JP3409516B2 - 白金薄膜のプラズマエッチング方法 - Google Patents
白金薄膜のプラズマエッチング方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は白金薄膜のプラズマ
エッチング方法に関し、さらに詳しくは、半導体装置の
電極および配線等に適用する白金薄膜の高精度なプラズ
マエッチング方法に関する。
エッチング方法に関し、さらに詳しくは、半導体装置の
電極および配線等に適用する白金薄膜の高精度なプラズ
マエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】次世代のメモリ系半導体装置の記憶保持
用等の誘電体薄膜として、チタン酸鉛〔ＰｂＴｉ
Ｏ3 〕、ＰＺＴ〔Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 〕あるいは
ＰＬＺＴ〔Ｐｂ，Ｌａ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 〕等、一般式
ＡＢＯ3 で表されるペロブスカイト型酸化物薄膜を採用
する動向がある。これらペロブスカイト型酸化物薄膜の
強誘電性を利用し、ＤＲＡＭの電荷蓄積用キャパシタ誘
導体膜として、またＭＩＳ型トランジスタの絶縁膜に用
いたＭＦＳトランジスタとして、あるいは分極反転のヒ
ステリシスを用いた不揮発性メモリとして、さらには焦
電性を利用した赤外線センサヘの利用等が考えられてい
る。これら強誘電体利用電子デバイスの実用化には、特
性に優れた強誘電体薄膜の形成方法およびそのパターニ
ング方法とともに、強誘電体薄膜上の電極の選択および
この電極のパターニング方法が重要な課題である。
用等の誘電体薄膜として、チタン酸鉛〔ＰｂＴｉ
Ｏ3 〕、ＰＺＴ〔Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 〕あるいは
ＰＬＺＴ〔Ｐｂ，Ｌａ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 〕等、一般式
ＡＢＯ3 で表されるペロブスカイト型酸化物薄膜を採用
する動向がある。これらペロブスカイト型酸化物薄膜の
強誘電性を利用し、ＤＲＡＭの電荷蓄積用キャパシタ誘
導体膜として、またＭＩＳ型トランジスタの絶縁膜に用
いたＭＦＳトランジスタとして、あるいは分極反転のヒ
ステリシスを用いた不揮発性メモリとして、さらには焦
電性を利用した赤外線センサヘの利用等が考えられてい
る。これら強誘電体利用電子デバイスの実用化には、特
性に優れた強誘電体薄膜の形成方法およびそのパターニ
ング方法とともに、強誘電体薄膜上の電極の選択および
この電極のパターニング方法が重要な課題である。
【０００３】従来より、ペロブスカイト型酸化物薄膜上
への電極材料としては、その高温特性の安定性から白金
薄膜（以下Ｐｔ薄膜と記す）を用いるのが一般的であ
る。これは電極形成後にアニールを施してペロブスカイ
ト型酸化物の結晶性を改善する処理が必要とされる場合
が多いからである。このＰｔ薄膜のパターニングには、
王水によるウェットエッチングか、Ａｒ等の希ガスによ
るスパッタエッチング、イオンビームエッチングが通常
採用される。
への電極材料としては、その高温特性の安定性から白金
薄膜（以下Ｐｔ薄膜と記す）を用いるのが一般的であ
る。これは電極形成後にアニールを施してペロブスカイ
ト型酸化物の結晶性を改善する処理が必要とされる場合
が多いからである。このＰｔ薄膜のパターニングには、
王水によるウェットエッチングか、Ａｒ等の希ガスによ
るスパッタエッチング、イオンビームエッチングが通常
採用される。
【０００４】しかしながら、ウェットエッチングによる
パターニングにおいてはレジストパターンの密着性やサ
イドエッチングの問題、さらには他のドライプロセスと
