專利名稱：強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于強(qiáng)電介質(zhì)存儲器等強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法。
背景技術(shù)：
在強(qiáng)電介質(zhì)電容器中，多個存儲單元配置成矩陣狀，在各存儲單元上設(shè)置強(qiáng)電介質(zhì)電容器。此外，在強(qiáng)電介質(zhì)電容器中有條型的和平面型的，在平面型強(qiáng)電介質(zhì)電容器中，有板極線與多列的上部電極群共用的。
圖10A及圖10B乃至圖13A及圖13B是表示按工序順序表示以往的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法的圖。圖10A乃至圖13A是俯視圖，圖10B乃至圖13B，是分別表示沿圖10A乃至圖13A中的I-I線的剖面的剖面圖。
在以往的制造方法中，首先在半導(dǎo)體基板(未圖示)的表面上形成場效應(yīng)晶體管(未圖示)。然后形成覆蓋各晶體管的層間絕緣膜101。接著，如圖10A及圖10B所示，在層間絕緣膜101的上面，依次形成下部電極膜(下部電極的原料膜)103、強(qiáng)電介質(zhì)膜104及上部電極膜(上部電極的原料膜)105。其后，在上部電極膜105上形成與要形成的上部電極同數(shù)目的上部電極蝕刻用抗蝕劑掩模111。此時，上部電極蝕刻用抗蝕劑掩模111的形狀與要形成的各個上部電極設(shè)計(jì)上的平面形狀(長方形)一致。但是，在用于形成抗蝕劑掩模111的光蝕刻時，因?qū)Ρ榷炔蛔?，而如圖10A所示，各抗蝕劑掩模111的4角變彎曲。
然后，用上部電極蝕刻用抗蝕劑掩模111進(jìn)行上部電極膜105的圖形形成，其后，除去上部電極蝕刻用抗蝕劑掩模111。
接著，在上部電極膜105上，形成強(qiáng)電介質(zhì)膜蝕刻用抗蝕劑掩模(未圖示)。另外，用該強(qiáng)電介質(zhì)膜蝕刻用抗蝕劑掩模進(jìn)行強(qiáng)電介質(zhì)膜104的蝕刻，其后，如圖12A及圖12B所示，除去強(qiáng)電介質(zhì)膜蝕刻用抗蝕劑掩模。
然后，如圖13A及圖13B所示，在上部電極膜103、強(qiáng)電介質(zhì)膜104及下部電極膜105上形成下部電極蝕刻用抗蝕劑掩模112。然后，用下部電極蝕刻用抗蝕劑掩模112進(jìn)行下部電極膜105的蝕刻，其后，如圖14A及圖14B所示，除去下部電極蝕刻用抗蝕劑掩模。
如此，制作強(qiáng)電介質(zhì)電容器。
但是，在如此的以往的制造方法中，如上所述，在上部電極蝕刻用抗蝕劑掩模111的4角產(chǎn)生彎曲部，以此為起因，使上部電極小于設(shè)計(jì)值。例如，在由平面形狀是一邊的長度為1μm的正方形的i線抗蝕劑形成上部電極蝕刻用抗蝕劑掩模111的情況下，其圖形大約比設(shè)計(jì)值小10％。另外，由于如此的面積損失，今后當(dāng)隨著集成度的提高而使上部電極的形狀變小時，就更加顯著，所以成為提高集成度時的障礙。
專利文獻(xiàn)1特開2002-009256號公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是，提供一種能夠容易形成高集成度、大面積的上部電極的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法。
在本發(fā)明的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法中，首先，在襯底膜上依次形成第1導(dǎo)電膜、強(qiáng)電介質(zhì)膜及第2導(dǎo)電膜。接著，通過用相互不同的掩模對所述第2導(dǎo)電膜進(jìn)行多次的蝕刻，將所述第2導(dǎo)電膜形成為平面形狀是長方形的上部電極的平面形狀的圖形。此時，用具有從俯視圖上向與所述長方形的相互平行的任意1組邊平行的第1方向延伸并且覆蓋形成所述第2導(dǎo)電膜的所述上部電極的預(yù)定區(qū)域的部分的掩模作為所述相互不同的掩模中的任意一個第1掩模。此外，用具有從俯視圖上向與所述第1方向正交的第2方向延伸并且覆蓋形成所述第2導(dǎo)電膜的所述上部電極的預(yù)定區(qū)域的部分的掩模作為所述相互不同的掩模中的其它任意一個第2掩模。


圖1A及圖1B是分別表示具有本發(fā)明的實(shí)施方式的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的強(qiáng)電介質(zhì)存儲器的制造方法的俯視圖、剖面圖。
圖2A及圖2B是緊接圖1A及圖1B，分別表示具有強(qiáng)電介質(zhì)電容器的強(qiáng)電介質(zhì)存儲器的制造方法的俯視圖、剖面圖。
圖3A及圖3B是緊接圖2A及圖2B分別表示具有強(qiáng)電介質(zhì)電容器的強(qiáng)電介質(zhì)存儲器的制造方法的俯視圖、剖面圖。
圖4A及圖4B是緊接圖3A及圖3B分別表示具有強(qiáng)電介質(zhì)電容器的強(qiáng)電介質(zhì)存儲器的制造方法的俯視圖、剖面圖。
圖5A及圖5B是緊接圖4A及圖4B分別表示具有強(qiáng)電介質(zhì)電容器的強(qiáng)電介質(zhì)存儲器的制造方法的俯視圖、剖面圖。
圖6A及圖6B是緊接圖5A及圖5B分別表示具有強(qiáng)電介質(zhì)電容器的強(qiáng)電介質(zhì)存儲器的制造方法的俯視圖、剖面圖。
圖7A及圖7B是表示強(qiáng)電介質(zhì)存儲器的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖8是表示電極間的關(guān)系的布置圖。
圖9是表示強(qiáng)電介質(zhì)存儲器的構(gòu)成的等價(jià)電路圖。
圖10A及圖10B是分別表示具有以往的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的強(qiáng)電介質(zhì)存儲器的制造方法的俯視圖、剖面圖。
圖11A及圖11B是緊接圖10A及圖10B分別表示具有以往的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的強(qiáng)電介質(zhì)存儲器的制造方法的俯視圖、剖面圖。
圖12A及圖12B是緊接圖11A及圖11B分別表示具有以往的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的強(qiáng)電介質(zhì)存儲器的制造方法的俯視圖、剖面圖。
圖13A及圖13B是緊接圖12A及圖12B分別表示具有以往的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的強(qiáng)電介質(zhì)存儲器的制造方法的俯視圖、剖面圖。
圖14A及圖14B是緊接圖13A及圖13B分別表示具有以往的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的強(qiáng)電介質(zhì)存儲器的制造方法的俯視圖、剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖具體說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1A及圖1B乃至圖6A及圖6B是表示具有本發(fā)明的實(shí)施方式的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的強(qiáng)電介質(zhì)存儲器的制造方法的圖。此處，圖1A至圖6A是俯視圖，圖1B至圖6B分別是表示沿圖1A至圖6A中的I-I線的剖面的剖面圖。此外，圖7A及圖7B是表示強(qiáng)電介質(zhì)存儲器的結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖8是表示電極間的關(guān)系的布置圖，圖7A及圖7B，分別相當(dāng)于沿圖8中的III-III線、IV-IV線的剖面的剖面圖。
