JP2010521062A - 遷移金属酸化物をプラズマエッチングする方法 - Google Patents
遷移金属酸化物をプラズマエッチングする方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010521062A JP2010521062A JP2009551738A JP2009551738A JP2010521062A JP 2010521062 A JP2010521062 A JP 2010521062A JP 2009551738 A JP2009551738 A JP 2009551738A JP 2009551738 A JP2009551738 A JP 2009551738A JP 2010521062 A JP2010521062 A JP 2010521062A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transition metal
- carbon monoxide
- etching
- plasma
- oxide
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 77
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 53
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 38
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims description 29
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 239000003701 inert diluent Substances 0.000 claims 3
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 claims 2
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 abstract description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 32
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 31
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 28
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 24
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 23
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 20
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 20
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 150000003623 transition metal compounds Chemical class 0.000 description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 8
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 6
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- -1 oxides Chemical class 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- IOLLVSGQFLQKDS-UHFFFAOYSA-N [Ar+6] Chemical compound [Ar+6] IOLLVSGQFLQKDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- DBJLJFTWODWSOF-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) fluoride Chemical compound F[Ni]F DBJLJFTWODWSOF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
-
- 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
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
- H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
- H01L21/32136—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
-
- 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
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion 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
- H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
- H01L21/31122—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching of layers not containing Si, e.g. PZT, Al2O3
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/011—Manufacture or treatment of multistable switching devices
- H10N70/061—Shaping switching materials
- H10N70/063—Shaping switching materials by etching of pre-deposited switching material layers, e.g. lithography
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/20—Multistable switching devices, e.g. memristors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
- H10N70/821—Device geometry
- H10N70/826—Device geometry adapted for essentially vertical current flow, e.g. sandwich or pillar type devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
- H10N70/881—Switching materials
- H10N70/883—Oxides or nitrides
- H10N70/8833—Binary metal oxides, e.g. TaOx
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B63/00—Resistance change memory devices, e.g. resistive RAM [ReRAM] devices
- H10B63/20—Resistance change memory devices, e.g. resistive RAM [ReRAM] devices comprising selection components having two electrodes, e.g. diodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
Description
本願は、2007年3月1日に出願された米国特許出願第11/681,022号(特許文献1)からの優先権を主張し、その全体が本願明細書において参照により援用されている。
実例となる種々の実施形態において、一酸化炭素はアルゴンなどの不活性ガスで希釈される。
実例となる種々の実施形態において、遷移金属酸化物は薄膜である。
実例となる種々の実施形態において、遷移金属酸化物は、半導体基板上に製造される電子デバイスの部分である。
種々の実施例において、エッチング中に磁場が加えられる。
●カルボニルエッチ化学は加熱なしで使用され得る。
●累積時間温度(cumulative time-at-temperature)が最小化され得る。
●遷移金属酸化物の清浄なエッチングが達成される。
副産物のうちのいくらかはチャンバ内のウェハにもチャンバの壁にもおそらく堆積することがあって、それが残留物の潜在的ソースであり得るということが当業者に理解されるべきである。しかし、揮発性副産物の大部分はポンピングによりチャンバ外に排出される。
揮発性金属カルボニル副産物はガスとして記述されたけれども、金属カルボニル副産物は液体でもあり得るということが当業者に理解されるべきである。液体タイプの金属カルボニルも考えられるので、好ましい実施形態をガスタイプの金属カルボニルに限定する意図はない。しかし、いずれの場合にも、金属カルボニル副産物は、エッチング中にポンピング作用によってプラズマエッチャから容易に都合よく除去され得る。
不揮発性メモリセルを形成するためのプロセスは、ウェハ表面の上にエッチングされるべき層を設けることを経て始まる。図3を参照すると、形成されるべき構造は、底部導体500と、障壁層502と、垂直指向半導体接合ダイオード504と、化合物スタック514と、頂部導体512とを含む。化合物スタック514は、窒化チタン層506と、酸化ニッケル層508と、窒化チタン層510とを含む。スタックという語は、本願明細書において、その下または上に、あるいは下および上に配置されるかもしれない機能性材料の他の層と関連付けられるかもしれず、あるいは関連付けられないかもしれない材料の機能層を意味するべく利用されている。そのようなスタック内の層は伝導性あるいは絶縁性であり得る。
在来のプロセスでは、図3に示されている構造は単一のウェハ上で同時に形成されるそのような構造の大きなアレイのうちの1つであるということが理解されるべきである。簡略化のためにそのような構造が1つだけ示されている。
化合物スタック514の層(窒化チタン層506、酸化ニッケル層508、および窒化チタン層510)は堆積させられていて、図3に示されている構造を形成するためにパターニングされエッチングされなければならない。(頂部導体512は、本願明細書では記述されない後の通常のプロセスで形成される。)図3は、下にあるダイオード504と完璧に整列している化合物スタック514を示す。実際には、多少の位置ずれが存在し得る。
プラズマチャンバが装填(ステップ404)され、安定化(ステップ406)され活性化(ステップ408)されたならば、活性化あるいはエッチング/排出プロセス(ステップ408)が始まる。この説明例では、エッチング/排出プロセスは、以下でより詳しく説明されるように2部分で行われる。
NiO+5CO → Ni(CO)4 +CO2 方程式(1)
より一般的には、これは次のように方程式2および3で表される。
TM+xCO → TM(CO)x 方程式(2)
ここでTMは遷移金属を意味する。
TMOy+(x+y)CO → TM(CO)x +y(CO)2 方程式(3)
還元雰囲気が必要とされるならば、CH3 F、CH2 F2 あるいはH2 などの他の反応性ガスが採用され得る。
構造514のエッチングは3ステップで生じる。はじめに、スタック514内の窒化チタン層508をエッチングするためのフッ素プラズマを提供し、その後にスタック514の酸化ニッケル層508をエッチングするための一酸化炭素プラズマを提供するために酸化物エッチャが使用される。最後に、エッチング化学は、逆戻りして、窒化チタン層506をエッチングするためのフッ素ベースの化学に変更される。フォトレジストで保護されていないウェハ表面のエリアはこのエッチングステップ中にエッチングされ、保護されているエリアは残る。このように、図3に示されている構造が形成される。前述したように、COガスエッチングからもたらされる副産物は、エッチング中に形成され次第直ちに排出される。
フッ素エッチングステップは頂部および底部の窒化チタンの層の間に酸化ニッケルが挟まれているから必要になったに過ぎないことが理解されるべきである。要するに、TiN層が514のスタック構造に存在しても、対応するフッ素エッチングステップは不要である。
前述したものから、挟まれた構造の使用は、主エッチャントとしての一酸化炭素プラズマの応用の例を提供することを目的とするに過ぎないことが理解されるべきである。これに関して、一酸化炭素をエッチャントとして使用する方法は他の多くのタイプの遷移金属、それらの酸化物、および遷移金属酸化物の化合物に応用され得ることが考えられる。
試験用サンプルは、SiO2 ベースの上のTiNにスパッタされたパターニングされていない酸化ニッケル(「NiO」)層を有するウェハであった。プラズマエッチングは次の条件下で行われた。
(i)45秒エッチング
(ii)1000W RF電力
(iii)40ミリトール動作圧
(iv)毎分100標準立方センチメートル(100sccm)のCO
(v)200sccmのアルゴン
(vi)30G B−フィールド
(vii)ウェハは15℃まで冷却された
(viii)16トールの背面冷却ヘリウム圧力
これらの条件で、約230オングストローム(Å) のエッチングが達成された。ウェハの一方の側から他方の側へのエッチングの範囲は約10Åであった。エッチングは、横断面測定により決定されるウェハの中心と端との間での平均NiOロスであるということに留意するべきである。
(i)45秒間1000Wの結果として約240ÅのNiOロスがもたらされた。
(ii)90秒間1000Wの結果として約285ÅのNiOロスがもたらされた。
(iii)45秒間1500Wの結果として約330ÅのNiOロスがもたらされた。
当業者に認識されるように、本願に記載されている革新的な思想を或る範囲のアプリケーションにおいて改変および変形することができ、従って特許された主題の範囲は、与えられた特定の模範的な教示のいずれによっても限定されない。添付されている特許請求の範囲の真意および広い範囲に属するような全ての代替案、改変、および変形を含むことが意図されている。
本願の方法は、広範なプラズマエッチング条件で作用することができる。考えられる種々の実施形態において、これらの範囲は例えば次のものを含むことができる。
(i)時間範囲:10秒から100秒まで
(ii)RF電力:800Wから2000Wまで
(iii)動作圧:30ミリトールから200ミリトールまで
(iv)CO流量:50sccmから250sccmまで
(v)アルゴン流量:100sccmから500sccmまで
(vi)ウェハ温度:15℃から60℃まで
(vii)背面冷却He:8トールから20トールまで
当業者は、この開示の利益があれば、所与のあるいは動的な動作パラメータのセットの選択された適用のために方法の適切な使用を認識するはずである。
例えば、満足できるエッチング結果を達成すると予測される実施例1のプロセス条件の1つの変形は次のとおりである。
(i)電力を1000Wから1300Wに増大させる。
(ii)動作圧を40ミリトールから44ミリトールに高める。
(iii)背面ヘリウム圧力を16トールから18トールに高める。
(iv)CO流を100sccmから110sccmに増大させる。
(v)他の全ての条件を一定に保つ。
満足できるエッチング結果を達成すると予測される実施例1の他の1つの変形は次のとおりである。
(i)電力を1000Wから1500Wに増大させる。
(ii)エッチング時間を90秒から60秒に短縮する。
(iii)他の全ての条件を一定に保つ。
Claims (20)
- 遷移金属酸化物の一酸化炭素ベースのプラズマエッチングを含むエッチングする方法。
- 請求項1記載の方法において、
前記遷移金属酸化物は、酸化ニッケル、酸化鉄、および酸化コバルトから成るグループから選択される方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記遷移金属酸化物は、冷却される方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記遷移金属酸化物は、100℃より低い温度まで冷却される方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記プラズマエッチングは、加えられた磁場を用いて実行される方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記プラズマエッチングは、本質的に一酸化炭素から成るソースガスを用いて実行される方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記プラズマエッチングは、一酸化炭素および不活性希釈剤だけから成るソースガスを用いて実行される方法。 - 一酸化炭素ベースのソースガスを用いて遷移金属酸化物の冷却される薄膜をプラズマエッチングすることを含むエッチングする方法。
- 請求項8記載の方法において、
前記遷移金属酸化物は、酸化ニッケル、酸化鉄、および酸化コバルトから成るグループから選択される方法。 - 請求項8記載の方法において、
前記遷移金属酸化物は、冷却される方法。 - 請求項8記載の方法において、
前記遷移金属酸化物は、100℃より低い温度まで冷却される方法。 - 請求項8記載の方法において、
前記プラズマエッチングは、加えられた磁場を用いて実行される方法。 - 請求項8記載の方法において、
前記ソースガスは、本質的に一酸化炭素から成る方法。 - 請求項8記載の方法において、
前記ソースガスは、一酸化炭素および不活性希釈剤だけから成る方法。 - 酸化ニッケルの薄膜をエッチングする方法であって、
可能な不活性希釈剤以外には主に一酸化炭素を含むソースガスを流すステップと、
前記薄膜の近傍にグロー放電を生成し、それによってプラズマ衝撃を誘発するステップと、
前記薄膜を冷却するステップと、
ガスを排出するステップと、
を含む方法。 - 請求項15記載の方法において、
前記一酸化炭素ベースのプラズマに使用される一酸化炭素に少なくとも1つの他のガスを付加するステップをさらに含む方法。 - 請求項15記載の方法において、
酸化ニッケルの前記薄膜は、少なくとも1つの伝導材料と積み重ねられる方法。 - 請求項15記載の方法において、
前記酸化ニッケル層は、少なくとも1つの絶縁材料と積み重ねられる方法。 - 請求項15記載の方法において、
酸化ニッケルの前記薄膜は、冷却される方法。 - 請求項15記載の方法において、
酸化ニッケルの前記薄膜は、100℃より低い温度まで冷却される方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/681,022 | 2007-03-01 | ||
US11/681,022 US7955515B2 (en) | 2005-07-11 | 2007-03-01 | Method of plasma etching transition metal oxides |
PCT/US2008/002706 WO2008106222A1 (en) | 2007-03-01 | 2008-02-29 | Method of plasma etching transition metal oxides |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010521062A true JP2010521062A (ja) | 2010-06-17 |
JP2010521062A5 JP2010521062A5 (ja) | 2011-03-17 |
JP5042319B2 JP5042319B2 (ja) | 2012-10-03 |
Family
ID=39760705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009551738A Expired - Fee Related JP5042319B2 (ja) | 2007-03-01 | 2008-02-29 | 遷移金属酸化物をプラズマエッチングする方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7955515B2 (ja) |
EP (1) | EP2115187A4 (ja) |
JP (1) | JP5042319B2 (ja) |
KR (1) | KR20090125244A (ja) |
CN (1) | CN101657567A (ja) |
TW (1) | TWI445077B (ja) |
WO (1) | WO2008106222A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021528857A (ja) * | 2018-06-19 | 2021-10-21 | ラム リサーチ コーポレーションLam Research Corporation | 金属酸化物膜を除去するための温度制御システムおよびその方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7955515B2 (en) * | 2005-07-11 | 2011-06-07 | Sandisk 3D Llc | Method of plasma etching transition metal oxides |
US8916067B2 (en) | 2011-10-19 | 2014-12-23 | The Aerospace Corporation | Carbonaceous nano-scaled materials having highly functionalized surface |
GB201416483D0 (en) * | 2014-09-18 | 2014-11-05 | Rolls Royce Plc | A method of machinging a gas turbine engine component |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10150044A (ja) * | 1996-11-15 | 1998-06-02 | Nec Corp | ドライエッチング方法及びガス処理装置 |
JP2000322710A (ja) * | 1999-05-11 | 2000-11-24 | Japan Science & Technology Corp | 磁性材料のエッチング方法及びプラズマエッチング装置 |
JP2004363604A (ja) * | 2003-06-03 | 2004-12-24 | Samsung Electronics Co Ltd | 一つのスイッチング素子と一つの抵抗体とを含む不揮発性メモリ装置およびその製造方法 |
JP2006229227A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-31 | Samsung Electronics Co Ltd | 抵抗変化型メモリ素子 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4659426A (en) * | 1985-05-03 | 1987-04-21 | Texas Instruments Incorporated | Plasma etching of refractory metals and their silicides |
JPS63244848A (ja) | 1987-03-31 | 1988-10-12 | Toshiba Corp | ドライエツチング方法 |
US5915167A (en) * | 1997-04-04 | 1999-06-22 | Elm Technology Corporation | Three dimensional structure memory |
US6391216B1 (en) | 1997-09-22 | 2002-05-21 | National Research Institute For Metals | Method for reactive ion etching and apparatus therefor |
JP2000114246A (ja) * | 1998-08-07 | 2000-04-21 | Ulvac Seimaku Kk | ドライエッチング方法および装置、フォトマスクおよびその作製方法、ならびに半導体回路およびその製作方法 |
US6555455B1 (en) * | 1998-09-03 | 2003-04-29 | Micron Technology, Inc. | Methods of passivating an oxide surface subjected to a conductive material anneal |
JP3433721B2 (ja) * | 2000-03-28 | 2003-08-04 | ティーディーケイ株式会社 | ドライエッチング方法及び微細加工方法 |
EP1281193A2 (en) * | 2000-05-12 | 2003-02-05 | Tokyo Electron Limited | Method of high selectivity sac etching |
US6225202B1 (en) * | 2000-06-21 | 2001-05-01 | Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. | Selective etching of unreacted nickel after salicidation |
US6525953B1 (en) * | 2001-08-13 | 2003-02-25 | Matrix Semiconductor, Inc. | Vertically-stacked, field-programmable, nonvolatile memory and method of fabrication |
WO2003065419A2 (en) * | 2002-01-29 | 2003-08-07 | Tokyo Electron Limited | Plasma etching of ni-containing materials |
US6806095B2 (en) * | 2002-03-06 | 2004-10-19 | Padmapani C. Nallan | Method of plasma etching of high-K dielectric materials with high selectivity to underlying layers |
AU2003236307A1 (en) | 2002-04-08 | 2003-10-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Plasma etching method and plasma etching device |
US7094704B2 (en) * | 2002-05-09 | 2006-08-22 | Applied Materials, Inc. | Method of plasma etching of high-K dielectric materials |
US20040014327A1 (en) * | 2002-07-18 | 2004-01-22 | Bing Ji | Method for etching high dielectric constant materials and for cleaning deposition chambers for high dielectric constant materials |
US6946719B2 (en) * | 2003-12-03 | 2005-09-20 | Matrix Semiconductor, Inc | Semiconductor device including junction diode contacting contact-antifuse unit comprising silicide |
US7338907B2 (en) * | 2004-10-04 | 2008-03-04 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Selective etching processes of silicon nitride and indium oxide thin films for FeRAM device applications |
US20060250836A1 (en) * | 2005-05-09 | 2006-11-09 | Matrix Semiconductor, Inc. | Rewriteable memory cell comprising a diode and a resistance-switching material |
US20070010100A1 (en) * | 2005-07-11 | 2007-01-11 | Matrix Semiconductor, Inc. | Method of plasma etching transition metals and their compounds |
US7955515B2 (en) * | 2005-07-11 | 2011-06-07 | Sandisk 3D Llc | Method of plasma etching transition metal oxides |
-
2007
- 2007-03-01 US US11/681,022 patent/US7955515B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-02-29 TW TW097107254A patent/TWI445077B/zh not_active IP Right Cessation
- 2008-02-29 WO PCT/US2008/002706 patent/WO2008106222A1/en active Application Filing
- 2008-02-29 JP JP2009551738A patent/JP5042319B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2008-02-29 CN CN200880006814A patent/CN101657567A/zh active Pending
- 2008-02-29 KR KR1020097018135A patent/KR20090125244A/ko not_active Application Discontinuation
- 2008-02-29 EP EP08726277A patent/EP2115187A4/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10150044A (ja) * | 1996-11-15 | 1998-06-02 | Nec Corp | ドライエッチング方法及びガス処理装置 |
JP2000322710A (ja) * | 1999-05-11 | 2000-11-24 | Japan Science & Technology Corp | 磁性材料のエッチング方法及びプラズマエッチング装置 |
JP2004363604A (ja) * | 2003-06-03 | 2004-12-24 | Samsung Electronics Co Ltd | 一つのスイッチング素子と一つの抵抗体とを含む不揮発性メモリ装置およびその製造方法 |
JP2006229227A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-31 | Samsung Electronics Co Ltd | 抵抗変化型メモリ素子 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021528857A (ja) * | 2018-06-19 | 2021-10-21 | ラム リサーチ コーポレーションLam Research Corporation | 金属酸化物膜を除去するための温度制御システムおよびその方法 |
JP7420754B2 (ja) | 2018-06-19 | 2024-01-23 | ラム リサーチ コーポレーション | 金属酸化物膜を除去するための温度制御システムおよびその方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2115187A4 (en) | 2011-12-28 |
EP2115187A1 (en) | 2009-11-11 |
JP5042319B2 (ja) | 2012-10-03 |
KR20090125244A (ko) | 2009-12-04 |
CN101657567A (zh) | 2010-02-24 |
US20070295690A1 (en) | 2007-12-27 |
TW200842976A (en) | 2008-11-01 |
US7955515B2 (en) | 2011-06-07 |
WO2008106222A1 (en) | 2008-09-04 |
TWI445077B (zh) | 2014-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20070010100A1 (en) | Method of plasma etching transition metals and their compounds | |
US6893893B2 (en) | Method of preventing short circuits in magnetic film stacks | |
TWI352387B (en) | Etch methods to form anisotropic features for high | |
US8546263B2 (en) | Method of patterning of magnetic tunnel junctions | |
TWI478225B (zh) | 觸點清潔之方法 | |
JP2004349687A (ja) | 抗磁ランダムアクセスメモリ(mram)装置の製造方法 | |
US8334083B2 (en) | Etch process for controlling pattern CD and integrity in multi-layer masks | |
TWI392016B (zh) | 基板處理方法 | |
US20040171272A1 (en) | Method of etching metallic materials to form a tapered profile | |
TWI363255B (en) | Method for removing masking materials with reduced low-k dielectric material damage | |
US7803518B2 (en) | Method for manufacturing micro structure | |
JP2007235135A (ja) | 高アスペクト比用途の異方性フィーチャを形成するためのエッチング方法 | |
US20040173570A1 (en) | Method of etching magnetic and ferroelectric materials using a pulsed bias source | |
US6911346B2 (en) | Method of etching a magnetic material | |
JP5042319B2 (ja) | 遷移金属酸化物をプラズマエッチングする方法 | |
JP4562482B2 (ja) | 強誘電体キャパシタ構造およびその作製方法 | |
US20030181056A1 (en) | Method of etching a magnetic material film stack using a hard mask | |
US20040152331A1 (en) | Process for etching polysilicon gates with good mask selectivity, critical dimension control, and cleanliness | |
JP2004119905A (ja) | ポリシリコンエッチング方法 | |
JP2005302897A (ja) | ハードエッチングマスクの除去方法および半導体装置の製造方法 | |
JP2003332312A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
KR100779099B1 (ko) | Gst 칼코게나이드 패턴을 포함하는 상변화 메모리소자의 제조방법 | |
JP2006324615A (ja) | 半導体素子の導電配線形成方法 | |
US20050009342A1 (en) | Method for etching an organic anti-reflective coating (OARC) | |
JP3390340B2 (ja) | 誘電体素子の形成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110131 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110131 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120201 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120207 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120427 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120509 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120528 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120619 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120710 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5042319 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150720 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |