JP3344485B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Classifications
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- G—PHYSICS
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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-
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 高集積DRAMセルを含む半導体装置の製造方法に関し、 コンタクトホール等のような独立した要素を精度良く
形成して装置の歩留りを向上することを目的とし、 半導体装置形成領域の所定の領域を複数の露光領域に
区画し、その上に塗布されたフォトレジストを各露光領
域毎にコンタクトホール形成用露光マスクを用いて露光
した後に、該フォトレジストを現像してコンタクトホー
ル形成用の窓を開口する工程と、前記窓から露出する前
記絶縁膜をエッチングしてコンタクトホールを形成する
工程と、前記コンタクトホール形成用露光マスク以外の
露光用マスクを用いて、半導体装置形成領域単位で別の
フォトレジストを露光する工程とを含み構成する。
形成して装置の歩留りを向上することを目的とし、 半導体装置形成領域の所定の領域を複数の露光領域に
区画し、その上に塗布されたフォトレジストを各露光領
域毎にコンタクトホール形成用露光マスクを用いて露光
した後に、該フォトレジストを現像してコンタクトホー
ル形成用の窓を開口する工程と、前記窓から露出する前
記絶縁膜をエッチングしてコンタクトホールを形成する
工程と、前記コンタクトホール形成用露光マスク以外の
露光用マスクを用いて、半導体装置形成領域単位で別の
フォトレジストを露光する工程とを含み構成する。
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、より詳しく
は、高集積DRAMセルを含む半導体装置の製造方法に関す
る。
は、高集積DRAMセルを含む半導体装置の製造方法に関す
る。
スタックト型キャパシタを備えたDRAMセルは、例えば
第7図に示すようなものがあり、その構造は次のように
なっている。なお、第7図(b)は同図(a)のX−X
線断面図を示している。
第7図に示すようなものがあり、その構造は次のように
なっている。なお、第7図(b)は同図(a)のX−X
線断面図を示している。
即ち、DRAMセルCは、転送トランジスタTrと、その上
に絶縁膜70を介して形成される断面樹枝状のキャパシタ
Qを有している。また転送トランジスタTrは、半導体基
板71の表面で選択酸化膜72に囲まれた矩形状の活性領域
73に形成されており、そのうち一方の拡散層74にはコン
タクトホール75を通してキャパシタQの蓄積電極76が接
続され、また、他方の拡散層77には別のコンタクトホー
ル78を通してビット線BLが接続されている。
に絶縁膜70を介して形成される断面樹枝状のキャパシタ
Qを有している。また転送トランジスタTrは、半導体基
板71の表面で選択酸化膜72に囲まれた矩形状の活性領域
73に形成されており、そのうち一方の拡散層74にはコン
タクトホール75を通してキャパシタQの蓄積電極76が接
続され、また、他方の拡散層77には別のコンタクトホー
ル78を通してビット線BLが接続されている。
このような装置においては、微細化が進むにともな
い、キャパシタQを高く形成して蓄積容量を大きくする
ことが行われる。
い、キャパシタQを高く形成して蓄積容量を大きくする
ことが行われる。
しかし、蓄積電極76とビット線コンタクトホール78の
段差が露光焦点深度以上になると、キャパシタQの上方
にビット線BLを形成する際に使用されるフォトレジスト
の露光が充分に行われないことになり、ビット線BLのパ
ターンに不良が発生する原因となる。しかも、ビット線
BLとそのコンタクトホール78によってキャパシタQの配
置が制約されることになり、容量を大きくできないこと
になる。
段差が露光焦点深度以上になると、キャパシタQの上方
にビット線BLを形成する際に使用されるフォトレジスト
の露光が充分に行われないことになり、ビット線BLのパ
ターンに不良が発生する原因となる。しかも、ビット線
BLとそのコンタクトホール78によってキャパシタQの配
置が制約されることになり、容量を大きくできないこと
になる。
このため、第8図に示すように、ビット線BLを形成し
た後に、キャパシタQを形成するようにした装置を本出
願人が提案している。この装置は、転送トランジスタTr
を覆う層間絶縁膜70の上にビット線BLを形成するととも
に、キャパシタQのコンタクトホール75を迂回する領域
にそのビット線BLを配置するような構造となっている。
た後に、キャパシタQを形成するようにした装置を本出
願人が提案している。この装置は、転送トランジスタTr
を覆う層間絶縁膜70の上にビット線BLを形成するととも
に、キャパシタQのコンタクトホール75を迂回する領域
にそのビット線BLを配置するような構造となっている。
しかし、このような位置にビット線BLを設けると、ビ
ット線BLに張出し部分79を形成してコンタクトホール78
との接続を図る必要が生じるため、その張出し部分79に
よりビット線BL相互の間隔が狭くなってパターンルール
が厳しくなり、短絡が発生し易くなるといった問題があ
る。
ット線BLに張出し部分79を形成してコンタクトホール78
との接続を図る必要が生じるため、その張出し部分79に
よりビット線BL相互の間隔が狭くなってパターンルール
が厳しくなり、短絡が発生し易くなるといった問題があ
る。
これを解決するため、第9図に示すように、互いに直
交するワード線WLとビット線BLに対して活性領域73を所
定の角度だけ面方向に傾け、しかも、ビット線コンタク
トホール78間を結ぶ線上に蓄積電極コンタクトホール75
を形成して、ビット線BLの張出し部分をなくすようにし
た装置を、本出願人が特開平2−192162号公報において
提案している。この装置によれば、ワード線WLの線間距
離の狭い部分をなくすことができることが示されてい
る。
交するワード線WLとビット線BLに対して活性領域73を所
定の角度だけ面方向に傾け、しかも、ビット線コンタク
トホール78間を結ぶ線上に蓄積電極コンタクトホール75
を形成して、ビット線BLの張出し部分をなくすようにし
た装置を、本出願人が特開平2−192162号公報において
提案している。この装置によれば、ワード線WLの線間距
離の狭い部分をなくすことができることが示されてい
る。
即ち、この装置によれば、ワード線WL及びビット線BL
双方のパターン幅を大きくして少々の位置ズレを吸収す
ることができ、これによりパターンルールの厳しさが軽
減する。
双方のパターン幅を大きくして少々の位置ズレを吸収す
ることができ、これによりパターンルールの厳しさが軽
減する。
ところで、ワード線WL、ビット線BL等のパターンを形
成する際に使用するマスクは、フォトレジストを露光、
現像したものが使用されている。この場合の露光工程に
かかる時間を短縮するために、露光は一般にチップ単位
で行われており、上記したような活性領域73を傾ける装
置においては、ワード線WLやビット線BLのパターンルー
ルが緩くなっているために、チップ単位の露光であって
も歩留りが悪くならないという利点がある。
成する際に使用するマスクは、フォトレジストを露光、
現像したものが使用されている。この場合の露光工程に
かかる時間を短縮するために、露光は一般にチップ単位
で行われており、上記したような活性領域73を傾ける装
置においては、ワード線WLやビット線BLのパターンルー
ルが緩くなっているために、チップ単位の露光であって
も歩留りが悪くならないという利点がある。
しかし、蓄積電極用のコンタクトホール75、ビット線
用のコンタクトホール78は、形成面積が極めて小さく、
しかも、形成領域の範囲が限られている。
用のコンタクトホール78は、形成面積が極めて小さく、
しかも、形成領域の範囲が限られている。
この結果、コンタクトホール75、78の開口工程におけ
る露光は依然として厳しい状態にあり、これが歩留り低
下の原因となる。
る露光は依然として厳しい状態にあり、これが歩留り低
下の原因となる。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであっ
て、コンタクホール等の独立した要素を精度良く形成し
て歩留りの良い半導体装置の製造方法を提供することを
目的とする。
て、コンタクホール等の独立した要素を精度良く形成し
て歩留りの良い半導体装置の製造方法を提供することを
目的とする。
上記した課題は、第1〜4図に例示するように、基板
1上にチップ単位となる半導体装置形成領域2を縦横に
複数形成する工程と、前記半導体装置形成領域2に積層
された絶縁膜18の上にフォトレジスト19,28を塗布する
工程と、前記半導体装置形成領域2の所定の領域を、繰
り返して形成される複数の露光領域Aに区画し、各該露
光領域A毎に繰り返し、コンタクトホール形成用露光マ
スク10を用いて前記フォトレジスト19,28を露光する工
程と、前記フォトレジスト19,28を現像してコンタクト
ホール形成用の窓20,29を開口する工程と、前記窓20,29
から露出する前記絶縁膜2をエッチングしてコンタクト
ホール21,30を形成する工程と、前記コンタクトホール
形成用露光マスク10以外の露光用マスクを用いて、前記
半導体装置形成領域2毎に繰り返し、別のフォトレジス
ト32を露光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、 または、メモリセル、センスアンプ、デコーダ及び周
辺回路から構成され、チップ単位となる半導体装置形成
領域2を基板1上に縦横に複数形成する工程と、前記基
板上1上にフォトレジスト19,28を塗布する工程と、前
記半導体装置形成領域において、前記メモリセル、前記
センスアンプ、前記デコーダの少なくとも一部の要素が
独立した基本単位として規則的に複数個配置される領域
を露光する第一の露光マスク10を用いて、前記半導体装
置形成領域2に塗布されたフォトレジスト19,28を該基
本単位の一定範囲毎に繰り返し露光し、ついで現像する
ことにより、前記フォトレジスト19,28に窓20,29を形成
する工程と、前記半導体装置形成領域2を一単位として
前記基本単位以外の要素を露光する第二の露光マスクを
用いて、繰り返し別のフォトレジスト32を露光する工程
とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法、 または、図6に例示するように、複数のメモリセル4
を備えた複数のメモリセルブロックと該複数のメモリセ
ルブロックの間にセンスアンプ5及びデコーダ回路6を
それぞれ挟むように配置した1つの回路ブロックAがチ
ップ単位内の縦横に複数並進規則的に配置され、該チッ
プ単位が半導体基板上に縦横に複数配置されるる半導体
装置のうち、前記チップ単位の上に第1レジストを塗布
する工程と、前記回路ブロックA毎に繰り返して前記第
1レジストを露光した後に前記第1レジストを現像して
第1パターンを形成する工程と、前記チップ単位の上に
第2レジストを塗布し、該第2レジストを前記チップ単
位で露光した後に、現像して第2パターンを形成する工
程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法に
より解決される。
1上にチップ単位となる半導体装置形成領域2を縦横に
複数形成する工程と、前記半導体装置形成領域2に積層
された絶縁膜18の上にフォトレジスト19,28を塗布する
工程と、前記半導体装置形成領域2の所定の領域を、繰
り返して形成される複数の露光領域Aに区画し、各該露
光領域A毎に繰り返し、コンタクトホール形成用露光マ
スク10を用いて前記フォトレジスト19,28を露光する工
程と、前記フォトレジスト19,28を現像してコンタクト
ホール形成用の窓20,29を開口する工程と、前記窓20,29
から露出する前記絶縁膜2をエッチングしてコンタクト
ホール21,30を形成する工程と、前記コンタクトホール
形成用露光マスク10以外の露光用マスクを用いて、前記
半導体装置形成領域2毎に繰り返し、別のフォトレジス
ト32を露光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、 または、メモリセル、センスアンプ、デコーダ及び周
辺回路から構成され、チップ単位となる半導体装置形成
領域2を基板1上に縦横に複数形成する工程と、前記基
板上1上にフォトレジスト19,28を塗布する工程と、前
記半導体装置形成領域において、前記メモリセル、前記
センスアンプ、前記デコーダの少なくとも一部の要素が
独立した基本単位として規則的に複数個配置される領域
を露光する第一の露光マスク10を用いて、前記半導体装
置形成領域2に塗布されたフォトレジスト19,28を該基
本単位の一定範囲毎に繰り返し露光し、ついで現像する
ことにより、前記フォトレジスト19,28に窓20,29を形成
する工程と、前記半導体装置形成領域2を一単位として
前記基本単位以外の要素を露光する第二の露光マスクを
用いて、繰り返し別のフォトレジスト32を露光する工程
とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法、 または、図6に例示するように、複数のメモリセル4
を備えた複数のメモリセルブロックと該複数のメモリセ
ルブロックの間にセンスアンプ5及びデコーダ回路6を
それぞれ挟むように配置した1つの回路ブロックAがチ
ップ単位内の縦横に複数並進規則的に配置され、該チッ
プ単位が半導体基板上に縦横に複数配置されるる半導体
装置のうち、前記チップ単位の上に第1レジストを塗布
する工程と、前記回路ブロックA毎に繰り返して前記第
1レジストを露光した後に前記第1レジストを現像して
第1パターンを形成する工程と、前記チップ単位の上に
第2レジストを塗布し、該第2レジストを前記チップ単
位で露光した後に、現像して第2パターンを形成する工
程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法に
より解決される。
本発明によれば、フォトレジストを露光する場合に、
同一のパターンを規則的に繰返す基本単位の領域では、
半導体装置形成領域2よりも小さな露光領域Aを露光す
る露光マスク10を使用して基本単位の一定範囲毎にフォ
トレジスト19、28を露光するようにし、この他のパター
ンを形成する場合には半導体装置形成領域2単位で露光
するようにしている。
同一のパターンを規則的に繰返す基本単位の領域では、
半導体装置形成領域2よりも小さな露光領域Aを露光す
る露光マスク10を使用して基本単位の一定範囲毎にフォ
トレジスト19、28を露光するようにし、この他のパター
ンを形成する場合には半導体装置形成領域2単位で露光
するようにしている。
したがって、独立した基本単位の要素の露光を行う場
合には、露光マスクの位置検出を一度行い、それ以降の
露光はステージを一定量だけ移動して露光を繰返して行
い、最終的に全領域を露光すればよい。
合には、露光マスクの位置検出を一度行い、それ以降の
露光はステージを一定量だけ移動して露光を繰返して行
い、最終的に全領域を露光すればよい。
これにより、パターンルールが厳しい要素、例えばコ
ンタクトホールについては、半導体装置形成領域2より
も小さい範囲でフォトレジスト19、28を露光することに
なり、露光の際の解像度を高めて精度良くパターンを形
成することになる。
ンタクトホールについては、半導体装置形成領域2より
も小さい範囲でフォトレジスト19、28を露光することに
なり、露光の際の解像度を高めて精度良くパターンを形
成することになる。
そこで、以下に本発明の詳細を図面に基づいて説明す
る。
る。
(a)本発明の第1実施例の説明 第1図は、本発明の第1実施例に用いられる半導体基
板の平面図である。
板の平面図である。
図中符号1はシリコン等のp型半導体基板であって、
一点鎖線で囲んだ区画は半導体装置形成領域2を示して
いる。また、半導体装置形成領域2にはDRAMセルを備え
た半導体記憶装置3が形成され、装置の完成後に、半導
