JPH10163166A - 半導体装置の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体層の粗面化の制御を簡易かつ確実に行
える半導体装置の製造方法及び製造装置を提供する。 【解決手段】 シリコン基板２００上の酸化膜２０１
は、弗酸を含む水滴と、フォトレジストとを用いる処理
によって、表面の一部に窪みが形成されている。下層ポ
リシリコン電極２０３ａ及び誘電体膜２０４ａは、酸化
膜２０１の表面のうち窪みが形成された部分に堆積され
たものであり、酸化膜２０１の窪みに応じて凹凸を表面
に有しており粗面化されている。一方、酸化膜２０１の
表面のうち窪みが形成されていない平滑な部分に堆積さ
れ形成された下層ポリシリコン電極２０３ｂ及び誘電体
膜２０４ｂは、凹凸を有さない平坦な断面の形状を有し
ている。下層ポリシリコン電極２０３ａ、誘電体膜２０
４ａ及び上層ポリシリコン電極２０５ａによって、粗面
キャパシタが構成されている。この粗面キャパシタの容
量は、占有面積に対して大きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体層の粗面化
を行う半導体装置の製造方法及び製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電極が占有する面積を広げることなく容
量の大きいキャパシタを得る方法の一つとして、電極の
表面を粗面化するものが挙げられる。図２７〜図２９
は、従来技術に従う電極の粗面化方法を工程順に示す断
面図である。この方法は、アモルファスシリコンの表面
に核を形成し、この核を元にグレイン成長を行って表面
が粗面化されたポリシリコンを得るものである。以下
に、その処理方法について記載する。

【０００３】従来処理工程１ ．まず、図２７に示され
るような、シリコン基板１０００、酸化シリコン膜１０
０１及びシリコン膜１００２を備えるウェーハを準備す
る。シリコン基板１０００は、孔を有する酸化シリコン
膜１００１によって表面を被覆され、孔によって露出さ
れている部分において、アモルファスシリコンからなる
シリコン膜１００２と接触している。

【０００４】従来処理工程２．ウェーハの表面上に自然
成長した酸化膜を除去するために、ウェーハを弗酸にて
処理する。

【０００５】従来処理工程３．反応室へとウェーハを持
ち込む。この反応室においては、例えば１０^-5Ｔｏｒｒ
程度の超高真空及び６００℃程度の温度である状態が保
持されている。反応室において、ウェーハにはジシラン
（Ｓｉ₂Ｈ₆）ガスが供給される。

【０００６】ジシランガスによって与えられるシリコン
原子がシリコン膜１００２の表面部内を高い移動度にて
拡散しつつシリコン膜１００２内のシリコン原子と衝突
することによって、シリコン膜１００２の表面に結晶核
が形成される。

【０００７】シリコン膜１００２を成すアモルファスシ
リコンは、結晶核の存在する表面部からシリコン基板１
０００へと向かう向きにて固相成長する。このとき、シ
リコン膜１００２の表面において高い移動度を有するシ
リコン原子はシリコン膜１００２から結晶核の上部へと
回り込み、結晶核は結晶粒へと成長する。

【０００８】以上のようにして形成された結晶粒によっ
て、図２８において図示されるように、アモルファスシ
リコンがポリシリコンへと固相成長したシリコン膜１０
０２の表面は粗面化される。

【０００９】従来処理工程４．粗面化されたシリコン膜
１００２上に誘電体膜及びシリコン膜を順次形成する。
図２９は、誘電体膜１００３及びシリコン膜１００４を
有する、形成されたシリコン膜１００２及びシリコン膜
１００４を電極とするキャパシタを備えるウェーハを示
す断面図である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来処理工程２におけ
る弗酸を用いる処理の後に再び酸化膜が自然成長する
と、従来処理工程３におけるシリコン膜１００２の表面
でのシリコン原子の移動が妨げられる。従って、従来処
理工程３における反応室へのウェーハの持ち込みを従来
処理工程２の直後に行わなければならないという制約を
受ける。さらに、シリコン膜１００２の表面の状態によ
って結晶粒の成長が影響を受けるので、粗面化の制御が
難しいという問題点がある。

【００１１】また、図２８において図示される従来処理
工程３において、酸化シリコン膜２の表面のうちシリコ
ン膜１００２によって被覆されていない部分において
も、ジシランガスによるポリシリコンの堆積が認められ
る場合がある。この場合には図３０に図示されるよう
に、従来処理工程４を施されたウェーハにおいては誘電
体膜１００３又はシリコン膜１００４内にシリコン粒１
００５が存在することになる。

【００１２】誘電体膜１００３内に存在するシリコン粒
１００５によって、シリコン膜１００２とシリコン膜１
００４との絶縁が悪くなる又は破壊されるという問題点
がある。

【００１３】従来処理工程４において誘電体膜１００３
を形成する代わりに、シリコン膜１００２の表面を酸化
して酸化シリコン膜１００６を得ることも可能である
（図３１）。この場合には図３０に示されるシリコン粒
１００５は、シリコン膜１００２の表面と同時に酸化さ
れて酸化シリコン粒１００７となる。酸化シリコン粒１
００７によって、酸化シリコン膜１００１の表面が荒れ
るという問題点もある。

【００１４】本発明は、以上の問題点に鑑み、半導体層
の粗面化の制御を簡易かつ確実に行える半導体装置の製
造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の半導体
装置の製造方法は、 (a)表面上のエッチング液滴によっ
て半導体酸化膜を部分的に除去する工程と、 (b)前記半
導体酸化膜を利用することによって、これに接触してい
る、表面が粗面化されている半導体層を形成する工程と
を備える。

【００１６】請求項２に記載の半導体装置の製造方法
は、請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記エッチング液滴は、前記工程(a)よりも前に行われ
る、 (c)前記半導体酸化膜の前記表面上に液滴を形成す
る工程と、 (d)前記液滴にエッチングガスを溶解させる
工程とによって生成される。

【００１７】請求項３に記載の半導体装置の製造方法
は、請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記エッチング液滴はアルコールを含んでなる。

【００１８】請求項４に記載の半導体装置の製造方法
は、請求項２に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記工程(a)は、前記半導体酸化膜に窪みを形成する工
程であり、前記工程(b)は、前記半導体層を前記半導体
酸化膜上に堆積させる工程である。

【００１９】請求項５に記載の半導体装置の製造方法
は、請求項２に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記半導体酸化膜は前記半導体層の前記表面に形成され
たものであり、前記工程(a)は、前記半導体酸化膜に貫
通孔を形成する工程であり、前記工程(b)は、前記半導
体酸化膜をマスクとして前記半導体層を部分的に除去す
る工程である。

【００２０】請求項６に記載の半導体装置の製造方法
は、請求項４または請求項５に記載の半導体装置の製造
方法であって、前記工程(c)よりも前に行われる、 (e)
前記半導体酸化膜をレジスト膜を用いて部分的に被覆す
る工程を更に備える。

【００２１】請求項７に記載の半導体装置の製造方法
は、請求項１、請求項４または請求項５に記載の半導体
装置の製造方法であって、前記半導体酸化膜及び前記エ
ッチングガスはそれぞれ、酸化シリコン及びフッ化水素
を含んでなる。

【００２２】請求項８に記載の半導体装置の製造装置
は、エッチング用のガス及び蒸気を導通する導入管と、
導出管と、半導体酸化膜が載置され温度制御自在である
載置台を有し、前記導入管及び前記導出管を繋がれてい
る隔離容器とを備える。

【００２３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．まず、本実施の形態においては、粗面化
された半導体層を有する半導体装置を製造するために必
要となる、半導体酸化膜を部分的に除去する方法につい
て示す。部分的に除去された半導体酸化膜を用いて表面
が粗面化された半導体層を得る方法については、実施の
形態３以降において説明を行うものとする。従来技術と
同一の構成、構造には同一の参照符号を付す。

【００２４】図１は、本実施の形態に従う製造装置の構
造を例示する断面図である。密閉することが可能である
チャンバ７にはガス導入管１から気体が流入される。チ
ャンバ７内の気体は真空ポンプ４によって排気配管３か
ら排出される。

【００２５】チャンバ７内にはサセプタ８が備えられて
いる。サセプタ８にはコイル状のヒータ９と冷却水が導
通する冷却管２とが備えられており、ヒータ９と冷却水
とによってサセプタ８の温度を所望に制御することが可
能となっている。

【００２６】ガス導入管１はチャンバ７内のシャワー状
ヘッド５に繋げられている。ガス導入管１からチャンバ
７内へと導入された気体は、サセプタ８上に載置され
た、表面に酸化膜を備えるウェーハ６へと均一に噴霧さ
れる。

【００２７】図１に示される製造装置を用いる酸化膜の
部分的な除去方法について、図２〜図５を用いて説明を
行う。勿論、図１に示される製造装置を用いてのみ本発
明の酸化膜の部分的な除去方法が実現されるわけではな
い。図２〜図５は、酸化膜の部分的な除去方法を工程順
に例示する断面図である。

