JPH10229173A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH10229173A
JPH10229173A JP9030307A JP3030797A JPH10229173A JP H10229173 A JPH10229173 A JP H10229173A JP 9030307 A JP9030307 A JP 9030307A JP 3030797 A JP3030797 A JP 3030797A JP H10229173 A JPH10229173 A JP H10229173A
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platinum
insulating film
mold
electrode
forming
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Takeshi Tokashiki
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the manufacturing method for a semiconductor device, which enables a fine platinum electrode such as a stacked capacitive electric or the like, using platinum to be manufactory with high productivity and moreover easily, in a superfine electric device. SOLUTION: A mold 2 consisting of a recess is made by selectively etching an insulating film 2 as a capacitive insulating film, and this mold 4 is filled up with platinum 5. Next, the platinum 5 is etched back, leaving it only in the mold 4, and after that, the insulating film 2 is etched back to a required thickness, leaving platinum 5 in the mold, whereby a platinum capacitive electrode 6 is selectively made. It is easy to form a fine and highly accurate mold 4 by anisotropically etching back the insulating film 2, and it becomes possible to easily form a fine and highly accurate platinum electrode, so as to form the platinum electrode 6 in a self-aligned manner, making use of this mold 4, and integration and fine processability of an electronic device can be greatly improved.

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】本発明は白金電極を有する半
導体装置の製造方法に関し、特に微細な白金電極の製造
を実現した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 for manufacturing a semiconductor device having a platinum electrode, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device realizing the manufacture of a fine platinum electrode.

【0002】[0002]

【従来の残術】近年における半導体装置の微細化、さら
には超微細化に伴って半導体装置に形成される電極も微
細化される必要がある。例えば、現在、半導体記憶装置
としてダイナミックランダムアクセスメモリ(DRA
M)等に幅広く応用されている容量素子の多くは、DR
AMの高集積化が飛躍的に進むにつれて素子面積が小さ
くなり容量部を形成できる面積が非常に狭くなってい
る。このため、容量素子の容量を大きくするための様々
な対策が提案されており、その対策として、容量表面積
を増やす方法と、容量素子に用いる絶縁膜の比誘電率が
高い材料を用いる方法とがある。
2. Description of the Related Art With the recent miniaturization of semiconductor devices and further miniaturization of semiconductor devices, it is necessary to miniaturize electrodes formed on semiconductor devices. For example, at present, a dynamic random access memory (DRA) is used as a semiconductor memory device.
M), etc., are widely applied to DR.
As the degree of integration of AM has dramatically increased, the element area has become smaller, and the area in which a capacitance portion can be formed has become very narrow. For this reason, various measures for increasing the capacitance of the capacitor have been proposed. As a countermeasure, a method of increasing the capacitance surface area and a method of using a material having a high relative dielectric constant of an insulating film used for the capacitor are used. is there.

【0003】容量表面積を増やす方法として、電極材料
にシリコンを用い、その表面をグレイン成長に起因する
凹凸を形成する方法が、1992年のジャーナル・オブ
・アプライド・フィジックス(Journal of
Applied physics)の71巻の3540
ページの図3に示されている。この文献によると、これ
を実現するためには低圧化学気相堆積法(LPCVD
法)において非晶質から多結晶に遷移する温度でシリコ
ン膜を堆積し、半球状のグレイン(Hemispher
ica1−Grained−Si:HSG−Si)を電
極表面に形成する。しかしながら、シリコン材料を用い
た表面積を増やす方法は、ギガビット級のDRAM、ま
たは電極幅が0.25μm以下のDRAMでは技術的に
困難である。その理由は、容量絶縁膜にシリコン酸化膜
やシリコン窒化膜が用いられるが、これらの比誘電率は
4〜5であり、目安となる蓄積電荷量が25fF以上を
得るためには1μmを越える容量電極高さが必要とな
る。これは、DRAMを作成するプロセス技術を困難に
する原因となる。
As a method of increasing the capacitance surface area, a method of using silicon as an electrode material and forming irregularities due to grain growth on the surface is disclosed in the Journal of Applied Physics in 1992.
Applied Physics, Volume 71, 3540
This is shown in FIG. 3 of the page. According to this document, to achieve this, low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) is used.
Method), a silicon film is deposited at a temperature at which a transition is made from amorphous to polycrystalline, and a hemispherical grain (Hemisphere) is formed.
ica1-Grained-Si (HSG-Si) is formed on the electrode surface. However, a method of increasing the surface area using a silicon material is technically difficult for a gigabit DRAM or a DRAM having an electrode width of 0.25 μm or less. The reason is that a silicon oxide film or a silicon nitride film is used for the capacitor insulating film, and their relative dielectric constant is 4 to 5, and a capacitance exceeding 1 μm is required in order to obtain an estimated accumulated charge of 25 fF or more. An electrode height is required. This causes a difficulty in a process technology for manufacturing a DRAM.

【0004】そこで、近年比誘電率が100以上の材料
を容量絶縁膜に用いた例が1994年のインターナショ
ナル・エレクトロン・デバイス・ミーティング(Int
ernational EIectron Devic
e Meeting:lEDM)予稿集の831ページ
に記載されている。この方法では、強誘電体材料として
チタン酸ストロンチウム(STO)が用いられている。
強誘電体材料を用いたキヤパシタを形成する際は、容量
電極は従来のシリコンを用いることができない。そこ
で、白金等の貴金属が電極材料として検討されている。
白金を微細加工する技術として、白金上に形成されたレ
ジストマスクや金属マスクを利用して、アルゴン等の不
活性ガスによるイオンビームスパッタリング手法が用い
られている。例えば、特開平5−89662号公報によ
るとチタンをエッチングマスクとして用い、イオンビー
ムスパッタにより白金の加工を行っている。
Accordingly, in recent years, an example in which a material having a relative dielectric constant of 100 or more is used for a capacitive insulating film is disclosed in the International Electron Device Meeting (Int.
erial Electron Device
e Meeting (IEDM) Proceedings, page 831. In this method, strontium titanate (STO) is used as a ferroelectric material.
When forming a capacitor using a ferroelectric material, conventional silicon cannot be used for a capacitor electrode. Therefore, noble metals such as platinum have been studied as electrode materials.
As a technique for finely processing platinum, an ion beam sputtering method using an inert gas such as argon using a resist mask or a metal mask formed on platinum is used. For example, according to JP-A-5-89662, platinum is processed by ion beam sputtering using titanium as an etching mask.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記したような白金加
工技術において、チタンをエッチングマスクに用いてい
たのは、白金とチタンのエッチングレート比(白金レー
ト/チタンレート)が4倍になり、かつ白金エッチング
時の白金再付着が突起状になり難いためである。しかし
ながら、白金エッチング時にチタンマスクは浸食される
ため、特にマスク端はマスク中央に比べその浸食速度は
通常2倍以上あるため、リソグラフイ工程で決められた
パターン寸法から大きくずれる可能性が高く、マスク通
りのパターン形成が困難になるという問題がある。ま
た、イオンビームエッチングは白金を順テーパ化させて
しまうため、微細なパターンでは異方性の高いパターン
を形成することが困難になるという問題がある。
In the above-described platinum processing technique, titanium is used as an etching mask because the etching rate ratio of platinum to titanium (platinum rate / titanium rate) is four times, and This is because it is difficult for platinum to re-adhere at the time of platinum etching into a projection shape. However, since the titanium mask is eroded at the time of platinum etching, the erosion speed of the mask edge is usually twice or more as compared with the center of the mask. There is a problem that it is difficult to form a desired pattern. In addition, ion beam etching causes the platinum to have a forward taper, so that it is difficult to form a highly anisotropic pattern with a fine pattern.

【0006】本発明の目的は、超微細な電子デバイスに
おいて、白金を用いたスタック型容量電極等の微細な白
金電極を、高い生産性のもとでかつ容易に製造すること
を可能にした半導体装置の製造方法を提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of easily producing a fine platinum electrode such as a stack-type capacitance electrode using platinum in an ultra-fine electronic device with high productivity. It is to provide a method of manufacturing the device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、半
導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に
所望のレジストパターンを形成する工程と、前記レジス
トパターンをマスクに前記絶縁膜を異方性エッチングし
て前記絶縁膜の膜厚よりも浅い凹部からなる鋳型を形成
する工程と、前記絶縁膜上に前記鋳型を埋設する厚さに
白金を大切して前記鋳型を白金で埋め込む工程と、前記
白金をエッチバックして前記鋳型内にのみ残す工程と、
前記絶縁膜を前記鋳型の深さまでエッチバック除去して
前記鋳型内の白金を残して電極として形成する工程とを
含むことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method for forming an insulating film on a semiconductor substrate, forming a desired resist pattern on the insulating film, and using the resist pattern as a mask. Anisotropically etching the insulating film to form a mold having concave portions shallower than the thickness of the insulating film; And a step of etching back the platinum and leaving it only in the mold,
Removing the insulating film to the depth of the mold by etching back to leave platinum in the mold as an electrode.