在本實(shí)施方式中，制造陣列狀配置1T1C(1晶體管-1電容器)型平面型強(qiáng)電介質(zhì)存儲單元的強(qiáng)電介質(zhì)存儲器作為存儲單元。此外，強(qiáng)電介質(zhì)電容器的上部電極的平面形狀設(shè)計(jì)為長方形(也包括正方形)。在以下的說明中，將存儲單元陣列中的字線延伸的方向稱作行方向，與其正交的方向稱為列方向。
首先在半導(dǎo)體基板40(參照圖7A及圖7B)的表面上形成場效應(yīng)晶體管41(參照圖7B)作為各存儲單元的開關(guān)元件。然后形成覆蓋各晶體管41的層間絕緣膜1。
接著，如圖1A及圖1B所示，在層間絕緣膜1上，依次形成Al2O3膜2、Pt膜3(第1導(dǎo)電膜)、PZT(Pb(Zr、Ti)O3)膜4(強(qiáng)電介質(zhì)膜)及IrO2膜5(第2導(dǎo)電膜)。Al2O3膜2、Pt膜3、PZT膜4及IrO2膜5的厚度，分別為例如50nm、150nm、200nm、250nm。
其后，如圖2A及圖2B所示，在IrO2膜5上形成電容器劃定用抗蝕劑掩模11(第3掩模)。此時，電容器劃定用抗蝕劑掩模11的形狀應(yīng)滿足以下3個條件(1)第1，電容器劃定用抗蝕劑掩模11，應(yīng)覆蓋構(gòu)成在行方向(第1方向)相互鄰接的2列存儲單元的2列的上部電極的全部及這2列部分的上部電極間的區(qū)域的全部。
(2)第2，電容器劃定用抗蝕劑掩模11的行方向的兩端部應(yīng)位于俯視圖中所述2列的上部電極的外側(cè)邊的外側(cè)。
(3)第3，電容器劃定用抗蝕劑掩模11的列方向(第2方向)的兩端部應(yīng)位于俯視圖中所述2列的上部電極的外側(cè)邊的外側(cè)。
電容器劃定用抗蝕劑掩模11的形狀，優(yōu)選的是滿足上述3個條件的長方形。但是，有時因光蝕刻時的對比度不足，如圖2A所示，其4角變彎曲。
接著，用電容器劃定用抗蝕劑掩模11將IrO2膜5圖形形成為圖形，其后，除去電容器劃定用抗蝕劑掩模11。通過用電容器劃定用抗蝕劑掩模11的圖形大致劃定待形成強(qiáng)電介質(zhì)電容器的區(qū)域。
下面，如圖3A及圖3B所示，在IrO2膜5上形成多個第1抗蝕劑掩模12。此時，各第1抗蝕劑掩模12的形狀應(yīng)滿足以下3個條件。
(1)第1，各第1抗蝕劑掩模12應(yīng)覆蓋構(gòu)成在行方向相互鄰接的2個存儲單元的2個的上部電極的雙方及這些上部電極間的區(qū)域的全部。
(2)第2，各第1抗蝕劑掩模12的行方向的兩端部應(yīng)是所述2個的上部電極的外側(cè)邊的外側(cè)，并且位于露出IrO2膜5的部分的內(nèi)側(cè)。
(3)第3，各第1抗蝕劑掩模12的列方向的兩端部應(yīng)變成為與向所述2個上部電極的行方向延伸的兩邊基本上一致的直線形狀。具體的說由于在后述的蝕刻工序中使各第1抗蝕劑掩模12的端部后退，所以應(yīng)只根據(jù)該后退量將第1抗蝕劑掩模12的兩端部的位置設(shè)定在上部電極的兩邊的外側(cè)。
第1抗蝕劑掩模12的形狀，優(yōu)選的是滿足上述3個條件的長方形。但是，有時因光蝕刻時的對比度不足，如圖3A所示，其4角變彎曲。
