JP2001077078A - 酸化物および／または絶縁物のエッチング方法 - Google Patents
酸化物および／または絶縁物のエッチング方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 絶縁物をエッチングする新規の改善された方
法を提供する。 【解決手段】 半導体基板表面上のチタン酸ストロンチ
ウム層を含む絶縁性材料層をエッチングする方法であ
る。チタン酸ストロンチウム層が酸とHFとを含む被不動
態化エッチング液に浸漬され、集束光がエッチングされ
る部分のチタン酸ストロンチウム層の表面に当てられ、
被不動態化面のパッシベーションを打ち消して、視準光
を受ける表面においてのみチタン酸ストロンチウム層を
エッチングする。好適な実施例においては、被不動態化
エッチング液はHClと１０００ppm未満のHFとを含む。
法を提供する。 【解決手段】 半導体基板表面上のチタン酸ストロンチ
ウム層を含む絶縁性材料層をエッチングする方法であ
る。チタン酸ストロンチウム層が酸とHFとを含む被不動
態化エッチング液に浸漬され、集束光がエッチングされ
る部分のチタン酸ストロンチウム層の表面に当てられ、
被不動態化面のパッシベーションを打ち消して、視準光
を受ける表面においてのみチタン酸ストロンチウム層を
エッチングする。好適な実施例においては、被不動態化
エッチング液はHClと１０００ppm未満のHFとを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気的絶縁物のエッチ
ングに関し、さらに詳しくは、半導体表面上の酸化物な
どの電気的絶縁物のエッチングに関する。
ングに関し、さらに詳しくは、半導体表面上の酸化物な
どの電気的絶縁物のエッチングに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】現
在、特に半導体産業で用いられる主要な技術は、材料層
をデポジションまたは成長させ、その後で不必要な部分
をエッチングして除去することである。一般に、エッチ
ング・プロセスは、湿式または乾式エッチング手順によ
り実行することができる。通常、湿式エッチング剤は、
アンダーカット（すなわち水平エッチング）があまり多
すぎるので、望ましい用途に関しては考慮されない。し
かし、材料によっては乾式エッチング剤ではエッチング
しにくいものがある。このような材料をエッチングする
こともできるが、エッチングされる材料と残すべき材料
との間の選択性がほとんどない。
在、特に半導体産業で用いられる主要な技術は、材料層
をデポジションまたは成長させ、その後で不必要な部分
をエッチングして除去することである。一般に、エッチ
ング・プロセスは、湿式または乾式エッチング手順によ
り実行することができる。通常、湿式エッチング剤は、
アンダーカット（すなわち水平エッチング）があまり多
すぎるので、望ましい用途に関しては考慮されない。し
かし、材料によっては乾式エッチング剤ではエッチング
しにくいものがある。このような材料をエッチングする
こともできるが、エッチングされる材料と残すべき材料
との間の選択性がほとんどない。
【０００３】反応性イオン・エッチング（RIE: Reactiv
e Ion Etching）を用いると、きわめて高質量の（Ba，S
r，Ptなど）あるいは反応性が高い（Ba，Sr，Caなど）
元素を含有する材料をエッチングすることは困難であ
る。RIEプロセスの間に形成されうる揮発性の副産物を
発見することがエッチング選択性への鍵となる。Srおよ
びTiは揮発性副産物を生成しないので、土類金属酸化物
（たとえばSrTiO３，BaTiO３，BaSrTiO３など）を反応
性エッチング剤の中でエッチングすることはきわめて難
しい。現在までのところ、選択性がほとんどあるいは全
くない主として物理的エッチング条件を用いることが解
決策であった。現在、このような高誘電率（高Ｋ）材料
に関しては気体薬剤は劣っている。
e Ion Etching）を用いると、きわめて高質量の（Ba，S
r，Ptなど）あるいは反応性が高い（Ba，Sr，Caなど）
元素を含有する材料をエッチングすることは困難であ
る。RIEプロセスの間に形成されうる揮発性の副産物を
発見することがエッチング選択性への鍵となる。Srおよ
びTiは揮発性副産物を生成しないので、土類金属酸化物
（たとえばSrTiO３，BaTiO３，BaSrTiO３など）を反応
性エッチング剤の中でエッチングすることはきわめて難
しい。現在までのところ、選択性がほとんどあるいは全
くない主として物理的エッチング条件を用いることが解
決策であった。現在、このような高誘電率（高Ｋ）材料
に関しては気体薬剤は劣っている。
【０００４】望まれるエッチング特性は、垂直側壁（差
分エッチング速度が大きい），妥当なエッチング速度お
よびエッチングすべきでない他の材料に対する化学的選
択性が高いことである。約８０度よりも大きい垂直側壁
と、３〜４より大きな選択性が適切で一般的である。RI
Eエッチングに対して「物理性の」高い組成物を用いる
（たとえばスパタリング）ことにより、ほぼ垂直の側壁
