DE19937503C1 - Verfahren zum Ätzen von wismuthaltigen Oxidfilmen - Google Patents

Verfahren zum Ätzen von wismuthaltigen Oxidfilmen

Info

Publication number
DE19937503C1
DE19937503C1 DE19937503A DE19937503A DE19937503C1 DE 19937503 C1 DE19937503 C1 DE 19937503C1 DE 19937503 A DE19937503 A DE 19937503A DE 19937503 A DE19937503 A DE 19937503A DE 19937503 C1 DE19937503 C1 DE 19937503C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
etching solution
oxide
bismuth
oxide film
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19937503A
Other languages
English (en)
Inventor
Frank Hintermaier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Polaris Innovations Ltd
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE19937503A priority Critical patent/DE19937503C1/de
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to CNB008114781A priority patent/CN1252802C/zh
Priority to PCT/DE2000/002652 priority patent/WO2001011673A2/de
Priority to EP00958225A priority patent/EP1203405A2/de
Priority to JP2001516233A priority patent/JP2003506895A/ja
Priority to KR10-2002-7001722A priority patent/KR100463364B1/ko
Priority to TW089115935A priority patent/TW466635B/zh
Application granted granted Critical
Publication of DE19937503C1 publication Critical patent/DE19937503C1/de
Priority to US10/073,829 priority patent/US6669857B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3063—Electrolytic etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/08—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid containing a fluorine compound

