JP2007081195A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

【課題】 コンタクトプラグとキャパシタ下部電極との接合部における電界集中を抑制する
【解決手段】 タングステンと層間絶縁膜130の研磨レート差が大きく、絶縁膜130の研磨レートをc、タングステンの研磨レートをdとした場合の研磨レート比“c/d”が3以上となる条件下で化学機械研磨を行うと、絶縁膜130が後退し、コンタクトプラグ上端部が絶縁膜130の上方に露出する。さらに絶縁膜化学機械研磨を進行させることで、コンタクトプラグ上端部の形状が半球状に加工される。半球状に加工されたコンタクトプラグ上に導電膜を形成し、キャパシタ下部電極を形成すると、その接触界面は半球状となり、鋭角的な接触領域は存在しないため、電圧印加時の電界集中は抑制される。
【選択図】 図1
An electric field concentration at a junction between a contact plug and a capacitor lower electrode is suppressed. A difference in polishing rate between tungsten and an interlayer insulating film is large, and the polishing rate of the insulating film is c and the polishing rate of tungsten is increased. When chemical mechanical polishing is performed under the condition that the polishing rate ratio “c / d” is 3 or more when d, the insulating film 130 is retracted and the upper end portion of the contact plug is exposed above the insulating film 130. Furthermore, the shape of the upper end portion of the contact plug is processed into a hemispherical shape by advancing the insulating film chemical mechanical polishing. When a conductive film is formed on a hemispherical contact plug and a capacitor lower electrode is formed, the contact interface becomes hemispherical and there is no acute contact area, so electric field concentration during voltage application is suppressed. The
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、半導体装置に関し、特にスタック型キャパシタ下部電極とそれに接するコンタクトプラグの構造および製造方法に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a structure and manufacturing method of a stacked capacitor lower electrode and a contact plug in contact therewith.

半導体記憶装置、特にDRAMでは高集積化、大容量化が進むに伴い、キャパシタの静電容量を確保するため、メモリセルの3次元化が図られており、スタック型キャパシタを用いたDRAMが開発されている(例えば、特許文献1参照)。   As semiconductor memory devices, especially DRAMs, become more highly integrated and have larger capacities, in order to ensure the capacitance of the capacitors, three-dimensional memory cells are being developed, and DRAMs using stacked capacitors have been developed. (For example, refer to Patent Document 1).

以下、従来のスタック型キャパシタの構造とその形成方法について、図4および図5を参照しながら説明する。   Hereinafter, a structure of a conventional stacked capacitor and a method for forming the same will be described with reference to FIGS.

図4は半導体記憶装置、特にDRAMの断面図を示している。図4において、符号410は半導体または絶縁性の基板を示す。符号420はメモリセルを構成するトランジスタのゲートを示す。符号430は層間絶縁膜を示す。符号460はトランジスタとスタック型キャパシタとを接続するためのコンタクトプラグを示す。符号480はスタック型キャパシタのキャパシタ下部電極を示す。   FIG. 4 shows a cross-sectional view of a semiconductor memory device, particularly a DRAM. In FIG. 4, reference numeral 410 denotes a semiconductor or insulating substrate. Reference numeral 420 denotes a gate of a transistor constituting the memory cell. Reference numeral 430 denotes an interlayer insulating film. Reference numeral 460 indicates a contact plug for connecting the transistor and the stacked capacitor. Reference numeral 480 denotes a capacitor lower electrode of the stacked capacitor.

一般に、スタック型キャパシタにおいて、コンタクトプラグとそれに接するキャパシタ下部電極との接合部では、ストレージノード(スタック型キャパシタ)形成時のオーバーエッチングの影響により、コンタクトプラグの上端が層間絶縁膜より突出し、その上にキャパシタ下部電極が形成されることで、コンタクトプラグの上端部がキャパシタ下部電極の内部に存在する。このとき、コンタクトプラグ上端部とキャパシタ下部電極との接合面は90度以下の鋭角形状となる。図4において、符号400は鋭角的なプラグ接合部を示している。この場合、コンタクトプラグの上端部とキャパシタ下部電極との接触点において、電界集中による半導体装置の性能劣化が発生する。   In general, in a stacked capacitor, at the junction between the contact plug and the capacitor lower electrode that is in contact with it, the upper end of the contact plug protrudes from the interlayer insulating film due to the effect of overetching when the storage node (stacked capacitor) is formed. As a result, the upper end of the contact plug is present inside the capacitor lower electrode. At this time, the joint surface between the upper end portion of the contact plug and the capacitor lower electrode has an acute angle shape of 90 degrees or less. In FIG. 4, reference numeral 400 indicates an acute plug joint. In this case, performance degradation of the semiconductor device due to electric field concentration occurs at the contact point between the upper end portion of the contact plug and the capacitor lower electrode.

ここで、コンタクトプラグの上端部で電界集中が起こる理由について説明する。電界集中はコンタクト上端部でも起こるが、異種または同種の導電体接触部でも発生する。コンタクトプラグ先端が鋭角形状をしている場合、接触部の先端では導電体同士の接触面積が小さくなるため、その面積差が起因して電界集中が発生すると考えられる。   Here, the reason why electric field concentration occurs at the upper end of the contact plug will be described. The electric field concentration occurs at the upper end portion of the contact, but also occurs at a different or the same type of conductor contact portion. When the tip of the contact plug has an acute angle shape, the contact area between the conductors becomes small at the tip of the contact portion, and it is considered that electric field concentration occurs due to the difference in area.

上記キャパシタの下部第1電極の形成方法を、図5を用いて説明する。   A method of forming the lower first electrode of the capacitor will be described with reference to FIG.

半導体または絶縁性の基板410上に、ゲート420を有するトランジスタを形成し、絶縁膜430として例えば700nmの膜厚のHDP−NSG(High Density Plasma-Nondope Silicate Glass)膜を堆積し熱処理を行う(図5(a))。   A transistor having a gate 420 is formed over a semiconductor or insulating substrate 410, and an HDP-NSG (High Density Plasma-Nondope Silicate Glass) film having a thickness of 700 nm, for example, is deposited as the insulating film 430 and subjected to heat treatment (FIG. 5 (a)).

次に、上記絶縁膜430に対し化学機械研磨平坦化を行い、膜厚を例えば400nmにする(図5(b))。   Next, chemical mechanical polishing flattening is performed on the insulating film 430 so that the film thickness becomes, for example, 400 nm (FIG. 5B).

次に、メモリセルを構成するトランジスタのゲート420やソース・ドレインとコンタクトをとるためのコンタクトホール440を、リソグラフィおよびドライエッチングで形成する(図5(c))。コンタクトホールの直径は例えば200〜300nmとする。   Next, a contact hole 440 for making contact with the gate 420 and the source / drain of the transistor constituting the memory cell is formed by lithography and dry etching (FIG. 5C). The diameter of the contact hole is, for example, 200 to 300 nm.

次に、上記コンタクトホール440の内部を含む絶縁膜430の表面に、導電膜として、例えばタングステン450を例えば300nmの膜厚に堆積する(図5(d))。   Next, for example, tungsten 450 is deposited to a thickness of, for example, 300 nm as a conductive film on the surface of the insulating film 430 including the inside of the contact hole 440 (FIG. 5D).

次に、絶縁膜430がストッパとして作用するタングステン化学機械研磨を行い、タングステンからなるコンタクトプラグ460を形成する(図5(e))。この際、絶縁膜430の研磨が進行しないため、プラグリセス470が発生する。つまり、コンタクトプラグ460の上端がすり鉢状に凹み、コンタクトプラグ460の上端部が鋭角的な形状となる(図5(f))。   Next, tungsten chemical mechanical polishing in which the insulating film 430 acts as a stopper is performed to form a contact plug 460 made of tungsten (FIG. 5E). At this time, since the polishing of the insulating film 430 does not proceed, a plug recess 470 occurs. That is, the upper end of the contact plug 460 is recessed in a mortar shape, and the upper end of the contact plug 460 has an acute shape (FIG. 5F).

次に、コンタクトプラグ460が形成された絶縁膜430上にストレージノード(スタック型キャパシタ)を形成するが、その際のドライエッチングによるオーバーエッチングにより、コンタクトプラグ460の上端部は絶縁膜430の表面より突出する(図5(g))。   Next, a storage node (stacked capacitor) is formed on the insulating film 430 on which the contact plug 460 is formed. The upper end portion of the contact plug 460 is formed from the surface of the insulating film 430 by overetching by dry etching at that time. It protrudes (FIG. 5 (g)).

さらにキャパシタ下部電極480がその上に形成され、その後、誘電体膜490とキャパシタ上部電極491とが形成される。   Further, a capacitor lower electrode 480 is formed thereon, and then a dielectric film 490 and a capacitor upper electrode 491 are formed.

コンタクトプラグ460の上にキャパシタ下部電極480が形成されると、コンタクトプラグ460とキャパシタ下部電極480との鋭角的な接触界面において、電界集中が発生する(図4)。プラグリセス470が発生することで、コンタクトプラグ460の上端は、より鋭角的な形状となり、電界集中が発生し易い状況を作る原因となっている。このような問題を防止するため、化学機械研磨条件の最適化により、プラグリセスを抑制するための試みがなされている。   When capacitor lower electrode 480 is formed on contact plug 460, electric field concentration occurs at an acute contact interface between contact plug 460 and capacitor lower electrode 480 (FIG. 4). The occurrence of the plug recess 470 causes the upper end of the contact plug 460 to have a sharper shape, which causes a situation where electric field concentration is likely to occur. In order to prevent such problems, attempts have been made to suppress plug recesses by optimizing chemical mechanical polishing conditions.

まず、化学機械研磨スラリの最適化によるプラグリセスの抑制方法に関して述べる。   First, a method for suppressing plug recess by optimizing chemical mechanical polishing slurry will be described.

プラグリセスの発生に関しては、導電膜スラリの研磨粒子、添加剤、およびそれらの濃度による影響が最も大きい。よって、これらの配合を調整し、絶縁膜(酸化膜)430との研磨レートの選択比を1に近づけることで、プラグリセスの発生を抑制することが可能である。   Regarding the occurrence of the plug recess, the influence of the abrasive particles of the conductive film slurry, the additive, and the concentration thereof is the largest. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of plug recesses by adjusting these compositions and bringing the selection ratio of the polishing rate with the insulating film (oxide film) 430 closer to 1.

次に、化学機械研磨条件の改善によるプラグリセス抑制に関して述べる。   Next, plug plug suppression by improving chemical mechanical polishing conditions will be described.

近年の設備性能の向上により、極低圧(〜0.5psi(=3447.5Pa))での化学機械研磨が可能となった。この条件にて導電膜化学機械研磨を実施することで、極力プラグリセスを発生させない化学機械研磨が可能である。
特開平10−294441号公報
Recent improvements in equipment performance have enabled chemical mechanical polishing at extremely low pressure (˜0.5 psi (= 3447.5 Pa)). By carrying out the conductive film chemical mechanical polishing under these conditions, chemical mechanical polishing that generates as little plug recess as possible is possible.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-294441

しかしながら、プラグリセスを0nmにしても、コンタクトプラグ上端部の角度は完全に平坦化された時の90度までが限界であるため、上記の対策はいずれも電界集中の抑制に対しては完全でない。   However, even if the plug recess is set to 0 nm, the angle of the upper end portion of the contact plug is limited to 90 degrees when completely flattened. Therefore, none of the above measures is perfect for suppressing electric field concentration.

さらに、低選択比化学機械研磨スラリによる対策については、プラグリセスを抑制することは可能であるが、研磨ストッパがないために、プラグ高さのウェハ面内ばらつきが大きくなる懸念が新たに発生する。   Further, as a countermeasure against the low selectivity chemical mechanical polishing slurry, it is possible to suppress the plug recess, but since there is no polishing stopper, there is a new concern that the variation in the plug height in the wafer surface will increase.

このように、電界集中の主な原因は導電膜の化学機械研磨後のコンタクトプラグの鋭角的な上端形状によるが、導電膜の化学機械研磨の研磨条件改善による対策ではプラグ上端の角を除去することは非常に困難である。   As described above, the main cause of electric field concentration is the sharp upper end shape of the contact plug after chemical mechanical polishing of the conductive film, but the corner at the upper end of the plug is removed as a countermeasure by improving the polishing conditions of the chemical mechanical polishing of the conductive film. It is very difficult.

以上より、導電膜化学機械研磨で電界集中を防止する方法は、現実的には非常に困難である。   As mentioned above, the method of preventing electric field concentration by conductive film chemical mechanical polishing is actually very difficult.

したがって、本発明の目的は、コンタクトプラグとキャパシタ下部電極との接合部における電界集中を抑制することができる半導体装置およびその製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of suppressing electric field concentration at a junction between a contact plug and a capacitor lower electrode, and a manufacturing method thereof.

上記課題を解決するために、本発明は、見方を変えて、コンタクトプラグ上端形状は鋭角的になるという前提に立ち、コンタクトプラグ上端の鋭角部を除去加工する工程を導入することでコンタクトプラグ上端を凸曲面状とし、コンタクトプラグとキャパシタ下部電極との接触界面における鋭角的な接合を防止する。その結果、コンタクトプラグとキャパシタ下部電極との接合部における電界集中を抑制することができる。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention changes the way of viewing and assumes that the shape of the upper end of the contact plug becomes acute, and introduces a process for removing the acute angle portion of the upper end of the contact plug to introduce an upper end of the contact plug. Is formed into a convex curved surface to prevent sharp bonding at the contact interface between the contact plug and the capacitor lower electrode. As a result, electric field concentration at the junction between the contact plug and the capacitor lower electrode can be suppressed.

また、コンタクトプラグ上端部を加工する方法としては、化学機械研磨による方法、酸化膜ウェットエッチングと導電膜ウェットエッチングを用いる方法、または酸化膜ウェットエッチングと逆スパッタを用いる方法が好ましい。   As a method for processing the upper end portion of the contact plug, a method by chemical mechanical polishing, a method using oxide film wet etching and conductive film wet etching, or a method using oxide film wet etching and reverse sputtering is preferable.

具体的に説明すると、本発明の半導体装置は、基板と、この基板上に設けられた層間絶縁膜と、層間絶縁膜に形成されたコンタクトプラグと、層間絶縁膜上に形成されたキャパシタ下部電極とを備えている。そして、コンタクトプラグの上端が層間絶縁膜の表面より突出し、かつコンタクトプラグの上端形状が凸曲面状であり、コンタクトプラグの凸曲面状の上端がコンタクトプラグと接触するキャパシタ下部電極の内部に位置する。   Specifically, the semiconductor device of the present invention includes a substrate, an interlayer insulating film provided on the substrate, a contact plug formed on the interlayer insulating film, and a capacitor lower electrode formed on the interlayer insulating film. And. The upper end of the contact plug protrudes from the surface of the interlayer insulating film, the upper end shape of the contact plug is a convex curved surface, and the upper end of the convex curved surface of the contact plug is located inside the capacitor lower electrode in contact with the contact plug. .

また、本発明の半導体装置の製造方法は、以下の工程(a)から工程(d)までを含む。工程(a)では、基板上に設けられコンタクトホールが形成された層間絶縁膜上に導電膜を形成する。工程(a)の後の工程(b)では、導電膜を化学機械研磨し、コンタクトプラグを形成する。工程(b)の後の工程(c)では、層間絶縁膜の一部を除去して層間絶縁膜表面に対してコンタクトプラグを上方に突出させ、かつ突出したコンタクトプラグの一部を除去して上端を凸曲面状に加工する。工程(c)の後の工程(d)では、コンタクトプラグが形成された層間絶縁膜上にキャパシタ下部電極を形成する。ここで、コンタクトプラグの凸曲面状の上端が、コンタクトプラグと接触するキャパシタ下部電極の内部に位置する。   The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes the following steps (a) to (d). In the step (a), a conductive film is formed on an interlayer insulating film provided on the substrate and having contact holes. In step (b) after step (a), the conductive film is subjected to chemical mechanical polishing to form a contact plug. In the step (c) after the step (b), a part of the interlayer insulating film is removed to protrude the contact plug upward from the surface of the interlayer insulating film, and a part of the protruding contact plug is removed. The upper end is processed into a convex curved surface. In the step (d) after the step (c), a capacitor lower electrode is formed on the interlayer insulating film in which the contact plug is formed. Here, the convex curved upper end of the contact plug is located inside the capacitor lower electrode in contact with the contact plug.

上記本発明の半導体装置の製造方法においては、工程(c)は、層間絶縁膜の研磨レートaに対する導電膜の研磨レートbの比“a/b”が3以上となる条件で行うことが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the step (c) is preferably performed under the condition that the ratio “a / b” of the conductive film polishing rate b to the interlayer insulating film polishing rate a is 3 or more. .

また、上記本発明の半導体装置の製造方法においては、工程(c)が、工程(e)と工程(f)とを含んでいてもよい。工程(e)では、層間絶縁膜のウェットエッチングレートcに対する導電膜のウェットエッチングレートdの比“c/d”が3以上となる条件で、層間絶縁膜の一部をウェットエッチング除去する。工程(e)の後の工程(f)では、層間絶縁膜のウェットエッチングレートeに対する導電膜のウェットエッチングレートfの比“e/f”が0.9以下となる条件で、突出したコンタクトプラグの一部を除去する。   In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, step (c) may include step (e) and step (f). In the step (e), a part of the interlayer insulating film is removed by wet etching under the condition that the ratio “c / d” of the wet etching rate d of the conductive film to the wet etching rate c of the interlayer insulating film is 3 or more. In the step (f) after the step (e), the protruding contact plug is formed under the condition that the ratio “e / f” of the wet etching rate f of the conductive film to the wet etching rate e of the interlayer insulating film is 0.9 or less. Remove some of the.

また、上記本発明の半導体装置の製造方法においては、工程(c)が、工程(e)と工程(g)とを含んでいてもよい。工程(e)では、層間絶縁膜の除去レートcに対する導電膜の除去レートdの比“c/d”が3以上となる条件で、層間絶縁膜の一部をウェットエッチング除去する。工程(e)の後の工程(g)では、層間絶縁膜表面に対して逆スパッタ処理を行い、突出したコンタクトプラグの一部を除去する。   In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the step (c) may include a step (e) and a step (g). In the step (e), a part of the interlayer insulating film is removed by wet etching under the condition that the ratio “c / d” of the conductive film removal rate d to the interlayer insulating film removal rate c is 3 or more. In the step (g) after the step (e), reverse sputtering is performed on the surface of the interlayer insulating film, and a part of the protruding contact plug is removed.

また、上記の本発明の半導体装置の製造方法においては、導電膜が例えばタングステン、窒化チタン、チタン、ポリシリコンまたはアモルファスシリコンからなる。   In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the conductive film is made of, for example, tungsten, titanium nitride, titanium, polysilicon, or amorphous silicon.

本発明によると、トレンチやコンタクトホールを有する絶縁膜表面に堆積された導電膜に対し、上記絶縁膜を研磨のストッパとする導電膜化学機械研磨を行った後、コンタクトプラグ上端部を凸曲面状に加工することで、コンタクトプラグとそれに接する導電膜との接触界面における電界集中を抑制することができる。   According to the present invention, the conductive film deposited on the surface of the insulating film having a trench or contact hole is subjected to conductive film chemical mechanical polishing using the insulating film as a polishing stopper, and the contact plug upper end is formed into a convex curved surface. By processing into, the electric field concentration at the contact interface between the contact plug and the conductive film in contact with the contact plug can be suppressed.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法について、図1および図6を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

半導体または絶縁性の基板110上に、ゲート120を有するトランジスタを形成し、絶縁膜130として例えば700nmの膜厚のHDP−NSG膜を堆積し熱処理を行う(図1(a))。   A transistor having a gate 120 is formed over a semiconductor or insulating substrate 110, an HDP-NSG film having a thickness of, for example, 700 nm is deposited as the insulating film 130, and heat treatment is performed (FIG. 1A).

次に、絶縁膜130に対し化学機械研磨平坦化を行い、膜厚を例えば500nmにする(図1(b))。   Next, chemical mechanical polishing flattening is performed on the insulating film 130 to make the film thickness 500 nm, for example (FIG. 1B).

次に、トランジスタのゲート120やソース・ドレインとコンタクトをとるためのコンタクトホール140を、リソグラフィおよびドライエッチングで形成する(図1(c))。コンタクトホールの直径は例えば200〜300nmとする。また、コンタクトホールの深さは、後工程で除去しても良いように、設計値に100〜300nm程の除去量を加算することが好ましい。   Next, a contact hole 140 for making contact with the gate 120 and the source / drain of the transistor is formed by lithography and dry etching (FIG. 1C). The diameter of the contact hole is, for example, 200 to 300 nm. Further, it is preferable to add a removal amount of about 100 to 300 nm to the design value so that the depth of the contact hole may be removed in a later step.

次に、コンタクトホール140の内部を含む絶縁膜130の表面に、導電膜として、例えばタングステン150を例えば250nmの膜厚に堆積する(図1(d))。   Next, as a conductive film, for example, tungsten 150 is deposited to a thickness of, for example, 250 nm on the surface of the insulating film 130 including the inside of the contact hole 140 (FIG. 1D).

次に、絶縁膜130がストッパとして作用するタングステン化学機械研磨を行い、タングステンからなるコンタクトプラグ160を形成する(図1(e))。絶縁膜130の研磨が進行しないため、プラグリセス170が発生し、コンタクトプラグ160の上端がすり鉢状に凹み、コンタクトプラグ160の上端部が鋭角的な形状となる(図1(f))。このとき、タングステンの研磨レートbに対する絶縁膜130の研磨レートaの比“b/a”は1以上とする。   Next, tungsten chemical mechanical polishing in which the insulating film 130 acts as a stopper is performed to form a contact plug 160 made of tungsten (FIG. 1E). Since the polishing of the insulating film 130 does not proceed, a plug recess 170 is generated, the upper end of the contact plug 160 is recessed in a mortar shape, and the upper end of the contact plug 160 has an acute shape (FIG. 1 (f)). At this time, the ratio “b / a” of the polishing rate a of the insulating film 130 to the polishing rate b of tungsten is set to 1 or more.

次に、タングステンと絶縁膜130の研磨レート差が大きく、絶縁膜130の研磨レートをc、タングステンの研磨レートをdとした場合の研磨レート比“c/d”が3以上となる条件下で化学機械研磨を行うと、絶縁膜130が後退し、コンタクトプラグ160の上端部が絶縁膜130の上方に露出する(図1(g))。   Next, the polishing rate ratio “c / d” is 3 or more when the polishing rate difference between tungsten and the insulating film 130 is large, the polishing rate of the insulating film 130 is c, and the polishing rate of tungsten is d. When chemical mechanical polishing is performed, the insulating film 130 is retracted, and the upper end portion of the contact plug 160 is exposed above the insulating film 130 (FIG. 1G).

さらに絶縁膜化学機械研磨を進行させることで、絶縁膜130が破線の状態から実線の状態に変化し、コンタクトプラグ160の上端部の形状が、凸曲面状、例えば半球状に加工される(図1(h))。符号180は先端が球状化処理されたコンタクトプラグを示す。なお、この化学機械研磨を、便宜上バフ化学機械研磨と呼ぶことにする。   Further, the insulating film chemical mechanical polishing is advanced to change the insulating film 130 from a broken line state to a solid line state, and the shape of the upper end portion of the contact plug 160 is processed into a convex curved surface shape, for example, a hemispherical shape (see FIG. 1 (h)). Reference numeral 180 denotes a contact plug whose tip is spheroidized. This chemical mechanical polishing is referred to as buff chemical mechanical polishing for convenience.

半球状に加工されたコンタクトプラグ180上に導電膜を形成し、キャパシタ下部電極190とする。その後、誘電体膜191とキャパシタ上部電極192とが形成される(図1(i))。   A conductive film is formed on the hemispherical contact plug 180 to form a capacitor lower electrode 190. Thereafter, a dielectric film 191 and a capacitor upper electrode 192 are formed (FIG. 1 (i)).

なお、図6において、符号100は、プラグ接合部を示す。図6からは、プラグ接合部100に従来例のような鋭角的な部分がなくなっていることがわかる。   In FIG. 6, reference numeral 100 denotes a plug joint. From FIG. 6, it can be seen that the plug joint portion 100 does not have an acute angle portion as in the conventional example.

コンタクトプラグ180とキャパシタ下部電極190との接触界面は半球状となり、鋭角的な接触領域は存在しない。そのため、電圧印加時の電界集中は抑制されると考えられる。   The contact interface between the contact plug 180 and the capacitor lower electrode 190 is hemispherical, and there is no acute contact area. Therefore, it is considered that electric field concentration during voltage application is suppressed.

HDP−NSGなどの酸化膜の化学機械研磨で用いられるスラリとしては、例えば以下のようなスラリが挙げられる。このスラリは、粒子として例えばヒュームドシリカ、pH調整剤として水酸化アンモニウムまたは水酸化カリウムが含まれている。   Examples of the slurry used in chemical mechanical polishing of an oxide film such as HDP-NSG include the following slurries. This slurry contains, for example, fumed silica as particles and ammonium hydroxide or potassium hydroxide as a pH adjuster.

タングステンの化学機械研磨で用いられるスラリとしては、例えば以下のようなスラリが挙げられる。このスラリは、研磨粒子として例えばシリカ、下地酸化膜との研磨レート選択比を調整するための添加剤などが含まれている。バフ化学機械研磨で用いられるスラリとしては、上記酸化膜化学機械研磨スラリを用いる。上記酸化膜の研磨レートをiとし、タングステンの研磨レートをjとした場合、研磨レート比“i/j”は、概ね、3以上となる。   Examples of the slurry used in chemical mechanical polishing of tungsten include the following slurries. This slurry contains, for example, silica as an abrasive particle, an additive for adjusting the polishing rate selection ratio with the underlying oxide film, and the like. As the slurry used in the buff chemical mechanical polishing, the oxide film chemical mechanical polishing slurry is used. When the polishing rate of the oxide film is i and the polishing rate of tungsten is j, the polishing rate ratio “i / j” is approximately 3 or more.

バフ化学機械研磨の研磨量は、コンタクトプラグ径の半分、約100〜150nmが望ましい。バフ化学機械研磨の研磨量が多いほど、プラグ突出量が増大し、導電膜との接触面積が増加するが、キャパシタ下部電極の埋め込みの際に、その突出形状から電極材料の埋め込みを阻害してしまう点と、バフ化学機械研磨での研磨量ばらつきが増大してしまう点から、バフ化学機械研磨の研磨量の上限は150nm程度が好ましい。   The polishing amount of the buff chemical mechanical polishing is preferably about 100 to 150 nm, which is half the contact plug diameter. The larger the buff chemical mechanical polishing amount, the larger the plug protrusion and the contact area with the conductive film. However, when the capacitor lower electrode is embedded, the protrusion shape hinders the embedding of the electrode material. The upper limit of the polishing amount for buff chemical mechanical polishing is preferably about 150 nm from the viewpoint of increasing the amount of polishing in buff chemical mechanical polishing.

本方法を用いる場合の利点としては、プラグ突出から上端半球状加工まで、一回の工程で完了することができる。そのため、工程短縮が可能である点が挙げられる。   The advantage of using this method is that it can be completed in a single step from plug protrusion to upper end hemispherical processing. For this reason, the process can be shortened.

しかし、化学機械研磨を用いることにより、消耗部材、研磨条件によっては、マイクロスクラッチ等の表面欠陥が新たに発生する可能性もある。   However, the use of chemical mechanical polishing may cause new surface defects such as micro scratches depending on the consumable member and polishing conditions.

なお、導電膜としてタングステンを使用したが、窒化チタン、チタン、ポリシリコン、またはアモルファスシリコンを用いてもかまわない。   Although tungsten is used as the conductive film, titanium nitride, titanium, polysilicon, or amorphous silicon may be used.

(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2に係る半導体装置の製造方法について、図2を参照しながら説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

半導体または絶縁性の基板210上に、ゲート220を有するトランジスタを形成し、絶縁膜230として例えば700nmの膜厚のHDP−NSG膜を堆積し熱処理を行う(図2(a))。   A transistor having a gate 220 is formed on a semiconductor or insulating substrate 210, and an HDP-NSG film having a thickness of 700 nm, for example, is deposited as the insulating film 230 and heat treatment is performed (FIG. 2A).

次に、前記絶縁膜230に対し化学機械研磨平坦化を行い、膜厚を例えば400nmにする(図2(b))。   Next, chemical mechanical polishing flattening is performed on the insulating film 230 so that the film thickness becomes 400 nm, for example (FIG. 2B).

次に、トランジスタのゲート220やソース・ドレインとコンタクトをとるためのコンタクトホール240を、リソグラフィおよびドライエッチングで形成する(図2(c))。コンタクトホールの直径は例えば200〜300nmとする。   Next, a contact hole 240 for making contact with the gate 220 and the source / drain of the transistor is formed by lithography and dry etching (FIG. 2C). The diameter of the contact hole is, for example, 200 to 300 nm.

次に、上記コンタクトホール240の内部を含む絶縁膜230の表面に、導電膜として、例えばタングステン250を例えば300nmの膜厚に堆積する(図2(d))。   Next, as a conductive film, for example, tungsten 250 is deposited to a thickness of, for example, 300 nm on the surface of the insulating film 230 including the inside of the contact hole 240 (FIG. 2D).

次に、絶縁膜230がストッパとして作用するタングステン化学機械研磨を行い、タングステンからなるコンタクトプラグ260を形成する(図2(e))。絶縁膜230の研磨が進行しないため、プラグリセス270が発生し、コンタクトプラグ260の上端がすり鉢状に凹み、コンタクトプラグ260の上端部が鋭角的な形状となる(図2(f))。このとき、タングステンの研磨レートbに対する絶縁膜230の研磨レートaの比“b/a”が1以上とする。   Next, tungsten chemical mechanical polishing in which the insulating film 230 acts as a stopper is performed to form a contact plug 260 made of tungsten (FIG. 2E). Since the polishing of the insulating film 230 does not proceed, a plug recess 270 is generated, the upper end of the contact plug 260 is recessed in a mortar shape, and the upper end of the contact plug 260 has an acute shape (FIG. 2F). At this time, the ratio “b / a” of the polishing rate a of the insulating film 230 to the polishing rate b of tungsten is set to 1 or more.

次に、上記タングステンと絶縁膜230のウェットエッチングレート差が大きく、タングステンがエッチングされ難い条件下で第1のウェットエッチングを行うと、絶縁膜230が後退し、コンタクトプラグ260の上端部が絶縁膜230の上方に露出する(図2(g))。第1のウェットエッチングに用いる代表的な薬液としては、希フッ酸が挙げられ、その濃度としては、1〜5%が望ましい。このとき、絶縁膜230のウェットエッチングレートcに対するタングステンのウェットエッチングレートdの比“c/d”が3以上であることが望ましい。さらに、タングステンと絶縁膜230のエッチングレート差が大きく、絶縁膜230がエッチングされ難い条件下で第2のウェットエッチングを行うと、コンタクトプラグ260の上端部の形状が凸曲面状、例えば半球状に加工される(図2(h))。図2(h)において、符号280は先端が球状化処理されたコンタクトプラグを示す。   Next, when the first wet etching is performed under a condition where the wet etching rate difference between the tungsten and the insulating film 230 is large and tungsten is difficult to be etched, the insulating film 230 is retracted, and the upper end portion of the contact plug 260 is the insulating film. It is exposed above 230 (FIG. 2G). A typical chemical solution used for the first wet etching includes dilute hydrofluoric acid, and the concentration is preferably 1 to 5%. At this time, the ratio “c / d” of the wet etching rate d of tungsten to the wet etching rate c of the insulating film 230 is preferably 3 or more. Furthermore, when the second wet etching is performed under the condition that the etching rate difference between tungsten and the insulating film 230 is large and the insulating film 230 is difficult to be etched, the shape of the upper end portion of the contact plug 260 becomes a convex curved surface, for example, a hemispherical shape. It is processed (FIG. 2 (h)). In FIG. 2H, reference numeral 280 denotes a contact plug whose tip is spheroidized.

