JP2002246558A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2002246558A
JP2002246558A JP2001042966A JP2001042966A JP2002246558A JP 2002246558 A JP2002246558 A JP 2002246558A JP 2001042966 A JP2001042966 A JP 2001042966A JP 2001042966 A JP2001042966 A JP 2001042966A JP 2002246558 A JP2002246558 A JP 2002246558A
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JP
Japan
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layer
forming
electrode layer
tin
wiring layer
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Application number
JP2001042966A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Ejiri
洋一 江尻
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device wherein high precision can be simply and effectively realized when a viahole is formed for connecting a lower wiring layer connected with a lower electrode layer of a capacitance element of an MIMC structure with an upper wiring layer. SOLUTION: A TiN layer 18, a Ta2O5 layer 20 and a TiN layer 22 which are turned into a lower electrode, a dielectrics layer and an upper electrode of the capacitance element later, respectively, are deposited on a first lower wiring layer 12a via an SiO2 interlayer insulating film 14, and a TiN/Ta2O5/TiN laminated layer 24 is formed. After that, photoresist is spread on the whole surface of base substance by using a photolithography technique. Irradiation of an exposure light whose wavelength is 193 nm (ArF) is performed, and a resist pattern 28 wherein an aperture 26a for a viahole whose diameter is 0.2-2.0 μm is formed is formed above the first lower wiring layer 12a. At this time, the TiN/Ta2O5/TiN laminated layer 24 is made to act as a reflection protecting film whose reflectance for the exposure light is less than 10%.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に係り、特にMIMC構造の容量素子を形成する半導
体装置の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device for forming a capacitor having a MIMC structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、Si(シリコン)基板上に形成さ
れる容量素子は、Si基板中に形成した低抵抗の拡散層
を下部電極層として用いるMISC(Metal-Insulator-
Semiconductor Capacitor)構造と、Si基板上に設け
られた絶縁膜上に形成した導電層を下部電極層として用
いるMIMC(Metal-Insulator- Metal Capacitor)構
造が一般的である。これらの容量素子におけるSi基板
との寄生容量を考慮すると、MISC構造の場合、拡散
層とSi基板との接合容量が支配的となり、またMIM
C構造の場合、Si基板と導電層との間の絶縁膜容量が
支配的となる。このため、一般的には、MIMC構造の
容量素子が寄生容量を低くすることができ、また特に高
周波用途にも適している。こうして、高容量、低寄生容
量、低寄生抵抗の容量素子を作製する場合には、MIM
C構造が採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a capacitive element formed on a Si (silicon) substrate has a MISC (Metal-Insulator-type) using a low-resistance diffusion layer formed in the Si substrate as a lower electrode layer.
Generally, a semiconductor capacitor (MIMC) (Metal-Insulator-Metal Capacitor) structure using a conductive layer formed on an insulating film provided on a Si substrate as a lower electrode layer is used. Considering the parasitic capacitance between these capacitors and the Si substrate, in the case of the MISC structure, the junction capacitance between the diffusion layer and the Si substrate becomes dominant, and the MIM
In the case of the C structure, the capacitance of the insulating film between the Si substrate and the conductive layer becomes dominant. For this reason, in general, the capacitance element having the MIMC structure can reduce the parasitic capacitance, and is particularly suitable for high frequency applications. In this manner, when a capacitive element having high capacitance, low parasitic capacitance, and low parasitic resistance is manufactured, the MIM
C structure is adopted.

【0003】ところで、このようなMIMC構造の容量
素子の製造方法においては、その容量素子の下部電極と
なる導電層(以下、「下部電極層」という)に接続して
いる下層配線層と、この下層配線層上に層間絶縁膜を介
して形成される上層配線層とを接続するためのビアホー
ル(Via Hole)を形成する場合、フォトリソグラフィ技
術を用いて、層間絶縁膜上にレジストを塗布した後、こ
のレジストに所定の波長の露光光を照射して、ビヤホー
ル用の開口部を開口させたレジストパターンを形成して
いる。
By the way, in such a method of manufacturing a capacitor having a MIMC structure, a lower wiring layer connected to a conductive layer (hereinafter, referred to as a “lower electrode layer”) serving as a lower electrode of the capacitor is formed. When forming a via hole (Via Hole) for connecting to the upper wiring layer formed on the lower wiring layer via the interlayer insulating film, after applying a resist on the interlayer insulating film using a photolithography technique, The resist is irradiated with exposure light of a predetermined wavelength to form a resist pattern having an opening for a via hole.

【0004】しかし、所定の波長の露光光によって露光
する際に、下層配線層の乱反射によるハレーションが発
生したり、層間絶縁膜の平滑化処理を行ったことによ
り、層間絶縁膜の厚さに領域差が生じたり、下地の段差
の有無により、フォトレジストに厚さの差が生じたり、
露光工程における定在波効果及びバルク効果などが増大
したりして、レジストパターンのビアホール用の開口部
の精度を悪化させ、このレジストパターンを用いて形成
されるビアホールの精度も悪化するという問題があっ
た。
However, when exposure is performed with exposure light having a predetermined wavelength, halation occurs due to irregular reflection of the lower wiring layer, and the interlayer insulating film is subjected to a smoothing process. Differences in the thickness of the photoresist,
There is a problem that the standing wave effect and the bulk effect in the exposure process are increased, the accuracy of the opening for the via hole in the resist pattern is deteriorated, and the accuracy of the via hole formed using this resist pattern is also deteriorated. there were.

【0005】このような間題を改善するため、所定の露
光波長に対し、ある程度の吸収率を有する染料を含有す
るフォトレジストを用いる方法が提案されている。しか
し、この方法では、フォトレジストの解像度の向上には
限界があり、微細加工に適さない場合が多かった。
In order to improve such a problem, there has been proposed a method using a photoresist containing a dye having a certain absorptivity for a predetermined exposure wavelength. However, this method has a limitation in improving the resolution of the photoresist, and is often not suitable for fine processing.

【0006】また、下層配線層の上面に、所定の露光波
長に対して高い吸収率を有する金属化合物を堆積し、こ
れらの問題を改善しようとする方法も提案されている。
しかし、その場合、下層配線層の上面からの乱反射には
効果があるものの、その側壁面からの乱反射には効果が
ないという問題が残った。
Further, a method has been proposed in which a metal compound having a high absorptance with respect to a predetermined exposure wavelength is deposited on the upper surface of the lower wiring layer to solve these problems.
However, in this case, there is a problem that although it is effective for irregular reflection from the upper surface of the lower wiring layer, it is not effective for irregular reflection from the side wall surface.

【0007】また、フォトレジストの上層又は下層に、
所定の波長の露光光に対してその反射を抑制する材料の
膜を形成する、所謂TARC(Top Anti-Reflective Co
ating)又はBARC(Bottom Anti-Reflective Coatin
g)などの方法も提案された。しかし、その場合には、
露光工程の後に、これらの層を除去することが必要とな
り、工程数の増大につながるという問題があった。
[0007] In addition, in the upper or lower layer of the photoresist,
The so-called TARC (Top Anti-Reflective Co.), which forms a film of a material that suppresses the reflection of exposure light of a predetermined wavelength,
ating) or BARC (Bottom Anti-Reflective Coatin)
Methods such as g) have also been proposed. But in that case,
After the exposure step, it is necessary to remove these layers, resulting in a problem that the number of steps is increased.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
MIMC構造の容量素子の製造方法においては、その容
量素子の下部電極層に接続している下層配線層と上層配
線層との接続のためのビアホールを形成する際に、レジ
ストパターンのビアホール開口部の精度が悪化するとい
う問題が生じ、その解決のために種々の提案がなされて
はいるものの、未だ簡便かつ効果的な解決方法は示され
ていなかった。
As described above, in the conventional method of manufacturing a capacitor having the MIMC structure, the connection between the lower wiring layer and the upper wiring layer connected to the lower electrode layer of the capacitor is not required. When forming a via hole, there is a problem that the precision of the via hole opening of the resist pattern deteriorates, and although various proposals have been made for solving the problem, a simple and effective solution has not yet been shown. Had not been.

【0009】そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされ
たものであり、MIMC構造の容量素子の下部電極層に
接続している下層配線層と上層配線層との接続のための
ビアホールを形成する際に、その高精度化を簡便かつ効
果的に実現することが可能な半導体装置の製造方法を提
供することを目的とする。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and forms a via hole for connection between a lower wiring layer connected to a lower electrode layer of a capacitive element having an MIMC structure and an upper wiring layer. In this case, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of easily and effectively realizing high precision.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下に述べ
る本発明に係る半導体装置の製造方法によって達成され
る。即ち、請求項1に係る半導体装置の製造方法は、下
部電極層上に、誘電体層を介して、上部電極層が形成さ
れてなる容量素子を有する半導体装置の製造方法であっ
て、下層配線層が形成された基体全面に、絶縁膜を形成
した後、この絶縁膜を選択的にエッチング除去して、下
層配線層表面を露出させる開口部を形成する第1の工程
と、基体全面に、下部電極層、誘電体層、及び上部電極
層が順に積層された積層膜を形成し、この積層膜の下部
電極層を開口部を介して下層配線層に接続させる第2の
工程と、フォトリソグラフィ技術を用いて、積層膜上に
レジストを塗布した後、所定の波長の露光光を照射し、
ビヤホール用の開口部を開口させたレジストパターンを
形成する第3の工程と、このレジストパターンをマスク
として、積層膜及び絶縁膜を選択的にエッチング除去
し、下層配線層表面を露出させるビアホールを形成する
第4の工程と、基体全面に、導電層を形成した後、この
導電層及び積層膜を所定の形状にパターニングして、下
層配線層に接続する下部電極層上に誘電体層を介して上
部電極層が積層されてなる容量素子を形成すると共に、
この容量素子の上部電極層に接続する導電層からなる第
1の上層配線層を形成し、ビアホールを介して下層配線
層に接続する導電層からなる第2の上層配線層を形成す
る第5の工程と、を有することを特徴とする。
The above object is achieved by a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention described below. In other words, the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 is a method of manufacturing a semiconductor device having a capacitive element in which an upper electrode layer is formed on a lower electrode layer via a dielectric layer, After forming an insulating film on the entire surface of the substrate on which the layer is formed, selectively removing the insulating film by etching to form an opening for exposing the surface of the lower wiring layer; and A second step of forming a laminated film in which a lower electrode layer, a dielectric layer, and an upper electrode layer are sequentially laminated, and connecting the lower electrode layer of the laminated film to a lower wiring layer through an opening; Using technology, after applying a resist on the laminated film, irradiate exposure light of a predetermined wavelength,
A third step of forming a resist pattern having an opening for a via hole, and using the resist pattern as a mask, selectively removing the laminated film and the insulating film by etching to form a via hole exposing the surface of the lower wiring layer; And forming a conductive layer on the entire surface of the substrate, patterning the conductive layer and the laminated film into a predetermined shape, and forming a conductive layer on the lower electrode layer connected to the lower wiring layer via a dielectric layer. While forming a capacitive element in which the upper electrode layer is laminated,
Forming a first upper wiring layer made of a conductive layer connected to the upper electrode layer of the capacitive element and forming a second upper wiring layer made of a conductive layer connected to the lower wiring layer via a via hole; And a step.