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Ätzen von Oxidfilmen bereitgestellt, wobei der Oxidfilm zumindest ein wismuthaltiges Oxid, insbesondere ein ferroelektrisches wismuthaltiges Mischoxid, umfaßt. Das Verfahren beinhaltet die Schritte a) ein Substrat wird bereitgestellt, auf dem zumindest ein Oxidfilm, der zumindest ein wismuthaltiges Oxid umfaßt, aufgebracht ist, b) eine Ätzlösung wird mit dem Substrat in Kontakt gebracht, so daß die Ätzlösung mit dem Oxidfilm reagieren kann, wobei die Ätzlösung 2 bis 20 Gewichtsprozent eines Fluorid-Ionen Donors, 15 bis 60 Gewichtsprozent Salpetersäure und 20 bis 83 Gewichtsprozent Wasser umfaßt, und c) die Ätzlösung wird von dem Substrat entfernt. Die Ätzlösung wird auch in einem Verfahren zur Strukturierung von wismuthaltigen Oxidfilmen verwendet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ät­ zen von wismuthaltigen Oxidfilmen. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Strukturierung von wis­ muthaltigen Oxidfilmen.
Ferroelektrische Speicheranordnungen besitzen gegenüber herkömmlichen Speicheranordnungen, wie beispielsweise DRAMs und SRAMs, den Vorteil, daß die gespeicherte Information auch bei einer Unterbrechung der Spannungs- bzw. Stromversorgung nicht verloren geht sondern gespeichert bleibt. Diese Nicht­ flüchtigkeit ferroelektrischer Speicheranordnungen beruht auf der Tatsache, daß bei ferroelektrischen Materialien die durch ein äußeres elektrisches Feld eingeprägte Polarisation auch nach Abschalten des äußeren elektrischen Feldes im wesentli­ chen beibehalten wird. Ferroelektrische Schichten, z. B. aus PZT (Blei-Zirkon-Titanat), lassen sich z. B. gemäß US 5,510,651 naßchemisch un­ ter Verwendung von HF, HNO3 und H2O2 strukturieren. Um ferro­ elektrische Speicheranordnungen, insbesondere hoch integrier­ te ferroelektrische Speicheranordnungen, herstellen zu kön­ nen, wurde vorgeschlagen, wismuthaltige Mischoxide, bei­ spielsweise Strontiumwismuttantalat (SBT, SrBi2Ta2O9), als ferroelektrische Schicht zu verwenden.
Leider hat sich herausgestellt, daß in der Regel wis­ muthaltige Mischoxide mit einem RIE-Verfahren gemäß US 5,873,977 nur unzureichend strukturiert werden können. Der Ätzabtrag beruht, auch bei der Verwendung reaktiver Gase wie z. B. Sauerstoff, Chlor, Brom, Chlorwasserstoff oder Bromwas­ serstoff, überwiegend oder fast ausschließlich auf dem physi­ kalischen Anteil der Ätzung. Dementsprechend weist die Ätzung so gut wie keine Selektivität zu anderen Materialien auf und es läßt sich in der Regel nur eine schlechte Maßhaltigkeit der Strukturierung erzielen.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Ätzverfahren bereitzustellen, welches die oben be­ schriebenen Nachteile deutlich vermindert bzw. ganz vermei­ det. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung ein Ätzverfahren bereitzustellen, mit dem sowohl unge­ temperte wismuthaltige Oxidfilme sowie getemperte wismuthal­ tige, insbesondere Strontiumwismuttantalat umfassende Oxid­ filme, geätzt werden können.
Diese Aufgabe löst die Erfindung durch das in dem unab­ hängigen Patentanspruch 1 angegebene Verfahren zum Ätzen von Oxidfilmen, sowie durch das in dem unabängigen Patentanspruch 11 angegebene Verfahren zur Strukturierung von Oxidfilmen. Weitere vorteilhafte Details, Aspekte und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Ver­ fahren zum Ätzen von Oxidfilmen, die zumindest ein wismuthal­ tiges Oxid, insbesondere ein ferroelektrisches wismuthaltiges Mischoxid, umfassen. Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte: ein Substrat wird bereitgestellt, auf dem zumindest ein Oxidfilm, der zumindest ein wismuthaltiges Oxid umfaßt, aufgebracht ist; eine Ätzlösung wird mit dem Substrat in Kon­ takt gebracht, so daß die Ätzlösung mit dem Oxidfilm reagie­ ren kann, wobei die Ätzlösung 2 bis 20 Gewichtsprozent eines Fluorid-Ionen Donors, 15 bis 60 Gewichtsprozent Salpetersäure und 20 bis 83 Gewichtsprozent Wasser umfaßt; und die Ätzlo­ sung wird von dem Substrat entfernt.
