JP5549219B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
電源を切っても情報を記憶することができる不揮発性メモリとして、フラッシュメモリや強誘電体メモリが知られている。 Flash memories and ferroelectric memories are known as nonvolatile memories that can store information even when the power is turned off.
このうち、フラッシュメモリは、絶縁ゲート型電界効果トランジスタのゲート絶縁膜中に埋め込んだフローティングゲートを有しており、記憶情報を表す電荷をこのフローティングゲートに蓄積することによって情報を記憶する。しかし、このようなフラッシュメモリでは、情報の書き込みや消去の際に、ゲート絶縁膜にトンネル電流を流す必要があり、比較的高い電圧が必要であるという欠点がある。 Among these, the flash memory has a floating gate embedded in a gate insulating film of an insulated gate field effect transistor, and stores information by accumulating charges representing stored information in the floating gate. However, such a flash memory has a drawback that a tunnel current needs to flow through the gate insulating film when writing or erasing information, and a relatively high voltage is required.
これに対し、強誘電体メモリは、FeRAM(Ferroelectric Random Access Memory)とも呼ばれ、強誘電体材料からなるキャパシタ誘電体膜のヒステリシス特性を利用して情報を記憶する。そのキャパシタ誘電体膜は、キャパシタの上部電極と下部電極との間に印加される電圧に応じて分極を生じ、その電圧を取り去っても自発分極が残留する。印加電圧の極性を反転すると、この自発分極も反転し、その自発分極の向きを「1」、「0」に対応させることで、キャパシタ誘電体膜に情報が書き込まれる。この書き込みに必要な電圧はフラッシュメモリにおけるよりも低く、また、フラッシュメモリよりも高速で書き込みができるという利点がFeRAMにはある。 On the other hand, the ferroelectric memory is also called FeRAM (Ferroelectric Random Access Memory), and stores information using the hysteresis characteristic of a capacitor dielectric film made of a ferroelectric material. The capacitor dielectric film is polarized in accordance with the voltage applied between the upper electrode and the lower electrode of the capacitor, and the spontaneous polarization remains even if the voltage is removed. When the polarity of the applied voltage is reversed, this spontaneous polarization is also reversed, and information is written to the capacitor dielectric film by making the direction of the spontaneous polarization correspond to “1” and “0”. FeRAM has the advantage that the voltage required for the writing is lower than that in the flash memory and that writing can be performed at a higher speed than the flash memory.
半導体装置の製造方法において、強誘電体キャパシタのキャパシタ誘電体膜がダメージを受けるのを抑制することを目的とする。 An object of the manufacturing method of a semiconductor device is to suppress damage to a capacitor dielectric film of a ferroelectric capacitor.
以下の開示の一観点によれば、半導体基板の上方に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の上に、第1の導電膜、強誘電体膜、及び第2の導電膜をこの順に形成する工程と、前記第2の導電膜をエッチングして強誘電体キャパシタの上部電極にする工程と、前記強誘電体膜をパターニングして前記強誘電体キャパシタのキャパシタ誘電体膜にする工程と、前記第1の導電膜をエッチングして前記強誘電体キャパシタの下部電極にする工程とを有し、前記第2の導電膜をエッチングする工程は、ハロゲンガスを含む第1のエッチングガスにより前記第2の導電膜を途中の深さまでエッチングする第1の工程と、前記第1の工程の後、酸素ガスを含み且つハロゲンを含まない第2のエッチングガスを用いて、前記第2の導電膜の残りをエッチングする第2の工程とを有し、前記第2の導電膜をエッチングする工程において、前記上部電極の横に前記強誘電体膜が露出したときに、エッチング雰囲気が、酸素ガスを含み且つハロゲンを含まない雰囲気となっている半導体装置の製造方法が提供される。また、以下の開示の他の観点によれば、半導体基板の上方に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の上に、第1の導電膜、強誘電体膜、及び第2の導電膜をこの順に形成する工程と、前記第2の導電膜をエッチングして強誘電体キャパシタの上部電極にする工程と、前記強誘電体膜をパターニングして前記強誘電体キャパシタのキャパシタ誘電体膜にする工程と、前記第1の導電膜をエッチングして前記強誘電体キャパシタの下部電極にする工程とを有し、前記第2の導電膜をエッチングする工程は、酸素ガスを含み且つハロゲンを含まないエッチングガスにより前記第2の導電膜を途中の深さまでエッチングする第1の工程と、前記第1の工程の後、前記エッチングガスにおける前記酸素ガスの流量比を前記第1の工程における前記酸素ガスの流量比よりも高めて、前記第2の導電膜の残りをエッチングする第2の工程とを有し、前記第2の導電膜をエッチングする工程において、前記上部電極の横に前記強誘電体膜が露出したときに、エッチング雰囲気が、酸素ガスを含み且つハロゲンを含まない雰囲気となっている半導体装置の製造方法が提供される。 According to one aspect of the disclosure below, a step of forming an insulating film over a semiconductor substrate, and a first conductive film, a ferroelectric film, and a second conductive film are formed in this order on the insulating film. forming a step of the upper electrode of the ferroelectric capacitor of the previous SL second conductive film is etched by patterning the previous SL ferroelectric film to the capacitor dielectric film of the ferroelectric capacitor And a step of etching the first conductive film to form a lower electrode of the ferroelectric capacitor. The step of etching the second conductive film includes a first etching gas containing a halogen gas. The first step of etching the second conductive film to a halfway depth by the second step, and after the first step, using the second etching gas containing oxygen gas and not containing halogen, Etching the rest of the conductive film And a second step that, in the step of etching the second conductive film, when the ferroelectric film next to the upper electrode is exposed, the etching atmosphere, an and halogen containing oxygen gas Provided is a method for manufacturing a semiconductor device which does not include an atmosphere. According to another aspect of the disclosure below, a step of forming an insulating film above a semiconductor substrate, and a first conductive film, a ferroelectric film, and a second conductive film on the insulating film Are formed in this order, the second conductive film is etched to form an upper electrode of a ferroelectric capacitor, and the ferroelectric film is patterned to form a capacitor dielectric film of the ferroelectric capacitor. And a step of etching the first conductive film to form a lower electrode of the ferroelectric capacitor, and the step of etching the second conductive film contains oxygen gas and contains halogen A first step of etching the second conductive film to an intermediate depth with a non-etching gas, and after the first step, the flow rate ratio of the oxygen gas in the etching gas is set to the oxygen in the first step. Ga And a second step of etching the remaining portion of the second conductive film, and in the step of etching the second conductive film, the ferroelectric material beside the upper electrode. Provided is a method for manufacturing a semiconductor device in which an etching atmosphere is an atmosphere containing oxygen gas and not containing halogen when the film is exposed.