【0011】このように請求項1に係る半導体装置の製
造方法においては、容量素子の下部電極層に接続する下
層配線層と第2の上層配線層とを接続するためのビアホ
ールを形成する際に、下層配線層上に絶縁膜を介して下
部電極層、誘電体層、及び上部電極層が順に積層された
積層膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用い
て、この積層膜上にレジストを塗布し、所定の波長の露
光光を照射し、ビヤホール用の開口部を開口させたレジ
ストパターンを形成することにより、下層配線層上方の
絶縁膜上に下部電極層、誘電体層、及び上部電極層から
なる積層膜が形成された状態において、この積層膜上に
塗布したレジストに所定の波長の露光光を照射し、ビヤ
ホール用の開口部を開口することになるため、積層膜の
材質を選択して所定の波長の露光光に対する反射率を制
御すると、この積層膜の下方に存在する下層配線層の上
面や側壁面による乱反射に起因するハレーションの発生
やフォトレジスト中における定在波の発生が制御され
る。従って、レジストパターンのビアホール用の開口部
の開口精度が制御され、ビアホール自体の開口精度が制
御される。
As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, when forming the via hole for connecting the lower wiring layer connected to the lower electrode layer of the capacitive element and the second upper wiring layer, After forming a laminated film in which a lower electrode layer, a dielectric layer, and an upper electrode layer are sequentially laminated on the lower wiring layer via an insulating film, a resist is applied on the laminated film using a photolithography technique. Then, a lower electrode layer, a dielectric layer, and an upper electrode layer are formed on the insulating film above the lower wiring layer by irradiating exposure light of a predetermined wavelength to form a resist pattern having an opening for a via hole. In the state in which the laminated film composed of is formed, the resist applied on the laminated film is irradiated with exposure light of a predetermined wavelength to open an opening for a via hole. Predetermined Controlling the reflectance for the exposure light wavelength, the occurrence of standing waves in the halation occurs and the photoresist due to the diffused reflection top and side wall surfaces of the lower wiring layer lying below the laminated film is controlled. Accordingly, the opening accuracy of the via hole opening of the resist pattern is controlled, and the opening accuracy of the via hole itself is controlled.

【0012】しかも、この場合、所定の波長の露光光に
対する反射率を制御する積層膜は、容量素子を形成する
ための下部電極層、誘電体層、及び上部電極層からな
り、反射率制御用の膜を別途に形成する必要がないた
め、製造工程の煩雑化が抑制される。
Further, in this case, the laminated film for controlling the reflectance with respect to the exposure light having a predetermined wavelength comprises a lower electrode layer, a dielectric layer, and an upper electrode layer for forming a capacitive element. Since it is not necessary to separately form the above film, complication of the manufacturing process is suppressed.

【0013】また、請求項2に係る半導体装置の製造方
法は、下部電極層上に、誘電体層を介して、上部電極層
が形成されてなる容量素子を有する半導体装置の製造方
法であって、下層配線層が形成された基体全面に、絶縁
膜を形成した後、この絶縁膜を選択的にエッチング除去
して、下層配線層表面を露出させる開口部を形成する第
1の工程と、基体全面に、下部電極層、誘電体層、及び
上部電極層が順に積層された積層膜を形成し、この積層
膜の下部電極層を開口部を介して下層配線層に接続させ
る第2の工程と、フォトリソグラフィ技術を用いて、積
層膜上にレジストを塗布した後、所定の波長の露光光を
照射し、ビヤホール用の開口部を開口させたレジストパ
ターンを形成する第3の工程と、このレジストパターン
をマスクとして、積層膜及び絶縁膜を選択的にエッチン
グ除去し、下層配線層表面を露出させるビアホールを形
成する第4の工程と、基体全面に、第1の導電層を形成
した後、この第1の導電層をエッチバックして、ビアホ
ール内を埋め込む第1の導電層からなるプラグ層を形成
する第5の工程と、基体全面に、第2の導電層を形成し
た後、この第2の導電層及び積層膜を所定の形状にパタ
ーニングして、下層配線層に接続する下部電極層上に記
誘電体層を介して上部電極層が積層されてなる容量素子
を形成すると共に、この容量素子の上部電極層に接続す
る第2の導電層からなる第1の上層配線層を形成し、ビ
アホール内のプラグ層を介して下層配線層に接続する第
2の導電層からなる第2の上層配線層を形成する第6の
工程と、を有することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device having a capacitive element having an upper electrode layer formed on a lower electrode layer via a dielectric layer. Forming an insulating film over the entire surface of the substrate on which the lower wiring layer is formed, and selectively removing the insulating film by etching to form an opening for exposing the surface of the lower wiring layer.
Step 1 and forming a laminated film in which a lower electrode layer, a dielectric layer, and an upper electrode layer are sequentially laminated on the entire surface of the substrate, and connecting the lower electrode layer of the laminated film to the lower wiring layer through the opening. A second step of forming a resist pattern by coating a resist on the laminated film using photolithography technology and then irradiating exposure light of a predetermined wavelength to form a resist pattern having an opening for a via hole. A fourth step of selectively etching and removing the laminated film and the insulating film using the resist pattern as a mask to form a via hole exposing the surface of the lower wiring layer; After forming the first conductive layer, a fifth step of etching back the first conductive layer to form a plug layer made of the first conductive layer filling the via hole, and forming a second conductive layer on the entire surface of the substrate After this, this second The electric layer and the laminated film are patterned into a predetermined shape to form a capacitive element in which an upper electrode layer is laminated via a dielectric layer on a lower electrode layer connected to a lower wiring layer, and the capacitive element is formed. Forming a first upper wiring layer made of a second conductive layer connected to the upper electrode layer of the first and second upper wirings made of a second conductive layer connected to the lower wiring layer via a plug layer in a via hole And a sixth step of forming a layer.

【0014】このように請求項2に係る半導体装置にお
いては、上記請求項1の場合と同様に、容量素子の下部
電極層に接続する下層配線層と第2の上層配線層とを接
続するためのビアホールを形成する際に、下層配線層上
に絶縁膜を介して下部電極層、誘電体層、及び上部電極
層が順に積層された積層膜を形成した後、フォトリソグ
ラフィ技術を用いて、この積層膜上にレジストを塗布
し、所定の波長の露光光を照射し、ビヤホール用の開口
部を開口させたレジストパターンを形成することによ
り、上記請求項1の場合と同様の作用が発揮されて、レ
ジストパターンのビアホール用の開口部の開口精度が制
御され、ビアホール自体の開口精度が制御される。
Thus, in the semiconductor device according to the second aspect, in the same manner as in the first aspect, the lower wiring layer connected to the lower electrode layer of the capacitor and the second upper wiring layer are connected. When forming a via hole, after forming a laminated film in which a lower electrode layer, a dielectric layer, and an upper electrode layer are sequentially laminated on the lower wiring layer via an insulating film, using photolithography technology, By applying a resist on the laminated film, irradiating exposure light of a predetermined wavelength, and forming a resist pattern having an opening for a via hole, the same effect as in the case of claim 1 is exerted. The opening accuracy of the via hole opening of the resist pattern is controlled, and the opening accuracy of the via hole itself is controlled.

【0015】そして、この場合も、所定の波長の露光光
に対する反射率を制御する積層膜は、容量素子を形成す
るための下部電極層、誘電体層、及び上部電極層からな
り、反射率制御用の膜を別途に形成する必要がないた
め、製造工程の煩雑化が抑制される。
Also in this case, the laminated film for controlling the reflectance with respect to the exposure light having a predetermined wavelength comprises a lower electrode layer, a dielectric layer, and an upper electrode layer for forming a capacitive element. Since it is not necessary to separately form a film for use, the production process is not complicated.

【0016】また、下層配線層表面を露出させるビアホ
ールを形成した後、このビアホール内を埋め込む第1の
導電層からなるプラグ層を形成し、このビアホール内の
プラグ層を介して下層配線層に接続する第2の導電層か
らなる第2の上層配線層を形成することにより、上記請
求項1のように、下層配線層表面を露出させるビアホー
ルの形成後に基体全面に形成した導電層によってビアホ
ール内を埋め込み、このビアホールを介して下層配線層
に接続する導電層からなる第2の上層配線層を形成する
場合と比較すると、請求項1の場合よりもビアホールを
微細化することが可能になる。
After forming a via hole for exposing the surface of the lower wiring layer, a plug layer made of a first conductive layer filling the via hole is formed, and connected to the lower wiring layer via the plug layer in the via hole. Forming a second upper wiring layer made of a second conductive layer to form a via hole for exposing the surface of the lower wiring layer, thereby forming a via hole through the conductive layer formed on the entire surface of the base body. In comparison with the case where the second upper wiring layer made of a conductive layer connected to the lower wiring layer through the via hole and buried through the via hole is formed, the via hole can be made finer than in the case of the first aspect.