【００２８】まず、図２に示されるように、シリコン基
板１００とこれの表面上に形成されたシリコン酸化膜で
ある酸化膜１０１とを備えるウェーハ６をサセプタ８上
に載置する。シリコン基板１００の表面には回路が集積
されていても良い。

【００２９】次に、図３に示されるように、酸化膜１０
１上に水滴１０２を形成する。水滴１０２には、溶解し
た際に酸化膜１０１をエッチングする作用を有するＨＦ
（フッ化水素）が溶解している。水滴１０２は、ガス導
入管１からチャンバ７内へと送り込まれた、ＨＦの溶け
込んだ水蒸気が酸化膜１０１表面において結露したもの
である。

【００３０】酸化膜１０１の表面の温度が水蒸気の沸点
よりも低い場合には、水蒸気は結露して水滴１０２とな
る。水滴１０２が所望の大きさ及び個数になった時点
で、水蒸気の供給をストップする。図４に示されるよう
に、ＨＦを含む水滴１０２は酸化膜１０１をエッチング
して穴１０１ｈを形成する。エッチングによって酸化膜
１０１が除去された量が所望となった時点でチャンバ７
からウェーハ６を取り出し、水洗によって水滴１０２を
取り去る。

【００３１】以上の工程によって、図５に示される、穴
１０１ｈによって表面が粗面化された酸化膜１０１が得
られる。サセプタ８によって酸化膜１０２の温度を所望
に設定することが可能であるので、結露の状態が所望に
得られ、穴１０１ｈの大きさ及び単位面積当たりの個数
を所望に制御することが可能となる。以下にその構成を
詳細に説明するが、簡便のために単位面積当たりの個数
を「密度」として以下に参照する。

【００３２】酸化膜１０２の温度を比較的低くした場合
には水蒸気の結露が速く進行する。このとき、水滴１０
２の大きさは大きく、密度は小さくなる。従って、エッ
チングによる穴１０１ｈは、大きさは大きく、個数は少
なくなる。一方、酸化膜１０１の温度が比較的高い場合
には水蒸気の結露は遅く進行し、水滴１０２は大きさは
比較的小さく、密度は比較的大きくなる。これによっ
て、穴１０１ｈの大きさは小さく、個数は多くなる。

【００３３】まとめると、ガス導入管１から供給され
る、水蒸気を含むガスの温度及び密度と、冷却管２及び
ヒータ９を備えるサセプタ８の温度とを制御することに
よって、酸化膜１０１の粗面化の度合いが制御される。
従って、所望に酸化膜１０１の粗面化を行うことが可能
となり、実施の形態３以降において説明するように、所
望の容量を持つキャパシタが得られる。

【００３４】ガス導入管１から供給される水蒸気にＨＦ
が含まれる場合について説明を行ったが、ＨＣＬ又はＨ
Ｂｒ等のハロゲン化水素を用いることも原理的には可能
である。しかし、ＨＦは水に溶け込んだ際にエッチング
作用が大きく、また酸化シリコンのエッチングに用いら
れるものとしては最も一般的であり入手が容易である。
従って、ＨＦを用いることによって酸化膜を速やかに除
去することが可能となり、効率が上がる。

【００３５】実施の形態２．本実施の形態においては、
実施の形態１における半導体酸化膜の部分的除去を、更
に精度良く行うことが可能である方法を示す。以下、既
に説明の行われたものと同一の構成、構造には同一の参
照符号を付し、説明は省略する。

【００３６】図６及び図７は、本実施の形態に従う酸化
膜の部分的な除去方法を工程順に例示する断面図であ
る。図６に示される構成は、図３に示される構成の水滴
１０２が水滴１０２ａに置き換えられたものである。他
の構成は図３及び図６において共通している。図３に示
される構成の水滴１０２はＨＦを含んでいるが、図６に
示される水滴１０２ａはＨＦを含んでいないことが両図
に示される構成の相違点である。

【００３７】図１に示されるガス導入管１から供給する
水蒸気にＨＦを含ませないことによって、水滴１０２ａ
は得られる。ＨＦを含まないので、水滴１０２ａは図６
の状態においては酸化膜１０１のエッチングは行わな
い。

【００３８】水蒸気が酸化膜１０１上において所望の大
きさ及び密度にて結露した頃合を見計らい、水蒸気の供
給を止め、代わりにガス導入管１からＨＦガスを供給す
る。ＨＦガスは水滴１０２ａへと図７に示されるように
溶解する。これによって水滴１０２ａはエッチング作用
を有し、図４に示されるように酸化膜１０１が部分的に
除去されていく。

【００３９】本実施の形態の酸化膜の部分的除去方法に
おいては、水滴１０２ａが所望の条件にて形成された後
に水滴１０２ａにエッチング力を持たせることが可能で
ある。従って、ＨＦガスの水滴１０２ａへの溶解の量及
び速さを把握することによって、穴１０１ｈの大きさ及
び密度を実施の形態１よりも更に精度良く制御すること
が可能となる。

【００４０】実施の形態３．図８〜図１１は、本実施の
形態に従う、第１のキャパシタの製造方法を工程順に例
示する断面図である。図８に示されるウェーハのシリコ
ン基板２００及び酸化膜２０１は、図２に示される実施
の形態１のシリコン基板１００及び酸化膜１０１と同様
の構成を有している。酸化膜２０１の表面は、粗面化を
行うべき部分を除き、周知の写真製版技術に従うフォト
レジスト２０２によって被覆されている。

【００４１】次に、図９に示されるように、実施の形態
１又は実施の形態２に記載の方法によって、酸化膜２０
１の表面のうちフォトレジスト２０２によって被覆され
ていない部分に穴２０１ｈを穿つ。

【００４２】引き続き、フォトレジスト２０２を除去し
た後に図９に示されるウェーハ上にポリシリコン膜を一
面に堆積し、ポリシリコンのパターニングを行う。図１
０は、パターニングによって形成された下層ポリシリコ
ン電極２０３ａ，２０３ｂを有するウェーハの構造を例
示する断面図である。下層ポリシリコン電極２０３ａ，
２０３ｂは、酸化膜２０１の表面のうち粗面化が行われ
た部分と行われていない部分とにそれぞれ形成されてい
る。

【００４３】堆積されて形成された下層ポリシリコン電
極２０３ａの形状は穴２０１ｈの存在によってうねって
おり、その表面は凹凸を有する。即ち、下層ポリシリコ
ン電極２０３ａは粗面化されている。一方、下層ポリシ
リコン電極２０３ｂは、酸化膜２０１の表面のうち平滑
な部分上に堆積され形成されたものであるので、粗面化
されてはいない。

【００４４】引き続き、図１１に示されるように、Ｓｉ
Ｎ（窒化シリコン）等である誘電体膜２０４ａ，２０４
ｂと、上層ポリシリコン電極２０５ａ，２０５ｂとをそ
れぞれ下層ポリシリコン電極２０３ａ，２０３ｂ上に形
成する。これらの形成は、膜の形成及びパターニングに
よって成される。

【００４５】下層ポリシリコン電極２０３ａは粗面化さ
れているので、その形状が誘電体膜２０４ａの形状に反
映され、上層ポリシリコン電極２０５ａの表面のうち誘
電体膜２０４ａに接触する部分も粗面化されている。一
方、下層ポリシリコン電極２０３ｂはその形状が平滑で
あるので、上層ポリシリコン電極２０５ｂの表面のうち
誘電体膜２０４ｂに接触する部分も平滑である。

【００４６】以上の構成から明らかなように、酸化膜２
０１のうち、図９に示されるフォトレジスト２０２によ
って被覆されていなかった部分には、電極の表面が粗面
化されているキャパシタ（粗面キャパシタとして以下に
参照する）が形成される。一方、フォトレジスト２０２
によって被覆されてた部分は、電極の表面が平滑である
キャパシタ（平滑キャパシタ）となる。キャパシタの引
き出し電極は図面に対して垂直である方向に沿って存在
しており、図示されていない。

【００４７】本実施の形態のキャパシタの製造方法にお
いては、粗面キャパシタと平滑キャパシタとを同一のウ
ェーハ上に形成することが可能である。従って、ウェー
ハ上の面積の割り当てがキャパシタ毎に定まっている際
にも、誘電体膜の膜厚等の条件を変えることなく様々な
容量を有する複数のキャパシタを製造することが可能と
なる。

【００４８】具体的には、キャパシタの電極の表面の粗
面化を行うか行わないか、及び粗面化を行う際には粗面
化の度合いをどの程度にするかを決定することによっ
て、ある一定面積を占有するキャパシタの容量を所望に
変更することが可能となる。