体基板1はスクライブラインSLに沿って半導体記憶装置
3毎に分割されて所定のパッケージに組み込まれること
になる。
一点鎖線で囲んだ区画は半導体装置形成領域2を示して
いる。また、半導体装置形成領域2にはDRAMセルを備え
た半導体記憶装置3が形成され、装置の完成後に、半導
体基板1はスクライブラインSLに沿って半導体記憶装置
3毎に分割されて所定のパッケージに組み込まれること
になる。
また、上記した半導体装置形成領域2は、第2図に示
すように半導体記憶装置3の平面構成にしたがって、複
数のDRAMセルを形成するセル領域4と、センス・アンプ
(S/A)とコラムデコーダ等の領域5と、ワードデコー
ダ(WD)領域6と、それらの領域の周辺に形成される入
出力回路や論理回路等の周辺回路領域7に区画される。
すように半導体記憶装置3の平面構成にしたがって、複
数のDRAMセルを形成するセル領域4と、センス・アンプ
(S/A)とコラムデコーダ等の領域5と、ワードデコー
ダ(WD)領域6と、それらの領域の周辺に形成される入
出力回路や論理回路等の周辺回路領域7に区画される。
つぎに、DRAMセルの形成工程を第2〜4図に基づいて
説明する。
説明する。
まず、第3図(a)に示すように、シリコンよりなる
半導体基板1の表面に選択酸化膜11を形成し、これによ
り転送トランジスタの活性領域8の周りを囲むようにす
る。この場合の活性領域8は、第9図に示す活性領域73
のように、ワード線WLとビット線BLに対して基板面上で
斜めに傾けて形成される。
半導体基板1の表面に選択酸化膜11を形成し、これによ
り転送トランジスタの活性領域8の周りを囲むようにす
る。この場合の活性領域8は、第9図に示す活性領域73
のように、ワード線WLとビット線BLに対して基板面上で
斜めに傾けて形成される。
この後に、半導体基板1の活性領域8の表面を熱酸化
して数100Åの薄いSiO2膜12を形成してから、厚さ数100
0Åの多結晶シリコン膜13をCVD法によって形成し、さら
に、この上にフォトレジスト14を塗布する(第3図
(b))。
して数100Åの薄いSiO2膜12を形成してから、厚さ数100
0Åの多結晶シリコン膜13をCVD法によって形成し、さら
に、この上にフォトレジスト14を塗布する(第3図
(b))。
そして、フォトレジスト14を露光、現像してワード線
形成領域9以外の領域を露出させる(第3図(c))。
この工程における露光はチップ(半導体装置形成領域
2)単位で行う。
形成領域9以外の領域を露出させる(第3図(c))。
この工程における露光はチップ(半導体装置形成領域
2)単位で行う。
また現像後に、フォトレジスト14をマスクにして多結
晶シリコン膜13をエッチングし、多結晶シリコン膜13を
帯状にパターニングして活性領域8を横切るゲート電極
15を形成し、ついでフォトレジスト14を除去する(第3
図(d))。このゲート電極15は、複数の活性領域8上
を横切るような長さに形成され、第9図に示すような転
送トランジスタTrのワード電極WLとなる。
晶シリコン膜13をエッチングし、多結晶シリコン膜13を
帯状にパターニングして活性領域8を横切るゲート電極
15を形成し、ついでフォトレジスト14を除去する(第3
図(d))。このゲート電極15は、複数の活性領域8上
を横切るような長さに形成され、第9図に示すような転
送トランジスタTrのワード電極WLとなる。
これにつづいて、ゲート電極15をマスクにして燐イオ
ンを半導体基板1の活性領域8に注入、拡散し、ゲート
電極15の両側にn+型拡散層16、17を形成する。この場
合、ゲート電極15に注入されたn型不純物は活性化され
てゲート電極15を導電体にする。
ンを半導体基板1の活性領域8に注入、拡散し、ゲート
電極15の両側にn+型拡散層16、17を形成する。この場
合、ゲート電極15に注入されたn型不純物は活性化され
てゲート電極15を導電体にする。
このように形成されたゲート電極15とn+型拡散層16、
17により転送トランジスタTrが構成される。
17により転送トランジスタTrが構成される。
次に、CVD法によりSiO2膜18を積層した後に(第3図
(e))、再びフォトレジスト19を塗布してこれを露
光、現像し、一方のn+型拡散層16の上に窓20を形成する
(第3図(f))。そして、窓20から露出したSiO2膜18
を開口してビット線コンタクトホール21を形成する(第
3図(g))。
(e))、再びフォトレジスト19を塗布してこれを露
光、現像し、一方のn+型拡散層16の上に窓20を形成する
(第3図(f))。そして、窓20から露出したSiO2膜18
を開口してビット線コンタクトホール21を形成する(第
3図(g))。
この場合の露光は第4図に示すような装置を用い、チ
ップ単位でなく、第2図の破線で示すように、セル領域
4の一部を一定範囲の露光領域Aで同時露光する露光マ
スク10を用いてもよい。
ップ単位でなく、第2図の破線で示すように、セル領域
4の一部を一定範囲の露光領域Aで同時露光する露光マ
スク10を用いてもよい。
そして、1回目の露光の際には、位置合せマークMを
基準にして位置合わせを行い、セル領域4に規則的に繰
返して形成される複数のDRAMセルのうちの一部を露光す
るための第1回目の処理を行う。次に、半導体基板1を
載置した第4図に示す載置台Sを一定範囲だけ移動し
て、1回目の露光領域Aに隣接した別の露光領域Aに同
一露光マスク10を使用してパターンを露光する。そし
て、このような操作を繰り返し行い、各セル領域4の全
