[发明专利]半导体器件制造方法

说明书

本发明涉及在具有以大介电常数电介质膜或强电介质膜为电容绝缘膜的电容元件的半导体器件制造方法中，包含干式蚀刻电容绝缘膜工序的制造方法。

近几年，在半导体元件微细化向前进展的过程中，盛行开发内装以在电磁波噪声(杂散辐射)降低措施方面有效的大介电常数电介质膜或强电绝缘膜为电容绝缘膜的电容元件的微型计算机和能低电压工作并能高速读写的强电介质不挥发性RAM。以往，一直利用各向同性的湿式蚀刻和无选择性的离子蚀刻，进行这种大介电常数电介质膜或强电介质膜的蚀刻。但是，在这些方法中，因不能实现高加工精度和高蚀刻选择比，所以近几年盛行干式蚀刻技术的研究。大介电常数电介质膜或强电介质膜干式蚀刻中用的蚀刻气体主要是以氯为代表的卤素气体或者其化合物已公布了氯气或者氯化氢、氯化碳。

下面，参照附图对以往的半导体器件制造方法进行说明。

图4(a)、4(b)、4(c)、4(d)表示用于说明以往的半导体器件中所含电容元件的形成方法的剖视图。首先，如图4(a)所示，在堆积了氧化硅膜的基片上形成白金膜下电极1、大介电常数介质膜或者强介质膜(以下简称介质膜)2，以及白金膜上电极3。接着，以光刻胶膜5为掩模、使用含氯的蚀刻气体干式蚀刻白金膜上电极3和介质膜2，加工成如图4(b)所示的形状。最后，干式蚀刻白金膜下电极1，并形成电容元件(未图示)。

然而，在前述以往的制造方法中，常常可见时而如图4(c)所示，在介质膜2的侧壁部6上形成缺损部8，或者时而如图4(d)所示，侧壁部6变质成与介质不同的其它物质9的状态。一出现这种状态，就会产生电容元件短路和漏电流增加，在严重的场合，甚至会失去作为电容元件的功能。

出现这种现象的原因，可认为如下。由于放电，蚀刻气体分解生成的氯原子、离子和游离基等大量地附着在干式蚀刻后的白金膜上电极3和介质膜2的侧壁部6以及因干式蚀刻而露出的白金膜下电极1的表面7上。这些氯原子、离子和游离基等容易与水反应成为酸性的水溶液即盐酸。然后，由氧化物组成的介质膜2的侧壁部6与盐酸激烈地反应，时而侵蚀介质膜2，时而变质成与介质膜不同的其它物质9。其结果，就会产生电容元件短路和漏电流增加，或者丧失作为电容的功能。

在半导体器件制造工序中，时而在大气中暴露基片，时而进行水洗等的作业中，必然不可避免发生这种水分的吸附。在蚀刻气体中使用溴和碘场合也发现这种不便。

本发明的目的是提供能防止侵蚀介质膜并能抑制产生电容元件的短路和漏电流增加的半导体器件制造方法。

本发明半导体器件制造方法的一个形态是该制造方法包括下述工序：在已形成电路元件和布线的基片上，形成白金膜下电极、介质膜和白金膜上电极的工序；使用包含氯、溴和碘中至少一种的蚀刻气体，有选择地对白金膜上电极和介质膜进行干式蚀刻的工序；在干式蚀刻后，含氟气体放电所产生等离子体照射的工序和对白金膜下电极进行蚀刻的工序。

本发明半导体器件制造方法的另一个形态是该制造方法在干式蚀刻后，用加热基片的工序代替前述制造方法中照射等离子体的工序。

根据本发明的制造方法，利用干式蚀刻后的等离子体照射工序，在干式蚀刻时能显著降低含有附着在介质膜的侧壁的氯、溴或者碘的蚀刻气体的分解生成物。因此，能抑制由于这些分解生成物和水反应生成的酸与介质反应产生介质膜的缺损和变质。所以，能显著地抑制产生电容元件短路和漏电流增加。

图1(a)、1(b)、1(c)表示用于说明本发明第1实施例的半导体器件制造方法中，电容元件形成方法的剖视图。

图2(a)、2(b)表示用于说明本发明第2实施例的半导体器件制造方法中，电容元件形成方法的剖视图。

图3表示本发明第1和第2实施例与以往技术例的基片上残留氯数量的比较图。

图4(a)、4(b)、4(c)、4(d)用于说明表示以往的半导体器件制造方法中，电容元件形成方法的剖视图。

下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。

实施例1

下面，参照图1(a)、1(b)、1(c)对本发明的第一实施例进行说明。但是，与前述图4(a)、4(b)、4(c)、4(d)表示的以往技术例中相同的部分附以相同的符号。