JP2907767B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2907767B2
JP2907767B2 JP7329999A JP32999995A JP2907767B2 JP 2907767 B2 JP2907767 B2 JP 2907767B2 JP 7329999 A JP7329999 A JP 7329999A JP 32999995 A JP32999995 A JP 32999995A JP 2907767 B2 JP2907767 B2 JP 2907767B2
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titanium
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能久 長野
英治 藤井
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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、高誘電率を有する
誘電体膜または強誘電体膜を容量絶縁膜とする容量素子
を内蔵する半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a built-in capacitive element using a dielectric film having a high dielectric constant or a ferroelectric film as a capacitive insulating film.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年マイクロコンピュータ等の高速化、
低消費電力化の傾向が進む中で民生用電子機器が一段と
高度化し、使用される半導体装置もその半導体素子の微
細化が急速に進んできている。それに伴って電子機器か
ら発生される電磁波雑音である不要輻射が大きな問題に
なっており、この不要輻射低減対策として高誘電率を有
する誘電体(以下単に高誘電体という)を容量絶縁膜と
する大容量の容量素子を半導体集積回路装置等に内蔵す
る技術が注目をあびている。また、ダイナミックRAM
の高集積化に伴い、従来の珪素酸化物または窒化物の代
わりに高誘電体を容量絶縁膜として用いる技術が広く研
究されている。さらに、従来にない低動作電圧かつ高速
書き込み読み出し可能な不揮発性RAMの実用化を目指
し、自発分極特性を有する強誘電体膜に関する研究開発
が盛んに行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, the speed of microcomputers and the like has been increased,
With the trend toward lower power consumption, consumer electronic devices have become more sophisticated, and semiconductor devices used have been rapidly miniaturized. As a result, unnecessary radiation, which is electromagnetic wave noise generated from electronic devices, has become a major problem. As a measure to reduce this unnecessary radiation, a dielectric having a high dielectric constant (hereinafter simply referred to as a high dielectric) is used as a capacitive insulating film. Attention has been paid to a technology for incorporating a large-capacity capacitive element in a semiconductor integrated circuit device or the like. Also, dynamic RAM
With the increase in integration of semiconductor devices, techniques for using a high dielectric as a capacitor insulating film instead of the conventional silicon oxide or nitride have been widely studied. Further, research and development on ferroelectric films having spontaneous polarization characteristics have been actively pursued with the aim of putting a non-volatile RAM capable of high-speed writing and reading at a low operating voltage unprecedented.

【0003】以下従来の半導体装置の製造方法につい
て、図面を参照しながら説明する。図4(a)〜(d)
は従来の半導体装置の製造工程における工程断面図およ
び工程フローチャートである。
Hereinafter, a conventional method for manufacturing a semiconductor device will be described with reference to the drawings. FIG. 4 (a) to (d)
3A and 3B are a process cross-sectional view and a process flowchart in a conventional semiconductor device manufacturing process.

