JP3348564B2 - Method for manufacturing dielectric capacitor - Google Patents

Method for manufacturing dielectric capacitor

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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、上部電極、下部電極及
び誘電体膜を有する誘電体キャパシタの製造方法に関す
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 dielectric capacitor having an upper electrode, a lower electrode and a dielectric film.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種の膜等のパターニングに際しては、
従来から、リソグラフィでレジストを所望のパターンに
加工し、このレジストをマスクにしてエッチングを行う
ことが多用されている。
2. Description of the Related Art When patterning various films, etc.,
2. Description of the Related Art Conventionally, it has been frequently used to process a resist into a desired pattern by lithography and perform etching using the resist as a mask.

【0003】しかし、誘電体膜としてペロブスカイト型
誘電体膜を用いる誘電体キャパシタでは、その電極とし
て一般に高融点貴金属膜が用いられており、高融点貴金
属膜のエッチングに際しては、レジストとの選択比が低
く、エッチング種と高融点貴金属との反応性を高めるた
めにウェハを300℃程度の高温にする必要もある。こ
のため、レジストはエッチングのマスクに適しておら
ず、SiO2 膜やSOG膜等の無機膜がエッチングのマ
スクとして用いられている。
However, in a dielectric capacitor using a perovskite type dielectric film as a dielectric film, a high melting point noble metal film is generally used as an electrode thereof. It is also necessary to raise the temperature of the wafer to about 300 ° C. in order to increase the reactivity between the etching species and the high melting point noble metal. Therefore, the resist is not suitable for an etching mask, and an inorganic film such as a SiO 2 film or an SOG film is used as an etching mask.

【0004】図2は、上述の様な誘電体キャパシタの製
造方法の一従来例を示している。この一従来例では、図
2(a)に示す様に、下地の層間絶縁膜11上に、層間
絶縁膜11に対する密着層12、高融点貴金属膜13、
誘電体膜14、高融点貴金属膜15及び無機膜16を順
次に堆積させる。
FIG. 2 shows a conventional example of a method for manufacturing a dielectric capacitor as described above. In this conventional example, as shown in FIG. 2A, an adhesion layer 12 to the interlayer insulating film 11, a high melting point noble metal film 13,
The dielectric film 14, the high melting point noble metal film 15, and the inorganic film 16 are sequentially deposited.

【0005】次に、図2(b)に示す様に、無機膜16
上でリソグラフィによってレジスト17を上部電極のパ
ターンに加工し、このレジスト17をマスクにして無機
膜16をエッチングする。そして、図2(c)に示す様
に、レジスト17を除去した後、無機膜16をマスクに
して高融点貴金属膜15をエッチングする。
[0005] Next, as shown in FIG.
The resist 17 is processed into an upper electrode pattern by lithography, and the inorganic film 16 is etched using the resist 17 as a mask. Then, as shown in FIG. 2C, after removing the resist 17, the high melting point noble metal film 15 is etched using the inorganic film 16 as a mask.

【0006】次に、図2(d)に示す様に、無機膜16
とは別の無機膜21を堆積させ、この無機膜21上でリ
ソグラフィによってレジスト22を下部電極のパターン
に加工する。そして、図2(e)に示す様に、レジスト
22をマスクにして無機膜21をエッチングし、レジス
ト22を除去した後、無機膜21をマスクにして誘電体
膜14、高融点貴金属膜13及び密着層12を連続的に
エッチングして、この誘電体キャパシタ23を完成させ
る。
[0006] Next, as shown in FIG.
Another inorganic film 21 is deposited, and a resist 22 is processed into a pattern of a lower electrode by lithography on the inorganic film 21. Then, as shown in FIG. 2E, the inorganic film 21 is etched using the resist 22 as a mask, and after removing the resist 22, the dielectric film 14, the high melting point noble metal film 13 and the inorganic film 21 are used as a mask. The adhesion layer 12 is continuously etched to complete the dielectric capacitor 23.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、無機膜1
6、21はレジスト17、22の様には容易に除去する
ことができないので、通常は、誘電体キャパシタ23上
に残される。しかし、2層の無機膜16、21が誘電体
キャパシタ23上に残っていると、この誘電体キャパシ
タ23による段差が大きい。このため、上述の一従来例
では、後のCVD法による層間絶縁膜(図示せず)の堆
積やその平坦化が容易でなかった。
The inorganic film 1
Since the layers 6 and 21 cannot be easily removed like the resists 17 and 22, they are usually left on the dielectric capacitor 23. However, if the two inorganic films 16 and 21 remain on the dielectric capacitor 23, the step due to the dielectric capacitor 23 is large. For this reason, in the above-described conventional example, it is not easy to deposit and planarize an interlayer insulating film (not shown) by the later CVD method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の誘電体キャパ
シタの製造方法は、第1の導電膜、誘電体膜及び第2の
導電膜を順次に積層させる工程と、下部電極のパターン
の無機膜を前記第2の導電膜上に形成する工程と、前記
無機膜をマスクにして前記第2の導電膜及び前記誘電体
膜をエッチングする工程と、前記エッチングの後に前記
無機膜を上部電極のパターンに加工する工程と、前記上
部電極のパターンの前記無機膜をマスクにして前記第2
の導電膜をエッチングすると共に、前記誘電体膜をマス
クにして前記第1の導電膜をエッチングする工程とを具
備することを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a dielectric capacitor, comprising the steps of sequentially laminating a first conductive film, a dielectric film, and a second conductive film; Forming a film on the second conductive film, etching the second conductive film and the dielectric film using the inorganic film as a mask, and forming the inorganic film on the upper electrode after the etching. Processing into a pattern, and using the inorganic film of the pattern of the upper electrode as a mask,
And etching the first conductive film using the dielectric film as a mask.

【0009】請求項2の誘電体キャパシタの製造方法
は、請求項1の誘電体キャパシタの製造方法において、
前記誘電体膜としてペロブスカイト型誘電体膜を用いる
ことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a dielectric capacitor, comprising:
It is characterized in that a perovskite type dielectric film is used as the dielectric film.

【0010】請求項3の誘電体キャパシタの製造方法
は、請求項2の誘電体キャパシタの製造方法において、
前記ペロブスカイト型誘電体膜としてPZT膜を用い、
前記第1及び第2の導電膜としてPt膜を用いることを
特徴としている。
A third aspect of the present invention is directed to a method of manufacturing a dielectric capacitor according to the second aspect.
Using a PZT film as the perovskite type dielectric film,
A Pt film is used as the first and second conductive films.

【0011】[0011]

【作用】本発明による誘電体キャパシタの製造方法で
は、上部電極及び下部電極のエッチングに際して同一の
無機膜をマスクとして共用しており、しかも、上部電極
及び下部電極の両方のエッチングによって無機膜の膜厚
が減少するので、エッチングの終了後に残る無機膜の膜
厚が薄い。
In the method of manufacturing a dielectric capacitor according to the present invention, the same inorganic film is used as a mask when etching the upper electrode and the lower electrode, and the film of the inorganic film is etched by etching both the upper electrode and the lower electrode. Since the thickness is reduced, the thickness of the inorganic film remaining after the end of the etching is small.

【0012】また、無機膜は当初は下部電極のパターン
にするが後に上部電極のパターンにするので、上部電極
のパターンでしか無機膜が残らず、エッチングの終了後
に残る無機膜の範囲が狭い。
Further, since the inorganic film is initially formed as a lower electrode pattern but later as an upper electrode pattern, the inorganic film remains only in the upper electrode pattern, and the range of the inorganic film remaining after etching is narrow.

【0013】また、上部電極及び下部電極のエッチング
に際して同一の無機膜をマスクとして共用しているの
で、マスクとしての無機膜の形成工程が1回でよく、工
程数が少ない。
Further, since the same inorganic film is used as a mask when etching the upper electrode and the lower electrode, the step of forming the inorganic film as a mask may be performed only once, and the number of steps is small.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図1を参照しな
がら説明する。本実施例では、図1(a)に示す様に、
下地の層間絶縁膜31上に、膜厚が200nmであり層
間絶縁膜31に対する密着層としてのTiN膜32、膜
厚が200nmのPt膜33、膜厚が200nmのPZ
T膜34、膜厚が200nmのPt膜35及び膜厚が1
μmでありCVD法によるSiO2 膜36を順次に堆積
させる。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In this embodiment, as shown in FIG.
On the underlying interlayer insulating film 31, a 200 nm thick TiN film 32 as an adhesion layer to the interlayer insulating film 31, a 200 nm thick Pt film 33, and a 200 nm thick PZ
A T film 34, a Pt film 35 having a thickness of 200 nm, and a thickness 1
μm, and a SiO 2 film 36 is sequentially deposited by a CVD method.

【0015】次に、図1(b)に示す様に、SiO2
36上でリソグラフィによってレジスト37を下部電極
のパターンに加工し、このレジスト37をマスクにして
SiO2 膜36をエッチングする。
Next, as shown in FIG. 1B, the resist 37 is processed into a pattern of a lower electrode on the SiO 2 film 36 by lithography, and the SiO 2 film 36 is etched using the resist 37 as a mask.

【0016】次に、図1(c)に示す様に、レジスト3
7を除去した後、SiO2 膜36をマスクにして、O2
/Cl2 混合ガスでPt膜35をエッチングし、更に、
Cl2 /Ar混合ガスで及びPZT膜34をエッチング
する。なお、これらのエッチングによってSiO2 膜3
6も膜厚方向へある程度までエッチングされるが、後に
行うエッチングに対するマスクとしての十分な膜厚は残
っている。
Next, as shown in FIG.
7 is removed, and the SiO 2 film 36 is used as a mask to remove O 2
The Pt film 35 is etched with a / Cl 2 mixed gas.
The PZT film 34 is etched with a Cl 2 / Ar mixed gas. Note that the SiO 2 film 3 is formed by these etchings.
6 is also etched to some extent in the film thickness direction, but a sufficient film thickness remains as a mask for etching performed later.

【0017】次に、図1(d)に示す様に、SiO2
36上でリソグラフィによってレジスト42を上部電極
のパターンに加工し、このレジスト42をマスクにして
SiO2 膜36をエッチングする。
Next, as shown in FIG. 1D, the resist 42 is processed into a pattern of an upper electrode by lithography on the SiO 2 film 36, and the SiO 2 film 36 is etched using the resist 42 as a mask.

【0018】次に、図1(e)に示す様に、レジスト4
2を除去した後、O2 /Cl2 混合ガスで、SiO2
36をマスクにしてPt膜35をエッチングすると共に
PZT膜34をマスクにしてPt膜33をエッチング
し、更に、PZT膜34をマスクにしてF系ガスでTi
N膜32をエッチングして、この誘電体キャパシタ43
を完成させる。
Next, as shown in FIG.
2 is removed, the Pt film 35 is etched with an O 2 / Cl 2 mixed gas using the SiO 2 film 36 as a mask, the Pt film 33 is etched using the PZT film 34 as a mask, and the PZT film 34 is further etched. Use Ti as a mask with F-based gas
By etching the N film 32, the dielectric capacitor 43
To complete.

【0019】以上の様な実施例では、SiO2 膜36
は、図1(c)の工程におけるPt膜35及びPZT膜
34のエッチングと、図1(e)の工程におけるPt膜
35のエッチングとの、両方のマスクになっている。こ
のため、既述の一従来例のうちで図2(c)の工程にお
ける高融点貴金属膜15のエッチングのマスクにしかな
っていない無機膜16の最終的な膜厚よりも、SiO2
膜36の最終的な膜厚の方が薄い。
In the above embodiment, the SiO 2 film 36 is used.
Are masks for both the etching of the Pt film 35 and the PZT film 34 in the step of FIG. 1C and the etching of the Pt film 35 in the step of FIG. For this reason, in the conventional example described above, the SiO 2 is more thicker than the final film thickness of the inorganic film 16 which is only a mask for etching the high melting point noble metal film 15 in the step of FIG.
The final thickness of the film 36 is smaller.

【0020】しかも、図1(e)からも明らかな様に、
誘電体キャパシタ43全体のパターンつまり下部電極の
パターンではなく、上部電極のみのパターンで、1層の
SiO2 膜36が残るだけである。従って、本実施例で
は、誘電体キャパシタ43による段差が少なく、後のC
VD法による層間絶縁膜(図示せず)の堆積やその平坦
化が容易である。
Moreover, as is clear from FIG. 1 (e),
The pattern of the upper electrode is not the pattern of the entire dielectric capacitor 43, that is, the pattern of the lower electrode, but only the SiO 2 film 36 remains. Therefore, in this embodiment, the step due to the dielectric capacitor 43 is small, and
The deposition of the interlayer insulating film (not shown) by the VD method and its planarization are easy.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明による誘電体キャパシタの製造方
法では、上部電極及び下部電極のエッチングの終了後に
残るマスクとしての無機膜の膜厚が薄く且つその範囲が
狭いので、誘電体キャパシタによる段差が少なく、その
後の層間絶縁膜の堆積やその平坦化が容易である。ま
た、マスクとしての無機膜の形成工程が1回でよく、工
程数が少ないので、誘電体キャパシタを低コストで製造
することができる。
In the method for manufacturing a dielectric capacitor according to the present invention, since the thickness of the inorganic film as a mask remaining after the etching of the upper electrode and the lower electrode is thin and its range is narrow, a step due to the dielectric capacitor is reduced. It is easy to deposit and planarize the interlayer insulating film thereafter. Further, the step of forming the inorganic film as a mask may be performed only once, and the number of steps is small, so that a dielectric capacitor can be manufactured at low cost.

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

【図1】本発明の一実施例を工程順に示す側断面図であ
る。
FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of the present invention in the order of steps.

【図2】本発明の一従来例を工程順に示す側断面図であ
る。
FIG. 2 is a side sectional view showing a conventional example of the present invention in the order of steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

32 TiN膜 33 Pt膜 34 PZT膜 35 Pt膜 36 SiO2 膜 43 誘電体キャパシタ32 TiN film 33 Pt film 34 PZT film 35 Pt film 36 SiO 2 film 43 Dielectric capacitor

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/822 H01L 21/28 H01L 27/04 H01L 27/108 H01L 21/8242 Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/822 H01L 21/28 H01L 27/04 H01L 27/108 H01L 21/8242

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1の導電膜、誘電体膜及び第2の導電
膜を順次に積層させる工程と、 下部電極のパターンの無機膜を前記第2の導電膜上に形
成する工程と、 前記無機膜をマスクにして前記第2の導電膜及び前記誘
電体膜をエッチングする工程と、 前記エッチングの後に前記無機膜を上部電極のパターン
に加工する工程と、 前記上部電極のパターンの前記無機膜をマスクにして前
記第2の導電膜をエッチングすると共に、前記誘電体膜
をマスクにして前記第1の導電膜をエッチングする工程
とを具備することを特徴とする誘電体キャパシタの製造
方法。
A step of sequentially laminating a first conductive film, a dielectric film, and a second conductive film; a step of forming an inorganic film having a pattern of a lower electrode on the second conductive film; Etching the second conductive film and the dielectric film using an inorganic film as a mask; processing the inorganic film into an upper electrode pattern after the etching; and the inorganic film having the upper electrode pattern Etching the second conductive film with the mask as a mask, and etching the first conductive film with the dielectric film as a mask.
【請求項2】 前記誘電体膜としてペロブスカイト型誘
電体膜を用いることを特徴とする請求項1記載の誘電体
キャパシタの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein a perovskite type dielectric film is used as said dielectric film.
【請求項3】 前記ペロブスカイト型誘電体膜としてP
ZT膜を用い、 前記第1及び第2の導電膜としてPt膜を用いることを
特徴とする請求項2記載の誘電体キャパシタの製造方
法。
3. The method according to claim 1, wherein the perovskite dielectric film is P
3. The method according to claim 2, wherein a ZT film is used, and a Pt film is used as the first and second conductive films.
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