【0017】なお、上記請求項1又は2に係る半導体装
置において、前記第3の工程におけるビヤホール用の開
口部を開口させたレジストパターンの形成の際に、前記
積層膜が前記所定の波長の露光光に対する反射防止膜と
なることが好適である(請求項3)。この場合、フォト
リソグラフィ技術を用いて、下部電極層、誘電体層、及
び上部電極層が順に積層された積層膜上にレジストを塗
布し、所定の波長の露光光を照射し、ビヤホール用の開
口部を開口させたレジストパターンを形成する際に、こ
の積層膜が所定の波長の露光光に対する反射防止膜とな
ることにより、この積層膜の下方に存在する下層配線層
の上面や側壁面による乱反射に起因するハレーションの
発生やフォトレジスト中における定在波の発生が抑制さ
れる。従って、レジストパターンのビアホール用の開口
部の開口精度を高め、ビアホール自体を高精度に開口す
ることが可能になるため、容量素子の微細化、高信頼性
化に寄与する。
In the semiconductor device according to claim 1 or 2, the laminated film is exposed to the light of the predetermined wavelength when forming a resist pattern having an opening for a via hole in the third step. It is preferable that the film be an antireflection film for light (claim 3). In this case, using a photolithography technique, a resist is applied to a laminated film in which a lower electrode layer, a dielectric layer, and an upper electrode layer are sequentially laminated, and is irradiated with exposure light of a predetermined wavelength to form an opening for a via hole. When a resist pattern having an opening is formed, the laminated film serves as an anti-reflection film for exposure light having a predetermined wavelength, so that irregular reflection due to the upper surface and side wall surface of the lower wiring layer existing below the laminated film. The generation of halation and the generation of standing waves in the photoresist due to the above are suppressed. Therefore, the opening accuracy of the via hole opening of the resist pattern can be improved, and the via hole itself can be opened with high accuracy, which contributes to miniaturization and high reliability of the capacitive element.

【0018】また、上記請求項3に係る半導体装置の製
造方法において、前記積層膜の前記所定の波長の露光光
に対する反射率が、10%未満であることが好適である
(請求項4)。この場合、積層膜の所定の波長の露光光
に対する反射率が10%未満であることにより、この積
層膜は所定の波長の露光光に対する反射防止膜としての
機能が十分に果たされるため、上記請求項3の場合と同
様の作用が発揮され、レジストパターンのビアホール用
の開口部の開口精度を高め、ビアホール自体を高精度に
開口することが可能になり、容量素子の微細化、高信頼
性化に寄与する。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect, it is preferable that the reflectance of the laminated film with respect to the exposure light having the predetermined wavelength is less than 10% (claim 4). In this case, since the laminated film has a reflectance of less than 10% for exposure light of a predetermined wavelength, the laminated film sufficiently functions as an antireflection film for exposure light of a predetermined wavelength. The same effect as in the case of item 3 is exhibited, the opening accuracy of the opening for the via hole of the resist pattern can be enhanced, and the via hole itself can be opened with high accuracy, and the miniaturization and high reliability of the capacitor element can be achieved. To contribute.

【0019】また、上記請求項3に係る半導体装置の製
造方法において、所定の波長の露光光に対する反射防止
膜となる積層膜を構成する下部電極層がTiNからなる
ことが好適であり(請求項5)、同じく積層膜を構成す
る誘電体層がTaからなることが好適であり
(請求項6)、同じく積層膜を構成する上部電極層がT
iNからなるからなることが好適である(請求項7)。
これらそれぞれの場合に、特にg線の436nm、i線
の365nm、KrFの248nm、ArFの193n
m等の波長の露光光の他、次世代技術として提案されて
いるFの157nm、EUVの13nm等の波長の露
光光やEB(電子ビーム)に対して反射防止膜としての
機能が効果的に発揮される。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect, it is preferable that the lower electrode layer constituting the laminated film serving as an antireflection film for exposure light of a predetermined wavelength is made of TiN. 5) It is preferable that the dielectric layer also constituting the laminated film is made of Ta 2 O 5 (Claim 6), and the upper electrode layer also constituting the laminated film is made of T
It is preferable that it consists of iN (claim 7).
In each of these cases, g-line 436 nm, i-line 365 nm, KrF 248 nm, ArF 193 n
Other exposure light wavelength, such as m, 157 nm of F 2 that has been proposed as next-generation technology, effective functions as an antireflection film for the wavelength of the exposure light and EB of 13nm, etc. EUV (electron beam) It is exhibited in.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を説明する。 (第1の実施形態)図1〜図7はそれぞれ本発明の第1
の実施形態に係るMIMC構造の容量素子の製造方法を
説明するための工程断面図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
An embodiment of the present invention will be described. (First Embodiment) FIGS. 1 to 7 show a first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a process cross-sectional view for describing the method of manufacturing the capacitive element having the MIMC structure according to the embodiment.

【0021】先ず、図1に示されるように、例えばSi
基板などの半導体基板(図示せず)上に設けた絶縁体層
10上に、Al(アルミニウム)合金を主成分とする金
属層を厚さ300〜1000nm程度に形成した後、フ
ォトリソグラフィ技術及びRIE(Reactive Ion Etchi
ng;反応性イオンエッチング)法を用いて、この金属層
を選択的にパターニングし、第1及び第2の下層配線層
12a、12bを形成する。続いて、例えばプラズマC
VD(Chemical Vapor Deposition ;化学的気相成長)
などを用いて、基体全面にSiO絶縁膜を堆積した
後、更にその平滑化処理を行って、SiO層間絶縁膜
14を形成する。
First, as shown in FIG.
After forming a metal layer mainly composed of an Al (aluminum) alloy to a thickness of about 300 to 1000 nm on an insulator layer 10 provided on a semiconductor substrate (not shown) such as a substrate, photolithography and RIE (Reactive Ion Etchi
Then, the metal layer is selectively patterned by using a reactive ion etching method to form first and second lower wiring layers 12a and 12b. Subsequently, for example, plasma C
VD (Chemical Vapor Deposition)
After depositing an SiO 2 insulating film over the entire surface of the substrate using, for example, a smoothing process is further performed to form the SiO 2 interlayer insulating film 14.

【0022】次いで、図2に示されるように、フォトリ
ソグラフィ技術及びRIE法を用いて、容量素子形成予
定領域の第1の下層配線層12a上のSiO層間絶縁
膜14を選択的にエッチングし、第1の下層配線層12
a表面を露出する開口部16を形成する。
Then, as shown in FIG. 2, the SiO 2 interlayer insulating film 14 on the first lower wiring layer 12a in the region where the capacitive element is to be formed is selectively etched by photolithography and RIE. , First lower wiring layer 12
a Opening 16 exposing the surface is formed.

【0023】次いで、図3に示されるように、基体全面
に、スパッタ法又はCVD法を用いて、後に容量素子の
下部電極層となるTiN層18を厚さ5〜100nm程
度に堆積する。また、このTi層18上に、スパッタ法
又はCVD法を用いて、誘電体層としてのTa
層20を厚さ10〜100nm程度に堆積する。更に、
このTa層20上に、スパッタ法又はCVD法
を用いて、後に容量素子の上部電極層となるTiN層2
2を厚さ5〜100nm程度に堆積する。こうして、厚
さ5〜100nm/10〜100nm/5〜100nm
程度のTiN/Ta/TiN積層膜24を形成
する。なお、ここで、このTiN/Ta /Ti
N積層膜24のTi層18は、開口部16を介して第1
の下層配線層12aに接続している。
Next, as shown in FIG.
Then, using a sputtering method or a CVD method,
The thickness of the TiN layer 18 serving as the lower electrode layer is about 5 to 100 nm.
Deposits every time. Also, a sputtering method is
Alternatively, using a CVD method, Ta as a dielectric layer2O5
The layer 20 is deposited to a thickness of about 10 to 100 nm. Furthermore,
This Ta2O5Sputtering or CVD on the layer 20
To form a TiN layer 2 which will later become the upper electrode layer of the capacitive element.
2 is deposited to a thickness of about 5 to 100 nm. Thus, the thickness
5-100 nm / 10-100 nm / 5-100 nm
TiN / Ta degree2O5/ TiN laminated film 24 is formed
I do. Here, this TiN / Ta 2O5/ Ti
The Ti layer 18 of the N laminated film 24 is
Is connected to the lower wiring layer 12a.

【0024】次いで、図4に示されるように、フォトリ
ソグラフィ技術を用いて、基体全面にフォトレジストを
塗布した後、所定のパターンを描画したフォトマスクを
介して例えば波長193nm(ArF)の露光光を照射
し、更に現像して、第1及び第2の下層配線層12a、
12b上方の所定の位置に例えば0.2〜2.0μm径
のビアホール用の開口部26a、26bが開口されたレ
ジストパターン28を形成する。
Next, as shown in FIG. 4, a photoresist is applied to the entire surface of the substrate using a photolithography technique, and then, for example, exposure light having a wavelength of 193 nm (ArF) is applied through a photomask on which a predetermined pattern is drawn. And further developed to obtain first and second lower wiring layers 12a,
A resist pattern 28 having via holes 26a and 26b having a diameter of, for example, 0.2 to 2.0 μm is formed at a predetermined position above 12b.