【0004】まず図4(a)に示すように、シリコン基
板1の上に分離酸化膜2、トランジスタのソースおよび
ドレインとなる拡散領域3、ポリシリコンよりなるゲー
ト電極4およびシリコン酸化膜よりなる層間絶縁膜5等
を形成し、その上にチタンと白金の多層膜よりなる下電
極6a、PZTやSrBi2Ta29等の強誘電体膜よ
りなる容量絶縁膜6bおよび白金よりなる上電極6cを
全面に形成する。次に各層をアルゴンイオンを用いたイ
オンミリング等のドライエッチング法により所望のパタ
ーンにエッチングし、容量素子6を形成する。次に図4
(b)に示すように、容量素子用の保護絶縁膜7を全面
に形成し、拡散領域3、下電極6aおよび上電極6cに
達するコンタクトホール8を形成する。次に図4(c)
に示すように、全面に第1の配線層9および第2の配線
層10を形成する。なお、第1の配線層は容量素子の電
極材料である白金と第2の配線層の材料であるアルミニ
ウムとの共晶反応を抑制するための拡散バリヤ層であ
り、窒化チタンが用いられる。次に、図4(d)に示す
ように、第1の配線層9と第2の配線層10とを選択的
にエッチングし、その後容量素子に加わるストレスを緩
和するために窒素雰囲気中で温度450℃の熱処理を行
う。
First, as shown in FIG. 4A, an isolation oxide film 2, a diffusion region 3 serving as a source and a drain of a transistor, a gate electrode 4 made of polysilicon, and an interlayer made of a silicon oxide film are formed on a silicon substrate 1. An insulating film 5 and the like are formed, and a lower electrode 6a made of a multilayer film of titanium and platinum, a capacitive insulating film 6b made of a ferroelectric film such as PZT or SrBi 2 Ta 2 O 9 and an upper electrode 6c made of platinum are formed thereon. Is formed on the entire surface. Next, each layer is etched into a desired pattern by a dry etching method such as ion milling using argon ions to form the capacitor 6. Next, FIG.
As shown in (b), a protective insulating film 7 for a capacitor is formed on the entire surface, and a contact hole 8 reaching the diffusion region 3, the lower electrode 6a and the upper electrode 6c is formed. Next, FIG.
As shown in FIG. 1, a first wiring layer 9 and a second wiring layer 10 are formed on the entire surface. The first wiring layer is a diffusion barrier layer for suppressing a eutectic reaction between platinum as an electrode material of the capacitor and aluminum as a material of the second wiring layer, and titanium nitride is used. Next, as shown in FIG. 4D, the first wiring layer 9 and the second wiring layer 10 are selectively etched, and then the temperature is increased in a nitrogen atmosphere to reduce stress applied to the capacitor. A heat treatment at 450 ° C. is performed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の製造方法により作製された半導体装置では、第1およ
び第2の配線層形成後の熱処理によっても、容量素子に
作用するストレスが依然として非常に大きく、その結
果、容量素子のリーク電流が増加し、さらに絶縁耐圧が
低下していた。
However, in the semiconductor device manufactured by the above-mentioned conventional manufacturing method, the stress acting on the capacitance element is still very large even by the heat treatment after the formation of the first and second wiring layers. As a result, the leakage current of the capacitor has increased, and the dielectric strength has been further reduced.

【0006】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、配線層を形成しても高誘電体または強誘電体を容
量絶縁膜とする容量素子のリーク電流の増加および絶縁
耐圧の低下を防止できる半導体装置の製造方法を提供す
ることを課題とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems. Even if a wiring layer is formed, an increase in leakage current and a decrease in withstand voltage of a capacitive element using a high dielectric or ferroelectric as a capacitive insulating film can be prevented. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device which can prevent such a problem.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の半導体装置の製造方法は、少なくとも高誘電
率を有する誘電体膜または強誘電体膜を容量絶縁膜とす
る容量素子が形成された半導体基板に第1の配線層を形
成する工程と、第1の熱処理を行う工程と、第1の配線
層上に第2の配線層を形成する工程と、第1の配線層と
第2の配線層を選択的にエッチングする工程と、第2の
熱処理を行う工程とを有する。
In order to solve the above-mentioned problems, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is directed to a method of manufacturing a semiconductor device having at least a dielectric film or a ferroelectric film having a high dielectric constant as a capacitive insulating film. Forming a first wiring layer on the formed semiconductor substrate; performing a first heat treatment; forming a second wiring layer on the first wiring layer; A step of selectively etching the second wiring layer and a step of performing a second heat treatment.

【0008】この本発明によれば、高誘電体または強誘
電体を容量絶縁膜とする容量素子のリーク電流の増加お
よび絶縁耐圧の低下を防止することができる。
According to the present invention, it is possible to prevent an increase in leakage current and a decrease in dielectric strength of a capacitive element using a high dielectric or ferroelectric as a capacitive insulating film.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、少なくとも高誘電率を有する誘電体膜または強誘電
体膜を容量絶縁膜とする容量素子が形成された半導体基
板に第1の配線層を形成する工程と、半導体基板に第1
の熱処理を行う工程と、第1の配線層上に第2の配線層
を形成する工程と、第1,第2の配線層を選択的にエッ
チングする工程と、半導体基板に第2の熱処理を行う工
程とを有しており、容量素子に作用するストレスを各配
線層形成後の熱処理により低減できるため、高誘電体膜
および強誘電体膜を容量絶縁膜とする容量素子のリーク
電流の増加および絶縁耐圧の低下を防止することができ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention is directed to a semiconductor substrate on which a capacitive element using at least a dielectric film having a high dielectric constant or a ferroelectric film as a capacitive insulating film is formed. Forming a first wiring layer;
Performing a second heat treatment, forming a second wiring layer on the first wiring layer, selectively etching the first and second wiring layers, and performing a second heat treatment on the semiconductor substrate. The stress acting on the capacitive element can be reduced by heat treatment after forming each wiring layer, so that the leakage current of the capacitive element using the high dielectric film and the ferroelectric film as the capacitive insulating film is increased. In addition, a decrease in dielectric strength can be prevented.

【0010】また請求項2に記載の発明は、第1の熱処
理工程の雰囲気を窒素あるいはアルゴンなどの不活性ガ
スまたはこれらの混合ガス、もしくは真空で行うという
ものであり、これにより配線層の抵抗を上昇させること
なく容量素子へのストレスを低減することができる。
According to a second aspect of the present invention, the atmosphere of the first heat treatment step is performed with an inert gas such as nitrogen or argon, or a mixed gas thereof, or a vacuum. Can be reduced without increasing the capacitance.

【0011】請求項3に記載の発明は、第1の熱処理工
程の温度を300℃以上、450℃以下とするものであ
り、これによりトランジスタの特性を劣化させることな
く容量素子へのストレスを低減することができる。
According to a third aspect of the present invention, the temperature of the first heat treatment step is set to 300 ° C. or more and 450 ° C. or less, thereby reducing stress on the capacitor without deteriorating the characteristics of the transistor. can do.

【0012】また請求項4に記載の発明は、第1の熱処
理工程を450℃以上、550℃以下の温度での急速昇
温アニール法により行うというものであり、これにより
比較的高い温度でもトランジスタの特性を劣化させるこ
となく容量素子へのストレスを低減することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the first heat treatment step is performed by a rapid temperature rise annealing method at a temperature of 450 ° C. or more and 550 ° C. or less. Can be reduced without deteriorating the characteristics of the capacitor.

【0013】請求項5に記載の発明は、第1の配線層が
窒化チタン、チタンタングステン、またはチタンと窒化
チタンとの多層膜、もしくはチタンとチタンタングステ
ンとの多層膜であるというものである。
According to a fifth aspect of the present invention, the first wiring layer is made of titanium nitride, titanium tungsten, a multilayer film of titanium and titanium nitride, or a multilayer film of titanium and titanium tungsten.

【0014】また請求項6に記載の発明は、第2の配線
層がアルミニウムを含む金属層であるというものであ
る。
According to a sixth aspect of the present invention, the second wiring layer is a metal layer containing aluminum.

【0015】請求項7に記載の発明は、第2の熱処理工
程の雰囲気を窒素、アルゴンなどの不活性ガスまたはこ
れらの混合ガス、または真空で行うというものであり、
これにより配線層の抵抗を上昇させることなく容量素子
へのストレスを低減することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, the atmosphere of the second heat treatment step is performed with an inert gas such as nitrogen or argon or a mixed gas thereof, or a vacuum.
Thus, stress on the capacitor can be reduced without increasing the resistance of the wiring layer.

【0016】請求項8に記載の発明は、第2の熱処理工
程の温度を300℃以上、450℃以下とするものであ
り、これによりトランジスタの特性を劣化させることな
く容量素子へのストレスを低減することができる。
According to the present invention, the temperature of the second heat treatment step is set to 300 ° C. or more and 450 ° C. or less, thereby reducing the stress on the capacitor without deteriorating the characteristics of the transistor. can do.

【0017】また請求項9に記載の発明は、第2の熱処
理工程を450℃以上、550℃以下での急速昇温アニ
ール法により行うというものであり、これにより比較的
高い温度でもトランジスタの特性を劣化させることなく
容量素子へのストレスを低減することができる。
According to a ninth aspect of the present invention, the second heat treatment step is performed by a rapid temperature rise annealing method at a temperature of 450 ° C. or more and 550 ° C. or less. Stress on the capacitive element can be reduced without deteriorating the capacitance.