てを露光する。
基準にして位置合わせを行い、セル領域4に規則的に繰
返して形成される複数のDRAMセルのうちの一部を露光す
るための第1回目の処理を行う。次に、半導体基板1を
載置した第4図に示す載置台Sを一定範囲だけ移動し
て、1回目の露光領域Aに隣接した別の露光領域Aに同
一露光マスク10を使用してパターンを露光する。そし
て、このような操作を繰り返し行い、各セル領域4の全
てを露光する。
これによれば、チップ(半導体装置形成領域2)より
も小さい単位で露光を行い、しかも、基板1表面からほ
ぼ同一の高さ、同一厚さのフォトレジスト19を露光する
ことになるために、レンズの開口数を大きくしても焦点
深度上の支障がなく、さらに、露光領域が狭くても良い
ためレンズの収差等の影響も小さくなり、これにより解
像度を向上してビット線コンタクトホール用の窓20を精
度良く形成することが可能になる。
も小さい単位で露光を行い、しかも、基板1表面からほ
ぼ同一の高さ、同一厚さのフォトレジスト19を露光する
ことになるために、レンズの開口数を大きくしても焦点
深度上の支障がなく、さらに、露光領域が狭くても良い
ためレンズの収差等の影響も小さくなり、これにより解
像度を向上してビット線コンタクトホール用の窓20を精
度良く形成することが可能になる。
次に第3図(h)に示すように、ビット線を構成する
高融点金属シリサイド膜22を積層した後に、図示しない
フォトレジストを塗布してこれを露光・現像し、これを
マスクにして高融点金属シリサイド膜22をパターニング
し、ビット線コンタクトホール21を通して一方の拡散層
16に接続するビット線23(BL)を形成する。この場合の
ビット線23(BL)はパターンルールが緩いため、フォト
レジストの露光をチップ単位で行っても支障がない。
高融点金属シリサイド膜22を積層した後に、図示しない
フォトレジストを塗布してこれを露光・現像し、これを
マスクにして高融点金属シリサイド膜22をパターニング
し、ビット線コンタクトホール21を通して一方の拡散層
16に接続するビット線23(BL)を形成する。この場合の
ビット線23(BL)はパターンルールが緩いため、フォト
レジストの露光をチップ単位で行っても支障がない。
この後に、第3図(i)に示すように、窒化膜24、Si
O2膜25、不純物を含む多結晶シリコン膜26、SiO2膜27を
順に積層してから、その上にフォトレジスト28を形成し
てこれを露光、現像し、同図(j)に示すような蓄積電
極コンタクトホール形成用の窓29を設ける。
O2膜25、不純物を含む多結晶シリコン膜26、SiO2膜27を
順に積層してから、その上にフォトレジスト28を形成し
てこれを露光、現像し、同図(j)に示すような蓄積電
極コンタクトホール形成用の窓29を設ける。
ところで、フォトレジスト28に窓29を形成する場合に
は、上記したビット線コンタクトホール21を形成する場
合と同様にセル領域4の一部を一定の範囲で露光し、こ
れを繰返して行い、ステプアンドレピートでセル領域4
の全てを露光する。これにより、蓄積電極コンタクトホ
ール形成用の微細な窓29を解像度良く形成できる。
は、上記したビット線コンタクトホール21を形成する場
合と同様にセル領域4の一部を一定の範囲で露光し、こ
れを繰返して行い、ステプアンドレピートでセル領域4
の全てを露光する。これにより、蓄積電極コンタクトホ
ール形成用の微細な窓29を解像度良く形成できる。
そしてこの状態で、窓29から露出したSiO2膜27を反応
性イオンエッチング法によりエッチングし、これに続け
て多結晶シリコン膜26から半導体基板1上のSiO2膜18ま
でエッチングして蓄積電極コンタクトホール30を形成す
る。その後にフォトレジスト28を除去すると第3図
(k)に示すような断面形状が得られる。
性イオンエッチング法によりエッチングし、これに続け
て多結晶シリコン膜26から半導体基板1上のSiO2膜18ま
でエッチングして蓄積電極コンタクトホール30を形成す
る。その後にフォトレジスト28を除去すると第3図
(k)に示すような断面形状が得られる。
次に、蓄積電極コンタクトホール30内面に沿った多結
晶シリコン膜31をCVD法により積層し、これに燐イオン
を注入・活性化した後で、第3図(l)に示すようなキ
ャパシタ形成用のレジストマスク32によって蓄積電極コ
ンタクトホール32とその周辺を覆う。この場合、レジス
トマスク32を形成する際の露光はチップ単位で行っても
良いが、セル容量を大きくするため、パターンルールを
厳しくすることが望ましく、コンタクトホール形成と同
じ方法で行うと良い。この場合、ネガレジストを用いる
が、ポジレジストを用い、セルの露光を行った後に、露
光マスクを交換して、セル以外の領域全体を露光し、現
像しても良い。
晶シリコン膜31をCVD法により積層し、これに燐イオン
を注入・活性化した後で、第3図(l)に示すようなキ
ャパシタ形成用のレジストマスク32によって蓄積電極コ
ンタクトホール32とその周辺を覆う。この場合、レジス
トマスク32を形成する際の露光はチップ単位で行っても
良いが、セル容量を大きくするため、パターンルールを
厳しくすることが望ましく、コンタクトホール形成と同
じ方法で行うと良い。この場合、ネガレジストを用いる
が、ポジレジストを用い、セルの露光を行った後に、露
光マスクを交換して、セル以外の領域全体を露光し、現
像しても良い。
そして、レジストマスク32をマスクにして、上から4