第2のウェットエッチングに用いる代表的な薬液としては、過酸化水素水が挙げられ、その濃度としては、2〜3%が望ましい。このとき、絶縁膜230のウェットエッチングレートeに対するタングステンのウェットエッチングレートfの比” e/f“が、0.9以下であることが望ましい。   As a typical chemical solution used for the second wet etching, hydrogen peroxide water can be cited, and its concentration is preferably 2 to 3%. At this time, the ratio “e / f” of the wet etching rate f of tungsten to the wet etching rate e of the insulating film 230 is preferably 0.9 or less.

半球状に加工されたコンタクトプラグ280上に実施の形態1と同様に導電膜を形成し、キャパシタ下部電極290とする。その後、誘電体膜291とキャパシタ上部電極292とが形成される(図2(i))。   A conductive film is formed on the contact plug 280 processed into a hemispherical shape in the same manner as in the first embodiment to form a capacitor lower electrode 290. Thereafter, a dielectric film 291 and a capacitor upper electrode 292 are formed (FIG. 2 (i)).

コンタクトプラグ280とキャパシタ下部電極290との接触界面に鋭角的な接触領域は存在しないため、電圧印加時の電界集中は抑制されると考えられる。   Since there is no acute contact area at the contact interface between the contact plug 280 and the capacitor lower electrode 290, it is considered that electric field concentration during voltage application is suppressed.

第1のウェットエッチングは、絶縁膜230の除去レートcに対するタングステンの除去レートdの比“c/d”が3以上となるドライエッチングでもかまわない。また、第2のウェットエッチングに用いる薬液は、絶縁膜230の除去レートeに対するタングステンのウェットエッチングレートfの比”e/f“が、0.9以下となる薬液であれば、他の薬液であってもかまわない。   The first wet etching may be dry etching in which the ratio “c / d” of the tungsten removal rate d to the removal rate c of the insulating film 230 is 3 or more. In addition, the chemical used for the second wet etching is another chemical if the ratio “e / f” of the tungsten wet etching rate f to the removal rate e of the insulating film 230 is 0.9 or less. It does not matter.

本方法を用いる利点としては、ウェットエッチング量の調整が容易であり、ウェハ表面に対するダメージが少ない点が挙げられる。しかし、加工を2回に分けて実施する必要があるため、工程数が形態1の場合より多くなるのが難点である。
(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3に係る半導体装置の製造方法について、図3を参照しながら説明する。
As an advantage of using this method, it is easy to adjust the wet etching amount and there is little damage to the wafer surface. However, since it is necessary to carry out the processing in two steps, the number of steps is more difficult than in the case of the first embodiment.
(Embodiment 3)
A method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

半導体または絶縁性の基板310上に、ゲート320を有するトランジスタを形成し、絶縁膜330として例えば700nmの膜厚のHDP−NSG膜を堆積し熱処理を行う(図3(a))。   A transistor having a gate 320 is formed over a semiconductor or insulating substrate 310, and an HDP-NSG film having a thickness of, for example, 700 nm is deposited as the insulating film 330 and heat treatment is performed (FIG. 3A).

次に、前記絶縁膜330に対し化学機械研磨平坦化を行い、膜厚を例えば400nmにする(図3(b))。   Next, chemical mechanical polishing flattening is performed on the insulating film 330 so that the film thickness becomes, for example, 400 nm (FIG. 3B).

次に、トランジスタのゲート320やソース・ドレインとコンタクトをとるためのコンタクトホール340を、リソグラフィおよびドライエッチングで形成する(図3(c))。コンタクトホールの直径は例えば200〜300nmとする。   Next, a contact hole 340 for making contact with the gate 320 and the source / drain of the transistor is formed by lithography and dry etching (FIG. 3C). The diameter of the contact hole is, for example, 200 to 300 nm.

次に、コンタクトホール340の内部を含む絶縁膜330表面に、導電膜として、例えばタングステン350を例えば300nmの膜厚に堆積する(図3(d))。   Next, on the surface of the insulating film 330 including the inside of the contact hole 340, for example, tungsten 350 is deposited as a conductive film to a film thickness of 300 nm, for example (FIG. 3D).

次に、絶縁膜330がストッパとして作用するタングステン化学機械研磨を行い、タングステンからなるコンタクトプラグ360を形成する(図3(e))。絶縁膜330の研磨が進行しないため、プラグリセス370が発生し、コンタクトプラグ360の上端がすり鉢状に凹み、コンタクトプラグ360の上端部が鋭角的な形状となる(図3(f))。このとき、タングステンの研磨レートbに対する絶縁膜330の研磨レートaの比“b/a”が1以上とする。   Next, tungsten chemical mechanical polishing in which the insulating film 330 acts as a stopper is performed to form a contact plug 360 made of tungsten (FIG. 3E). Since the polishing of the insulating film 330 does not proceed, a plug recess 370 is generated, the upper end of the contact plug 360 is recessed in a mortar shape, and the upper end of the contact plug 360 has an acute shape (FIG. 3F). At this time, the ratio “b / a” of the polishing rate a of the insulating film 330 to the polishing rate b of tungsten is set to 1 or more.

次に、上記タングステンと絶縁膜330の除去レート差が大きく、タングステンが除去され難い条件下でウェットエッチングを行うと、絶縁膜330が後退し、コンタクトプラグ360の上端部が絶縁膜330の上方に露出する(図3(g))。上記ウェットエッチングに用いる代表的な薬液としては、希フッ酸が挙げられ、その濃度としては、1〜5%が望ましい。   Next, when wet etching is performed under the condition that the removal rate difference between the tungsten and the insulating film 330 is large and tungsten is difficult to be removed, the insulating film 330 is retracted, and the upper end portion of the contact plug 360 is located above the insulating film 330. Exposed (FIG. 3 (g)). A typical chemical used for the wet etching includes dilute hydrofluoric acid, and the concentration is preferably 1 to 5%.

さらに、コンタクトプラグ360が形成され、コンタクトプラグ360が突出した絶縁膜330の表面に対して、逆スパッタ処理を行うと、コンタクトプラグ360の上端部、および絶縁膜330の表面の一部が物理的に除去され、特に絶縁膜330上に突出したコンタクトプラグ360の上端部がテーパ状に加工されるため、プラグ上端部の形状が凸曲面状、例えば半球形となる(図3(h))。図3(h)において、符号380は先端が球状化処理されたコンタクトプラグを示す。   Furthermore, when the contact plug 360 is formed and the reverse sputtering process is performed on the surface of the insulating film 330 from which the contact plug 360 protrudes, the upper end portion of the contact plug 360 and a part of the surface of the insulating film 330 are physically separated. In particular, the upper end of the contact plug 360 protruding on the insulating film 330 is processed into a tapered shape, so that the shape of the upper end of the plug becomes a convex curved surface, for example, a hemispherical shape (FIG. 3H). In FIG. 3 (h), reference numeral 380 indicates a contact plug whose tip is spheroidized.

なお、スパッタ処理は、高真空に引かれたチャンバー内に、ウェハと対抗して金属やシリサイドのターゲットを置き、アルゴンガスを導入する。ウェハとターゲット間に加えられた高電界によるグロー放電を利用してアルゴンをイオン化し、電界で加速した高エネルギーアルゴンイオンでターゲットを叩き、その反跳で飛び出してくるターゲット材原子をウェハに付着させる処理である。逆スパッタ処理は、上記の方法で、イオン化されたアルゴンイオンを被加工物に叩きつけ、ウェハ表面の原子を直接除去する処理である。   Note that in the sputtering process, a metal or silicide target is placed against the wafer in a chamber under high vacuum, and argon gas is introduced. Argon is ionized using glow discharge due to a high electric field applied between the wafer and the target, the target is hit with high-energy argon ions accelerated by the electric field, and target material atoms that jump out of the recoil are attached to the wafer. It is processing. The reverse sputtering process is a process of directly removing atoms on the wafer surface by hitting ionized argon ions against the workpiece by the above method.

上記コンタクトプラグ380の上端のテーパ角度を調整する方法としては、逆スパッタ時に用いるArガス粒子の指向性を調整することが挙げられる。一般的に、逆スパッタ処理時に基板側に印加するDCバイアス電圧を高めると、Ar粒子が基板に引かれる力が強くなり、指向性が高まる。指向性が高まると、基板に対し、垂直方向への除去加工が促進され、コンタクトプラグ380の上端のテーパ角度が小さくなる。指向性が低くなると、垂直方向への除去加工が弱まり、コンタクトプラグ380の上端のテーパ角度が大きくなる。また、基板に印加するDC電圧としては、100〜200Vが望ましく、DC電圧を段階的に上げる、もしくは下げることで、より半球状に近いコンタクトプラグ上端形状を形成することが可能である。   As a method of adjusting the taper angle of the upper end of the contact plug 380, adjusting the directivity of Ar gas particles used during reverse sputtering can be mentioned. Generally, when the DC bias voltage applied to the substrate side during the reverse sputtering process is increased, the force with which Ar particles are attracted to the substrate increases, and the directivity increases. When the directivity increases, removal processing in the vertical direction is promoted with respect to the substrate, and the taper angle of the upper end of the contact plug 380 is reduced. When the directivity is lowered, the removal process in the vertical direction is weakened, and the taper angle of the upper end of the contact plug 380 is increased. Further, the DC voltage applied to the substrate is desirably 100 to 200 V, and it is possible to form a contact plug upper end shape that is closer to a hemispherical shape by increasing or decreasing the DC voltage stepwise.

半球状に加工されたコンタクトプラグ380上に導電膜を形成し、キャパシタ下部電極390とする。その後、誘電体膜391とキャパシタ上部電極392とが形成される(図3(i))。   A conductive film is formed on the contact plug 380 processed into a hemispherical shape to form a capacitor lower electrode 390. Thereafter, a dielectric film 391 and a capacitor upper electrode 392 are formed (FIG. 3I).

コンタクトプラグ380とキャパシタ下部電極390との接触界面に鋭角的な接触領域は存在しないため、電圧印加時の電界集中は抑制されると考えられる(図3(i))。   Since there is no acute contact area at the contact interface between the contact plug 380 and the capacitor lower electrode 390, it is considered that electric field concentration during voltage application is suppressed (FIG. 3 (i)).

本方法を用いる利点としては、スクラッチ等の物理的ダメージを与えることなく加工することが可能である点が挙げられる。しかし、減圧雰囲気中での加工となるため、実施の形態1、2の場合に比べ、生産性が低くなる点が難点である。   An advantage of using this method is that it can be processed without causing physical damage such as scratches. However, since the processing is performed in a reduced pressure atmosphere, the productivity is lower than in the first and second embodiments.

なお、上記の各実施の形態では、コンタクトプラグの上端が半球状に加工されるという説明をしたが、コンタクトプラグの上端の形状は、半球状に限定されることはなく、例えば上端面中央部分が平坦であってその周囲がコンタクトプラグの周面に対してなめらかに連続する凸曲面であってもよい。   In each of the above embodiments, the upper end of the contact plug has been described as being hemispherical. However, the shape of the upper end of the contact plug is not limited to a hemispherical shape. May be a convex curved surface that is flat and has a periphery that smoothly continues with respect to the peripheral surface of the contact plug.

また、本発明は円柱状、または角柱状のコンタクトプラグに限らず、トレンチ構造を有するコンタクトプラグにも、適用できる。   Further, the present invention is not limited to a columnar or prismatic contact plug, but can also be applied to a contact plug having a trench structure.

以上説明したように、本発明は、スタック型キャパシタを有する半導体装置等に有用である。   As described above, the present invention is useful for a semiconductor device having a stacked capacitor.

本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る半導体装置の製造工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る半導体装置の製造工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 半導体装置の先行技術の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the prior art of a semiconductor device. 半導体装置の先行技術の製造工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the manufacturing process of the prior art of a semiconductor device. 本発明の実施の形態1に係る半導体装置の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

100 プラグ接合部
110 基板
120 ゲート
130 絶縁膜
140 コンタクトホール
150 タングステン
160 コンタクトプラグ
170 プラグリセス
180 上端が半球状化処理されたコンタクトプラグ
210 基板
220 ゲート
230 絶縁膜
240 コンタクトホール
250 タングステン
260 コンタクトプラグ
270 プラグリセス
280 上端が半球状化処理されたコンタクトプラグ
310 基板
320 ゲート
330 絶縁膜
340 コンタクトホール
350 タングステン
360 コンタクトプラグ
370 プラグリセス
380 コンタクトプラグが突出した絶縁膜
390 上端が半球状化処理されたコンタクトプラグ
400 鋭角的なプラグ接合部
410 基板
420 ゲート
430 絶縁膜
440 コンタクトホール
450 タングステン
460 コンタクトプラグ
470 プラグリセス
480 キャパシタ下部電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Plug junction part 110 Substrate 120 Gate 130 Insulating film 140 Contact hole 150 Tungsten 160 Contact plug 170 Plug recess 180 Contact plug whose upper end is hemispherical processing 210 Substrate 220 Gate 230 Insulating film 240 Contact hole 250 Tungsten 260 Contact plug 270 Plug recess 280 Contact plug 310 whose upper end is hemispherically processed 310 Substrate 320 Gate 330 Insulating film 340 Contact hole 350 Tungsten 360 Contact plug 370 Plug recess 380 Insulating film 390 in which the contact plug protrudes 390 Contact plug 400 whose upper end is hemispherically processed 400 Acute Plug joint 410 Substrate 420 Gate 430 Insulating film 440 Contact hole 450 Tungsten 460 contact plug 470 plug recess 480 capacitor lower electrode

Claims (6)

基板と、この基板上に設けられた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜に形成されたコンタクトプラグと、前記層間絶縁膜上に形成されたキャパシタ下部電極とを備え、
前記コンタクトプラグの上端が前記層間絶縁膜の表面より突出し、かつ前記コンタクトプラグの上端形状が凸曲面状であり、前記コンタクトプラグの凸曲面状の上端が前記コンタクトプラグと接触する前記キャパシタ下部電極の内部に位置する半導体装置。
A substrate, an interlayer insulating film provided on the substrate, a contact plug formed on the interlayer insulating film, and a capacitor lower electrode formed on the interlayer insulating film,
The upper end of the contact plug protrudes from the surface of the interlayer insulating film, the upper end shape of the contact plug is a convex curved surface, and the upper end of the convex curved surface of the contact plug is in contact with the contact plug. A semiconductor device located inside.
基板上に設けられコンタクトホールが形成された層間絶縁膜上に導電膜を形成する工程(a)と、
前記工程(a)の後に、前記導電膜を化学機械研磨し、コンタクトプラグを形成する工程(b)と、
前記工程(b)の後に、前記層間絶縁膜の一部を除去して前記層間絶縁膜表面に対してコンタクトプラグを上方に突出させ、かつ前記突出したコンタクトプラグの一部を除去して上端を凸曲面状に加工する工程(c)と、
前記コンタクトプラグが形成された前記層間絶縁膜上にキャパシタ下部電極を形成する工程(d)とを含み、
前記コンタクトプラグの凸曲面状の上端が、前記コンタクトプラグと接触するキャパシタ下部電極の内部に位置することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A step (a) of forming a conductive film on an interlayer insulating film provided on a substrate and having contact holes formed thereon;
(B) after the step (a), chemical mechanical polishing the conductive film to form a contact plug;
After the step (b), a part of the interlayer insulating film is removed to protrude a contact plug upward from the surface of the interlayer insulating film, and a part of the protruding contact plug is removed to remove the upper end. A step (c) of processing into a convex curved surface;
Forming a capacitor lower electrode on the interlayer insulating film in which the contact plug is formed, and (d),
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein an upper end of a convex curved surface of the contact plug is located inside a capacitor lower electrode in contact with the contact plug.
前記工程(c)は、前記層間絶縁膜の研磨レートaに対する前記導電膜の研磨レートbの比“a/b”が3以上となる条件で行うことを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方法。   3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the step (c) is performed under a condition that a ratio “a / b” of the polishing rate b of the conductive film to the polishing rate a of the interlayer insulating film is 3 or more. Manufacturing method. 前記工程(c)は、
前記層間絶縁膜のウェットエッチングレートcに対する前記導電膜のウェットエッチングレートdの比“c/d”が3以上となる条件で、前記層間絶縁膜の一部をウェットエッチング除去する工程(e)と、
前記工程(e)の後に、前記層間絶縁膜のウェットエッチングレートeに対する前記導電膜のウェットエッチングレートfの比“e/f”が0.9以下となる条件で、前記突出したコンタクトプラグの一部を除去する工程(f)とを含むことを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方法。
The step (c)
A step (e) of removing part of the interlayer insulating film by wet etching under a condition that a ratio “c / d” of the wet etching rate d of the conductive film to the wet etching rate c of the interlayer insulating film is 3 or more; ,
After the step (e), one of the protruding contact plugs is formed under a condition that a ratio “e / f” of the wet etching rate f of the conductive film to the wet etching rate e of the interlayer insulating film is 0.9 or less. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, further comprising a step (f) of removing the portion.
前記工程(c)は、
前記層間絶縁膜の除去レートcに対する前記導電膜の除去レートdの比“c/d”が3以上となる条件で、前記層間絶縁膜の一部をウェットエッチング除去する工程(e)と、
前記工程(e)の後に、前記層間絶縁膜表面に対して逆スパッタ処理を行い、前記突出したコンタクトプラグの一部を除去する工程(g)とを含むことを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方法。
The step (c)
A step (e) of removing part of the interlayer insulating film by wet etching under a condition that a ratio “c / d” of the conductive film removal rate d to the interlayer insulating film removal rate c is 3 or more;
3. The method according to claim 2, further comprising: after the step (e), performing a reverse sputtering process on the surface of the interlayer insulating film to remove a part of the protruding contact plug. A method for manufacturing a semiconductor device.
前記導電膜がタングステン、窒化チタン、チタン、ポリシリコンまたはアモルファスシリコンからなることを特徴とする請求項2〜5のうちいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。   6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the conductive film is made of tungsten, titanium nitride, titanium, polysilicon, or amorphous silicon.
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