の整合性の問題がある。またＡｒ等の希ガスによる物理
的なパターニングにおいては、選択比や下地強誘電体薄
膜へのダメージ、パターニングされたＰｔ電極やレジス
トパターンヘのＰｔの再付着による寸法変換差やパーテ
ィクル汚染等、解決すべき問題点が多い。再付着への解
決策としては、Ａｒ+ の入射角度をかえて多段階エッチ
ングする方法が例えば特開平５−１０９６６８号公報に
開示されている。この方法によれば、Ｐｔの再付着はあ
る程度防止できるが異方性形状は得られない。また再付
着してしまったＰｔの側壁付着膜をジェットスクラバ等
高圧噴流水や綿状のローラブラシで除去する方法が例え
ば特開平５−２１４０５号公報に開示されている。この
方法によれば異方性形状を保ったままパターニングが可
能となるが、微視的に見ればＰｔの側壁付着膜の破断面
が新たに形成され、パターン形状の悪化が懸念される。
またローラブラシによるダメージやパーティクル汚染の
虞も未解決である。
パターニングにおいてはレジストパターンの密着性やサ
イドエッチングの問題、さらには他のドライプロセスと
の整合性の問題がある。またＡｒ等の希ガスによる物理
的なパターニングにおいては、選択比や下地強誘電体薄
膜へのダメージ、パターニングされたＰｔ電極やレジス
トパターンヘのＰｔの再付着による寸法変換差やパーテ
ィクル汚染等、解決すべき問題点が多い。再付着への解
決策としては、Ａｒ+ の入射角度をかえて多段階エッチ
ングする方法が例えば特開平５−１０９６６８号公報に
開示されている。この方法によれば、Ｐｔの再付着はあ
る程度防止できるが異方性形状は得られない。また再付
着してしまったＰｔの側壁付着膜をジェットスクラバ等
高圧噴流水や綿状のローラブラシで除去する方法が例え
ば特開平５−２１４０５号公報に開示されている。この
方法によれば異方性形状を保ったままパターニングが可
能となるが、微視的に見ればＰｔの側壁付着膜の破断面
が新たに形成され、パターン形状の悪化が懸念される。
またローラブラシによるダメージやパーティクル汚染の
虞も未解決である。
【０００５】一方、反応生成物による側壁保護膜の利用
による異方性エッチングの試みも提案されている。例え
ば、第４０回応用物理学関係連合講演会（１９９３年春
季年会）講演予稿集講演番号３０a−ＺＥ−３にはＨＢ
ｒ／ＣＨ4 混合ガス系によるマグネトロンＲＩＥを用い
たプロセスの報告がある。また同様のガス系によりＥＣ
Ｒプラズマエッチング装置を採用した例が、Ｍｉｃｒｏ
Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ予稿集Ｂ−７
−５，ｐ１４６（１９９３）に報告されている。いずれ
の例も、対レジストパターン選択比と異方性確保のた
め、カーボン系ポリマを堆積するＣＨ4 ガスを添加して
いるので、パーティクル汚染や、チヤンバ内汚染による
エッチング再現性低下の虞れが残る。またエッチングレ
ートも２０ｎｍ／分程度と小さい。
による異方性エッチングの試みも提案されている。例え
ば、第４０回応用物理学関係連合講演会（１９９３年春
季年会）講演予稿集講演番号３０a−ＺＥ−３にはＨＢ
ｒ／ＣＨ4 混合ガス系によるマグネトロンＲＩＥを用い
たプロセスの報告がある。また同様のガス系によりＥＣ
Ｒプラズマエッチング装置を採用した例が、Ｍｉｃｒｏ
Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ予稿集Ｂ−７
−５，ｐ１４６（１９９３）に報告されている。いずれ
の例も、対レジストパターン選択比と異方性確保のた
め、カーボン系ポリマを堆積するＣＨ4 ガスを添加して
いるので、パーティクル汚染や、チヤンバ内汚染による
エッチング再現性低下の虞れが残る。またエッチングレ
ートも２０ｎｍ／分程度と小さい。
【０００６】また通常の電極金属加工に用いられるハロ
