャパシタ誘電膜68を介して、対向電極70が
形成されている。従って、このような構造では必然的に
キャパシタの高さhが半導体基板62上の他の領域と比
較して高くなる。
In this fin-shaped capacitor, as shown in FIG. 25, a storage electrode 66 having a plurality of conductive layers extending in a fin shape is formed on a semiconductor substrate 62 via a contact hole formed in an insulating film 64. This storage electrode 66
A counter electrode 70 is formed on the capacitor dielectric film 68. Therefore, in such a structure, the height h of the capacitor is inevitably higher than that of other regions on the semiconductor substrate 62.

【0006】そして微細化の進展に伴ってキャパシタ面
積の減少が更に要求されるする場合、フィン数を増加し
て多重化することにより大きな容量を確保することがで
きる反面、こうしたフィンの多重化は、益々キャパシタ
の高さhを増大させることになる。このように半導体記
憶装置の微細化に伴ってキャパシタの高さhが半導体基
板上の他の領域と比較して益々高くなると、PSGのよ
うな融点の低いガラスを層間絶縁膜として堆積した後、
熱処理によってこの層間絶縁膜表面の平坦化を図る従来
の平坦化法では、断線等を生じることなく層間絶縁膜上
に配線層を形成するに必要な平坦性を確保することが困
難になるという問題がある。
When further reduction of the capacitor area is required due to the progress of miniaturization, a large capacitance can be secured by increasing the number of fins and multiplexing, but on the other hand, such fin multiplexing is not possible. The height h of the capacitor will be increased more and more. When the height h of the capacitor becomes higher as compared with other regions on the semiconductor substrate due to the miniaturization of the semiconductor memory device, glass having a low melting point such as PSG is deposited as an interlayer insulating film,
In the conventional flattening method for flattening the surface of the interlayer insulating film by heat treatment, it is difficult to secure the flatness necessary for forming the wiring layer on the interlayer insulating film without causing disconnection or the like. There is.

【0007】そこで本発明は、キャパシタと他の領域と
の高低差が大きい場合における層間絶縁膜の平坦化を行
う半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device in which the interlayer insulating film is flattened when the height difference between the capacitor and other regions is large.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、キャパシ
タと他の領域との高低差が極めて大きくなる場合、従来
の平坦化法に代えて、層間絶縁膜を研磨によって平坦に
する方法が有効であろうと考えた。そしてこの方法の有
効性を調べるため、以下の実験をした。即ち、第1の実
験は、研磨による平坦化法における問題点を明らかにす
るためのものであり、第2の実験は、明らかになった問
題点を解決するためのものである。
The inventors of the present invention have proposed a method of flattening an interlayer insulating film by polishing instead of the conventional flattening method when the height difference between the capacitor and other regions becomes extremely large. I thought it would be effective. Then, the following experiment was conducted to examine the effectiveness of this method. That is, the first experiment is for clarifying the problems in the flattening method by polishing, and the second experiment is for solving the revealed problems.

【0009】図1及び図2は第1の実験による平坦化法
を説明するための工程図及びその実験結果を示すグラ
フ、図3及び図4は第2の実験による平坦化法を説明す
るための工程図及びその実験結果を示すグラフである。
第1の実験においては、CVD(Chemical Vapor Depos
ition )法を用い、シリコン基板2上に膜厚1.0μm
のSi3 4 膜(シリコン窒化膜)を堆積した後、パタ
ーニングして高さ1.0μmの凸形状のSi3 4 膜4
a、4b、4cを形成した。続いて、CVD法を用い、
全面に膜厚2.0μmのSiO2 膜(シリコン酸化膜)
6を堆積した(図1(a)参照)。
FIGS. 1 and 2 are process diagrams for explaining the flattening method according to the first experiment and graphs showing the experimental results, and FIGS. 3 and 4 are for explaining the flattening method according to the second experiment. 2 is a graph showing the process chart of FIG.
In the first experiment, CVD (Chemical Vapor Depos
ition) method, the film thickness is 1.0 μm on the silicon substrate 2.
Si 3 N 4 film (silicon nitride film) is deposited and then patterned to form a convex Si 3 N 4 film 4 having a height of 1.0 μm.
a, 4b, 4c were formed. Then, using the CVD method,
SiO 2 film (silicon oxide film) with a film thickness of 2.0 μm on the entire surface
6 was deposited (see FIG. 1 (a)).

【0010】次いで、最終の膜厚が1μm程度になるこ
とを狙ってSiO2 膜6を研磨し、膜表面を平坦にした
(図1(b)参照)。次いで、SiO2 膜6のみが存在
する領域において、RIE(Reactive Ion Etching)法
を用い、1.1μm狙いでSiO2 膜6を選択的にエッ
チングし、ホール8a、8bを形成した(図1(c)参
照)。これは、デバイス作製におけるコンタクトホール
の形成を想定したものである。
Next, the SiO 2 film 6 was polished so that the final film thickness was about 1 μm, and the film surface was flattened (see FIG. 1B). Then, in the region where only the SiO 2 film 6 exists, the SiO 2 film 6 is selectively etched by the RIE (Reactive Ion Etching) method to aim at 1.1 μm to form holes 8a and 8b (see FIG. See c)). This assumes the formation of contact holes in device fabrication.

【0011】以上の第1の実験による工程おいて、図1
(a)、(b)に示される研磨の前後について、Si3
4 膜4a、4b、4cが存在する領域と、Si3 4
膜4a、4b、4cが存在せずSiO2 膜6のみが存在
する領域とにおける各々の膜表面のシリコン基板表面か
らの距離を測定した。その結果を図2(a)のグラフに
示す。
In the process of the first experiment described above, FIG.
Before and after polishing shown in (a) and (b), Si 3
The region where the N 4 films 4a, 4b, 4c exist, and Si 3 N 4
The distances of the respective film surfaces from the silicon substrate surface in the regions where the films 4a, 4b and 4c were not present and only the SiO 2 film 6 was present were measured. The result is shown in the graph of FIG.

【0012】Si3 4 膜4a、4b、4cが存在する
領域においては、研磨前のシリコン基板2表面から膜表
面までの距離が2.95〜3.05μmであったのに対
し、研磨後は、0.85〜1.05μmの範囲に分布し
ている。ここで、1.0μmより小さい値があるのは、
Si3 4 膜4a、4b、4cも研磨されていることを
示している。これは、Si3 4 膜4a、4b、4cと
SiO2 膜6との研磨速度の比を大きくとることができ
ないため、Si3 4 膜4a、4b、4cも少し削られ
てしまっているからである。
In the regions where the Si 3 N 4 films 4a, 4b and 4c exist, the distance from the surface of the silicon substrate 2 before polishing to the film surface was 2.95 to 3.05 μm, whereas after polishing Are distributed in the range of 0.85 to 1.05 μm. Here, there is a value smaller than 1.0 μm,
It is shown that the Si 3 N 4 films 4a, 4b and 4c are also polished. This is because the ratio of the polishing rates of the Si 3 N 4 films 4a, 4b, 4c and the SiO 2 film 6 cannot be made large, so that the Si 3 N 4 films 4a, 4b, 4c are also slightly scraped. Because.

【0013】他方、SiO2 膜6のみが存在する領域に
おいては、研磨前のシリコン基板2表面から膜表面まで
の距離が1.95〜2.05μmであったのに対し、研
磨後は、0.55〜1.05μmとばらついてしまっ
た。これは、この研磨による平坦化法を実際のデバイス
作製に用いる場合に、SiO2 膜のみが存在する領域に
おける研磨後のSiO2 膜の高さが半導体基板面内でば
らついてしまうことを示している。但し、SiO2 膜の
高さがばらついていても、近接する地点での高低差は小
さく、急峻な凹凸が生じるわけではないため、研磨後の
SiO2 膜上への配線層の形成は比較的容易にできる。
On the other hand, in the region where only the SiO 2 film 6 is present, the distance from the surface of the silicon substrate 2 to the film surface before polishing was 1.95 to 2.05 μm, whereas it was 0 after polishing. The variation was 0.55 to 1.05 μm. This shows that when the planarization method by polishing is used for actual device fabrication, the height of the SiO 2 film after polishing in the region where only the SiO 2 film exists varies in the plane of the semiconductor substrate. There is. However, even if the height of the SiO 2 film varies, the height difference at the adjacent points is small and no sharp unevenness occurs. Therefore, the formation of the wiring layer on the SiO 2 film after polishing is comparatively difficult. You can easily.

【0014】また、図1(c)に示されるホール8a、
8bについて調べた。ホール8a、8b内に残存するS
iO2 膜6の膜厚を正の値にとり、シリコン基板2がエ
ッチングされた深さを負の値にとると、図2(b)に示
すグラフになる。この図2(b)のグラフから、SiO
2 膜6が残存している領域はないが、シリコン基板2が
0〜0.25μmの深さまでエッチングされている領域
があることが分かる。このことは、研磨によって膜厚が
ばらついているSiO2 膜にコンタクトホールを開口す
る場合、そのコンタクトホールを制御性よく形成するこ
とが困難であることを示している。
Further, the hole 8a shown in FIG. 1 (c),
8b was investigated. S remaining in holes 8a and 8b
When the film thickness of the iO 2 film 6 is set to a positive value and the etching depth of the silicon substrate 2 is set to a negative value, the graph shown in FIG. 2B is obtained. From the graph of FIG. 2B, SiO
2 There is no region where the film 6 remains, but it can be seen that there is a region where the silicon substrate 2 is etched to a depth of 0 to 0.25 μm. This indicates that it is difficult to form the contact hole with good controllability when the contact hole is opened in the SiO 2 film whose thickness is varied by polishing.