以下の開示によれば、上部電極の横に強誘電体膜が露出したとき、該強誘電体膜がハロゲンに曝されないので、ハロゲンが原因でキャパシタ誘電体膜が劣化するのを抑制することが可能となる。 According to the following disclosure, when the ferroelectric film is exposed beside the upper electrode, the ferroelectric film is not exposed to the halogen, so that the deterioration of the capacitor dielectric film due to the halogen can be suppressed. It becomes possible.
本実施形態の説明に先立ち、本願発明者が行った調査について説明する。 Prior to the description of the present embodiment, an investigation conducted by the present inventor will be described.
図1は、この調査で使用したFeRAMの平面図である。 FIG. 1 is a plan view of the FeRAM used in this investigation.
このFeRAMは、シリコン基板100と、その上方に形成されたストライプ状の下部電極101a、強誘電体膜102a、及び上部電極103aとを有する。
This FeRAM has a
このうち、上部電極103aは、島状の平面形状を有しており、ストライプ状のキャパシタ誘電体膜102aの上に複数形成される。これらの上部電極103aに対応して各強誘電体キャパシタQが形成され、各キャパシタQにおいては下部電極101aが共有される。このような構造のFeRAMはプレーナ型のFeRAMとも呼ばれる。
Among these, the
図2〜図3は、プレーナ型のFeRAMの製造途中の断面図であって、図1のA−A線に沿う断面図に相当する。 2 to 3 are cross-sectional views in the course of manufacturing a planar type FeRAM and correspond to a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
このFeRAMを製造するには、まず、図2(a)に示すように、シリコン基板100の上方に、プラチナ膜等の第1の導電膜101と、PZT膜等の強誘電体膜102と、酸化イリジウム等の第2の導電膜103とをこの順に形成する。
To manufacture this FeRAM, first, as shown in FIG. 2A, a first
次いで、図2(b)に示すように、ハードマスク104として窒化チタン膜を形成すると共に、その上にレジストパターン105を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, a titanium nitride film is formed as the
このうち、ハードマスク104は、第2の導電膜103の全面にスパッタ法で窒化チタン膜を形成した後、それをレジストパターン105をマスクにしてドライエッチングすることで形成され得る。
Among these, the
次いで、図2(c)に示すように、ハードマスク104とレジストパターン105とをマスクにしながら、RIE(Reactive Ion Etching)により第2導電膜103をドライエッチングし、上部電極103aを形成する。
Next, as shown in FIG. 2C, the second
本調査では、このエッチングのエッチングガスとして、塩素ガスとアルゴンガスとの混合ガスを使用した。 In this study, a mixed gas of chlorine gas and argon gas was used as the etching gas for this etching.
そのエッチングガスのスパッタ作用等により、エッチングの最中にレジストパターン105は膜減りし、エッチングが終了した時点ではレジストパターン105は略消失する。
Due to the sputtering action of the etching gas or the like, the
また、エッチングの終期においては、隣接する上部電極103aの間に強誘電体膜102が露出し、その強誘電体膜102が塩素を含んだエッチング雰囲気に曝されることになる。そして、その塩素の作用によって、エッチング雰囲気に曝された部分の強誘電体膜102にはダメージ層102xが形成される。
At the end of etching, the
更に、第2の導電膜103のエッチング残渣を残さないように、本工程では第2の導電膜103の膜厚の数10%程度のオーバーエッチングが行われるが、このオーバーエッチングによってもダメージ層102xが形成される。
Further, in this step, overetching of about several tens of percent of the film thickness of the second
このエッチングが終了後、ウエットエッチングによりハードマスク104を除去する。
After this etching is completed, the
この後は、図3に示すように、強誘電体膜102と第1の導電膜101をそれぞれ個別にパターニングしてキャパシタ誘電体膜102aと下部電極101aを形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 3, the
以上により、このFeRAMの基本構造が完成する。 Thus, the basic structure of this FeRAM is completed.
このようなFeRAMの製造方法では、図2(c)に示したように、第2の導電膜103をエッチングする際の塩素ガスやオーバーエッチングが原因で、隣接する上部電極103aの間のキャパシタ誘電体膜102aにダメージ層102xが形成される。
In such a FeRAM manufacturing method, as shown in FIG. 2C, the capacitor dielectric between the adjacent
そのダメージ層102xは、キャパシタ誘電体膜102aの強誘電体特性、例えば残留分極電荷量等を低下させたり、キャパシタ誘電体膜102aのリーク電流を増大させたりするので、高品位な強誘電体キャパシタQを提供する妨げとなる。
The damaged
ここで、オーバーエッチングによるダメージ層102xの形成を防止するため、図2(c)の工程でエッチングガス中における塩素ガスの流量比を高め、強誘電体膜102と第2の導電膜103とのエッチング選択比を高めることも考えられる。
Here, in order to prevent formation of the damaged
しかし、このように塩素ガスの流量比を高めると、ハードマスク104のエッチング速度が速まるので、エッチングの最中にハードマスク104の外形が不安定となり、上部電極103aの加工精度が低下してしまう。
However, when the flow rate ratio of chlorine gas is increased in this way, the etching rate of the
また、塩素ガスによるダメージ層102xの形成を防止するため、図2(c)の工程において、塩素ガスに代えてフッ素化合物ガスを使用することも考えられる。
In order to prevent the formation of the damaged
しかしながら、フッ素化合物ガスを含むエッチングガスでは、第2の導電膜103と強誘電体膜102とのエッチング選択比が低下するので、強誘電体膜102の上面でエッチングを自動停止させるのが難しくなる。よって、強誘電体膜102の上に第2の導電膜103のエッチング残渣を残さないようにオーバーエッチングをしなければならず、このオーバーエッチングによりやはりダメージ層102xが形成されてしまう。
However, with an etching gas containing a fluorine compound gas, the etching selectivity between the second
このように、本願発明者の調査によって、第2の導電膜103用のエッチングガスに塩素やフッ素化合物等のハロゲンを添加すると、キャパシタ誘電体膜102aの強誘電体特性が劣化することが明らかとなった。このような調査結果に基づき、本願発明者は、以下に説明するような本実施形態に想到した。
As described above, the inventors' investigation reveals that the ferroelectric characteristics of the
(本実施形態)
図4〜図18は、本実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図であり、図19〜図26はその平面図である。
(This embodiment)
4 to 18 are cross-sectional views of the semiconductor device according to the present embodiment during manufacture, and FIGS. 19 to 26 are plan views thereof.