ゲン系ガスをエッチングガスに用いると、反応生成物で
あるハロゲン化白金の蒸気圧が低いものが多いため、こ
の場合にはエッチングレートは極端に小さくなる。
ゲン系ガスをエッチングガスに用いると、反応生成物で
あるハロゲン化白金の蒸気圧が低いものが多いため、こ
の場合にはエッチングレートは極端に小さくなる。
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した技術
的背景のもとに提案するものであり、選択比、異方性、
エッチングレートや低パーティクル性等の諸要求を高い
レベルで満たす、Ｐｔ薄膜の高精度なプラズマエッチン
グ方法を提供することをその課題とする。
的背景のもとに提案するものであり、選択比、異方性、
エッチングレートや低パーティクル性等の諸要求を高い
レベルで満たす、Ｐｔ薄膜の高精度なプラズマエッチン
グ方法を提供することをその課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願のＰｔ薄膜のプラズ
マエッチング方法は上述の課題を解決するために提案す
るものであり、第１の発明（請求項１）においては、Ｐ
ｔ薄膜上に形成したレジストパターンをエッチングマス
クとし、エッチングガスとして分子内にカルボキシル基
（ＣＯＯＨ）を有する化合物として酢酸のみ、もしくは
マロン酸とアルゴンとを用いて、Ｐｔ薄膜をプラズマエ
ッチングしてパターニングすることを特徴とするもので
ある。
マエッチング方法は上述の課題を解決するために提案す
るものであり、第１の発明（請求項１）においては、Ｐ
ｔ薄膜上に形成したレジストパターンをエッチングマス
クとし、エッチングガスとして分子内にカルボキシル基
（ＣＯＯＨ）を有する化合物として酢酸のみ、もしくは
マロン酸とアルゴンとを用いて、Ｐｔ薄膜をプラズマエ
ッチングしてパターニングすることを特徴とするもので
ある。
【０００８】第１の発明で採用する分子内にカルボキシ
ル基を有する化合物は、加熱によりエッチングチャンバ
内へ導入可能なカルボン酸であることが望ましい。かか
る化合物としては、一般式ＲＨ3 - x（ＣＯＯＨ）
x （ＲはＨまたはアルキル基、ｘは１〜３の自然数）で
表されるものであり、ギ酸（ｍｐ＝８．４℃）、酢酸
（ｍｐ＝１６．７℃）、プロピオン酸（ｍｐ＝１４０．
７℃）および酪酸（ｍｐ＝１６３．５℃）を初めとする
１価の低級脂肪酸およびそのエステル等の化合物、シュ
ウ酸（２水和物のｍｐ＝１０１〜１０２℃）やマロン酸
（ｍｐ＝〜１３５℃、真空中では昇華）等、２価の脂肪
酸およびそのエステル等の化合物が例示される。これら
の化合物のうち、室温で液体や固体のものは公知の加熱
バブリング法やバーニング法、あるいは加熱昇華法等に
より気化してエッチングチャンバに導入する。
ル基を有する化合物は、加熱によりエッチングチャンバ
内へ導入可能なカルボン酸であることが望ましい。かか
る化合物としては、一般式ＲＨ3 - x（ＣＯＯＨ）
x （ＲはＨまたはアルキル基、ｘは１〜３の自然数）で
表されるものであり、ギ酸（ｍｐ＝８．４℃）、酢酸
（ｍｐ＝１６．７℃）、プロピオン酸（ｍｐ＝１４０．
７℃）および酪酸（ｍｐ＝１６３．５℃）を初めとする
１価の低級脂肪酸およびそのエステル等の化合物、シュ
ウ酸（２水和物のｍｐ＝１０１〜１０２℃）やマロン酸
（ｍｐ＝〜１３５℃、真空中では昇華）等、２価の脂肪
酸およびそのエステル等の化合物が例示される。これら
の化合物のうち、室温で液体や固体のものは公知の加熱
バブリング法やバーニング法、あるいは加熱昇華法等に
より気化してエッチングチャンバに導入する。
【０００９】本願の第２の発明（請求項３）のＰｔ薄膜
のプラズマエッチング方法は、Ｐｔ薄膜上に形成したレ
ジストパターンをエッチングマスクとし、エッチングガ
スとして分子内にアルデヒド基（ＣＨＯ）を有する化合
物のみを用いて、このＰｔ薄膜をプラズマエッチングし
てパターニングすることを特徴とするものである。
のプラズマエッチング方法は、Ｐｔ薄膜上に形成したレ
ジストパターンをエッチングマスクとし、エッチングガ
スとして分子内にアルデヒド基（ＣＨＯ）を有する化合
物のみを用いて、このＰｔ薄膜をプラズマエッチングし
てパターニングすることを特徴とするものである。
【００１０】第２の発明で採用する分子内にアルデヒド
基を有する化合物も、加熱によりエッチングチャンバ内
へ導入可能なアルデヒド類であることが望ましい。かか
る化合物としては、一般式ＲＣＨＯ（ＲはＨまたはアル
キル基）で表されるホルムアルデヒド（ｂｐ＝−１９．
５℃）、アセトアルデヒド等のアルデヒド類が例示され
る。
基を有する化合物も、加熱によりエッチングチャンバ内
へ導入可能なアルデヒド類であることが望ましい。かか
る化合物としては、一般式ＲＣＨＯ（ＲはＨまたはアル
キル基）で表されるホルムアルデヒド（ｂｐ＝−１９．
５℃）、アセトアルデヒド等のアルデヒド類が例示され
る。
【００１１】
【作用】本発明で採用する分子内にカルボキシル基また
はアルデヒド基を有する化合物は、プラズマ中で解離し
てカルボニル基を効率的に発生し、Ｐｔと反応してカル
ボニル錯体〔Ｐｔ（ＣＯ）x 〕を始めとする金属錯体を
形成する。特に分子内に複数のアルデヒド基を有する化
合物の場合には、１分子のプラズマ解離により２個のカ
ルボニル基が生成されるので、カルボニル錯体を効率的
に形成する。生成されるカルボニル錯体は蒸気圧が比較
的高く、実用的なエッチングレートが得られる。カルボ
ニル錯体がさらに分解して生成する炭素系の堆積物や、
有機残基が分解あるいはプラズマ重合して生成する炭素
系の堆積物は、イオン照射の少ないパターン側面に付着
して側壁保護膜を形成し、異方性加工に寄与する。金属
錯体の形成反応は化学反応であるので、Ｐｔがスパッタ
リングされてパターン側面やエッチングチャンバ内壁に
付着する虞れはなく、寸法変換差やパーティクル汚染は
発生しない。
はアルデヒド基を有する化合物は、プラズマ中で解離し
てカルボニル基を効率的に発生し、Ｐｔと反応してカル
ボニル錯体〔Ｐｔ（ＣＯ）x 〕を始めとする金属錯体を
形成する。特に分子内に複数のアルデヒド基を有する化
合物の場合には、１分子のプラズマ解離により２個のカ
ルボニル基が生成されるので、カルボニル錯体を効率的
に形成する。生成されるカルボニル錯体は蒸気圧が比較
的高く、実用的なエッチングレートが得られる。カルボ
ニル錯体がさらに分解して生成する炭素系の堆積物や、
有機残基が分解あるいはプラズマ重合して生成する炭素
系の堆積物は、イオン照射の少ないパターン側面に付着
して側壁保護膜を形成し、異方性加工に寄与する。金属
錯体の形成反応は化学反応であるので、Ｐｔがスパッタ
リングされてパターン側面やエッチングチャンバ内壁に
付着する虞れはなく、寸法変換差やパーティクル汚染は
発生しない。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例につき、添付図
面を参照して説明する。まず本実施例で用いた基板バイ
アス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置の概略構成例
を図２を参照して説明する。マグネトロン５で発生する
２．４５ＧＨｚのマイクロ波を、導波管６を経由して石
英やアルミナ等の誘電体材料よりなるベルジャ７内に導
入し、ソレノイドコイル８により発生する０．０８７５
Ｔの磁場との相互作用によりベルジャ７内にエッチング
ガスのＥＣＲプラズマを発生する。符号９はリング状の
ガス導入ノズルである。ベルジャ７下方には被エッチン
グ基板１を載置する基板ステージ２を配設する。基板ス
テージ２内には基板加熱用のヒータ３が内蔵されてお
り、基板温度を任意に制御することが可能である。また
基板バイアス電源４によりイオン入射エネルギを制御す
ることが可能である。なお同図では被エッチング基板の
クランプ機構や真空ポンプ等の装置細部は図示を省略す
る。
面を参照して説明する。まず本実施例で用いた基板バイ
アス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置の概略構成例
を図２を参照して説明する。マグネトロン５で発生する
２．４５ＧＨｚのマイクロ波を、導波管６を経由して石
英やアルミナ等の誘電体材料よりなるベルジャ７内に導
入し、ソレノイドコイル８により発生する０．０８７５
Ｔの磁場との相互作用によりベルジャ７内にエッチング
ガスのＥＣＲプラズマを発生する。符号９はリング状の
ガス導入ノズルである。ベルジャ７下方には被エッチン
グ基板１を載置する基板ステージ２を配設する。基板ス
テージ２内には基板加熱用のヒータ３が内蔵されてお
り、基板温度を任意に制御することが可能である。また
基板バイアス電源４によりイオン入射エネルギを制御す
ることが可能である。なお同図では被エッチング基板の
クランプ機構や真空ポンプ等の装置細部は図示を省略す
る。
【００１３】実施例１
本実施例は第１の発明を適用し、Ｐｔ薄膜を酢酸（ＣＨ
3 ＣＯＯＨ）を用いてプラズマエッチングした例であ
り、これを図１（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。本
実施例で採用した被エッチング基板は図１（ａ）に示す
ようにＰＺＴ等の強誘電体薄膜１１上にスパッタリング
等により一例として２００ｎｍの厚さのＰｔ薄膜１２と
レジストパターン１３を順次形成したものである。ＰＺ
Ｔ等の強誘電体薄膜１１は一例としてマルチターゲット
を用いた反応性スパッタリング等により一例として５０
ｎｍの厚さに形成し、約７００℃の酸素雰囲気中アニー
ルにより結晶性を高めたものである。この他に有機金属
化合物をソースガスとするＭＯＣＶＤ法により形成して
もよい。レジストパターンはＡｒＦ等のエキシマレーザ
リソグラフィ等により０．２μｍルールで形成した。
3 ＣＯＯＨ）を用いてプラズマエッチングした例であ
り、これを図１（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。本
実施例で採用した被エッチング基板は図１（ａ）に示す
ようにＰＺＴ等の強誘電体薄膜１１上にスパッタリング
等により一例として２００ｎｍの厚さのＰｔ薄膜１２と
レジストパターン１３を順次形成したものである。ＰＺ
Ｔ等の強誘電体薄膜１１は一例としてマルチターゲット
を用いた反応性スパッタリング等により一例として５０
ｎｍの厚さに形成し、約７００℃の酸素雰囲気中アニー
ルにより結晶性を高めたものである。この他に有機金属
化合物をソースガスとするＭＯＣＶＤ法により形成して
もよい。レジストパターンはＡｒＦ等のエキシマレーザ
リソグラフィ等により０．２μｍルールで形成した。
【００１４】この被エッチング基板を図２に示す基板バ
イアス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置の基板ステ
ージ２上に載置し、一例として下記条件によりレジスト
パターン１３から露出するＰＴ薄膜１２をプラズマエッ
チングした。酢酸は容器を加熱し、Ｈｅガスでパブリン
グしてベルジャ内に供給した。 ＣＨ3 ＣＯＯＨ ３０ ｓｃｃｍ ガス圧力 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板バイアスパワー ３０ Ｗ（２．０ＭＨｚ） 被エッチング基板温度 ８０ ℃ 本エッチング工程においては、酢酸のプラズマ解離によ
り生成するカルボニル基がＰｔ金属と錯体を形成し、イ
オン入射にアシストされながらエッチングが進行した。
またイオン入射の少ないパターン側面には、反応生成物
がさらに分解して生じる炭素系堆積物等が付着し、側壁
保護膜（図示せず）を形成することにより、異方性加工
に寄与する。プラズマエッチング終了後の状態を図１
（ｂ）に示す。エッチングレートは１００ｎｍ／分、対
レジスト選択比は４であった。
イアス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置の基板ステ
ージ２上に載置し、一例として下記条件によりレジスト
パターン１３から露出するＰＴ薄膜１２をプラズマエッ
チングした。酢酸は容器を加熱し、Ｈｅガスでパブリン
グしてベルジャ内に供給した。 ＣＨ3 ＣＯＯＨ ３０ ｓｃｃｍ ガス圧力 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板バイアスパワー ３０ Ｗ（２．０ＭＨｚ） 被エッチング基板温度 ８０ ℃ 本エッチング工程においては、酢酸のプラズマ解離によ
り生成するカルボニル基がＰｔ金属と錯体を形成し、イ
オン入射にアシストされながらエッチングが進行した。
またイオン入射の少ないパターン側面には、反応生成物
がさらに分解して生じる炭素系堆積物等が付着し、側壁
保護膜（図示せず）を形成することにより、異方性加工
に寄与する。プラズマエッチング終了後の状態を図１
（ｂ）に示す。エッチングレートは１００ｎｍ／分、対
レジスト選択比は４であった。
【００１５】この後被エッチング基板を１００℃として
プラズマアッシングを施し、レジストパターン１３と側
壁保護膜を除去してＰｔ薄膜１２パターンを完成し、図
１（ｃ）の状態とした。本実施例によれば、酢酸をエッ
チングガスとして採用することによりＰｔ薄膜を実用的
なエッチングレートで異方性加工することが可能であ
る。
プラズマアッシングを施し、レジストパターン１３と側
壁保護膜を除去してＰｔ薄膜１２パターンを完成し、図
１（ｃ）の状態とした。本実施例によれば、酢酸をエッ
チングガスとして採用することによりＰｔ薄膜を実用的
なエッチングレートで異方性加工することが可能であ
る。
【００１６】実施例２
本実施例も第１の発明を適用し、マロン酸〔ＣＨ2 （Ｃ
ＯＯＨ）2 〕をエッチングガスとしてＰｔ薄膜をプラズ
マエッチングした例である。これを同じく図１（ａ）〜
（ｃ）を参照して説明する。
ＯＯＨ）2 〕をエッチングガスとしてＰｔ薄膜をプラズ
マエッチングした例である。これを同じく図１（ａ）〜
（ｃ）を参照して説明する。
【００１７】本実施例で採用した図１（ａ）に示す被エ
ッチング基板は前実施例１と同様であるので重複する説
明は省略する。この被エッチング基板を図２に示す基板
バイアス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置の基板ス
テージ２上に載置し、一例として下記条件によりレジス
トパターン１３から露出するＰｔ薄膜１２をプラズマエ
ッチングした。マロン酸は容器を加熱して昇華させ、Ｈ
ｅガスをキャリアとしてベルジャ内に供給した。なお導
入配管等はリボンヒータ等で加熱し、マロン酸の凝固を
防止した。Ａｒは別系統の配管によりベルジャ内に供給
した。 ＣＨ2 （ＣＯＯＨ）2 ３０ ｓｃｃｍ Ａｒ １０ ｓｃｃｍ ガス圧力 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板バイアスパワー ３０ Ｗ（２．０ＭＨｚ） 被エッチング基板温度 １００ ℃ 本エッチング工程においては、マロン酸１分子あたり２
個生成するカルボニル基がＰｔ金属と錯体を形成し、イ
オン入射にアシストされながらエッチングが進行した。
またイオン入射の少ないパターン側面には、反応生成物
がさらに分解して生じる炭素系堆積物等が付着し、側壁
保護膜（図示せず）を形成することにより、異方性加工
に寄与する。プラズマエッチング終了後の状態を図１
（ｂ）に示す。エッチングレートは１５０ｎｍ／分、対
レジスト選択比は４．５の値が得られた。
ッチング基板は前実施例１と同様であるので重複する説
明は省略する。この被エッチング基板を図２に示す基板
バイアス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置の基板ス
テージ２上に載置し、一例として下記条件によりレジス
トパターン１３から露出するＰｔ薄膜１２をプラズマエ
ッチングした。マロン酸は容器を加熱して昇華させ、Ｈ
ｅガスをキャリアとしてベルジャ内に供給した。なお導
入配管等はリボンヒータ等で加熱し、マロン酸の凝固を
防止した。Ａｒは別系統の配管によりベルジャ内に供給
した。 ＣＨ2 （ＣＯＯＨ）2 ３０ ｓｃｃｍ Ａｒ １０ ｓｃｃｍ ガス圧力 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板バイアスパワー ３０ Ｗ（２．０ＭＨｚ） 被エッチング基板温度 １００ ℃ 本エッチング工程においては、マロン酸１分子あたり２
個生成するカルボニル基がＰｔ金属と錯体を形成し、イ
オン入射にアシストされながらエッチングが進行した。
またイオン入射の少ないパターン側面には、反応生成物
がさらに分解して生じる炭素系堆積物等が付着し、側壁
保護膜（図示せず）を形成することにより、異方性加工
に寄与する。プラズマエッチング終了後の状態を図１
（ｂ）に示す。エッチングレートは１５０ｎｍ／分、対
レジスト選択比は４．５の値が得られた。
【００１８】この後被エッチング基板を１００℃として
プラズマアッシングを施し、レジストパターン１３と側
壁保護膜を除去してＰｔ薄膜１２パターンを完成し、図
１（ｃ）の状態とした。本実施例によれば、マロン酸を
エッチングガスとして採用すること、被エッチング基板
を１００℃に設定したことおよびＡｒの添加によるスパ
ッタリング効果を併用したこと等の相乗効果により、Ｐ
ｔ薄膜を前実施例１より大きなエッチングレートで異方
性加工することが可能である。
プラズマアッシングを施し、レジストパターン１３と側
壁保護膜を除去してＰｔ薄膜１２パターンを完成し、図
１（ｃ）の状態とした。本実施例によれば、マロン酸を
エッチングガスとして採用すること、被エッチング基板
を１００℃に設定したことおよびＡｒの添加によるスパ
ッタリング効果を併用したこと等の相乗効果により、Ｐ
ｔ薄膜を前実施例１より大きなエッチングレートで異方
性加工することが可能である。
【００１９】実施例３
本実施例は第２の発明を適用し、ホルムアデヒド（ＨＣ
ＨＯ）をエッチングガスとしてＰｔ薄膜をプラズマエッ
チングした例である。これを同じく図１（ａ）〜（ｃ）
を参照して説明する。
ＨＯ）をエッチングガスとしてＰｔ薄膜をプラズマエッ
チングした例である。これを同じく図１（ａ）〜（ｃ）
を参照して説明する。
【００２０】本実施例で採用した図１（ａ）に示す被エ
ッチング基板は前実施例１と同様であるので重複する説
明は省略する。この被エッチング基板を図２に示す基板
バイアス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置の基板ス
テージ２上に載置し、一例として下記条件によりレジス
トパターン１３から露出するＰｔ薄膜１２をプラズマエ
ッチングした。 ＨＣＨＯ ３０ ｓｃｃｍ ガス圧力 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板バイアスパワー ３０ Ｗ（２．０ＭＨｚ） 被エッチング基板温度 ８０ ℃ 本エッチング工程においては、ホルムアデヒドのプラズ
マ解離により生成するカルボニル基がＰｔ金属と錯体を
形成し、イオン入射にアシストされながらエッチングが