【0025】なお、この露光の際に、波長193nm
(ArF)の露光光に対するTiN/Ta/T
iN積層膜24の反射率は、10%未満になる。即ち、
TiN/Ta/TiN積層膜24が波長193
nm(ArF)の露光光に対する反射防止膜として機能
する。従って、この露光の際に、第1及び第2の下層配
線層12a、12bの上面や側壁面による乱反射に起因
するハレーションの発生やフォトレジスト中における定
在波の発生が抑制され、そのようなハレーションや定在
波効果による影響が殆どなくなるため、レジストパター
ン28のビアホール用の開口部26a、26bが高精度
で形成されることになる。
At the time of this exposure, a wavelength of 193 nm was used.
TiN / Ta 2 O 5 / T for exposure light of (ArF)
The reflectance of the iN laminated film 24 becomes less than 10%. That is,
The TiN / Ta 2 O 5 / TiN laminated film 24 has a wavelength of 193
It functions as an antireflection film for exposure light of nm (ArF). Accordingly, at the time of this exposure, the occurrence of halation and the occurrence of standing waves in the photoresist due to irregular reflection by the upper surface and the side wall surface of the first and second lower wiring layers 12a and 12b are suppressed. Since the effects of halation and standing wave effects are almost eliminated, the openings 26a and 26b for via holes in the resist pattern 28 are formed with high precision.

【0026】次いで、図5に示されるように、RIE法
を用いて、レジストパターン28をマスクとし、ビアホ
ール用の開口部26a、26b内に露出するTiN/T
/TiN積層膜24を選択的にエッチング除
去し、更に連続してSiO層間絶縁膜14を選択的に
エッチング除去して、第1及び第2の下層配線層12
a、12bの上面に達するビアホール30a、30bを
開口する。その後、レジストパターン28を剥離する。
なお、これらのビアホール30a、30bの大きさは、後
に基体全面にAl合金を主成分とする金属層を堆積する
際に、その金属層がビアホール30a、30b内に良好
に埋め込まれる程度の径とする。
Next, as shown in FIG.
Using the resist pattern 28 as a mask and
TiN / T exposed in the openings 26a and 26b for the tool
a2 O5/ TiN laminated film 24 is selectively removed by etching.
And then continuously SiO2Select interlayer insulating film 14
The first and second lower wiring layers 12 are removed by etching.
via holes 30a, 30b reaching the upper surfaces of
Open. After that, the resist pattern 28 is peeled off.
The size of these via holes 30a and 30b will be described later.
A metal layer mainly composed of Al alloy on the entire surface of the substrate
In this case, the metal layer is good in the via holes 30a and 30b.
The diameter should be small enough to be embedded in

【0027】次いで、図6に示されるように、TiN/
Ta/TiN積層膜24が露出し、ビアホール
30a、30bが形成されている基体全面に、Al合金
を主成分とする金属層32を厚さ300〜1000nm
程度に形成する。
Next, as shown in FIG.
On the entire surface of the substrate where the Ta 2 O 5 / TiN laminated film 24 is exposed and the via holes 30a and 30b are formed, a metal layer 32 mainly composed of an Al alloy is formed to a thickness of 300 to 1000 nm.
Formed to the extent.

【0028】次いで、図7に示されるように、フォトリ
ソグラフィ技術及びRIE法を用いて、このAl合金を
主成分とする金属層32及びTiN/Ta/T
iN積層膜24を選択的にパターニングする。こうし
て、第1の下層配線層12aに接続しているTiN下部
電極層18a、このTiN下部電極層18a上のTa
誘電体層20a、及びこのTa 誘電体
層20a上のTiN上部電極層22aからなる容量素子
34、即ちTiN上部電極層22aとTiN下部電極層
18aとの間にTa誘電体層20aを介在させ
てなる容量素子34を形成する。
Next, as shown in FIG.
By using lithography technology and RIE method,
Metal layer 32 as main component and TiN / Ta2O5/ T
The iN stacked film 24 is selectively patterned. Like this
The lower portion of the TiN connected to the first lower wiring layer 12a.
Electrode layer 18a, Ta on this TiN lower electrode layer 18a
2O5Dielectric layer 20a and this Ta2 O5Dielectric
Capacitive element comprising TiN upper electrode layer 22a on layer 20a
34, ie, the TiN upper electrode layer 22a and the TiN lower electrode layer
18a and Ta2O5With the dielectric layer 20a interposed
Is formed.

【0029】同時に、この容量素子34のTiN上部電
極層22aに接続する第1の上層配線層32a、第1の
下層配線層12aにビアホール30aを介して接続する
第2上層配線層32b、及び第2の下層配線層12bに
ビアホール30bを介して接続する第3の上層配線層3
2cをそれぞれ形成する。即ち、容量素子34のTiN
上部電極層22aに接続する第1の上層配線層32a
と、容量素子34のTiN下部電極層18aに第1の下
層配線層12aを介して接続する第2の上層配線層32
bとをそれぞれ形成し、容量素子34を完成する。
At the same time, a first upper wiring layer 32a connected to the TiN upper electrode layer 22a of the capacitive element 34, a second upper wiring layer 32b connected to the first lower wiring layer 12a via the via hole 30a, and Third upper wiring layer 3 connected to second lower wiring layer 12b via via hole 30b
2c are respectively formed. That is, TiN of the capacitive element 34
First upper wiring layer 32a connected to upper electrode layer 22a
And a second upper wiring layer 32 connected to the TiN lower electrode layer 18a of the capacitive element 34 via the first lower wiring layer 12a.
and b, respectively, to complete the capacitive element 34.

【0030】以上のように本実施形態によれば、Al合
金を主成分とする金属層からなる第1及び第2の下層配
線層12a、12b上に、SiO層間絶縁膜14を介
して、後に容量素子の下部電極層となる厚さ5〜100
nm程度のTiN層18と、誘電体層としての厚さ10
〜100nm程度のTa層20と後に容量素子
の上部電極層となる厚さ5〜100nm程度のTiN層
22とを順に堆積したTiN/Ta/TiN積
層膜24を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用い
て、基体全面にフォトレジストを塗布し、例えば波長1
93nm(ArF)の露光光を照射して、第1及び第2
の下層配線層12a、12b上方の所定の位置に例えば
0.2〜2.0μm径のビアホール用の開口部26a、
26bが開口されたレジストパターン28を形成するこ
とにより、波長193nm(ArF)の露光光に対する
反射率が10%未満の反射防止膜として機能するTiN
/Ta/TiN積層膜24上のフォトレジスト
に波長193nm(ArF)の露光光を照射することに
なるため、このTiN/Ta/TiN積層膜2
4下方に存在する第1及び第2の下層配線層12a、1
2bの上面や側壁面による乱反射に起因するハレーショ
ンの発生やフォトレジスト中における定在波の発生を抑
制することが可能になる。従って、レジストパターン2
8のビアホール用の開口部26a、26bの開口精度を
高め、ビアホール30a、30bを高精度に開口するこ
とが可能になり、延いては高容量、低寄生容量、低寄生
抵抗のMIMC構造の容量素子34の微細化、高信頼性
化に寄与することができる。
According to this embodiment as described above, the first and second lower wiring layer 12a made of a metal layer mainly composed of Al alloy, on the 12b, through the SiO 2 interlayer insulation film 14, A thickness of 5 to 100, which will later become the lower electrode layer of the capacitor
nm and a thickness of 10 nm as a dielectric layer.
After forming a TiN / Ta 2 O 5 / TiN laminated film 24 in which a Ta 2 O 5 layer 20 of about 100 nm and a TiN layer 22 of about 5 to 100 nm thickness which will later become an upper electrode layer of the capacitive element are sequentially deposited Then, a photoresist is applied to the entire surface of the substrate by using a photolithography technique.
Irradiation with exposure light of 93 nm (ArF) is performed to
In a predetermined position above the lower wiring layers 12a and 12b, for example, an opening 26a for a via hole having a diameter of 0.2 to 2.0 μm,
By forming the resist pattern 28 having an opening 26b, TiN functioning as an antireflection film having a reflectance of less than 10% with respect to exposure light having a wavelength of 193 nm (ArF).
Since the photoresist on the / Ta 2 O 5 / TiN laminated film 24 is exposed to exposure light having a wavelength of 193 nm (ArF), the TiN / Ta 2 O 5 / TiN laminated film 2
4, first and second lower wiring layers 12a, 1
It becomes possible to suppress the occurrence of halation and the occurrence of standing waves in the photoresist due to irregular reflection by the upper surface and side wall surface of 2b. Therefore, the resist pattern 2
8, the opening accuracy of the via holes 26a, 26b can be improved, and the via holes 30a, 30b can be opened with high accuracy. As a result, the capacitance of the MIMC structure having high capacitance, low parasitic capacitance, and low parasitic resistance can be obtained. This can contribute to miniaturization and high reliability of the element 34.

【0031】しかも、この場合、波長193nm(Ar
F)の露光光に対する反射率が10%未満の反射防止膜
として機能するTiN/Ta/TiN積層膜2
4は、後に容量素子34を構成するTiN下部電極層1
8aとなるTiN層18と同じくTa誘電体層
20aとなるTa層20と同じくTiN上部電
極層22aとなるTiN層22からなり、反射防止膜を
別途に形成する必要がないため、製造工程の煩雑化を抑
制することができる。
In this case, the wavelength is 193 nm (Ar
F) TiN / Ta 2 O 5 / TiN laminated film 2 functioning as an anti-reflection film having a reflectance to exposure light of less than 10%
Reference numeral 4 denotes a TiN lower electrode layer 1 which forms a capacitive element 34 later.
Also consists Ta 2 O 5 becomes a dielectric layer 20a Ta 2 O 5 layer 20 Like TiN layer 22 serving as the TiN upper electrode layer 22a and the TiN layer 18 serving as 8a, there is no need to form an antireflection film separately Therefore, the complexity of the manufacturing process can be suppressed.