図4〜図18における第1断面は、図19〜図26におけるI−I線に沿う断面に相当する。また、図4〜図18における第2断面は、図19〜図26におけるII−II線に沿う断面に相当する。 The first cross section in FIGS. 4 to 18 corresponds to a cross section taken along line I-I in FIGS. Moreover, the 2nd cross section in FIGS. 4-18 corresponds to the cross section which follows the II-II line in FIGS.
この半導体装置は、いわゆるプレーナ型のFeRAMであって、以下のように作製される。 This semiconductor device is a so-called planar type FeRAM and is manufactured as follows.
まず、図4及び図19に示すように、シリコン(半導体)基板1に素子分離用の溝を形成し、その溝に活性領域を画定する素子分離絶縁膜2として酸化シリコン膜を埋め込む。このような素子分離構造はSTI(Shallow Trench Isolation)と呼ばれるが、これに代えてLOCOS(Local Oxidation of Silicon)により素子分離を行ってもよい。
First, as shown in FIGS. 4 and 19, a trench for element isolation is formed in a silicon (semiconductor)
次いで、活性領域にp型不純物をイオン注入してpウェル3を形成する。
Next, p-type impurities are ion-implanted into the active region to form a p-
更に、活性領域におけるシリコン基板1を熱酸化することにより、ゲート絶縁膜4となる熱酸化膜を6nm〜7nmの厚さに形成する。
Further, the
そして、その熱酸化膜の上にCVD法により厚さが約50nmのアモルファスシリコン膜と厚さが約150nmのタングステンシリサイド膜とをこの順に形成し、これらの膜をパターニングしてゲート電極5を形成する。
Then, an amorphous silicon film having a thickness of about 50 nm and a tungsten silicide film having a thickness of about 150 nm are formed in this order on the thermal oxide film by CVD, and the
そのゲート電極5は、pウェル3の上に2つ形成され、その各々はワード線の一部を構成する。
Two
続いて、ゲート電極5をマスクにし、シリコン基板1にn型不純物をイオン注入して、低濃度の第1及び第2のn型ソース/ドレインエクステンション6a、6bを形成する。
Subsequently, n-type impurities are ion-implanted into the
次いで、シリコン基板1の上側全面に絶縁膜を形成し、その絶縁膜をエッチバックしてゲート電極5の横に絶縁性サイドウォール9を形成する。その絶縁膜として、例えば、CVD法により酸化シリコン膜を約45nmの厚さに形成する。
Next, an insulating film is formed on the entire upper surface of the
そして、この絶縁性サイドウォール9とゲート電極5とをマスクにしてシリコン基板1にn型不純物をイオン注入することにより、高濃度の第1及び第2のn型ソース/ドレイン領域7a、7bを形成する。
Then, by using this insulating
以上により、ゲート電極5、ゲート絶縁膜4、及びn型ソース/ドレイン領域7a、7b等を備えたMOSトランジスタTRが形成されたことになる。
Thus, the MOS transistor TR including the
その後、シリコン基板1の上側全面にスパッタ法によりコバルト層を形成し、それを加熱してシリコンと反応させ、コバルトシリサイド層等の高融点金属シリサイド層8を形成する。
Thereafter, a cobalt layer is formed on the entire upper surface of the
次いで、シリコン基板1の上側全面に、CVD法によりカバー絶縁膜10と第1の絶縁膜11とをこの順に形成する。このうち、カバー絶縁膜10としては、厚さ約200nmの酸窒化シリコン(SiON)膜が形成される。また、第1の絶縁膜11としては、TEOSガスを使用するプラズマCVD法により酸化シリコン膜が約600nmの厚さに形成される。
Next, the
その後に、第1の絶縁膜11の上面をCMP(Chemical Mechanical Polishing)法により約200nmの厚さだけ研磨して平坦化する。
Thereafter, the upper surface of the first insulating
次いで、図5に示すように、第1の絶縁膜11の上にキャップ絶縁膜13として酸化シリコン膜を100nm程度の厚さに形成し、上記のCMPの際に第1の絶縁膜11の表面に付いた微細な傷をキャップ絶縁膜13で埋め込む。
Next, as shown in FIG. 5, a silicon oxide film is formed as a
このキャップ絶縁膜13は、例えばTEOSガスを使用するプラズマCVD法により形成される。
The
そして、このキャップ絶縁膜13に含まれる水分を脱水するために、基板温度約650℃、処理時間約30分の条件で、窒素雰囲気中においてキャップ絶縁膜13に対してアニールを行う。
Then, in order to dehydrate moisture contained in the
更に、このキャップ絶縁膜13の上に密着層14としてアルミナ(Al2O3)膜をスパッタ法で厚さ約20nmに形成する。
Further, an alumina (Al 2 O 3 ) film is formed on the
この密着層14の形成後に酸素雰囲気中においてアニールを行ってもよい。そのアニールは、例えばRTA装置において基板温度約650℃、処理時間約60分の条件で行われる。
Annealing may be performed in an oxygen atmosphere after the formation of the
次に、図6と図20に示す構造を得るまでの工程について説明する。 Next, steps required until a structure shown in FIGS.
まず、密着層14の上に、スパッタ法でプラチナ膜を厚さ約155nmに形成し、そのプラチナ膜を第1の導電膜20とする。なお、プラチナ膜に代えて、イリジウム膜を第1の導電膜20として形成してもよい。
First, a platinum film having a thickness of about 155 nm is formed on the
続いて、第1の導電膜20の上にPZT膜をスパッタ法で150nm〜200nmの厚さに形成し、そのPZT膜を強誘電体膜21とする。なお、必要に応じてPZT膜にカルシウムやストロンチウムを添加してもよい。
Subsequently, a PZT film is formed on the first
このようにスパッタ法で形成された強誘電体膜21はアモルファス状態であり、強誘電体特性に乏しい。
Thus, the
そこで、酸素とアルゴンとの混合雰囲気中において、基板温度約585℃、処理時間90秒の条件で強誘電体膜21に対してRTA(Rapid Thermal Annealing)を行い、強誘電体膜21を結晶化して(111)方向に配向させる。このときの酸素の流量は、例えば0.025リットル/分とされる。このような、アニールは結晶化アニールとも呼ばれる。
Therefore, in a mixed atmosphere of oxygen and argon, RTA (Rapid Thermal Annealing) is performed on the
なお、強誘電体膜21はPZT膜に限定されない。PZTに代えて、PLZT、SrBi2Ta2O9、Bi4Ti3O9、Bi0.25La0.75Ti3O12、及びBaBi2Ta2O9のいずれかの強誘電体材料を強誘電体膜21の材料として使用してもよい。
The
更に、強誘電体膜21の成膜方法もスパッタ法に限定されず、有機金属化学気相堆積法(MOCVD: Metal Organic CVD)やゾル・ゲル法で強誘電体膜21を形成してもよい。
Further, the method of forming the
続いて、強誘電体膜21の上に、第2の導電膜22として酸化イリジウム(IrO2)膜をスパッタ法で形成する。
Subsequently, an iridium oxide (IrO 2 ) film is formed as a second
その第2の導電膜22は2ステップで形成され、第1のステップではスパッタ法により第1の酸化イリジウム膜が約50nmの厚さに形成される。そして、この第1の酸化イリジウム膜に対し、酸素流量約0.025リットル/分、基板温度約725℃、処理時間20秒の条件でアニールを行う。その後に、第1の酸化イリジウム膜の上にスパッタ法で第2の酸化イリジウム膜を約200nmの厚さに形成する。
The second
なお、酸化イリジウムに代えて、プラチナ、ルテニウム、ロジウム、レニウム、オスミウム、パラジウム、及びSrRuO3のいずれかを第2の導電膜22の材料として使用してもよい。
Note that any one of platinum, ruthenium, rhodium, rhenium, osmium, palladium, and SrRuO 3 may be used as the material of the second
その後に、図7に示すように、第2の導電膜22の上にマスク材料膜23としてスパッタ法により窒化チタン(TiN)膜を20nm〜40nm程度の厚さに形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 7, a titanium nitride (TiN) film is formed as a
そして、図8に示すように、このマスク材料膜23の上にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像して第1のレジストパターン25を形成する。
Then, as shown in FIG. 8, a photoresist is applied on the
続いて、図9と図21に示すように、第1のレジストパターン25をマスクにしながら、RIEによりマスク材料膜23をドライエッチングすることにより、平面形状が島状の複数のハードマスク23aを形成する。
Subsequently, as shown in FIGS. 9 and 21, by using the first resist
このエッチングにおけるエッチングガスは特に限定されないが、本実施形態ではエッチングガスとして塩素ガスを使用する。 Although the etching gas in this etching is not particularly limited, in this embodiment, chlorine gas is used as the etching gas.
なお、後述のように、ハードマスク23aを形成せずに、第2の導電膜22上に第1のレジストパターン25を直接形成してよい場合もある。
As will be described later, the first resist
次に、図10に示すように、ハードマスク23aと第1のレジストパターン25とをマスクに用いるRIEにより、第2の導電膜22をドライエッチングする。
Next, as shown in FIG. 10, the second
そのドライエッチングはICP(Inductive Coupled Plasma)型エッチングチャンバ内において2ステップで行われ、最初の第1のステップでは、図10のように第2の導電膜22を途中の深さまでエッチングする。
The dry etching is performed in two steps in an ICP (Inductive Coupled Plasma) type etching chamber, and in the first first step, the second
この第1のステップにおけるエッチングガスは特に限定されないが、例えば、酸素ガスと不活性ガスからなるガスをエッチングガスとして使用し得る。このうち、酸素ガスの流量は、例えば0sccm〜10sccmとされる。また、不活性ガスとしては、流量が40sccm〜50sccmのアルゴンガスを使用し得る。 Although the etching gas in this 1st step is not specifically limited, For example, the gas which consists of oxygen gas and an inert gas can be used as etching gas. Of these, the flow rate of the oxygen gas is, for example, 0 sccm to 10 sccm. As the inert gas, argon gas having a flow rate of 40 sccm to 50 sccm can be used.
そのエッチングガスは、チャンバに設けられたコイルに高周波電力を供給することでプラズマ化される。その高周波電力は、例えばパワーが1400W、周波数が13.56MHzである。 The etching gas is turned into plasma by supplying high-frequency power to a coil provided in the chamber. The high-frequency power has, for example, a power of 1400 W and a frequency of 13.56 MHz.
また、チャンバ内においてシリコン基板1が載置されるステージには、パワーが800Wで周波数が400kHzの高周波電力が印加され、これによりプラズマ化したエッチングガスがシリコン基板1側に引き込まれる。
In addition, high-frequency power having a power of 800 W and a frequency of 400 kHz is applied to the stage on which the
なお、エッチング中のチャンバ内の圧力は0.5Pa〜1.0Pa程度であり、基板温度は約20℃程度である。 The pressure in the chamber during etching is about 0.5 Pa to 1.0 Pa, and the substrate temperature is about 20 ° C.
次に、図11と図22に示すように、第1のステップで使用したICP型エッチングチャンバを引き続き用いて、酸素ガスとアルゴンガスからなるガスをエッチングガスに使用しながら、第2の導電膜22に対するドライエッチングの第2のステップを行う。 Next, as shown in FIGS. 11 and 22, the ICP type etching chamber used in the first step is continuously used, and a gas composed of oxygen gas and argon gas is used as an etching gas while the second conductive film is used. A second step of dry etching for 22 is performed.
本ステップでは、第1のステップにおけるよりもエッチングガス中における酸素の流量比を高め、ハードマスク23aで覆われていない部分の第2の導電膜22の残りをRIEによりエッチングし、複数の上部電極22aを間隔をおいて形成する。
In this step, the flow rate ratio of oxygen in the etching gas is higher than in the first step, and the remainder of the second
エッチングガスの流量は特に限定されないが、本実施形態では酸素ガスの流量を25sccm〜40sccm、アルゴンガスの流量を10sccm〜25sccmとする。 The flow rate of the etching gas is not particularly limited, but in this embodiment, the flow rate of oxygen gas is 25 sccm to 40 sccm, and the flow rate of argon gas is 10 sccm to 25 sccm.
なお、そのエッチングガスには、塩素やフッ素等のハロゲンは添加しない。 Note that halogen such as chlorine and fluorine is not added to the etching gas.
また、これ以外のエッチング条件は、第1のステップにおけるのと同一である。 The other etching conditions are the same as those in the first step.
このように第1のステップにおけるよりもエッチングガス中の酸素の流量比を高めることで、本ステップでは強誘電体膜21のエッチング速度が第2の導電膜22のそれよりも遅くなる。これにより、エッチングが強誘電体膜21上で自動的に停止し、オーバーエッチングが原因で強誘電体膜21にダメージ層が形成されるのを抑制することが可能となる。
Thus, by increasing the flow rate ratio of oxygen in the etching gas as compared with the first step, the etching rate of the
更に、エッチングガス中の酸素がハードマスク23aに取り込まれることで、ハードマスク23aのエッチング耐性が向上し、エッチングの途中でハードマスク23aの外形が崩れ難くなり、上部電極22aの加工精度が向上する。
Furthermore, since oxygen in the etching gas is taken into the
しかも、エッチングガス中にハロゲンが含まれていないので、隣接する上部電極22aの横に露出した強誘電体膜21にハロゲンが原因のダメージ層が形成されることもない。
In addition, since the etching gas contains no halogen, a damage layer caused by halogen is not formed on the
なお、第1のレジストパターン25は、エッチングガスのスパッタ作用等により膜減りし、本ステップが終了した時点では略消失する。
Note that the first resist
ここで、上記のように強誘電体膜21のダメージを抑制するには、エッチング後に強誘電体膜21が露出する第2のステップにおいてエッチングガスからハロゲンが排除されていればよく、第1のステップではエッチングガス中にハロゲンが添加されていてもよい。
Here, in order to suppress damage to the
例えば、第1のステップにおいて、流量が約10sccmの塩素ガスと流量が40sccm〜50sccmのアルゴンガスとの混合ガスをエッチングガスに使用してもよい。この場合、第2のステップでは、エッチングガスを酸素ガスとアルゴンガスからなるガスに切り替えることになる。このように切り替えた後の酸素ガスの流量は、例えば25sccm〜40sccmであり、アルゴンガスの流量は例えば10sccm〜25sccmである。 For example, in the first step, a mixed gas of chlorine gas having a flow rate of about 10 sccm and argon gas having a flow rate of 40 sccm to 50 sccm may be used as the etching gas. In this case, in the second step, the etching gas is switched to a gas composed of oxygen gas and argon gas. The flow rate of oxygen gas after such switching is, for example, 25 sccm to 40 sccm, and the flow rate of argon gas is, for example, 10 sccm to 25 sccm.
このように第1のステップで塩素ガスを使用すると、エッチングガスのスパッタ作用に加え、塩素ガスとの化学反応により第2の導電膜22がエッチングされる。そのため、第1のステップで塩素ガスを使用しない場合と比較して、エッチングガスのスパッタ作用を相対的に低減でき、スパッタ作用によって第1のレジストパターン25が膜減りするのを抑制できる。よって、この場合は、ハードマスク23aを省略して第2の導電膜22の上に第1のレジストパターン25を直接形成し、その第1のレジストパターン25のみで第2の導電膜22をパターニングすることが可能となる。
When chlorine gas is used in the first step as described above, the second
なお、このように第1のステップと第2のステップとに分けずに、第2の導電膜22を一括してエッチングするようにしてもよい。この場合も、エッチングガスとしては酸素ガスとアルゴンガスとを含み、かつハロゲンを含まないガスを使用することで、ハロゲンが原因で強誘電体膜21がダメージを受けるのを防止できる。
Note that the second
その後に、ウエットエッチング等によりハードマスク23aを除去する。そのウエットエッチングでは、例えば、濃度が30w%の過酸化水素水(H2O2)と濃度が30w%の水酸化アンモニウム(NH4OH)溶液との混合溶液よりなるエッチング液が使用される。
Thereafter, the
なお、ハードマスク23aを除去した後に、ここまでの工程で強誘電体膜21が受けたダメージを回復させるために、酸素雰囲気となっている縦型炉中において強誘電体膜21に対してアニールを行ってもよい。
After the
そのアニールは回復アニールと呼ばれ、例えば、基板温度約650℃、酸素流量約20リットル/、処理時間約60分の条件で行われる。 The annealing is called recovery annealing and is performed, for example, under conditions of a substrate temperature of about 650 ° C., an oxygen flow rate of about 20 liters / hour, and a processing time of about 60 minutes.
次に、図12と図23に示すように、強誘電体膜21の上に、複数の上部電極22aの各々を覆うストライプ状の第2のレジストパターン27を形成する。
Next, as shown in FIGS. 12 and 23, a stripe-shaped second resist
そして、この第1のレジストパターン27をマスクにしながら、RIEにより強誘電体膜21をエッチングして、平面形状がストライプ状のキャパシタ誘電体膜21aを形成する。
Then, while using the first resist
このエッチングを終了後、第2のレジストパターン27は除去される。
After the etching is finished, the second resist
その後に、キャパシタ誘電体膜21aに対する回復アニールとして、縦型炉内において酸素流量約20リットル/分、基板温度約350℃、処理時間約60分の条件でアニールを行う。
Thereafter, as the recovery annealing for the
なお、回復アニールを行った後、水素等の還元性物質からキャパシタ誘電体膜21aを保護するためのアルミナ膜をシリコン基板1の上側全面に形成してもよい。
After the recovery annealing, an alumina film for protecting the
続いて、図13と図24に示すように、シリコン基板1の上側全面にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像することにより、ストライプ状の平面形状を有する第3のレジストパターン28を形成する。
Subsequently, as shown in FIGS. 13 and 24, a photoresist is applied to the entire upper surface of the
更に、この第3のレジストパターン28をマスクにしながら、RIEにより第1の導電膜20をドライエッチングして、平面形状がストライプ状の下部電極20aを形成する。
Further, using the third resist
なお、このエッチングでは、第3のレジストパターン28で覆われていない部分の密着層14もエッチングされて除去される。
In this etching, the portion of the
その後、第3のレジストパターン28は除去される。
Thereafter, the third resist
そして、エッチング等によってキャパシタ誘電体膜21aが受けたダメージを回復させるため、酸素含有雰囲気となっている縦型炉において回復アニールを行う。その回復アニールの条件は特に限定されないが、本実施形態では、酸素流量を約20リットル/分、基板温度を約650℃、処理時間を約60分とする。
Then, in order to recover the damage received by the
ここまでの工程により、下部電極20a、キャパシタ誘電体膜21a、上部電極22aをこの順に積層してなる強誘電体キャパシタQが形成されたことになる。
Through the steps so far, the ferroelectric capacitor Q is formed by laminating the
その強誘電体キャパシタQは、下部電極20aとキャパシタ誘電体膜21aを共通にして上部電極22a毎に複数形成される。
A plurality of ferroelectric capacitors Q are formed for each
次に、図14に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。 Next, steps required until a sectional structure shown in FIG.