【0015】従って、キャパシタの高さが高くなるよう
な構造をもつ半導体装置の製造工程において、単に研磨
によって層間絶縁膜を平坦化したのでは、平坦化した層
間絶縁膜にコンタクトホールを開口する際に、制御性よ
くコンタクトホールを形成することができないという問
題が生じる。次に、第2の実験においては、CVD法を
用い、シリコン基板2上に、膜厚1.2μmと膜厚0.
2μmを有する凹凸形状のSi3 4 膜4を形成した。
続いて、CVD法を用い、全面に膜厚2.0μmのSi
2 膜6を堆積した(図3(a)参照)。
Therefore, in the process of manufacturing a semiconductor device having a structure in which the height of the capacitor is increased, the interlayer insulating film is simply flattened by polishing. This is because when the contact hole is opened in the flattened interlayer insulating film. In addition, there arises a problem that the contact hole cannot be formed with good controllability. Next, in a second experiment, a CVD method is used to form a film having a thickness of 1.2 μm and a film thickness of 0.1 μm on the silicon substrate 2.
An uneven Si 3 N 4 film 4 having a thickness of 2 μm was formed.
Then, using a CVD method, a 2.0 μm thick Si film is formed on the entire surface.
The O 2 film 6 was deposited (see FIG. 3A).

【0016】次いで、膜厚0.2μmのSi3 4 膜4
が存在する領域において、RIE法を用い、2.1μm
狙いでSiO2 膜6及びSi3 4 膜4を選択的にエッ
チングし、ホール10a、10bを形成した(図3
(b)参照)。これは、デバイス作製におけるコンタク
トホールの形成を想定したものである。次いで、最終の
膜厚が1μm程度になることを狙ってSiO2 膜6を研
磨し、膜表面を平坦にした(図3(c)参照)。
Then, a Si 3 N 4 film 4 having a thickness of 0.2 μm is formed.
2.1 μm in the region where
The SiO 2 film 6 and the Si 3 N 4 film 4 were selectively etched to form holes 10a and 10b (FIG. 3).
(See (b)). This assumes the formation of contact holes in device fabrication. Next, the SiO 2 film 6 was polished so that the final film thickness was about 1 μm, and the film surface was flattened (see FIG. 3C).

【0017】次いで、ホール10a、10b内に残存す
るSi3 4 膜4を熱リン酸によって除去した(図3
(d)参照)。このとき、熱リン酸は殆どSiをエッチ
ングしないため、シリコン基板2表面は殆どエッチング
されない。以上の第2の実験において、図3(b)に示
されるホール10a、10bについて調べた。ホール1
0a、10b内に残存するSi3 4 膜4及びSiO2
膜6の膜厚を正の値にとり、シリコン基板2がエッチン
グされた深さを負の値にとると、図4(a)に示すグラ
フになる。
Then, the Si 3 N 4 film 4 remaining in the holes 10a and 10b is removed by hot phosphoric acid (FIG. 3).
(See (d)). At this time, since hot phosphoric acid hardly etches Si, the surface of the silicon substrate 2 is hardly etched. In the above second experiment, the holes 10a and 10b shown in FIG. 3B were examined. Hall 1
0a, 10b remaining Si 3 N 4 film 4 and SiO 2
When the film thickness of the film 6 is set to a positive value and the etching depth of the silicon substrate 2 is set to a negative value, the graph shown in FIG.

【0018】この図4(a)のグラフから、Si3 4
膜4が0.0〜0.1μm残存していること、そしてシ
リコン基板2はエッチングされていないことが確認され
た。これは、制御性よくコンタクトホールを形成できる
ことを意味する。このように、Si3 4 膜4が残存す
るのは、Si3 4 膜4の方がSiO2 膜6よりエッチ
ング速度が遅いためであり、また残存しているSi3
4 膜4の厚さがシリコン基板全面に渡ってほぼ均一であ
るのは、CVD法によって堆積されたSiO2 膜6の膜
厚がシリコン基板2全面で均一であるためと考えられ
る。
From the graph of FIG. 4 (a), the Si 3 N 4
It was confirmed that the film 4 remained 0.0 to 0.1 μm and that the silicon substrate 2 was not etched. This means that the contact hole can be formed with good controllability. Thus, the Si 3 N 4 film 4 is remaining, Si 3 N 4/5 film 4 is because the slower etch rate than SiO 2 film 6, also remain are Si 3 N
The reason why the thickness of the 4 film 4 is almost uniform over the entire surface of the silicon substrate is considered to be because the film thickness of the SiO 2 film 6 deposited by the CVD method is uniform over the entire surface of the silicon substrate 2.

【0019】また、図3(b)、(c)に示される研磨
の前後について、膜厚0.2μmのSi3 4 膜4が存
在する領域と、膜厚1.2μmのSi3 4 膜4が存在
する領域とにおける各々の膜表面とシリコン基板表面と
の距離を測定した。その結果を図4(b)のグラフに示
す。膜厚1.2μmのSi3 4 膜4が存在する領域に
おいては、研磨前のシリコン基板2表面から膜表面まで
の距離が3.15〜3.25μmであったのに対し、研
磨後は、1.0〜1.2μmの範囲に分布している。こ
こで、1.2μmより小さくなっているのは、SiO2
膜6との研磨速度の比を大きくとることができないた
め、Si3 4 膜4も少し削られていることを示してい
る。
Further, FIG. 3 (b), the anteroposterior polishing shown (c), the a region the Si 3 N 4 film 4 having a film thickness of 0.2μm is present, the thickness of 1.2 [mu] m Si 3 N 4 The distance between each film surface and the silicon substrate surface in the region where the film 4 is present was measured. The result is shown in the graph of FIG. In the region where the Si 3 N 4 film 4 having a film thickness of 1.2 μm exists, the distance from the surface of the silicon substrate 2 to the film surface before polishing was 3.15 to 3.25 μm, whereas after polishing, , 1.0 to 1.2 μm. Here, SiO 2 is smaller than 1.2 μm.
Since the ratio of the polishing rate with the film 6 cannot be made large, it is shown that the Si 3 N 4 film 4 is also slightly scraped.

【0020】他方、膜厚0.2μmのSi3 4 膜4が
存在する領域においては、研磨前のシリコン基板2表面
から膜表面までの距離が2.15〜2.25μmであっ
たのに対し、研磨後は、0.70〜1.2μmとばらつ
いた。このばらつきは、図2(a)のSiO2 膜6のみ
が存在する領域における場合とほぼ同じばらつきであ
る。即ち、SiO2 膜が大部分を占める領域において
は、研磨によってSiO2 膜の高さにばらつきが生じる
ことを示している。但し、この場合も、近接する地点で
の高低差は小さく、急峻な凹凸が生じるわけではないた
め、研磨後のSiO 2 膜上への配線層の形成は比較的容
易にできる。
On the other hand, Si having a film thickness of 0.2 μm3NFourMembrane 4
In the existing region, the surface of the silicon substrate 2 before polishing
The distance from the film surface to the film surface is 2.15 to 2.25 μm.
On the other hand, after polishing, it varies from 0.70 to 1.2 μm.
I was there. This variation is caused by the SiO 2 in FIG.2Membrane 6 only
Is almost the same as in the region where
It That is, SiO2In the area where the membrane occupies most
By polishing SiO2Variation in film height
It is shown that. However, in this case as well,
The height difference was small, and there was no sharp unevenness.
Therefore, after polishing SiO 2It is relatively easy to form a wiring layer on the film.
Easy to do.

【0021】また、図3(d)に示されるように、Si
2 膜6の研磨の後、ホール10a、10b内に残存す
るSi3 4 膜4を熱リン酸によって除去したが、この
とき、熱リン酸によってはシリコン基板2表面は殆どエ
ッチングされない。これは、制御性よくコンタクトホー
ルを形成できることを意味する。従って、以上の第1及
び第2の実験から、次のことが明らかになった。
Further, as shown in FIG. 3 (d), Si
After polishing the O 2 film 6, the Si 3 N 4 film 4 remaining in the holes 10a and 10b was removed by hot phosphoric acid, but at this time, the surface of the silicon substrate 2 was hardly etched by the hot phosphoric acid. This means that the contact hole can be formed with good controllability. Therefore, from the above first and second experiments, the following was revealed.

【0022】即ち、キャパシタの高さが高くなるような
構造をもつデバイス作製における層間絶縁膜の平坦化法
として、研磨による平坦化法を採用するためには、コン
タクトホールを制御性よく形成する技術の開発が不可欠
となる。そしてこの課題は、半導体基板上に他の領域よ
り高いスタック型のキャパシタを有する場合、半導体基
板上及びキャパシタ上に、キャパシタの高さより厚い膜
厚の層間絶縁膜を形成し、この層間絶縁膜を選択的にエ
ッチングしてコンタクトホールを形成した後、層間絶縁
膜を研磨してその表面を平坦化することによって達成さ
れ、研磨レベルの平坦性を得ることができると共に、制
御性よくコンタクトホールを形成できる。
That is, in order to adopt the flattening method by polishing as the flattening method of the interlayer insulating film in the production of the device having the structure in which the height of the capacitor becomes high, the technique of forming the contact hole with good controllability. Development is essential. This problem is that when a stacked type capacitor higher than other regions is provided on the semiconductor substrate, an interlayer insulating film having a thickness larger than the height of the capacitor is formed on the semiconductor substrate and the capacitor, and the interlayer insulating film is formed. This is achieved by selectively etching and forming contact holes, and then polishing the interlayer insulating film to planarize the surface. A polishing level flatness can be obtained and contact holes can be formed with good controllability. it can.

【0023】また、半導体基板と層間絶縁膜との間に保
護膜を形成することが望ましく、この保護膜によって、
更に制御性よくコンタクトホールを形成でき、また研磨
の際の半導体基板表面への汚染を防止することができ
る。
Further, it is desirable to form a protective film between the semiconductor substrate and the interlayer insulating film, and by this protective film,
Further, contact holes can be formed with good controllability, and contamination of the surface of the semiconductor substrate during polishing can be prevented.