【0032】(第2の実施形態)図8〜図14はそれぞ
れ本発明の第2の実施形態に係るMIMC構造の容量素
子の製造方法を説明するための工程断面図である。な
お、上記第1の実施形態の図1〜図7に示される半導体
装置の構成要素と同一の要素には同一の符号を付して説
明を省略する。
(Second Embodiment) FIGS. 8 to 14 are process sectional views for explaining a method of manufacturing a capacitor having an MIMC structure according to a second embodiment of the present invention. Note that the same components as those of the semiconductor device of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0033】先ず、図8に示されるように、例えばSi
基板などの半導体基板(図示せず)上に設けた絶縁体層
10上に、厚さ300〜1000nm程度の第1及び第
2の下層配線層12a、12bを形成した後、プラズマ
CVDなどを用いて、基体全面にSiO絶縁膜を堆積
し、その平滑化処理を行って、SiO層間絶縁膜14
を形成する。
First, as shown in FIG.
After forming first and second lower wiring layers 12a and 12b having a thickness of about 300 to 1000 nm on an insulator layer 10 provided on a semiconductor substrate (not shown) such as a substrate, plasma CVD or the like is used. Then, an SiO 2 insulating film is deposited on the entire surface of the substrate, and a smoothing process is performed on the SiO 2 insulating film.
To form

【0034】続いて、フォトリソグラフィ技術及びRI
E法を用いて、容量素子形成予定領域の第1の下層配線
層12a上のSiO層間絶縁膜14を選択的にエッチ
ングし、第1の下層配線層12a表面を露出する開口部
17a、17b、17cを形成する。なお、これら開口
部17a、17b、17cの幅は、後にこれら開口部1
7a、17b、17cに形成する凹凸形状のTiN/T
/TiN積層膜の凹部にW層を埋め込むこと
になるため、そのW層の良好な埋め込みが十分に可能な
程度の幅、例えば0.25〜1.2μm程度の幅とす
る。
Subsequently, a photolithography technique and RI
The openings 17a and 17b that selectively etch the SiO 2 interlayer insulating film 14 on the first lower wiring layer 12a in the region where the capacitive element is to be formed by using the E method to expose the surface of the first lower wiring layer 12a , 17c. The width of these openings 17a, 17b, 17c will be described later.
7a, 17b, 17c TiN / T with irregularities
Since the W layer is buried in the concave portion of the a 2 O 5 / TiN laminated film, the width is set to a width that can sufficiently satisfactorily bury the W layer, for example, a width of about 0.25 to 1.2 μm.

【0035】次いで、図9に示されるように、基体全面
に、スパッタ法又はCVD法を用いて、後に容量素子の
下部電極層となる厚さ5〜100nm程度のTiN層1
9、誘電体層としての厚さ10〜100nm程度のTa
層21、後に容量素子の上部電極層となる厚さ
5〜100nm程度のTiN層23を順に堆積して、厚
さ5〜100nm/10〜100nm/5〜100nm
程度のTiN/Ta /TiN積層膜25を形成
する。そして、このTiN/Ta/TiN積層
膜25は、凹凸を繰り返す形状となり、その凹部のTi層
19が、開口部17a、17b、17cを介して第1の
下層配線層12aに接続している。
Next, as shown in FIG.
Then, using a sputtering method or a CVD method,
TiN layer 1 having a thickness of about 5 to 100 nm serving as a lower electrode layer
9. Ta having a thickness of about 10 to 100 nm as a dielectric layer
2O5Layer 21, the thickness that will later become the upper electrode layer of the capacitive element
A TiN layer 23 of about 5 to 100 nm is sequentially deposited to a thickness
5-100 nm / 10-100 nm / 5-100 nm
TiN / Ta degree2 O5/ TiN laminated film 25 is formed
I do. And this TiN / Ta2O5/ TiN lamination
The film 25 has a shape in which irregularities are repeated, and the Ti layer
19 is the first through the openings 17a, 17b, 17c.
It is connected to the lower wiring layer 12a.

【0036】次いで、図10に示されるように、フォト
リソグラフィ技術を用いて、基体全面にフォトレジスト
を塗布した後、所定のパターンを描画したフォトマスク
を介して例えば波長193nm(ArF)の露光光を照
射し、更に現像して、第1及び第2の下層配線層12
a、12b上方の所定の位置に例えば0.2〜2.0μ
m径のビアホール用の開口部27a、27bが開口され
たレジストパターン29を形成する。
Next, as shown in FIG. 10, a photoresist is applied to the entire surface of the substrate using a photolithography technique, and then, for example, exposure light having a wavelength of 193 nm (ArF) is applied through a photomask on which a predetermined pattern is drawn. And further develop the first and second lower wiring layers 12
a, for example, 0.2 to 2.0 μm at a predetermined position above
A resist pattern 29 having openings 27a and 27b for via holes having a diameter of m is formed.

【0037】なお、この露光の際に、波長193nm
(ArF)の露光光に対するTiN/Ta/T
iN積層膜25の反射率は、10%未満になる。即ち、
TiN/Ta/TiN積層膜25が波長193
nm(ArF)の露光光に対する反射防止膜として機能
する。従って、この露光の際に、第1及び第2の下層配
線層12a、12bの上面や側壁面による乱反射に起因
するハレーションの発生やフォトレジスト中における定
在波の発生が抑制され、そのようなハレーションや定在
波効果による影響が殆どなくなるため、レジストパター
ン29のビアホール用の開口部27a、27bが高精度
で形成されることになる。
At the time of this exposure, a wavelength of 193 nm was used.
TiN / Ta 2 O 5 / T for exposure light of (ArF)
The reflectance of the iN laminated film 25 becomes less than 10%. That is,
The TiN / Ta 2 O 5 / TiN laminated film 25 has a wavelength of 193
It functions as an antireflection film for exposure light of nm (ArF). Accordingly, at the time of this exposure, the occurrence of halation and the occurrence of standing waves in the photoresist due to irregular reflection by the upper surface and the side wall surface of the first and second lower wiring layers 12a and 12b are suppressed. Since there is almost no influence by halation or standing wave effect, openings 27a and 27b for via holes of resist pattern 29 are formed with high precision.

【0038】次いで、図11に示されるように、RIE
法を用いて、レジストパターン29をマスクとし、ビア
ホール用の開口部27a、27b内に露出するTiN/
Ta /TiN積層膜25を選択的にエッチング
除去し、更に連続してSiO 層間絶縁膜14を選択的
にエッチング除去して、第1及び第2の下層配線層12
a、12bの上面に達するビアホール31a、31bを
開口する。その後、レジストパターン29を剥離する。
なお、これらのビアホール31a、31bの大きさは、後
に基体全面にW(タングステン)層を堆積する際に、そ
のW層がビアホール31a、31b内に良好に埋め込ま
れる程度の径とする。
Next, as shown in FIG.
Using the resist pattern 29 as a mask,
TiN exposed in the hole openings 27a and 27b /
Ta 2O5/ TiN laminated film 25 is selectively etched
Removed and then continuously 2Select interlayer insulating film 14
To remove the first and second lower wiring layers 12
via holes 31a, 31b reaching the upper surfaces of
Open. After that, the resist pattern 29 is stripped.
The size of these via holes 31a and 31b will be described later.
When a W (tungsten) layer is deposited on the entire surface of the substrate,
W layer is well embedded in via holes 31a and 31b
The diameter should be small enough to fit.

【0039】次いで、図12に示されるように、凹凸形
状をなすTiN/Ta/TiN積層膜25が露
出し、ビアホール31a、31bが形成されている基体
全面に、スパッタ法を用いて、密着層及びバリア層とし
てのTi層及びTiN層を連続成膜して、Ti/TiN
層36を形成した後、CVDを用いて、W層を堆積する。
こうして、ビアホール31a、31b内をTi/TiN
層36を介してW層により埋め込んでしまう。同時に、
凹凸形状のTiN/Ta/TiN積層膜25の
なす凹部内も、Ti/TiN層36を介してW層により
埋め込んでしまう。
Next, as shown in FIG. 12, the TiN / Ta 2 O 5 / TiN laminated film 25 having an uneven shape is exposed, and the entire surface of the substrate on which the via holes 31a and 31b are formed is formed by sputtering. , A Ti layer and a TiN layer as an adhesion layer and a barrier layer are continuously formed to form Ti / TiN
After forming the layer 36, a W layer is deposited using CVD.
Thus, the Ti / TiN is formed in the via holes 31a and 31b.
It is buried by the W layer via the layer 36. at the same time,
The concave portion formed by the uneven TiN / Ta 2 O 5 / TiN laminated film 25 is also filled with the W layer via the Ti / TiN layer 36.

【0040】続いて、基体表面のW層及びTi/TiN
層36を全面エッチバック(etch back)する。こうし
て、ビアホール31a、31b内に第1及び第2の下層
配線層12a、12bに接続するTi/TiN層36を
介して埋め込まれたW層からなるWプラグ38a、38
bを形成する。同時に、凹凸形状のTiN/Ta
/TiN積層膜25のなす凹部内も、TiN層23
に接続するTi/TiN層36を介して埋め込まれたW
層からなるWプラグ38cを形成する。
Subsequently, the W layer on the substrate surface and the Ti / TiN
Layer 36 is etched back entirely. Thus, the W plugs 38a, 38 made of the W layer embedded in the via holes 31a, 31b via the Ti / TiN layer 36 connected to the first and second lower wiring layers 12a, 12b.
b is formed. At the same time, the uneven shape of TiN / Ta 2 O
5 / TiN laminated film 25 also has a TiN layer 23
Embedded through a Ti / TiN layer 36 connected to
A W plug 38c made of a layer is formed.