が得られるが、化学的選択性は劣る。
分エッチング速度が大きい），妥当なエッチング速度お
よびエッチングすべきでない他の材料に対する化学的選
択性が高いことである。約８０度よりも大きい垂直側壁
と、３〜４より大きな選択性が適切で一般的である。RI
Eエッチングに対して「物理性の」高い組成物を用いる
（たとえばスパタリング）ことにより、ほぼ垂直の側壁
が得られるが、化学的選択性は劣る。
【０００５】従って、このような問題を解決する新規の
方法を提供することが望ましい。最も望ましい要素は：
エッチング選択性（垂直）；エッチング選択性（水
平）；および非等方性である。特定の用途においては、
シリコン上に直接的にデポジションされる土類金属酸化
物（チタン酸バリウム，チタン酸バリウム・ストロンチ
ウムまたはチタン酸ストロンチウムを含む）のエッチン
グが望ましい。さらに、エッチング中には、ゲート電極
下のチタン酸ストロンチウムはすべて残さねばならな
い。
方法を提供することが望ましい。最も望ましい要素は：
エッチング選択性（垂直）；エッチング選択性（水
平）；および非等方性である。特定の用途においては、
シリコン上に直接的にデポジションされる土類金属酸化
物（チタン酸バリウム，チタン酸バリウム・ストロンチ
ウムまたはチタン酸ストロンチウムを含む）のエッチン
グが望ましい。さらに、エッチング中には、ゲート電極
下のチタン酸ストロンチウムはすべて残さねばならな
い。
【０００６】本発明の目的は、絶縁物をエッチングする
新規の改善された方法を提供することである。
新規の改善された方法を提供することである。
【０００７】本発明の別の目的は、絶縁物とりわけ酸化
物をエッチングする新規の改善された方法を提供するこ
とである。
物をエッチングする新規の改善された方法を提供するこ
とである。
【０００８】本発明のさらに別の目的は、垂直エッチン
グ選択性，水平エッチング選択性および非等方性が改善
された、絶縁物をエッチングするための新規の改善され
た方法を提供することである。
グ選択性，水平エッチング選択性および非等方性が改善
された、絶縁物をエッチングするための新規の改善され
た方法を提供することである。
【０００９】本発明のさらに別の目的は、エッチング速
度の改善された、絶縁物をエッチングするための新規の
改善された方法を提供することである。
度の改善された、絶縁物をエッチングするための新規の
改善された方法を提供することである。
【００１０】本発明のさらに別の目的は、SrTiO３，BaT
iO３またはBaSrTiO３を含む土類金属酸化物をエッチン
グするための新規の改善された方法、さらに詳しくは、
土類金属酸化物、さらに詳しくは、シリコン上のチタン
酸ストロンチウムをエッチングするための新規の改善さ
れた方法を提供することである。
iO３またはBaSrTiO３を含む土類金属酸化物をエッチン
グするための新規の改善された方法、さらに詳しくは、
土類金属酸化物、さらに詳しくは、シリコン上のチタン
酸ストロンチウムをエッチングするための新規の改善さ
れた方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】絶縁性材料層をエッチン
グする方法により、上記とその他の目的が実現され、上
記とその他の問題点が少なくとも部分的に解決される。
本方法においては、半導体基板などの支持面上の絶縁性
材料層がエッチング液に浸漬され、一方で絶縁材料層の
表面においてパッシベーション（不動態化）材料を用い
てエッチング液が絶縁性材料層に働きかけるのを阻止
し、エッチングすべき部分の絶縁性材料層の表面上に光
を当てて、パッシベーション材料のパッシベーションを
打ち消して、光を受ける表面においてのみ絶縁性材料層
をエッチングする。集束パターンまたは光抑制マスク層
を用いて光を当てる。さらに、パッシベーション剤がエ
ッチング剤と共に存在する混合液を供給する。パッシベ
ーション剤がエッチングを阻止する一方で、表面または
光の届かない部分では光（好ましくは紫外(UV)光）が当
たらない。（UV）光が表面に当たると、表面のパッシベ
ーションが破壊されてエッチングが起こる。
グする方法により、上記とその他の目的が実現され、上
記とその他の問題点が少なくとも部分的に解決される。
本方法においては、半導体基板などの支持面上の絶縁性
材料層がエッチング液に浸漬され、一方で絶縁材料層の
表面においてパッシベーション（不動態化）材料を用い
てエッチング液が絶縁性材料層に働きかけるのを阻止
し、エッチングすべき部分の絶縁性材料層の表面上に光
を当てて、パッシベーション材料のパッシベーションを
打ち消して、光を受ける表面においてのみ絶縁性材料層
をエッチングする。集束パターンまたは光抑制マスク層
を用いて光を当てる。さらに、パッシベーション剤がエ
ッチング剤と共に存在する混合液を供給する。パッシベ
ーション剤がエッチングを阻止する一方で、表面または
光の届かない部分では光（好ましくは紫外(UV)光）が当
たらない。（UV）光が表面に当たると、表面のパッシベ
ーションが破壊されてエッチングが起こる。
