JP5088700B2 - Ferroelectric memory and manufacturing method of ferroelectric memory - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造方法及び合わせマークの形成方法、半導体装置に関し、特に、合わせマークのサイズが大きい場合でもその異常酸化を防止できるようにした技術に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, a method for forming an alignment mark, and a semiconductor device, and more particularly to a technique capable of preventing abnormal oxidation even when the size of the alignment mark is large.
半導体装置の製造工程では、ウエーハとフォトマスクとの位置合わせは必須の工程であり、その際に生じる誤差を最小限に抑えることが要求されている。このため、ウエーハ上に設けられたパターンに、次に形成すべきパターンを正しく重ね合わせるため、合わせマークが使用されている(例えば、特許文献1〜3参照。)。合わせマークの形状や大きさには様々なものがあるが、多くのものは平面視での形状が矩形であり、その一辺の長さは下記A〜Dマークで例示するように、数μmから数十μm程度である。
In the manufacturing process of a semiconductor device, the alignment between the wafer and the photomask is an indispensable process, and it is required to minimize errors generated at that time. For this reason, alignment marks are used in order to correctly overlay the pattern to be formed next on the pattern provided on the wafer (see, for example,
Aマーク:縦3μm×横4μm
Bマーク:縦4μm×横4μm
Cマーク:縦6μm×横72μm
Dマーク:縦15〜25μm×横15〜25μm
A mark: 3 μm long × 4 μm wide
B mark: 4 μm long × 4 μm wide
C mark: 6 μm long × 72 μm wide
D mark: 15-25 μm long × 15-25 μm wide
ところで、半導体基板上にプラグ電極を形成する場合には、層間絶縁膜にビアホール(「コンタクトホール」とも呼ばれる。)を形成すると共に、ビアホールから離れた位置に合わせマーク用の開口部を形成する。そして、層間絶縁膜上にタングステン(W)膜を形成してビアホールを埋め込む。W膜の形成はCVD(chemical vapor deposition)法で行う。その後、半導体基板の上方全面にCMP(chemical mechanical polishing)を施して層間絶縁膜上からW膜を取り除き、プラグ電極と合わせマークとを完成させる。 By the way, when a plug electrode is formed on a semiconductor substrate, a via hole (also referred to as a “contact hole”) is formed in the interlayer insulating film, and an opening for a mark is formed at a position away from the via hole. Then, a tungsten (W) film is formed on the interlayer insulating film to fill the via hole. The W film is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. Thereafter, CMP (chemical mechanical polishing) is performed on the entire upper surface of the semiconductor substrate to remove the W film from the interlayer insulating film, thereby completing the plug electrode and the alignment mark.
ここで、合わせマークは単位パターンが数μm角以上と、実際の回路で使用されるパターン(<1μm)と比べて大きいため、合わせマークを構成するW膜表面には段差が生じる。つまり、CVD法では、直径が小さい穴ほど早く埋め込まれる傾向があるため、W膜によって開口部が完全に埋め込まれる前にビアホールの埋め込みが完了する。開口部を実際に合わせマークとして使用する場合は、ある程度段差がないとマークとして認識できなくなるので、開口部の埋め込みが不完全でも通常は特に問題とならない。 Here, the alignment mark has a unit pattern of several μm square or more, which is larger than the pattern used in an actual circuit (<1 μm), so that a step is generated on the surface of the W film constituting the alignment mark. That is, in the CVD method, a hole having a smaller diameter tends to be filled earlier, so that the filling of the via hole is completed before the opening is completely filled with the W film. When the opening is actually used as an alignment mark, it cannot be recognized as a mark unless there is a level difference to some extent, so even if the opening is not completely filled, there is usually no particular problem.
