半导体装置之制造方法

摘要

本发明之半导体装置制造方法中，若将层间绝缘膜的开口部加工成圆筒型，在形成下部钌电极时使用低压远距离溅射(sputtering)法的话，便可在深孔侧壁堆积钌膜。再者，将层间绝缘膜上方堆积之钌膜去除之后，便堆积由五氧化钽膜形成之介电体。接下来，使用Ru(EtCp)2做为原料，用由起泡来运送原料的化学气相成长法堆积上方钌电极。钌膜之堆积速度若使用依存于形成温度之条件(反应速度控制条件)时，则能形成包覆性佳的上方钌电极。根据本发明可以实现具钌电极之精细凹状电容器。

主权项

1.一种半导体装置之制造方法,其特征在于:具有在 半导体基板上形成层间绝缘膜的工序、 在以上层间绝缘膜上形成凹状孔的工序、 在以上孔的内面上及以上层间绝缘膜上方以低压 远距离溅射法形成钌膜的工序、 除去在以上层间绝缘膜上形成之以上钌膜,而在以 上孔内形成下部电极之工序、 在以上层间绝缘膜上方以及以上下部电极上形成 介电体膜之工序以及在以上介电体膜上以起泡法 或液体搬运法来搬运有机钌化合物原料之化学气 相成长法来形成上部电极之工序。2.如申请专利 范围第1项之半导体装置之制造方法,其中:在含有 氧化性气体的大气环境中进行以前述之起泡法或 液体搬运法来搬运有机钌化合物原料之化学气相 成长法,而以上氧化性气体的浓度设在0.1的以上25% 以下的范围内。3.如申请专利范围第1项之半导体 装置之制造方法,其中:在大气压力为0.1Torr以上10 Torr以下范围内进行以前述之起泡法或液体搬运法 来搬运有机钌化合物原料之化学气相成长法。4. 如申请专利范围第1项之半导体装置之制造方法, 其中:在200℃以上350℃以下的温度条件下进行以前 述之起泡法或液体搬运法来搬运有机钌化合物原 料之化学气相成长法。5.如申请专利范围第1项之 半导体装置之制造方法,其中:在bis(ethylcyclo- pentadienyl)ruthenium、bis(cyclopentadienyl)ruthenium、bis( methylcyclopentadienyl)ruthenium及rutheniumdipivaloylmethane中 选择至少1种来使用以做为前述之有机钌化合物。 6.如申请专利范围第1项之半导体装置之制造方法, 其中:在钽氧化物、钛酸锶、钛酸钡锶、钛酸锆酸 铅、铋系层状强介电体中所选择之至少1种以做为 前述介电体膜。7.一种半导体装置之制造方法,其 特征在于:具有在半导体基板上形成层间绝缘膜的 工序、 在以上层间绝缘膜上形成凹状孔的工序、 在以上孔的内面上及以上层间绝缘膜上方以低压 远距离溅射法形成第一钌膜的工序、 除去在以上层间绝缘膜上形成之以上的第一钌膜, 而在以上孔内形成下部电极之工序、 在以上层间绝缘膜上方以及以上下部电极上形成 介电体膜之工序、 在以上介电体膜上以起泡法或液体搬运法来搬运 有机钌化合物原料之化学气相成长法来形成钌种 层之工序以及 在以上种层上以溶媒搬运法来搬运有机钌化合物 原料之化学气相成长法来形成第二钌膜,由以上钌 种层与以上第二钌膜来形成上部电极之工序。8. 如申请专利范围第7项之半导体装置之制造方法, 其中:在含有氧化性气体的大气环境中进行以前述 之起泡法或液体搬运法来搬运有机钌化合物原料 之化学气相成长法,而以上氧化性气体的浓度设在 0.1%以上25%以下的范围内。9.如申请专利范围第7项 之半导体装置之制造方法,其中:在含有氧化性气 体的大气环境中进行以前述之溶媒搬运法来搬运 有机钌化合物原料之化学气相成长法,而以上氧化 性气体的浓度设在1%以上30%以下的范围内。10.如 申请专利范围第7项之半导体装置之制造方法,其 中:在大气压力为0.1Torr以上10Torr以下范围内进行 以前述之起泡法或液体搬运法来搬运有机钌化合 物原料之化学气相成长法。11.如申请专利范围第7 项之半导体装置之制造方法,其中:在大气压力为0. 1Torr以上10Torr以下范围内进行以前述之溶媒搬运 法来搬运有机钌化合物原料之化学气相成长法。 12.如申请专利范围第7项之半导体装置之制造方法 ,其中:在200℃以上350℃以下的温度条件下进行以 前述之起泡法或液体搬运法来搬运有机钌化合物 原料之化学气相成长法。13.如申请专利范围第7项 之半导体装置之制造方法,其中:在250℃以上450℃ 以下的温度条件下进行以前述之起泡法或液体搬 运法来搬运有机钌化合物原料之化学气相成长法 。14.如申请专利范围第7项之半导体装置之制造方 法,其中:在bis(ethyl-cyclopentadienyl)ruthenium、bis( cyclopentadienyl)ruthenium、bis(methylcyclopentadienyl) ruthenium及rutheniumdipivaloylmethane中选择至少1种来使 用以做为前述之有机钌化合物。15.如申请专利范 围第7项之半导体装置之制造方法,其中:使用醚化 合物以做为前述溶媒搬运法所用的溶媒。16.如申 请专利范围第7项之半导体装置之制造方法,其中: 在钽氧化物、钛酸锶、钛酸钡锶、钛酸锆酸铅、 铋系层状强介电体中所选择之至少1种以做为前述 介电体膜。17.一种半导体装置之制造方法,其特征 在于:具有在半导体基板上形成层间绝缘膜的工序 、 在以上层间绝缘膜上形成凹状孔的工序、 在以上孔的内面上及以上层间绝缘膜上方以低压 远距离溅射法形成钌种层的工序、 在以上钌种层上以溶媒搬运法来搬运有机钌化合 物原料之化学气相成长法来形成钌膜的工序、 除去在以上层间绝缘膜上形成之以上种层以及以 上钌膜,而在以上孔内形成下部电极之工序、 在以上层间绝缘膜上方以及以上下部电极上形成 介电体膜之工序以及 在以上介电体膜上以起泡法或液体搬运法来搬运 有机钌化合物原料之化学气相成长法来形成上部 电极之工序。18.如申请专利范围第17项之半导体 装置之制造方法,其中:在含有氧化性气体的大气 环境中进行以前述之起泡法或液体搬运法来搬运 有机钌化合物原料之化学气相成长法,而以上氧化 性气体的浓度设在0.1%以上25%以下的范围内。19.如 申请专利范围第17项之半导体装置之制造方法,其 中:在含有氧化性气体的大气环境中进行以前述之 溶媒搬运法来搬运有机钌化合物原料之化学气相 成长法,而以上氧化性气体的浓度设在1%以上30%以 下的范围内。20.如申请专利范围第17项之半导体 装置之制造方法,其中:在大气压力为0.1Torr以上10 Torr以下范围内进行以前述之起泡法或液体搬运法 来搬运有机钌化合物原料之化学气相成长法。21. 如申请专利范围第17项之半导体装置之制造方法, 其中:在大气压力为0.1Torr以上10Torr以下范围内进 行以前述之溶媒搬运法来搬运有机钌化合物原料 之化学气相成长法。22.如申请专利范围第17项之 半导体装置之制造方法,其中:在200℃以上350℃以 下的温度条件下进行以前述之起泡法或液体搬运 法来搬运有机钌化合物原料之化学气相成长法。 23.如申请专利范围第17项之半导体装置之制造方 法,其中:在250℃以上450℃以下的温度条件下进行 以前述之起泡法或液体搬运法来搬运有机钌化合 物原料之化学气相成长法。24.如申请专利范围第 17项之半导体装置之制造方法,其中:在bis(ethyl- cyclopentadienyl)ruthenium、bis(cyclopentadienyl)ruthenium、 bis(methylcyclopentadienyl)ruthenium及 rutheniumdipivaloylmethane中选择至少1种来使用以做为 前述之有机钌化合物。25.如申请专利范围第17项 之半导体装置之制造方法,其中:使用醚化合物以 做为前述溶媒搬运法所用的溶媒。26.如申请专利 范围第17项之半导体装置之制造方法,其中:在钽氧 化物、钛酸锶、钛酸钡锶、钛酸锆酸铅、铋系层 状强介电体中所选择之至少1种以做为前述介电体 膜。27.一种半导体装置之制造方法,其特征在于: 具有在半导体基板上形成层间绝缘膜的工序、 在以上层间绝缘膜上形成凹状孔的工序、 在以上孔的内面上及以上层间绝缘膜上方以低压 远距离溅射法形成第一钌种层的工序、 在以上第一钌种层上以溶媒搬运法来搬运有机钌 化合物原料之化学气相成长法来形成第一钌膜的 工序, 除去在以上层间绝缘膜上形成之以上第一钌种层 以及以上第一钌膜,而在以上孔内形成下部电极之 工序、 在以上层间绝缘膜上方以及以上下部电极上形成 介电体膜之工序 在以上介电体膜上以起泡法或液体搬运法来搬运 有机钌化合物原料之化学气相成长法来形成第二 钌种层之工序以及 在以上第二钌种层上以溶媒搬运法来搬运有机钌 化合物原料之化学气相成长法来形成第二钌膜,由 以上第二钌种层及以上第二钌膜来形成上部电极 之工序。28.如申请专利范围第27项之半导体装置 之制造方法,其中:在含有氧化性气体的大气环境 中进行以前述之起泡法或液体搬运法来搬运有机 钌化合物原料之化学气相成长法,而以上氧化性气 体的浓度设在0.1%以上25%以下的范围内。29.如申请 专利范围第27项之半导体装置之制造方法,其中:在 含有氧化性气体的大气环境中进行以前述之溶媒 搬运法来搬运有机钌化合物原料之化学气相成长 法,而以上氧化性气体的浓度设在1的以上30的以下 的范围内。30.如申请专利范围第27项之半导体装 置之制造方法,其中:在大气压力为0.1Torr以上10Torr 以下范围内进行以前述之起泡法或液体搬运法来 搬运有机钌化合物原料之化学气相成长法。31.如 申请专利范围第27项之半导体装置之制造方法,其 中:在大气压力为0.1Torr以上10Torr以下范围内进行 以前述之溶媒搬运法来搬运有机钌化合物原料之 化学气相成长法。32.如申请专利范围第27项之半 导体装置之制造方法,其中:在200℃以上350℃以下 的温度条件下进行以前述之起泡法或液体搬运法 来搬运有机钌化合物原料之化学气相成长法。33. 如申请专利范围第27项之半导体装置之制造方法, 其中:在250℃以上450℃以下的温度条件下进行以前 述之起泡法或液体搬运法来搬运有机钌化合物原 料之化学气相成长法。34.如申请专利范围第27项 之半导体装置之制造方法,其中:在bis(ethyl- cyclopentadienyl)ruthenium、bis(cyclopentadienyl)ruthenium、 bis(methylcyclopentadienyl)ruthenium及 rutheniumdipivaloylmethane中选择至少1种来使用以做为 前述之有机钌化合物。35.如申请专利范围第27项 之半导体装置之制造方法,其中:使用醚化合物以 做为前述溶媒搬运法所用的溶媒。36.如申请专利 范围第27项之半导体装置之制造方法,其中:在钽氧 化物、钛酸锶、钛酸钡锶、钛酸锆酸铅、铋系层 状强介电体中所选择之至少1种以做为前述介电体 膜。图式简单说明: 图1为本发明实施例1之工序的纵截面图。 图2为本发明实施例2之工序的纵截面图。 图3为本发明实施例3之工序的纵截面图。 图4为本发明实施例4之工序的纵截面图。 图5为实施本发明时之装置结构图。 图6为本发明实施例5之工序的纵截面图。 图7为根据液体起泡法下的Ru膜包覆性之形成温度 及氧气比依存图。 图8为溶媒搬运法下之Ru膜包覆性的形成温度及氧 气比依存图。 图9为说明以往方法之一实例的工序纵截面图。