Der Begriff "Fluorid-Ionen Donor" umfaßt hierbei alle fluoridhaltigen Verbindungen, die in wäßriger Lösung zumin­ dest teilweise in Fluoridanionen und Gegenkationen dissozie­ ren. In bevorzugten Ausführungsformen ist der Fluorid-Ionen Donor Ammoniumfluorid NH4F und/oder Ammoniumhydrogenfluorid NH4HF2.
Der Begriff "in Kontakt bringen" umfaßt hierbei alle beim nasschemischen Ätzen gebräuchlichen Methoden, insbeson­ dere das Eintauchen des Substrats in die Ätzlösung oder das Besprühen des Substrates mit der Ätzlösung.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung um­ faßt die Ätzlösung zur pH-Wert Regulierung zusätzlich Mine­ ralsäuren, insbesondere Salzsäure HCl oder Schwefelsäure H2SO4 und/oder anorganische Salze von Mineralsäuren, insbe­ sondere Ammoniumchlorid NH4Cl oder Ammoniumbromid NH4Br. Durch diese Zusätze kann eine Acidifizierung oder Pufferung erreicht werden, wodurch die Ätzlösung variabel auf die Ei­ genschaften des zu ätzenden Films eingestellt werden kann. Weiterhin kann durch diese Zusätze die Polarität der Ätzlö­ sung beeinflußt werden und individuell auf die Löslichkeit der Endprodukte des Ätzprozesses abgestimmt werden.
Zusätzlich kann die Ätzlösung organische oberflächenak­ tive Stoffe enthalten, bevorzugt Alkohole, insbesondere Etha­ nol oder Isopropanol, und/oder Säuren, insbesondere Essigsäu­ re oder Propionsäure. Diese organischen Zusätze erlauben es die Oberflächenspannung der Ätzlösung zu modifizieren und so­ mit das Benetzungsvermögen der Ätzlösung zu regulieren.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der zu ätzende Oxidfilm ein getemperter Oxidfilm. Ohne an ei­ ne bestimmte Erklärung gebunden zu sein, wird vermutet, daß das Vorhandensein von Fluoridionen im sauren Milieu für die Wirkung der Ätze von großer Bedeutung ist. Es wird vermutet, daß die Oxidionen in der wismuthaltigen-Oxidschicht durch die Säure protoniert werden und somit in Hydroxidionen überführt werden. Diese könnten durch Fluoridionen, die einen ver­ gleichbaren Ionenradius wie die Hydroxidionen aufweisen, leicht ersetzt werden. Dies führt zu einer Bildung von säure­ löslichen Fluoridkomplexen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsge­ mäßen Verfahrens wird ein Oxidfilm geätzt, der aus einer Mi­ schung von Strontiumoxid SrO, Wismuttrioxid Bi2O3 und Tantal­ pentaoxid Ta2O5 besteht. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt der zu ätzende Oxidfilm zumindest eines der Oxide der Gruppe beste­ hend aus Strontiumwismuttantalat SrBi2Ta2O9, Strontiumwismut­ tantalat-Derivaten, in denen Tantal zumindest teilweise durch ein anderes Metall aus der Gruppe der Übergangsmetalle oder Lanthanoiden ersetzt ist, Wismuttitanat Bi4Ti3O12, sowie den Strontiumwismuttitanaten SrBi4Ti4O15 und Sr2Bi4Ti5O18, umfaßt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfaßt der Oxidfilm zumindest ein Niob-dotiertes Oxid der allgemeinen Zusammensetzung SrBi2Ta2-xNbxO9 mit 0 ≦ x ≦ 2. Die erfindungsgemä­ ßen wismuthaltigen Oxidfilme können hierbei nach allen in der Halbleitertechnologie üblichen Verfahren auf das Substrat aufgebracht werden, insbesondere durch CVD-, Sol-Gel-, oder Sputterverfahren.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Verfahren wird das Substrat nach dem Entfer­ nen der Ätzlösung mit einer wäßrigen Salzsäurelösung behan­ delt. Durch diese Behandlung können Rückstände, die eventuell nach dem Einwirken und dem Entfernen der Ätzlösung auf dem Substrat zurückbleiben, einfach und schnell von dem Substrat entfernt werden und somit die Oberfläche des Substrates für eine weitere Bearbeitung vorbereitet werden.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahren wird die Einwirkung der Ätzlösung auf den Oxid­ film durch mechanisches Reiben unterstützt. Dadurch kann die Einwirkungszeit, die nötig ist, um den Oxidfilm aufzulösen weiter herabgesetzt werden und somit das Verfahren beschleu­ nigt werden. Unter mechanischem Reiben sind hier insbesondere die dem Fachmann bekannten Methoden des mechanischen Polie­ rens oder chemisch-mechanischen Polierens zu verstehen.
Die vorliegende Erfindung umfaßt weiterhin ein Verfahren zur Strukturierung von Oxidfilmen, die zumindest ein wismut­ haltiges Oxid, insbesondere ein ferroelektrisches wismuthal­ tiges Mischoxid, umfassen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: ein Substrat wird bereitgestellt, daß auf seiner Oberfläche einen Oxidfilm, der zumindest ein wismut­ haltiges Oxid umfaßt, aufweist; eine Maske wird auf dem Oxid­ film aufgebracht; eine Ätzlösung wird mit dem Substrat in Kontakt gebracht, so daß die Ätzlösung mit den nicht durch die Maske abgedeckten Bereichen des Oxidfilms reagieren kann, wobei die Ätzlösung 2 bis 20 Gewichtsprozent eines Fluorid- Ionen Donors, 15 bis 60 Gewichtsprozent Salpetersäure und 20 bis 80 Gewichtsprozent Wasser umfaßt; die Ätzlösung wird von dem Substrat entfernt; und die Maske wird entfernt.
Die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren sind sowohl für getemperte als auch ungetemperte wismuthaltige Oxidfilme geeignet. Da die getemperten Oxidfilme häufig eine höhere chemische Resistenz gegenüber Ätzlösungen aufweisen, ermöglicht das Ätzen von ungetemperten Filmen den Einsatz von stark verdünnten Ätzlösungen, die ein für das Substrat scho­ nenderes Ätzen erlauben.
In einer Variante des Verfahrens zur Strukturierung von Oxidfilmen wird nach der Aufbringung eines Strontiumwismut­ tantalat-Oxidfilms auf das Substrat und nach deren Temperung ein Photolack auf die Oxidschicht aufgebracht. Geeigenete Photolacke und Methoden zu deren Aufbringung sind dem Fach­ mann bekannt. Nach gängigen Methoden wird der Photolack durch eine Maske belichtet und anschließend entwickelt und von den unbelichteten Bereichen wieder entfernt. Anschließend wird eine in den Patentansprüchen beschriebene Ätzlösung geeigne­ ter Verdünnung mit dem Substrat in Kontakt gebracht, so daß die Ätzlösung auf den Oxidfilm einwirken kann. Nach der ge­ eigneten Ätzdauer, in welcher der Oxidfilm in den Bereichen entfernt wird, die nicht durch den Photolack geschützt wer­ den, wird die Ätzlösung von dem Substrat entfernt. Allgemein erfolgt die Entfernung der Ätzlösung von dem Substrat in der vorliegenden Erfindung nach den in der Halbleitertechnologie bekannten Methoden. Insbesondere kann dies durch Entfernen des Substrates aus der Ätzlösung erfolgen, oder durch ein Spülen des Substrates mit einer oder mehreren Waschlösungen, wie z. B. Wasser. Möglich ist auch eine Kombination, so daß das Substrat nach dem Entfernen aus der Ätzlösung noch mit einer oder mehreren Waschlösungen nachbehandelt werden kann. Insbesondere kann zur Beschleunigung der Trocknung des geätz­ ten Substrates, dieses mit leicht flüchtigen, vorzugsweise wassermischbaren Lösemitteln, wie z. B. Aceton nachgespült werden. Nach dem Entfernen der Ätzlösung von dem Substrat wird dann der Photolack entfernt.
In einer weiteren Variante des Verfahrens zur Struktu­ rierung von Oxidfilmen, erfolgt die Strukturierung vor dem Tempern des Oxidfilms. Dazu wird auf die auf dem Substrat ab­ geschiedene Oxidschicht durch gängige Methoden, wie oben be­ schrieben, eine strukturierte Photolackschicht aufgebracht und anschließend mittels einer in der Patentanmeldung be­ schriebenen Ätzlösung in den unabgedeckten Bereichen ent­ fernt. In dieser Variante des Verfahrens können im allgemei­ nen verdünntere Ätzlösungen eingesetzt werden, um die Entfer­ nung der Oxidschicht zu bewerkstelligen. Dies ist von Vor­ teil, wenn das Substrat besonders schonend geätzt werden soll, also eine mögliche Reaktion des Substrats mit der Ätz­ lösung vermieden werden soll.
Im weiteren sollen die erfindungsgemäßen Verfahren an­ hand von Beispielen näher erläutert werden.
1. Ätzlösungen
Geeignete Ätzlösungen für die erfindungsgemäßen Verfah­ ren können wie folgt erhalten werden:
Ätzlösung 1: 1.25 g Ammoniumfluorid NH4F werden in 6.8 g 65%iger Salpetersäure HNO3 gelöst.
Ätzlösung 1a: Ein Gewichtsanteil der Ätzlösung 1 wird mit ei­ nem Gewichtsanteil deionisierten Wasser H2O verdünnt.
Ätzlösungen 1b: Ein Gewichtsanteil der Ätzlösung 1 wird mit zwei Gewichtsanteilen deionisierten Wasser H2O verdünnt.
Ätzlösung 2: 1.9 g Ammoniumhydrogenfluorid NH4HF2 werden in 7.0 g 65% Salpetersäure gelöst.
Ätzlösung 2a: Ein Gewichtsanteil der Ätzlösung 2 wird mit ei­ nem Gewichtsanteil deionisierten Wasser H2O verdünnt.
Ätzlösungen 2b: Ein Gewichtsanteil der Ätzlösung 2 wird mit zwei Gewichtsanteilen deionisierten Wasser H2O verdünnt.
In der folgenden Tabelle 1 sind die Zusammensetzungen, sowie die Gewichtsanteile der Komponenten zueinander, aufge­ führt.
Tabelle 1
Zusammensetzungen der Ätzlösungen 1, 1a, 1b, 2, 2a und 2b
2. Ätzverfahren
Durch einen CVD-Prozess wird auf einer Pt-Elektrode bei einer Temperatur von etwa 430°C ein SrO/Bi2O3/Ta2O5 Film mit einer Dicke von 120 nm abgeschieden. Der Film hat eine Zusam­ mensetzung, in der Sr, Bi und Ta in einem Verhältnis von 18% Sr, 45% Bi und 37% Ta vorliegen. Anschließend wird die Pt- Elektrode mit dem SrO/Bi2O3/Ta2O5 Film bei einer Temperatur von etwa 800°C für eine Stunde in einer O2-Atmosphäre getem­ pert.
Anschließend werden auf je einer 4 cm2 (2 × 2 cm) großen Probe jeweils 10 Tropfen einer der oben aufgeführten Ätzlö­ sungen 1, 1a, 1b, 2, 2a und 2b aufgebracht, um die Keramik­ schichten wieder zu entfernen. Nach einer bestimmten Ätzdauer kommt die silbrige Farbe der Pt-Elektrode wieder zum Vor­ schein. Die jeweiligen Ätzdauern sind in Tabelle 2 für die unterschiedlichen Proben aufgelistet. Anschließend wird die Probe mit deionisiertem Wasser gespült und getrocknet. Zur Beschleunigung des Trockenvorgangs kann die Probe nach der Spülung mit dem deionisiertem Wasser zusätzlich mit Aceton gespült werden.
Bei Anwendung der unverdünnten Aetzmischungen 1 und 2 wird gelegentlich die Bildung eines Rückstandes beobachtet. Diese Rückstandbildung tritt in Abhängigkeit von der Filmzu­ sammensetzung und der Vorbehandlung des Films, wie z. B. den Temperbedingungen, auf. Diese Rückstände können jedoch durch die Anwendung von wäßriger Salzsäure wieder entfernt werden. In konzentrierter Salzsäure lösen sich die Rückstände inner­ halb weniger Sekunden auf. Die Oberflächenanalyse durch XRF Untersuchung zeigt, daß auf den geätzten Flächen kein Film­ rückstände mehr vorhanden sind.
Die Ätzdauer kann zusätzlich durch mechanisches Reiben beschleunigt werden. Im Laborversuch erfolgt dies durch das Reiben mit einem mit Baumwolle beschichteten Stäbchen. Neben der Beschleunigung des Ätzvorganges wird so auch eine Rück­ standsbildung vermieden.
Tabelle 2
Ätzdauern bei Anwendung der verschiedenen Lösungen
Modifizierung der Ätzlösungen
Als zusätzliche Komponenten können die in den erfindungs­ gemäßen Verfahren verwendeten Ätzlösungen noch pH-Wert regu­ lierende Zusätze und oberflächenaktive Zusätze umfassen.
Durch die Zumischung von weiteren anorganischen Komponen­ ten, wie z. B. NH4Cl, NH4Br oder anorganischen Mineralsäuren wie HCl oder H2SO4 kann eine Pufferbildung bzw. eine Acidifi­ zierung der Ätzlösungen erreicht werden. Darüber hinaus kann die Polarität der Ätzlösung durch diese Zusätze beeinflußt werden und somit die Löslichkeit der Endprodukte des Ätzvor­ gangs weiter verbessert werden.
Durch die Zumischung von organischen Verbindungen kann eine Modifizierung der Oberflächenspannung der Ätzlösung er­ reicht werden, und somit das Benetzungsvermögen der Ätzlösung reguliert werden. Besonders geeignete Verbindungsklassen sind Alkohole, insbesondere Äthanol oder Isopropanol, und Säuren, insbesondere Essigsäure oder Propionsäure.
Beispiele für geeignete Oxidschichten
Allgemein ermöglicht die Erfindung das Ätzen und/oder Strukturieren von Oxidfilmen, die zumindest ein wismuthalti­ ges Oxid, insbesondere ein ferroelektrisches wismuthaltiges Mischoxid, umfassen.
Beispielsweise können mit dem mit den erfindungsgemäßen Verfahren Schichten aus einer Mischung von Strontiumoxid SrO, Wismuttrioxid Bi2O3 und Tantalpentaoxid Ta2O5 geätzt oder strukturiert werden. Weiterhin eignen sich die erfindungsge­ mäßen Verfahren zur Ätzung oder Strukturierung von Schichten aus Strontiumwismuttantalat SrBi2Ta2O9 oder Strontiumwismut­ tantalat-Derivaten, in denen Tantal zumindest teilweise durch ein anderes Metall aus der Gruppe der Übergangsmetalle oder Lanthanoiden ersetzt ist. Solche Derivate sind z. B. ein Niob­ dotierte Oxide der allgemeinen Zusammensetzung SrBi2Ta2-xNbxO9 mit 0 ≦ x ≦ 2. Weitere geeignete Schichtenmaterialien sind Wis­ muttitanat Bi4Ti3O12, sowie die Strontiumwismuttitanate SrBi4Ti4O15 und Sr2Bi4Ti5O18.

Claims (20)

1. Verfahren zum Ätzen von Oxidfilmen, die zumindest ein wismuthaltiges Oxid, insbesondere ein ferroelektrisches wismuthaltiges Mischoxid, umfassen, mit den Schritten:
  • a) ein Substrat wird bereitgestellt, auf dem zumindest ein Oxidfilm, der zumindest ein wismuthaltiges Oxid umfaßt, aufgebracht ist,
  • b) eine Ätzlösung wird mit dem Substrat in Kontakt ge­ bracht, so daß die Ätzlösung mit dem Oxidfilm reagie­ ren kann, wobei die Ätzlösung 2 bis 20 Gewichtspro­ zent eines Fluorid-Ionen Donors, 15 bis 60 Gewichts­ prozent Salpetersäure und 20 bis 83 Gewichtsprozent Wasser umfaßt, und
  • c) die Ätzlösung wird von dem Substrat entfernt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluoridionen-Donor Ammoniumfluorid NH4F und/oder Ammoniumhydrogenfluorid NH4HF2 ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzlösung zusätzlich Mineralsäuren, insbesondere Salzsäure HCl oder Schwefelsäure H2SO4 und/oder anorga­ nische Salze von Mineralsäuren, insbesondere Ammonium­ chlorid NH4Cl oder Ammoniumbromid NH4Br, zur pH-Wert Re­ gulierung umfaßt.
4. Verfahren nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzlösung zusätzlich organische oberflächenakti­ ve Stoffe enthält, bevorzugt Alkohole, insbesondere Äthanol oder Isopropanol, und/oder Säuren, insbesondere Essigsäure oder Propionsäure, umfaßt.
5. Verfahren nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidschicht eine getemperte Oxidschicht ist.
6. Verfahren nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidfilm aus einer Mischung von Strontiumoxid SrO, Wismuttrioxid Bi2O3 und Tantalpentaoxid Ta2O5 be­ steht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidfilm zumindest eines der Oxide der Gruppe bestehend aus Strontiumwismuttantalat SrBi2Ta2O9, Stron­ tiumwismuttantalat-Derivaten, in denen Tantal zumindest teilweise durch ein anderes Metall aus der Gruppe der Übergangsmetalle oder Lanthanoiden ersetzt ist, Wismut­ titanat Bi4Ti3O12, sowie den Strontiumwismuttitanaten SrBi4Ti4O15 und Sr2Bi4Ti5O18, umfaßt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidfilm zumindest ein Niob-dotiertes Oxid der allgemeinen Zusammensetzung SrBi2Ta2-xNbxO9 mit 0 ≦ x ≦ 2 um­ faßt.
9. Verfahren nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat nach dem Entfernen der Ätzlösung mit einer wäßrigen Salzsäurelösung behandelt wird.
10. Verfahren nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung der Ätzlösung auf den Mischoxidfilm durch mechanisches Reiben unterstützt wird.
11. Verfahren zur Strukturierung von Oxidfilmen, die zumin­ dest ein wismuthaltiges Oxid, insbesondere ein ferro­ elektrisches wismuthaltiges Mischoxid, umfassen, mit den Schritten:
  • a) ein Substrat wird bereitgestellt, daß auf seiner Oberfläche einen Oxidfilm, der zumindest ein wismut­ haltiges Oxid umfaßt, aufweist,
  • b) eine Maske wird auf dem Oxidfilm aufgebracht,
  • c) eine Ätzlösung wird mit dem Substrat in Kontakt ge­ bracht, so daß die Ätzlösung mit den nicht durch die Maske abgedeckten Bereichen des Oxidfilms reagieren kann, wobei die Ätzlösung 2 bis 20 Gewichtsprozent eines Fluorid-Ionen Donors, 15 bis 60 Gewichtsprozent Salpetersäure und 20 bis 80 Gewichtsprozent Wasser umfaßt,
  • d) die Ätzlösung wird von dem Substrat entfernt, und
  • e) die Maske wird entfernt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluoridionen-Donor Ammoniumfluorid NH4F und/oder Ammoniumhydrogenfluorid NH4HF2 ist.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzlösung zusätzlich Mineralsäuren, insbesondere Salzsäure HCl oder Schwefelsäure H2SO4 und/oder anorga­ nische Salze von Mineralsäuren, insbesondere Ammonium­ chlorid NH4Cl oder Ammoniumbromid NH4Br, zur pH-Wert Re­ gulierung umfaßt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzlösung zusätzlich organische oberflächenakti­ ve Stoffe enthält, bevorzugt Alkohole, insbesondere Äthanol oder Isopropanol, und/oder Säuren, insbesondere Essigsäure oder Propionsäure, umfaßt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidschicht eine getemperte Oxidschicht ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidfilm aus einer Mischung von Strontiumoxid SrO, Wismuttrioxid Bi2O3 und Tantalpentaoxid Ta2O5 be­ steht.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidfilm zumindest eines der Oxide der Gruppe bestehend aus Strontiumwismuttantalat SrBi2Ta2O9, Stron­ tiumwismuttantalat-Derivaten, in denen Tantal zumindest teilweise durch ein anderes Metall aus der Gruppe der Übergangsmetalle oder Lanthanoiden ersetzt ist, Wismut­ titanat Bi4Ti3O12, sowie den Strontiumwismuttitanaten SrBi4Ti4O15 und Sr2Bi4Ti5O18, umfaßt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidfilm zumindest ein Niob-dotiertes Oxid der allgemeinen Zusammensetzung SrBi2Ta2-xNbxO9 mit 0 ≦ x ≦ 2 um­ faßt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat nach dem Entfernen der Ätzlösung mit einer wäßrigen Salzsäurelösung behandelt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung der Ätzlösung auf den Mischoxidfilm durch mechanisches Reiben unterstützt wird.
DE19937503A 1999-08-09 1999-08-09 Verfahren zum Ätzen von wismuthaltigen Oxidfilmen Expired - Fee Related DE19937503C1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19937503A DE19937503C1 (de) 1999-08-09 1999-08-09 Verfahren zum Ätzen von wismuthaltigen Oxidfilmen
PCT/DE2000/002652 WO2001011673A2 (de) 1999-08-09 2000-08-09 Verfahren zum ätzen von wismuthaltigen oxidfilmen
EP00958225A EP1203405A2 (de) 1999-08-09 2000-08-09 Verfahren zum ätzen von wismuthaltigen oxidfilmen
JP2001516233A JP2003506895A (ja) 1999-08-09 2000-08-09 ビスマス含有酸化膜のエッチング方法
CNB008114781A CN1252802C (zh) 1999-08-09 2000-08-09 刻蚀含铋氧化物膜的方法
KR10-2002-7001722A KR100463364B1 (ko) 1999-08-09 2000-08-09 비스무트 함유 산화물막 에칭 방법 및 구조화 방법
TW089115935A TW466635B (en) 1999-08-09 2000-08-10 Method to etch and structurize the oxide-films
US10/073,829 US6669857B2 (en) 1999-08-09 2002-02-11 Process for etching bismuth-containing oxide films

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19937503A DE19937503C1 (de) 1999-08-09 1999-08-09 Verfahren zum Ätzen von wismuthaltigen Oxidfilmen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19937503C1 true DE19937503C1 (de) 2001-01-04

Family

ID=7917703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19937503A Expired - Fee Related DE19937503C1 (de) 1999-08-09 1999-08-09 Verfahren zum Ätzen von wismuthaltigen Oxidfilmen

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6669857B2 (de)
EP (1) EP1203405A2 (de)
JP (1) JP2003506895A (de)
KR (1) KR100463364B1 (de)
CN (1) CN1252802C (de)
DE (1) DE19937503C1 (de)
TW (1) TW466635B (de)
WO (1) WO2001011673A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10244862B4 (de) * 2002-09-23 2006-09-14 IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectronics/Institut für innovative Mikroelektronik Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements mit einer Praseodymoxid-Schicht

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040188385A1 (en) * 2003-03-26 2004-09-30 Kenji Yamada Etching agent composition for thin films having high permittivity and process for etching
CN101233601A (zh) * 2005-06-13 2008-07-30 高级技术材料公司 在金属硅化物形成后用于选择性除去金属或金属合金的组合物及方法
KR101294906B1 (ko) 2006-11-16 2013-08-08 동우 화인켐 주식회사 반도체 소자 제조공정의 선택적 식각액
US20080116170A1 (en) * 2006-11-17 2008-05-22 Sian Collins Selective metal wet etch composition and process
WO2010086745A1 (en) * 2009-02-02 2010-08-05 Atmi Taiwan Co., Ltd. Method of etching lanthanum-containing oxide layers
JP2013102089A (ja) * 2011-11-09 2013-05-23 Adeka Corp チタン酸鉛系材料用エッチング剤組成物
KR20140086668A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 동우 화인켐 주식회사 금속 산화물막의 식각액 조성물
KR20140086666A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 동우 화인켐 주식회사 금속 산화물막의 식각액 조성물
KR20140086669A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 동우 화인켐 주식회사 금속 산화물막의 식각액 조성물
KR102456079B1 (ko) 2014-12-24 2022-11-21 삼성디스플레이 주식회사 산화물 제거용 세정 조성물 및 이를 이용한 세정 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5510651A (en) * 1993-06-07 1996-04-23 Motorola, Inc. Semiconductor device having a reducing/oxidizing conductive material
US5873977A (en) * 1994-09-02 1999-02-23 Sharp Kabushiki Kaisha Dry etching of layer structure oxides

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3925079A (en) * 1972-06-16 1975-12-09 Richard W F Hager Decorative article and method of making same
JPS5810852A (ja) * 1981-07-10 1983-01-21 Fujitsu Ltd 半導体装置
US4759823A (en) 1987-06-02 1988-07-26 Krysalis Corporation Method for patterning PLZT thin films
US5708302A (en) * 1995-04-26 1998-01-13 Symetrix Corporation Bottom electrode structure for dielectric capacitors
EP0968979A1 (de) * 1998-06-30 2000-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Ätzen von Metalloxidkeramiken auf Bi-Basis