【0008】また、本発明の製造方法は、半導体基板上
に容量絶縁膜を形成する工程と、この容量絶縁膜上にチ
タン、窒化チタン、タングステン、チタンタングステン
のうち少なくとも一種頬以上を含む金属膜を形成する工
程と、この金属膜上に絶縁膜を形成する工程と、この絶
縁膜上に所望のレジストパターンを形成する工程と、前
記レジストパターンをマスクに前記絶縁膜を異方的にド
ライエッチングして前記金属膜に達するまでの開口から
なる鋳型を形成する工程と、前記絶縁膜上に前記鋳型を
埋設する厚さに白金を埋め込む工程と、前記白金を工ッ
チバックして前記鋳型内にのみ残す工程と、前記絶縁膜
をエッチバック除去する工程と、露呈された前記金属膜
を前記残された白金をマスクにして異方的にドライエッ
チングして金属膜と白金との積層された電極を形成する
工程とを含むことを特徴とする。
Further, according to the manufacturing method of the present invention, a step of forming a capacitance insulating film on a semiconductor substrate, and a metal film containing at least one of titanium, titanium nitride, tungsten and titanium tungsten on the capacitance insulating film Forming an insulating film on the metal film, forming a desired resist pattern on the insulating film, and anisotropically dry-etching the insulating film using the resist pattern as a mask. Forming a mold having an opening until reaching the metal film, and embedding platinum to a thickness for embedding the mold on the insulating film, and etching back the platinum to form only the mold. Leaving step, etching back the insulating film, and anisotropically dry etching the exposed metal film using the remaining platinum as a mask. Characterized in that it comprises a step of forming a stacked electrode of platinum.

【0009】ここで、本発明の製造方法で形成する白金
電極は、スタック容量電極のみならず、容量に接続され
る電極の場合であってもよい。また、容量絶縁膜や鋳型
を形成するための絶縁膜、および金属膜は単層のみなら
ず、積層構造を採用することも可能である。
Here, the platinum electrode formed by the manufacturing method of the present invention may be not only a stack capacitor electrode but also an electrode connected to a capacitor. In addition, the capacitor insulating film, the insulating film for forming the template, and the metal film may have a stacked structure as well as a single layer.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1および図2は本発明の第1の実
施形態を製造工程順に示す断面図であり、ここでは本発
明をシリコン基板上のシリコン酸化膜を誘電体膜とした
白金容量電極を形成する例を示している。先ず、図1
(a)のように、シリコン基板1上に熱酸化によるシリ
コン酸化膜2を500nmの膜厚に成膜し、さらに、前
記シリコン酸化膜2上にレジスト3を塗布し、光リソグ
ラフィ法により、0.35μm径のパターンを形成す
る。次いで、図1(b)のように、マグネトロンRlE
(反応性イオンエッチング)を用いて前記レジスト3を
マスクに前記シリコン酸化膜2を所要の深さまでエッチ
ングする。ここで、用いたエッチング条件は、C4 8
を6sccm、COを60sccm、Arを180sc
cmでそれぞれ流し、圧力を40mTorrに保った。
RFパワーは650Wとした。その時のエッチングレー
トは300nm/minとなる。また、エッチング深さ
は100nmとした。そして、図1(c)のように、不
要となったレジスト3を酸素プラズマアッシング法によ
り完全に剥離することで、前記シリコン酸化膜2に深さ
100nmの垂直にエッチングされた鋳型4が形成され
る。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are cross-sectional views showing a first embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps. Here, an example of forming a platinum capacitor electrode using a silicon oxide film on a silicon substrate as a dielectric film according to the present invention will be described. Is shown. First, FIG.
As shown in (a), a silicon oxide film 2 formed by thermal oxidation is formed on a silicon substrate 1 to a thickness of 500 nm, a resist 3 is applied on the silicon oxide film 2, and the silicon oxide film 2 is formed by photolithography. A pattern having a diameter of .35 μm is formed. Next, as shown in FIG.
The silicon oxide film 2 is etched to a required depth using the resist 3 as a mask by using (reactive ion etching). Here, the etching conditions used were C 4 F 8
6 sccm, CO 60 sccm, Ar 180 sc
cm and the pressure was maintained at 40 mTorr.
The RF power was 650 W. The etching rate at that time is 300 nm / min. The etching depth was 100 nm. Then, as shown in FIG. 1C, the unnecessary resist 3 is completely removed by the oxygen plasma ashing method, whereby a vertically etched mold 4 having a depth of 100 nm is formed in the silicon oxide film 2. You.

