JP2006060203A - FeRAM用途のためのPt/PGOエッチングプロセス - Google Patents
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Abstract
【課題】強誘電体層のエッチングによる損傷を最小限にするエッチング方法を提供する。
【解決手段】強誘電体層の強誘電特性を保ち、エッチング残留物を除去しながら、強誘電体層の上の貴金属上部電極をエッチングする方法は、用意された基板上にバリア層を堆積することと(14)、バリア層上に堆積された下部電極層の上に強誘電体層を堆積することと(18)、強誘電体層上に堆積された上部電極層の上に接着層を堆積すること(22)、接着層上に堆積されたハードマスクをパターニングすることと(28)、最初のエッチング工程において、エッチング残留物を生成する所定の基板RFバイアス電力で貴金属上部電極層をエッチングすること(30)、および所定のRFバイアス電力よりも低いRFバイアス電力で貴金属上部電極層と強誘電体層とをオーバーエッチングすることによって、最初のエッチング工程のエッチング残留物を除去することと(32)を含む。
【選択図】 図1
【解決手段】強誘電体層の強誘電特性を保ち、エッチング残留物を除去しながら、強誘電体層の上の貴金属上部電極をエッチングする方法は、用意された基板上にバリア層を堆積することと(14)、バリア層上に堆積された下部電極層の上に強誘電体層を堆積することと(18)、強誘電体層上に堆積された上部電極層の上に接着層を堆積すること(22)、接着層上に堆積されたハードマスクをパターニングすることと(28)、最初のエッチング工程において、エッチング残留物を生成する所定の基板RFバイアス電力で貴金属上部電極層をエッチングすること(30)、および所定のRFバイアス電力よりも低いRFバイアス電力で貴金属上部電極層と強誘電体層とをオーバーエッチングすることによって、最初のエッチング工程のエッチング残留物を除去することと(32)を含む。
【選択図】 図1
Description
本発明は、MFMIS、MFMS、MFIS、MIFS、MFS、MIFIMIS型のFeRAMなどのFeRAM用途に用いられるPt/PGOスタックエッチング方法に関する。本発明は、DRAM、コンデンサ、焦電性の赤外線センサー、光学ディスプレイ、光学スイッチ、ピエゾトランスデューサ、および、表面音波デバイスのアプリケーションの製造中においても用いられ得る。
ウェットエッチングまたはドライエッチングを行うかによらず、白金金属をエッチングするのは比較的難しい。白金が白金/強誘電体スタックの構造で上部電極として用いられる場合には、白金層のエッチングはさらに困難になる。それは、通常、強誘電体材料が、白金のエッチングに適した全てのドライエッチングまたはウェットエッチングによる作用を容易に受け、それにより、強誘電層の強誘電特性が劣化または全損する。鉛ゲルマニウム酸化物(Pb5Ge3O11)(PGO)は、単一トランジスタ用途に用いられ得る強誘電体材料である。PGOは、HFなどの大抵のエッチング成分によりウェットエッチングされ得る。Pt/PGOスタックのエッチング処理と、エッチング後の全ての洗浄処理とがさらに複雑になる。マスクとしてフォトレジストを用い、その成分として塩素とアルゴンとを用いたPt/PGOスタックのエッチングは周知であるが、その結果生じたエッチング残留物は、下にあるPGO薄膜を損傷することなしに容易に洗浄することはできない。
本発明の課題は、エッチング残留物を除去する白金エッチング処理を提供することである。
本発明の別の課題は、下層に位置する全ての強誘電体層のエッチングによる損傷を最小限にすることである。
本発明のさらなる課題は、エッチング残留物を除去するがPGO層を損傷せずに、PGO層の上の白金上部電極をエッチングする方法を提供することである。
PGO強誘電体層の強誘電特性を保ち、かつ、半導体デバイスの製造の間におけるエッチング残留物を除去しながら、PGO強誘電体層の上の白金上部電極をエッチングする方法は、基板を用意することと、基板の上にバリア層を堆積することと、バリア層の上にイリジウム下部電極層を堆積することと、イリジウム下部電極層の上にPGO強誘電体層を堆積することと、PGO強誘電体層の上に白金上部電極層を堆積することと、白金上部電極層の上に接着層を堆積することと、接着層の上にハードマスク層を堆積することと、ハードマスク層にフォトレジストを供給し、フォトレジストをパターニングし現像することと、ハードマスクをパターニングすることと、最初のエッチング工程において、エッチング残留物を生成する約10W〜約1000Wの基板RFバイアス電力で貴金属上部電極層をエッチングすることと、約5W〜約150Wの範囲におけるRFバイアス電力で貴金属上部電極層と強誘電体層とをオーバーエッチングすることにより、最初のエッチング工程のエッチング残留物を除去することと、半導体デバイスを完成させることとを含む。
この要旨と、本発明の課題とを提供することにより、本発明の本質を即座に理解できる。
本発明は、さらに以下の手段を提供する。
(項目1)
強誘電体層の強誘電特性を維持し、かつ半導体デバイスの製造の間におけるエッチング残留物を除去する間において、該強誘電体層の上の貴金属上部電極をエッチングする方法であって、
基板を用意することと、
該基板の上にバリア層を堆積することと、
該バリア層の上に下部電極層を堆積することと、
該下部電極層の上に強誘電体層を堆積することと、
該強誘電体層の上に貴金属上部電極層を堆積することと、
該上部電極層の上に接着層を堆積することと、
該接着層の上にハードマスク層を堆積することと、
該ハードマスク層にフォトレジストを供給し、該フォトレジストをパターニングし、かつ現像することと、
該ハードマスクをパターニングすることと、
最初のエッチング工程において、エッチング残留物を生成する所定のRFバイアス電力により該貴金属上部電極層をエッチングすることと、
該所定のRFバイアス電力よりも低いRFバイアス電力により該貴金属上部電極層と該強誘電体層とをオーバーエッチングすることにより該最初のエッチング工程に由来したエッチング残留物を除去することと、
該半導体デバイスを完成させることと
を包含する、方法。
強誘電体層の強誘電特性を維持し、かつ半導体デバイスの製造の間におけるエッチング残留物を除去する間において、該強誘電体層の上の貴金属上部電極をエッチングする方法であって、
基板を用意することと、
該基板の上にバリア層を堆積することと、
該バリア層の上に下部電極層を堆積することと、
該下部電極層の上に強誘電体層を堆積することと、
該強誘電体層の上に貴金属上部電極層を堆積することと、
該上部電極層の上に接着層を堆積することと、
該接着層の上にハードマスク層を堆積することと、
該ハードマスク層にフォトレジストを供給し、該フォトレジストをパターニングし、かつ現像することと、
該ハードマスクをパターニングすることと、
最初のエッチング工程において、エッチング残留物を生成する所定のRFバイアス電力により該貴金属上部電極層をエッチングすることと、
該所定のRFバイアス電力よりも低いRFバイアス電力により該貴金属上部電極層と該強誘電体層とをオーバーエッチングすることにより該最初のエッチング工程に由来したエッチング残留物を除去することと、
該半導体デバイスを完成させることと
を包含する、方法。
(項目2)
上記最初のエッチング工程が、エッチングシステムとしての最先端の高密度プラズマ反応炉内においてエッチングすることを包含し、
該エッチングにおいて、
ガス混合成分におけるArの割合が約5%〜約80%の範囲内にあり、好適には約50%〜約80%の範囲内にある、アルゴンと、Cl2、BCl3、CCl4、SiCl4、およびそれらの組み合わせからなるガスの群から選択された塩素含有ガスとのガス混合成分を使用し、該ガス混合成分は、約20sccm〜約100sccmの間にある総ガス流速、好適には約40sccm〜約70sccmの間にある総ガス流速と、約1mtorr〜約50mtorrの間にある処理圧力、好適には約3mtorr〜約10mtorrの間にある処理圧力とを有しており、
約400W〜約1000Wの間にあるマイクロ波電力と、約10W〜約1000Wの間にある基板RFバイアス電力とを使用し、
上記基板が約−50℃〜約500℃の間にある温度、好適には、ほぼ室温から約100℃の間の温度に保たれている、項目1に記載の方法。
上記最初のエッチング工程が、エッチングシステムとしての最先端の高密度プラズマ反応炉内においてエッチングすることを包含し、
該エッチングにおいて、
ガス混合成分におけるArの割合が約5%〜約80%の範囲内にあり、好適には約50%〜約80%の範囲内にある、アルゴンと、Cl2、BCl3、CCl4、SiCl4、およびそれらの組み合わせからなるガスの群から選択された塩素含有ガスとのガス混合成分を使用し、該ガス混合成分は、約20sccm〜約100sccmの間にある総ガス流速、好適には約40sccm〜約70sccmの間にある総ガス流速と、約1mtorr〜約50mtorrの間にある処理圧力、好適には約3mtorr〜約10mtorrの間にある処理圧力とを有しており、
約400W〜約1000Wの間にあるマイクロ波電力と、約10W〜約1000Wの間にある基板RFバイアス電力とを使用し、
上記基板が約−50℃〜約500℃の間にある温度、好適には、ほぼ室温から約100℃の間の温度に保たれている、項目1に記載の方法。
(項目3)
上記オーバーエッチング工程が約5W〜約150Wの範囲内にあるRFバイアス電力において行われる、項目1に記載の方法。
上記オーバーエッチング工程が約5W〜約150Wの範囲内にあるRFバイアス電力において行われる、項目1に記載の方法。
(項目4)
上記基板を用意することが、ケイ素と、二酸化ケイ素と、多結晶シリコンとからなる群から選択された基板を用意することを包含する、項目1に記載の方法。
上記基板を用意することが、ケイ素と、二酸化ケイ素と、多結晶シリコンとからなる群から選択された基板を用意することを包含する、項目1に記載の方法。
(項目5)
上記バリア層を堆積することが、Taと、TaNと、Tiと、TiNと、TiAlNと、TaAlNと、TiSiNと、TaSiNと、TiAlと、TiAlNとからなる材料の群から選択された材料のバリア層を堆積することを包含する、項目1に記載の方法。
上記バリア層を堆積することが、Taと、TaNと、Tiと、TiNと、TiAlNと、TaAlNと、TiSiNと、TaSiNと、TiAlと、TiAlNとからなる材料の群から選択された材料のバリア層を堆積することを包含する、項目1に記載の方法。
(項目6)
上記下部電極層を堆積することがイリジウムの層を堆積することを包含する、項目1に記載の方法。
上記下部電極層を堆積することがイリジウムの層を堆積することを包含する、項目1に記載の方法。
(項目7)
上記強誘電体層を堆積することがPGOの層を堆積することを包含する、項目1に記載の方法。
上記強誘電体層を堆積することがPGOの層を堆積することを包含する、項目1に記載の方法。
(項目8)
上記上部電極層を堆積することが白金の層を堆積することを包含する、項目1に記載の方法。
上記上部電極層を堆積することが白金の層を堆積することを包含する、項目1に記載の方法。
(項目9)
PGO強誘電体層の強誘電特性を維持し、かつ、半導体デバイスの製造の間におけるエッチング残留物を除去する間において、該PGO強誘電体層の上の白金上部電極をエッチングする方法であって、
基板を用意することと、
該基板の上にバリア層を堆積することと、
該バリア層の上にイリジウム下部電極層を堆積することと、
該イリジウム下部電極層の上にPGO強誘電体層を堆積することと、
該PGO強誘電体層の上に白金上部電極層を堆積することと、
該白金上部電極層の上に接着層を堆積することと、
該接着層の上にハードマスク層を堆積することと、
該ハードマスク層にフォトレジストを供給し、該フォトレジストをパターニングし、かつ現像することと、
該ハードマスクをパターニングすることと、
最初のエッチング工程において、エッチング残留物を生成する約10W〜約1000Wの間にあるRFバイアス電力により該貴金属上部電極層をエッチングすることと、
約5W〜約150Wの範囲内にあるRFバイアス電力により該貴金属上部電極層と該強誘電体層とをオーバーエッチングすることにより該最初のエッチング工程に由来したエッチング残留物を除去することと、
該半導体デバイスを完成させることと
を包含する、方法。
PGO強誘電体層の強誘電特性を維持し、かつ、半導体デバイスの製造の間におけるエッチング残留物を除去する間において、該PGO強誘電体層の上の白金上部電極をエッチングする方法であって、
基板を用意することと、
該基板の上にバリア層を堆積することと、
該バリア層の上にイリジウム下部電極層を堆積することと、
該イリジウム下部電極層の上にPGO強誘電体層を堆積することと、
該PGO強誘電体層の上に白金上部電極層を堆積することと、
該白金上部電極層の上に接着層を堆積することと、
該接着層の上にハードマスク層を堆積することと、
該ハードマスク層にフォトレジストを供給し、該フォトレジストをパターニングし、かつ現像することと、
該ハードマスクをパターニングすることと、
最初のエッチング工程において、エッチング残留物を生成する約10W〜約1000Wの間にあるRFバイアス電力により該貴金属上部電極層をエッチングすることと、
約5W〜約150Wの範囲内にあるRFバイアス電力により該貴金属上部電極層と該強誘電体層とをオーバーエッチングすることにより該最初のエッチング工程に由来したエッチング残留物を除去することと、
該半導体デバイスを完成させることと
を包含する、方法。
(項目10)
上記最初のエッチング工程が、エッチングシステムとしての最先端の高密度プラズマ反応炉内においてエッチングすることを包含し、
該エッチングにおいて、
ガス混合成分におけるArの割合が約5%〜約80%の範囲内にあり、好適には約50%〜約80%の範囲内にある、アルゴンと、Cl2、BCl3、CCl4、SiCl4、およびそれらの組み合わせからなるガスの群から選択された塩素含有ガスとのガス混合成分を使用し、該ガス混合成分は、約20sccm〜約100sccmの間にある総ガス流速、好適には約40sccm〜約70sccmの間にある総ガス流速と、約1mtorr〜約50mtorrの間にある処理圧力、好適には約3mtorr〜約10mtorrの間にある処理圧力とを有しており、
約400W〜約1000Wの間にあるマイクロ波電力を使用し、
上記基板が約−50℃〜約500℃の間にある温度、好適には、ほぼ室温から約100℃の間の温度に保たれている、項目1に記載の方法。
上記最初のエッチング工程が、エッチングシステムとしての最先端の高密度プラズマ反応炉内においてエッチングすることを包含し、
該エッチングにおいて、
ガス混合成分におけるArの割合が約5%〜約80%の範囲内にあり、好適には約50%〜約80%の範囲内にある、アルゴンと、Cl2、BCl3、CCl4、SiCl4、およびそれらの組み合わせからなるガスの群から選択された塩素含有ガスとのガス混合成分を使用し、該ガス混合成分は、約20sccm〜約100sccmの間にある総ガス流速、好適には約40sccm〜約70sccmの間にある総ガス流速と、約1mtorr〜約50mtorrの間にある処理圧力、好適には約3mtorr〜約10mtorrの間にある処理圧力とを有しており、
約400W〜約1000Wの間にあるマイクロ波電力を使用し、
上記基板が約−50℃〜約500℃の間にある温度、好適には、ほぼ室温から約100℃の間の温度に保たれている、項目1に記載の方法。
(項目11)
上記基板を用意することが、ケイ素と、二酸化ケイ素と、多結晶シリコンとからなる群から選択された基板を用意することを包含する、項目9に記載の方法。
上記基板を用意することが、ケイ素と、二酸化ケイ素と、多結晶シリコンとからなる群から選択された基板を用意することを包含する、項目9に記載の方法。
(項目12)
上記バリア層を堆積することが、Taと、TaNと、Tiと、TiNと、TiAlNと、TaAlNと、TiSiNと、TaSiNと、TiAlと、TiAlNとからなる材料の群から選択された材料のバリア層を堆積することを包含する、項目9に記載の方法。
上記バリア層を堆積することが、Taと、TaNと、Tiと、TiNと、TiAlNと、TaAlNと、TiSiNと、TaSiNと、TiAlと、TiAlNとからなる材料の群から選択された材料のバリア層を堆積することを包含する、項目9に記載の方法。
(項目13)
上記ハードマスク層を堆積することが、SiO2層を堆積することを包含する、項目9に記載の方法。
(摘要)
強誘電体層の強誘電特性を保ち、エッチング残留物を除去しながら、強誘電体層の上の貴金属上部電極をエッチングする方法は、基板を用意することと、基板上にバリア層を堆積することと、バリア層上に下部電極層を堆積することと、下部電極層上に強誘電体層を堆積することと、強誘電体層上に貴金属上部電極層を堆積することと、上部電極層上に接着層を堆積することと、接着層上にハードマスク層を堆積することと、ハードマスクをパターニングすることと、最初のエッチング工程において、エッチング残留物を生成する所定の基板RFバイアス電力で貴金属上部電極層をエッチングすることと、および所定のRFバイアス電力よりも低いRFバイアス電力で貴金属上部電極層と強誘電体層とをオーバーエッチングすることによる最初のエッチング工程のエッチング残留物を除去することとを含む。
上記ハードマスク層を堆積することが、SiO2層を堆積することを包含する、項目9に記載の方法。
(摘要)
強誘電体層の強誘電特性を保ち、エッチング残留物を除去しながら、強誘電体層の上の貴金属上部電極をエッチングする方法は、基板を用意することと、基板上にバリア層を堆積することと、バリア層上に下部電極層を堆積することと、下部電極層上に強誘電体層を堆積することと、強誘電体層上に貴金属上部電極層を堆積することと、上部電極層上に接着層を堆積することと、接着層上にハードマスク層を堆積することと、ハードマスクをパターニングすることと、最初のエッチング工程において、エッチング残留物を生成する所定の基板RFバイアス電力で貴金属上部電極層をエッチングすることと、および所定のRFバイアス電力よりも低いRFバイアス電力で貴金属上部電極層と強誘電体層とをオーバーエッチングすることによる最初のエッチング工程のエッチング残留物を除去することとを含む。
以下の本発明の好適な実施形態の詳細な説明を図面とともに参照することにより、より完全な理解が得られ得る。
図1を参照すると、本発明の方法は、概して10に示される。図1および図2を参照すると、まず、基板12が用意される。基板12は、シリコン、二酸化ケイ素、または多結晶シリコンであり得る。基板12の上にバリア層14を堆積する。バリア層14は、Ta、TaN、Ti、TiN、TiAlN、TaAlN、TiSiN、TaSiN、TiAl、またはTiAlNから製造され得る。下部電極層16は好適な実施形態ではイリジウムから成り、バリア層14の上に下部電極層16を堆積する。
好適な実施形態では、イリジウム下部電極の上に鉛ゲルマニウム酸化物(Pb5Ge3O11)(PGO)強誘電体層18を堆積させ、PGOの上に白金上部電極などの貴金属上部電極層20を堆積する。本発明の方法は、白金とSiO2との接着が悪いために、ハードマスク層としてTEOS(tetraethylorthosilicate oxide(oxane))などのSiO2の層を用い、SiO2ハードマスク24の堆積の前に、白金上部電極20の上にチタンの薄い接着層22(例えば約10nm〜約100nm)を堆積する。SiO2ハードマスクの厚みは約100nm〜約1000nmの間にあり、その厚みは、後にエッチングされる白金上部電極20の厚みに依存する。
フォトレジスト層26がSiO2層24に供給され、所望されるパターンでパターニングされ、現像される。最先端プロセスでSiO2ハードマスクをパターニングした後に、フォトレジストが除去され(28)、ウェーハの白金エッチングの準備が整う。
MFIS型の単一トランジスタに適用する場合には、ZrO2、HfO2、または、ドープされたZrO2およびHfO2の薄膜などの絶縁層の上にPGOが堆積され得る。残りのプロセスは上述したプロセスと類似する。
本発明の方法の白金エッチング30にはアルゴンと塩素とのガス混合成分を用いる。Cl-2ガスは、BCl3、CCl4、SiCl4、または、それらの組み合わせにより置換され得る。総ガス流速は、約20sccm〜約100sccmの間にあり、約40sccm〜約70sccmの間にあることが好ましい。処理圧力は、約1mtorr〜約50mtorrの間にあり、約3mtorr〜約10mtorrの間にあることが好ましい。マイクロ波の電力は約400W〜約1000Wの間にあり、基板RFバイアス電力は約10W〜約1000Wの間にある。基板温度は約−50℃〜約500℃の間にあり、室温と100℃との間にあることが好ましい。ガス成分におけるArの割合は、約5%〜約80%の間にあり、約50%〜約80%の間にあることが好ましい。残りのガスはCl2成分である。
白金上部電極の最初のエッチングの後に、低RFバイアス電力でのオーバーエッチング工程32が行われ、それによりエッチング残留物が除去される。RFバイアスの電力範囲は約5W〜約150Wの範囲である。このオーバーエッチングにより、下にある強誘電層を損傷させることなく効果的にエッチング残留物が除去される。次いで、最先端プロセス34により半導体デバイスを完成させる。
本発明の方法の好適な実施形態の一例には、エッチングシステムとして最先端の高密度プラズマ反応炉の使用が含まれる。一例はECR(Electron Cyclotron Resonance)プラズマ反応炉である。この場合において、ECRマイクロ波電力とRFバイアス電力とを調節することにより、プラズマ内のイオン密度およびイオンエネルギーが独立して制御される。ガス成分には、約20%〜約80%の間にあるアルゴンと、約80%〜約20%の間にあるCl2または均等物などの塩素成分が含まれる。処理圧力は約5mtorr〜約10mtorrの間にある。マイクロ波電力は約500W〜約800Wの間にあり、最初のエッチングRFバイアス電力は約100W〜約400Wの間にある。オーバーエッチング工程は、約5W〜約150Wの範囲にある低RFバイアス電力で行われる。図3は、ハードマスクとしてSiO2を用いたSiO2(400nm)/Ti(20nm)/Pt(150nm)/Ti(50nm)/SiO2のエッチングプロファイルを示す。
FeRAM用途への、強誘電体層の上の白金上部電極をエッチングするエッチングプロセスについて開示した。添付の特許請求の範囲により定められる本発明の範囲内において、本発明のさらなる変更および修正がなされ得るということは理解され得る。
12 基板
14 バリア層
16 下部電極
18 強誘電体層
20 上部電極
22 接着層
24 ハードマスク
26 フォトレジスト層
14 バリア層
16 下部電極
18 強誘電体層
20 上部電極
22 接着層
24 ハードマスク
26 フォトレジスト層
Claims (13)
- 強誘電体層の強誘電特性を維持し、かつ半導体デバイスの製造の間におけるエッチング残留物を除去する間において、該強誘電体層の上の貴金属上部電極をエッチングする方法であって、
基板を用意することと、
該基板の上にバリア層を堆積することと、
該バリア層の上に下部電極層を堆積することと、
該下部電極層の上に強誘電体層を堆積することと、
該強誘電体層の上に貴金属上部電極層を堆積することと、
該上部電極層の上に接着層を堆積することと、
該接着層の上にハードマスク層を堆積することと、
該ハードマスク層にフォトレジストを供給し、該フォトレジストをパターニングし、かつ現像することと、
該ハードマスクをパターニングすることと、
最初のエッチング工程において、エッチング残留物を生成する所定のRFバイアス電力により該貴金属上部電極層をエッチングすることと、
該所定のRFバイアス電力よりも低いRFバイアス電力により該貴金属上部電極層と該強誘電体層とをオーバーエッチングすることにより該最初のエッチング工程に由来したエッチング残留物を除去することと、
該半導体デバイスを完成させることと
を包含する、方法。 - 前記最初のエッチング工程が、エッチングシステムとしての最先端の高密度プラズマ反応炉内においてエッチングすることを包含し、
該エッチングにおいて、
ガス混合成分におけるArの割合が約5%〜約80%の範囲内にあり、好適には約50%〜約80%の範囲内にある、アルゴンと、Cl2、BCl3、CCl4、SiCl4、およびそれらの組み合わせからなるガスの群から選択された塩素含有ガスとのガス混合成分を使用し、該ガス混合成分は、約20sccm〜約100sccmの間にある総ガス流速、好適には約40sccm〜約70sccmの間にある総ガス流速と、約1mtorr〜約50mtorrの間にある処理圧力、好適には約3mtorr〜約10mtorrの間にある処理圧力とを有しており、
約400W〜約1000Wの間にあるマイクロ波電力と、約10W〜約1000Wの間にある基板RFバイアス電力とを使用し、
前記基板が約−50℃〜約500℃の間にある温度、好適には、ほぼ室温から約100℃の間の温度に保たれている、請求項1に記載の方法。 - 前記オーバーエッチング工程が約5W〜約150Wの範囲内にあるRFバイアス電力において行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記基板を用意することが、ケイ素と、二酸化ケイ素と、多結晶シリコンとからなる群から選択された基板を用意することを包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記バリア層を堆積することが、Taと、TaNと、Tiと、TiNと、TiAlNと、TaAlNと、TiSiNと、TaSiNと、TiAlと、TiAlNとからなる材料の群から選択された材料のバリア層を堆積することを包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記下部電極層を堆積することがイリジウムの層を堆積することを包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記強誘電体層を堆積することがPGOの層を堆積することを包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記上部電極層を堆積することが白金の層を堆積することを包含する、請求項1に記載の方法。
- PGO強誘電体層の強誘電特性を維持し、かつ、半導体デバイスの製造の間におけるエッチング残留物を除去する間において、該PGO強誘電体層の上の白金上部電極をエッチングする方法であって、
基板を用意することと、
該基板の上にバリア層を堆積することと、
該バリア層の上にイリジウム下部電極層を堆積することと、
該イリジウム下部電極層の上にPGO強誘電体層を堆積することと、
該PGO強誘電体層の上に白金上部電極層を堆積することと、
該白金上部電極層の上に接着層を堆積することと、
該接着層の上にハードマスク層を堆積することと、
該ハードマスク層にフォトレジストを供給し、該フォトレジストをパターニングし、かつ現像することと、
該ハードマスクをパターニングすることと、
最初のエッチング工程において、エッチング残留物を生成する約10W〜約1000Wの間にあるRFバイアス電力により該貴金属上部電極層をエッチングすることと、
約5W〜約150Wの範囲内にあるRFバイアス電力により該貴金属上部電極層と該強誘電体層とをオーバーエッチングすることにより該最初のエッチング工程に由来したエッチング残留物を除去することと、
該半導体デバイスを完成させることと
を包含する、方法。 - 前記最初のエッチング工程が、エッチングシステムとしての最先端の高密度プラズマ反応炉内においてエッチングすることを包含し、
該エッチングにおいて、
ガス混合成分におけるArの割合が約5%〜約80%の範囲内にあり、好適には約50%〜約80%の範囲内にある、アルゴンと、Cl2、BCl3、CCl4、SiCl4、およびそれらの組み合わせからなるガスの群から選択された塩素含有ガスとのガス混合成分を使用し、該ガス混合成分は、約20sccm〜約100sccmの間にある総ガス流速、好適には約40sccm〜約70sccmの間にある総ガス流速と、約1mtorr〜約50mtorrの間にある処理圧力、好適には約3mtorr〜約10mtorrの間にある処理圧力とを有しており、
約400W〜約1000Wの間にあるマイクロ波電力を使用し、
前記基板が約−50℃〜約500℃の間にある温度、好適には、ほぼ室温から約100℃の間の温度に保たれている、請求項1に記載の方法。 - 前記基板を用意することが、ケイ素と、二酸化ケイ素と、多結晶シリコンとからなる群から選択された基板を用意することを包含する、請求項9に記載の方法。
- 前記バリア層を堆積することが、Taと、TaNと、Tiと、TiNと、TiAlNと、TaAlNと、TiSiNと、TaSiNと、TiAlと、TiAlNとからなる材料の群から選択された材料のバリア層を堆積することを包含する、請求項9に記載の方法。
- 前記ハードマスク層を堆積することが、SiO2層を堆積することを包含する、請求項9に記載の方法。
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