しかしながら、強誘電体メモリ(FeRAM:ferroelectric RAM)の製造工程では、プラグ電極と合わせマークとを形成した後でその上に酸化バリア膜を敷いて高温熱処理を施す。このとき、合わせマークの段差が深く(大きく)なり過ぎていると、図3に示すように、開口部H’内で酸化バリア膜91のカバレッジが低下してしまう(即ち、図3の破線で囲んだ部分のように、酸化バリア膜91に局所的に薄い部分ができてしまう。)。その結果、酸化バリア膜91に求められるバリア性が損なわれ、開口部H’内のW膜93が異常に酸化してしまうという問題があった。
However, in a manufacturing process of a ferroelectric memory (FeRAM), after forming a plug electrode and a matching mark, an oxidation barrier film is laid on the plug electrode and a high temperature heat treatment is performed. At this time, if the level difference of the alignment mark is too deep (large), the coverage of the
本発明の一態様の強誘電体メモリは、基板と、前記基板の上に形成された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜に形成された第1ビアホールと、前記第1ビアホールに形成された第1プラグ電極と、前記第1絶縁膜および前記第1プラグ電極の上に形成された第1導電膜と、前記第1絶縁膜の上であって、前記第1導電膜と離間して形成された第2導電膜と、前記第1絶縁膜、前記第1導電膜および前記第2導電膜の上に形成された第2絶縁膜と、前記第1導電膜の上であって、前記第2絶縁膜に形成された第2ビアホールと、 前記第2ビアホールに形成された第2プラグ電極と、前記第2導電膜の上であって、前記第2絶縁膜に形成された開口部と、前記開口部を埋め込むように形成された合わせマークと、前記合わせマークの上に形成された酸化バリア膜と、を含み、前記上から見たとき、前記開口部は、該開口部の外周の内側の領域を全て含む。
本発明の一態様の強誘電体メモリの製造方法は、基板の上に第1絶縁膜を形成する工程と、前記第1絶縁膜に第1ビアホールを形成する工程と、前記第1ビアホールに第1プラグ電極を形成する工程と、前記第1絶縁膜および前記第1プラグ電極の上に導電膜を形成する工程と、前記導電膜を選択的にエッチングして、前記第1プラグ電極の上に位置する第1導電膜と、前記第1導電膜と離間する第2導電膜を形成する工程と、前記第1絶縁膜、前記第1導電膜および前記第2導電膜の上に第2絶縁膜を形成する工程と、 前記第2絶縁膜を選択的にエッチングして、前記第1導電膜の上に位置する第2ビアホールを形成すると共に、前記第2導電膜の上に位置する開口部を形成する工程と、前記第2ビアホールに前記第2プラグ電極を形成すると共に、前記開口部を埋め込むように合わせマークを形成する工程と、前記第2絶縁膜、前記第2プラグ電極および前記合わせマークの上に酸化バリア膜を形成する工程と、を含み、前記上から見たとき、前記開口部は、該開口部の外周の内側の領域を全て含む、強誘電体メモリの製造方法。
上記の本発明に係る強誘電体メモリは、基板と、前記基板の上に形成された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜に形成された第1ビアホールと、前記第1ビアホールに形成された第1プラグ電極と、前記第1絶縁膜および前記第1プラグ電極の上に形成された第1導電膜と、前記第1絶縁膜の上であって、前記第1導電膜と離間して形成された第2導電膜と、前記第1絶縁膜、前記第1導電膜および前記第2導電膜の上に形成された第2絶縁膜と、前記第1導電膜の上であって、前記第2絶縁膜に形成された第2ビアホールと、 前記第2ビアホールに形成された第2プラグ電極と、前記第2導電膜の上であって、前記第2絶縁膜に形成された開口部と、前記開口部を埋め込むように形成された合わせマークと、前記合わせマークの上に形成された酸化バリア膜と、を含む。
上記の本発明に係る強誘電体メモリの製造方法は、基板の上に第1絶縁膜を形成する工程と、前記第1絶縁膜に第1ビアホールを形成する工程と、前記第1ビアホールに第1プラグ電極を形成する工程と、前記第1絶縁膜および前記第1プラグ電極の上に導電膜を形成する工程と、前記導電膜を選択的にエッチングして、前記第1プラグ電極の上に位置する第1導電膜と、前記第1導電膜と離間する第2導電膜を形成する工程と、前記第1絶縁膜、前記第1導電膜および前記第2導電膜の上に第2絶縁膜を形成する工程と、 前記第2絶縁膜を選択的にエッチングして、前記第1導電膜の上に位置する第2ビアホールを形成すると共に、前記第2導電膜の上に位置する開口部を形成する工程と、前記第2ビアホールに前記第2プラグ電極を形成すると共に、前記開口部を埋め込むように合わせマークを形成する工程と、前記第2絶縁膜、前記第2プラグ電極および前記合わせマークの上に酸化バリア膜を形成する工程と、を含む。
上記の本発明に係る強誘電体メモリは、基板と、前記基板上に形成された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜に形成された第1ビアホールと、前記第1ビアホールに形成された第1プラグ電極と、上であって、前記第1導電膜と離間して形成された第2導電膜と、前記第1絶縁膜、前記第1導電膜および前記第2導電膜上に形成された第2絶縁膜と、前記第1導電膜上であって、前記第2絶縁膜に形成された第2ビアホールと、前記第2ビアホールに形成された第2プラグ電極と、前記第2導電膜上であって、前記第2絶縁膜に形成された開口部と、前記開口部に形成された合わせマークと、前記合わせマーク上に形成された酸化バリア膜と、を含む。
上記の本発明に係る強誘電体メモリは、前記強誘電体メモリにおいて、前記合わせマークは、タングステン膜からなる。
上記の本発明に係る強誘電体メモリは、前記強誘電体メモリにおいて、前記酸化バリア膜は、TiAlNを含む。
上記の本発明に係る強誘電体メモリは、前記強誘電体メモリにおいて、前記第1導電膜は、第1TiNおよび該第1TiN上に形成された第1Tiからなり、前記第2導電膜は、第2TiNおよび該第2TiN上に形成された第2Tiからなる。
上記の本発明に係る強誘電体メモリは、前記強誘電体メモリにおいて、前記開口部の底面は、前記第2導電層の上面である、強誘電体メモリ。
上記の本発明に係る強誘電体メモリは、前記強誘電体メモリにおいて、前記第2絶縁膜上に形成された強誘電体膜を含む、強誘電体メモリ。
上記の本発明に係る強誘電体メモリの製造方法は、基板上に第1絶縁膜を形成する工程と、前記第1絶縁膜に第1ビアホールを形成する工程と、前記第1ビアホールに第1プラグ電極を形成する工程と、前記第1絶縁膜および前記第1プラグ電極上に導電膜を形成する工程と、前記導電膜を選択的にエッチングして、前記第1プラグ電極上に位置する第1導電膜と、該第1導電膜と離間する第2導電膜を形成する工程と、前記第1絶縁膜、前記第1導電膜および前記第2導電膜上に第2絶縁膜を形成する工程と、前記第2絶縁膜を選択的にエッチングして、該第1導電膜上に位置する第2ビアホールを形成すると共に、前記第2導電膜上に位置する開口部を形成する工程と、前記第2ビアホールに前記第2プラグ電極を形成すると共に、前記開口部に合わせマークを形成する工程と、前記第2絶縁膜、前記第2プラグ電極および前記合わせマーク上に酸化バリア膜を形成する工程と、を含む。
上記の本発明に係る強誘電体メモリの製造方法は、前記強誘電体メモリの製造方法において、前記合わせマークは、タングステン膜からなる。
上記の本発明に係る強誘電体メモリの製造方法は、前記強誘電体メモリの製造方法において、前記酸化バリア膜は、TiAlNを含む。
上記の本発明に係る強誘電体メモリの製造方法は、前記強誘電体メモリの製造方法において、前記電膜は、TiNおよび該TiN上に形成されたTiからなる。
上記の本発明に係る強誘電体メモリの製造方法は、前記強誘電体メモリの製造方法において、前記開口部の底面は、前記第2導電層の上面である。
上記の本発明に係る強誘電体メモリの製造方法は、前記強誘電体メモリの製造方法において、前記第2絶縁膜上に強誘電体膜を形成する工程と、酸素雰囲気中で熱処理を行う工程と、を含む。
A ferroelectric memory according to one aspect of the present invention is formed in a substrate, a first insulating film formed on the substrate, a first via hole formed in the first insulating film, and the first via hole. A first plug electrode, a first conductive film formed on the first insulating film and the first plug electrode, and on the first insulating film, separated from the first conductive film. A second conductive film formed; a second insulating film formed on the first insulating film; the first conductive film; and the second conductive film; and the first conductive film, A second via hole formed in the second insulating film; a second plug electrode formed in the second via hole; and an opening formed in the second insulating film on the second conductive film; , An alignment mark formed to fill the opening, and an acid formed on the alignment mark And when viewed from above, the opening includes the entire inner region of the outer periphery of the opening.
The method for manufacturing a ferroelectric memory according to one aspect of the present invention includes a step of forming a first insulating film on a substrate, a step of forming a first via hole in the first insulating film, and a step of forming a first via hole in the first via hole. Forming a plug electrode; forming a conductive film on the first insulating film and the first plug electrode; and selectively etching the conductive film on the first plug electrode. Forming a first conductive film located; a second conductive film spaced apart from the first conductive film; and a second insulating film on the first insulating film, the first conductive film, and the second conductive film. Forming a second via hole located on the first conductive film, and forming an opening located on the second conductive film. And forming the second plug electrode in the second via hole. And forming an alignment mark so as to fill the opening, and forming an oxidation barrier film on the second insulating film, the second plug electrode, and the alignment mark, When viewed from the above, the opening includes the entire inner region of the outer periphery of the opening.
The ferroelectric memory according to the present invention is formed in a substrate, a first insulating film formed on the substrate, a first via hole formed in the first insulating film, and the first via hole. A first plug electrode, a first conductive film formed on the first insulating film and the first plug electrode, and on the first insulating film, separated from the first conductive film. A second conductive film formed; a second insulating film formed on the first insulating film; the first conductive film; and the second conductive film; and the first conductive film, A second via hole formed in the second insulating film; a second plug electrode formed in the second via hole; and an opening formed in the second insulating film on the second conductive film; And an alignment mark formed so as to fill the opening, and formed on the alignment mark An oxidation barrier film.
In the method of manufacturing a ferroelectric memory according to the present invention, a step of forming a first insulating film on a substrate, a step of forming a first via hole in the first insulating film, and a step of forming a first via hole in the first via hole. Forming a plug electrode; forming a conductive film on the first insulating film and the first plug electrode; and selectively etching the conductive film on the first plug electrode. Forming a first conductive film located; a second conductive film spaced apart from the first conductive film; and a second insulating film on the first insulating film, the first conductive film, and the second conductive film. Forming a second via hole located on the first conductive film, and forming an opening located on the second conductive film. Forming and forming the second plug electrode in the second via hole And forming an alignment mark so as to fill the opening, and forming an oxidation barrier film on the second insulating film, the second plug electrode, and the alignment mark.
The ferroelectric memory according to the present invention is formed in a substrate, a first insulating film formed on the substrate, a first via hole formed in the first insulating film, and the first via hole. A first plug electrode, and a second conductive film formed on the first conductive film and spaced apart from the first conductive film; and formed on the first insulating film, the first conductive film, and the second conductive film. A second via hole formed in the second insulating film on the first conductive film, a second plug electrode formed in the second via hole, and the second conductive film. An opening formed in the second insulating film, an alignment mark formed in the opening, and an oxidation barrier film formed on the alignment mark.
In the ferroelectric memory according to the present invention, the alignment mark is made of a tungsten film.
In the ferroelectric memory according to the present invention described above, in the ferroelectric memory, the oxidation barrier film includes TiAlN.
In the ferroelectric memory according to the present invention described above, in the ferroelectric memory, the first conductive film is composed of first TiN and first Ti formed on the first TiN, and the second conductive film is 2TiN and second Ti formed on the second TiN.
The ferroelectric memory according to the present invention is the ferroelectric memory, wherein a bottom surface of the opening is an upper surface of the second conductive layer.
The ferroelectric memory according to the present invention is a ferroelectric memory including the ferroelectric memory including a ferroelectric film formed on the second insulating film.
In the method for manufacturing a ferroelectric memory according to the present invention, a step of forming a first insulating film on a substrate, a step of forming a first via hole in the first insulating film, and a first step in the first via hole. A step of forming a plug electrode; a step of forming a conductive film on the first insulating film and the first plug electrode; and a step of selectively etching the conductive film to locate a first conductive film on the first plug electrode. Forming a first conductive film and a second conductive film spaced apart from the first conductive film; and forming a second insulating film on the first insulating film, the first conductive film, and the second conductive film. And selectively etching the second insulating film to form a second via hole located on the first conductive film and forming an opening located on the second conductive film; Forming the second plug electrode in the second via hole; And forming a mark fit mouth, the second insulating film, and forming a oxide barrier film to the second plug electrode and the alignment mark on.
In the method for manufacturing a ferroelectric memory according to the present invention, the alignment mark is made of a tungsten film.
In the method for manufacturing a ferroelectric memory according to the present invention, the oxidation barrier film includes TiAlN.
In the method for manufacturing a ferroelectric memory according to the present invention, the electric film is made of TiN and Ti formed on the TiN.
In the method for manufacturing a ferroelectric memory according to the present invention, the bottom surface of the opening is the top surface of the second conductive layer.
The method for manufacturing a ferroelectric memory according to the present invention includes the steps of forming a ferroelectric film on the second insulating film and performing a heat treatment in an oxygen atmosphere in the method for manufacturing a ferroelectric memory. And including.
このような構成であれば、開口部を形成する際に第1絶縁膜までエッチングが進行してしまうことを防ぐことができるので、開口部を浅く形成することができる。従って、開口部内への金属膜の埋め込みが容易であり、開口部内での金属膜(即ち、合わせマーク)表面の段差を小さくすることができる。
この発明は、FeRAM等に適用して極めて好適である。
With such a structure, it is possible to prevent the etching from proceeding to the first insulating film when forming the opening, so that the opening can be formed shallowly. Therefore, the metal film can be easily embedded in the opening, and the step on the surface of the metal film (that is, the alignment mark) in the opening can be reduced.
The present invention is extremely suitable when applied to FeRAM or the like.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1(A)〜図2(C)は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。この実施の形態では、半導体基板から層間絶縁膜の上面に至るプラグ電極を第1プラグ電極と第2プラグ電極とに分け、第1プラグ電極と第2プラグ電極とをローカルインターコネクト(以下、「LI層という。」)で繋ぐと共に、合わせマークの下にもLI層を敷くことについて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1A to 2C are process diagrams showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the plug electrode extending from the semiconductor substrate to the upper surface of the interlayer insulating film is divided into a first plug electrode and a second plug electrode, and the first plug electrode and the second plug electrode are connected to a local interconnect (hereinafter referred to as “LI”). It will be described that the LI layer is laid under the alignment mark.
図1(A)に示すように、まず始めに、半導体基板(ウエーハ)1上に第1層間絶縁膜を形成する。半導体基板1は例えばシリコン(Si)基板であり、例えば図示しないMOSトランジスタ等が形成されている。また、第1層間絶縁膜3は例えばシリコン酸化膜であり、その厚さは例えば1000nm程度である。
次に、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて第1層間絶縁膜3を選択的にエッチングし、半導体基板1に形成された不純物拡散層2上に第1ビアホールh1を形成する。不純物拡散層2は、例えば図示しないMOSトランジスタのソース又はドレインである。
As shown in FIG. 1A, first, a first interlayer insulating film is formed on a semiconductor substrate (wafer) 1. The
Next, the first
次に、第1ビアホールh1が形成された第1層間絶縁膜3上にタングステン(W)膜を形成して、第1ビアホールh1を埋め込む。W膜の形成は例えばCVD法で行う。そして、このW膜上にCMP処理を施して第1層間絶縁膜3上からW膜を取り除く。これにより、図1(A)に示すように、第1ビアホールh1内に第1プラグ電極5を形成する。
次に、図1(A)に示すように、第1プラグ電極5が形成された第1層間絶縁膜3上に導電膜7を形成する。ここで、導電膜7は例えば、下層が窒化チタン(TiN)で上層がチタン(Ti)で構成される膜(即ち、Ti/TiNからなる積層構造の膜)である。Ti膜の膜厚は例えば20nmであり、TiNの膜厚は例えば180nmである。このような導電膜7の形成は、例えばスパッタリング法によって行う。
Next, a tungsten (W) film is formed on the first
Next, as shown in FIG. 1A, a
次に、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて導電膜7を選択的にエッチングし、図1(B)に示すように、第1プラグ電極5上に例えばTi/TiNからなるLI層7aを形成すると共に、合わせマーク形成領域の第1層間絶縁膜3上に例えばTi/TiNからなるLI層7bを形成する。Li層7aとLi層7bは図示しない部分で繋がっていても良いし、繋がっていなくても(即ち、電気的に接続していなくても)良い。
次に、図1(C)に示すように、第1層間絶縁膜3上に第2層間絶縁膜9を形成して、Li層7aとLi層7bとを覆う。第2層間絶縁膜9は例えばシリコン酸化膜であり、その厚さは例えば800nm程度である。
Next, the
Next, as shown in FIG. 1C, a second
次に、図1(D)に示すように、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて第2層間絶縁膜9を選択的にエッチングし、第2層間絶縁膜9にLI層7aを底面とする第2ビアホールh2を形成すると共に、第2層間絶縁膜9にLI層7bを底面とする開口部Hを形成する。図示しないが、第1、第2ビアホールh1、h2の平面視での形状は例えば円形であり、その直径は例えば0.1〜1μm程度である。また、開口部Hの平面視での形状は例えば矩形で、その一辺の長さは例えば2〜30μm程度である。
Next, as shown in FIG. 1D, the second
次に、図2(A)に示すように、第2ビアホールh2と開口部Hとが形成された第2層間絶縁膜9上にW膜11を形成して、第2ビアホールh2と開口部Hとを埋め込む。W膜11の形成は例えばCVD法で行う。そして、このW膜11上にCMP処理を施して第2層間絶縁膜9上からW膜11を取り除く。これにより、図2(B)に示すように、第2ビアホールh2内に第2プラグ電極13を形成すると共に、LI層7b上に合わせマーク15を完成させる。なお、CMP処理ではディッシングによって、合わせマーク15の表面が多少凹んだ形状に形成される。
Next, as shown in FIG. 2A, a
次に、図2(C)に示すように、第2層間絶縁膜9上に酸化バリア膜17を形成する。開口部H内のW膜(即ち、合わせマーク15)の表面は、従来例と比べて段差少なく形成されているので、酸化バリア膜17をカバレッジ性高く形成することができる。酸化バリア膜17は、例えば、TiAlN(下層)/Ir(中層)/IrOx(上層)からなる積層構造の膜である。TiAlNの厚さは例えば100nm、Irの厚さは例えば50nm、IrOxの厚さは例えば100nmである。
Next, as shown in FIG. 2C, an
その後、第2層間絶縁膜9上に、SBT、PZT等の強誘電体膜(図示せず)を形成する。そして、強誘電体膜が形成された半導体基板1全体を酸素雰囲気中で高温熱処理する。熱処理の温度は例えば600℃から800℃程度である。このとき、W膜からなる合わせマーク15はその上面が酸化バリア膜17によってカバレッジ性高く覆われているので、その異常酸化を防止することができる。
このように、本発明の実施の形態によれば、選択的エッチングによって第2層間絶縁膜9に第2ビアホールh2と開口部Hとを形成する際に、LI層7a、7bをエッチングストッパに使用することができるので、第1層間絶縁膜3までエッチングが進行してしまうことを防ぐことができ、開口部Hを浅く形成することができる。
Thereafter, a ferroelectric film (not shown) such as SBT or PZT is formed on the second
Thus, according to the embodiment of the present invention, the LI layers 7a and 7b are used as etching stoppers when the second via hole h2 and the opening H are formed in the second
従って、開口部H内をW膜で埋め込むことが容易であり、合わせマーク15の表面の段差を小さくすることができる。これにより、合わせマーク15の表面に酸化バリア膜17をカバレッジ性高く形成することができるので、酸化バリア膜17形成後の高温熱処理工程で合わせマーク15の異常酸化を防止することができる。それゆえ、高温熱処理工程以降の工程への悪影響(例えば、合わせマークの膨張による位置合わせ精度の低下や、合わせマークからのパーティクル発生)を防止することができる。
Therefore, it is easy to fill the opening H with the W film, and the step on the surface of the
この実施の形態では、半導体基板1が本発明の「基板」に対応し、第1層間絶縁膜3が本発明の「第1絶縁膜」に対応し、第2層間絶縁膜9が本発明の「第2絶縁膜」に対応している。また、LI層7aが本発明の「局所配線」に対応し、LI層7bが本発明の「パッド層」に対応している。さらに、W膜11が本発明の「金属膜」に対応している。
なお、この実施の形態では、第1層間絶縁膜3を例えば1000nmの厚さに形成し、第2層間絶縁膜9を例えば800nmの厚さに形成することについて説明したが、これらの数値はあくまで一例である。合わせマーク15の表面の段差を小さくするためには、合わせマーク15のサイズが大きい場合ほど、第1層間絶縁膜3を厚く形成し、第2層間絶縁膜9を薄く形成することが好ましい。
In this embodiment, the
In this embodiment, it has been described that the first
また、この実施の形態では、TiAlN/Ir/IrOxからなる積層構造の膜を酸化バリア膜17として使用する場合について説明したが、その材質は上記に限られることはない。酸化バリア膜17として例えば、TiNや、TiAlN、Al2O3、TiとTiNの積層体等を使用することも可能である。
なお、この実施の形態で説明した合わせマーク15は、露光機用アライメントマークのほか、BOX mark/ Vernier mark(合わせ検査マーク)、L mark(マスクメーカが使用する挿入精度測定マーク)、レイヤーに挿入された文字、記号等として使用することも可能である。
In this embodiment, the case where a film having a laminated structure made of TiAlN / Ir / IrOx is used as the
The
1…半導体基板、3…第1層間絶縁膜、5…第1プラグ電極、7…導電膜、7a,7b…LI層、9…第2層間絶縁膜、11…W膜、13…第2プラグ電極、15…合わせマーク、17…酸化バリア膜。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記基板の上に形成された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜に形成された第1ビアホールと、
前記第1ビアホールに形成された第1プラグ電極と、
前記第1絶縁膜および前記第1プラグ電極の上に形成された第1導電膜と、
前記第1絶縁膜の上であって、前記第1導電膜と離間して形成された第2導電膜と、
前記第1絶縁膜、前記第1導電膜および前記第2導電膜の上に形成された第2絶縁膜と、
前記第1導電膜の上であって、前記第2絶縁膜に形成された第2ビアホールと、
前記第2ビアホールに形成された第2プラグ電極と、
前記第2導電膜の上であって、前記第2絶縁膜に形成された開口部と、
前記開口部を埋め込むように形成された合わせマークと、
前記合わせマークの上に形成された酸化バリア膜と、
を含み、
前記上から見たとき、前記開口部は、該開口部の外周の内側の領域を全て含む、強誘電体メモリ。 A substrate,
A first insulating film formed on the substrate;
A first via hole formed in the first insulating film;
A first plug electrode formed in the first via hole;
A first conductive film formed on the first insulating film and the first plug electrode;
A second conductive film formed on the first insulating film and spaced apart from the first conductive film;
A second insulating film formed on the first insulating film, the first conductive film, and the second conductive film;
A second via hole formed on the first conductive film and formed in the second insulating film;
A second plug electrode formed in the second via hole;
An opening formed on the second conductive film and formed in the second insulating film;
An alignment mark formed to embed the opening;
An oxidation barrier film formed on the alignment mark;
Only including,
The ferroelectric memory , wherein when viewed from above, the opening includes the entire region inside the outer periphery of the opening .
前記合わせマークは、タングステン膜からなる、強誘電体メモリ。 In claim 1,
The alignment mark is a ferroelectric memory made of a tungsten film.
前記酸化バリア膜は、TiAlNを含む、強誘電体メモリ。 In claim 1 or 2,
The oxidation barrier film is a ferroelectric memory including TiAlN.
前記第1導電膜は、第1TiNおよび該第1TiN上に形成された第1Tiからなり、
前記第2導電膜は、第2TiNおよび該第2TiN上に形成された第2Tiからなる、
強誘電体メモリ。 In any of claims 1 to 3,
The first conductive film is composed of first TiN and first Ti formed on the first TiN,
The second conductive film is composed of second TiN and second Ti formed on the second TiN.
Ferroelectric memory.
前記開口部の底面は、前記第2導電層の上面である、強誘電体メモリ。 In any of claims 1 to 4,
A ferroelectric memory, wherein a bottom surface of the opening is an upper surface of the second conductive layer.
前記第2絶縁膜の上に形成された強誘電体膜を含む、強誘電体メモリ。 In any of claims 1 to 5,
A ferroelectric memory comprising a ferroelectric film formed on the second insulating film.
前記第1絶縁膜に第1ビアホールを形成する工程と、
前記第1ビアホールに第1プラグ電極を形成する工程と、
前記第1絶縁膜および前記第1プラグ電極の上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜を選択的にエッチングして、前記第1プラグ電極の上に位置する第1導電膜と、前記第1導電膜と離間する第2導電膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜、前記第1導電膜および前記第2導電膜の上に第2絶縁膜を形成する工程と、
前記第2絶縁膜を選択的にエッチングして、前記第1導電膜の上に位置する第2ビアホールを形成すると共に、前記第2導電膜の上に位置する開口部を形成する工程と、
前記第2ビアホールに前記第2プラグ電極を形成すると共に、前記開口部を埋め込むように合わせマークを形成する工程と、
前記第2絶縁膜、前記第2プラグ電極および前記合わせマークの上に酸化バリア膜を形成する工程と、
を含み、
前記上から見たとき、前記開口部は、該開口部の外周の内側の領域を全て含む、強誘電体メモリの製造方法。 Forming a first insulating film on the substrate;
Forming a first via hole in the first insulating film;
Forming a first plug electrode in the first via hole;
Forming a conductive film on the first insulating film and the first plug electrode;
Selectively etching the conductive film to form a first conductive film located on the first plug electrode and a second conductive film spaced from the first conductive film;
Forming a second insulating film on the first insulating film, the first conductive film, and the second conductive film;
Selectively etching the second insulating film to form a second via hole located on the first conductive film and forming an opening located on the second conductive film;
Forming the second plug electrode in the second via hole and forming an alignment mark so as to fill the opening;
Forming an oxidation barrier film on the second insulating film, the second plug electrode, and the alignment mark;
Only including,
The method for manufacturing a ferroelectric memory , wherein when viewed from above, the opening includes the entire inner region of the outer periphery of the opening .
前記合わせマークは、タングステン膜からなる、強誘電体メモリの製造方法。 In claim 7,
The method of manufacturing a ferroelectric memory, wherein the alignment mark is made of a tungsten film.
前記酸化バリア膜は、TiAlNを含む、強誘電体メモリの製造方法。 In claim 7 or 8,
The method for manufacturing a ferroelectric memory, wherein the oxidation barrier film includes TiAlN.
前記導電膜は、TiNおよび該TiN上に形成されたTiからなる、強誘電体メモリの製造方法。 In any of claims 7 to 9,
The method for manufacturing a ferroelectric memory, wherein the conductive film is made of TiN and Ti formed on the TiN.
前記開口部の底面は、前記第2導電層の上面である、強誘電体メモリの製造方法。 In any of claims 7 to 10,
The method of manufacturing a ferroelectric memory, wherein a bottom surface of the opening is an upper surface of the second conductive layer.
前記第2絶縁膜上に強誘電体膜を形成する工程と、
酸素雰囲気中で熱処理を行う工程と、
を含む、強誘電体メモリの製造方法。 In any of claims 7 to 11,
Forming a ferroelectric film on the second insulating film;
Performing a heat treatment in an oxygen atmosphere;
A method for manufacturing a ferroelectric memory, comprising:
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