【0041】次いで、図13に示されるように、基体全
面に、Al合金を主成分とする金属層33を厚さ300
〜1000nm程度に形成する。
Next, as shown in FIG. 13, a metal layer 33 mainly composed of an Al alloy is formed on the entire surface of the substrate to a thickness of 300 mm.
It is formed to about 1000 nm.

【0042】次いで、図14に示されるように、フォト
リソグラフィ技術及びRIE法を用いて、このAl合金
を主成分とする金属層33及びTiN/Ta
TiN積層膜25を選択的にパターニングする。こうし
て、第1の下層配線層12aに接続しているTiN下部
電極層19a、このTiN下部電極層19a上のTa
誘電体層21a、及びこのTa 誘電体
層21a上のTiN上部電極層23aからなる容量素子
35、即ちTiN上部電極層23aとTiN下部電極層
19aとの間にTa誘電体層21aを介在させ
てなる容量素子35を形成する。
Next, as shown in FIG.
By using lithography technology and RIE method, this Al alloy
Layer 33 containing Ti as a main component and TiN / Ta2O5/
The TiN laminated film 25 is selectively patterned. Like this
The lower portion of the TiN connected to the first lower wiring layer 12a.
Electrode layer 19a, Ta on this TiN lower electrode layer 19a
2O5Dielectric layer 21a and this Ta2 O5Dielectric
Capacitive element comprising TiN upper electrode layer 23a on layer 21a
35, that is, the TiN upper electrode layer 23a and the TiN lower electrode layer
Ta between 19a2O5With the dielectric layer 21a interposed
Is formed.

【0043】同時に、この容量素子35のTiN上部電
極層23aに直接に又はWプラグ38c等を介して接続
する第1の上層配線層33a、第1の下層配線層12a
にビアホール31a内に埋め込まれたWプラグ38a等
を介して接続する第2の上層配線層33b、及び第2の
下層配線層12bにビアホール31b内に埋め込まれた
Wプラグ38b等を介して接続する第3の上層配線層3
3cをそれぞれ形成する。即ち、容量素子35のTiN
上部電極層23aに接続する第1の上層配線層33a
と、容量素子35のTiN下部電極層19aに第1の下
層配線層12a及びWプラグ38aを介して接続する第
2上層配線層33bとをそれぞれ形成し、容量素子35
を完成する。
At the same time, the first upper wiring layer 33a and the first lower wiring layer 12a connected directly to the TiN upper electrode layer 23a of the capacitive element 35 or via the W plug 38c or the like.
Are connected via a W plug 38a or the like embedded in the via hole 31a, and are connected to the second lower wiring layer 12b via a W plug 38b or the like embedded in the via hole 31b. Third upper wiring layer 3
3c are respectively formed. That is, TiN of the capacitive element 35
First upper wiring layer 33a connected to upper electrode layer 23a
And a second upper wiring layer 33b connected to the TiN lower electrode layer 19a of the capacitor 35 via the first lower wiring layer 12a and the W plug 38a, respectively.
To complete.

【0044】以上のように本実施形態によれば、上記第
1の実施形態の場合と同様に、Al合金を主成分とする
金属層からなる第1及び第2の下層配線層12a、12
b上に、SiO層間絶縁膜14を介して、後に容量素
子の下部電極層となる厚さ5〜100nm程度のTiN
層19と誘電体層としての厚さ10〜100nm程度の
Ta層21と厚さ5〜100nm程度のTiN
層23とを順に堆積したTiN/Ta/TiN
積層膜25を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用
いて、基体全面にフォトレジストを塗布し、例えば波長
193nm(ArF)の露光光を照射して、第1及び第
2の下層配線層12a、12b上方の所定の位置に例え
ば0.2〜2.0μm径のビアホール用の開口部27
a、27bが開口されたレジストパターン29を形成す
ることにより、波長193nm(ArF)の露光光に対
する反射率が10%未満の反射防止膜として機能するT
iN/Ta/TiN積層膜25上のフォトレジ
ストに波長193nm(ArF)の露光光を照射するこ
とになるため、このTiN/Ta/TiN積層
膜25下方に存在する第1及び第2の下層配線層12
a、12bの上面や側壁面による乱反射に起因するハレ
ーションの発生やフォトレジスト中における定在波の発
生を抑制することが可能になる。従って、レジストパタ
ーン29のビアホール用の開口部27a、27bの開口
精度を高め、ビアホール31a、31bを高精度に開口
することが可能になり、延いては高容量、低寄生容量、
低寄生抵抗のMIMC構造の容量素子35の微細化、高
信頼性化に寄与することができる。
As described above, according to the present embodiment, as in the case of the first embodiment, the first and second lower wiring layers 12a, 12a made of a metal layer containing an Al alloy as a main component.
on the b, through the SiO 2 interlayer insulation film 14, a thickness of about 5~100nm serving as the lower electrode layer of the capacitor element after the TiN
Layer 19 and the thickness 10~100nm about Ta 2 O 5 layer 21 and the thickness 5~100nm about TiN as the dielectric layer
TiN / Ta 2 O 5 / TiN sequentially deposited with a layer 23
After the formation of the laminated film 25, a photoresist is applied to the entire surface of the substrate using a photolithography technique, and is irradiated with, for example, exposure light having a wavelength of 193 nm (ArF) to form the first and second lower wiring layers 12a and 12b. An opening 27 for a via hole having a diameter of, for example, 0.2 to 2.0 μm is formed at a predetermined upper position.
By forming a resist pattern 29 having openings a and 27b, T functions as an antireflection film having a reflectance of less than 10% for exposure light having a wavelength of 193 nm (ArF).
Since the photoresist on the iN / Ta 2 O 5 / TiN laminated film 25 is exposed to exposure light having a wavelength of 193 nm (ArF), the first resist existing below the TiN / Ta 2 O 5 / TiN laminated film 25 is exposed. And second lower wiring layer 12
It is possible to suppress the occurrence of halation and the occurrence of standing waves in the photoresist due to irregular reflection by the upper surface and side wall surfaces of a and 12b. Therefore, it is possible to increase the opening accuracy of the via hole openings 27a and 27b of the resist pattern 29 and to open the via holes 31a and 31b with high accuracy.
This can contribute to miniaturization and high reliability of the capacitive element 35 having the MIMC structure with low parasitic resistance.

【0045】そして、この場合も、波長193nm(A
rF)の露光光に対する反射率が10%未満の反射防止
膜として機能するTiN/Ta/TiN積層膜
25は、後に容量素子35を構成するTiN下部電極層
19aとなるTiN層19と同じくTa誘電体
層21aとなるTa層21と同じくTiN上部
電極層23aとなるTiN層23からなり、反射防止膜
を別途に形成する必要がないため、製造工程の煩雑化を
抑制することができる。
Also in this case, the wavelength is 193 nm (A
The TiN / Ta 2 O 5 / TiN laminated film 25 functioning as an anti-reflection film having a reflectance of less than 10% for the exposure light of rF) is composed of the TiN layer 19 which will later become the TiN lower electrode layer 19 a constituting the capacitor 35. since also consists Ta 2 O 5 dielectric layer 21a to become Ta 2 O 5 layer 21 Like TiN layer 23 serving as the TiN upper electrode layer 23a, it is not necessary to form the anti-reflection film separately, complication of the manufacturing process Can be suppressed.

【0046】また、第1及び第2の下層配線層12a、
12b表面を露出させるビアホール31a、31bを形
成した後、このビアホール内31a、31bにWプラグ
38a、38b等を埋め込み、このビアホール31a、
31b内のWプラグ38a、38bを介して第1及び第
2の下層配線層12a、12bに接続する第2及び第3
の上層配線層33b、33cを形成することにより、本
実施形態のビアホール31a、31bを上記第1の実施
形態の場合のビアホール30a、30bよりも更に微細
化することができる。
The first and second lower wiring layers 12a,
After forming via holes 31a and 31b that expose the surface of 12b, W plugs 38a and 38b and the like are embedded in the via holes 31a and 31b, and the via holes 31a and 31b are formed.
Second and third wirings connected to the first and second lower wiring layers 12a and 12b via W plugs 38a and 38b in the base 31b.
By forming the upper wiring layers 33b and 33c, the via holes 31a and 31b of the present embodiment can be further miniaturized than the via holes 30a and 30b of the first embodiment.