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5510651A (en) * 1993-06-07 1996-04-23 Motorola, Inc. Semiconductor device having a reducing/oxidizing conductive material
US5873977A (en) * 1994-09-02 1999-02-23 Sharp Kabushiki Kaisha Dry etching of layer structure oxides

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10244862B4 (de) * 2002-09-23 2006-09-14 IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectronics/Institut für innovative Mikroelektronik Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements mit einer Praseodymoxid-Schicht

Also Published As

Publication number Publication date
CN1399792A (zh) 2003-02-26
CN1252802C (zh) 2006-04-19
KR20020027531A (ko) 2002-04-13
US6669857B2 (en) 2003-12-30
JP2003506895A (ja) 2003-02-18
KR100463364B1 (ko) 2004-12-29
WO2001011673A2 (de) 2001-02-15
WO2001011673A3 (de) 2001-07-05
EP1203405A2 (de) 2002-05-08
US20020130105A1 (en) 2002-09-19
TW466635B (en) 2001-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69816219T2 (de) Reinigungsnachbehandlung
DE19937503C1 (de) Verfahren zum Ätzen von wismuthaltigen Oxidfilmen
DE60028962T2 (de) Zusammensetzungen zum reinigen von substraten von organischen und plasmaätz-rückständen bei halbleiter-vorrichtungen
DE69734868T2 (de) Zusammensetzung und verfahren zum chemisch-mechanischen polieren
DE69916728T2 (de) Verfahren zur Reinigung eines Halbleitersubstrats
DE69734138T2 (de) Suspension zum chemisch-mechanischen Polieren von Kupfersubstraten
DE19926711B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines ferroelektrischen Speicherbauelements
DE60118015T2 (de) Fotoresist-entfernungs-/reinigungszusammensetzungen mit aromatischen säureinhibitoren
DE10237042B4 (de) Zusammensetzung und Verfahren zur Resistentfernung
DE112010004081B4 (de) Rezeptur für die Rotationsbeschichtung und Verfahren zum Ablösen eines ionenimplantierten Fotolacks
DE69916684T3 (de) Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung zum Photoresist-Entschichten
DE112015000396B4 (de) Verfahren zum selektiven Ätzen von Molybdän oder Titan auf einem Oxidhalbleiterfilm und Verfahren zur Herstellung eines Transistors
DE2447670C3 (de) Verfahren zum selektiven Ätzen einer auf einem Substrat befindlichen Siliciumoxidschicht
EP0204189B1 (de) Verfahren zum mechanisch-chemischen Polieren von Siliciumscheiben
DE19829863B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
JP2002025967A (ja) 強誘電体膜の損傷層を除去するための清浄液及びこれを利用した清浄方法
DE3821231A1 (de) Entschichterloesung fuer gehaertete positivlacke
DE2545153C2 (de) Verfahren zum Freilegen einer metallischen Leiterschicht
DE102009045114A1 (de) Verfahren zur nasschemischen Strukturierung von supraleitenden, ferromagnetischen oder ferroelektrischen Oxiden bevorzugt auf Basis von Elektronen-Strahl-Lithographie
DE2546316C2 (de) Verfahren zur Behandlung von Körpern mit einem Fluorid enthaltenden Ätzmittel und seine Anwendung bei der Herstellung von Halbleiteranordnungen
DE19511236A1 (de) Reinigungsflüssigkeit für Silizium-Wafer und Verfahren zur Reinigung von Silizium-Wafern unter Verwendung dieser Reinigungsflüssigkeit
WO2002045148A2 (de) Reinigungslösung für halbleiterscheiben im beol-bereich
DE4117489A1 (de) Chemische politur einer oberflaeche eines kupfer enthaltenden keramischen supraleiters
DE2529865C2 (de) Wäßrige Ätzlösung zum selektiven Ätzen von Siliciumdioxidschichten auf Halbleiterkörpern
DE2605582C3 (de) Verfahren zum Ätzen einer Substratoberfläche aus Lithiumniobat

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of patent without earlier publication of application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: QIMONDA AG, 81739 MUENCHEN, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: INFINEON TECHNOLOGIES AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: QIMONDA AG, 81739 MUENCHEN, DE

Owner name: POLARIS INNOVATIONS LTD., IE

Free format text: FORMER OWNER: QIMONDA AG, 81739 MUENCHEN, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: POLARIS INNOVATIONS LTD., IE

Free format text: FORMER OWNER: INFINEON TECHNOLOGIES AG, 85579 NEUBIBERG, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee