JP2018006620A - コンデンサの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】短絡不良を低減できるコンデンサの製造方法を提供する。
【解決手段】コンデンサの製造方法は、第1の導電層上にコンデンサの誘電体を構成する第1の絶縁膜を形成する第1工程と、真空蒸着法により、第1の絶縁膜上に選択的に第2の導電層を形成する第2工程と、第2の導電層の表面に液体あるいは気流による圧力を付与する処理をなす第3工程と、第3工程の後、真空蒸着法により、第2の導電層に接する第3の導電層を形成する第4工程と、を含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、コンデンサの製造方法に関する。
近年、ヒ素ガリウム(GaAs)系材料又は窒化ガリウム(GaN)系材料等を用いた半導体装置には、整合回路等に利用されるキャパシタ、配線、及び電極等が作り込まれている。例えば、下記特許文献1には、電界効果トランジスタを覆う層間絶縁膜上に設けられ、下部電極膜と強誘電体膜と上部電極膜とによって構成されるMIMキャパシタ(MIM:Metal Insulator Metal)が記載されている。この特許文献1では、上部電極膜上の残渣をドライエッチングによって除去することが記載されている。
特開2010−80780号公報
上述したMIMキャパシタにおいては、例えば、真空蒸着法による蒸着用材料の塊が強誘電体膜上に飛散する(スプラッシュとも言う)と、当該塊に起因したピンホールが上部電極膜に形成されることがある。この場合、強誘電体膜には上記ピンホールに起因した開口部が形成されることがある。このような開口部内に導電体が形成されると、下部電極膜と上部電極膜とが導通してしまい、上記MIMキャパシタにはショート不良(短絡不良)が発生するおそれがある。
本発明は、短絡不良を低減できるコンデンサの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一形態に係るコンデンサの製造方法は、第1の導電層上にコンデンサの誘電体を構成する第1の絶縁膜を形成する第1工程と、真空蒸着法により、第1の絶縁膜上に選択的に第2の導電層を形成する第2工程と、第2の導電層の表面に液体あるいは気流による圧力を付与する処理をなす第3工程と、第3工程の後、真空蒸着法により、第2の導電層に接する第3の導電層を形成する第4工程と、を含む。
本発明によれば、短絡不良を低減できるコンデンサの製造方法を提供できる。
図1は、本実施形態に係るキャパシタを示す断面図である。 図2の(a)〜(c)は、本実施形態に係るキャパシタの製造方法を説明する図である。 、図3の(a)〜(c)は、本実施形態に係るキャパシタの製造方法を説明する図である。 図4の(a)〜(c)は、本実施形態に係るキャパシタの製造方法を説明する図である。 図5の(a)〜(c)は、本実施形態に係るキャパシタの製造方法を説明する図である。 図6の(a),(b)は、比較例に係るキャパシタの製造方法の一部を説明するである。 図7の(a)〜(c)は、本実施形態に係るキャパシタの製造方法の一部を説明する図である。 図8は、本実施形態に係るキャパシタの別の例を示す断面図である。
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。本願発明の一実施形態は、第1の導電層上にコンデンサの誘電体を構成する第1の絶縁膜を形成する第1工程と、真空蒸着法により、第1の絶縁膜上に選択的に第2の導電層を形成する第2工程と、第2の導電層の表面に液体あるいは気流による圧力を付与する処理をなす第3工程と、第3工程の後、真空蒸着法により、第2の導電層に接する第3の導電層を形成する第4工程と、を含むコンデンサの製造方法である。
このコンデンサの製造方法によれば、第2工程にて第2の導電層を形成するとき、第2の導電層の材料の塊が、第1の絶縁膜上に飛散することがある。この場合、第2の導電層が形成され、第2の導電層の表面に液体あるいは気流による圧力を付与する処理をなした後、上記塊が除去されることにより、当該塊に起因したピンホールが第2の導電層に形成されてしまう。ここで、上記製造方法によれば、第3工程にて、真空蒸着法により、第2の導電層に接する第3の導電層を形成している。これにより、第3工程にて除去された塊に起因した第2の導電層のピンホールを、第3の導電層によって埋めることができる。したがって、上記ピンホールに起因した開口部が第1の導電層上の第1の絶縁膜に形成されることを抑制できるので、上記製造方法によれば、コンデンサの短絡不良を低減できる。
また、第2工程は、第1の開口部を有する第1のマスクを形成した後に、真空蒸着法により第2の導電層を形成する工程を含み、第3工程は、第1のマスクを除去する工程であってもよい。
また、上記製造方法は、第4工程の後、第3の導電層上に第2の絶縁膜を形成する工程と、第2の絶縁膜上に第2の開口部が設けられる第2のマスクを形成する工程と、第2のマスクを用い、第2の開口部によって露出する第2の絶縁膜を除去する工程と、第2の絶縁膜が除去されることによって露出した第3の導電層上に配線を形成する工程と、をさらに備えてもよい。この場合、第2の導電層に形成されたピンホールは第3の導電層によって埋まっているので、第1の導電層と第2及び第3の導電層とは配線を介して導通しない。
また、第2の導電層の厚さは、200nm〜400nmであってもよい。
また、第2工程では、第1の絶縁膜上に設けられる第1の金属層と、第1の金属層上に設けられる第2の金属層とを順に形成し、第4工程では、第2の金属層上に第3の金属層を形成し、第2の金属層の融点は、第1の金属層の融点及び第3の金属層の融点よりも高くてもよい。この場合、上記製造方法が、例えば熱処理工程を有し、当該熱処理工程にて第1の金属層と第3の金属層とにマイグレーションが発生すると、これらのマイグレーションは独立して発生する。このため、平面視において、第1の金属層にマイグレーションが発生する箇所と、第3の金属層にマイグレーションが発生する箇所とは、極めて同一になりにくい。したがって、マイグレーションの発生に伴って金属層に形成される隙間に起因して第1の絶縁膜に開口部が形成されることを抑制できる。
また、第2の金属層は、チタン、白金、タンタル、モリブデン、及びタングステンの少なくとも何れかを含んでもよい。この場合、第2の金属層は高融点を有する。
[本願発明の実施形態の詳細]
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。なお、以下にて説明する本実施形態の半導体装置は、必ずしも半導体を含まなくてもよく、例えば半導体基板上に設けられるキャパシタ等でもよい。
図1は、本実施形態に係るキャパシタを示す断面図である。図1に示されるように、半導体基板2上には、半導体装置であるキャパシタ(コンデンサ)10が設けられている。キャパシタ10は、半導体基板2上の絶縁膜3の表面上に設けられている。キャパシタ10は、絶縁膜3上に設けられる下部電極4と、下部電極4上に設けられる絶縁膜(第1の絶縁膜)5と、絶縁膜5上に設けられる上部電極6とを備えている。キャパシタ10は、絶縁膜5及び上部電極6上に設けられる絶縁膜(第2の絶縁膜)7によって覆われている。キャパシタ10において、下部電極4は配線8に接続されており、上部電極6は、配線9に接続されている。なお、後述するように本実施形態では下部電極4及び上部電極6は金属を含む導電層であることから、キャパシタ10はMIMキャパシタである。
半導体基板2は、結晶成長用の基板であり、平面視にて例えば円形状又は矩形状を有する。半導体基板2として、例えばGaN基板、GaAs基板、又はSi基板等が挙げられる。半導体基板2上には、キャパシタ10に加えて、図示しないトランジスタ等の半導体素子が形成されてもよい。なお、本実施形態における「平面視」とは、キャパシタ10を構成する下部電極4、絶縁膜5、及び上部電極6の積層方向から見ることである。
絶縁膜3は、半導体基板2とキャパシタ10との接触を防ぐ膜である。絶縁膜3は、例えば酸化ケイ素(SiOx)、又は窒化ケイ素(SiN)によって構成される。下部電極4の酸化を防止する観点から、絶縁膜3は窒化ケイ素膜であってもよい。絶縁膜3は、例えばCVD法(化学気相成長法)により形成される。
下部電極4は、キャパシタ10の一方の電極であり、一又は複数の金属を含む導電層(第1の導電層)である。下部電極4に含まれる金属としては、例えば金(Au)等が挙げられる。下部電極4の厚さは、例えば100nm程度である。下部電極4は、例えば真空蒸着法、スパッタリング法あるいはメッキ法により形成される。
絶縁膜5は、キャパシタ10の誘電体を構成する膜であり、下部電極4を覆うように設けられている。絶縁膜5には、下部電極4の上面を露出させるための開口部5aが設けられる。開口部5aは、平面視にて上部電極6と重なっておらず、当該開口部5a内には配線8が設けられている。絶縁膜5は、例えば窒化ケイ素によって構成される。絶縁膜5の厚さは、例えば250nm程度である。絶縁膜5は、例えばプラズマCVD法により形成される。
上部電極6は、一又は複数の金属を含む導電層である。上部電極6は、絶縁膜5を介して下部電極4と重なっており、平面視にて下部電極4よりも小さい。このため、下部電極4の一部は上部電極6と重なっていない。上部電極6は、半導体基板2側から第1の金属層21と、第2の金属層22と、第3の金属層23とが順に積層された積層構造を有する。上部電極6の厚さは、例えば200nm〜400nmである。すなわち、第1の金属層21、第2の金属層22、及び第3の金属層23の合計厚さは、例えば200nm〜400nmである。第1の金属層21の厚さは、例えば100nm程度である。第2の金属層22の厚さは、例えば50nm程度である。第3の金属層23の厚さは、例えば100nm程度である。第1の金属層21、第2の金属層22、及び第3の金属層23のそれぞれは、例えば真空蒸着法あるいはスパッタリング法により形成される。
第2の金属層22の融点は、第1の金属層21の融点及び第3の金属層23の融点よりも高くなっている。このため、第1の金属層21を構成する金属と、第2の金属層22を構成する金属とは互いに異なっている。同様に、第2の金属層22を構成する金属と、第3の金属層23を構成する金属とは互いに異なっている。例えば、第1の金属層21及び第3の金属層23を構成する金属が金(Au、融点:1064℃)である場合、第2の金属層22を構成する金属は、チタン(Ti、融点:1668℃)、白金(Pt、融点:1768℃)、タンタル(Ta、融点:3020℃)、モリブデン(Mo、融点:2623℃)、及びタングステン(W、融点:3422℃)の少なくとも何れかを含む。なお、第1の金属層21を構成する金属と、第3の金属層23を構成する金属とは、互いに同一でもよいし、互いに異なってもよい。また、上部電極6は、第1の金属層21を構成する金属がチタン(Ti、融点:1668℃)、白金(Pt、融点:1768℃)、タンタル(Ta、融点:3020℃)、モリブデン(Mo、融点:2623℃)、及びタングステン(W、融点:3422℃)の少なくとも何れかを含み、第2の金属層22を構成する金属が金(Au、融点:1064℃)である構成としてもよい。
絶縁膜7は、大気中の水蒸気等のキャパシタ10への浸入を抑制する保護膜である。絶縁膜7には、絶縁膜5の開口部5aに重なる開口部7aと、上部電極6に重なる開口部7bとが設けられる。開口部7a内には配線8が設けられており、開口部7b内には配線9が設けられている。絶縁膜7は、例えば窒化ケイ素によって構成される。絶縁膜7の厚さは、例えば100nm程度である。絶縁膜7は、例えばCVD法により形成される。
配線8は、キャパシタ10の下部電極4と導通する導電体である。配線8は、絶縁膜5に設けられた開口部5aと、絶縁膜7に設けられた開口部7aとを介して下部電極4の上面に接触している。配線8は、例えば半導体基板2側から金属層24と金属層25とが順に積層された積層構造を有する。図1においては、金属層24において半導体基板2に対向する底面24aの一部は下部電極4、及び絶縁膜5,7のいずれにも接触していないが、当該底面24aの全体が下部電極4、及び絶縁膜5,7のいずれかに接触してもよい。金属層24に含まれる金属としては、例えばTiW/Au等が挙げられ、金属層25に含まれる金属としては、例えばAu等が挙げられる。金属層24は、例えば真空蒸着法あるいはスパッタリング法により形成され、金属層25は、例えば種々のメッキ法により形成される。
配線9は、キャパシタ10の上部電極6と導通する導電体である。配線9は、絶縁膜7に設けられた開口部7bを介して上部電極6の上面に接触している。配線9は、例えば半導体基板2側から金属層26と金属層27とが順に積層された積層構造を有する。図1においては、金属層26において半導体基板2に対向する底面26aの一部は上部電極6及び絶縁膜7のいずれにも接触していないが、当該底面26aの全体が上部電極6及び絶縁膜7のいずれかに接触してもよい。金属層26に含まれる金属としては、例えばTiW/Au等が挙げられ、金属層27に含まれる金属としては、例えばAu等が挙げられる。金属層26は、例えば真空蒸着法あるいはスパッタリング法により形成され、金属層27は、例えば種々のメッキ法により形成される。
次に、図2〜図5を用いながら本実施形態に係るキャパシタ10の製造方法を説明する。図2の(a)〜(c)、図3の(a)〜(c)、図4の(a)〜(c)、及び図5の(a)〜(c)は、本実施形態に係るキャパシタの製造方法を説明する図である。
まず、図2の(a)に示されるように、第1ステップとして、絶縁膜3及び導電層31が予め積層された半導体基板2の当該導電層31上に、パターニングされたレジストマスク32を形成する。例えば、フォトリソグラフィーによってレジストマスク32をパターニングする。なお、絶縁膜3は、CVD法等によって半導体基板2上に予め形成された膜であり、導電層31は、真空蒸着法、スパッタリング法あるいはメッキ法によって絶縁膜3上に予め形成された金属層である。レジストマスク32は、熱処理又は紫外線照射などによって硬化してもよい。
次に、第2ステップとして、導電層31を選択的にエッチングし、図2の(b)に示されるように、下部電極4を形成する。第2ステップでは、導電層31においてレジストマスク32に重ならない部分は、例えばドライエッチングによって除去される。
次に、第3ステップ(第1工程)として、レジストマスク32を除去した後、下部電極4上に絶縁膜5を形成する。第3ステップでは、下部電極4を埋め込むように絶縁膜5を形成する。
次に、第4ステップとして、絶縁膜5上に開口部(第1の開口部)33aが設けられるレジストマスク(第1のマスク)33を形成する。この開口部33aは、平面視にて下部電極4の一部と重なっており、例えば、フォトリソグラフィー又は電子ビーム露光等により形成される。
次に、第5ステップ(第2工程)として、レジストマスク33を用い真空蒸着法により、開口部33aを介して絶縁膜5上に導電層(第2の導電層)34を選択的に形成する。導電層34を真空蒸着法で形成する理由は、次の通りである。スパッタリング法で導電層34を形成する場合、絶縁膜5上にダメージが生じてしまうためである。また、メッキ法で導電層34を形成する場合も同様に、絶縁膜5上にシードメタルをスパッタリング法で形成することになり、絶縁膜5上にダメージが生じてしまうためである。第5ステップでは、絶縁膜5上に第1の金属層21及び第2の金属層22を順に形成することによって、上部電極6の一部である導電層34を形成する。本実施形態では、第1の金属層21を構成する金属と、第2の金属層22を構成する金属とは互いに異なっている。このため、第1の金属層21を形成する工程と、第2の金属層22を形成する工程とは互いに独立した工程である。なお、第5ステップでは、導電層34の厚さが200nm〜400nmになるように、第1の金属層21及び第2の金属層22を形成する。
次に、図2の(c)に示されるように、第6ステップ(第3工程)として、レジストマスク33を除去する。レジストマスク33の除去は、例えば導電層34の表面に液体あるいは気流による圧力を付与する処理を施すことの一例である。第6ステップでは、レジストマスク33、及びレジストマスク33上に形成されていた金属層を例えばリフトオフにより除去する。
次に、図3の(a)に示されるように、第7ステップとして、絶縁膜5上に開口部35aが設けられるレジストマスク35を形成する。この開口部35aは、平面視にて導電層34と重なっており、例えば、フォトリソグラフィー又は電子ビーム露光等により形成される。レジストマスク35の開口部35aの形状は、レジストマスク33の開口部33aの形状と同一であってもよい。
次に、第8ステップ(第4工程)として、レジストマスク35を用い、開口部35aを介して導電層34に接する第3の金属層(第3の導電層)23を形成する。これにより、第1の金属層21、第2の金属層22、及び第3の金属層23が順に積層された積層構造を有する上部電極6を形成する。また、第8ステップでは、下部電極4と、絶縁膜5と、導電層34及び第3の金属層23とにより、半導体基板2上にキャパシタ10が構成される。
次に、図3の(b)に示されるように、第9ステップとして、レジストマスク35を除去した後、上部電極6上に絶縁膜7を形成する。第9ステップでは、まずレジストマスク35、及びレジストマスク35上に形成されていた金属層を例えばリフトオフにより除去する。そして、上部電極6を埋め込むように絶縁膜7を形成する。
次に、図3の(c)に示されるように、第10ステップとして、絶縁膜7上にパターニングされたレジストマスク36を形成する。例えば、フォトリソグラフィーによってレジストマスク36をパターニングする。第10ステップでは、少なくともキャパシタ10の全体に重なるようにレジストマスク36を形成する。より具体的には、少なくとも下部電極4の全体に重なるようにレジストマスク36を形成する。
次に、図4の(a)に示されるように、第11ステップとして、レジストマスク36から露出している絶縁膜7を選択的に除去する。加えて、絶縁膜7において除去される部分に重なる絶縁膜3,5も除去する。絶縁膜3,5,7を選択的に除去した後、レジストマスク36を除去する。第11ステップでは、絶縁膜3,5,7の一部は、例えばフッ素系ガスを用いたドライエッチングによって除去される。
次に、図4の(b)に示されるように、第12ステップとして、絶縁膜7上に開口部37a,37bが設けられるレジストマスク(第2のマスク)37を形成する。開口部(第2の開口部)37aは、平面視にて上部電極6の一部に重なるように設けられる。一方、開口部37bは、平面視にて上部電極6に重ならず、且つ、下部電極4の一部に重なって設けられる。開口部37a,37bは、例えばフォトリソグラフィー又は電子ビーム露光等により形成される。
次に、図4の(c)に示されるように、第13ステップとして、レジストマスク37を用い、開口部37a,37bによって露出する絶縁膜7を除去し、開口部37aに重なる開口部7bと開口部37bに重なる開口部7aとを絶縁膜7に形成する。加えて、絶縁膜7の開口部7aに重なる絶縁膜5も除去し、開口部5aを絶縁膜5に形成する。これにより、下部電極4の一部が開口部5a,7aによって露出し、上部電極6の一部が開口部7bによって露出する。
次に、図5の(a)に示されるように、第14ステップとして、レジストマスク37上に金属層38を形成する。第14ステップでは、開口部5a,7a,37bを介して下部電極4に接すると共に、開口部7b,37aを介して上部電極6に接する金属層38を形成する。例えばスパッタリング法により金属層38を形成する。
次に、図5の(b)に示されるように、第15ステップとして、金属層38上に開口部39a,39bが設けられるレジストマスク39を形成する。開口部39aは開口部5a,7a内の金属層38を露出するように設けられ、開口部39bは開口部7b内の金属層38を露出するように設けられる。開口部39a,39bは、例えばフォトリソグラフィー又は電子ビーム露光等により形成される。
次に、図5の(c)に示されるように、第16ステップとして、開口部39aによって露出する金属層38上に金属層25を形成すると共に、開口部39bによって露出する金属層38上に金属層27を形成する。第16ステップでは、例えば露出した金属層38をシードとしたメッキ法により、金属層25,27をそれぞれ形成する。
次に、金属層25,27を形成後、まずレジストマスク39を除去する。そして、レジストマスク39の除去により露出した金属層38を選択的に除去することによって、図1に示される金属層24,26を形成する。これにより、金属層24,25を有する配線8を絶縁膜5,7の一部が除去されることによって露出した下部電極4上に形成すると共に、金属層26,27を有する配線9を絶縁膜7の一部が除去されることによって露出した上部電極6上に形成する。そして、配線8,9の形成後にレジストマスク37を除去することによって、図1に示されるように、配線8,9に接続されるキャパシタ10を形成する。なお、金属層38を選択的に除去することにより、配線8,9を電気的に絶縁させる。
次に、図6〜8を用いながら本実施形態に係るキャパシタ10の作用効果について説明する。図6の(a),(b)は、比較例に係るキャパシタの製造方法の一部を説明する図である。図7の(a)〜(c)は、本実施形態に係るキャパシタの製造方法の一部を説明する図である。図8は、本実施形態に係るキャパシタの別の例を示す断面図である。
図6の(a)に示されるように、比較例に係るキャパシタ110は、下部電極4、絶縁膜5、及び絶縁膜5上に設けられる上部電極106によって構成されている。上部電極106は、単一の金属層から構成されており、真空蒸着法等によって形成される。上部電極106の一部には、直径数μm程度のピンホール(開口部)106aが形成されている。例えば、上部電極106を構成する導電層を真空蒸着法等によって形成する際に上部電極106の材料の塊が絶縁膜5上に飛散し、且つ、当該塊が上部電極106のパターニング時等に除去されることによって、上記ピンホール106aが形成される。
ピンホール106aが上部電極106によって形成されると、上部電極106上に絶縁膜7を形成した後、当該ピンホール106aには絶縁膜7が埋め込まれる。この場合、上部電極106上の絶縁膜7を除去する際に、絶縁膜7だけでなく、当該絶縁膜7の除去によって露出された絶縁膜5も除去される。このため、絶縁膜7の除去後に絶縁膜5に開口部5bが形成されてしまう。そして、図6の(b)に示されるように金属層38を上部電極106上に形成すると、金属層38は上部電極106だけでなく開口部5aを介して下部電極4にも接触する。これにより、上部電極106と下部電極4とが金属層38を介して導通し、キャパシタ110が構成されなくなってしまう。
一方、本実施形態に係るキャパシタ10の製造方法によれば、図2の(b)に示されるように、レジストマスク33を用いることによって導電層34を形成する。このとき、図7の(a)に示されるように、導電層34の材料の塊Lが、露出される絶縁膜5上に飛散することがある。この場合、図2の(c)に示されるようにレジストマスク33が除去(例えば、リフトオフ工程時の液体(剥離液など)を用いた除去)される際に、塊Lがレジストマスク33と同時に除去される。塊Lは、上記リフトオフ工程以外にも、例えば、ドライエッチングなどの気流による圧力(例えば、Arガスを用いたエッチングによるAuの除去)を付与することでも除去することができる。これにより、図7の(b)に示されるように、当該塊Lに起因したピンホール34aが導電層34に形成される。ここで、本実施形態によれば、レジストマスク33を除去した後、当該レジストマスク33とは異なるレジストマスク35を用いることによって、図3の(a)に示されるように、第3の金属層23を導電層34上に形成する。これにより、図7の(c)に示されるように、導電層34に形成されたピンホール34aを、第3の金属層23によって埋めることができる。なお、導電層34と第3の金属層23を同じマスクで形成し、導電層34に形成された塊L上に第3の金属層23を形成した場合には、塊Lの形状や大きさは色々であるため、第3の金属層23により導電層34の表面を被覆することは困難である。そのため、導電層34と第3の金属層23を形成後、マスクを除去する手順(このとき、塊Lが除去される)では、当該塊Lに起因したピンホール34aが導電層34に形成されてしまい、導電層34に形成されたピンホール34aを、第3の金属層23によって埋めることができなくなる。
なお、図8に示されるように、図3の(a)に示されるレジストマスク35を用いて第3の金属層23を導電層34上に形成する際に、第3の金属層23にピンホール23aが形成されることがある。しかしながら、ピンホール34aが形成された箇所に上記ピンホール23aが形成される確率は極めて小さい。このため、導電層34上に形成するピンホール34aは、第3の金属層23によって良好に埋められる。また、ピンホール23aは導電層34上に形成されるため、当該ピンホール23aによって絶縁膜5は露出しない。したがって、本実施形態に係る上記製造方法によって形成されたキャパシタ10によれば、ピンホール34aに起因した開口部が下部電極4上の絶縁膜5に形成されることを抑制できるので、当該キャパシタ10の短絡不良を低減できる。
また、第5ステップは、第4ステップにて開口部33aを有するレジストマスク33を形成した後に、真空蒸着法により導電層34を形成し、第6ステップは、レジストマスク33を除去してもよい。
また、上記製造方法は、第3の金属層23を形成してレジストマスク35を除去した後、第3の金属層23上に絶縁膜7を形成する第9ステップと、絶縁膜7上に開口部37aが設けられるレジストマスク37を形成する第12ステップと、レジストマスク37を用い、開口部37aによって露出する絶縁膜7の一部を除去する第13ステップと、絶縁膜7が除去されることによって露出した第3の金属層23上に配線9を形成するステップと、をさらに備えてもよい。この場合、開口部37aによって露出する絶縁膜7を除去する第13ステップにおいて、導電層34において開口部37aに重なる部分に形成されたピンホール34aを介して絶縁膜5が除去されることを抑制できる。この場合、導電層34に形成されたピンホール34aは第3の金属層23によって埋まっているので、下部電極4と上部電極6とは配線9を介して導通しない。
また、導電層34の厚さは、200nm〜400nmであってもよい。
また、下部電極4、導電層34、及び第3の金属層23のそれぞれは、真空蒸着法あるいはスパッタリング法により形成されてもよい。
また、上記第5ステップでは、絶縁膜5上に設けられる第1の金属層21と、第1の金属層21上に設けられる第2の金属層22とを順に形成し、上記第8ステップでは、第2の金属層22上に第3の金属層23を形成し、第2の金属層22の融点は、第1の金属層21の融点及び第3の金属層23の融点よりも高くてもよい。この場合、上記製造方法が、例えば熱処理工程を有し、当該熱処理工程にて第1の金属層21と第3の金属層23とにマイグレーションが発生すると、これらのマイグレーションは独立して発生する。このため、平面視において、第1の金属層21にマイグレーションが発生する箇所と、第3の金属層23にマイグレーションが発生する箇所とは、極めて同一になりにくい。したがって、マイグレーションの発生に伴って金属層に形成される隙間に起因して絶縁膜5に開口部が形成されることを抑制できる。
また、第2の金属層22は、チタン、白金、タンタル、モリブデン、及びタングステンの少なくとも何れかを含んでもよい。この場合、第2の金属層22は高融点を有する。
本発明によるコンデンサの製造方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態において、下部電極4は複数の金属層が積層された積層構造を有してもよい。下部電極4は、例えばチタン層と金層との積層構造であってもよい。
また、上記実施形態において、導電層34は、必ずしも第1の金属層21及び第2の金属層22を含まなくてもよい。例えば、導電層34は、第1の金属層21及び第2の金属層22のいずれか一方のみでもよい。導電層34が第1の金属層21のみを含む場合、レジストマスク35を形成後であって第3の金属層23の形成前に、第2の金属層22を第1の金属層21上に形成してもよい。換言すると、第3の導電層が第2の金属層22と第3の金属層23とを含んでもよい。この場合、導電層34に形成されたピンホール34aが第2の金属層22によって覆われるため、第1の金属層21と第3の金属層23とが第2の金属層22によって良好に分離される。このため、第2の金属層22及び第3の金属層23を貫通する隙間がより形成されにくくなる。
また、上記実施形態において、第2の金属層22の融点は、第1の金属層21の融点及び第3の金属層23の融点以下でもよい。
また、上記実施形態において、上部電極6は、第1の金属層21、第2の金属層22、及び第3の金属層23に加えて、他の金属層を有してもよい。例えば、上部電極6は、半導体基板2側からチタン層、金層、チタン層、金層、及びチタン層が順に積層された積層構造を有してもよい。このように上部電極6の最外層をチタン層とすることによって、上部電極6と絶縁膜5,7との密着性を向上できる。
また、上記実施形態において、半導体基板2上にキャパシタ10以外の半導体素子が設けられる場合、キャパシタ10は、当該半導体素子の形成前に設けられてもよいし、形成後に設けられてもよい。もしくは、キャパシタ10と半導体素子とを同時に形成してもよい。
2…半導体基板、4…下部電極(第1の導電層)、5…絶縁膜(第1の絶縁膜)、5a…開口部、6…上部電極、7…絶縁膜(第2の絶縁膜)、7a,7b…開口部、8,9…配線、10…キャパシタ(コンデンサ)、21…第1の金属層、22…第2の金属層、23…第3の金属層(第3の導電層)、33…レジストマスク(第1のマスク)、33a…開口部(第1の開口部)、34…導電層(第2の導電層)、34a…ピンホール、35…レジストマスク、35a…開口部、37…レジストマスク(第2のマスク)、37a…開口部(第2の開口部)、106…上部電極、106a…ピンホール、L…塊。

Claims (6)

  1. 第1の導電層上にコンデンサの誘電体を構成する第1の絶縁膜を形成する第1工程と、
    真空蒸着法により、前記第1の絶縁膜上に選択的に第2の導電層を形成する第2工程と、
    前記第2の導電層の表面に液体あるいは気流による圧力を付与する処理をなす第3工程と、
    前記第3工程の後、真空蒸着法により、前記第2の導電層に接する第3の導電層を形成する第4工程と、
    を含むコンデンサの製造方法。
  2. 前記第2工程は、第1の開口部を有する第1のマスクを形成した後に、真空蒸着法により第2の導電層を形成する工程を含み、
    前記第3工程は、前記第1のマスクを除去する工程である、請求項1に記載のコンデンサの製造方法。
  3. 前記第4工程の後、前記第3の導電層上に第2の絶縁膜を形成する工程と、
    前記第2の絶縁膜上に第2の開口部が設けられる第2のマスクを形成する工程と、
    前記第2のマスクを用い、前記第2の開口部によって露出する前記第2の絶縁膜を除去する工程と、
    前記第2の絶縁膜が除去されることによって露出した前記第3の導電層上に配線を形成する工程と、をさらに備える請求項1又は2に記載のコンデンサの製造方法。
  4. 前記第2の導電層の厚さは、200nm〜400nmである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のコンデンサの製造方法。
  5. 前記第2工程では、前記第1の絶縁膜上に設けられる第1の金属層と、前記第1の金属層上に設けられる第2の金属層とを順に形成し、
    前記第4工程では、前記第2の金属層上に第3の金属層を形成し、
    前記第2の金属層の融点は、前記第1の金属層の融点及び前記第3の金属層の融点よりも高い、請求項1〜4のいずれか一項に記載のコンデンサの製造方法。
  6. 前記第2の金属層は、チタン、白金、タンタル、モリブデン、及びタングステンの少なくとも何れかを含む、請求項5に記載のコンデンサの製造方法。
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