【００４９】実施の形態４．実施の形態３で説明される
第１の製造方法においては、酸化膜を粗面化し、この形
状を利用して下部の電極、誘電体膜及び上部の電極を順
に粗面化することを行う。本実施の形態においては、部
分的に除去された酸化膜をマスクとしてこの酸化膜の直
下に存在する下部の電極たるポリシリコンを粗面化し、
誘電体膜及び上部の電極を粗面化する第２の製造方法に
ついて示す。

【００５０】図１２〜図１８は、本実施の形態に従う、
キャパシタの製造方法を工程順に例示する断面図であ
る。図１２に示されるウェーハは、シリコン基板３００
上に層間絶縁膜３０１、ポリシリコン膜３０２及び酸化
膜３０３が順に積層されている構造を有する。

【００５１】次に、図１２に示されるウェーハに対して
パターニングを施す。図１３は、下層ポリシリコン電極
３０２ａ，３０２ｂ及び酸化膜３０３ａ，３０３ｂを備
えるウェーハの構造を例示する断面図である。下層ポリ
シリコン電極３０２ａ，３０２ｂ及び酸化膜３０３ａ，
３０３ｂは、ポリシリコン膜３０２及び酸化膜３０３が
パターニングされて形成されたものである。

【００５２】以下においては、下層ポリシリコン電極３
０２ａは粗面化されるべき電極であり、下層ポリシリコ
ン電極３０２ｂは粗面化されない電極であるものとして
説明を行う。

【００５３】図１２に示される工程に引き続き、図１３
に示されるウェーハに対してフォトレジストを形成す
る。図１４は、フォトレジスト３０４が形成されたウェ
ーハの構造を例示する断面図である。粗面化されない下
層ポリシリコン電極３０２ｂ上の酸化膜３０３ｂはフォ
トレジスト３０４によって完全に被覆されているが、粗
面化されるべき下層ポリシリコン電極３０２ａ上の酸化
膜３０３ａはフォトレジスト３０４によって部分的に露
出を許されている。

【００５４】引き続き、酸化膜３０３ａのうちフォトレ
ジスト３０４によって露出を許されている部分を、実施
の形態１又は実施の形態２に記載の方法によって部分的
に除去する。図１５は、下層ポリシリコン電極３０２ａ
の表面を部分的に露出する露出孔３０３ｈが形成された
ウェーハの構造を例示する断面図である。

【００５５】引き続き、露出孔３０３ｈを有する酸化膜
３０３ａをマスクとして、ポリシリコンの選択的なエッ
チングを弗酸等を用いて行う。すると、図１６に示され
るように、下層ポリシリコン電極３０２ａのうち露出孔
３０３ｈによって露出される部分が除去される。勿論、
フォトレジスト３０４によって被覆されている酸化膜３
０３ｂ下の下層ポリシリコン電極３０２ｂは除去されな
い。

【００５６】引き続き、フォトレジスト３０４及び酸化
膜３０３ａ，３０３ｂを除去する。図１７は、それぞれ
の表面が露出されている下層ポリシリコン電極３０２
ａ，３０２ｂを備えるウェーハの構造を例示する断面図
である。下層ポリシリコン電極３０２ａは表面が粗面化
されており、下層ポリシリコン電極３０２ｂの表面は平
滑である。

【００５７】誘電体及びポリシリコンの成膜及びパター
ニングを経て、図１８に例示される構造が得られる。下
層ポリシリコン電極３０２ａ上には誘電体膜３０５ａ及
び上層ポリシリコン電極３０６ａが、下層ポリシリコン
電極３０２ｂ上には誘電体膜３０５ｂ及び上層ポリシリ
コン電極３０６ｂがそれぞれ積層されている。

【００５８】誘電体膜３０５ａ及び上層ポリシリコン電
極３０６ａは、表面が粗面化された下層ポリシリコン膜
３０２ａによってその形状が決定される。従って、下層
ポリシリコン電極３０２ａ、誘電体膜３０５ａ及び上層
ポリシリコン電極３０６ａによって粗面キャパシタが構
成される。一方、下層ポリシリコン電極３０２ｂ、誘電
体膜３０５ｂ及び上層ポリシリコン電極３０６ｂによっ
て平滑キャパシタが構成される。

【００５９】本実施の形態で説明される第２の製造方法
においては、実施の形態３で説明される第１の製造方法
と同様に、粗面キャパシタと平滑キャパシタとを同時に
形成することが可能である。尚、本実施の形態で説明さ
れる第２の製造方法の方が、実施の形態３で説明される
第１の製造方法と比較して、下層ポリシリコン電極３０
２ａの部分的なエッチングを行う図１６の工程の分だけ
手間を要する。しかし、実施の形態５において説明する
ように、本実施の形態で説明される第２の製造方法は電
極が３次元的である場合にも好適に対応することが可能
である。

【００６０】実施の形態５．本実施の形態においては、
実施の形態４で説明される第２の製造方法を３次元的な
電極の粗面化に用いることについて示す。図１９〜図２
３は、実施の形態４で説明される第２の製造方法を円筒
型の粗面キャパシタの製造に用いる例を工程順に示す断
面図である。

【００６１】まず、図１９に示されるような、ストレー
ジノードと呼ばれる円筒型の下層ポリシリコン電極４０
１を層間絶縁膜４００上に形成する。下層ポリシリコン
電極４０１は、層間絶縁膜４００上において断面が横に
寝ているコの字形状である。

【００６２】次に、図１２に示される工程と同様に、下
層ポリシリコン電極４０１の表面を薄く酸化する。図２
０は、表面が酸化された下層ポリシリコン電極４０１の
構造を例示する断面図である。

【００６３】引き続き、図２１に示されるように、下層
ポリシリコン電極４０１の酸化された表面上に水滴１０
２ａを形成する。水滴１０２ａにＨＦを溶かし込み酸化
膜を部分的に除去した後に、図１６に示される工程と同
様に下層ポリシリコン電極４０１のポリシリコンを部分
的に除去する。弗酸に対して耐性のある材料を層間絶縁
膜４００として用いることによって、層間絶縁膜４００
の表面が粗面化されることは回避される。また、層間絶
縁膜４００を酸化シリコンによって得ている場合には、
図２１に示される工程において、層間絶縁膜の表面をフ
ォトレジストによって被覆すれば良い。

【００６４】下層ポリシリコン電極４０１の表面の酸化
膜を除去すると、図２２に示される、表面が粗面化され
た下層ポリシリコン電極４０１が得られる。この後に誘
電体膜４０２及び上層ポリシリコン電極４０３を下層ポ
リシリコン電極４０１上に順に形成する。図２３は、下
層ポリシリコン電極４０１、誘電体膜４０２及び上層ポ
リシリコン電極４０３によって構成される粗面キャパシ
タの構造を例示する断面図である。

【００６５】次に、厚膜スタック型の粗面キャパシタの
場合について説明を行う。図２４〜図２６は、実施の形
態４で説明される第２の製造方法によって厚膜スタック
型の粗面キャパシタを製造する例を工程順に示す断面図
である。図２４〜図２６と図１９〜図２３とにおいてそ
れぞれ例示される製造方法は、実質的に同一である。

【００６６】まず、図２４に示されるような、芯電極と
呼ばれる厚膜の下層ポリシリコン電極５０１を備えた層
間絶縁膜５００を用意する。次に、図２０及び図２１に
示される工程と同様にして、下層ポリシリコン電極を部
分的に除去する。図２５は、粗面化された下層ポリシリ
コン電極の構造を例示する断面図である。誘電体膜５０
２及び上層ポリシリコン電極５０３を順次形成して、図
２６に示される厚膜スタック型の粗面キャパシタが得ら
れる。

【００６７】実施の形態３で説明される第１の製造方法
を用いて３次元的な電極の粗面化を行う場合について考
察する。この方法においては、粗面化された酸化膜の形
状を利用して、この酸化膜上に堆積された下層ポリシリ
コン電極、誘電体膜及び上層ポリシリコン電極に湾曲を
持たせる。従って、例えば図２３に示されるようなスタ
ック型のポリシリコン電極を第１の製造方法を用いて得
ることは、実質的に不可能である。

【００６８】従って、実施の形態４で説明される第２の
製造方法は、３次元的な電極を得る際に非常に有用な方
法であるといえる。

【００６９】実施の形態６．以上の説明においては水を
成分とする水蒸気を用いる場合であったが、ＩＰＡ（イ
ソプロピルアルコール）等のアルコールを成分とする蒸
気を用い、ＨＦを溶かし込んでも良い。アルコールは酸
化膜１０１に対して疎であるので、アルコール蒸気が結
露することによって得られる液滴は、同量の水の場合よ
りも少ない面積にて酸化膜１０１に接触することにな
る。

【００７０】従って、高集積化される半導体装置のキャ
パシタを形成する際に穴１０１ｈの直径を微細にしなけ
ればならないときにも、アルコールを用いることによっ
て好適に対応することが可能となる。

【００７１】

【発明の効果】請求項１に記載の構成によれば、エッチ
ング液滴を半導体酸化膜の表面上に形成するという簡易
な方法によって、半導体層を粗面化して表面積を大きく
することが可能となる。従って、粗面化された半導体層
を電極として用いることによって、占有面積に対して容
量が大きいキャパシタが簡易に得られる。

【００７２】請求項２に記載の構成によれば、液滴を所
望の大きさ及び個数にて形成した後にエッチングガスを
溶解させることによって半導体酸化膜を部分的に除去す
ることが可能となる。これによって、半導体酸化膜の除
去の制御が簡易かつ確実になる。

【００７３】請求項３に記載の構成によれば、半導体酸
化膜に対して疎であるアルコールを用いることによっ
て、液滴の半導体酸化膜の表面に対する接触面積を小さ
くすることが可能となる。これによって、半導体装置が
高集積されるものである場合にも好適に対応することが
可能となる。

【００７４】請求項４及び請求項５に記載の構成によれ
ば、半導体層を半導体酸化膜上に堆積させる方法又は半
導体酸化膜をマスクとして半導体層を部分的に除去する
方法によって、請求項１に記載の半導体装置の製造方法
を実現することが可能となる。特に請求項５に記載の構
成は、半導体層の表面に半導体酸化膜を形成すれば良い
ので、立体的な電極を用いるキャパシタの製造にも適用
することが可能である。

【００７５】請求項６に記載の構成によれば、半導体酸
化膜のうち半導体層の表面が粗面化されるべき部分のみ
をレジスト膜によって被覆することによって、半導体集
積回路内に粗面化された半導体層を有するキャパシタと
有しないキャパシタとが同時に形成される。占有面積が
キャパシタ毎に割り当てられているときにも、粗面化の
成否によってキャパシタの容量が所望に変更できるとい
う利点が得られる。

【００７６】請求項７に記載の構成によれば、半導体集
積回路の製造において一般に用いられる酸化シリコン
を、同様に一般に用いられるフッ化水素を用いて部分的
に除去することが可能となる。従って、既存の材料を用
いて請求項４及び請求項５に記載の半導体装置の製造方
法を実現することが可能となる。更に、弗酸は酸化シリ
コンのエッチング作用が大きいので、請求項１に記載の
方法において、効率の良い半導体酸化膜の部分的除去
が、ひいては効率の良い半導体装置の製造が果たされ
る。

【００７７】請求項８に記載の構成によれば、載置台の
温度並びにガス及び蒸気の流量を制御することによっ
て、半導体酸化膜上に形成される液滴の個数及び大きさ
を所望に得ることが可能となる。これによって、例えば
請求項２に記載の半導体装置の製造方法を請求項８に記
載の半導体装置の製造装置において行うことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１の製造装置の構造を例示する断
面図である。