【0047】なお、上記第1及び第2の実施形態におい
ては、波長193nm(ArF)の露光光を用いる場合
について説明したが、この波長の露光光に限定されるも
のではない。例えば波長193nm(ArF)の他、波
長436nm(g線)、波長365nm(i線)、波長
248nm(KrF)等を含む波長150〜450nm
の露光光を用いてもよいし、次世代技術として提案され
ている波長157nm(F)、波長13nm(EU
V)等の波長の露光光やEBを用いることも可能であ
る。
In the first and second embodiments, the case where the exposure light having the wavelength of 193 nm (ArF) is used has been described. However, the exposure light is not limited to this wavelength. For example, in addition to the wavelength of 193 nm (ArF), a wavelength of 150 to 450 nm including a wavelength of 436 nm (g-line), a wavelength of 365 nm (i-line), a wavelength of 248 nm (KrF), and the like.
Exposure light may be used, or a wavelength of 157 nm (F 2 ) and a wavelength of 13 nm (EU
It is also possible to use exposure light having a wavelength such as V) or EB.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明に係
る半導体装置の製造方法によれば、次のような効果を奏
することができる。即ち、請求項1に係る半導体装置の
製造方法によれば、容量素子の下部電極層に接続する下
層配線層と第2の上層配線層とを接続するためのビアホ
ールを形成する際に、下層配線層上に絶縁膜を介して下
部電極層、誘電体層、及び上部電極層が順に積層された
積層膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用い
て、この積層膜上にレジストを塗布し、所定の波長の露
光光を照射し、ビヤホール用の開口部を開口させたレジ
ストパターンを形成することにより、下層配線層上方の
絶縁膜上に下部電極層、誘電体層、及び上部電極層から
なる積層膜が形成された状態において、この積層膜上に
塗布したレジストに所定の波長の露光光を照射し、ビヤ
ホール用の開口部を開口することになるため、積層膜の
材質を選択して所定の波長の露光光に対する反射率を制
御すると、この積層膜の下方に存在する下層配線層の上
面や側壁面による乱反射に起因するハレーションの発生
やフォトレジスト中における定在波の発生を制御するこ
とが可能になる。従って、レジストパターンのビアホー
ル用の開口部の開口精度を制御し、ビアホール自体の開
口精度を制御することができる。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the following effects can be obtained. That is, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the first aspect, when forming a via hole for connecting a lower wiring layer connected to the lower electrode layer of the capacitive element and the second upper wiring layer, the lower wiring layer is formed. After forming a laminated film in which a lower electrode layer, a dielectric layer, and an upper electrode layer are sequentially laminated via an insulating film on the layer, a resist is applied on the laminated film using a photolithography technique, and a predetermined By irradiating exposure light having a wavelength of, and forming a resist pattern having an opening for a via hole, a laminate including a lower electrode layer, a dielectric layer, and an upper electrode layer on the insulating film above the lower wiring layer In a state in which the film is formed, the resist applied on the laminated film is irradiated with exposure light of a predetermined wavelength, and an opening for a via hole is opened. Wavelength exposure light Controlling the reflectance that, it is possible to control the occurrence of a standing wave in the halation occurs and the photoresist due to the diffused reflection top and side wall surfaces of the lower wiring layer lying below the multilayer film. Therefore, it is possible to control the opening accuracy of the via hole opening of the resist pattern, and to control the opening accuracy of the via hole itself.

【0049】しかも、この場合、所定の波長の露光光に
対する反射率を制御する積層膜は、容量素子を形成する
ための下部電極層、誘電体層、及び上部電極層からな
り、反射率制御用の膜を別途に形成する必要がないた
め、製造工程の煩雑化を抑制することができる。
Further, in this case, the laminated film for controlling the reflectance with respect to the exposure light having a predetermined wavelength is composed of a lower electrode layer, a dielectric layer, and an upper electrode layer for forming a capacitive element. Since it is not necessary to separately form the above film, complication of the manufacturing process can be suppressed.

【0050】また、請求項2に係る半導体装置の製造方
法によれば、上記請求項1の場合と同様に、容量素子の
下部電極層に接続する下層配線層と第2の上層配線層と
を接続するためのビアホールを形成する際に、下層配線
層上に絶縁膜を介して下部電極層、誘電体層、及び上部
電極層が順に積層された積層膜を形成した後、フォトリ
ソグラフィ技術を用いて、この積層膜上にレジストを塗
布し、所定の波長の露光光を照射し、ビヤホール用の開
口部を開口させたレジストパターンを形成することによ
り、上記請求項1の場合と同様の効果を奏して、レジス
トパターンのビアホール用の開口部の開口精度を制御
し、ビアホール自体の開口精度を制御することができ
る。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the second aspect, as in the case of the first aspect, the lower wiring layer connected to the lower electrode layer of the capacitor and the second upper wiring layer are formed. When forming a via hole for connection, after forming a laminated film in which a lower electrode layer, a dielectric layer, and an upper electrode layer are sequentially laminated on the lower wiring layer via an insulating film, using photolithography technology By applying a resist on the laminated film and irradiating exposure light of a predetermined wavelength to form a resist pattern having an opening for a via hole, the same effect as in the case of claim 1 can be obtained. In other words, it is possible to control the opening accuracy of the via hole opening of the resist pattern, thereby controlling the opening accuracy of the via hole itself.

【0051】そして、この場合も、所定の波長の露光光
に対する反射率を制御する積層膜は、容量素子を形成す
るための下部電極層、誘電体層、及び上部電極層からな
り、反射率制御用の膜を別途に形成する必要がないた
め、製造工程の煩雑化を抑制することができる。
Also in this case, the laminated film for controlling the reflectance with respect to the exposure light having a predetermined wavelength comprises a lower electrode layer, a dielectric layer, and an upper electrode layer for forming a capacitance element. Since it is not necessary to separately form a film for use, it is possible to suppress complication of the manufacturing process.

【0052】また、下層配線層表面を露出させるビアホ
ールを形成した後、このビアホール内を埋め込む第1の
導電層からなるプラグ層を形成し、このビアホール内の
プラグ層を介して下層配線層に接続する第2の導電層か
らなる第2の上層配線層を形成することにより、上記請
求項1の場合よりも更にビアホールを微細化することが
できる。
After forming a via hole for exposing the surface of the lower wiring layer, a plug layer made of a first conductive layer filling the via hole is formed, and connected to the lower wiring layer via the plug layer in the via hole. By forming the second upper wiring layer made of the second conductive layer, the via hole can be further miniaturized as compared with the case of the first aspect.

【0053】また、請求項3に係る半導体装置によれ
ば、フォトリソグラフィ技術を用いて、下部電極層、誘
電体層、及び上部電極層が順に積層された積層膜上にレ
ジストを塗布し、所定の波長の露光光を照射し、ビヤホ
ール用の開口部を開口させたレジストパターンを形成す
る際に、この積層膜が所定の波長の露光光に対する反射
防止膜となることにより、この積層膜の下方に存在する
下層配線層の上面や側壁面による乱反射に起因するハレ
ーションの発生やフォトレジスト中における定在波の発
生を抑制することが可能になる。従って、レジストパタ
ーンのビアホール用の開口部の開口精度を高め、ビアホ
ール自体を高精度に開口することができ、延いては高容
量、低寄生容量、低寄生抵抗のMIMC構造の容量素子
の微細化、高信頼性化に寄与することができる。
According to the third aspect of the present invention, a resist is applied on a laminated film in which a lower electrode layer, a dielectric layer, and an upper electrode layer are sequentially laminated by photolithography. When a resist pattern having an opening for a via hole is formed by irradiating exposure light having a wavelength of, the laminated film serves as an antireflection film for exposure light having a predetermined wavelength. It is possible to suppress the occurrence of halation and the occurrence of standing waves in the photoresist due to irregular reflection by the upper surface and side wall surface of the lower wiring layer existing in the substrate. Therefore, the opening accuracy of the opening for the via hole in the resist pattern can be improved, and the via hole itself can be opened with high accuracy. As a result, the miniaturization of the capacitive element of the MIMC structure with high capacitance, low parasitic capacitance, and low parasitic resistance It can contribute to high reliability.

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

【図1】本発明の第1の実施形態に係るMIMC構造の
容量素子の製造方法を説明するための工程断面図(その
1)である。
FIG. 1 is a process cross-sectional view (part 1) for describing a method for manufacturing a capacitive element having an MIMC structure according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態に係るMIMC構造の
容量素子の製造方法を説明するための工程断面図(その
2)である。
FIG. 2 is a process sectional view (part 2) for explaining the method for manufacturing the capacitive element having the MIMC structure according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施形態に係るMIMC構造の
容量素子の製造方法を説明するための工程断面図(その
3)である。
FIG. 3 is a process sectional view (part 3) for describing the method for manufacturing the capacitive element having the MIMC structure according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施形態に係るMIMC構造の
容量素子の製造方法を説明するための工程断面図(その
4)である。
FIG. 4 is a process sectional view (part 4) for explaining the method for manufacturing the capacitive element having the MIMC structure according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施形態に係るMIMC構造の
容量素子の製造方法を説明するための工程断面図(その
5)である。
FIG. 5 is a process sectional view (part 5) for explaining the method for manufacturing the capacitive element having the MIMC structure according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施形態に係るMIMC構造の
容量素子の製造方法を説明するための工程断面図(その
6)である。
FIG. 6 is a process sectional view (part 6) for explaining the method for manufacturing the capacitive element having the MIMC structure according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1の実施形態に係るMIMC構造の
容量素子の製造方法を説明するための工程断面図(その
7)である。
FIG. 7 is a process sectional view (part 7) for explaining the method for manufacturing the capacitive element having the MIMC structure according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施形態に係るMIMC構造の
容量素子の製造方法を説明するための工程断面図(その
1)である。
FIG. 8 is a process sectional view (part 1) for explaining the method of manufacturing the capacitive element having the MIMC structure according to the second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施形態に係るMIMC構造の
容量素子の製造方法を説明するための工程断面図(その
2)である。
FIG. 9 is a process cross-sectional view (part 2) for explaining the method for manufacturing the capacitive element having the MIMC structure according to the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2の実施形態に係るMIMC構造
の容量素子の製造方法を説明するための工程断面図(そ
の3)である。
FIG. 10 is a process sectional view (part 3) for explaining the method for manufacturing the capacitive element having the MIMC structure according to the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2の実施形態に係るMIMC構造
の容量素子の製造方法を説明するための工程断面図(そ
の4)である。
FIG. 11 is a process sectional view (part 4) for explaining the method of manufacturing the capacitive element having the MIMC structure according to the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第2の実施形態に係るMIMC構造
の容量素子の製造方法を説明するための工程断面図(そ
の5)である。
FIG. 12 is a process sectional view (part 5) for explaining the method of manufacturing the capacitive element having the MIMC structure according to the second embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第2の実施形態に係るMIMC構造
の容量素子の製造方法を説明するための工程断面図(そ
の6)である。
FIG. 13 is a process sectional view (part 6) for describing the method for manufacturing the capacitive element having the MIMC structure according to the second embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第2の実施形態に係るMIMC構造
の容量素子の製造方法を説明するための工程断面図(そ
の7)である。
FIG. 14 is a process cross-sectional view (part 7) for explaining the method for manufacturing the capacitive element having the MIMC structure according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……絶縁体層、12a……第1の下層配線層、12
b……第2の下層配線層、14……SiO層間絶縁
膜、16、17a、17b、17c……開口部、18、1
9……Ti層、18a、19a……Ti下部電極層、2
0、21……Ta層、20a、21a……Ta
誘電体層、22、23……TiN層、22a、
23a……TiN上部電極層、24、25……TiN/
Ta/TiN積層膜、26a、26b、27a、
27b……ビアホール用の開口部、28、29……レジ
ストパターン、30a、30b、31a、31b……ビア
ホール、32、33……Al合金を主成分とする金属
層、32a、33a……第1の上層配線層、32b、33
b……第2の上層配線層、32c、33c……第3の上
層配線層、34、35……容量素子、36……Ti/T
iN層、38a、38b、38c……Wプラグ。
10 ... insulator layer, 12a ... first lower wiring layer, 12
b: second lower wiring layer, 14: SiO 2 interlayer insulating film, 16, 17a, 17b, 17c: opening, 18, 1
9 Ti layer, 18a, 19a Ti lower electrode layer, 2
0,21 ...... Ta 2 O 5 layer, 20a, 21a ...... Ta
2 O 5 dielectric layer, 22, 23 ... TiN layer, 22a,
23a ... TiN upper electrode layer, 24, 25 ... TiN /
Ta 2 O 5 / TiN laminated film, 26a, 26b, 27a,
27b ... opening for via hole, 28, 29 ... resist pattern, 30a, 30b, 31a, 31b ... via hole, 32, 33 ... metal layer mainly composed of Al alloy, 32a, 33a ... first Upper wiring layer, 32b, 33
b: second upper wiring layer, 32c, 33c: third upper wiring layer, 34, 35: capacitive element, 36: Ti / T
iN layer, 38a, 38b, 38c... W plug.