【００１２】絶縁性材料層をエッチングするためのより
詳しい好適な方法により、上記とその他の目的がさらに
実現され、上記その他の問題点が少なくとも部分的に解
決される。本方法においては、チタン酸ストロンチウム
の薄層が半導体基板表面上に設けられ、１０００ppm未
満のHFを含有する酸性液が被不動態化（パッシベーショ
ンされた）エッチング液として用いられる。チタン酸ス
トロンチウム層が被不動態化エッチング液に浸漬され、
視準光がエッチングすべき部分のチタン酸ストロンチウ
ム層の被不動態化面に当てられる。視準光はチタン酸ス
トロンチウムの被不動態化面のパッシベーションを打ち
消し、被不動態化エッチング液が視準光を受けた表面の
みでチタン酸ストロンチウム層をエッチングする。
詳しい好適な方法により、上記とその他の目的がさらに
実現され、上記その他の問題点が少なくとも部分的に解
決される。本方法においては、チタン酸ストロンチウム
の薄層が半導体基板表面上に設けられ、１０００ppm未
満のHFを含有する酸性液が被不動態化（パッシベーショ
ンされた）エッチング液として用いられる。チタン酸ス
トロンチウム層が被不動態化エッチング液に浸漬され、
視準光がエッチングすべき部分のチタン酸ストロンチウ
ム層の被不動態化面に当てられる。視準光はチタン酸ス
トロンチウムの被不動態化面のパッシベーションを打ち
消し、被不動態化エッチング液が視準光を受けた表面の
みでチタン酸ストロンチウム層をエッチングする。
【００１３】
【実施例】簡単に上述したように、現在の技術で見られ
る種々の問題を解決するために新規のエッチング法を提
供することが望ましい。本エッチング法の最も望ましい
要素は；垂直エッチング断面；水平エッチング制御；
（非等方性）およびエッチングされる材料に関する他の
材料の選択性である。特定の用途においては、シリコン
上に直接デポジションされるチタン酸ストロンチウム
（バリウム，チタン酸ストロンチウムを含む）のエッチ
ングが望ましい。また、エッチング中に、ゲート電極下
にはチタン酸ストロンチウムを残さねばならない。すな
わち、水平エッチングはほとんどないか、あるいは全然
ない。さらに、Si，SiO２，およびSi３N４などの他の材
料のエッチングは、光を照射する場合もこの液内では起
こらないようにすべきである。
る種々の問題を解決するために新規のエッチング法を提
供することが望ましい。本エッチング法の最も望ましい
要素は；垂直エッチング断面；水平エッチング制御；
（非等方性）およびエッチングされる材料に関する他の
材料の選択性である。特定の用途においては、シリコン
上に直接デポジションされるチタン酸ストロンチウム
（バリウム，チタン酸ストロンチウムを含む）のエッチ
ングが望ましい。また、エッチング中に、ゲート電極下
にはチタン酸ストロンチウムを残さねばならない。すな
わち、水平エッチングはほとんどないか、あるいは全然
ない。さらに、Si，SiO２，およびSi３N４などの他の材
料のエッチングは、光を照射する場合もこの液内では起
こらないようにすべきである。
【００１４】図面を参照して、図１は本実施例ではシリ
コン基板（たとえばシリコン・ウェハ）上のチタン酸ス
トロンチウム層である、支持面１２上の絶縁性材料層１
０を示す。ここでは、層１０はエッチングしにくい任意
の絶縁性材料とすることができ、詳しくは、絶縁性材料
層１０は酸化物および／またはBa，St，Ptなどの高質量
材料および／またはBa，Sr，Caなどの高反応性材料を含
む。
コン基板（たとえばシリコン・ウェハ）上のチタン酸ス
トロンチウム層である、支持面１２上の絶縁性材料層１
０を示す。ここでは、層１０はエッチングしにくい任意
の絶縁性材料とすることができ、詳しくは、絶縁性材料
層１０は酸化物および／またはBa，St，Ptなどの高質量
材料および／またはBa，Sr，Caなどの高反応性材料を含
む。
【００１５】図２を参照して、支持面１２上の絶縁性材
料層１０が、パッシベーションされたエッチング液１
５，すなわちエッチング液１５が層１０に働きかけるこ
とを阻止するパッシベーション材料を含む液に浸漬され
る。通常、エッチング液１５は、たとえばHCl，H２SO
４，HNO３およびHPO３のうち１種を含む酸性液である酸
などのエッチャントすなわちエッチング材料を含有す
る。本発明によるエッチング液１５は、層１０の表面を
パッシベーションして、エッチャントまたはエッチング
材料が光の照射に先立って層１０をエッチングすること
を阻止する任意の材料であるパッシベーション材料をさ
らに含む。これについては、さらに詳細に後述する。
料層１０が、パッシベーションされたエッチング液１
５，すなわちエッチング液１５が層１０に働きかけるこ
とを阻止するパッシベーション材料を含む液に浸漬され
る。通常、エッチング液１５は、たとえばHCl，H２SO
４，HNO３およびHPO３のうち１種を含む酸性液である酸
などのエッチャントすなわちエッチング材料を含有す
る。本発明によるエッチング液１５は、層１０の表面を
パッシベーションして、エッチャントまたはエッチング
材料が光の照射に先立って層１０をエッチングすること
を阻止する任意の材料であるパッシベーション材料をさ
らに含む。これについては、さらに詳細に後述する。
【００１６】マスク２０が層１０の表面２５上に置か
れ、エッチングすべきでない部分すべてを覆う。ここで
は、マスク２０は周知のフォトリソグラフィック法によ
り層１０の表面２５上に直接的に形成されるハード・マ
スクであっても、層１０に隣接して配置される単純なシ
ャドウ・マスクであっても、あるいはエッチングすべき
でない表面２５の部分上に光が衝突することを防ぐ他の
任意の構造とすることもできることを理解頂きたい。も
ちろん、言うまでもなくマスク２０はエッチング液１５
内に置かれてもエッチング液１５によりエッチングされ
ない材料で形成すべきである。
れ、エッチングすべきでない部分すべてを覆う。ここで
は、マスク２０は周知のフォトリソグラフィック法によ
り層１０の表面２５上に直接的に形成されるハード・マ
スクであっても、層１０に隣接して配置される単純なシ
ャドウ・マスクであっても、あるいはエッチングすべき
でない表面２５の部分上に光が衝突することを防ぐ他の
任意の構造とすることもできることを理解頂きたい。も
ちろん、言うまでもなくマスク２０はエッチング液１５
内に置かれてもエッチング液１５によりエッチングされ
ない材料で形成すべきである。
【００１７】絶縁性材料のエッチングを行う本方法のあ
る例においては、支持面１２はシリコンまたはシリコン
含有材料などの半導体材料であり、層１０は酸化物、た
とえば、チタン酸ストロンチウムなどのアルカリ土類酸
化物である。エッチング液１５は、この例ではHClであ
る酸と、この例ではHFであるパッシベーション材料とを
含む。HFは、エッチング・プロセスをパッシベーション
して、支持面１２と層１０とを被不動態化エッチング液
１５に単純に浸漬するだけでは実質的にエッチングが起
こらないようにする。表面２５をパッシベーションする
には、液（たとえば１２．４モルHClのエッチング液）
内に約１０００ppm未満、好ましくは約５０ppmのHFが存
在すれば、必要とされるパッシベーションが起こること
がわかっている。ここでは、支持面１２と層１０を被不
動態化エッチング液１５内に初期導入後比較的少量（た
とえば一般的に数層の単層または１０Å未満）のエッチ
ングが起こることに注目されたい。しかし、このエッチ
ングは初期の少量エッチングの後停止して、続かない。
る例においては、支持面１２はシリコンまたはシリコン
含有材料などの半導体材料であり、層１０は酸化物、た
とえば、チタン酸ストロンチウムなどのアルカリ土類酸
化物である。エッチング液１５は、この例ではHClであ
る酸と、この例ではHFであるパッシベーション材料とを
含む。HFは、エッチング・プロセスをパッシベーション
して、支持面１２と層１０とを被不動態化エッチング液
１５に単純に浸漬するだけでは実質的にエッチングが起
こらないようにする。表面２５をパッシベーションする
には、液（たとえば１２．４モルHClのエッチング液）
内に約１０００ppm未満、好ましくは約５０ppmのHFが存
在すれば、必要とされるパッシベーションが起こること
がわかっている。ここでは、支持面１２と層１０を被不
動態化エッチング液１５内に初期導入後比較的少量（た
とえば一般的に数層の単層または１０Å未満）のエッチ
ングが起こることに注目されたい。しかし、このエッチ
ングは初期の少量エッチングの後停止して、続かない。
【００１８】エッチング・プロセスを始めるには、光
（図３の矢印２２）をエッチングすべき層１０の表面２
５に当てる。この光は、エッチングすべき材料のバンド
ギャップとほぼ等しいかあるいはそれよりも大きなエネ
ルギを持つ紫外（UV）光を少なくとも含むことが好まし
い。この光は、表面に結合するパッシベーションの励起
エネルギに合わせることもできる。好適な実施例におい
ては、光は集束または視準されて、側壁やエッチングす
べきでない他の部分に光が不用意に当たらないようにす
る。しかし、多くの用途においては、表面２５上に直接
置かれたマスク２０と、妥当に照射することのできる光
源とを用いるだけで、所期の目的を果たすには充分であ
る。レーザを用いることによって自然に視準される光源
を利用することができるが、レンズおよびアパーチャに
より少なくとも部分的に視準または集束される光などの
光源を用いることができる（たとえばレチクル・マスク
を伴うステッパ光）。図４に光の集束パターンの利用例
を示す。レンズを通り濾波された水銀アーク・ランプが
コストが安くUV範囲の強度が高いために好ましい。エッ
チングすべき部分の層１０の表面に視準光を当てること
で表面２５のパッシベーションが打ち消され、層１０の
視準光を受けた部分のみのエッチングが始まり、光があ
る限り続く。
（図３の矢印２２）をエッチングすべき層１０の表面２
５に当てる。この光は、エッチングすべき材料のバンド
ギャップとほぼ等しいかあるいはそれよりも大きなエネ
ルギを持つ紫外（UV）光を少なくとも含むことが好まし
い。この光は、表面に結合するパッシベーションの励起
エネルギに合わせることもできる。好適な実施例におい
ては、光は集束または視準されて、側壁やエッチングす
べきでない他の部分に光が不用意に当たらないようにす
る。しかし、多くの用途においては、表面２５上に直接
置かれたマスク２０と、妥当に照射することのできる光
源とを用いるだけで、所期の目的を果たすには充分であ
る。レーザを用いることによって自然に視準される光源
を利用することができるが、レンズおよびアパーチャに
より少なくとも部分的に視準または集束される光などの
光源を用いることができる（たとえばレチクル・マスク
を伴うステッパ光）。図４に光の集束パターンの利用例
を示す。レンズを通り濾波された水銀アーク・ランプが
コストが安くUV範囲の強度が高いために好ましい。エッ
チングすべき部分の層１０の表面に視準光を当てること
で表面２５のパッシベーションが打ち消され、層１０の
視準光を受けた部分のみのエッチングが始まり、光があ
る限り続く。
【００１９】純粋なHCl（１２．４モルHCl溶液）はエッ
チャントとして、一般に毎分１０ないし１５Åの速度で
エッチングする。このプロセスにおいては、光が当てら
れるまで実質的にエッチングは起こらない（上記の少量
の初期エッチングを除く）。光が当たると、絶縁性層１
０は毎分５０Å超の速度で、一般には毎分５０ないし１
００Åの範囲の速度でエッチングされる。このため、エ
ッチングされる特定の絶縁性材料におけるエッチング速
度を決めることにより、エッチング深さを光により精密
に制御することができる。さらに、光は層１０の上面
（最初は表面２５）にしか当てられないので（エッチン
グが進行しても）、実質的には水平エッチングは起こら
ず、側壁はアンダーカットなしで実質的に垂直である。
さらに、たとえばSi，SiO２や他の材料に対するチタン
酸ストロンチウムの選択性が高いために、オーバーエッ
チングが大きくなる。このオーバーエッチングにより、
より厚いあるいはより低速でエッチングされる部分が完
全にエッチングされ、一方ですでにエッチングされた部
分は、エッチャントや光にさらに露出されても本質的に
は影響を受けない。
チャントとして、一般に毎分１０ないし１５Åの速度で
エッチングする。このプロセスにおいては、光が当てら
れるまで実質的にエッチングは起こらない（上記の少量
の初期エッチングを除く）。光が当たると、絶縁性層１
０は毎分５０Å超の速度で、一般には毎分５０ないし１
００Åの範囲の速度でエッチングされる。このため、エ
ッチングされる特定の絶縁性材料におけるエッチング速
度を決めることにより、エッチング深さを光により精密
に制御することができる。さらに、光は層１０の上面
（最初は表面２５）にしか当てられないので（エッチン
グが進行しても）、実質的には水平エッチングは起こら
ず、側壁はアンダーカットなしで実質的に垂直である。
さらに、たとえばSi，SiO２や他の材料に対するチタン
酸ストロンチウムの選択性が高いために、オーバーエッ
チングが大きくなる。このオーバーエッチングにより、
より厚いあるいはより低速でエッチングされる部分が完
全にエッチングされ、一方ですでにエッチングされた部
分は、エッチャントや光にさらに露出されても本質的に
は影響を受けない。
【００２０】きわめて少量の初期エッチング、すなわち
上記の数層の単層または１０Å未満のエッチングも許さ
れないような用途（たとえば、エッチングされる層が約
２０Å未満である構造）においては、その構造体を被不
動態化エッチング液１５に浸す前に予備的にパッシベー
ションすることができる。この初期パッシベーションま
たは予備パッシベーションは、エッチングすべき構造体
を予備パッシベーション液に浸すことにより行うことが
できる。この溶液は、上記の例では水と１０００ppm未
満のHFである。予備パッシベーションとエッチングとの
間の時間は厳密には考慮されない。すなわちある程度の
時間（数日でも）が過ぎてもよい。予備パッシベーショ
ン液はエッチングすべき層（たとえば層１０）の表面上
に初期パッシベーション層を形成し、構造体が被不動態
化エッチング液に浸漬され光が照射されると、層がエッ
チング液内に入ると考えられる。この予備パッシベーシ
ョンにより、初期の少量のエッチングが起こらず、光が
照射されるまでエッチングは起こらない。ここでは、上
記の予備パッシベーションまたは被不動態化エッチング
液のいずれにおいても、任意のパッシベーション材料を
用いることができることに注目されたい。ある例ではHF
が用いられるが、任意の有機材料など多くの他の材料
が、このプロセスにおいてエッチング抑制剤またはパッ
シベーション材料として機能する。
上記の数層の単層または１０Å未満のエッチングも許さ
れないような用途（たとえば、エッチングされる層が約
２０Å未満である構造）においては、その構造体を被不
動態化エッチング液１５に浸す前に予備的にパッシベー
ションすることができる。この初期パッシベーションま
たは予備パッシベーションは、エッチングすべき構造体
を予備パッシベーション液に浸すことにより行うことが
できる。この溶液は、上記の例では水と１０００ppm未
満のHFである。予備パッシベーションとエッチングとの
間の時間は厳密には考慮されない。すなわちある程度の
時間（数日でも）が過ぎてもよい。予備パッシベーショ
ン液はエッチングすべき層（たとえば層１０）の表面上
に初期パッシベーション層を形成し、構造体が被不動態
化エッチング液に浸漬され光が照射されると、層がエッ
チング液内に入ると考えられる。この予備パッシベーシ
ョンにより、初期の少量のエッチングが起こらず、光が
照射されるまでエッチングは起こらない。ここでは、上
記の予備パッシベーションまたは被不動態化エッチング
液のいずれにおいても、任意のパッシベーション材料を
用いることができることに注目されたい。ある例ではHF
が用いられるが、任意の有機材料など多くの他の材料
が、このプロセスにおいてエッチング抑制剤またはパッ
シベーション材料として機能する。
【００２１】かくして、絶縁体詳しくは酸化物をエッチ
ングするための新規の改善された方法が開示される。こ
の新規の改善された絶縁体エッチング方法は、垂直エッ
チング断面と、水平エッチング制御，（非等方性）およ
びエッチングすべき材料に関する他の材料のエッチング
選択性が改善される。さらに、絶縁体をエッチングする
新規の改善された方法は、エッチング速度が改善され
る。好適な実施例においては、新規の改善されたエッチ
ング方法を用いて、シリコンを含む半導体基板上のアル
カリ土類酸化物（SrTiO３，BaTiO３，BaSrTiO３を含
む）をエッチングし、HFをパッシベーション材料とする
HClエッチング液を用いる。
ングするための新規の改善された方法が開示される。こ
の新規の改善された絶縁体エッチング方法は、垂直エッ
チング断面と、水平エッチング制御，（非等方性）およ
びエッチングすべき材料に関する他の材料のエッチング
選択性が改善される。さらに、絶縁体をエッチングする
新規の改善された方法は、エッチング速度が改善され
る。好適な実施例においては、新規の改善されたエッチ
ング方法を用いて、シリコンを含む半導体基板上のアル
カリ土類酸化物（SrTiO３，BaTiO３，BaSrTiO３を含
む）をエッチングし、HFをパッシベーション材料とする
HClエッチング液を用いる。
【００２２】本発明の特定の実施例を図示および説明し
たが、当業者には更なる変更および改善が可能であろ
う。従って、本発明は図示される特定の形式に限られ
ず、添付の請求項において本発明の精神および範囲から
逸脱しないすべての変更を包含するものであることを理
解頂きたい。
たが、当業者には更なる変更および改善が可能であろ
う。従って、本発明は図示される特定の形式に限られ
ず、添付の請求項において本発明の精神および範囲から
逸脱しないすべての変更を包含するものであることを理
解頂きたい。
【図１】支持面上の絶縁性材料層の簡略な断面図であ
る。
る。
【図２】被不動態化エッチング液に浸漬された図１の構
造の簡略な断面図である。
造の簡略な断面図である。
【図３】視準光を当てて被不動態化面のパッシベーショ
ンを打ち消し、視準光を受ける表面のみで絶縁性材料層
をエッチングする図２の構造の簡略な断面図である。
ンを打ち消し、視準光を受ける表面のみで絶縁性材料層
をエッチングする図２の構造の簡略な断面図である。
【図４】照射された部分のみでエッチングが起こる光の
集束パターンを示す。
集束パターンを示す。
１０ 絶縁体層 １２ 支持面 １５ エッチング液 ２０ マスク ２２ 光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルシア・アール・サレム アメリカ合衆国アリゾナ州ギルバート、ノ ース・ニールソン・レーン30 (72)発明者 ハーランド・ジー・トンプキンス アメリカ合衆国アリゾナ州チャンドラー、 ウエスト・ミッション・ドライブ1125
Claims (4)
- 【請求項１】 絶縁性材料層をエッチングする方法であ
って：支持面（１２）上に絶縁性材料の層（１０）を設
ける段階；エッチング液（１５）を設ける段階；前記絶
縁性材料層の表面においてパッシベーション材料（２
０）を用いて、前記エッチング液が前記絶縁性材料に作
用するのを阻止しながら、前記エッチング液内に前記絶
縁性材料層を浸漬する段階；およびエッチングすべき部
分の前記絶縁性材料層の前記表面に光（２２）を当て、
前記表面のパッシベーションを打ち消し、光を受ける前
記部分のみにおいて前記絶縁性材料層の前記表面をエッ
チングする段階；によって構成されることを特徴とする
方法。 - 【請求項２】 酸化物層をエッチングする方法であっ
て：半導体基板（１２）の表面上に酸化物層（１０）を
設ける段階；エッチャントとパッシベーション材料とを
含む被不動態化エッチング液（１５）を設ける段階；前
記酸化物層を前記被不動態化エッチング液に浸漬して前
記酸化物の表面をパッシベーションする段階；およびエ
ッチングすべき部分の前記酸化物層の前記被不動態化面
に光（２２）を当てて、光を受ける前記部分のみにおい
て前記酸化物層をエッチングする段階；によって構成さ
れることを特徴とする方法。 - 【請求項３】 絶縁性材料層をエッチングする方法であ
って：半導体基板（１２）の表面上にチタン酸ストロン
チウム層（１０）を設ける段階；酸およびHFを含む被不
動態化エッチング液（１５）を設ける段階；前記チタン
酸ストロンチウム層を前記被不動態化エッチング液に浸
漬し、それによって前記チタン酸ストロンチウム層の表
面をパッシベーションする段階；およびエッチングすべ
き部分の前記チタン酸ストロンチウム層の前記被不動態
化面に光（２２）を当てて、前記チタン酸ストロンチウ
ム層の前記被不動態化面のパッシベーションを打ち消
し、視準光を受ける前記表面のみにおいて前記チタン酸
ストロンチウム層をエッチングする段階；によって構成
されることを特徴とする方法。 - 【請求項４】 絶縁性材料層をエッチングする方法であ
って：半導体基板（１２）の表面上にチタン酸ストロン
チウムの薄層（１０）を設ける段階；HFを含むパッシベ
ーション液（１５）を設ける段階；前記チタン酸ストロ
ンチウム層を前記パッシベーション液に浸漬して、前記
チタン酸ストロンチウムの表面（２５）をパッシベーシ
ョンする段階；酸とHFとを含む被不動態化エッチング液
を設ける段階；前記チタン酸ストロンチウム層を前記被
不動態化エッチング液に浸漬する段階；およびエッチン
グすべき部分の前記チタン酸ストロンチウム層の前記被
不動態化面に光（２２）を当てて、前記被不動態化面の
パッシベーションを打ち消し、光を受ける前記表面のみ
において前記チタン酸ストロンチウム層をエッチングす
る段階；によって構成されることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/362,251 US6358430B1 (en) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | Technique for etching oxides and/or insulators |
| US362251 | 1999-07-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001077078A true JP2001077078A (ja) | 2001-03-23 |
Family
ID=23425333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000222079A Pending JP2001077078A (ja) | 1999-07-28 | 2000-07-24 | 酸化物および／または絶縁物のエッチング方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6358430B1 (ja) |
| EP (1) | EP1073105A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001077078A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004235391A (ja) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Semiconductor Leading Edge Technologies Inc | エッチング装置、エッチング方法および半導体装置の製造方法 |
| KR20180120370A (ko) * | 2017-04-27 | 2018-11-06 | 고려대학교 산학협력단 | 산화갈륨 식각방법 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040043500A1 (en) * | 2002-08-27 | 2004-03-04 | Rumps J Eric | Wafer-scale microwave digestion apparatus and methods |
| 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 |
| WO2011072706A1 (de) * | 2009-12-18 | 2011-06-23 | Rena Gmbh | Verfahren zum abtragen von substratschichten |
| RU2674118C1 (ru) * | 2017-10-20 | 2018-12-04 | Акционерное общество "Ангстрем" (АО "Ангстрем") | Селективный травитель для титаната бария |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3808068A (en) * | 1972-12-11 | 1974-04-30 | Bell Telephone Labor Inc | Differential etching of garnet materials |
| US4597825A (en) | 1982-11-10 | 1986-07-01 | International Business Machines Corporation | Intermediate passivation and cleaning of compound semiconductor surfaces |
| US5643472A (en) | 1988-07-08 | 1997-07-01 | Cauldron Limited Partnership | Selective removal of material by irradiation |
| US5385633A (en) | 1990-03-29 | 1995-01-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method for laser-assisted silicon etching using halocarbon ambients |
| JPH0465815A (ja) * | 1990-07-06 | 1992-03-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パターン作成方法 |
| US5238530A (en) * | 1992-04-20 | 1993-08-24 | Texas Instruments Incorporated | Anisotropic titanate etch |
| DE69317141T2 (de) * | 1992-04-20 | 1998-06-25 | Texas Instruments Inc | Anisotropische Ätzung von Metalloxid |
| US5238529A (en) * | 1992-04-20 | 1993-08-24 | Texas Instruments Incorporated | Anisotropic metal oxide etch |
| US5201989A (en) * | 1992-04-20 | 1993-04-13 | Texas Instruments Incorporated | Anisotropic niobium pentoxide etch |
| MX9305898A (es) * | 1992-10-30 | 1995-01-31 | Texas Instruments Inc | Metodo de grabado fotoquimico anisotropico para la fabricacion decircuitos integrados. |
| US5603848A (en) * | 1995-01-03 | 1997-02-18 | Texas Instruments Incorporated | Method for etching through a substrate to an attached coating |
| US5824206A (en) | 1996-06-28 | 1998-10-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Photoelectrochemical etching of p-InP |
| US5741431A (en) | 1997-05-15 | 1998-04-21 | Industrial Technology Research Institute | Laser assisted cryoetching |
-
1999
- 1999-07-28 US US09/362,251 patent/US6358430B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-07-24 JP JP2000222079A patent/JP2001077078A/ja active Pending
- 2000-07-25 EP EP00115887A patent/EP1073105A3/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004235391A (ja) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Semiconductor Leading Edge Technologies Inc | エッチング装置、エッチング方法および半導体装置の製造方法 |
| KR20180120370A (ko) * | 2017-04-27 | 2018-11-06 | 고려대학교 산학협력단 | 산화갈륨 식각방법 |
| KR102227003B1 (ko) | 2017-04-27 | 2021-03-11 | 고려대학교 산학협력단 | 산화갈륨 식각방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1073105A2 (en) | 2001-01-31 |
| US6358430B1 (en) | 2002-03-19 |
| EP1073105A3 (en) | 2003-09-10 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20040927 |