(57)【要約】      （修正有）【課題】高誘電率膜を高い成膜レートをもって形成することができる半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供する。【解決手段】処理室内にＤＥＲを気化した原料ガスを供給するＤＥＲフローステップ、原料ガスをパージするステップ、処理室内にＮＨ3ガスを供給するステップ、ＮＨ3ガスをパージするステップを１サイクルとしてこのサイクルをＮ回繰り返すことにより、基板上に所望膜厚の薄膜を形成する際に、原料ガスを供給するステップでは、原料ガスをプラズマで活性化して基板に供給し、ＮＨ3ガスを供給するステップでは、ＮＨ3ガスをプラズマで活性化して基板に供給する。【選択図】図２
2009299101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内に基板を搬入するステップと、
前記処理室内に液体原料を気化した原料ガスを供給するステップと、前記処理室内に反応ガスを供給するステップと、を１サイクルとしてこのサイクルを複数回繰り返し、基板上に所望膜厚の薄膜を形成するステップと、
所望膜厚の薄膜形成後の基板を前記処理室内から搬出するステップと、を有し、
前記原料ガスを供給するステップでは、前記原料ガスをプラズマで活性化して基板に供給し、前記反応ガスを供給するステップでは、前記反応ガスをプラズマで活性化して基板に供給することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に液体原料を気化した原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
前記処理室内に反応ガスを供給する反応ガス供給系と、
前記処理室内でプラズマを発生させるプラズマ源と、
前記処理室内を排気する排気ラインと、
前記処理室内への前記原料ガスの供給と、前記処理室内への前記反応ガスの供給と、を複数回繰り返すように前記原料ガス供給系と前記反応ガス供給系とを制御すると共に、前記原料ガスの供給時には前記処理室内でプラズマを発生させ、前記反応ガスの供給時には前記処理室内でプラズマを発生させるように前記プラズマ源を制御するコントローラと、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法および基板処理装置に関するものであり、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）の製造方法およびＰＥＡＬＤ（ Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition）装置に利用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＲＡＭのキャパシタは微細化に伴う蓄積電荷容量を確保するために、容量絶縁膜の高誘電率化、下部電極または上部電極の金属化の研究が活発化している。
これらの材料としては高い誘電率を持つＡｌ2 Ｏ3 ，ＺｒＯ2 ，ＨｆＯ2 ，Ｙ2 Ｏ3 ，Ｌａ2 Ｏ3 ，ＳＴＯ( ＳｒＴｉＯ3 ），Ｔａ2 Ｏ5 、ＢＳＴ（（Ｂａ、Ｓｒ）ＴｉＯ3 ）、ＰＺＴ（（Ｐｂ、Ｚｒ）ＴｉＯ3 ）等々が容量絶縁膜として候補となっており、Ｔｉ, Ｈｆ, Ｚｒ, Ａｌ，Ｒｕ, Ｐｔ, Ｉｒの金属、ＳＲＯ( ＳｒＲｕＯ3 ），ＲｕＯ2 等の酸化物、あるいはＴｉＮ, ＨｆＮ, ＺｒＮ等の窒化物が電極としての候補となっている。
電極形状は高アスペクト比のシリンダ型が主流となっており、場合によってはバリアメタル膜であるＴｉＮ、ＴａＮ等を含めた上記の全ての膜が段差被覆性（ステップカバレッジ。step coverage ）に優れている必要がある。
膜の形成方法としては従来のスパッタリング法から段差被覆性に優れているＣＶＤ法へと移行しており、有機金属液体原料と酸素の反応が多く利用されている。