層の多結晶シリコン膜26、31及びSiO2膜25、27をRIE法
によりエッチングし、ついでレジストマスク32を除去す
る(第3図(m))。
層の多結晶シリコン膜26、31及びSiO2膜25、27をRIE法
によりエッチングし、ついでレジストマスク32を除去す
る(第3図(m))。
この後に、2つの多結晶シリコン膜26、31と窒化膜24
の間に挟まれたSiO2膜25、27をフッ酸によってエッチン
グすると、多結晶シリコン膜26、31は断面樹枝状になっ
て露光する(第3図(n))。この多結晶シリコン膜2
6、31はキャパシタQの蓄積電極CQとなる。
の間に挟まれたSiO2膜25、27をフッ酸によってエッチン
グすると、多結晶シリコン膜26、31は断面樹枝状になっ
て露光する(第3図(n))。この多結晶シリコン膜2
6、31はキャパシタQの蓄積電極CQとなる。
そして、第3図(o)に示すように、多結晶シリコン
膜26、31の表面を熱酸化してキャパシタQの誘電体膜と
なるSi3N4膜32を形成する。さらに、CVD法により不純物
を含む多結晶シリコン膜33を全体に形成するとともに、
蓄積電極CQの凹部をその多結晶シリコン膜33によって埋
込む。ついで、多結晶シリコン膜33をフォトリソグラフ
ィー法によりパターニングしてキャパシタの対抗電極CP
を形成する。
膜26、31の表面を熱酸化してキャパシタQの誘電体膜と
なるSi3N4膜32を形成する。さらに、CVD法により不純物
を含む多結晶シリコン膜33を全体に形成するとともに、
蓄積電極CQの凹部をその多結晶シリコン膜33によって埋
込む。ついで、多結晶シリコン膜33をフォトリソグラフ
ィー法によりパターニングしてキャパシタの対抗電極CP
を形成する。
このフォトリソグラフィー法においてフォトレジスト
を用いる場合にも、対向電極CPのパターンルールは緩い
のでチップ単位、即ち半導体装置形成領域2単位で露光
することになる。
を用いる場合にも、対向電極CPのパターンルールは緩い
のでチップ単位、即ち半導体装置形成領域2単位で露光
することになる。
これによりDRAMセルが完成するが、上記したような方
法によれば、コンタクトホール21、30用のレジストマス
クを形成する場合に、セル領域4を複数に区分して各区
画を順に繰返して露光し、これを現像して窓20、29を形
成するようにしている。
法によれば、コンタクトホール21、30用のレジストマス
クを形成する場合に、セル領域4を複数に区分して各区
画を順に繰返して露光し、これを現像して窓20、29を形
成するようにしている。
しかも、コンタクトホール21、30と、場合によっては
蓄積電極CQ以外のパターンのルールは緩いために、レジ
ストマスクを形成する際の露光をチップ単位で行ってい
る。
蓄積電極CQ以外のパターンのルールは緩いために、レジ
ストマスクを形成する際の露光をチップ単位で行ってい
る。
この結果、フォトレジストの露光不良によるパターン
欠陥は少なくなり、半導体装置の歩留りが向上すること
になる。
欠陥は少なくなり、半導体装置の歩留りが向上すること
になる。
(b)本発明の第2の実施例の説明 上記した実施例では、フォトレジストを露光してコン
タクトホール用の窓20、29を形成する場合に、セル領域
4を複数に区分し、1枚の露光マスク10を用いて各区画
を露光領域Aとしてステップアンドレピートで露光する
ようにしたが、露光の範囲は上記したものに限られな
い。
タクトホール用の窓20、29を形成する場合に、セル領域
4を複数に区分し、1枚の露光マスク10を用いて各区画
を露光領域Aとしてステップアンドレピートで露光する
ようにしたが、露光の範囲は上記したものに限られな
い。
即ち、第2図に示すように複数のセル領域4にそれぞ
れ同一のセンス・アンプ領域5が隣接しているので、こ
の領域5のコンタクトホールとセル領域4のコンタクト
ホールとを同時に形成できる工程があれば、第5図
(a)に示すように、センス・アンプ領域5とセル領域
4とを例えば2分割して、各区画を露光領域Aとして繰
り返しによって順に露光するようにすることもできる。
れ同一のセンス・アンプ領域5が隣接しているので、こ
の領域5のコンタクトホールとセル領域4のコンタクト
ホールとを同時に形成できる工程があれば、第5図
(a)に示すように、センス・アンプ領域5とセル領域
4とを例えば2分割して、各区画を露光領域Aとして繰
り返しによって順に露光するようにすることもできる。
また、複数のセル領域4にはそれぞれセンス・アンプ
領域5とデコーダ領域6が隣接され、これらにより複数
のブロックを画定できるので、第5図(b)に示すよう
に、1つのチップにおいて同一パターンを有する複数の
ブロックに区分けされる領域があれば、各ブロックの単
位を露光領域Aとしてその単位毎にフォトレジストを露
光するようにもできる。
領域5とデコーダ領域6が隣接され、これらにより複数
のブロックを画定できるので、第5図(b)に示すよう
に、1つのチップにおいて同一パターンを有する複数の
ブロックに区分けされる領域があれば、各ブロックの単
位を露光領域Aとしてその単位毎にフォトレジストを露
光するようにもできる。
このように、パターンルールが厳しいコンタクトホー
ル用のレジストマスクを形成する場合にだけ、その露光
をチップ単位ではなくブロック単位で行うようにすれ
ば、コンタクトホール用の窓は精度良く形成されること
になる。
ル用のレジストマスクを形成する場合にだけ、その露光
をチップ単位ではなくブロック単位で行うようにすれ
ば、コンタクトホール用の窓は精度良く形成されること