【0011】次に、図2(a)のように、直流マグネト
ロン放電を利用したスパッタリング法により、白金金属
ターゲットをアルゴンガスを用いてスパッタを行う。前
記シリコン酸化膜2に形成された深さ100nmの鋳型
4に白金5が埋め込まれるまでスパッタ成膜を行った。
なお、スパッタ時の圧力は数mTorr、成膜温度は1
00℃である。次に、図2(b)のように、電子サイク
ロトロン共鳴によるプラズマ放電(ECR)を利用した
ドライエッチング装置を用いて、白金膜をエッチバック
した。エッチバック時に用いたガスは、塩素とSF6
混合ガスである。塩素ガスの添加率を30%に調整し、
ガス総流量を240sccmとした。その時の圧力は1
5mTorr、マイクロ波パワーは300W、シリコン
基板1を支える基板電極に印加した2MHzの高周波パ
ワーは250W、基板電極温度は60℃とした。そのと
き得られる白金5のエッチバック速度は、50nm/m
inとなった。白金5が完全にエッチバックされると、
同図のように白金5は鋳型4内にのみ残される状態とな
る。引き続き、図2(c)のように、シリコン酸化膜2
のエッチバックを行った。用いたエッチング条件は、S
6 ガス流量が200sccm、圧力が20mTor
r、マイクロ波パワーは300W、高周波パワーは10
0Wとした。その時のシリコン酸化膜2のエッチレート
は300nm/minとなった。その結果、約20秒で
シリコン酸化膜2が完全にエッチング除去されたが、白
金5の浸食はほとんど無視できるほど僅かである。その
結果、高さ100nmのスタック容量電極6が形成され
た。
Next, as shown in FIG. 2A, a platinum metal target is sputtered using an argon gas by a sputtering method using a DC magnetron discharge. Sputter deposition was performed until platinum 5 was buried in the mold 4 having a depth of 100 nm formed in the silicon oxide film 2.
The pressure during sputtering was several mTorr, and the film formation temperature was 1 mTorr.
00 ° C. Next, as shown in FIG. 2B, the platinum film was etched back using a dry etching apparatus using plasma discharge (ECR) by electron cyclotron resonance. The gas used at the time of the etch back is a mixed gas of chlorine and SF 6 . Adjust the addition rate of chlorine gas to 30%,
The total gas flow rate was 240 sccm. The pressure at that time is 1
5 mTorr, microwave power was 300 W, high frequency power of 2 MHz applied to the substrate electrode supporting the silicon substrate 1 was 250 W, and substrate electrode temperature was 60 ° C. The etch-back speed of platinum 5 obtained at that time is 50 nm / m
became in. When platinum 5 is completely etched back,
As shown in the figure, the platinum 5 is left only in the mold 4. Subsequently, as shown in FIG.
Etch back. The etching conditions used were S
F 6 gas flow rate 200sccm, pressure 20mTorr
r, microwave power is 300W, high frequency power is 10
0 W. At that time, the etch rate of the silicon oxide film 2 was 300 nm / min. As a result, the silicon oxide film 2 was completely etched away in about 20 seconds, but the erosion of the platinum 5 was negligible. As a result, a stack capacitor electrode 6 having a height of 100 nm was formed.

【0012】このように、シリコン酸化膜2を異方性エ
ッチングすることで、微細な鋳型4を形成し、この鋳型
に白金5を埋め込み、しかる上で鋳型4を構成するシリ
コン酸化膜2を除去することにより、微細でかつ異方性
の高い白金電極を形成することが可能となる。特に、こ
の製造方法では、白金電極は自己整合法よって形成さ
れ、チタン等を用いたマスクによるエッチングではない
ため、極めて微細なパターンに形成できる。これによ
り、白金を用いたスタック容量電極の形成が可能とな
り、電子デバイスの集積度及び微細加工性を飛躍的に向
上することが可能となる。
As described above, a fine mold 4 is formed by anisotropically etching the silicon oxide film 2, platinum 5 is buried in the mold, and then the silicon oxide film 2 constituting the mold 4 is removed. By doing so, it is possible to form a fine and highly anisotropic platinum electrode. In particular, in this manufacturing method, the platinum electrode is formed by a self-alignment method and is not etched by a mask using titanium or the like, so that it can be formed in an extremely fine pattern. Accordingly, it is possible to form a stack capacitor electrode using platinum, and it is possible to dramatically improve the degree of integration and fine workability of an electronic device.