【図２】 実施の形態１の酸化膜の部分的な除去方法を
工程順に例示する断面図である。

【図３】 実施の形態１の酸化膜の部分的な除去方法を
工程順に例示する断面図である。

【図４】 実施の形態１の酸化膜の部分的な除去方法を
工程順に例示する断面図である。

【図５】 実施の形態１の酸化膜の部分的な除去方法を
工程順に例示する断面図である。

【図６】 実施の形態２の酸化膜の部分的な除去方法を
工程順に例示する断面図である。

【図７】 実施の形態２の酸化膜の部分的な除去方法を
工程順に例示する断面図である。

【図８】 実施の形態３の第１のキャパシタの製造方法
を工程順に例示する断面図である。

【図９】 実施の形態３の第１のキャパシタの製造方法
を工程順に例示する断面図である。

【図１０】 実施の形態３の第１のキャパシタの製造方
法を工程順に例示する断面図である。

【図１１】 実施の形態３の第１のキャパシタの製造方
法を工程順に例示する断面図である。

【図１２】 実施の形態４の第２のキャパシタの製造方
法を工程順に例示する断面図である。

【図１３】 実施の形態４の第２のキャパシタの製造方
法を工程順に例示する断面図である。

【図１４】 実施の形態４の第２のキャパシタの製造方
法を工程順に例示する断面図である。

【図１５】 実施の形態４の第２のキャパシタの製造方
法を工程順に例示する断面図である。

【図１６】 実施の形態４の第２のキャパシタの製造方
法を工程順に例示する断面図である。

【図１７】 実施の形態４の第２のキャパシタの製造方
法を工程順に例示する断面図である。

【図１８】 実施の形態４の第２のキャパシタの製造方
法を工程順に例示する断面図である。

【図１９】 実施の形態５のキャパシタの製造方法の一
例を工程順に示す断面図である。

【図２０】 実施の形態５のキャパシタの製造方法の一
例を工程順に示す断面図である。

【図２１】 実施の形態５のキャパシタの製造方法の一
例を工程順に示す断面図である。

【図２２】 実施の形態５のキャパシタの製造方法の一
例を工程順に示す断面図である。

【図２３】 実施の形態５のキャパシタの製造方法の一
例を工程順に示す断面図である。

【図２４】 実施の形態５のキャパシタの製造方法の他
例を工程順に示す断面図である。

【図２５】 実施の形態５のキャパシタの製造方法の他
例を工程順に示す断面図である。

【図２６】 実施の形態５のキャパシタの製造方法の他
例を工程順に示す断面図である。

【図２７】 従来のキャパシタの製造方法を工程順に示
す断面図である。

【図２８】 従来のキャパシタの製造方法を工程順に示
す断面図である。

【図２９】 従来のキャパシタの製造方法を工程順に示
す断面図である。

【図３０】 従来のキャパシタの製造方法の問題点を示
す断面図である。

【図３１】 従来のキャパシタの製造方法の問題点を示
す断面図である。

【符号の説明】 １ ガス導入管、２ 冷却管、３ 排気配管、４ 真空
ポンプ、５ シャワー状ヘッド、６ ウェーハ、７ チ
ャンバ、８ サセプタ、９ ヒータ、１００，２００，
３００ シリコン基板、１０１，２０１，３０３，３０
３ａ，３０３ｂ酸化膜、１０１ｈ，２０２ｈ 穴、１０
２，１０２ａ 水滴、２０２，３０４フォトレジスト、
２０３ａ，２０３ｂ，３０２ａ，３０２ｂ，４０１，５
０１下層ポリシリコン電極、２０４ａ，２０４ｂ，３０
５ａ，３０５ｂ，４０２，５０２ 誘電体膜、２０５
ａ，２０５ｂ，３０６ａ，３０６ｂ，４０３，５０３上
層ポリシリコン電極、３０１，４００，５００ 層間絶
縁膜、３０２ ポリシリコン膜、３０３ｈ 露出孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村岡 俊一 兵庫県伊丹市瑞原四丁目１番地 菱電セミ コンダクタシステムエンジニアリング株式 会社内 (72)発明者 中村 正 兵庫県伊丹市瑞原四丁目１番地 菱電セミ コンダクタシステムエンジニアリング株式 会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 (a)表面上のエッチング液滴によって半
   導体酸化膜を部分的に除去する工程と、 (b)前記半導体酸化膜を利用することによって、これに
   接触している、表面が粗面化されている半導体層を形成
   する工程とを備える、半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体装置の製造方法
   であって、前記エッチング液滴は、前記工程(a)よりも
   前に行われる、 (c)前記半導体酸化膜の前記表面上に液滴を形成する工
   程と、 (d)前記液滴にエッチングガスを溶解させる工程とによ
   って生成される、半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の半導体装置の製造方法
   であって、前記エッチング液滴はアルコールを含んでな
   る、半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の半導体装置の製造方法
   であって、 前記工程(a)は、前記半導体酸化膜に窪みを形成する工
   程であり、 前記工程(b)は、前記半導体層を前記半導体酸化膜上に
   堆積させる工程である、半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の半導体装置の製造方法
   であって、前記半導体酸化膜は前記半導体層の前記表面
   に形成されたものであり、 前記工程(a)は、前記半導体酸化膜に貫通孔を形成する
   工程であり、 前記工程(b)は、前記半導体酸化膜をマスクとして前記
   半導体層を部分的に除去する工程である、半導体装置の
   製造方法。
6. 【請求項６】 請求項４または請求項５に記載の半導体
   装置の製造方法であって、前記工程(c)よりも前に行わ
   れる、 (e)前記半導体酸化膜をレジスト膜を用いて部分的に被
   覆する工程を更に備える、半導体装置の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１、請求項４または請求項５に記
   載の半導体装置の製造方法であって、 前記半導体酸化膜及び前記エッチングガスはそれぞれ、
   酸化シリコン及びフッ化水素を含んでなる、半導体装置
   の製造方法。
8. 【請求項８】 エッチング用のガス及び蒸気を導通する
   導入管と、 導出管と、 半導体酸化膜が載置され温度制御自在である載置台を有
   し、前記導入管及び前記導出管を繋がれている隔離容器
   とを備える、半導体装置の製造装置。