JP5295740B2 - 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents
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Description
図1において、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いることにより、半導体基板11にトレンチを形成する。そして、このトレンチ内にシリコン酸化膜などの絶縁体を埋め込むことにより、素子分離層12を形成する。なお、半導体基板11の材料は、Siに限定されることなく、例えば、Ge、SiGe、SiC、SiSn、PbS、GaAs、InP、GaP、GaN、ZnSe、GaInAsPなどの中から選択するようにしてもよい。また、素子分離層12としては、STI(Shallow Trench Isolation)構造の他、LOCOS(Local Oxidation Of Silicon)構造を用いるようにしてもよい。
図10(a)、(b)において、洗浄装置には、ウェハWの周囲を保持しながらウェハWを水平面内で回転させるコロ101a〜101cおよびウェハWをスクラブ洗浄する洗浄ローラ102a、102bが設けられている。なお、洗浄ローラ102a、102bは、例えば、PVA(ポリビニルアルコール)スポンジから構成することができる。
なお、界面活性剤としてはアニオン性界面活性剤を用いることが好ましい。また、アニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリカルボン酸アンモニウムを0.01〜1wt%の濃度で用いることができる。
図11において、研磨装置には、ウェハWを当接させた状態で回転するターンテーブル201、ターンテーブル201上に研磨液SRを供給するノズル203、回転しつつウェハWをターンテーブル201上に押し付けるキャリア204が設けられ、ターンテーブル201の表面には研磨布202が貼られている。なお、研磨液SRは、酸性やアルカリ性にpHが制御されていることが好ましい。あるいは、研磨液SRは、界面活性剤を含むようにしてもよい。
図12において、図2の強誘電体膜24としてPZT膜を成膜した後、電極膜25としてSrRuO3膜とIrO2膜の積層膜を成膜した。さらに、図3のハードマスクHMとして、膜厚が130nm程度のAl2O3膜を電極膜25上に成膜した。この時、ハードマスクHMには、ダストDSがウェハ当たり1000個程度発生した。なお、ダストDSの大きさは、コンマ数μm程度であり、1μmを超えるものもある。
図13において、図2の電極膜23としてTiAlN膜を成膜した。この時、電極膜23には、ダストがウェハ当たり140個程度発生した。
図14において、図3のハードマスクHMとしてAl2O3膜を用いた場合、パターン間隔に応じて欠陥密度が変動し、1μm近辺で最も大きくなる。そして、アニオン性界面活性剤を用いてAl2O3膜をスクラブ洗浄することで欠陥密度を減らすことができる。さらに、スクラブ洗浄に加え、CMPにてAl2O3膜を研磨することで、欠陥密度をさらに減らすことができる。
図15において、図2の強誘電体膜24としてPZT膜を成膜した後、電極膜25としてSrRuO3膜とIrO2膜の積層膜を成膜した。さらに、図3のハードマスクHMとして、膜厚が130nm程度のAl2O3膜を電極膜25上に成膜した。この時、ハードマスクHMには、ダストDSがウェハ当たり3000個程度発生した。
Claims (5)
- 半導体基板上に第1の電極膜、強誘電体膜および第2の電極膜をこの順に積層する工程と、
前記第2の電極膜上にハードマスクを積層する工程と、
界面活性剤を用いて前記ハードマスクの表面をスクラブ洗浄する工程と、
前記スクラブ洗浄されたハードマスクを強誘電体キャパシタの平面形状に対応するようにパターニングする工程と、
前記パターニングされたハードマスクをマスクとしたエッチングを行うことで、強誘電体キャパシタを形成する工程とを備えることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 - 半導体基板上に第1の電極膜、強誘電体膜および第2の電極膜をこの順に積層する工程と、
前記第2の電極膜上にハードマスクを積層する工程と、
化学的機械的研磨を用いて前記ハードマスクの表層を除去する工程と、
前記化学的機械的研磨されたハードマスクを強誘電体キャパシタの平面形状に対応するようにパターニングする工程と、
前記パターニングされたハードマスクをマスクとしたエッチングを行うことで、強誘電体キャパシタを形成する工程とを備え、
前記ハードマスクの材料が酸化アルミニウムであることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 - 前記ハードマスクの表面を界面活性剤を用いてスクラブ洗浄する工程をさらに備え、
前記スクラブ洗浄されたハードマスクを強誘電体キャパシタの平面形状に対応するようにパターニングすることを特徴とする請求項2に記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 - 前記第1の電極膜および前記第2の電極膜のいずれか少なくとも一方を界面活性剤を用いてスクラブ洗浄する工程をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
- 前記ハードマスクの材料が酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
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