【0013】図3は本発明の第2の実施形態のうち、主
要な工程の断面図であり、前記第1の実施形態と同様に
白金のスタック容量電極を形成する例を示している。た
だし、ここでは、容量絶縁膜の材料にシリコン酸化膜と
シリコン窒化膜から成る2層膜を用いている。すなわ
ち、図3(a)のように、シリコン基板1上に熟酸化に
よるシリコン酸化膜2を500nmの膜厚に成膜した。
さらに、前記シリコン酸化膜2上にプラズマCVD法に
よりシリコン窒化膜7を25nm成膜した。引き続き、
シリコン窒化膿7上にプラズマCVD法によリシリコン
酸化膜8を100nm成膜した。そして、シリコン酸化
膜8上にレジスト3を塗布し光リソグラフィ法によリ
0.35μm径のパターンを形成する。次に、図3
(b)のように、第1の実施形態で用いた、鋳型4を形
成するための異方性エッチング条件で、シリコン酸化膜
8とシリコン窒化膿7をエッチングし、鋳型4を形成す
る。そして、この鋳型4への白金5の埋め込み、白金5
のエッチバックまでの工程は第1の実施形態の図1
(b)から図2(f)に示した通りである。そして、希
釈したフッ酸溶液(HF:H2 O=1:30)でシリコ
ン酸化膜8をウェットエッチにより除去することで、図
3(c)のように、高さ100nmのスタック容量電極
6が形成される。すなわち、白金は王水以外には溶けな
いため、フッ酸溶液を用いてシリコン酸化膜のみを選択
的に除去することが容易となる。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the main steps of the second embodiment of the present invention, and shows an example of forming a platinum stack capacitor electrode as in the first embodiment. However, here, a two-layer film made of a silicon oxide film and a silicon nitride film is used as the material of the capacitor insulating film. That is, as shown in FIG. 3A, a silicon oxide film 2 was formed to a thickness of 500 nm on the silicon substrate 1 by ripening.
Further, a silicon nitride film 7 having a thickness of 25 nm was formed on the silicon oxide film 2 by a plasma CVD method. Continued
A silicon oxide film 8 having a thickness of 100 nm was formed on the silicon nitride 7 by a plasma CVD method. Then, a resist 3 is applied on the silicon oxide film 8 and a pattern having a diameter of 0.35 μm is formed by photolithography. Next, FIG.
As shown in (b), the silicon oxide film 8 and the silicon nitride 7 are etched under the anisotropic etching conditions for forming the mold 4 used in the first embodiment to form the mold 4. Then, platinum 5 is buried in the mold 4,
Steps up to the etch back of FIG.
2 (b) to FIG. 2 (f). Then, by removing the silicon oxide film 8 by wet etching with a diluted hydrofluoric acid solution (HF: H 2 O = 1: 30), as shown in FIG. 3C, the stack capacitor electrode 6 having a height of 100 nm is formed. It is formed. That is, since platinum is insoluble only in aqua regia, it is easy to selectively remove only the silicon oxide film using a hydrofluoric acid solution.

【0014】この実施形態においても、前記第1の実施
形態と同様に、微細でかつ高精度の白金を用いたスタッ
ク容量電極の形成が可能となり、電子デバイスの集積度
及び微細加工性を飛躍的に向上することが可能となる。
In this embodiment, similarly to the first embodiment, it is possible to form a fine and high-precision stacked capacitor electrode using platinum, thereby greatly improving the degree of integration and fine processing of an electronic device. Can be improved.