まず、キャパシタQとキャップ絶縁膜13の上に、絶縁性水素バリア膜31としてスパッタ法によりアルミナ膜を厚さ約20nmに形成する。
First, an alumina film having a thickness of about 20 nm is formed on the capacitor Q and the
絶縁性酸素バリア膜31の形成後に、縦型炉内でキャパシタQに対して回復アニールを行ってもよい。その回復アニールの条件は、例えば、酸素流量が約20リットル/分、基板温度が約550℃、処理時間が60分である。
After the formation of the insulating
次いで、この絶縁性水素バリア膜31の上に、酸素とTEOSガスを反応ガスとして使用するCVD法により酸化シリコン膜を厚さ約1500nmに形成し、その酸化シリコン膜を第2の絶縁膜32とする。
Next, a silicon oxide film having a thickness of about 1500 nm is formed on the insulating
TEOSガスには水素が含まれているが、絶縁性水素バリア膜31により水素がキャパシタQに侵入するのが防止され、水素によってキャパシタ誘電体膜21aが還元されてその強誘電体特性が劣化するのを抑制できる。
Although the TEOS gas contains hydrogen, the insulative
その後に、第2の絶縁膜32の上面をCMP法により研磨して平坦化する。
Thereafter, the upper surface of the second insulating
このCMPの後、第2の絶縁膜32の脱水処理と水分の再吸着を防止するために、第2の絶縁膜32に対して基板温度約350℃、処理時間2分の条件でN2Oプラズマ処理を行い、第2の絶縁膜32の表面を窒化する。そのようなN2Oプラズマ処理は、例えばCVD装置を利用して行うことができる。
After this CMP, in order to prevent dehydration and moisture re-adsorption of the second insulating
続いて、図15に示すように、第2の絶縁膜32の上にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像して第4のレジストパターン33を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 15, a photoresist is applied on the second insulating
次いで、第4のレジストパターン33の窓33aを通じて、第1及び第2のn型ソース/ドレイン領域7a、7b上の各絶縁膜10、11、13、14、32をドライエッチングすることにより、これらの絶縁膜に第1及び第2のコンタクトホール32a、32bを形成する。
Next, the insulating
この後に、第4のレジストパターン33は除去される。
Thereafter, the fourth resist
次に、図16と図25に示す構造を得るまでの工程について説明する。 Next, steps required until a structure shown in FIGS.
まず、第2の絶縁膜32の上面と各コンタクトホール32a、32bの内面に、バリアメタル膜として厚さが約20nmのチタン(Ti)膜と厚さが約50nmの窒化チタン(TiN)膜とをこの順にスパッタ法で形成する。そして、このバリアメタル膜の上にCVD法によりタングステン膜を約500nmの厚さに形成し、このタングステン膜で各コンタクトホール32a、32bを完全に埋め込む。その後に、第2の絶縁膜32上の余分なタングステン膜とバリアメタル膜とをCMP法により研磨して除去し、これらの膜を各コンタクトホール32a、32b内にのみ導電性プラグ35として残す。
First, a titanium (Ti) film having a thickness of about 20 nm and a titanium nitride (TiN) film having a thickness of about 50 nm are formed as barrier metal films on the upper surface of the second insulating
このようにして形成された導電性プラグ35は、酸化され易いタングステンを含むため、酸素含有雰囲気中で容易に酸化してコンタクト不良を起こし易い。
Since the
そこで、導電性プラグ35の酸化を防止するために、該導電性プラグ35と第2の絶縁膜32のそれぞれの上にCVD法により厚さが約100nmの酸窒化シリコン膜を形成し、その窒化シリコン膜を酸化防止絶縁膜36とする。
Therefore, in order to prevent oxidation of the
なお、酸化防止絶縁膜36を形成する前に、第2の絶縁膜32の脱水処理と水分の再吸着を防止するため、CVD装置内において第2の絶縁膜32に対してN2Oプラズマ処理を行ってもよい。そのN2Oプラズマ処理は、例えば、基板温度約350℃、処理時間2分の条件で行われる。
Before forming the oxidation-preventing insulating
次に、図17に示すように、酸化防止絶縁膜36の上にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像して第5のレジストパターン40を形成する。
Next, as shown in FIG. 17, a photoresist is applied on the
そして、第5のレジストパターン40の窓40aを通じて絶縁膜14、32、36をドライエッチングすることで、上部電極22a上のこれらの絶縁膜に第1のホール32cを形成すると共に、下部電極20a上のこれらの絶縁膜に第2のホール32dを形成する。
Then, by dry-etching the insulating
このエッチングを終了後、第5のレジストパターン40と酸化防止絶縁膜36は除去される。
After this etching is finished, the fifth resist
そして、このエッチングによってキャパシタ誘電体膜27aが受けたダメージを低減するために、酸素含有雰囲気中においてキャパシタ誘電体膜21aに対して回復アニールを行う。この回復アニールは、例えば基板温度500℃〜600℃、処理時間60分間の条件で行われる。
Then, recovery annealing is performed on the
次に、図18と図26に示すように、第2の絶縁膜32上と各ホール32c、32d内にスパッタ法により金属積層膜を形成した後、それをパターニングして金属配線41を形成する。その金属積層膜は、下から順に、厚さ約150nmの窒化チタン膜、厚さ約550nmの銅含有アルミニウム膜、厚さ約5nmのチタン膜、及び厚さ約150nmの窒化チタン膜である。
Next, as shown in FIGS. 18 and 26, a metal laminated film is formed on the second insulating
その金属配線41のうち、第1のホール32c内に形成された部分は上部電極22aと電気的に接続され、第2のホール32d内に形成された部分は下部電極20aと電気的に接続される。
Of the
以上により、本実施形態に係る半導体装置の基本構造が完成した。 Thus, the basic structure of the semiconductor device according to this embodiment is completed.
上記した半導体装置の製造方法によれば、図11の工程で上部電極22aを形成するとき、上部電極22aの横に強誘電体膜21が露出した時点において、酸素ガスを含み且つハロゲンを含まないガスに第2の導電膜22用のエッチングガスを切り替えた。
According to the manufacturing method of the semiconductor device described above, when the
このようにハロゲンを含まないエッチングガスを使用することで、隣接する上部電極22aの間に露出した強誘電体膜21にハロゲンが原因のダメージ層が形成されるのを防止できる。
By using an etching gas containing no halogen in this way, it is possible to prevent a damage layer caused by halogen from being formed in the
よって、強誘電体膜21をパターニングしてなるキャパシタ誘電体膜21aの強誘電体特性を高い状態に維持することができると共に、キャパシタ誘電体膜21aのリーク電流を抑制でき、高品位な強誘電体キャパシタQを備えた半導体装置を提供することができる。
Therefore, the ferroelectric characteristics of the
しかも、上記のエッチングガス中に含まれる酸素は、強誘電体膜21と第2の導電膜22とのエッチング選択比を高める機能を有するので、第2の導電膜22に対するエッチングを強誘電体膜21上で自動停止させることができる。これにより、強誘電体膜21がオーバーエッチングされるのを抑制でき、オーバーエッチングが原因で強誘電体膜21にダメージ層が形成される可能性を低減できる。
In addition, the oxygen contained in the etching gas has a function of increasing the etching selectivity between the
以上説明した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。 The following additional notes are disclosed for each embodiment described above.
(付記1) 半導体基板の上方に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の上に、第1の導電膜、強誘電体膜、及び第2の導電膜をこの順に形成する工程と、
前記第2の導電膜の上にマスクパターンを形成する工程と、
前記マスクパターンをマスクにしながら、前記第2の導電膜をエッチングして強誘電体キャパシタの上部電極にする工程と、
前記マスクパターンを除去する工程と、
前記強誘電体膜をパターニングして前記強誘電体キャパシタのキャパシタ誘電体膜にする工程と、
前記第1の導電膜をエッチングして前記強誘電体キャパシタの下部電極にする工程とを有し、
前記第2の導電膜をエッチングする工程において、前記上部電極の横に前記強誘電体膜が露出したときに、エッチング雰囲気が、酸素ガスを含み且つハロゲンを含まない雰囲気となっていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Additional remark 1) The process of forming an insulating film above a semiconductor substrate,
Forming a first conductive film, a ferroelectric film, and a second conductive film in this order on the insulating film;
Forming a mask pattern on the second conductive film;
Etching the second conductive film into the upper electrode of the ferroelectric capacitor while using the mask pattern as a mask;
Removing the mask pattern;
Patterning the ferroelectric film to form a capacitor dielectric film of the ferroelectric capacitor;
Etching the first conductive film to form a lower electrode of the ferroelectric capacitor;
In the step of etching the second conductive film, when the ferroelectric film is exposed beside the upper electrode, the etching atmosphere is an atmosphere containing oxygen gas and not containing halogen. A method for manufacturing a semiconductor device.
(付記2) 前記第2の導電膜をエッチングする工程は、
ハロゲンガスを含む第1のエッチングガスにより前記第2の導電膜を途中の深さまでエッチングする第1のステップと、
前記第1のステップの後、酸素ガスを含み且つハロゲンを含まない第2のエッチングガスを用いて、前記第2の導電膜の残りをエッチングする第2のステップとを有することを特徴とする付記1に記載の半導体装置の製造方法。
(Supplementary Note 2) The step of etching the second conductive film includes:
A first step of etching the second conductive film to a halfway depth with a first etching gas containing a halogen gas;
And a second step of etching the remainder of the second conductive film using a second etching gas containing oxygen gas and not containing halogen after the first step. 2. A method for manufacturing a semiconductor device according to 1.
(付記3) 前記マスクパターンとして、前記第2の導電膜の上にレジストパターンを直接形成することを特徴とする付記2に記載の半導体装置の製造方法。
(Supplementary note 3) The method for manufacturing a semiconductor device according to
(付記4) 前記ハロゲンガスとして塩素ガスを使用することを特徴とする付記2又は付記3に記載の半導体装置の製造方法。
(Additional remark 4) Chlorine gas is used as said halogen gas, The manufacturing method of the semiconductor device of
(付記5) 前記第2の導電膜をエッチングする工程は、
酸素ガスを含み且つハロゲンを含まないエッチングガスにより前記第2の導電膜を途中の深さまでエッチングする第1のステップと、
前記第1のステップの後、前記エッチングガスにおける前記酸素ガスの流量比を前記第1のステップにおけるよりも高めて、前記第2の導電膜の残りをエッチングする第2のステップとを有することを特徴とする付記1に記載の半導体装置の製造方法。
(Supplementary Note 5) The step of etching the second conductive film includes:
A first step of etching the second conductive film to an intermediate depth with an etching gas containing oxygen gas and not containing halogen;
After the first step, there is provided a second step of etching the remainder of the second conductive film by increasing the flow rate ratio of the oxygen gas in the etching gas as compared with that in the first step. The manufacturing method of the semiconductor device according to
(付記6) 前記エッチングガスは、不活性ガスと酸素ガスとからなることを特徴とする付記5に記載の半導体装置の製造方法。
(Additional remark 6) The said etching gas consists of inert gas and oxygen gas, The manufacturing method of the semiconductor device of
(付記7) 前記第2の導電膜をエッチングするステップは、酸素ガスを含み且つハロゲンを含まないエッチングガスにより、前記第2の導電膜を一括してエッチングすることにより行われることを特徴とする付記1に記載の半導体装置の製造方法。
(Supplementary Note 7) The step of etching the second conductive film is performed by collectively etching the second conductive film with an etching gas containing oxygen gas and not containing halogen. A method for manufacturing a semiconductor device according to
(付記8) 前記マスクパターンとしてハードマスクを形成することを特徴とする付記1に記載の半導体装置の製造方法。
(Additional remark 8) The manufacturing method of the semiconductor device of
(付記9) 前記ハードマスクは、窒化チタンを含むことを特徴とする付記8に記載の半導体装置の製造方法。
(Additional remark 9) The said hard mask contains titanium nitride, The manufacturing method of the semiconductor device of
(付記10) 前記第2の導電膜をエッチングする工程において、前記上部電極を間隔をおいて複数形成し、
前記強誘電体膜をエッチングする工程において、前記キャパシタ誘電体膜を、前記複数の上部電極のそれぞれに共通のストライプ状に形成することを特徴とする付記1〜9のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(Supplementary Note 10) In the step of etching the second conductive film, a plurality of the upper electrodes are formed at intervals,
10. The semiconductor device according to any one of
1、100…シリコン基板、2…素子分離絶縁膜、3…pウェル、4…ゲート絶縁膜、5…ゲート電極、6a、6b…第1及び第2のn型ソース/ドレインエクステンション、7a、7b…第1及び第2のn型ソース/ドレイン領域、8…高融点金属シリサイド層、9…絶縁性サイドウォール、10…カバー絶縁膜、11…第1の絶縁膜、13…キャップ絶縁膜、14…密着層、20、101…第1の導電膜、20a、103a…下部電極、21、102…強誘電体膜、21a、102a…キャパシタ誘電体膜、22、103…第2の導電膜、22a、103a…上部電極、23…マスク材料膜、23a、104…マスクパターン、25…第1のレジストパターン、27…第2のレジストパターン、28…第3のレジストパターン、31…絶縁性水素バリア膜、32…第2の絶縁膜、32a、32b…第1及び第2のコンタクトホール、32c、32d…第1及び第2のホール、33…第4のレジストパターン、33a…窓、35…導電性プラグ、36…酸化防止絶縁膜、40…第5のレジストパターン、40a…窓、41…金属配線、105…レジストパターン、Q…強誘電体キャパシタ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 ... Silicon substrate, 2 ... Element isolation insulating film, 3 ... p well, 4 ... gate insulating film, 5 ... gate electrode, 6a, 6b ... 1st and 2nd n-type source / drain extension, 7a, 7b 1st and 2nd n-type source / drain regions, 8 ... refractory metal silicide layer, 9 ... insulating sidewall, 10 ... cover insulating film, 11 ... first insulating film, 13 ... cap insulating film, 14 ... Adhesion layer, 20, 101 ... First conductive film, 20a, 103a ... Lower electrode, 21, 102 ... Ferroelectric film, 21a, 102a ... Capacitor dielectric film, 22, 103 ... Second conductive film,
Claims (3)
前記絶縁膜の上に、第1の導電膜、強誘電体膜、及び第2の導電膜をこの順に形成する工程と、
前記第2の導電膜をエッチングして強誘電体キャパシタの上部電極にする工程と、
前記強誘電体膜をパターニングして前記強誘電体キャパシタのキャパシタ誘電体膜にする工程と、
前記第1の導電膜をエッチングして前記強誘電体キャパシタの下部電極にする工程とを有し、
前記第2の導電膜をエッチングする工程は、
ハロゲンガスを含む第1のエッチングガスにより前記第2の導電膜を途中の深さまでエッチングする第1の工程と、
前記第1の工程の後、酸素ガスを含み且つハロゲンを含まない第2のエッチングガスを用いて、前記第2の導電膜の残りをエッチングする第2の工程とを有し、
前記第2の導電膜をエッチングする工程において、前記上部電極の横に前記強誘電体膜が露出したときに、エッチング雰囲気が、酸素ガスを含み且つハロゲンを含まない雰囲気となっていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming an insulating film above the semiconductor substrate;
Forming a first conductive film, a ferroelectric film, and a second conductive film in this order on the insulating film;
Etching the second conductive film to form an upper electrode of a ferroelectric capacitor;
Patterning the ferroelectric film to form a capacitor dielectric film of the ferroelectric capacitor;
Etching the first conductive film to form a lower electrode of the ferroelectric capacitor;
The step of etching the second conductive film includes:
A first step of etching halfway depth the second conductive film by a first etching gas containing a halogen gas,
After the first step, using a second etching gas not containing and halogen-containing oxygen gas, the remainder of the second conductive film have a second step of etching,
In the step of etching the second conductive film, when the ferroelectric film is exposed beside the upper electrode, the etching atmosphere is an atmosphere containing oxygen gas and not containing halogen. method of manufacturing a semi-conductor device shall be the.
前記絶縁膜の上に、第1の導電膜、強誘電体膜、及び第2の導電膜をこの順に形成する工程と、
前記第2の導電膜をエッチングして強誘電体キャパシタの上部電極にする工程と、
前記強誘電体膜をパターニングして前記強誘電体キャパシタのキャパシタ誘電体膜にする工程と、
前記第1の導電膜をエッチングして前記強誘電体キャパシタの下部電極にする工程とを有し、
前記第2の導電膜をエッチングする工程は、
酸素ガスを含み且つハロゲンを含まないエッチングガスにより前記第2の導電膜を途中の深さまでエッチングする第1の工程と、
前記第1の工程の後、前記エッチングガスにおける前記酸素ガスの流量比を前記第1の工程における前記酸素ガスの流量比よりも高めて、前記第2の導電膜の残りをエッチングする第2の工程とを有し、
前記第2の導電膜をエッチングする工程において、前記上部電極の横に前記強誘電体膜が露出したときに、エッチング雰囲気が、酸素ガスを含み且つハロゲンを含まない雰囲気となっていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming an insulating film above the semiconductor substrate;
Forming a first conductive film, a ferroelectric film, and a second conductive film in this order on the insulating film;
Etching the second conductive film to form an upper electrode of a ferroelectric capacitor;
Patterning the ferroelectric film to form a capacitor dielectric film of the ferroelectric capacitor;
Etching the first conductive film to form a lower electrode of the ferroelectric capacitor;
The step of etching the second conductive film includes:
A first step of etching the second conductive film to an intermediate depth with an etching gas containing oxygen gas and not containing halogen;
After the first step , a flow rate ratio of the oxygen gas in the etching gas is set higher than a flow rate ratio of the oxygen gas in the first step , and a second portion of the second conductive film is etched. It possesses a step,
In the step of etching the second conductive film, when the ferroelectric film is exposed beside the upper electrode, the etching atmosphere is an atmosphere containing oxygen gas and not containing halogen. method of manufacturing a semi-conductor device shall be the.
前記強誘電体膜をエッチングする工程において、前記キャパシタ誘電体膜を、前記複数の上部電極のそれぞれに共通のストライプ状に形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of etching the second conductive film, a plurality of the upper electrodes are formed at intervals,
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 , wherein in the step of etching the ferroelectric film, the capacitor dielectric film is formed in a stripe shape common to each of the plurality of upper electrodes. Method.
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