このような容量絶縁膜の高誘電率化を図るＤＲＡＭ構造として、Ｒｕ下部電極の下にバリアメタルとしてＴｉＮ膜を形成するものが提案されており、このＲｕ下部電極を酸素を使用したＲｕ−ＡＬＤ法によって形成する方法が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＤＲＡＭキャパシタ構造のＲｕ下部電極においては、その下にＴｉＮ膜が存在するため、酸素を使用したＲｕ−ＡＬＤ法では、成膜プロセス中の酸素と熱の影響でＴｉＮ膜の表面を酸化してしまい、抵抗の高いＴｉＯ2 に変化してしまう。このため、Ｒｕ電極とＴｉＮ（バリアメタル）のコンタクト抵抗値が悪化し、キャパシタ性能が劣化してしまうという問題が生じてしまう。
また、反応剤として還元剤（例えばアンモニア、水素）を使用してもＲｕ膜は成膜しづらいことと、プラズマを使用したＰＥＡＬＤ法においても、成膜レートが低いことから、Ｒｕ膜の低温・高成膜レートでの形成法は確立していないのが現状である。
【０００４】
本発明の目的は、高誘電率膜を高い成膜レートをもって形成することができる半導体装置の製造方法および基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）処理室内に基板を搬入するステップと、
前記処理室内に液体原料を気化した原料ガスを供給するステップと、前記処理室内に反応ガスを供給するステップと、を１サイクルとしてこのサイクルを複数回繰り返し、基板上に所望膜厚の薄膜を形成するステップと、
所望膜厚の薄膜形成後の基板を前記処理室内から搬出するステップと、を有し、
前記原料ガスを供給するステップでは、前記原料ガスをプラズマで活性化して基板に供給し、前記反応ガスを供給するステップでは、前記反応ガスをプラズマで活性化して基板に供給することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（２）基板を処理する処理室と、
前記処理室内に液体原料を気化した原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
前記処理室内に反応ガスを供給する反応ガス供給系と、
前記処理室内でプラズマを発生させるプラズマ源と、
前記処理室内を排気する排気ラインと、
前記処理室内への前記原料ガスの供給と、前記処理室内への前記反応ガスの供給と、を複数回繰り返すように前記原料ガス供給系と前記反応ガス供給系とを制御すると共に、前記原料ガスの供給時には前記処理室内でプラズマを発生させ、前記反応ガスの供給時には前記処理室内でプラズマを発生させるように前記プラズマ源を制御するコントローラと、
を有することを特徴とする基板処理装置。
（３）前記（１）において、前記薄膜を形成するステップでは、基板上に導電性の金属膜を形成する半導体装置の製造方法。
（４）前記（１）において、前記薄膜を形成するステップでは、基板上に電極膜またはバリアメタル膜を形成する半導体装置の製造方法。
（５）前記（１）において、前記薄膜を形成するステップでは、基板上にＲｕ膜、ＲｕＯ2 膜、Ｐｔ膜、Ｉｒ膜、ＩｒＯ2 膜、ＴｉＮ膜またはＴａＮ膜を形成する半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
前記した（１）（２）によれば、高誘電率膜を高いレートをもって形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【０００８】
図１を用いて、本発明が実施される基板処理装置の一例を説明する。
図１は本発明に係る基板処理装置の一実施の形態である枚葉式処理装置を示す概略図である。
【０００９】
図１に示すように、処理室１には支持台２０が設けられる。支持台２０は被成膜対象であるシリコンウエハやガラス基板等の基板２を支持する。
支持台２０の上部には支持板としてのサセプタ２１が設けられる。サセプタ２１は支持台２０の一部を構成しており、サセプタ２１の上に基板が載置される。
支持台２０の内部には、加熱手段としてのヒータ２２が設けられ、ヒータ２２はサセプタ２１上に載置された基板２を加熱するようになっている。
ヒータ２２は基板２の温度が所定の温度となるように温度コントローラ２３により制御される。
【００１０】
処理室１の外部には昇降機構２４が設けられ、昇降機構２４により、支持台２０が処理室１内で昇降可能となっている。
【００１１】
処理室１の支持台２０の上部には、シャワーヘッド１２が基板２と対向するように配置される。シャワーヘッド１２は原料ガスおよび反応ガスを基板２へ供給する際の直接の供給口となる複数のシャワー孔８を有する。
シャワーヘッド１２内には供給口４および供給口３から原料ガスおよび反応ガスがそれぞれ供給される。シャワーヘッド１２のシャワー孔８は原料ガスおよび反応ガスをそれぞれ別々あるいは同時に基板２に対してシャワー状に噴出させる。
【００１２】
処理室１の外部には、液体原料２８を供給する原料供給ユニット２５が設けられており、原料供給ユニット２５は液体原料供給管２６、液体原料供給量を制御する流量コントローラとしての液体原料流量制御装置２９を介して、液体原料を気化する気化器３０に接続されている。
原料供給ユニット２５には液体原料２８が蓄えられており、圧送ライン２７から供給されるＨｅあるいはＡｒ等の不活性ガスの圧力により、液体原料２８が気化器３０へ供給される。
気化器３０には原料ガス供給管３１が接続されており、原料ガス供給管３１はバルブ３２を介して原料ガス供給口４に接続されている。
液体原料としては、例えば、常温で液体の有機金属材料、すなわち、有機金属液体原料を用いる。
あるいは、常温では固体であっても数十度程度に加熱すれば液体になるような原料であれば、原料供給ユニット２５、液体原料供給管２６および液体原料流量制御装置２９を数十度程度に加熱するヒータを各々に設けて使用することが可能である。
【００１３】
処理室１の外部には不活性ガス供給ユニット３３が設けられており、不活性ガス供給ユニット３３には、非反応性ガスとしての不活性ガスを気化器３０へキャリアガスとして供給するためのキャリアガス供給管３４が接続されている。
キャリアガス供給管３４は気化器３０に、キャリアガスの供給流量を制御する流量コントローラとしてのガス流量制御装置３５を介して接続されている。
気化器３０は内部において液体原料２８をキャリアガスとともに噴出することにより、気化効率を上げている。
不活性ガスとしては、例えば、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ2 等が用いられる。
【００１４】
不活性ガス供給ユニット３３には、非反応性ガスとしての不活性ガスを原料ガス供給管３１へパージガスとして供給するためのパージガス供給管３６が接続されている。パージガス供給管３６は、パージガスの供給流量を制御する流量コントローラとしてのガス流量制御装置３７およびバルブ３８を介して、原料ガス供給管３１に接続されている。
【００１５】
気化器３０で気化した原料ガスを原料ガス供給管３１から原料ガス供給口４に供給しない場合には、バルブ３２を閉じ、バルブ３９を開き、ベントラインとしての原料ガスバイパス管４０に原料ガスを流す。
このとき、バルブ３８を開いて、パージガス供給管３６から不活性ガスを供給することにより、原料ガス供給管３１のバルブ３２から原料ガス供給口４の配管および処理室１の表面に吸着している原料ガスを取り除くことが可能になる。
【００１６】
処理室１の外部には、第１反応ガスを供給する第１反応ガス供給ユニット４１が設けられており、第１反応ガス供給ユニット４１は第１反応ガスを第１反応ガス供給管４２へ供給する。
第１反応ガス供給管４２は、ガス供給量を制御する流量コントローラとしてのガス流量制御装置４３、バルブ４４、反応ガス供給管６８を介して反応ガス供給口３に接続されている。第１反応ガスとしては、酸素原子を含まないガスを用いる。本実施形態では第１反応ガスとしてＨ2 やＮＨ3 等の水素含有ガスを用いる。
【００１７】
不活性ガス供給ユニット３３には、非反応性ガスとしての不活性ガスを反応ガス供給管６８へパージガスとして供給するためのパージガス供給管４５が接続されている。
パージガス供給管４５は、パージガスの供給流量を制御する流量コントローラとしてのガス流量制御装置４６およびバルブ４７を介して、反応ガス供給管６８に接続されている。
【００１８】
第１反応ガスを第１反応ガス供給管４２から反応ガス供給口３に供給しない場合には、バルブ４４を閉じ、バルブ４８を開き、ベントラインとしての第１反応ガスバイパス管４９に第１反応ガスを流す。
このとき、バルブ４７を開いて、パージガス供給管４５から不活性ガスを供給することにより、第１反応ガス供給管４２のバルブ４４から反応ガス供給口３の配管および処理室１の表面に吸着している第１反応ガスを取り除くことが可能になる。
【００１９】
処理室１の外部には、第２反応ガスを供給する第２反応ガス供給ユニット６２が設けられており、第２反応ガス供給ユニット６２は第２反応ガスを第２反応ガス供給管６３へ供給する。第２反応ガス供給管６３は、ガス供給量を制御する流量コントローラとしてのガス流量制御装置６４、バルブ６５、反応ガス供給管６８を介して、反応ガス供給口３に接続されている。第２反応ガスとしてはＯ2 やＯ3 やＮ2 Ｏ等の酸素原子を含むガスを用いる。
【００２０】
第２反応ガスを第２反応ガス供給管６３から反応ガス供給口３に供給しない場合には、バルブ６５を閉じ、バルブ６６を開き、ベントラインとしての第２反応ガスバイパス管６７に第２反応ガスを流す。
このとき、バルブ４７を開いて、パージガス供給管４５から不活性ガスを供給することにより、第２反応ガス供給管６３のバルブ６５から反応ガス供給口３の配管および処理室１の表面に吸着している第２反応ガスを取り除くことが可能になる。
【００２１】
処理室１の外部には、クリーニングガスを供給するクリーニングガス供給ユニット５０が設けられており、クリーニングガス供給ユニット５０はクリーニングガスをクリーニングガス供給管５１へ供給する。
クリーニングガス供給管５１は、ガス供給量を制御する流量コントローラとしてのガス流量制御装置５２、バルブ５３を介して反応ガス供給口３に接続されている。
【００２２】
処理室１の側壁下部には排気口１０が設けられており、排気口１０には真空ポンプ５４、原料回収トラップ５７および除害装置（図示せず）が排気管５６によってつながれている。また、排気管５６には、処理室１の圧力を調整する圧力コントローラ５５が設けられている。
【００２３】
処理室１の排気口１０と反対側の側面には、基板搬入搬出口５９が設けられている。基板搬入搬出口５９は、真空基板移載室５８との仕切り弁としてのゲートバルブ６０によって開閉され、基板搬入搬出口５９から基板２を処理室１に搬入搬出し得るように構成されている。
【００２４】
本実施形態においては、プラズマ発生機構の一例であるＲＦ電極７０が支持台２０に設けられている。すなわち、支持台２０にヒータ２２と同様、ＲＦ電極７０が埋め込まれており、ＲＦ電極７０にはＲＦマッチングボックス７１、マッチングコントローラ７２、ＲＦ電源（ＲＦジェネレータ）７３が接続されている。原料ガスや反応ガスを流した状態で、ＲＦ電極７０にＲＦ電力を印加することにより、ウエハ上にプラズマが生成される。
【００２５】
基板処理装置を構成する各部の動作はメインコントローラ６１により制御される。
【００２６】
以下、本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施の形態を、以上の構成に係る枚葉式処理装置を用いて半導体装置の製造工程の一工程として基板に薄膜を堆積する場合について説明する。
【００２７】
ここでは、液体原料としてＲｕ（Ｃ7 Ｈ11Ｃ7 Ｈ9 ）（２，４ジメチルペンタジエニル  エチルシクロペンタジエニル  ルテニウム。以下、ＤＥＲと略す。）、反応ガスとしてアンモニア（ＮＨ3 ）ガス（以下、ＮＨ3 と略す。）を用いて、ＰＥＡＬＤ法により基板上にＲｕ膜を形成する場合について、説明する。
【００２８】
まず、本発明に係る成膜ステップの原理を示す図２について説明する。
（１）ＤＥＲフローステップ
液体原料であるＤＥＲは気化器で気化させ、キャリアガスと共に、処理室内の基板上に供給する。また、このステップで気化器にて気化された有機液体原料を基板上に供給すると同時に、その状態で、ＲＦ電極にＲＦを印加して処理室内にプラズマを発生させることで、ＤＥＲを励起させる。このとき、ＤＥＲは少し分解した状態となり、段差被覆性良く基板表面に化学吸着する。このとき、基板上にはＤＥＲが化学吸着するだけでなく、Ｒｕも少しデポジション（堆積）される。
（２）パージステップ
続いて、処理室内に残留しているＤＥＲをＮ2 のような不活性ガスによりパージするか、または、真空引きによりガス置換する。これにより、気相の原料ガスが排気され、基板表面の反応が主体となる。
（３）ＮＨ3 フローステップ
処理室内に反応ガスであるＮＨ3 を供給する。このとき、ＲＦ電極にＲＦを印加して、処理室内にプラズマを発生させることで、ＮＨ3 を励起させる。
ここで、基板表面に吸着しているＤＥＲと、プラズマで励起されたＮＨ3 とが反応してＲｕ膜が形成される。また、このとき、この反応で生成された副生成物と励起したＮＨ3  が反応し、基板の表面が清浄化される。 
（４）パージステップ
さらに、処理室内に残留しているアンモニアをＮ2 のような不活性ガスによりパージするか、または、真空引きによりガス置換する。
以上のステップ（１）〜（４）を１サイクルとして、このサイクルをＮ回繰り返すことにより、成膜ステップが進行して膜が形成される。所定のサイクル回数Ｎに達したら、成膜は完了する。
【００２９】
ここで、成膜条件としては、基板温度は２００〜３５０℃、圧力は１３．３３〜１３３３×（１〜９）Ｐａ、Ｒｕ原料（ＤＥＲ）流量は０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、ＮＨ3 流量は１０〜５０００ｓｃｃｍ、供給時間は全てのガスにおいて１分以内、膜厚は１〜２０ｎｍ、とするのが望ましい。
【００３０】
本発明で使用される有機液体原料、反応ガスとしての水素含有ガスは用途に応じて様々な種類から適宜に選択可能である。
例えば、プラズマ励起させる水素含有ガスにＡｒを添加することにより、ラジカル寿命が短い水素ラジカルのライフタイムを延長させることが有効である場合がある。 
また、水素含有ガスの代わりに窒素含有ガスを使用する場合においても、用途に応じて様々な種類から適宜に選択可能である。 
また、プラズマ励起だけで有機液体原料が分解する場合、水素含有ガス、窒素含有ガスの代わりに、Ａｒガスを用いることができる。
【００３１】
［実施例］
次に、図１に示された枚葉式処理装置を用いてシリコン基板にＲｕを堆積する実施例を説明する。
なお、以下の説明において、枚葉式処理装置を構成する各部の動作はメインコントローラ６１により制御される。
【００３２】
支持台２０が昇降機構２４によって搬送位置まで下降させられる。この状態でゲートバルブ６０が開かれるとシリコン基板２は搬送ロボット( 図示せず) により、基板搬入搬出口５９を通って処理室１内に搬入されて、支持台２０上部すなわちサセプタ２１から突出している突き上げピン６９上に載置される。支持台２０を昇降機構２４により定められた位置まで上昇させてシリコン基板２を突き上げピン６２上からサセプタ２１上に移し変える。これにより、シリコン基板２はサセプタ２１上に設置される。 
温度コントローラ２３によってヒータ２２を制御してサセプタ２１を介してシリコン基板２を一定時間加熱し、圧力コントローラ５５を制御して処理室１内の圧力を所望の値に安定させる。この間に、バルブ３９を開としてＤＥＲを原料ガスバイパス管４０より排気しておく。その後、まず、シリコン基板２上にＤＥＲを吸着させるために、バルブ３９を閉じるとともに原料ガス供給管３１のバルブ３２を開として、シャワーヘッド１２を通してＤＥＲを処理室１内へ供給し、排気管５６から排気する。
このとき、支持台２０に設置されたＲＦ電極７０にＲＦマッチングボックス７１、マッチングコントローラ７２を介して、ＲＦ電源７３からＲＦ（高周波電力）を印加することにより、処理室１内にプラズマを発生させて、ＤＥＲをプラズマにより励起させる。このときバルブ４７を開として反応ガス供給管６８内にＮ2 を供給することでＤＥＲが反応ガス供給管６８内に侵入するのを防止する。
【００３３】
次に、バルブ３２を閉として処理室１内の真空引き、または、パージガス供給管４５のバルブ４７を開いた状態を維持して、Ｎ2 パージにより処理室１内のガス置換を所定の時間行う。
この間に、ＮＨ3 （Ａｒを含む場合もある。）をバルブ４８を開として第１反応ガスバイパス管４９より排気しておく。また、バルブ３８を開として原料ガス供給管３１内にＮ2 を供給することにより、原料ガス供給管３１内をパージするとともに、原料ガス供給管３１内へＤＥＲが逆流するのを防ぐ。
【００３４】
続いて、膜形成のために、バルブ４８を閉じるとともに、バルブ４４を開いて、ＮＨ3 をシャワーヘッド１２を通じて処理室１内へ供給し、排気管５６から排気する。同時に、支持台２０に設置されたＲＦ電極７０にＲＦマッチングボックス７１、マッチングコントローラ７２を介してＲＦ電源７３からＲＦを印加することにより、シリコン基板２上にプラズマを生成し、供給されたＮＨ3 を励起してシリコン基板２上に供給する。 
このとき、バルブ３８を開として原料ガス供給管３１内にＮ2 を供給することでＮＨ3 が原料ガス供給管３１内に侵入するのを防ぐ。
【００３５】
次に、バルブ４４を閉として処理室１内の真空引き、または、バルブ３８を開いた状態を維持して、Ｎ2 パージにより、処理室１内のガス置換を所定の時間行う。この間にバルブ３９を開としてＤＥＲを原料ガスバイパス管４０より排気しておく。また、バルブ４７を開として反応ガス供給管６８内にＮ2 を供給することにより、反応ガス供給管６８内をパージするとともに、反応ガス供給管６８内へＮＨ3 が逆流するのを防ぐ。
【００３６】
以上のステップを所望の膜厚になるまでＮ回繰り返すことにより、成膜ステップ工程を完了させる。
【００３７】
なお、各ステップにおける温度、圧力、ＤＥＲ流量およびＮＨ3 流量はそれぞれ温度コントローラ２３、圧力コントローラ５５、ＤＥＲ（液体原料）流量制御装置２９およびガス流量制御装置４３により所望の成膜条件となるよう制御する。 
【００３８】
シリコン基板２への成膜ステップ終了後に、基板搬出ステップにおいて、処理済みのシリコン基板２は処理室１外へ搬送ロボットにより搬出される。
【００３９】
次に、半導体装置の一例であるＤＲＡＭの製造方法においてキャパシタを形成する工程に、すなわち、ＤＲＡＭのキャパシタの下部電極膜および上部電極膜を形成する工程に本発明を適用する実施の形態を、図３を用いて説明する。
【００４０】
図３は下部電極膜および上部電極膜を含むＤＲＡＭキャパシタの一部を示す断面図である。
初めに、シリコン基板２上に、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）等の絶縁体からなる層間絶縁膜８０を形成する。
その後、層間絶縁膜８０を貫通するように、コンタクトホール８７を開口する。
続いて、開口したコンタクトホール８７の内部に、シリコン基板２と接続するためのコンタクトプラグ８１を形成する。コンタクトプラグ８１の材料としては、タングステン（Ｗ）等が例示される。
続いて、コンタクトプラグ８１の上部空間を埋めるようにバリアメタル膜８２を形成する。バリアメタル膜８２の材料としては、ＴｉＮやＴａＮが例示される。
なお、バリアメタル膜８２は電極を構成する材料や酸化剤が、コンタクトプラグ８１に拡散することを防止する。
続いて、層間絶縁膜８０上とバリアメタル膜８２上の全面に、層間絶縁膜８３を形成する。
その後、層間絶縁膜８３を貫通するようにコンタクトホール８８を開口する。
続いて、前述した成膜法を適用することにより、コンタクトホール８８内と層間絶縁膜８３上の全面にＲｕ膜等からなる下部電極膜８４を形成する。
続いて、コンタクトホール８８内の下部電極膜８４を残留させつつ、層間絶縁膜８３上の下部電極膜８４を除去する。
その後、残留させたコンタクトホール８８内の下部電極膜８４の内部をエッチングし、下部電極膜８４の形状をシリンダ状とする。
続いて、下部電極膜８４上と層間絶縁膜８３上の全面に、容量絶縁膜８５を形成する。容量絶縁膜８５の材料としては、Ｔａ2 Ｏ5 やＡｌ2 Ｏ3 やＺｒＯ2 等が例示される。
最後に、前述した成膜法を適用することにより、容量絶縁膜８５上の全面にＲｕ膜等からなる上部電極膜８６を形成する。
以上により、図３に示されたＤＲＡＭキャパシタの製造が完了する。
【００４１】
なお、前述した成膜法は、ＤＲＡＭキャパシタの下部電極膜８４を形成する場合のみに適用し、上部電極膜８６を形成する際には、他の成膜方法を用いるようにしてもよい。
【００４２】
例えば、上部電極膜８６については、原料ガスと酸素原子を含む反応ガスとを同時に供給する熱ＣＶＤ法を用いてもよいし、原料ガスと酸素原子を含む反応ガスとを交互に供給するＡＬＤ法を用いてもよい。
というのは、ＤＲＡＭキャパシタの上部電極膜８６を形成する際の下地は絶縁膜であり、酸素原子を含む反応ガスを用いても問題とはならないからである。
これに対して、下部電極膜８４を形成する際の下地はバリアメタル膜８２であり、酸素原子を含む反応ガスを用いた場合、下地であるバリアメタル膜８２が酸化してしまい、コンタクト抵抗が増大してデバイス特性が悪化するという問題が生じることとなる。
よって、下部電極膜８４を形成する際については、前述した成膜法が最適の実施形態となる。
【００４３】
本発明で形成される膜は用途に応じて様々な種類から適宜に選択可能であるが、一般的に下記が例示される。
下部電極膜または上部電極としては、Ｒｕ、ＲｕＯ2 、Ｐｔ、Ｉｒ、ＩｒＯ2 。
バリアメタル膜としてはＴｉＮ、ＴａＮ。
【００４４】
ところで、上述のように成膜ステップにおいて反応ガスとしてＯ2 等の酸素原子（Ｏ）を含むガスを用いると、薄膜を形成する際の下地が酸化されてしまうことがある。
例えば、成膜の下地がバリアメタル等の場合には、成膜ステップにおいて反応ガスとしてＯ2 等の酸素原子（Ｏ）を含むガスを用いると、下地のバリアメタル膜（例えば、ＴｉＮ）が酸化され、絶縁膜（ＴｉＯ2 ）が形成されてコンタクト抵抗が高くなり、デバイス特性が悪化するという問題が生じる。
【００４５】
これに対して、前記実施形態においては、反応ガスとして酸素原子を含まないＮＨ3 を用いるので、下地のバリアメタル膜は酸化されることはない。
しかも、有機金属液体原料であるＤＥＲを気化したガスを基板上に供給する際に、プラズマ励起させるので、良質のＲｕ膜を一般的なＡＬＤ法に比べて高い成膜レートをもって基板上に形成することができる。
以上にように、本実施の形態によれば、下地を酸化させることなく高い成膜レートをもって、Ｒｕ膜を基板上に成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態である枚葉式処理装置を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施の形態であるＤＲＡＭの製造方法の成膜工程を示すフローチャートである。
【図３】下部電極膜および上部電極膜を含むＤＲＡＭキャパシタの一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    処理室
２    基板
３１  原料ガス供給管
４２  反応ガス供給管
５６  排気管
６１  メインコントローラ
７０  ＲＦ電極
【図１】
2009299101.tif 000003
【図２】
2009299101.tif 000004
【図３】
2009299101.tif 000005