【0024】[0024]

【作用】本発明は、半導体基板上にスタック型のキャパ
シタを有する半導体装置の製造方法において、半導体基
板上及びキャパシタ上に層間絶縁膜を形成した後、この
層間絶縁膜を研磨してその表面を平坦化する前に、膜厚
の均一な層間絶縁膜を選択的にエッチングしてコンタク
トホールを形成することにより、研磨によって膜厚がば
らつく前の均一な層間絶縁膜にコンタクトホールを形成
することができるため、研磨レベルの平坦性を得ること
ができると共に、制御性よくコンタクトホールを形成で
きる。
According to the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device having a stack type capacitor on a semiconductor substrate, an interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate and the capacitor, and then the interlayer insulating film is polished to remove its surface. By selectively etching the interlayer insulating film with a uniform film thickness before planarization to form a contact hole, it is possible to form a contact hole in the uniform interlayer insulating film before the film thickness is varied by polishing. Therefore, the flatness at the polishing level can be obtained, and the contact hole can be formed with good controllability.

【0025】また、半導体基板と層間絶縁膜との間に保
護膜を形成することにより、層間絶縁膜のエッチングの
際のスットパとなって更に制御性よくコンタクトホール
を形成できたり、研磨の際の半導体基板表面の保護膜と
なって汚染を防止したりすることができる。
Further, by forming a protective film between the semiconductor substrate and the interlayer insulating film, it becomes a stopper during the etching of the interlayer insulating film, so that the contact hole can be formed with higher controllability, or during the polishing. It serves as a protective film on the surface of the semiconductor substrate and can prevent contamination.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて具
体的に説明する。図5及び図6は、本発明の第1の実施
例による半導体装置の製造方法を説明するための工程図
である。シリコン基板12上に、スタック型のフィン状
キャパシタ14を形成する。即ち、絶縁膜16に開口さ
れたコンタクトホール内のシリコン基板12上に、複数
の導電層がフィン状にのびた蓄積電極18を形成し、こ
の蓄積電極18上に、Si3 4 膜とSiO2 膜とから
なるキャパシタ誘電膜20を介して、対向電極22を形
成する(図5(a)参照)。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on illustrated embodiments. 5 and 6 are process diagrams for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. A stack type fin capacitor 14 is formed on the silicon substrate 12. That is, a storage electrode 18 having a plurality of conductive layers extending like fins is formed on the silicon substrate 12 in the contact hole opened in the insulating film 16, and the Si 3 N 4 film and the SiO 2 film are formed on the storage electrode 18. The counter electrode 22 is formed through the capacitor dielectric film 20 including the film (see FIG. 5A).

【0027】次いで、CVD法を用い、全面に、層間絶
縁膜としてのSiO2 膜24を堆積する。なお、このと
き、SiO2 膜24の膜厚を2μmとし、間にキャパシ
タ誘電膜20を挟んだ蓄積電極18および対向電極22
からなるキャパシタ14のシリコン基板12表面からの
高さよりも十分に厚くする(図5(b)参照)。次い
で、RIE法を用い、所定の位置のSiO2 膜24を選
択的にエッチングして、シリコン基板12表面に達する
コンタクトホール26a、26bを開口する(図6
(a)参照)。
Then, a SiO 2 film 24 as an interlayer insulating film is deposited on the entire surface by the CVD method. At this time, the SiO 2 film 24 has a thickness of 2 μm, and the capacitor dielectric film 20 is sandwiched between the storage electrode 18 and the counter electrode 22.
It is made sufficiently thicker than the height of the capacitor 14 made of the above from the surface of the silicon substrate 12 (see FIG. 5B). Then, the SiO 2 film 24 at a predetermined position is selectively etched by using the RIE method to open contact holes 26a and 26b reaching the surface of the silicon substrate 12 (FIG. 6).
(See (a)).

【0028】次いで、通常の研磨法を用い、SiO2
24全面を研磨して、SiO2 膜24表面を平坦化する
(図6(b)参照)。このように本実施例によれば、S
iO2 膜24を研磨によって平坦化するため、SiO2
膜24上への配線を容易にする平坦性を実現することが
できる。また、SiO2 膜24を研磨する前に、SiO
2 膜24にコンタクトホール26a、26bを開口して
いるため、研磨によってコンタクトホール26a、26
b近傍のSiO2 膜24の膜厚に多少のばらつきが生じ
ても、コンタクトホール26a、26bの形成に悪影響
を及ぼすことがない。従って、層間絶縁膜としてのSi
2 膜24の研磨レベルの平坦性を実現することができ
ると共に、コンタクトホール26a、26bを制御性よ
く形成することができる。
Next, using a normal polishing method, the entire surface of the SiO 2 film 24 is polished to flatten the surface of the SiO 2 film 24 (see FIG. 6B). Thus, according to this embodiment, S
To flatten the iO 2 film 24 by polishing, SiO 2
Flatness that facilitates wiring on the film 24 can be realized. In addition, before polishing the SiO 2 film 24,
Since the contact holes 26a and 26b are opened in the two films 24, the contact holes 26a and 26b are polished.
Even if the film thickness of the SiO 2 film 24 near b is slightly varied, it does not adversely affect the formation of the contact holes 26a and 26b. Therefore, Si as an interlayer insulating film
The flatness of the polishing level of the O 2 film 24 can be realized, and the contact holes 26a and 26b can be formed with good controllability.

【0029】次に、本発明の第2の実施例による半導体
装置の製造方法を、図7及び図8に示す工程図を用いて
説明する。なお、上記図5及び図6に示すものと同一構
成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図5
(a)と同様にして、シリコン基板12上に、スタック
型のフィン状キャパシタ14を形成する(図7(a)参
照)。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the process charts shown in FIGS. The same components as those shown in FIGS. 5 and 6 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Figure 5
In the same manner as (a), the stack type fin-shaped capacitor 14 is formed on the silicon substrate 12 (see FIG. 7A).

【0030】次いで、CVD法を用い、全面に、膜厚
0.20μmの保護膜としてのSi3 4 膜28を堆積
する(図7(b)参照)。次いで、CVD法を用い、S
3 4 膜28上に、膜厚1.5μmの層間絶縁膜とし
てのSiO2 膜25を、キャパシタ14のシリコン基板
12表面からの高さよりも十分に厚く堆積する。但し、
後の工程でこのSiO2 膜25を研磨して表面を平坦化
する際、この研磨がキャパシタ14上のSi3 4 膜2
8で止まるため、SiO2 膜25の膜厚は上記第1の実
施例の場合のSiO2 膜24の膜厚より薄くてよい(図
7(c)参照)。
Next, the Si 3 N 4 film 28 having a film thickness of 0.20 μm is deposited as a protective film on the entire surface by the CVD method (see FIG. 7B). Then, using the CVD method, S
On the i 3 N 4 film 28, a SiO 2 film 25 as an interlayer insulating film having a film thickness of 1.5 μm is deposited sufficiently thicker than the height of the capacitor 14 from the surface of the silicon substrate 12. However,
When the SiO 2 film 25 is polished to planarize the surface in a later step, this polishing is performed on the Si 3 N 4 film 2 on the capacitor 14.
Therefore, the thickness of the SiO 2 film 25 may be smaller than that of the SiO 2 film 24 in the first embodiment (see FIG. 7C).

【0031】次いで、RIE法を用い、所定の位置のS
iO2 膜25を選択的にエッチングして、コンタクトホ
ール26a、26bを開口する。このとき、Si3 4
膜28をエッチングストッパとして用いることにより、
このSiO2 膜25の選択的エッチングを制御性よく行
うことができる。続いて、RIE法又は熱リン酸法を用
い、コンタクトホール26a、26b内に露出したSi
3 4 膜28をエッチング除去して、コンタクトホール
26a、26bがシリコン基板12表面に達するように
する(図8(a)参照)。
Next, by using the RIE method, S at a predetermined position
The iO 2 film 25 is selectively etched to open contact holes 26a and 26b. At this time, Si 3 N 4
By using the film 28 as an etching stopper,
This selective etching of the SiO 2 film 25 can be performed with good controllability. Then, the RIE method or the hot phosphoric acid method is used to expose the Si exposed in the contact holes 26a and 26b.
The 3 N 4 film 28 is removed by etching so that the contact holes 26a and 26b reach the surface of the silicon substrate 12 (see FIG. 8A).

【0032】次いで、通常の研磨法を用い、SiO2
25全面を研磨して、SiO2 膜25表面を平坦化す
る。このとき、SiO2 膜25の研磨は、キャパシタ1
4上のSi3 4 膜28で止まる(図8(b)参照)。
このように本実施例によれば、SiO2 膜25の研磨が
キャパシタ14上のSi3 4 膜28で止まるため、層
間絶縁膜であるSiO2 膜25の膜厚分布は上記第1の
実施例の場合よりもよくなる。また、層間絶縁膜として
のSiO2 膜25下にSi3 4 膜28を形成し、コン
タクトホール26a、26bを開口するためのSiO2
膜25の選択的エッチングの際にエッチングストッパと
して用いることにより、SiO2 膜25のエッチングの
制御性をよくするため、上記第1の実施例よりも更にコ
ンタクトホール26a、26bを制御性よく形成するこ
とができる。
Then, using a normal polishing method, the entire surface of the SiO 2 film 25 is polished to flatten the surface of the SiO 2 film 25. At this time, the polishing of the SiO 2 film 25 is performed by the capacitor 1
4 stops on the Si 3 N 4 film 28 (see FIG. 8B).
As described above, according to the present embodiment, since the polishing of the SiO 2 film 25 is stopped by the Si 3 N 4 film 28 on the capacitor 14, the film thickness distribution of the SiO 2 film 25 as the interlayer insulating film is the same as in the first embodiment. Better than the example. Also the Si 3 N 4 film 28 is formed under the SiO 2 film 25 as an interlayer insulating film, contact holes 26a, SiO 2 for opening 26b
By using it as an etching stopper during the selective etching of the film 25, the controllability of the etching of the SiO 2 film 25 is improved, so that the contact holes 26a and 26b are formed with better controllability than in the first embodiment. be able to.

【0033】次に、本発明の第3の実施例による半導体
装置の製造方法を、図9及び図10に示す工程図を用い
て説明する。なお、上記図7及び図8に示すものと同一
構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図7
(a)〜(c)と同様にして、シリコン基板12上にス
タック型のフィン状キャパシタ14を形成した後、CV
D法により、全面に保護膜としてのSi3 4 膜28及
び層間絶縁膜としてのSiO2 膜25を、キャパシタ1
4のシリコン基板12表面からの高さよりも十分に厚く
堆積する(図9(a)参照)。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the process charts shown in FIGS. The same components as those shown in FIGS. 7 and 8 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Figure 7
After the stack type fin-shaped capacitor 14 is formed on the silicon substrate 12 in the same manner as in (a) to (c), CV is performed.
By the D method, a Si 3 N 4 film 28 as a protective film and a SiO 2 film 25 as an interlayer insulating film are formed on the entire surface of the capacitor 1
No. 4 is thicker than the height from the surface of the silicon substrate 12 (see FIG. 9A).

【0034】次いで、RIE法により、Si3 4 膜2
8をエッチングストッパとして用いて、所定の位置のS
iO2 膜25を選択的にエッチングし、コンタクトホー
ル26a、26bを開口する(図9(b)参照)。次い
で、コンタクトホール26a、26b内にSi3 4
28を残存させたまま、通常の研磨法を用いてSiO2
膜25全面を研磨して、SiO2 膜25表面を平坦化す
る(図10(a)参照)。
Then, the Si 3 N 4 film 2 is formed by the RIE method.
8 as an etching stopper, and S at a predetermined position
The iO 2 film 25 is selectively etched to open contact holes 26a and 26b (see FIG. 9B). Then, with the Si 3 N 4 film 28 left in the contact holes 26a and 26b, SiO 2 is formed by a normal polishing method.
The entire surface of the film 25 is polished to flatten the surface of the SiO 2 film 25 (see FIG. 10A).

【0035】次いで、熱リン酸法を用い、コンタクトホ
ール26a、26b内に残存するSi3 4 膜28をエ
ッチング除去して、コンタクトホール26a、26bが
シリコン基板12表面に達するようにする(図10
(b)参照)。このように本実施例によれば、上記第2
の実施例と同様の効果を奏することができると共に、コ
ンタクトホール26a、26b内にSi3 4 膜28を
残存させたままSiO2 膜25を研磨するため、Si3
4 膜28がシリコン基板12表面の保護膜となって、
研磨の際のシリコン基板12表面への汚染を防止するこ
とができる。
Then, the hot phosphoric acid method is used to etch away the Si 3 N 4 film 28 remaining in the contact holes 26a and 26b so that the contact holes 26a and 26b reach the surface of the silicon substrate 12 (see FIG. 10
(See (b)). Thus, according to this embodiment, the second
It is possible to obtain the same effect as that of the above-mentioned embodiment, and since the SiO 2 film 25 is polished while leaving the Si 3 N 4 film 28 in the contact holes 26a and 26b, Si 3
The N 4 film 28 serves as a protective film on the surface of the silicon substrate 12,
It is possible to prevent the surface of the silicon substrate 12 from being contaminated during polishing.

【0036】次に、本発明の第4の実施例による半導体
装置の製造方法を、図11及び図12に示す工程図を用
いて説明する。なお、上記図5及び図6に示すものと同
一構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図
5(a)〜図6(a)と同様にして、シリコン基板12
上にスタック型のフィン状キャパシタ14を形成した
後、CVD法により、層間絶縁膜としてのSiO2 膜2
4をキャパシタ14の高さよりも十分に厚く堆積し、更
にRIE法により、このSiO2 膜24を選択的にエッ
チングしてコンタクトホール26a、26bを開口する
(図11(a)参照)。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the process charts shown in FIGS. The same components as those shown in FIGS. 5 and 6 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the same manner as in FIGS. 5A to 6A, the silicon substrate 12
After the stack-type fin-shaped capacitor 14 is formed thereon, the SiO 2 film 2 as an interlayer insulating film is formed by the CVD method.
4 is deposited sufficiently thicker than the height of the capacitor 14, and the SiO 2 film 24 is selectively etched by the RIE method to open the contact holes 26a and 26b (see FIG. 11A).

【0037】次いで、CVD法を用い、全面に、膜厚
0.01μmの保護膜としてのSi3 4 膜30を堆積
する(図11(b)参照)。次いで、通常の研磨法を用
いてSiO2 膜24全面を研磨してSiO2 膜24表面
を平坦化する。なお、このとき、コンタクトホール26
a、26b内のシリコン基板12表面は、Si3 4
30によって覆われている(図12(a)参照)。
Then, a Si 3 N 4 film 30 as a protective film having a film thickness of 0.01 μm is deposited on the entire surface by the CVD method (see FIG. 11B). Then, the entire surface of the SiO 2 film 24 is polished by a normal polishing method to flatten the surface of the SiO 2 film 24. At this time, the contact hole 26
The surface of the silicon substrate 12 in a and 26b is covered with the Si 3 N 4 film 30 (see FIG. 12A).

【0038】次いで、熱リン酸法を用い、コンタクトホ
ール26a、26b内のSi3 4 膜30をエッチング
して、コンタクトホール26a、26bがシリコン基板
12表面に達するようにする(図12(b)参照)。こ
のように本実施例によれば、上記第1の実施例と同様の
効果を奏することができると共に、コンタクトホール2
6a、26b内のシリコン基板12表面がSi3 4
30によって覆われた状態でSiO2 膜24を研磨する
ため、Si3 4 膜30がシリコン基板12表面の保護
膜となって、研磨の際のシリコン基板12表面への汚染
を防止することができる。
Then, the hot phosphoric acid method is used to etch the Si 3 N 4 film 30 in the contact holes 26a and 26b so that the contact holes 26a and 26b reach the surface of the silicon substrate 12 (FIG. 12B). )reference). As described above, according to this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the contact hole 2
6a, for polishing a SiO 2 film 24 in a state where the silicon substrate 12 surface in 26b is covered with the Si 3 N 4 film 30, so the Si 3 N 4 film 30 and the protective film of the silicon substrate 12 surface, polished In this case, the surface of the silicon substrate 12 can be prevented from being contaminated.

【0039】次に、本発明の第5の実施例による半導体
装置の製造方法を、図13及び図14に示す工程図を用
いて説明する。なお、上記図7及び図8に示すものと同
一構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図
7(a)〜図8(a)と同様にして、シリコン基板12
上にスタック型のフィン状キャパシタ14を形成した
後、CVD法により、全面に、保護膜としてのSi3
4 膜28及び層間絶縁膜としてのSiO2 膜25をキャ
パシタ14のシリコン基板12表面からの高さよりも十
分に厚く堆積し、更にSiO2 膜25及びSi3 4
28をそれぞれ段階的にエッチングしてコンタクトホー
ル26a、26bを開口する(図13(a)参照)。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the process charts shown in FIGS. The same components as those shown in FIGS. 7 and 8 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the same manner as in FIGS. 7A to 8A, the silicon substrate 12
After the stack type fin-shaped capacitor 14 is formed on the upper surface, a Si 3 N film as a protective film is formed on the entire surface by the CVD method.
The 4 film 28 and the SiO 2 film 25 as an interlayer insulating film are deposited sufficiently thicker than the height of the capacitor 14 from the surface of the silicon substrate 12, and the SiO 2 film 25 and the Si 3 N 4 film 28 are etched step by step. Then, the contact holes 26a and 26b are opened (see FIG. 13A).

【0040】次いで、CVD法を用い、全面に、膜厚
0.01μmの保護膜としてのSi3 4 膜30を堆積
する(図13(b)参照)。次いで、コンタクトホール
26a、26b内のシリコン基板12表面をSi3 4
膜30によって覆った状態で、通常の研磨法により、S
iO2 膜25全面を研磨し、SiO2 膜25表面を平坦
化する(図14(a)参照)。
Then, a Si 3 N 4 film 30 as a protective film having a film thickness of 0.01 μm is deposited on the entire surface by the CVD method (see FIG. 13B). Then, the surface of the silicon substrate 12 in the contact holes 26a and 26b is covered with Si 3 N 4
With the film 30 covered, the S
iO 2 film 25 by polishing the entire surface to flatten the SiO 2 film 25 surface (see FIG. 14 (a)).

【0041】次いで、熱リン酸法を用い、コンタクトホ
ール26a、26b内のSi3 4 膜30をエッチング
除去して、コンタクトホール26a、26bがシリコン
基板12表面に達するようにする(図14(b)参
照)。このように本実施例によれば、上記第2の実施例
の効果と上記第4の実施例の効果を合わせて奏すること
ができる。
Next, the hot phosphoric acid method is used to etch away the Si 3 N 4 film 30 in the contact holes 26a and 26b so that the contact holes 26a and 26b reach the surface of the silicon substrate 12 (see FIG. See b)). As described above, according to this embodiment, the effects of the second embodiment and the effects of the fourth embodiment can be combined.

【0042】次に、本発明の第6の実施例による半導体
装置の製造方法を、図15及び図16に示す工程図を用
いて説明する。なお、上記図5及び図6に示すものと同
一構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図
5(a)〜図6(a)と同様にして、シリコン基板12
上にスタック型のフィン状キャパシタ14を形成した
後、CVD法により、層間絶縁膜としてのSiO2 膜2
4をキャパシタ14の高さよりも十分に厚く堆積し、更
にRIE法により、このSiO2 膜24を選択的にエッ
チングしてコンタクトホール26a、26bを開口する
(図15(a)参照)。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the process diagrams shown in FIGS. The same components as those shown in FIGS. 5 and 6 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the same manner as in FIGS. 5A to 6A, the silicon substrate 12
After the stack-type fin-shaped capacitor 14 is formed thereon, the SiO 2 film 2 as an interlayer insulating film is formed by the CVD method.
4 is deposited sufficiently thicker than the height of the capacitor 14, and the SiO 2 film 24 is selectively etched by RIE to open contact holes 26a and 26b (see FIG. 15A).

【0043】次いで、全面に、例えばCu(銅)を含む
導電物質を堆積し、この導電物質によってコンタクトホ
ール26a、26b内を埋め込んでしまう。続いて、例
えばリソグラフィ技術等を用い、コンタクトホール26
a、26b周辺部を除いて、SiO2 膜24上の導電物
質を選択的に除去し、コンタクトホール26a、26b
内のシリコン基板12に接続する埋込み電極32a、3
2bをそれぞれ形成する(図15(b)参照)。
Next, a conductive material containing, for example, Cu (copper) is deposited on the entire surface, and the contact holes 26a and 26b are filled with this conductive material. Then, the contact hole 26 is formed by using, for example, the lithography technique.
The conductive material on the SiO 2 film 24 is selectively removed except for the peripheral portions of the contact holes 26a and 26b.
Embedded electrodes 32a, 3 connected to the silicon substrate 12 inside
2b are respectively formed (see FIG. 15B).

【0044】なお、ここでは、埋込み電極32a、32
bの材料としてCuを含む導電物質を用いたが、これに
限定されることなく、例えばAl(アルミニウム)、W
(タングステン)、Ti(チタン)、Au(金)、Ag
(銀)等のように導電物質であればよい。また、SiO
2 膜24上に堆積した導電物質の選択的除去は、必ず行
わなければならないわけではない。いずれにしろ、Si
2 膜24上の導電物質は、コンタクトホール26a、
26b内を除いて、後の工程で行われるSiO 2 膜24
の研磨の際に除去されるからである。
Incidentally, here, the buried electrodes 32a, 32
A conductive material containing Cu was used as the material of b.
Without limitation, for example, Al (aluminum), W
(Tungsten), Ti (Titanium), Au (Gold), Ag
Any conductive material such as (silver) may be used. Also, SiO
2The selective removal of the conductive material deposited on the film 24 must always be performed.
You don't have to. In any case, Si
O2The conductive material on the film 24 has contact holes 26a,
SiO which is performed in a later step except for the inside of 26b. 2Membrane 24
This is because it is removed during polishing.

【0045】次いで、通常の研磨法によりSiO2 膜2
4全面を研磨して、SiO2 膜24表面を平坦化する。
そしてこのとき、コンタクトホール26a、26b内の
埋込み電極32a、32b上部も同時に研磨され、その
上面がSiO2 膜24表面に露出される(図16参
照)。このように本実施例によれば、上記第1の実施例
と同様の効果を奏することができると共に、コンタクト
ホール26a、26b内に埋込み電極32a、32bを
形成した後にSiO2 膜24を研磨することにより、研
磨の際にシリコン基板12表面が露出することがないた
め、シリコン基板12表面への汚染を防止することがで
きる。また、研磨によるSiO2 膜24の平坦化と同時
に、底面がシリコン基板12に接続し、上面がSiO2
膜24表面に露出する埋込み電極32a、32bが形成
されるため、後の工程で行われる平坦化されたSiO2
膜24上への配線が極めて容易になる。
Then, the SiO 2 film 2 is formed by a normal polishing method.
4 The entire surface is polished to flatten the surface of the SiO 2 film 24.
At this time, the upper portions of the buried electrodes 32a and 32b in the contact holes 26a and 26b are also polished at the same time, and the upper surfaces thereof are exposed on the surface of the SiO 2 film 24 (see FIG. 16). As described above, according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the SiO 2 film 24 is polished after the buried electrodes 32a and 32b are formed in the contact holes 26a and 26b. As a result, the surface of the silicon substrate 12 is not exposed during polishing, so that the surface of the silicon substrate 12 can be prevented from being contaminated. At the same time that the SiO 2 film 24 is flattened by polishing, the bottom surface is connected to the silicon substrate 12 and the top surface is SiO 2 film.
Since the buried electrodes 32a and 32b exposed on the surface of the film 24 are formed, a flattened SiO 2 film formed in a later step is formed.
Wiring on the film 24 becomes extremely easy.

【0046】次に、本発明の第7の実施例による半導体
装置の製造方法を、図17及び図18に示す工程図を用
いて説明する。なお、上記図7及び図8に示すものと同
一構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図
7(a)〜図8(a)と同様にして、シリコン基板12
上にスタック型のフィン状キャパシタ14を形成した
後、CVD法により、全面に、保護膜としてのSi3
4 膜28及び層間絶縁膜としてのSiO2 膜25をキャ
パシタ14のシリコン基板12表面からの高さよりも十
分に厚く堆積し、更にSiO2 膜25及びSi3 4
28をそれぞれ段階的にエッチングしてコンタクトホー
ル26a、26bを開口する(図17(a)参照)。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the process charts shown in FIGS. The same components as those shown in FIGS. 7 and 8 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the same manner as in FIGS. 7A to 8A, the silicon substrate 12
After the stack type fin-shaped capacitor 14 is formed on the upper surface, a Si 3 N film as a protective film is formed on the entire surface by the CVD method.
The 4 film 28 and the SiO 2 film 25 as an interlayer insulating film are deposited sufficiently thicker than the height of the capacitor 14 from the surface of the silicon substrate 12, and the SiO 2 film 25 and the Si 3 N 4 film 28 are etched step by step. Then, the contact holes 26a and 26b are opened (see FIG. 17A).

【0047】次いで、全面に、例えばCuを含む導電物
質を堆積し、この導電物質によってコンタクトホール2
6a、26b内を埋め込んだ後、コンタクトホール26
a、26b周辺部を除いて、SiO2 膜25上の導電物
質を選択的に除去して、コンタクトホール26a、26
b内のシリコン基板12に接続する埋込み電極32a、
32bをそれぞれ形成する(図17(b)参照)。
Next, a conductive material containing, for example, Cu is deposited on the entire surface, and the contact hole 2 is formed by this conductive material.
After filling 6a and 26b, the contact hole 26
The conductive material on the SiO 2 film 25 is selectively removed except for the peripheral portions of the contact holes 26a, 26b.
embedded electrodes 32a connected to the silicon substrate 12 in b,
32b are formed respectively (see FIG. 17B).

【0048】次いで、通常の研磨法によりSiO2 膜2
5全面を研磨して、SiO2 膜25表面を平坦化すると
共に、コンタクトホール26a、26b内の埋込み電極
32a、32b上部も同時に研磨する。このとき、キャ
パシタ14上に形成されたSi3 4 膜28が研磨のス
トッパの役目を果たし、SiO2 膜25表面がキャパシ
タ14の高さとはぼ等しくなったときに研磨が終了する
(図18参照)。
Then, the SiO 2 film 2 is formed by a normal polishing method.
5 The entire surface is polished to flatten the surface of the SiO 2 film 25, and the upper portions of the embedded electrodes 32a and 32b in the contact holes 26a and 26b are also polished at the same time. At this time, the Si 3 N 4 film 28 formed on the capacitor 14 functions as a polishing stopper, and the polishing is completed when the surface of the SiO 2 film 25 becomes almost equal to the height of the capacitor 14 (FIG. 18). reference).

【0049】このように本実施例によれば、上記第2の
実施例の効果と上記第6の実施例の効果を合わせて奏す
ることができる。次に、本発明の第8の実施例による半
導体装置の製造方法を、図19乃至図21に示す工程図
を用いて説明する。なお、上記図5及び図6に示すもの
と同一構成要素には同一の符号を付して説明を省略す
る。
As described above, according to this embodiment, the effects of the second embodiment and the effects of the sixth embodiment can be combined. Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to the process charts shown in FIGS. The same components as those shown in FIGS. 5 and 6 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0050】本実施例は、スタック型のフィン状キャパ
シタに更に大きな容量が要求される場合に適用される。
即ち、大容量化を図るためフィン数を増加させるのに伴
い、キャパシタの高さがいっそう高くなり、この高さよ
りも更に厚い膜厚の層間絶縁膜を堆積すると、RIE法
によるコンタクトホールの開口が困難になる。また、た
とえコンタクトホールが開口されても、このような深さ
の深いコンタクトホールを介して半導体基板と接続する
金属配線層を形成しようとすると、段切れ等による断線
を発生し易くなる。従って、以下のような方法で、層間
絶縁膜の平坦化とコンタクトホールの開口を行う。
This embodiment is applied when a larger capacitance is required for the stack type fin capacitor.
That is, as the number of fins is increased in order to increase the capacity, the height of the capacitor becomes higher, and when an interlayer insulating film having a film thickness thicker than this height is deposited, the opening of the contact hole by the RIE method becomes It will be difficult. Even if the contact hole is opened, if a metal wiring layer connected to the semiconductor substrate is formed through such a deep contact hole, disconnection due to step breakage or the like is likely to occur. Therefore, the interlayer insulating film is flattened and the contact holes are opened by the following method.

【0051】図5(a)と同様にして、シリコン基板1
2上に、スタック型のフィン状キャパシタ34を形成す
る。但し、間にキャパシタ誘電膜36を挟んだ蓄積電極
38及び対向電極40からなるキャパシタ34のシリコ
ン基板12表面からの高さは、フィン数が増加している
分だけ、図5(a)に示されるキャパシタ14の高さよ
りも高くなっている(図19(a)参照)。
In the same manner as in FIG. 5A, the silicon substrate 1
A stack-type fin-shaped capacitor 34 is formed on the surface 2. However, the height of the capacitor 34 including the storage electrode 38 and the counter electrode 40 with the capacitor dielectric film 36 sandwiched therebetween from the surface of the silicon substrate 12 is shown in FIG. The height is higher than the height of the capacitor 14 (see FIG. 19A).

【0052】次いで、CVD法を用い、全面に、膜厚
1.2μmの層間絶縁膜としてのSiO2 膜42aを堆
積する(図19(b)参照)。次いで、RIE法を用
い、所定の位置のSiO2 膜42aを選択的にエッチン
グして、シリコン基板12表面に達するコンタクトホー
ル開口する。続いて、全面に、例えばCuを含む導電物
質を堆積し、この導電物質によってコンタクトホール内
を埋め込んだ後、コンタクトホール周辺部を除いて、S
iO2 膜42a上の導電物質を選択的に除去して、コン
タクトホール内のシリコン基板12に接続する埋込み電
極44a、44bをそれぞれ形成する(図20(a)参
照)。
Next, a SiO 2 film 42a as an interlayer insulating film having a film thickness of 1.2 μm is deposited on the entire surface by the CVD method (see FIG. 19B). Next, the RIE method is used to selectively etch the SiO 2 film 42a at a predetermined position to open a contact hole reaching the surface of the silicon substrate 12. Then, a conductive material containing, for example, Cu is deposited on the entire surface, and the inside of the contact hole is filled with this conductive material.
The conductive material on the iO 2 film 42a is selectively removed to form buried electrodes 44a and 44b connected to the silicon substrate 12 in the contact holes (see FIG. 20A).

【0053】次いで、再びCVD法を用い、全面に、層
間絶縁膜としてのSiO2 膜42bを堆積する。これに
より、シリコン基板12上及びキャパシタ34上に、S
iO 2 膜42a、42bからなる層間絶縁膜としてのS
iO2 膜42が、その中に埋込み電極44a、44bを
埋め込んで形成されることになる。そしてまた、このS
iO2 膜42の膜厚がキャパシタ34の高さよりも十分
に厚くなるようにする(図20(b)参照)。
Then, again using the CVD method, a layer is formed on the entire surface.
SiO as an insulating film2The film 42b is deposited. to this
From the silicon substrate 12 and the capacitor 34,
iO 2S as an interlayer insulating film composed of the films 42a and 42b
iO2Membrane 42 has embedded electrodes 44a, 44b therein.
It will be formed by embedding. And again, this S
iO2The film thickness of the film 42 is more than the height of the capacitor 34
To be thicker (see FIG. 20 (b)).

【0054】次いで、RIE法を用い、埋込み電極44
a、44b上のSiO2 膜42bを選択的にエッチング
して、埋込み電極44a、44b上面に達するコンタク
トホール46a、46bを開口する(図21(a)参
照)。次いで、通常の研磨法によりSiO2 膜42全面
を研磨して、SiO2 膜42表面を平坦化する(図21
(b)参照)。
Then, the embedded electrode 44 is formed by the RIE method.
The SiO 2 film 42b on a and 44b is selectively etched to open contact holes 46a and 46b reaching the upper surfaces of the embedded electrodes 44a and 44b (see FIG. 21A). Then, the entire surface of the SiO 2 film 42 is polished by a normal polishing method to flatten the surface of the SiO 2 film 42 (FIG. 21).
(See (b)).

【0055】このように本実施例によれば、SiO2
42を研磨する前にコンタクトホール46a、46bを
開口しているために、上記第1の実施例と同様の効果を
奏することができると共に、次のような効果を奏するこ
とができる。即ち、大容量化を図るためにキャパシタ3
4の高さが極めて高い場合に、層間絶縁膜としてのSi
2 膜42をSiO2 膜42aとSiO2 膜42bとの
2回に分けて形成し、SiO2 膜42a及びSiO2
42bにそれぞれ別々にコンタクトホールを開口するた
め、全体としてのSiO2 膜42の膜厚が非常に厚くな
っても、コンタクトホールを制御性よく容易に形成する
ことができる。
As described above, according to this embodiment, since the contact holes 46a and 46b are opened before polishing the SiO 2 film 42, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. At the same time, the following effects can be achieved. That is, in order to increase the capacity, the capacitor 3
4 is extremely high, Si as an interlayer insulating film
O 2 film 42 is formed in two steps with the SiO 2 film 42a and SiO 2 film 42b, for opening respective separate contact hole in the SiO 2 film 42a and SiO 2 film 42b, the SiO 2 film as a whole Even if the film thickness of 42 is very large, the contact hole can be easily formed with good controllability.

【0056】また、SiO2 膜42の研磨の際には、コ
ンタクトホール内のシリコン基板12表面は埋込み電極
44a、44bによって覆われているため、シリコン基
板12表面への汚染を防止することができる。更に、1
回目のSiO2 膜42aに開口したコンタクトホール内
には埋込み電極44a、44bを形成していることによ
り、埋込み電極44a、44b上の2回目のSiO2
42bに開口したコンタクトホール46a、46bの深
さはそれ程深くならないため、埋込み電極44a、44
bを介してシリコン基板12と接続する金属配線層を形
成する際の段切れ等による断線の発生を防止することが
できる。
Further, when the SiO 2 film 42 is polished, the surface of the silicon substrate 12 in the contact hole is covered with the embedded electrodes 44a and 44b, so that the surface of the silicon substrate 12 can be prevented from being contaminated. .. Furthermore, 1
Since the buried electrodes 44a and 44b are formed in the contact holes opened in the SiO 2 film 42a for the second time, the contact holes 46a, 46b opened in the second SiO 2 film 42b on the buried electrodes 44a, 44b are formed. Since the depth does not become so deep, the embedded electrodes 44a, 44
It is possible to prevent the occurrence of disconnection due to step breakage or the like when forming the metal wiring layer connected to the silicon substrate 12 via b.

【0057】次に、本発明の第9の実施例による半導体
装置の製造方法を、図22及び図23に示す工程図を用
いて説明する。なお、上記図19乃至図21に示すもの
と同一構成要素には同一の符号を付して説明を省略す
る。本実施例も、上記第8の実施例と同様に、スタック
型のフィン状キャパシタの高さが極めて高い場合に有効
である。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to the process charts shown in FIGS. The same components as those shown in FIGS. 19 to 21 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Like the eighth embodiment, this embodiment is also effective when the height of the stack type fin capacitor is extremely high.

【0058】図19(a)と同様にして、シリコン基板
12上に、スタック型のフィン状キャパシタ34を形成
する(図22(a)参照)。次いで、CVD法を用い、
全面に、膜厚0.20μmの保護膜としてのSi3 4
膜48を堆積する(図22(b)参照)。次いで、Si
2 膜42aを堆積し、このSiO2 膜42a及びSi
3 4 膜28をそれぞれ段階的にエッチングしての所定
の位置にコンタクトホール開口した後、このコンタクト
ホール内に、シリコン基板12に接続する埋込み電極4
4a、44bを埋め込み、更に全面にSiO2 膜42b
を堆積して、SiO2 膜42a、42bからなる層間絶
縁膜としてのSiO2 膜42をキャパシタ34の高さよ
りも十分に厚くなるように形成する(図23(a)参
照)。
Similar to FIG. 19A, a stack type fin-shaped capacitor 34 is formed on the silicon substrate 12 (see FIG. 22A). Then, using the CVD method,
The entire surface is covered with Si 3 N 4 as a protective film with a thickness of 0.20 μm.
A film 48 is deposited (see FIG. 22 (b)). Then Si
An O 2 film 42a is deposited, and this SiO 2 film 42a and Si
After the contact holes are opened at predetermined positions by etching the 3 N 4 film 28 in stages, the buried electrode 4 connected to the silicon substrate 12 is provided in the contact holes.
4a and 44b are embedded, and the SiO 2 film 42b is further formed on the entire surface.
By depositing, SiO 2 film 42a, a SiO 2 film 42 as an interlayer insulating film consisting 42b formed to be sufficiently thicker than the height of the capacitor 34 (see FIG. 23 (a)).

【0059】次いで、図21(a)〜図21(b)と同
様にして、埋込み電極44a、44b上面に達するコン
タクトホール46a、46bをSiO2 膜42bに開口
した後、SiO2 膜42全面を研磨して、SiO2 膜4
2表面を平坦化する(図23(b)参照)。このように
本実施例によれば、上記第2の実施例の効果と上記第6
の実施例の効果を合わせて奏することができる。
21 (a) to 21 (b), contact holes 46a and 46b reaching the upper surfaces of the embedded electrodes 44a and 44b are opened in the SiO 2 film 42b, and then the entire surface of the SiO 2 film 42 is opened. Polished and SiO 2 film 4
2 The surface is flattened (see FIG. 23 (b)). As described above, according to the present embodiment, the effect of the second embodiment and the sixth embodiment can be obtained.
The effects of the above embodiment can be combined.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、半導体基
板上に形成されるスタック型のキャパシタが他の領域と
比較して高くなる半導体装置の製造方法において、半導
体基板上及びキャパシタ上に層間絶縁膜を形成し、この
層間絶縁膜を選択的にエッチングしてコンタクトホール
を形成した後、層間絶縁膜を研磨してその表面を平坦化
することにより、研磨レベルの平坦性を得ることができ
ると共に、制御性よくコンタクトホールを形成すること
ができる。
As described above, according to the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device in which a stack type capacitor formed on a semiconductor substrate is higher than other regions, a stack type capacitor is formed on the semiconductor substrate and the capacitor. An interlayer insulating film is formed, the interlayer insulating film is selectively etched to form a contact hole, and then the interlayer insulating film is polished to planarize its surface, thereby obtaining a polishing level flatness. The contact hole can be formed with good controllability.

【0061】また、半導体基板と層間絶縁膜との間に保
護膜を形成することにより、更に制御性よくコンタクト
ホールを形成でき、研磨の際の半導体基板表面への汚染
を防止することができる。また、コンタクトホール内に
埋込み電極を形成した後、層間絶縁膜を研磨してその表
面を平坦化すると共に、埋込み電極を層間絶縁膜表面に
露出させることにより、研磨の際の半導体基板表面への
汚染を防止することができると共に、平坦化された層間
絶縁膜上への配線を極めて容易にすることができる。
Further, by forming the protective film between the semiconductor substrate and the interlayer insulating film, the contact hole can be formed with higher controllability, and the surface of the semiconductor substrate can be prevented from being contaminated during polishing. Further, after forming the embedded electrode in the contact hole, the interlayer insulating film is polished to planarize the surface thereof, and the embedded electrode is exposed on the surface of the interlayer insulating film, so that the surface of the semiconductor substrate during polishing can be improved. Contamination can be prevented and wiring on the planarized interlayer insulating film can be extremely facilitated.

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

【図1】研磨による平坦化法の問題点を明らかにする第
1の実験を説明するための工程図である。
FIG. 1 is a process drawing for explaining a first experiment for clarifying a problem of a flattening method by polishing.

【図2】図1に示す第1の実験の結果を示すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing the results of the first experiment shown in FIG.

【図3】研磨による平坦化法の問題点を解決する第2の
実験を説明するための工程図である。
FIG. 3 is a process drawing for explaining a second experiment for solving the problem of the flattening method by polishing.

【図4】図3に示す第2の実験の結果を示すグラフであ
る。
FIG. 4 is a graph showing the results of the second experiment shown in FIG.

【図5】本発明の第1の実施例による半導体装置の製造
方法を説明するための工程図(その1)である。
FIG. 5 is a process chart (1) for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施例による半導体装置の製造
方法を説明するための工程図(その2)である。
FIG. 6 is a process diagram (No. 2) for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例による半導体装置の製造
方法を説明するための工程図(その1)である。
FIG. 7 is a process diagram (1) for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施例による半導体装置の製造
方法を説明するための工程図(その2)である。
FIG. 8 is a process diagram (No. 2) for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施例による半導体装置の製造
方法を説明するための工程図(その1)である。
FIG. 9 is a process diagram (1) for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3の実施例による半導体装置の製
造方法を説明するための工程図(その2)である。
FIG. 10 is a process diagram (No. 2) for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第4の実施例による半導体装置の製
造方法を説明するための工程図(その1)である。
FIG. 11 is a process chart (1) for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第4の実施例による半導体装置の製
造方法を説明するための工程図(その2)である。
FIG. 12 is a process diagram (No. 2) for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第5の実施例による半導体装置の製
造方法を説明するための工程図(その1)である。
FIG. 13 is a process diagram (1) for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第5の実施例による半導体装置の製
造方法を説明するための工程図(その2)である。
FIG. 14 is a process diagram (No. 2) for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第6の実施例による半導体装置の製
造方法を説明するための工程図(その1)である。
FIG. 15 is a process drawing (1) for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第6の実施例による半導体装置の製
造方法を説明するための工程図(その2)である。
FIG. 16 is a process diagram (No. 2) for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第7の実施例による半導体装置の製
造方法を説明するための工程図(その1)である。
FIG. 17 is a process diagram (1) for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第7の実施例による半導体装置の製
造方法を説明するための工程図(その2)である。
FIG. 18 is a process diagram (No. 2) for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第8の実施例による半導体装置の製
造方法を説明するための工程図(その1)である。
FIG. 19 is a process diagram (1) for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第8の実施例による半導体装置の製
造方法を説明するための工程図(その2)である。
FIG. 20 is a process diagram (No. 2) for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第8の実施例による半導体装置の製
造方法を説明するための工程図(その3)である。
FIG. 21 is a process drawing (3) for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention.

【図22】本発明の第9の実施例による半導体装置の製
造方法を説明するための工程図(その1)である。
FIG. 22 is a process chart (1) for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention.

【図23】本発明の第9の実施例による半導体装置の製
造方法を説明するための工程図(その2)である。
FIG. 23 is a process diagram (No. 2) for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention.

【図24】従来の平坦化法を説明するための図である。FIG. 24 is a diagram for explaining a conventional flattening method.

【図25】スタック型のフィン状キャパシタを有する半
導体記憶装置を示す断面図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing a semiconductor memory device having a stack type fin capacitor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…シリコン基板 4a、4b、4c、4…Si3 4 膜 6…SiO2 膜 8a、8b、10a、10b…ホール 12…シリコン基板 14…スタック型のフィン状キャパシタ 16…絶縁膜 18…蓄積電極 20…キャパシタ誘電膜 22…対向電極 24、25…SiO2 膜 26a、26b…コンタクトホール 28、30…Si3 4 膜 32a、32b…埋込み電極 34…スタック型のフィン状キャパシタ 36…キャパシタ誘電膜 38…蓄積電極 40…対向電極 42a、42b、42…SiO2 膜 44a、44b…埋込み電極 46a、46b…コンタクトホール 48…Si3 4 膜 52…シリコン基板 54…凸部 56…PSG 62…半導体基板 64…絶縁膜 66…蓄積電極 68…キャパシタ誘電膜 70…対向電極2 ... silicon substrate 4a, 4b, 4c, 4 ... Si 3 N 4 film 6 ... SiO 2 film 8a, 8b, 10a, 10b ... hole 12 ... silicon substrate 14 ... stacked type fin-shaped capacitor 16 ... insulating film 18 ... storage Electrode 20 ... Capacitor dielectric film 22 ... Counter electrode 24, 25 ... SiO 2 film 26a, 26b ... Contact hole 28, 30 ... Si 3 N 4 film 32a, 32b ... Buried electrode 34 ... Stack type fin capacitor 36 ... Capacitor dielectric Film 38 ... Storage electrode 40 ... Counter electrode 42a, 42b, 42 ... SiO 2 film 44a, 44b ... Buried electrode 46a, 46b ... Contact hole 48 ... Si 3 N 4 film 52 ... Silicon substrate 54 ... Convex portion 56 ... PSG 62 ... Semiconductor substrate 64 ... Insulating film 66 ... Storage electrode 68 ... Capacitor dielectric film 70 ... Counter electrode

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上の第1の領域に、スタック
型のキャパシタを形成する工程と、 ほぼ全面に、前記キャパシタの高さよりも厚い膜厚の層
間絶縁膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜を選択的にエッチングして、前記半導体
基板上の第2の領域にコンタクトホールを形成し、前記
コンタクトホール内の前記半導体基板を露出させる工程
と、 前記層間絶縁膜を研磨して、前記層間絶縁膜表面を平坦
化する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。
1. A step of forming a stack type capacitor in a first region on a semiconductor substrate, a step of forming an interlayer insulating film having a thickness larger than the height of the capacitor on almost the entire surface, Selectively etching the insulating film to form a contact hole in the second region on the semiconductor substrate and exposing the semiconductor substrate in the contact hole; polishing the interlayer insulating film; And a step of flattening the surface of the interlayer insulating film.
【請求項2】 半導体基板上の第1の領域に、スタック
型のキャパシタを形成する工程と、 ほぼ全面に、保護膜を形成する工程と、 前記保護膜上に、前記キャパシタの高さよりも厚い膜厚
の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記保護膜をストッパとして前記層間絶縁膜を選択的に
エッチングして、前記半導体基板上の第2の領域にコン
タクトホールを形成した後、露出した前記保護膜をエッ
チング除去して、前記コンタクトホール内の半導体基板
を露出させる工程と、 前記層間絶縁膜を研磨して、前記層間絶縁膜表面を平坦
化する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。
2. A step of forming a stack type capacitor in a first region on a semiconductor substrate, a step of forming a protective film on substantially the entire surface, and a step of forming a protective film on the protective film with a thickness greater than the height of the capacitor. A step of forming an interlayer insulating film having a film thickness, and the interlayer insulating film is selectively etched by using the protective film as a stopper to form a contact hole in a second region on the semiconductor substrate, and then exposed. A semiconductor device comprising: a step of removing the protective film by etching to expose the semiconductor substrate in the contact hole; and a step of polishing the interlayer insulating film to flatten the surface of the interlayer insulating film. Manufacturing method.
【請求項3】 半導体基板上の第1の領域に、スタック
型のキャパシタを形成する工程と、 ほぼ全面に、保護膜を形成する工程と、 前記保護膜上に、前記キャパシタの高さよりも厚い膜厚
の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記保護膜をストッパとして前記層間絶縁膜を選択的に
エッチングして、前記半導体基板上の第2の領域にコン
タクトホールを形成する工程と、 前記層間絶縁膜を研磨して、前記層間絶縁膜表面を平坦
化する工程と、 前記コンタクトホール内の前記保護膜をエッチング除去
して、前記コンタクトホール内の前記半導体基板を露出
させる工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。
3. A step of forming a stack type capacitor in a first region on a semiconductor substrate, a step of forming a protective film on substantially the entire surface, and a step of forming a protective film on the protective film with a thickness greater than the height of the capacitor. A step of forming an interlayer insulating film having a thickness; a step of selectively etching the interlayer insulating film using the protective film as a stopper to form a contact hole in a second region on the semiconductor substrate; A step of polishing an insulating film to flatten the surface of the interlayer insulating film; and a step of etching and removing the protective film in the contact hole to expose the semiconductor substrate in the contact hole. A method of manufacturing a semiconductor device, which is characterized.
【請求項4】 半導体基板上の第1の領域に、スタック
型のキャパシタを形成する工程と、 ほぼ全面に、前記キャパシタの高さよりも厚い膜厚の層
間絶縁膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜を選択的にエッチングして、前記半導体
基板上の第2の領域にコンタクトホールを形成し、前記
コンタクトホール内の前記半導体基板を露出させる工程
と、 前記コンタクトホール内に露出した前記半導体基板上
に、保護膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜を研磨して、前記層間絶縁膜表面を平坦
化する工程と、 前記コンタクトホール内の前記保護膜をエッチング除去
して、前記コンタクトホール内の前記半導体基板を露出
させる工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。
4. A step of forming a stack type capacitor in a first region on a semiconductor substrate, a step of forming an interlayer insulating film having a film thickness thicker than the height of the capacitor on almost the entire surface, A step of selectively etching the insulating film to form a contact hole in a second region on the semiconductor substrate and exposing the semiconductor substrate in the contact hole; and the semiconductor substrate exposed in the contact hole A step of forming a protective film thereon, a step of polishing the interlayer insulating film to flatten the surface of the interlayer insulating film, and an etching removal of the protective film in the contact hole to remove the protective film in the contact hole. And a step of exposing the semiconductor substrate, the method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項5】 半導体基板上の第1の領域に、スタック
型のキャパシタを形成する工程と、 ほぼ全面に、第1の保護膜を形成する工程と、 前記第1の保護膜上に、前記キャパシタの高さよりも厚
い膜厚の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の保護膜をストッパとして前記層間絶縁膜を選
択的にエッチングして、前記半導体基板上の第2の領域
にコンタクトホールを形成した後、露出した前記第1の
保護膜をエッチング除去して、前記コンタクトホール内
の半導体基板を露出させる工程と、 前記コンタクトホール内に露出した前記半導体基板上
に、第2の保護膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜を研磨して、前記層間絶縁膜表面を平坦
化する工程と、 前記コンタクトホール内の前記第2の保護膜をエッチン
グ除去して、前記コンタクトホール内の前記半導体基板
を露出させる工程とを有することを特徴とする半導体装
置の製造方法。
5. A step of forming a stack type capacitor in a first region on a semiconductor substrate, a step of forming a first protective film on substantially the entire surface, and a step of forming a first protective film on the first protective film. Forming an interlayer insulating film thicker than the height of the capacitor; selectively etching the interlayer insulating film using the first protective film as a stopper to contact a second region on the semiconductor substrate. After the hole is formed, the exposed first protective film is removed by etching to expose the semiconductor substrate in the contact hole, and a second protective film is formed on the semiconductor substrate exposed in the contact hole. A step of forming a film; a step of polishing the interlayer insulating film to flatten the surface of the interlayer insulating film; and a step of etching away the second protective film in the contact hole to remove the contact. And a step of exposing the semiconductor substrate in the hole.
【請求項6】 半導体基板上の第1の領域に、スタック
型のキャパシタを形成する工程と、 ほぼ全面に、前記キャパシタの高さよりも厚い膜厚の層
間絶縁膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜を選択的にエッチングして、前記半導体
基板上の第2の領域にコンタクトホールを形成し、前記
コンタクトホール内の前記半導体基板を露出させる工程
と、 前記コンタクトホール内に導電物質を埋め込み、前記半
導体基板に接続する埋込み電極を形成する工程と、 前記層間絶縁膜を研磨して、前記層間絶縁膜表面を平坦
化すると共に、前記コンタクトホール内の前記埋込み電
極を前記層間絶縁膜表面に露出させる工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. A step of forming a stack type capacitor in a first region on a semiconductor substrate, a step of forming an interlayer insulating film having a film thickness thicker than the height of the capacitor on almost the entire surface, Selectively etching the insulating film to form a contact hole in the second region on the semiconductor substrate and exposing the semiconductor substrate in the contact hole; and filling a conductive material in the contact hole, Forming a buried electrode connected to the semiconductor substrate; polishing the interlayer insulating film to planarize the surface of the interlayer insulating film, and exposing the buried electrode in the contact hole to the surface of the interlayer insulating film. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項7】 半導体基板上の第1の領域に、スタック
型のキャパシタを形成する工程と、 ほぼ全面に、保護膜を形成する工程と、 前記保護膜上に、前記キャパシタの高さよりも厚い膜厚
の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記保護膜をストッパとして前記層間絶縁膜を選択的に
エッチングして、前記半導体基板上の第2の領域にコン
タクトホールを形成した後、露出した前記保護膜をエッ
チング除去して、前記コンタクトホール内の半導体基板
を露出させる工程と、 前記コンタクトホール内に導電物質を埋め込み、前記半
導体基板に接続する埋込み電極を形成する工程と、 前記層間絶縁膜を研磨して、前記層間絶縁膜表面を平坦
化すると共に、前記コンタクトホール内の前記埋込み電
極を前記層間絶縁膜表面に露出させる工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. A step of forming a stack type capacitor in a first region on a semiconductor substrate, a step of forming a protective film on almost the entire surface, and a step of forming a protective film on the protective film with a thickness greater than the height of the capacitor. A step of forming an interlayer insulating film having a film thickness, and the interlayer insulating film is selectively etched by using the protective film as a stopper to form a contact hole in a second region on the semiconductor substrate, and then exposed. A step of etching away the protective film to expose the semiconductor substrate in the contact hole; a step of burying a conductive material in the contact hole to form a buried electrode connected to the semiconductor substrate; Polishing to planarize the surface of the interlayer insulating film and expose the embedded electrode in the contact hole to the surface of the interlayer insulating film. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim.
【請求項8】 半導体基板上の第1の領域に、スタック
型のキャパシタを形成する工程と、 ほぼ全面に、第1の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の層間絶縁膜を選択的にエッチングして、前記
半導体基板上の第2の領域に第1のコンタクトホールを
形成し、前記コンタクトホール内の前記半導体基板を露
出させる工程と、 前記第1のコンタクトホール内に導電物質を埋め込み、
前記半導体基板に接続する埋込み電極を形成する工程
と、 ほぼ全面に、第2の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記埋込み電極上の前記第2の層間絶縁膜を選択的にエ
ッチングして、第2のコンタクトホールを形成し、前記
埋込み電極を露出させる工程と、 前記第2及び第1の層間絶縁膜を研磨して、前記第2及
び第1の層間絶縁膜表面を平坦化する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. A step of forming a stack type capacitor in a first region on a semiconductor substrate, a step of forming a first interlayer insulating film over substantially the entire surface, and selecting the first interlayer insulating film. Etching to form a first contact hole in a second region on the semiconductor substrate and expose the semiconductor substrate in the contact hole, and a conductive material is provided in the first contact hole. embedded,
A step of forming a buried electrode connected to the semiconductor substrate, a step of forming a second interlayer insulating film on substantially the entire surface, and a step of selectively etching the second interlayer insulating film on the buried electrode, Forming a second contact hole and exposing the buried electrode; and polishing the second and first interlayer insulating films to planarize the surfaces of the second and first interlayer insulating films. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項9】 半導体基板上の第1の領域に、スタック
型のキャパシタを形成する工程と、 ほぼ全面に、保護膜を形成する工程と、 前記保護膜上に、第1の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記保護膜をストッパとして前記層間絶縁膜を選択的に
エッチングして、前記半導体基板上の第2の領域に第1
のコンタクトホールを形成した後、露出した前記保護膜
をエッチング除去して、前記第1のコンタクトホール内
の半導体基板を露出させる工程と、 前記第1のコンタクトホール内に導電物質を埋め込み、
前記半導体基板に接続する埋込み電極を形成する工程
と、 ほぼ全面に、第2の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記埋込み電極上の前記第2の層間絶縁膜を選択的にエ
ッチングして、第2のコンタクトホールを形成し、前記
埋込み電極を露出させる工程と、 前記第2及び第1の層間絶縁膜を研磨して、前記第2及
び第1の層間絶縁膜表面を平坦化する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. A step of forming a stack type capacitor in a first region on a semiconductor substrate, a step of forming a protective film on substantially the entire surface, and a step of forming a first interlayer insulating film on the protective film. And a step of forming the interlayer insulating film selectively using the protective film as a stopper to form a first region in the second region on the semiconductor substrate.
Forming a contact hole, and exposing the exposed protective film by etching to expose the semiconductor substrate in the first contact hole; and embedding a conductive material in the first contact hole.
A step of forming a buried electrode connected to the semiconductor substrate, a step of forming a second interlayer insulating film on substantially the entire surface, and a step of selectively etching the second interlayer insulating film on the buried electrode, Forming a second contact hole and exposing the buried electrode; and polishing the second and first interlayer insulating films to planarize the surfaces of the second and first interlayer insulating films. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項10】 請求項1乃至9のいずれかに記載の半
導体装置の製造方法において、 前記層間絶縁膜、前記第1の層間絶縁膜、又は前記第2
の層間絶縁膜が、シリコン酸化膜からなり、 前記保護膜、前記第1の保護膜、又は前記第2の保護膜
が、シリコン窒化膜からなり、 前記埋込み電極が、Al、Cu、W、Ti、Au、Ag
のいずれかを含む物質からなることを特徴とする半導体
装置の製造方法。
10. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the interlayer insulating film, the first interlayer insulating film, or the second interlayer insulating film.
The interlayer insulating film is made of a silicon oxide film, the protective film, the first protective film, or the second protective film is made of a silicon nitride film, and the buried electrode is made of Al, Cu, W, or Ti. , Au, Ag
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a substance containing any of the above.
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