CN1252398A - 清除铋基金属氧化物 - Google Patents

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Abstract

将包含氟化物和硝酸的蚀刻化学物质物质用于印刷图案或除去铋基氧化物陶瓷。可以将蚀刻化学物质物质与水混合调节蚀刻速度。另外,可以包括无机组份增加或减小蚀刻速度。可以包括有机组份调整蚀刻化学物质的润湿/粘合特性。

Description

清除铋基金属氧化物
本发明涉及例如在制造集成电路(ICs)中使用的铋基氧化物陶瓷材料。本发明特别涉及从晶片基质或从工具中使铋基氧化物陶瓷材料形成图案或除去。
人们已经对成为或能够转变成铁电材料的铋基氧化物陶瓷由于其残余的极化强度(2Pr)特性和长期存储的可靠性而在集成电路中的用途进行了调研。各种技术，例如溶胶-凝胶法、化学气相沉积(CVD)、溅射、脉冲激光沉积(PLD)和蒸发已经用于基质上的沉积膜。所沉积的铋基氧化物陶瓷材料通常不具有铁电体特性。所述的沉积膜常常需要后处理，称之为“铁退火”，为了将它们转化为铁电膜。
在集成电路的制造中，希望能够使铋基铁电层形成图案，以便形成适当结构的特性。然而，常规的蚀刻化学物质，例如在US4759823中描述的那样，不能使铋基铁电材料形成图案。这限制了有效地制备掺有铋基铁电材料的集成电路。
另外，氧化铋的陶瓷材料常常沉积在晶片的背面上和沉积在处理这些材料中使用的工具中。在晶片的背面和工具上不想要的氧化铋陶瓷材料的沉积导致交叉污染和颗粒形成，其相反地影响产量。
鉴于前述讨论，希望提供一种有效地使铋基氧化物陶瓷材料形成图案或除去的蚀刻化学物质。
本发明涉及一种蚀刻化学物质，包括氟化物和硝酸，其用于使铋基氧化物陶瓷形成图案或除去。在一个实施方案中，蚀刻化学物质包括小于大约7的pH。蚀刻化学物质包括将NH4F、NH4HF2或其它F源与30-100％HNO3的水溶液混合而制得。蚀刻化学物质可以用H2O稀释来调节酸度，由此调节蚀刻速度。在某些实施方案中，可以加入无机或有机组份到稀释的或未稀释的蚀刻溶液中控制其酸度或润润湿/粘合特性。
图1是本发明的一个实施方案的铁电存储单元；和
图2a-e表示了形成本发明一个实施方案的铁电存储单元的方法；和
图3表示了形成铁电存储单元的另一个方法。
本发明涉及用于使铋基氧化物陶瓷材料形成图案或除去的蚀刻化学物质。例如该蚀刻化学物质用于掺入铋基氧化物陶瓷材料的集成电路的制造中或清洗在加工双碱陶瓷材料中使用的工具。
图1表示与本发明一个实施方案一致的示意铁电存储单元100。如图所示，存储单元包括在基质101如半导体晶片上形成的晶体管110。晶体管包括由在其上设有一个栅(gate)114的通道(channel)113分开的扩散区111和112。栅氧化物(未示出)将栅与通道分开。扩散区包括是p型或是n型的掺杂物。选择的掺杂物的类型取决于希望的晶体管的类型。例如：n型掺杂物如砷(As)或磷(P)用于n通道装置，而p型掺杂物如硼(B)用于p通道装置。根据扩散区之间的电流方向，一个被称之为“排出”，而另一个称之为“源”。“排出”和“源”在这里可交替地用来指扩散区。一般地，电流从源到排出。栅表示字线(wordline)，而扩散区之一通过接触插头120连接到位线125。
电容器150通过接触插头140与扩散区相连。该电容器包括底部电极153和顶部电极157，由铁电体层155分开。铁电体层包括铋基氧化物陶瓷。在一个实施方案中，铋基氧化物陶瓷包括钽酸锶铋(SBT)或SBT的衍生物。一般地，电极是由贵金属如铂(Pt)形成。在底部电极和接触插头之间可以有一导电阻挡层151。阻挡层抑制了氧扩散到接触插头140。阻挡层也抑制了1)插头的原子扩散到铁电体层，和2)来自底部电极或铁电体层的原子迁移到插头。
提供一种层间的绝缘(ILD)层160使不同组份的存储单元隔离。ILD层包括硅酸盐玻璃如二氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)。掺杂的硅酸盐玻璃如磷硅酸硼玻璃(BPSG)，硼硅酸盐玻璃(BSG)或磷硅酸盐玻璃(PSG)也是有用的。也可以使用其它类型的绝缘处理。
给栅(gate)加上适当的电压使晶体管接通，使电流流过扩散区之间的通道，以便在电容器和位线之间形成连接。关掉晶体管中断连接，由此阻止电流通过通道。
在一些实施方案中，使用非半导体基质如氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)或MTiO3(其中M＝Sr、Ba、Pb)。例如这种基质用作电装置的支撑物。
图2a-e表示形成与本发明的一个实施方案一致的存储单元的示意方法程序。参考图2a，提供部分形成的存储单元200。如图所示，部分形成的存储单元包括在基质201上形成的晶体管210。例如基质是由硅组成的半导体晶片。其它类型的基质如锗(Ge)、砷化镓(GaAs)或其它半导体化合物也是有用的。一般地，用p型掺杂物如硼微量掺杂在基质中。比较大量掺杂的基质也是有用的。也可以使用带有微量掺杂的表层(epi)的大量掺杂基质如p-/p+基质。由砷(As)或磷(P)组成的N型掺杂基质，包括微量掺杂的、大量掺杂的或带有微量掺杂表层的大量掺杂基质，也是有用的。
将由具有第一电子类型的掺杂物组成的掺杂井270提供给晶体管210。掺杂井是通过选择地将掺杂物掺入基质中而形成的，在此基质的区域中形成晶体管。在另一个实施方案中，将p型掺杂物如硼掺入基质中形成掺杂井。该p型掺杂井(p井)用作n通道装置的掺杂井。例如由As或P掺杂物组成的n型掺杂井也用作p通道装置。
晶体管包括由栅213隔开的扩散区211和212。扩散区由具有第二电子类型的掺杂物组成。在另一个实施方案中，扩散区由p型掺杂物如硼组成。在通道的上面是栅213，包括栅氧化物216和掺杂的多晶硅(复合)层217。在一些情况下，在多晶硅上形成金属硅化物层(未示出)，产生多晶硅-硅化物(polycide)堆积减少电阻。各种金属硅化物，包括硅化钼(MoSix)、硅化钽(TaSix)、硅化钨(WSix)、硅化钛(TiSix)或硅化钴(CoSix)，也是有用的。铝或耐火的金属如钨和钼可以单独使用或与硅化物或多晶硅结合使用。例如由氧化物或氮化物组成的帽子绝缘体(未示出)可以在多晶硅或硅化物之上形成。例如帽子绝缘体层可以用作后续处理步骤的中止刻蚀或掺入物掩膜。
接触插头220使位线225与扩散区211结合。在晶体管上面是由二氧化硅或氮化硅组成的层间绝缘体层260。各种类型的掺杂硅酸盐玻璃如BPSG、BSG和PSG，未掺杂的硅酸盐玻璃或其它绝缘材料也是有用的。连接到扩散区212的是接触插头240，其在ILD中形成。接触插头由导体材料如掺杂多晶硅或钨(W)组成。也可以使用其它导电材料。一般地，使ILD平面化提供一种平顶表面。
在ILD层260和插头的表面上形成阻挡层251防止氧扩散进入插头240中。阻挡层由氮化钛(TiN)组成。也可以使用其它材料如IrSixOy、CeO2/TiSi2或TaSiNx。
在阻挡层上面形成导电层253。导电层一般由贵金属如Pt、Pd、Au、Ir或Rh组成。也可以使用其它材料如导电金属氧化物、导电金属氮化物或不与铁电体层反应的超导氧化物。导电金属氧化物包括IrOx、RhOx、RuOx、OsOx、ReOx或WOx(其中X为大于0而小于大约2)。导电金属氮化物包括TiNx、ZrNx(其中x为大于0而小于大约1.1)、WNx或TaNx(其中X为大于0而小于大约1.7)。超导氧化物可以包括YBa2Cu2O7-x或Bi2Sr2Ca2Cu2O10。阻挡层和导电层被印刷图案，形成底部电极。
在底部电极和ILD层上沉积铋基氧化物陶瓷层255。通过各种已知的技术如溶胶-凝胶法或化学汽相沉积法(CVD)沉积铋基氧化物陶瓷层。各种类型的用于沉积铋基氧化物陶瓷层的前体是有用的。在未审定的美国专利申请号USSN08/975087中描述了这种前体，该专利申请在1997.11.20提出，题目为“为了制备用于集成铁电体储存装置的铋陶瓷薄膜使用二酮(B-Diketonate)铋前体低温CVD方法”；并共同申请的美国专利申请USSN______  (代理人卷号为98P6422 US01)，题目为“非晶形的沉积金属氧化物陶瓷薄膜”，在这里引入这两文献用于参考。
用铁退火方法处理所述的沉积铋基氧化物陶瓷将其转化为铁电体层。后沉积处理包括在大约700-800℃的温度下使铋基氧化物退火。当将非晶形的沉积铋基氧化物层转化为铁电体相时，低温和/或较短退火时间也是可能的。
铁电体铋基氧化物陶瓷层包括由充正电的氧化铋层分开的充负电的钙钛矿层。铋基氧化物陶瓷是由下列通式表示：
                      (Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-其中A＝Bi3+、L3+、L2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pb2+和Na+；B＝Fe3+、Al3+、Sc3+、Y3+、L3+、L4+、Ti4+、Nb5+、Ta5+、W5+和Mo6+和m＝1，2，3，4，5。L＝来自镧系的金属，包括Ce、La、Pr、Ho、Eu和Yb。
在另一个的实施方案中，铋基氧化物陶瓷包含Ta。在另一个实施方案中，铋基氧化物陶瓷包含Sr。优选地，铋基氧化物陶瓷包含Sr和Ta。更优选地，铋基氧化物陶瓷包含钽酸锶铋(SBT)。在另一个实施方案中，铋基氧化物陶瓷包含Ti或Ti和Sr。包含Sr和Nb或Sr、Ta和Nb的铋基氧化物陶瓷也是有用的。
SBT是由通式SrBi2Ta2O9表示。SBT薄膜的铁电体金绒毛(Aurivillius)相包含由充正电的氧化铋层隔开的充负电的Sr和Ti氧化物的钙钛矿层。Sr和Ti氧化物的化学计量单元是[SrTa2O7]2n- n，而氧化铋层的化学计量单元是[Bi2O2]2n+ n，形成交替的[SrTa2O7]2n- n层和[Bi2O2]2n+ n层的结构。
由SBT衍生的铋基氧化物陶瓷层也是有用的。通过用其它具有相同氧化状态的金属元素代替一种或多种金属元素形成SBT衍生物。例如，用Nb代替Ta，和用Ba、Ca或Pb代替Sr，得到由通式XBi2Z2O9表示的化合物，其中X＝Sr、Ba、Ca或Pb而Z＝Ta或Nb。
在一个实施方案中，SBT衍生物包含Bi和Ta。在另一个实施方案中，SBT衍生物包含Bi和Sr。在另一个实施方案中，SBT衍生物包含Bi、Sr和Ta。SBT衍生物包括SrBi2Ta2-xNbxO9(0＜x＜2)、SrBi2Nb2O9、Sr1-xBaxBi2Ta2-xNbyO9(O≤x≤1，0≤y≤2)、Sr1-xCaxBi2Ta2-yNbxO9(0≤x≤1，0≤y≤2)、Sr1-xPbxBi2Ta2-yNbxO9(0≤x≤1，0≤y≤2)或SraBabCacPb1-a-b-cBi2TaxNb2-xO9(0≤a+b+c≤1，0≤X≤2)也可以使用其它铋基铁电体材料如Bi4Ti3O12或SrBi4Ti4O15。
在一个实施方案中，将铁电体铋基氧化物陶瓷印刷图案。参考图2b，在铁电体层255上沉积掩膜层275。掩膜层包含感光保护膜。也可以使用其它类型的掩膜层如由TEOS组成的硬掩膜或其它适合材料。
参考图2c，将掩膜层印刷图案，在底部电极上留下覆盖铁电体铋基氧化物陶瓷层的区域276。在一个实施方案中，区域276覆盖在底部电极上。重叠部分产生侧壁间隔区使随后沉积的顶部电极与底部电极绝缘。也可以使用其它形成绝缘侧壁间隔区的技术。通过用曝光源和掩膜选择地暴露于辐射中来形成感光保护膜的印刷图案。根据是否使用正电保护层或负电保护层，除去暴露和未暴露的保护膜。在另一个使用硬掩膜层的实施方案中，形成图案的感光保护层被用作蚀刻掩膜使硬掩膜形成图案，以便暴露底部电极的选择部分。
在图2d中，使铁氧体层形成图案。如图所示，通过蚀刻除去无由掩膜层保护的部分铁电体层，暴露出其下面的ILD层260。由掩膜层保护的部分铁电体层仍然覆盖底部电极。
根据本发明，湿蚀刻利用在酸性介质中包含氟化物(F)的化学物质。在另一个实施方案中，湿蚀刻化学物质包括在由硝酸(HNO3)组成的酸性介质中的F溶液。各种F源可以与硝酸结合形成含氮的氟化物溶液。这种F源包括HF、NH4F或NH4HF2。
在一个实施方案中，氮氟化物蚀刻溶液的pH大约小于7且优选大约小于或等于5。其它pH大约小于或等于3，大约小于或等于0，或大约小于或等于-1也是可以有用的。增加蚀刻溶液的酸度增加蚀刻速度。当然，对于具体工艺而言，可以充分利用pH来完成所希望的蚀刻速度。
在另一个实施方案中，含氮的氟化物化学物质包含HNO3和NH4F。包含HNO3与NH4HF2的氮氟化物化学物质也是有用的。也可以结合使用其它F源如HF与HNO3。
已经发现在给铁电体材料形成图案中氮氟化物蚀刻化学物质物质是有效的。人们认为蚀刻化学物质有效地使铁电体材料形成图案的原因是由于在酸性环境中存在氟离子。酸性环境部分地使质子注入铁电体材料的氧离子，部分产生氢氧基团的离子。在溶液中的氟离子与氢氧离子交换，因为它们具有相同的离子比率，形成氟络合物。所得到的氟络合物可溶于酸性环境中，通过化学方法能蚀刻掉铁电体材料。
在一些情况下，由于存在SrO，所以形成SrF2。虽然SrF2的溶解度是相对低，但是它随着pH值减小而增加。因此，使用低pH值的蚀刻溶液是有用的，因为这将保持溶液中的Sr。
在一个实施方案中，湿蚀刻化学物质包含HNO3和NH4F溶液。在30-100％HNO3的水溶液(这里使用的所有百分比都是质量百分比)，优选大约50-80％HNO3的水溶液，更优选大约60-70％HNO3的水溶液和最优选大约65％HNO3的水溶液中混合NH4F。NH4F的组成占溶液总重量的大约3-30％，优选占溶液总重量的大约8-25％，较优选占溶液总重量的10-20％，更优选占溶液总重量的12-18％，和最优选占溶液总重量的15.5％。
在另一个实施方案中，湿蚀刻化学物质包含HNO3和NH4HF2溶液。在30-100％HNO3的水溶液(这里使用的所有百分比都是质量百分比)，优选大约50-80％HNO3的水溶液，更优选大约60-70％HNO3的水溶液和最优选大约65％HNO3的水溶液中混合NH4F。NH4HF2的组成占溶液总重量的大约5-40％，优选占溶液总重量的大约10-30％，更优选占溶液总重量的15-25％，和最优选占溶液总重量的21.4％。
用水将蚀刻溶液稀释调节所希望的蚀刻速度。稀释蚀刻溶液降低酸度，由此降低蚀刻速度。在另一个实施方案中，用1-5份H2O稀释1份蚀刻溶液。也可以使用1份蚀刻溶液与1-4份的H2O的混合物、1份蚀刻溶液与1-3份的H2O的混合物、1份蚀刻溶液与1-2份的H2O的混合物或1份蚀刻溶液与1份的H2O的混合物。
可以将无机离子成分加入到稀释的或未稀释的蚀刻溶液中。使用这种无机离子成分控制蚀刻溶液的pH。无机离子成分，根据它们的离子特性，进一步酸化或缓冲蚀刻溶液以保持其所希望的酸度。在另一个实施方案中，无机离子成分包括化合物如NH4Cl、NH4Br、HCl和H2SO4。NH4Cl和NH4Br用作缓冲剂，而HCl和H2SO4用于增加蚀刻溶液的酸度。在蚀刻溶液中混合大于一种无机成分也是有用的。一般地，无机成分或组份的组合物占蚀刻溶液总质量的大约1-30％。在一个实施方案中，加入蚀刻溶液总质量的大约1-30％的NH4Cl和/或NH4Br来缓冲稀释的或未稀释的蚀刻溶液。在另一个实施方案中，也可以加入数量为蚀刻溶液总质量的大约1-30％的HCl和H2SO4以增加其酸度。
也可以加入一种或多种有机化合物到稀释的或未稀释的蚀刻化学物质中来改变铁电体材料的表面张力。这能够调整蚀刻的润湿/粘合特性。在另一个实施方案中，有机化合物包括醇如乙醇或异丙醇。也可以使用有机成分如酸，包括乙酸和丙酸。其它有机组份如酮包括丙酮和二乙基甲酮也是有用的。一般地，有机成分或组份的组合物占蚀刻溶液总质量的大约1-30％。
蚀刻铋基氧化物陶瓷后，用水冲洗基质。也可以使用异丙醇/水的混合物冲洗基质。
参考图2e，例如使用湿蚀刻除去掩膜层。对于使用了硬掩膜的应用情况，使用反应的离子蚀刻(RIE)除去该掩膜。沉积顶部电极257，覆盖铁电体铋基氧化物陶瓷层和ILD层260。顶部电极，象底部电极一样，包含不与铋基氧化物陶瓷层反应的导电材料。进行附加的处理完全制成铁电体储存集成电路。这种附加处理在本领域是已知的技术。例如，附加处理包括形成支撑电路(supportcircuitry)、与位线相接触的开口、最终的钝化层、用于测试和连接到引线框架的在钝化层中的接触开口和包装。
在其它的实施方案中，在图2a中描述的铋基氧化物陶瓷层沉积后没有退火使其转变为铁电体层。选择地使用所描述的含氮的氟化物溶液蚀刻铋基氧化物。在一个实施方案中，氮氟化物溶液包含NHO3和NH4F或NH4HF。也可以使用其它F源与NHO3形成氮氟化物化学物质。
未退火的铋基氧化物通常是比退火的铋基氧化物容易蚀刻。可以使用稀释的蚀刻溶液达到所希望的蚀刻速度。在一个实施方案中，用水稀释含氮的氟化物蚀刻溶液。已经发现大约1份蚀刻溶液与5-100份H2O的稀释氮氟化物蚀刻溶液能有效地蚀刻未退火的铋基氧化物陶瓷。稀释的氮氟化物蚀刻溶液包含与8-80份H2O混合的1份蚀刻溶液、与10-50份H2O混合的1份蚀刻溶液，或与10-20份H2O混合的1份蚀刻溶液，是有用的。将蚀刻溶液与有机或无机组份混合用于达到所希望的蚀刻速度和润湿/粘合特性。
蚀刻铋基氧化物陶瓷除了后，除去掩膜层。将铋基氧化物陶瓷材料退火使其转变为铁电体材料。按照图2b-e描述那样继续该方法。
在其它实施方案中，铋基氧化物铁电体层255在沉积后没有蚀刻且在底部电极上后处理。如图3所示，在铋基氧化物陶瓷上沉积顶部电极257。按照需要给顶部电极印刷图案，暴露部分铁电体铋基氧化物陶瓷以提供到位线和字线的入口。通过本发明的湿蚀刻化学物质除去暴露部分的铁电体铋基氧化物陶瓷层。
进行附加的处理完成铁电体储存集成电路。在本领域中这种附加处理是已知的。例如，附加处理包括支撑电路、到位线和字线的接触开口、最终的钝化层、用于测试和连接到引线框架的在钝化层中的接触开口和包装。
根据本发明的蚀刻化学物质也用于印刷图案或除去非铁电体铋基氧化物陶瓷。这种非铁电体铋基层包括铋基高温超导层。例如，铋基高温超导层被称为“BSCCO”或“bissco”。一般的BSCCO的组合物包括Bi2Sr2CaCu2Ox或(Pb，Bi)2Sr2Ca2Cu3Ox。BSCCO的其它组合物包括Bi2Sr2CuOx和Bi2Sr2Ca3Cu4Ox。在蚀刻或除去其它类型的铋基氧化物陶瓷中氮氟化物化学物质也是有效的。
在处理铋基氧化物陶瓷材料中，氧化物沉积在工具室的各部分如内壁和感受器中。例如，在SBT的沉积过程中，氧化物如SrO、Bi2O3和Ta2O5常常沉积在室的内壁和其它部分如感受器。用于SBT后沉积处理的退火炉在炉内壁上也承受氧化物沉积。在处理铋基氧化物陶瓷的过程中，在工具上的氧化物沉积可能对其性能有害，相反影响产率。
在清洗在处理铋基氧化物陶瓷中使用的工具时，可以利用根据本发明描述的含有F和HNO3的蚀刻化学物质。使用各种F化合物如NH4F和NH4HF2。在除去各部分工具上不想要的氧化物沉积物时含氮的氟化物蚀刻化学物质是有效的。根据沉积物是在反应器中还是在退火炉中，可以使用稀释的或未稀释的蚀刻溶液。使用比较浓的蚀刻溶液除去较难清洗的沉积物。
在一个实施方案中，蚀刻化学物质包含硝酸溶液。蚀刻化学物质包含大约30％的含水HNO3。已经发现在除去反应器内壁的不想要的氧化物沉积物时有效。可以加入F到硝酸溶液中。在一个实施方案中，加入HF到硝酸溶液中。在一个实施方案中，加入大约0.5-10％含水HF到含水HNO3中。
例如，在室温下将该化学物质应用到反应器的内壁上。施用持续时间取决于室内壁不想要的沉积物的数量。如果应用到不锈钢上，施用应该不超过大约10分钟。使用蚀刻溶液超过10分钟可以腐蚀不锈钢室内壁。然后用水冲洗内壁，除去蚀刻溶液和沉积物。
在使用蚀刻溶液后，可以优选使用HCl溶液。使用HCl溶液除去最后的残余物。在另一个实施方案中，HCl溶液包含大约0.5-10％含水HCl。如果应用到不锈钢上，施用HCl溶液应该小于或等于大约1分钟。用水冲洗内壁除去HCl和蚀刻溶液。
除去感受器上的氧化物沉积物可能需要较浓的或酸性蚀刻溶液。在一个实施方案中，已经发现在除去感受器上氧化物沉积物中含有大约65％HNO3的蚀刻溶液是有效的。在蚀刻溶液上使用HF溶液也是有用的。HF溶液包含大约35-50含水HF。在一个实施方案中，蚀刻溶液包含HNO3和HF。例如，通过将1-10份65％HNO3与1-10份50％HF混合产生该溶液。
为了清洗在铋基氧化物陶瓷的后沉积处理中所使用的工具上的氧化物沉积物，因为沉积物已经退火，可以使用未稀释的或较少稀释的溶液，并且需要酸度大的溶液来除去。
在比室温高的温度如30-80℃下使用蚀刻溶液也是有用的。在较高的温度下，可以使用较稀的溶液。
在一个实施方案中，人工将蚀刻溶液应用到工具的内壁和其它部分。施用蚀刻溶液的其它技术也是有用的。例如，可以一起将蚀刻溶液和冲洗溶液使用于工具中，例如，使用喷射器将该溶液应用到工具的想要部分来除去不想要的沉积物。
                            试验
在HNO3酸性介质中用不同的氟化物为基的化学物质来蚀刻铁电体铋基氧化物陶瓷来进行试验。将1.25克NH4F溶解在6.8克65％HNO3中组成混合物A。将1.9克NH4F溶解在7克65％HNO3中组成混合物B。通过用1和2份水稀释该混合物得到其它化学物质。
用这些化学物质蚀刻铋基氧化物陶瓷。在420℃下通过CVD在Pt电极上沉积120纳米厚的Sr/Bi2O3/Ta2O5膜，该电极是在基质上形成的。该膜包含18％Sr、45％Bi和37％Ta的组合物。在800℃下在O2氛围中将该膜退火大约1小时。通过使用大约10滴蚀刻混合物除去2×2平方厘米的铋陶瓷膜试样，暴露出Pt电极。用去离子水冲洗基质，接着用丙酮冲洗除去水，并帮助干燥。暴露Pt电极需要的蚀刻时间记录在表1中。
             表1
蚀刻化学物质 蚀刻时间(秒)
混合物A 10
混合物A与水(1∶1) 30
混合物A与水(1∶2) 90
混合物B 5
混合物B与水(1∶1) 20
混合物B与水(1∶2) 60
X射线荧光分析(XRF)表明没有氧化物残留在经过用水稀释的混合物蚀刻的表面上。在某些情况下，一些氧化物残余物存在于用未稀释的混合物蚀刻的表面上。在蚀刻的表面上氧化物残余物的存在取决于薄膜的组成和预处理。然而，可以使用HCl除去氧化物残余物。
当参考各种实施方案已经详细地表明和描述了本发明时，本领域的技术人员将认识到不脱离本发明的宗旨和范围可以对本发明作出修改和变化。因此，不是参考上面的描述，而是参考所附的权利要求与其等同物的整个范围来决定本发明的范围。

Claims (39)

1.一种用于除去铋基氧化物陶瓷的蚀刻溶液，该蚀刻溶液包含氟化物和硝酸。
2.权利要求1所述的蚀刻溶液，其中氟化物包含NH4F。
3.权利要求2所述的蚀刻溶液，其中NH4F的含量大约为总质量的3-30％。
4.权利要求3所述的蚀刻溶液，其中在与NH4F混合之前，硝酸的含量大约为30-100质量％。
5.权利要求4所述的蚀刻溶液，还与水混合形成稀释的蚀刻溶液。
6.权利要求5所述的稀释的蚀刻溶液，包含大约1份蚀刻溶液和大约1-5份水。
7.权利要求4所述的蚀刻溶液，还包含一种无机组份来控制蚀刻溶液的酸度。
8.权利要求7所述的蚀刻溶液，其中无机组份包含NH4Cl、NH4Br、HCl和/或H2SO4。
9.权利要求4所述的蚀刻溶液，还包含一种有机组份，该有机组份调节蚀刻溶液的润湿/粘合性能。
10.权利要求9所述的蚀刻溶液，其中有机组份包含乙醇、异丙醇、酸和/或酮。
11.权利要求1所述的蚀刻溶液，其中氟化物包含NH4HF2。
12.权利要求11所述的蚀刻溶液，其中NH4HF2的含量大约为总质量的3-30％。
13.权利要求12所述的蚀刻溶液，其中在与NH4HF2混合之前，硝酸的含量大约为30-100质量％。
14.权利要求13所述的蚀刻溶液，还与水混合形成稀释的蚀刻溶液。
15.权利要求14所述的稀释的蚀刻溶液，包含大约1份蚀刻溶液和大约1-5份水。
16.权利要求13所述的蚀刻溶液，还包含一种无机组份来增加或减少蚀刻溶液的酸度。
17.权利要求16所述的蚀刻溶液，其中无机组份包含NH4Cl、NH4Br、HCl和/或H2SO4。
18.权利要求13所述的蚀刻溶液，还包含一种有机组份，该有机组份调节蚀刻溶液的润湿/粘合性能。
19.权利要求18所述的蚀刻溶液，其中有机组份包含乙醇和/或异丙醇。
20.权利要求1-19所述的蚀刻溶液，用于清洗在处理铋基氧化物陶瓷中使用过的工具。
21.权利要求1-19所述的蚀刻溶液，用于在晶片的背面上蚀刻铋基氧化物陶瓷。
22.一种制造集成电路的方法，包括：
在基质上沉积铋基氧化物陶瓷层；和
在包含硝酸的酸性介质中用包含F蚀刻溶液的蚀刻化学物质物质印刷铋基氧化物图案。
23.权利要求22所述的方法，还包含在铋基氧化物陶瓷层沉积在基质上后，使基质退火。
24.权利要求23所述的方法，其中氟化物包含NH4F。
25.权利要求24所述的方法，其中NH4F的含量大约为总质量的3-30％。
26.权利要求25所述的方法，其中在与NH4F混合之前，硝酸的含量大约为30-100质量％。
27.权利要求26所述的方法，其中用水稀释该溶液减小蚀刻速度。
28.权利要求27所述的方法，其中稀释的溶液包含大约1份蚀刻溶液和大约1-5份水。
29.权利要求28所述的方法，其中集成电路包含铁电体存储单元。
30.权利要求29所述的方法，其中在铁电体电容器的底部电极上沉积铋基氧化物陶瓷层，底部电极包含不与铋基氧化物陶瓷层反应的导电材料。
31.权利要求23所述的方法，还包括：
在铋基氧化物陶瓷上沉积顶部电极；和
接着处理完成铁电体存储单元。
32.权利要求22所述的方法，其中NH4F的含量大约为总质量的3-30％。
33.权利要求29所述的方法，其中在与NH4F混合之前，硝酸的含量大约为30-100质量％。
34.权利要求30所述的方法，其中用水稀释蚀刻溶液，其中稀释的蚀刻溶液包含大约1份蚀刻溶液和大约5-100份水。
35.权利要求34所述的方法，其中集成电路包含铁电体存储单元。
36.权利要求35所述的方法，其中在铁电体电容器的底部电极上沉积铋基氧化物陶瓷层，底部电极包含不与铋基氧化物陶瓷层反应的导电材料。
37.权利要求36所述的方法，还包括：
在铋基氧化物陶瓷上沉积顶部电极；和
接着处理完成铁电体存储单元。
38.权利要求22所述的方法，其中在晶片的背面上沉积铋基氧化物陶瓷。
39.一种清洗在处理铋基氧化物陶瓷中使用过的工具上的沉积物的方法，该方法包括：
将含硝酸的氟化物化学物质施于工具上；和
冲洗含硝酸的氟化物化学物质除去工具上的沉积物。
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