【0018】以下本発明の実施の形態について、図を参
照しながら説明する。図1(a)〜(e)は本発明の第
1の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程断
面図および工程フローチャートである。まず図1(a)
および(b)に示すように、半導体集積回路が作り込ま
れたシリコン基板1上にチタンと白金の多層膜よりなる
下電極6a、SrBi2Ta29よりなる容量絶縁膜6
bおよび白金よりなる上電極6cよりなる容量素子6、
容量素子用保護絶縁膜7およびコンタクトホール8を従
来例と同様の方法で形成する。次に、図1(c)に示す
ように、全面を拡散バリヤ層であるチタンと窒化チタン
の積層膜よりなる第1の配線層9で覆う。その後、容量
素子6に作用するストレスを低減するために、第1の熱
処理を行う。なお、第1の熱処理は、温度450℃で6
0分、窒素雰囲気中で行う。次に、図1(d)に示すよ
うに、全面にアルミニウムを含む金属の第2の配線層1
0を形成する。そして、図1(e)に示すように、第1
の配線層および第2の配線層を選択的にエッチングし、
最後に、第2の熱処理を行う。なお第2の熱処理は、温
度450℃で60分、窒素雰囲気中で行う。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A to 1E are a process sectional view and a process flowchart of a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. First, FIG.
And (b), a lower electrode 6a made of a multilayer film of titanium and platinum, and a capacitive insulating film 6 made of SrBi 2 Ta 2 O 9 are formed on a silicon substrate 1 on which a semiconductor integrated circuit is formed.
b and a capacitive element 6 composed of an upper electrode 6c composed of platinum,
The protection insulating film 7 for the capacitor and the contact hole 8 are formed in the same manner as in the conventional example. Next, as shown in FIG. 1C, the entire surface is covered with a first wiring layer 9 made of a laminated film of titanium and titanium nitride, which is a diffusion barrier layer. After that, a first heat treatment is performed in order to reduce stress acting on the capacitor 6. Note that the first heat treatment is performed at 450 ° C. for 6 hours.
Performed in a nitrogen atmosphere for 0 minutes. Next, as shown in FIG. 1D, a second wiring layer 1 of a metal containing aluminum is formed on the entire surface.
0 is formed. Then, as shown in FIG.
Selectively etching the wiring layer and the second wiring layer,
Finally, a second heat treatment is performed. Note that the second heat treatment is performed at 450 ° C. for 60 minutes in a nitrogen atmosphere.

【0019】このように上記実施の形態によれば、第1
の配線層9を形成した後、第1の熱処理を行うことによ
り、拡散バリア層である第1の配線層9のみによる容量
素子6へのストレスを低減することができる。さらに、
熱処理を窒素雰囲気により行うことにより、配線層の抵
抗を上昇させることなく、かつ強誘電体膜を劣化させる
ことなく容量素子6のストレスを低減できる。
As described above, according to the above embodiment, the first
After the first wiring layer 9 is formed, the first heat treatment is performed, whereby the stress on the capacitor 6 due to only the first wiring layer 9 serving as the diffusion barrier layer can be reduced. further,
By performing the heat treatment in a nitrogen atmosphere, the stress of the capacitor 6 can be reduced without increasing the resistance of the wiring layer and without deteriorating the ferroelectric film.

【0020】第2の熱処理後のストレスを従来例と本実
施の形態とで比較すると、たとえば容量素子6の容量絶
縁膜としてSrBi2Ta29を用いた場合には、図2
に示すように従来例では凸方向のストレスが作用するの
に対して、本実施の形態ではストレスが0になる。これ
により、図3に示すように、容量素子6の容量絶縁膜と
してSrBi2Ta29を用いた場合、リーク電流は3
桁低減し、かつ絶縁耐圧は5倍向上する。つまり十分実
用に耐え得るレベルの高電界での寿命を実現できる。
When the stress after the second heat treatment is compared between the conventional example and this embodiment, for example, when SrBi 2 Ta 2 O 9 is used as the capacitive insulating film of the capacitive element 6, FIG.
As shown in (1), the stress in the convex direction acts in the conventional example, whereas the stress is 0 in the present embodiment. Thereby, as shown in FIG. 3, when SrBi 2 Ta 2 O 9 is used as the capacitive insulating film of the capacitive element 6, the leakage current is 3
It is reduced by an order of magnitude and the dielectric strength is improved by a factor of five. That is, it is possible to realize a life in a high electric field at a level sufficient for practical use.

【0021】また、本実施の形態では、第1の熱処理お
よび第2の熱処理として温度450℃で60分の条件で
の熱処理を用いたが、この熱処理工程の温度範囲は30
0℃〜450℃が望ましい。すなわち、300℃よりも
低い温度では熱処理によるストレス低減の効果がなく、
また、450℃よりも高い温度で熱処理をすると、トラ
ンジスタのソース、ドレインあるいはゲートとのコンタ
クト部においてチタンがシリコン中を拡散してしまうた
め、トランジスタの電気的特性の劣化が発生する。ただ
し、温度300℃での熱処理を行う場合には、温度45
0℃で60分の熱処理と同等の効果を得るには100時
間程度を要する。
In this embodiment, the first heat treatment and the second heat treatment are performed at a temperature of 450 ° C. for 60 minutes.
0 ° C to 450 ° C is desirable. That is, at a temperature lower than 300 ° C., there is no effect of reducing the stress by the heat treatment.
Further, when heat treatment is performed at a temperature higher than 450 ° C., titanium diffuses in silicon at a contact portion with a source, a drain, or a gate of the transistor, so that electrical characteristics of the transistor deteriorate. However, when performing the heat treatment at a temperature of 300 ° C.,
It takes about 100 hours to obtain the same effect as the heat treatment at 0 ° C. for 60 minutes.

【0022】上記実施の形態の第1の熱処理工程に、急
速昇温アニール法(以下RTA法という)を用いること
もできる。
In the first heat treatment step of the above embodiment, a rapid temperature rise annealing method (hereinafter referred to as an RTA method) can be used.

【0023】RTA法は、基板表面へのランプ加熱によ
り、基板表面の温度を急速に高温まで上昇させ、非常に
短い保持時間の後、また急速に温度を下げる熱処理方法
であり、表面温度と比較して基板内部の温度上昇を抑え
ることができるため、本実施の形態に用いた場合、45
0℃以上の温度で熱処理を行っても、コンタクト部にお
いてチタンが拡散することなしに配線層および容量素子
を熱処理することが可能となる。具体的には、昇温速度
100℃/分、温度550℃で60秒保持のRTAの条
件で熱処理することにより、上述した温度450℃で6
0分の条件での熱処理と同等の効果が得られることを確
認した。RTAの温度範囲としては450℃以上、55
0℃以下が望ましい。すなわち450℃よりも低い温度
では短時間のRTA法ではストレス低減の効果がなく、
また550℃よりも高い温度では基板内部の温度上昇が
大きくなり、トランジスタの特性劣化が発生する。
The RTA method is a heat treatment method in which the temperature of the substrate surface is rapidly increased to a high temperature by lamp heating to the substrate surface, and after a very short holding time, the temperature is rapidly decreased. Therefore, the temperature rise inside the substrate can be suppressed.
Even if the heat treatment is performed at a temperature of 0 ° C. or more, it becomes possible to heat-treat the wiring layer and the capacitor without diffusion of titanium in the contact portion. Specifically, by performing a heat treatment under the conditions of RTA at a temperature rising rate of 100 ° C./min and a temperature of 550 ° C. for 60 seconds, the above-mentioned temperature of 450 ° C.
It was confirmed that the same effect as the heat treatment under the condition of 0 minutes was obtained. The temperature range of RTA is 450 ° C. or higher, 55
0 ° C. or less is desirable. That is, at a temperature lower than 450 ° C., the RTA method for a short time has no effect of reducing stress,
If the temperature is higher than 550 ° C., the temperature inside the substrate increases greatly, and the characteristics of the transistor deteriorate.

【0024】なお、上記実施の形態では、第1および第
2の熱処理工程の雰囲気として窒素を用いたが、アルゴ
ンなどの不活性ガス、または窒素とアルゴンの混合ガ
ス、もしくは真空中でも同様の効果を得ることが可能で
ある。
In the above embodiment, nitrogen is used as the atmosphere for the first and second heat treatment steps. However, the same effect can be obtained even in an inert gas such as argon, a mixed gas of nitrogen and argon, or a vacuum. It is possible to get.

【0025】また、上記実施の形態では、第1の配線層
としてチタンと窒化チタンとの多層膜を用いたが、窒化
チタン、チタンとチタンタングステンの多層膜、または
チタンタングステンでも同様の効果が得られる。
In the above embodiment, a multilayer film of titanium and titanium nitride is used as the first wiring layer. However, the same effect can be obtained with titanium nitride, a multilayer film of titanium and titanium tungsten, or titanium tungsten. Can be

【0026】さらに、上記実施の形態では、第2の熱処
理工程として温度450℃で60分の熱処理を行った
が、第2の熱処理を急速昇温アニール法を用いても同様
の効果が得られる。ただし、この場合も450℃以上、
550℃以下の温度範囲が望ましい。
Further, in the above embodiment, the heat treatment is performed at a temperature of 450 ° C. for 60 minutes as the second heat treatment step, but the same effect can be obtained by using the rapid heat-up annealing method as the second heat treatment. . However, also in this case, 450 ° C. or more,
A temperature range of 550 ° C. or less is desirable.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明の方法によれば、全面に第1の配
線層を形成した後に、窒素あるいはアルゴンなどの不活
性ガスまたはこれらを含む混合ガス、もしくは真空中で
の熱処理を行い、引続き第2の配線層を形成することに
より、高誘電体膜または強誘電体膜を容量絶縁膜とする
容量素子のリーク電流の増加および絶縁耐圧の低下を防
止できる優れた信頼性を有する半導体装置を提供するこ
とが可能となる。
According to the method of the present invention, after the first wiring layer is formed on the entire surface, an inert gas such as nitrogen or argon, or a mixed gas containing them, or a heat treatment in a vacuum is performed. By forming the second wiring layer, a semiconductor device having excellent reliability which can prevent an increase in leakage current and a decrease in withstand voltage of a capacitor using a high dielectric film or a ferroelectric film as a capacitor insulating film can be prevented. Can be provided.

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

【図1】(a)〜(e)は本発明の実施の形態の半導体
装置の製造方法における前段工程図
FIGS. 1A to 1E are first-stage process diagrams in a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;

【図2】本発明の実施の形態と従来例における容量素子
に作用する応力を比較する特性図
FIG. 2 is a characteristic diagram comparing stress acting on a capacitive element according to an embodiment of the present invention and a conventional example.

【図3】本発明の実施の形態と従来例における容量素子
のリーク電流および絶縁耐圧を比較する特性図
FIG. 3 is a characteristic diagram comparing a leakage current and a dielectric strength voltage of a capacitive element according to an embodiment of the present invention and a conventional example.

【図4】(a)〜(d)は従来の半導体装置の製造方法
における工程図
FIGS. 4A to 4D are process diagrams in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 分離酸化膜 3 拡散領域 4 ゲート電極 5 層間絶縁膜 6 容量素子 6a 下電極 6b 容量絶縁膜 6c 上電極 7 容量素子用保護絶縁膜 8 コンタクトホール 9 第1の配線層 10 第2の配線層 Reference Signs List 1 silicon substrate 2 isolation oxide film 3 diffusion region 4 gate electrode 5 interlayer insulating film 6 capacitive element 6a lower electrode 6b capacitive insulating film 6c upper electrode 7 protective insulating film for capacitive element 8 contact hole 9 first wiring layer 10 second Wiring layer

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 27/10 451 29/788 29/792 (56)参考文献 特開 平7−50391(JP,A) 特開 平5−304251(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/108 H01L 21/822 H01L 21/8242 H01L 21/8247 H01L 27/04 H01L 27/10 H01L 29/788 H01L 29/792 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI H01L 27/10 451 29/788 29/792 (56) References JP-A-7-50391 (JP, A) JP-A 5-304251 (JP) , A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 27/108 H01L 21/822 H01L 21/8242 H01L 21/8247 H01L 27/04 H01L 27/10 H01L 29/788 H01L 29 / 792

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも高誘電率を有する誘電体膜ま
たは強誘電体膜を容量絶縁膜とする容量素子が形成され
た半導体基板に第1の配線層を形成する工程と、前記半
導体基板に第1の熱処理を行う工程と、前記第1の配線
層上に第2の配線層を形成する工程と、前記第1の配線
層および前記第2の配線層を選択的にエッチングする工
程と、前記半導体基板に第2の熱処理を行う工程とを有
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A step of forming a first wiring layer on a semiconductor substrate on which a capacitive element using at least a dielectric film or a ferroelectric film having a high dielectric constant as a capacitive insulating film is formed; Performing a heat treatment, forming a second wiring layer on the first wiring layer, selectively etching the first wiring layer and the second wiring layer, Performing a second heat treatment on the semiconductor substrate.
【請求項2】 前記第1の熱処理工程の雰囲気が窒素あ
るいはアルゴンなどの不活性ガスまたはこれらの混合ガ
ス、もしくは真空であることを特徴とする請求項1記載
の半導体装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the atmosphere of the first heat treatment step is an inert gas such as nitrogen or argon, or a mixed gas thereof, or a vacuum.
【請求項3】 前記第1の熱処理工程の温度が300℃
以上、450℃以下であることを特徴とする請求項1ま
たは2記載の半導体装置の製造方法。
3. The temperature of the first heat treatment step is 300 ° C.
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the temperature is 450 ° C. or lower.
【請求項4】 前記第1の熱処理工程が450℃以上、
550℃以下の温度での急速昇温アニール法による熱処
理であることを特徴とする請求項1または2記載の半導
体装置の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the first heat treatment step is performed at 450 ° C. or higher.
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the heat treatment is performed by a rapid temperature rise annealing method at a temperature of 550 ° C. or less.
【請求項5】 前記第1の配線層が窒化チタン、チタン
タングステン、またはチタンと窒化チタンとの多層膜、
もしくはチタンとチタンタングステンの多層膜であるこ
とを特徴とする請求項1,2,3または4記載の半導体
装置の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the first wiring layer is titanium nitride, titanium tungsten, or a multilayer film of titanium and titanium nitride.
5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a multilayer film of titanium and titanium tungsten.
【請求項6】 前記第2の配線層がアルミニウムを含む
金属層であることを特徴とする請求項1,2,3,4ま
たは5記載の半導体装置の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein said second wiring layer is a metal layer containing aluminum.
【請求項7】 前記第2の熱処理工程の雰囲気が窒素あ
るいはアルゴンなどの不活性ガスまたはこれらの混合ガ
ス、もしくは真空であることを特徴とする請求項1,
2,3,4,5または6記載の半導体装置の製造方法。
7. The atmosphere of the second heat treatment step is an inert gas such as nitrogen or argon, a mixed gas thereof, or a vacuum.
7. The method for manufacturing a semiconductor device according to 2, 3, 4, 5, or 6.
【請求項8】 前記第2の熱処理工程の温度が300℃
以上、450℃以下であることを特徴とする請求項1か
ら請求項7記載の半導体装置の製造方法。
8. The temperature of the second heat treatment step is 300 ° C.
8. The method according to claim 1, wherein the temperature is 450 ° C. or lower.
【請求項9】 前記第2の熱処理工程が450℃以上、
550℃以下の温度での急速昇温アニール法による熱処
理であることを特徴とする請求項1,2,3,4,5,
6または7記載の半導体装置の製造方法。
9. The method according to claim 1, wherein the second heat treatment step is performed at 450 ° C. or higher.
The heat treatment is performed by a rapid temperature rising annealing method at a temperature of 550 ° C. or less,
8. The method for manufacturing a semiconductor device according to 6 or 7.
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