下面，用第1抗蝕劑掩模12進(jìn)行PZT膜4及IrO2膜5的蝕刻，其后，如圖4A及圖4B所示，除去第1抗蝕劑掩模12。在該蝕刻中用感應(yīng)結(jié)合型等離子蝕刻裝置，晶片載置臺的溫度設(shè)定為25℃，Cl2氣體的流量設(shè)定為40ml/分鐘，源功率設(shè)定為1400W(13.56MHz)、偏壓功率設(shè)定在800W(400kHz)、真空度設(shè)定為0.5(Pa)。此外，該蝕刻在進(jìn)行除去從PZT膜4的IrO2膜5露出的部分，并且進(jìn)行了規(guī)定量的過蝕刻時刻結(jié)束。
當(dāng)在如此的條件下進(jìn)行蝕刻的情況下，與PZT膜4的圖形形成的同時，也進(jìn)行IrO2膜5的露出的部分的圖形形成。結(jié)果，如圖4A及圖4B所示，在被第1抗蝕劑掩模12覆蓋的區(qū)域殘存IrO2膜5，從露出IrO2膜5的區(qū)域露出PZT膜4，從其周邊露出Pt膜3。另外，在過蝕刻時從只被IrO2膜5覆蓋的區(qū)域露出的PZT膜4也被少許蝕刻。
另外，在該蝕刻中，優(yōu)選的是一邊使第1抗蝕劑掩模12向水平方向后退一邊進(jìn)行。這是為了預(yù)先防止蝕刻中因在第1抗蝕劑掩模12及IrO2膜5的側(cè)面上附著導(dǎo)電性物質(zhì)(沉積物)而產(chǎn)生上部電極和下部電極間的漏電。即，在不使第1抗蝕劑掩模12后退的情況下，有導(dǎo)電性物質(zhì)殘存在IrO2膜5的側(cè)面等危險(xiǎn)，而由于通過使電介質(zhì)膜蝕刻用抗蝕劑掩模12后退，IrO2膜5也后退，所以通常能夠除去導(dǎo)電性物質(zhì)。此外，將第1抗蝕劑掩模12的后退量基本上設(shè)定為從向要形成的上部電極的行方向延伸的邊露出第1抗蝕劑掩模12的量?？刮g劑膜的調(diào)節(jié)，例如，在用感應(yīng)結(jié)合型等離子體作為等離子源蝕刻用氯氣及氬氣作為蝕刻氣體，用向晶片側(cè)外加400kHz的低頻偏壓的裝置進(jìn)行蝕刻的情況下，可以通過變更氯氣和氬氣的氣體流量比來進(jìn)行。
通過進(jìn)行如此的蝕刻，隨著第1抗蝕劑掩模12的后退，如上所述，IrO2膜5也后退，其列方向的尺寸能夠基本上與上部電極的設(shè)計(jì)值一致。結(jié)果，如圖3A所示，即使在第1抗蝕劑掩模12上存在彎曲部，也能夠防止上部電極的列方向的尺寸小于設(shè)計(jì)值。
接著，如圖5A及圖5B所示，在Pt膜3、PZT膜4及IrO2膜5上形成第2抗蝕劑掩模13。此時，應(yīng)把第2抗蝕劑掩模13的形狀設(shè)定為滿足以下5個條件的“U”字形狀。
(1)第1，關(guān)于存儲單元陣列的列方向，第2抗蝕劑掩模13應(yīng)覆蓋構(gòu)成2列的存儲單元的2列的上部電極的全部、及在各列內(nèi)相鄰的上部電極間的區(qū)域的全部。即，應(yīng)存在與列方向相互平行地延伸的2個平行部13a。
(2)第2，對于存儲單元陣列的列方向，各平行部13a的相互對向的一側(cè)的端部應(yīng)在俯視圖上呈與相互鄰接的2個上部電極的內(nèi)側(cè)的邊基本上一致的直線形狀。具體地說，為了在后述的蝕刻工序中使第2抗蝕劑掩模13的端部后退，應(yīng)只根據(jù)該后退量將平行部13a的端部的位置設(shè)定在上部電極的內(nèi)側(cè)邊的外側(cè)。
(3)第3，對于存儲單元陣列的列方向，各平行部13a的相互分離的一側(cè)的端部應(yīng)在俯視圖上，呈與相互鄰接的2個上部電極的外側(cè)的邊基本上一致的直線形狀。具體地說，為了在后述的蝕刻工序中使第2抗蝕劑掩模13的端部后退，，應(yīng)只根據(jù)該后退量將平行部13a的端部的位置設(shè)定在上部電極的外側(cè)邊的外側(cè)。
(4)第4，第2抗蝕劑掩模13在各平行部13a的延長線上，應(yīng)至少覆蓋Pt膜3的一部分。即，在Pt膜3上存在連接平行部13a相互間的連接部13b。
(5)第5，連接部13b應(yīng)與IrO2膜5離開地設(shè)置。
下面，用第2抗蝕劑掩模13進(jìn)行Pt膜3、PZT膜4及IrO2膜5的蝕刻，然后，如圖6A及圖6B所示，除去第2抗蝕劑掩模13。在該蝕刻中用感應(yīng)結(jié)合型等離子蝕刻裝置，晶片載置臺的溫度設(shè)定為25℃，Ar氣體的流量設(shè)定為25ml/分鐘，源功率設(shè)定為1400(13.56MHz)、偏壓功率設(shè)定為800(400kHz)、真空度設(shè)定為0.5(Pa)。此外，該蝕刻進(jìn)行除去從Pt膜3的PZT膜4露出的部分，并且進(jìn)行了規(guī)定量的過蝕刻時刻結(jié)束。
當(dāng)在如此的條件下進(jìn)行蝕刻的情況下，在與Pt膜3的圖形形成的同時，也進(jìn)行PZT膜4及IrO2膜5的露出的部分的圖形形成。結(jié)果如圖6A及圖6B所示，只在被第2抗蝕劑掩模13覆蓋的區(qū)域殘存IrO2膜5。即，分散成島狀的IrO2膜5各自分割成2個。此外，從露出IrO2膜5的區(qū)域露出PZT膜4，從露出PZT膜4的區(qū)域露出Pt膜3，從其周邊露出Al2O3膜2。另外，在殘存的Pt膜3中，被平行部13a覆蓋的部分成為下部電極，并且成為板極線，被連接部13b覆蓋的部分成為板極線連接部。在過蝕刻時從只被PZT膜4覆蓋的區(qū)域露出的Pt膜3也被少許蝕刻。此外，雖然隨著條件的不同，也有在露出PZT膜4的區(qū)域，不露出Pt膜3就能使PZT膜3薄膜化的情況，但不會因此而產(chǎn)生問題。
另外，即使在該蝕刻中，也優(yōu)選的是，一邊使第2抗蝕劑掩模13向水平方向后退一邊進(jìn)行。通過進(jìn)行如此的蝕刻與用第1抗蝕劑掩模12的蝕刻同樣，能夠防止因附著導(dǎo)電性物質(zhì)引起的漏電。此外，把第2抗蝕劑掩模13的后退量設(shè)定為從向要形成的上部電極的列方向延伸的邊露出第2抗蝕劑掩模13的量。通過進(jìn)行如此的蝕刻，隨著第2抗蝕劑掩模13的后退，IrO2膜5從第2抗蝕劑掩模13的側(cè)部慢慢露出，該部分也被蝕刻。結(jié)果如圖4A所示，即使在IrO2膜5中存在圓形部分的情況下，也能夠在除去該部分后，如圖6A所示那樣，得到由具有基本上如設(shè)計(jì)的尺寸及形狀(長方形)的IrO2膜5構(gòu)成的上部電極。
如此，能夠制作具有由IrO2膜5構(gòu)成的上部電極、由PZT膜4構(gòu)成的電容器絕緣膜、由Pt膜3構(gòu)成的下部電極的強(qiáng)電介質(zhì)電容器。Pt膜3不僅具有作為下部電極的功能，還如后述那樣，具有作為板極線的功能。
其后，如圖7A及圖7B所示，形成覆蓋強(qiáng)電介質(zhì)電容器的Al2O3膜6作為保護(hù)膜，再在全面形成層間絕緣膜7。通過作為保護(hù)膜的Al2O3膜6可以抑制由來自側(cè)面的氫的擴(kuò)散等引起強(qiáng)電介質(zhì)電容器的老化。接著，在層間絕緣膜7、Al2O3膜6及層間絕緣膜1上，形成到達(dá)晶體管41的高濃度源極、漏極擴(kuò)散層35的連接孔。然后，在連接孔內(nèi)埋入連接插頭8。此外，在層間絕緣膜7及Al2O3膜6上形成到達(dá)IrO2膜5的連接孔。然后，形成經(jīng)由該連接孔連接在IrO2膜5上并連接在連結(jié)孔8上的配線9和位配線10。
另外，如圖8所示，在層間絕緣膜7等上形成到達(dá)Pt膜3的板極線用連接孔，在該連接孔內(nèi)埋入連接插頭15，在其上層形成連接在向板極線(Pt膜3)供給恒定電壓的恒定電壓源的配線，并連接該配線和連接插頭15。
然后，形成保護(hù)膜等后完成強(qiáng)電介質(zhì)存儲器。
此外，在形成在半導(dǎo)體基板40的表面上的場效應(yīng)晶體管41上，如圖7A及圖7B所示，設(shè)置柵極絕緣膜31、柵極電極32、頂層膜33、側(cè)壁絕緣膜34、高濃度源極、漏極擴(kuò)散層35及低濃度源極、漏極擴(kuò)散層36。此外，形成有場效應(yīng)晶體管的元件活性區(qū)域由元件分離絕緣膜37區(qū)分。
圖9是表示按如上所述制造的強(qiáng)電介質(zhì)存儲器的構(gòu)成的等效電路圖。圖9中的強(qiáng)電介質(zhì)電容器21相當(dāng)于具有Pt膜3、PZT膜4及IrO2膜5的強(qiáng)電介質(zhì)電容器。MOS晶體管22相當(dāng)于場效應(yīng)晶體管41。位線23相當(dāng)于位配線10。字線24相當(dāng)于柵極電極32。板極線25相當(dāng)于Pt膜3。
根據(jù)如此的制造方法，能夠形成具有如設(shè)計(jì)的形狀及面積的上部電極。因此能夠得到高集成度、大面積的上部電極。從而，例如，在平面形狀的一邊的長度為1μm的正方形即由i線抗蝕劑形成的情況下，與以往的制造方法相比，能夠使電容值隨著上部電極面積的增加而增加(大約10％)。
此外，即使在需要通過制約所要求的電容器特性等減薄下部電極的情況下，在本實(shí)施方式中，由于在成為下部電極的IrO2膜3和層間絕緣膜1的之間，形成Al2O3膜2作為保護(hù)膜，因此也能夠抑制層間絕緣膜1的蝕刻，同時減薄地形成下部電極。即，由于與IrO2膜3相比，Al2O3膜2的蝕刻率低，所以即使減薄IrO2膜3也能夠抑制層間絕緣膜1的蝕刻，同時能確實(shí)進(jìn)行Pt膜5等的蝕刻。
另外，各膜的厚度及蝕刻條件不局限于以上的條件。但是，例如，就關(guān)于用第1抗蝕劑掩模12的蝕刻而言，優(yōu)選的是，確定各膜的厚度及蝕刻條件以便在進(jìn)行從PZT膜4的IrO2膜5露出的部分的過蝕刻的時刻能以充分蝕刻從IrO2膜5的第1抗蝕劑掩模12露出的部分，即能結(jié)束IrO2膜5的蝕刻。
作為蝕刻條件的設(shè)定，例如，通過使蝕刻條件朝向?yàn)R射性強(qiáng)的方向，可以使IrO2膜3的蝕刻率比PZT膜4的蝕刻率提高蝕刻。例如，可以通過提高Ar氣體的比率提高偏壓功率和提高離子能等使蝕刻條件朝向?yàn)R射性強(qiáng)的方向。此外，如果進(jìn)行與此相反的方向的調(diào)節(jié)，就能使PZT膜4的蝕刻率比IrO2膜3的蝕刻率提高。
此外，例如，就關(guān)于用第2抗蝕劑掩模13的蝕刻而言，也優(yōu)選的是，確定各膜的厚度及蝕刻條件，以便在進(jìn)行從Pt膜3的PZT膜4的露出的部分的過蝕刻的時刻能充分蝕刻從IrO2膜5的第2抗蝕劑掩模13露出的部分，即能結(jié)束IrO2膜5的蝕刻。但是，此時如上所述，不需要完全除去從PZT膜4的IrO2膜5露出的部分。
另外，在本實(shí)施方式中，將催化作用強(qiáng)的Pt膜3作為下部電極的原料膜(第1導(dǎo)電膜)，但一旦Pt膜3露出的寬，其后成膜的層間絕緣膜7中的水分等就到達(dá)Pt膜3，能夠通過Pt膜3的催化作用分解成氫等。結(jié)果，有因還原使PZT膜4老化的危險(xiǎn)。因此，優(yōu)選的是，設(shè)定各膜的厚度、蝕刻條件及蝕刻量以便盡量不使Pt膜3露出。在上述的實(shí)施方式中，在如此的條件下進(jìn)行蝕刻。此外，此情況不局限于Pt膜3，在用其它催化作用強(qiáng)的材料作為下部電極的原料膜的情況下也同樣進(jìn)行。
另外，由于IrO2膜5及Pt膜3的化學(xué)蝕刻比較困難，所以難于利用蝕刻條件的變更來調(diào)節(jié)蝕刻選擇比。但是，即使在調(diào)節(jié)膜厚度的情況下，在需要通過制約所要求的電容器特性等減薄下部電極的情況下，如上述實(shí)施方式，也優(yōu)選形成如Al2O3膜2這樣的蝕刻速度比較慢的保護(hù)膜。
此外，在上述實(shí)施方式中，與上部電極的原料膜即IrO2膜5的圖形形成并行進(jìn)行PZT膜4及Pt膜3的圖形形成，但也不一定必須并行地進(jìn)行。例如，也可以在結(jié)束IrO2膜5的圖形形成后，進(jìn)行PZT膜4及Pt膜3的圖形形成。