【0015】図4は本発明の第3の実施形態の主要な工
程を示す断面図であり、ここではチタンと白金の二層構
造の容量電極を製造する例を示している。先ず、図4
(a)のように、シリコン基板1上に熟酸化によるシリ
コン酸化膜2を500nmの膜厚に成膜した。次に、シ
リコン酸化膜2上に第1の実施形態のスパッタリング法
と同様の成膜手法を用いてチタン9を25nmの膜厚に
成膜した。引き続き、チタン9上に、プラズマCVD法
によリシリコン酸化膜8を100nm成膜した。そし
て、シリコン酸化膜8上にレジスト3を塗布し光リソグ
ラフィ法によリ0.35μm径のパターンを形成する。
次に、第2の実施形態の鋳型4を形成したと同様の異方
性エッチング条件でシリコン酸化膜8をエッチングし、
さらに形成された鋳型4への白金5の埋め込み、白金5
のエッチバック、シリコン酸化膜8のエッチバックまで
の工程を前記各実施形態と同様に行い、その結果図4
(b)のように白金電極5が形成され、かつその下地と
してチタン9が露呈される。その後、図4(c)のよう
に、塩素ガス100sccm、圧力10mTorr、マ
イクロ波パワー200W、高周波パワー50W、基板温
度60℃の条件で、白金容量電極6をマスクにチタン9
の異方性エッチングを行った。この時、白金容量電極6
の浸食はわずかである。この結果、チタン9と白金5の
多層構造から成る、高さ125nmのスタック容量電極
10が形成された。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing main steps of a third embodiment of the present invention. Here, an example of manufacturing a capacitor electrode having a two-layer structure of titanium and platinum is shown. First, FIG.
As shown in (a), a silicon oxide film 2 was formed on a silicon substrate 1 by a mature oxidation to a thickness of 500 nm. Next, titanium 9 was formed to a thickness of 25 nm on the silicon oxide film 2 by using a film forming method similar to the sputtering method of the first embodiment. Subsequently, a 100 nm thick silicon oxide film 8 was formed on the titanium 9 by a plasma CVD method. Then, a resist 3 is applied on the silicon oxide film 8 and a pattern having a diameter of 0.35 μm is formed by photolithography.
Next, the silicon oxide film 8 is etched under the same anisotropic etching conditions as those for forming the mold 4 of the second embodiment,
Further, the platinum 5 is embedded in the formed mold 4, and the platinum 5
The steps up to the etching back of the silicon oxide film 8 and the etching back of the silicon oxide film 8 were performed in the same manner as in the above-described embodiments.
As shown in (b), a platinum electrode 5 is formed, and titanium 9 is exposed as a base thereof. Thereafter, as shown in FIG. 4C, under the conditions of 100 sccm of chlorine gas, 10 mTorr of pressure, 200 W of microwave power, 50 W of high frequency power, and 60 ° C. of substrate temperature, the titanium 9 is used with the platinum capacitance electrode 6 as a mask.
Was performed. At this time, the platinum capacitance electrode 6
Erosion is slight. As a result, a stack capacitor electrode 10 having a height of 125 nm and having a multilayer structure of titanium 9 and platinum 5 was formed.

【0016】この実施形態においても、前記各実施形態
と同様に、微細でかつ高精度の白金を用いたスタック容
量電極の形成が可能となり、電子デバイスの集積度及び
微細加工性を飛躍的に向上することが可能となる。ま
た、この実施形態では、シリコン酸化膜8のエッチング
時には、チタン9がストッパとして機能するため、鋳型
4の深さ制御が容易となり、白金電極の高さ精度が飛雁
的に向上されることになる。
In this embodiment, similarly to the above embodiments, it is possible to form a fine and high-precision stacked capacitor electrode using platinum, and to greatly improve the integration degree and the fine workability of an electronic device. It is possible to do. Further, in this embodiment, when the silicon oxide film 8 is etched, the titanium 9 functions as a stopper, so that the depth control of the mold 4 is facilitated, and the height accuracy of the platinum electrode is improved like a flying goose. Become.

【0017】なお、この第3の実施形態では、チタンの
代わりにタングステン、窒化チタン、チタンタングステ
ン、あるいはこれら金属の多層膜を用いることもでき
る。これらの金属はハロゲンガスで反応性イオンエッチ
ングで容易にエッチング可能であることは言うまでもな
い。
In the third embodiment, tungsten, titanium nitride, titanium tungsten, or a multilayer film of these metals can be used instead of titanium. Needless to say, these metals can be easily etched by reactive ion etching with halogen gas.

【0018】図5および図6は本発明を拡散容量構成の
半導体デバイスの白金電極に適用した第4の実施形態を
工程順に示す断面図である。すなわち、図5(a)のよ
うに、シリコン基板11に素子分離用のシリコン酸化膜
12を形成し、かつゲート酸化膜13、ゲート電極とし
てのワード線14、ソース・ドレインの拡散層を形成す
る。ここで、ソース・ドレインの拡散層は、容量用拡散
層15とビット線用拡散層16として構成される。ま
た、このビット線用拡散層16上にはビット線17を形
成する。さらに、全面にCVDシリコン酸化膜等の層間
絶縁膜18を被着し、かつ前記容量用拡散層15上にコ
ンタクトホールを開設し、このコンタクトホールに金属
を埋設し、容量コンタクトプラグ19を形成する。その
上で、前記層間絶縁膜18上にシリコン酸化膜20を形
成する。
FIGS. 5 and 6 are sectional views showing a fourth embodiment in which the present invention is applied to a platinum electrode of a semiconductor device having a diffusion capacitance configuration in the order of steps. That is, as shown in FIG. 5A, a silicon oxide film 12 for element isolation is formed on a silicon substrate 11, and a gate oxide film 13, a word line 14 as a gate electrode, and a source / drain diffusion layer are formed. . Here, the source / drain diffusion layers are configured as a capacitance diffusion layer 15 and a bit line diffusion layer 16. A bit line 17 is formed on the bit line diffusion layer 16. Further, an interlayer insulating film 18 such as a CVD silicon oxide film is deposited on the entire surface, and a contact hole is opened on the capacitance diffusion layer 15, and a metal is buried in the contact hole to form a capacitance contact plug 19. . Then, a silicon oxide film 20 is formed on the interlayer insulating film 18.

【0019】次いで、図5(b)のように、前記コンタ
クトプラグ19上において図外のレジストを利用して前
記シリコン酸化膜20を選択エッチングして開口を設
け、これを鋳型21として形成する。ついで、図5
(c)のように、前記鋳型21を白金22で埋め込む。
その後、図6(a)のように、白金22をエッチバック
して鋳型21内にのみ白金22を残し、しかる上でシリ
コン酸化膜20をエッチング除去することにより白金電
極23が選択的に形成される。この白金電極23はシリ
コン酸化膜20に形成された鋳型21によって自己整合
的に形成され、かつ鋳型21は異方性エッチングによっ
て微細かつ高精度に形成されるため、微細でかつ高精度
に形成でき、超微細な半導体デバイスの実現が可能とさ
れることは前記各実施形態と同じである。
Next, as shown in FIG. 5B, an opening is formed by selectively etching the silicon oxide film 20 using a resist (not shown) on the contact plug 19, and an opening is formed as a mold 21. Then, FIG.
As shown in (c), the mold 21 is embedded with platinum 22.
Thereafter, as shown in FIG. 6A, the platinum 22 is selectively etched back by leaving the platinum 22 only in the mold 21 and then removing the silicon oxide film 20 by etching. You. The platinum electrode 23 is formed in a self-aligned manner by the mold 21 formed on the silicon oxide film 20, and the mold 21 is formed finely and with high precision by anisotropic etching. As in the above embodiments, it is possible to realize an ultrafine semiconductor device.

【0020】なお、前記各実施形態は本発明の一例を示
したものであり、鋳型を形成するための絶縁膜や白金と
積層されて電極を形成するための金属は、前記した以外
の材料を用いることも可能である。特に、絶縁膜にはポ
リイミド膜を利用することも可能である。
Each of the above embodiments is merely an example of the present invention, and an insulating film for forming a mold or a metal laminated with platinum to form an electrode is made of a material other than those described above. It is also possible to use. In particular, a polyimide film can be used as the insulating film.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、絶縁膜で
鋳型を形成し、この鋳型を白金で埋め込み、この白金を
エッチバックして鋳型内のみ残し、しかる上で絶縁膜を
エッチバックして白金の電極を形成しているので、絶縁
膜を異方的にエッチバックして微細でかつ高精度の鋳型
を形成することが可能であり、この鋳型を利用して白金
電極を自己整合的に形成することが可能となる。これに
より、微細でかつ高精度の白金電極を容易に形成するこ
とができ、電子デバイスの集積度及び微細加工性を飛躍
的に向上でき、しかも高い生産性のもとでかつ容易にそ
の半導体装置を製造することができるという効果が得ら
れる。
As described above, according to the present invention, a mold is formed from an insulating film, the mold is buried with platinum, the platinum is etched back, only the inside of the mold is left, and then the insulating film is etched back. Because a platinum electrode is formed, it is possible to form a fine and highly accurate mold by anisotropically etching back the insulating film. Can be formed. As a result, a fine and high-precision platinum electrode can be easily formed, and the degree of integration and fine workability of an electronic device can be greatly improved. In addition, the semiconductor device can be easily manufactured under high productivity. Can be produced.

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

【図1】本発明の第1の実施形態を工程順に示す断面図
のその1である。
FIG. 1 is a first cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図2】本発明の第1の実施形態を工程順に示す断面図
のその2である。
FIG. 2 is a second sectional view showing the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図3】本発明の第2の実施形態の主要工程を示す断面
図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating main steps of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施形態を工程順に示す断面図
である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention in the order of steps.

【図5】本発明の第4の実施形態を工程順に示す断面図
のその1である。
FIG. 5 is a first cross-sectional view showing a fourth embodiment of the present invention in the order of steps.

【図6】本発明の第4の実施形態を工程順に示す断面図
のその2である。
FIG. 6 is a second sectional view showing the fourth embodiment of the present invention in the order of steps;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 シリコン酸化膜 3 レジスト 4 鋳型 5 白金 6 白金容量電極 7 シリコン窒化膜 8 シリコン酸化膜 9 チタン 10 チタン/白金容量電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Silicon oxide film 3 Resist 4 Template 5 Platinum 6 Platinum capacity electrode 7 Silicon nitride film 8 Silicon oxide film 9 Titanium 10 Titanium / Platinum capacity electrode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に絶縁膜を形成する工程
と、前記絶縁膜上に所望のレジストパターンを形成する
工程と、前記レジストパターンをマスクに前記絶縁膜を
異方性エッチングして前記絶縁膜の膜厚よりも浅い凹部
からなる鋳型を形成する工程と、前記絶縁膜上に前記鋳
型を埋設する厚さに白金を大切して前記鋳型を白金で埋
め込む工程と、前記白金をエッチバックして前記鋳型内
にのみ残す工程と、前記絶縁膜を前記鋳型の深さまでエ
ッチバック除去して前記鋳型内の白金を残して電極とし
て形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
A step of forming an insulating film on the semiconductor substrate, a step of forming a desired resist pattern on the insulating film, and anisotropically etching the insulating film using the resist pattern as a mask. A step of forming a mold having a concave portion shallower than the thickness of the film, a step of embedding the mold with platinum while emphasizing platinum on a thickness of embedding the mold on the insulating film, and etching back the platinum. A method of forming the electrode as an electrode while etching back the insulating film to the depth of the mold to leave platinum in the mold. .
【請求項2】 絶縁膜が容量絶縁膜であり、形成された
白金電極がスタック容量電極である請求項1の半導体装
置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the insulating film is a capacitance insulating film, and the formed platinum electrode is a stack capacitance electrode.
【請求項3】 半導体基板上に容量絶縁膜を形成する工
程と、この容量絶縁膜上にチタン、窒化チタン、タング
ステン、チタンタングステンのうち少なくとも一種頬以
上を含む金属膜を形成する工程と、この金属膜上に絶縁
膜を形成する工程と、この絶縁膜上に所望のレジストパ
ターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマス
クに前記絶縁膜を異方的にドライエッチングして前記金
属膜に達するまでの開口からなる鋳型を形成する工程
と、前記絶縁膜上に前記鋳型を埋設する厚さに白金を埋
め込む工程と、前記白金を工ッチバックして前記鋳型内
にのみ残す工程と、前記絶縁膜をエッチバック除去する
工程と、露呈された前記金属膜を前記残された白金をマ
スクにして異方的にドライエッチングして金属膜と白金
との積層された電極を形成する工程とを含むことを特徴
とする半導体装置の製造方法。
A step of forming a capacitor insulating film on the semiconductor substrate; a step of forming a metal film containing at least one of titanium, titanium nitride, tungsten, and titanium tungsten on the capacitor insulating film; A step of forming an insulating film on the metal film, a step of forming a desired resist pattern on the insulating film, and anisotropically dry-etching the insulating film using the resist pattern as a mask to reach the metal film A step of forming a mold having openings up to, a step of embedding platinum to a thickness for embedding the mold on the insulating film, a step of etching back the platinum and leaving only in the mold, and the insulating film Etch-back removal, the exposed metal film is anisotropically dry-etched using the remaining platinum as a mask to form an electrode on which the metal film and platinum are laminated. Forming a semiconductor device.
【請求項4】 鋳型を形成する絶縁膜がシリコン酸化
膜、シリコン窒化膜、ポリイミド膜のうち、少なくとも
一種類以上の材料を含む請求項1ないし3のいずれかの
半導体装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating film forming the mold includes at least one material selected from a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a polyimide film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002540626A (en) * 1999-03-31 2002-11-26 ラム リサーチ コーポレーション Method of forming memory cell capacitor plate in memory cell capacitor structure
JP2011040666A (en) * 2009-08-18 2011-02-24 Seiko Epson Corp Piezoelectric actuator, method for manufacturing the piezoelectric actuator, liquid-ejecting head, and liquid-ejecting apparatus

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002540626A (en) * 1999-03-31 2002-11-26 ラム リサーチ コーポレーション Method of forming memory cell capacitor plate in memory cell capacitor structure
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