(57)【要約】【課題】薄膜コンデンサの下部電極層と誘電体層との界面に汚染が発生したり異物が介在することを防止することのできる薄膜コンデンサの製造方法を提供すること。【解決手段】基材１上に下部電極層５、誘電体層６、上部電極層が順次積層形成されてなる薄膜コンデンサの前記下部電極層５を構成する最外層のキャップ膜４と前記誘電体層６としての誘電体膜７とを、スパッタ法により、同一真空環境中で連続して成膜する。【選択図】　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に下部電極層、誘電体層、上部電極層が順次積層形成されてなる薄膜コンデンサの製造方法であって、前記下部電極層を構成する最外層のキャップ膜と前記誘電体層としての誘電体膜とを、スパッタ法により、同一真空環境中で連続して成膜することを特徴とする薄膜コンデンサの製造方法。
【請求項２】
前記下部電極膜は、めっき法により成膜されてなることを特徴とする請求項１に記載の薄膜コンデンサの製造方法。
【請求項３】
前記キャップ膜と前記誘電体膜は同一のエッチング工程で一時にエッチング除去されてパターン形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の薄膜コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜コンデンサの製造方法に係り、特に、薄膜コンデンサの下部電極層がめっき膜からなる薄膜コンデンサの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な薄膜コンデンサは、基材上に下部電極層、誘電体層、上部電極層を順次積層して形成されている。そして、この構成のコンデンサにおいては、その電気容量は前記下部電極層と上部電極層とが対向している面積に比例し、また誘電体層の膜厚に反比例することが知られている。薄膜コンデンサの絶縁破壊電圧は、下部電極層と誘電体層との界面に微細な塵が存在せず、また、前記界面が平滑であることにより、高い値となることが保証されている。
【０００３】
ところで、前記下部電極層はスパッタ法によって形成することも可能であるが、コンデンサとして高いＱ値を持たせるには、電極の電気抵抗を下げなければならず、そのために、下部電極層はその厚みを必要とする。そして、薄膜コンデンサとして十分な厚みを、スパッタ法により得るためにはかなりな時間を要するため、下層電極層をめっき法により形成し、その下層電極層が形成された基材を洗浄してめっき液等を除去した後、誘電体層を形成することが従来から行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の薄膜コンデンサの製造方法によると、どうしても、その下層電極層の形成部分に、めっき液や洗浄液が汚れとなって残留し、この汚れが、前記下層電極層上に形成される誘電体層と反応してその界面に反応層を形成することがある。
【０００５】
具体的には、この反応層が形成されてしまった部分において、局所的に上下電極間の電界強度が高くなり、絶縁破壊電圧が低下するという不具合や、この反応層の分だけ実効的な誘電体層が薄く形成されることとなり、絶縁破壊電圧が低下するという不具合もあった。
【０００６】
本発明は前記した点に鑑みなされたもので、薄膜コンデンサの下部電極層と誘電体層との界面に汚染が発生したり異物が介在することを防止することのできる薄膜コンデンサの製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の請求項１に係る薄膜コンデンサの製造方法は、基材上に下部電極層、誘電体層、上部電極層が順次積層形成されてなる薄膜コンデンサの製造方法であって、前記下部電極層を構成する最外層のキャップ膜と前記誘電体層としての誘電体膜とを、スパッタ法により、同一真空環境中で連続して成膜することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、薄膜コンデンサの下部電極層の最も外側に形成され誘電体層と接することとなるキャップ膜と誘電体層とを、同一の真空中で連続的にスパッタ形成することにより、前記下部電極層と誘電体層との界面に汚染が発生したり異物が介在することを防止することができる。
【０００９】
また、請求項２に係る薄膜コンデンサの製造方法は、請求項１に記載の薄膜コンデンサの製造方法であって、前記下部電極膜は、めっき法により成膜されてなることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、前記電気めっき法によって、下部電極層を構成する下部電極膜の成膜までの工程を完了させたあと、前記下部電極膜上を前記キャップ膜でスパッタ法により被覆することにより、前記下部電極膜に付着した汚れ等を前記キャップ膜で被覆することができ、前記キャップ膜の成膜と誘電体層を構成する誘電体膜の成膜とを、１つのスパッタリング装置の同一の真空中において連続的に行うことにより、前記下部電極層と誘電体層との界面に汚染が発生したり異物が介在することを防止することができる。
【００１１】
さらに、請求項３に係る薄膜コンデンサの製造方法は、請求項１または請求項２に記載の薄膜コンデンサの製造方法であって、前記キャップ膜と前記誘電体膜は同一のエッチング工程で一時にエッチング除去されてパターン形成されることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、作業効率も良く、薄膜コンデンサの生産性を高めることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の薄膜コンデンサの製造方法の実施形態を説明する。
【００１４】
まず、基材の上面に、下部電極層を電気めっき法により形成するためのＣｕ（上層）／Ｔｉ（下層）の金属からなる、導電性を有した薄膜のシードレイヤを形成しておく。
【００１５】
続いて、前記シードレイヤ上に感光性レジスト膜をスピンコータ等により均一に塗布形成し、下部電極層のパターンが形成されたフォトマスク（図示せず）を用いて露光した後、不要なレジスト膜を除去してレジストパターンを形成する。
【００１６】
次に、レジスト膜が除去されて前記シードレイヤが露出している部分に、電気めっき法により下部電極層を構成する。すなわち、下部電極膜としてＣｕの金属膜をめっき形成し、その下部電極膜上に、保護膜としてＮｉをめっき形成する。続いて、前記レジストパターンを除去する。
【００１７】
そして、前記レジストパターンを除去した部分に露出するシードレイヤをミリング処理によって除去して、下部電極層を構成する前記シードレイヤおよび下層電極膜からなるパターンを形成する。このときの前記シードレイヤおよび下層電極膜からなるパターンの膜厚は２〜５μｍ程度とする。
【００１８】
そして、図１に示す、シードレイヤ２および下層電極膜３からなるパターンが形成された基材１を洗浄液でめっき液を洗浄し、次工程に移行させる。
【００１９】
本実施形態においては、図１に示す前記シードレイヤ２および下層電極膜３からなるパターン上に、図２に示すように、ＴａＮからなるキャップ膜４をスパッタチャンバ（図示せず）内において成膜し、下部電極層５を完成させる。このとき、前記キャップ膜４は１０〜２００ｎｍ厚に成膜する。
【００２０】
そして、図３に示すように、スパッタチャンバ内を大気に暴路することなく、連続して、同一のスパッタチャンバ内において、誘電体層６としてのシリコン酸化膜からなる誘電体膜７を、スパッタ法により成膜する。なお、前記シリコン酸化膜はシリコン窒化膜に代えることも可能である。このとき、前記誘電体膜７は３００ｎｍ厚とする。
【００２１】
そして、本実施形態においては、前記キャップ膜４と誘電体膜７のエッチングによるパターン加工を同一の工程内で一時に行ない、この上層に上部電極層を形成して、薄膜コンデンサとする。具体的には、ＴａＮからなるキャップ膜４とシリコン酸化膜からなる誘電体膜７は、ＣＦ４、Ｃ３Ｈ８、ＳＦ６等のガスを用いたドライエッチングにより、一時にエッチングできる。
【００２２】
このような薄膜コンデンサの製造方法によれば、前記電気めっき法によって下部電極層を構成する下部電極膜の成膜までの工程を完了させたあと、前記下部電極膜上を前記キャップ膜でスパッタ法により被覆することで、前記キャップ膜成膜までに付着しためっき液や洗浄液の汚れ等を前記キャップ膜で被覆することができ、そのキャップ膜の成膜と、誘電体層を構成する誘電体膜の成膜とを、１つのスパッタリング装置の同一のチャンバ内において連続的に行うことにより、前記下部電極層と誘電体層との界面に汚染が発生したり異物が介在することを防止することができる。
【００２３】
よって、下部電極層と誘電体層との界面の汚染からなる反応層を原因として、局所的に上下電極間の電界強度が高くなり絶縁破壊電圧が低下するという不具合や、この反応層の厚さ分だけ実効的な誘電体層が薄く形成されて絶縁破壊電圧が低下するという不具合を解消することが可能となる。
【００２４】
なお、本発明は前記実施形態のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明に係る薄膜コンデンサの製造方法によれば、下部電極層を構成する最外層のキャップ膜と誘電体層を構成する誘電体膜との界面に汚染が発生したり異物が介在することを防止することができ、よって、このような製造方法で製造された薄膜コンデンサは、従来の絶縁破壊電圧の低下の問題点を克服した高品質な製品となる。また、下部電極膜を電気めっき法により形成しても、絶縁破壊電圧の低下の問題が発生することなく高品位のものとすることができれば、前記下部電極膜の成膜に時間を掛けてスパッタ法により形成する必要もなく、よって、薄膜コンデンサの生産性を高めることができるという効果を奏するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薄膜コンデンサの製造方法の一工程を示す正面図
【図２】図１の次工程を示す正面図
【図３】図２の次工程を示す正面図
【符号の説明】
１　基材
２　シードレイヤ
３　下層電極膜
４　キャップ膜
５　下部電極層
６　誘電体層
７　誘電体膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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