另外，在IrO2膜5的圖形形成時，也不一定必須使抗蝕劑掩模后退。例如，也可以形成基本上寬度與設(shè)計(jì)上的上部電極的寬度一致的抗蝕劑掩模后，用該抗蝕劑掩模進(jìn)行IrO2膜5的圖形形成。
如以上所祥述，用按照本發(fā)明，能夠容易形成高集成度、大面積的上部電極。因此能夠提高單位面積的電容量。結(jié)果能夠提高強(qiáng)電介質(zhì)電容器的性能。
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，包括在襯底膜上依次形成第1導(dǎo)電膜、強(qiáng)電介質(zhì)膜及第2導(dǎo)電膜的工序、通過用相互不同的掩模對所述第2導(dǎo)電膜進(jìn)行多次的蝕刻，將所述第2導(dǎo)電膜形成為平面形狀是長方形的上部電極的平面形狀的圖形形成工序；并且，所述相互不同的掩模中的任意一個第1掩模，具有從俯視圖上看向與所述長方形的相互平行的任意1組邊平行的第1方向延伸并且覆蓋形成所述第2導(dǎo)電膜的所述上部電極的預(yù)定區(qū)域的部分；所述相互不同的掩模中的其它任意一個第2掩模，具有從俯視圖上看向與所述第1方向正交的第2方向延伸并且覆蓋形成所述第2導(dǎo)電膜的所述上部電極的預(yù)定區(qū)域的部分。
2.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，其中，使向所述第1掩模的所述第1方向延伸的部分的寬度與所述上部電極的第2方向的設(shè)計(jì)尺寸基本上一致。
3.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，其中，使向所述第2掩模的所述第2方向延伸的部分的寬度與所述上部電極的第1方向的設(shè)計(jì)尺寸基本上一致。
4.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，在用所述第1掩模進(jìn)行所述第2導(dǎo)電膜的蝕刻時使向所述第1方向延伸的部分的寬度縮小。
5.如權(quán)利要求4所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，其中，使向所述第1掩模的所述第1方向延伸的部分的寬度大于所述上部電極的第2方向的設(shè)計(jì)尺寸，在用所述第1掩模進(jìn)行所述第2導(dǎo)電膜的蝕刻時，使向所述第1方向延伸的部分的寬度縮小，直到所述上部電極的第2方向的設(shè)計(jì)尺寸。
6.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，其中，在用所述第2掩模進(jìn)行所述第2導(dǎo)電膜的蝕刻時，使向所述第2方向延伸的部分的寬度縮小。
7.如權(quán)利要求6所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，其中，使向所述第2掩模的所述第2方向延伸的部分的寬度大于所述上部電極的第1方向的設(shè)計(jì)尺寸，在用所述第2掩模進(jìn)行所述第2導(dǎo)電膜的蝕刻時，使向所述第2方向延伸的部分的寬度縮小，直到所述上部電極的第1方向的設(shè)計(jì)尺寸。
8.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，其中，將所述第2導(dǎo)電膜形成圖形的圖形形成工序，包括通過至少進(jìn)行用所述第1掩模的所述強(qiáng)電介質(zhì)膜的蝕刻將所述強(qiáng)電介質(zhì)膜形成為電容器絕緣膜為平面形狀的圖形形成工序；通過至少進(jìn)行用所述第2掩模的所述第一導(dǎo)電膜的蝕刻將所述第1導(dǎo)電膜形成為下部電極為平面形狀的圖形形成工序。
9.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，包括在形成所述第1導(dǎo)電膜的工序之前在所述襯底膜上形成氧化鋁膜的工序。
10.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，其中，將所述第2導(dǎo)電膜形成為圖形的圖形形成工序，在進(jìn)行用所述第1掩模的蝕刻及用所述第2掩模的蝕刻之前用至少覆蓋形成電容器絕緣膜的預(yù)定區(qū)域的第3掩模蝕刻所述第2導(dǎo)電膜。
11.如權(quán)利要求10所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，其中，在用所述第1掩模蝕刻所述第2導(dǎo)電膜時也蝕刻所述強(qiáng)電介質(zhì)膜的一部分。
12.如權(quán)利要求11所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，其中，在用所述第2掩模蝕刻所述第2導(dǎo)電膜時也蝕刻所述強(qiáng)電介質(zhì)膜的一部分和所述第1導(dǎo)電膜的一部分。
13.如權(quán)利要求10所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，其中，所述第3掩模具有向第2方向延伸的部分。
14.如權(quán)利要求13所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，其中，對因用所述第3掩模蝕刻所述第2導(dǎo)電膜而殘存的1個區(qū)域用2個所述第2掩模。
15.如權(quán)利要求11所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，其中，用所述第1掩模蝕刻所述第2導(dǎo)電膜時的條件為在結(jié)束所述強(qiáng)電介質(zhì)膜的過蝕刻的時刻，所述第2導(dǎo)電膜的圖形形成結(jié)束。
16.如權(quán)利要求12所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，其中，用所述第2掩模蝕刻所述第2導(dǎo)電膜時的條件為在結(jié)束所述第一導(dǎo)電膜的過蝕刻的時刻，所述第2導(dǎo)電膜的形成圖形操作結(jié)束。
17.如權(quán)利要求12所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，其中，所述第2掩模具有覆蓋形成與所述第1導(dǎo)電膜的極板線的連接部的預(yù)定區(qū)域的部分。
18.如權(quán)利要求17所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，其中，將所述連接部設(shè)置在從通過用所述第1掩模蝕刻所述第2導(dǎo)電膜殘存的區(qū)域離開的位置上。
19.如權(quán)利要求4所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，其中，在用所述第1掩模蝕刻所述第2導(dǎo)電膜時，用氯氣及氬氣的混合氣體作為蝕刻氣體。
20.如權(quán)利要求6所述的強(qiáng)電介質(zhì)電容器的制造方法，在用所述第2掩模蝕刻所述第2導(dǎo)電膜時，用氯氣及氬氣的混合氣體作為蝕刻氣體。
全文摘要
在制造陣列狀排列存儲單元陣列的強(qiáng)電介質(zhì)存儲器時，在層間絕緣膜上形成Al
文檔編號H01L27/105GK1685512SQ0382318
公開日2005年10月19日 申請日期2003年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月27日
發(fā)明者置田陽一 申請人:富士通株式會社