フロントページの続き Fターム(参考) 5F033 HH09 HH33 JJ01 JJ09 JJ18 JJ19 JJ33 KK09 KK33 MM05 NN06 NN07 PP06 PP15 QQ03 QQ08 QQ09 QQ10 QQ13 QQ31 QQ37 QQ46 RR03 RR04 SS15 VV10 XX03 XX08 XX24 XX33 5F038 AC05 AC15 AC17 AC18 EZ14 EZ15 EZ20 5F046 PA05 PA13 Continued on front page F-term (reference) 5F033 HH09 HH33 JJ01 JJ09 JJ18 JJ19 JJ33 KK09 KK33 MM05 NN06 NN07 PP06 PP15 QQ03 QQ08 QQ09 QQ10 QQ13 QQ31 QQ37 QQ46 RR03 RR04 SS15 VV10 XX03 AC18 XX03 AC18 XX03 AC18 XX08 PA13

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下部電極層上に、誘電体層を介して、上
部電極層が形成されてなる容量素子を有する半導体装置
の製造方法であって、 下層配線層が形成された基体全面に、絶縁膜を形成した
後、前記絶縁膜を選択的にエッチング除去して、前記下
層配線層表面を露出させる開口部を形成する第1の工程
と、 基体全面に、下部電極層、誘電体層、及び上部電極層が
順に積層された積層膜を形成し、前記積層膜の前記下部
電極層を前記開口部を介して前記下層配線層に接続させ
る第2の工程と、 フォトリソグラフィ技術を用いて、前記積層膜上にレジ
ストを塗布した後、所定の波長の露光光を照射し、ビヤ
ホール用の開口部を開口させたレジストパターンを形成
する第3の工程と、 前記レジストパターンをマスクとして、前記積層膜及び
前記絶縁膜を選択的にエッチング除去し、前記下層配線
層表面を露出させるビアホールを形成する第4の工程
と、 基体全面に、導電層を形成した後、前記導電層及び前記
積層膜を所定の形状にパターニングして、前記下層配線
層に接続する前記下部電極層上に前記誘電体層を介して
前記上部電極層が積層されてなる容量素子を形成すると
共に、前記容量素子の前記上部電極層に接続する前記導
電層からなる第1の上層配線層を形成し、前記ビアホー
ルを介して前記下層配線層に接続する前記導電層からな
る第2の上層配線層を形成する第5の工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device having a capacitive element in which an upper electrode layer is formed on a lower electrode layer via a dielectric layer, the method comprising: After forming an insulating film, a first step of selectively removing the insulating film by etching to form an opening exposing the surface of the lower wiring layer, a lower electrode layer, a dielectric layer, And a second step of forming a laminated film in which the upper electrode layer is sequentially laminated, and connecting the lower electrode layer of the laminated film to the lower wiring layer through the opening, using a photolithography technique, After applying a resist on the laminated film, a third step of irradiating exposure light of a predetermined wavelength to form a resist pattern having an opening for a via hole is formed, and the laminating is performed using the resist pattern as a mask. Film and said insulation A fourth step of forming a via hole for exposing the surface of the lower wiring layer by selectively etching away, forming a conductive layer on the entire surface of the substrate, and then patterning the conductive layer and the laminated film into a predetermined shape. And forming a capacitive element in which the upper electrode layer is laminated via the dielectric layer on the lower electrode layer connected to the lower wiring layer, and connecting to the upper electrode layer of the capacitive element Forming a first upper wiring layer made of the conductive layer, and forming a second upper wiring layer made of the conductive layer connected to the lower wiring layer via the via hole. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項2】 下部電極層上に、誘電体層を介して、上
部電極層が形成されてなる容量素子を有する半導体装置
の製造方法であって、 下層配線層が形成された基体全面に、絶縁膜を形成した
後、前記絶縁膜を選択的にエッチング除去して、前記下
層配線層表面を露出させる開口部を形成する第1の工程
と、 基体全面に、下部電極層、誘電体層、及び上部電極層が
順に積層された積層膜を形成し、前記積層膜の前記下部
電極層を前記開口部を介して前記下層配線層に接続させ
る第2の工程と、 フォトリソグラフィ技術を用いて、前記積層膜上にレジ
ストを塗布した後、所定の波長の露光光を照射し、ビヤ
ホール用の開口部を開口させたレジストパターンを形成
する第3の工程と、 前記レジストパターンをマスクとして、前記積層膜及び
前記絶縁膜を選択的にエッチング除去し、前記下層配線
層表面を露出させるビアホールを形成する第4の工程
と、 基体全面に、第1の導電層を形成した後、前記第1の導
電層をエッチバックして、前記ビアホール内を埋め込む
前記第1の導電層からなるプラグ層を形成する第5の工
程と、 基体全面に、第2の導電層を形成した後、前記第2の導
電層及び前記積層膜を所定の形状にパターニングして、
前記下層配線層に接続する前記下部電極層上に記誘電体
層を介して前記上部電極層が積層されてなる容量素子を
形成すると共に、前記容量素子の前記上部電極層に接続
する前記第2の導電層からなる第1の上層配線層を形成
し、前記ビアホール内の前記プラグ層を介して前記下層
配線層に接続する前記第2の導電層からなる第2の上層
配線層を形成する第6の工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A method for manufacturing a semiconductor device having a capacitive element in which an upper electrode layer is formed on a lower electrode layer via a dielectric layer, the method comprising: After forming an insulating film, a first step of selectively removing the insulating film by etching to form an opening exposing the surface of the lower wiring layer, a lower electrode layer, a dielectric layer, And a second step of forming a laminated film in which the upper electrode layer is sequentially laminated, and connecting the lower electrode layer of the laminated film to the lower wiring layer through the opening, using a photolithography technique, After applying a resist on the laminated film, a third step of irradiating exposure light of a predetermined wavelength to form a resist pattern having an opening for a via hole is formed, and the laminating is performed using the resist pattern as a mask. Film and said insulation A fourth step of forming a via hole for exposing the surface of the lower wiring layer by selectively etching away the first conductive layer, forming a first conductive layer on the entire surface of the base, and then etching back the first conductive layer. Forming a plug layer made of the first conductive layer filling the via hole, forming a second conductive layer on the entire surface of the base, and then forming the second conductive layer and the laminated film. Is patterned into a predetermined shape,
Forming a capacitive element in which the upper electrode layer is laminated via the dielectric layer on the lower electrode layer connected to the lower wiring layer, and forming the second capacitive element connected to the upper electrode layer of the capacitive element Forming a first upper wiring layer made of a conductive layer of the above, and forming a second upper wiring layer made of the second conductive layer connected to the lower wiring layer via the plug layer in the via hole. 6. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項3】 請求項1又は2に記載の半導体装置の製
造方法において、 前記第3の工程におけるビヤホール用の開口部を開口さ
せたレジストパターンの形成の際に、前記積層膜が前記
所定の波長の露光光に対する反射防止膜となることを特
徴とする半導体装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the forming of the resist pattern in which a via hole opening is formed in the third step includes the step of forming the laminated film into the predetermined shape. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: an antireflection film for exposure light having a wavelength.
【請求項4】 請求項3記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記積層膜の前記所定の波長の露光光に対する反射率
が、10%未満であることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the reflectance of the laminated film with respect to the exposure light having the predetermined wavelength is less than 10%.
【請求項5】 請求項3記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記積層膜の前記下部電極層が、TiNからなることを
特徴とする半導体装置の製造方法。
5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein said lower electrode layer of said laminated film is made of TiN.
【請求項6】 請求項3記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記積層膜の前記誘電体層が、Taからなるこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein said dielectric layer of said laminated film is made of Ta 2 O 5 .
【請求項7】 請求項3記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記積層膜の前記上部電極層が、TiNからなることを
特徴とする半導体装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein said upper electrode layer of said laminated film is made of TiN.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011228462A (en) * 2010-04-19 2011-11-10 Taiyo Yuden Co Ltd Thin film capacitor

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