になる。
(c)本発明の第3の実施例の説明 上記した実施例では、第2図に示すように複数のセル
領域4の一側部にデコーダ領域6を配置するようにした
が、セル領域4を大きくした場合にデコーダ領域6を含
めてフォトレジストを露光すると、解像力が低下するこ
とがある。
領域4の一側部にデコーダ領域6を配置するようにした
が、セル領域4を大きくした場合にデコーダ領域6を含
めてフォトレジストを露光すると、解像力が低下するこ
とがある。
しかし、デバイス側の要請としてデコーダ領域6のコ
ンタクトホールにも高解像力を適用したい場合がある。
ンタクトホールにも高解像力を適用したい場合がある。
そこで、第6図に示すように、セル領域4、センス・
アンプ領域5及びデコーダ領域6をさらに小さくし、セ
ル領域4の間にデコーダ領域6とセンス・アンプ領域5
を挟むように配置すれば、それらのブロックを露光領域
Aとしてまとめて一括露光でき、解像度を向上させるこ
とができる。
アンプ領域5及びデコーダ領域6をさらに小さくし、セ
ル領域4の間にデコーダ領域6とセンス・アンプ領域5
を挟むように配置すれば、それらのブロックを露光領域
Aとしてまとめて一括露光でき、解像度を向上させるこ
とができる。
この時、デコーダの数は通常の2倍必要となるが、以
下の事情を考えるとその効果は大きい。
下の事情を考えるとその効果は大きい。
即ち、デコーダ領域6の大きさはセル領域4内のワー
ド線間のピッチで決定されており、セル領域4内のパタ
ーンルールをより微細とし、ワード線間のピッチを狭く
すればセルよりも緩いパターンルールのデコーダ領域6
が配置できなくなる。これを回避するために、ワード線
のピッチをデコーダ領域6が配置できる程度に拡大する
方法、即ちセル領域4を大きくする方法が採られていた
が、デコーダ領域6を複数に分割することによって、コ
ンタクトホールを精度良く形成し、セル・デコーダ共に
小さくできれば、面積増加はほとんどなくなる。
ド線間のピッチで決定されており、セル領域4内のパタ
ーンルールをより微細とし、ワード線間のピッチを狭く
すればセルよりも緩いパターンルールのデコーダ領域6
が配置できなくなる。これを回避するために、ワード線
のピッチをデコーダ領域6が配置できる程度に拡大する
方法、即ちセル領域4を大きくする方法が採られていた
が、デコーダ領域6を複数に分割することによって、コ
ンタクトホールを精度良く形成し、セル・デコーダ共に
小さくできれば、面積増加はほとんどなくなる。
以上述べたように本発明によれば、フォトレジストを
露光する場合に、同一のパターンを規則的に繰返す独立
した基本単位の領域では、半導体装置形成領域よりも小
さな領域を露光する露光マスクを使用して一定範囲毎に
フォトレジストを露光するようにし、この他のパターン
を形成する場合には半導体装置形成領域単位で露光する
ようにしたので、パターンルールが厳しい要素について
は、半導体装置形成領域よりも小さい範囲でフォトレジ
ストを露光することにより解像度を高めてパターンを精
度良く形成することができ、半導体装置の歩留りを向上
することが可能になる。
露光する場合に、同一のパターンを規則的に繰返す独立
した基本単位の領域では、半導体装置形成領域よりも小
さな領域を露光する露光マスクを使用して一定範囲毎に
フォトレジストを露光するようにし、この他のパターン
を形成する場合には半導体装置形成領域単位で露光する
ようにしたので、パターンルールが厳しい要素について
は、半導体装置形成領域よりも小さい範囲でフォトレジ
ストを露光することにより解像度を高めてパターンを精
度良く形成することができ、半導体装置の歩留りを向上
することが可能になる。
第1図は、本発明の一実施例に用いられる半導体基板の
平面図、 第2図は、本発明によって形成される装置の回路構成の
一例を示す平面図、 第3図は、本発明の実施例の製造工程を示す断面図、 第4図は、本発明の露光状態の一例を示す斜視図、 第5図は、本発明の第2の実施例の露光領域を示す平面
図、 第6図は、本発明の第3の実施例の露光領域を示す平面
図、 第7図は、従来方法で形成される装置の第1例を示す平
面図及び断面図、 第8図は、従来方法で形成される装置の第2例を示す平
面図及び断面図、 第9図は、従来方法で形成される装置の第3例を示す平
面図である。 (符号の説明) 1……半導体基板、 2……半導体装置形成領域、 3……半導体記憶装置、 4……セル領域、 5……センス・アンプ領域、 6……デコーダ領域 7……周辺回路領域、 10……露光マスク、 12……SiO2膜、 13……多結晶シリコン膜、 14、19、28……フォトレジスト、 15……ゲート電極、 16、17……拡散層、 18……SiO2膜、 20、29……窓、 21……ビット線コンタクトホール、 23……ビット線、 24……窒化膜、 25、27……SiO2膜、 26、31……多結晶シリコン膜、 30……蓄積電極コンタクトホール、 32……レジストマスク、 Q……キャパシタ、 Tr……転送トランジスタ。
平面図、 第2図は、本発明によって形成される装置の回路構成の
一例を示す平面図、 第3図は、本発明の実施例の製造工程を示す断面図、 第4図は、本発明の露光状態の一例を示す斜視図、 第5図は、本発明の第2の実施例の露光領域を示す平面
図、 第6図は、本発明の第3の実施例の露光領域を示す平面
図、 第7図は、従来方法で形成される装置の第1例を示す平
面図及び断面図、 第8図は、従来方法で形成される装置の第2例を示す平
面図及び断面図、 第9図は、従来方法で形成される装置の第3例を示す平
面図である。 (符号の説明) 1……半導体基板、 2……半導体装置形成領域、 3……半導体記憶装置、 4……セル領域、 5……センス・アンプ領域、 6……デコーダ領域 7……周辺回路領域、 10……露光マスク、 12……SiO2膜、 13……多結晶シリコン膜、 14、19、28……フォトレジスト、 15……ゲート電極、 16、17……拡散層、 18……SiO2膜、 20、29……窓、 21……ビット線コンタクトホール、 23……ビット線、 24……窒化膜、 25、27……SiO2膜、 26、31……多結晶シリコン膜、 30……蓄積電極コンタクトホール、 32……レジストマスク、 Q……キャパシタ、 Tr……転送トランジスタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 21/8242 H01L 21/90 C (72)発明者 小林 勝義 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 田口 眞男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−248128(JP,A) 特開 平2−121368(JP,A) 特開 昭62−47129(JP,A) 特開 昭63−73520(JP,A) 特開 平2−263388(JP,A) 特開 平2−192162(JP,A)
Claims (5)
- 【請求項1】基板上にチップ単位となる半導体装置形成
領域を縦横に複数形成する工程と、 前記半導体装置形成領域に積層された絶縁膜の上にフォ
トレジストを塗布する工程と、 前記半導体装置形成領域の所定の領域を、繰り返して形
成される複数の露光領域に区画し、各該露光領域毎に繰
り返し、コンタクトホール形成用露光マスクを用いて前
記フォトレジストを露光する工程と、 前記フォトレジストを現像してコンタクトホール形成用
の窓を開口する工程と、 前記窓から露出する前記絶縁膜をエッチングしてコンタ
クトホールを形成する工程と、 前記コンタクトホール形成用露光マスク以外の露光用マ
スクを用いて、前記半導体装置形成領域毎に繰り返し、
別のフォトレジストを露光する工程と を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】基板上に、メモリセル、センスアンプ、デ
コーダ及び周辺回路から構成され、チップ単位となる半
導体装置形成領域を縦横に複数形成する工程と、 前記基板上にフォトレジストを塗布する工程と、 前記半導体装置形成領域において、前記メモリセル、前
記センスアンプ、前記デコーダの少なくとも一部の要素
が独立した基本単位として規則的に複数個配置される領
域を露光する第一の露光マスクを用いて、前記半導体装
置形成領域に塗布されたフォトレジストを該基本単位の
一定範囲毎に繰り返し露光し、ついで現像することによ
り、前記フォトレジストに窓を形成する工程と、 前記半導体装置形成領域を一単位として前記基本単位以
外の要素を露光する第二の露光マスクを用いて、繰り返
し別のフォトレジストを露光する工程と を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】前記第一の露光用マスクはコンタクトホー
ル形成用のマスクであり、前記第二の露光用マスクは配
線層形成用のマスクであることを特徴とする請求項2に
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】複数のメモリセルを備えた複数のメモリセ
ルブロックと該複数のメモリセルブロックの間にセンス
アンプ及びデコーダ回路をそれぞれ挟むように配置した
1つの回路ブロックがチップ単位内の縦横に複数並進規
則的に配置され、該チップ単位が半導体基板上に縦横に
複数配置される半導体装置のうち、 前記チップ単位の上に第1レジストを塗布する工程と、 前記回路ブロック毎に繰り返して前記第1レジストを露
光した後に前記第1レジストを現像して第1パターンを
形成する工程と、 前記チップ単位の上に第2レジストを塗布し、該第2レ
ジストを前記チップ単位で露光した後に、現像して第2
パターンを形成する工程と を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】前記メモリセルは、順に形成される転送ト
ランジスタ、データ線、キャパシタから構成され、か
つ、前記転送トランジスタのゲート電極が、前記転送ト
ランジスタの不純物拡散層と前記データ線との接続領域
の近傍で湾曲する構造を有していることを特徴とする請
求項2又は請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30469790A JP3344485B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 半導体装置の製造方法 |
US07/789,192 US5175128A (en) | 1990-11-09 | 1991-11-08 | Process for fabricating an integrated circuit by a repetition of exposure of a semiconductor pattern |
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