進行した。またイオン入射の少ないパターン側面には、
反応生成物がさらに分解して生じる炭素系堆積物等が付
着し、側壁保護膜（図示せず）を形成することにより、
異方性加工に寄与する。プラズマエッチング終了後の状
態を図１（ｂ）に示す。エッチングレートは１２０ｎｍ
／分、対レジスト選択比は４．５であった。
ッチング基板は前実施例１と同様であるので重複する説
明は省略する。この被エッチング基板を図２に示す基板
バイアス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置の基板ス
テージ２上に載置し、一例として下記条件によりレジス
トパターン１３から露出するＰｔ薄膜１２をプラズマエ
ッチングした。 ＨＣＨＯ ３０ ｓｃｃｍ ガス圧力 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板バイアスパワー ３０ Ｗ（２．０ＭＨｚ） 被エッチング基板温度 ８０ ℃ 本エッチング工程においては、ホルムアデヒドのプラズ
マ解離により生成するカルボニル基がＰｔ金属と錯体を
形成し、イオン入射にアシストされながらエッチングが
進行した。またイオン入射の少ないパターン側面には、
反応生成物がさらに分解して生じる炭素系堆積物等が付
着し、側壁保護膜（図示せず）を形成することにより、
異方性加工に寄与する。プラズマエッチング終了後の状
態を図１（ｂ）に示す。エッチングレートは１２０ｎｍ
／分、対レジスト選択比は４．５であった。
【００２１】この後被エッチング基板を１００℃として
プラズマアッシングを施し、レジストパターン１３と側
壁保護膜を除去してＰｔ薄膜１２パターンを完成し、図
１（ｃ）の状態とした。本実施例においては、ホルムア
デヒドをエッチングガスとして採用することにより、Ｐ
ｔ薄膜を実用的なエッチングレートで異方性加工するこ
とが可能であった。
プラズマアッシングを施し、レジストパターン１３と側
壁保護膜を除去してＰｔ薄膜１２パターンを完成し、図
１（ｃ）の状態とした。本実施例においては、ホルムア
デヒドをエッチングガスとして採用することにより、Ｐ
ｔ薄膜を実用的なエッチングレートで異方性加工するこ
とが可能であった。
【００２２】以上本発明を３例の実施例により説明した
が、これらはいずれも好適な代表例を例示したにすぎ
ず、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではな
い。すなわち、分子内にカルボキシル基あるいはカルボ
ニル基を有する化合物として酢酸、マロン酸およびホル
ムアルデヒドを例示したが、前述のように一般式ＲＨ
3 _ x（ＣＯＯＨ）x 、ＲＣＨＯで表される有機化合物
のうち加熱によりエッチングチャンバに導入可能な比較
的高い蒸気圧を有する化合物を任意に用いてよい。その
他被エッチング基板の構成、プラズマエッチング装置に
ついても各種構成をとることができる。
が、これらはいずれも好適な代表例を例示したにすぎ
ず、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではな
い。すなわち、分子内にカルボキシル基あるいはカルボ
ニル基を有する化合物として酢酸、マロン酸およびホル
ムアルデヒドを例示したが、前述のように一般式ＲＨ
3 _ x（ＣＯＯＨ）x 、ＲＣＨＯで表される有機化合物
のうち加熱によりエッチングチャンバに導入可能な比較
的高い蒸気圧を有する化合物を任意に用いてよい。その
他被エッチング基板の構成、プラズマエッチング装置に
ついても各種構成をとることができる。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、酢酸をエッチングガスとして採用することに
より、もしくはマロン酸とアルゴンをエッチングガスと
して採用することにより、もしくは分子内にアルデヒド
基を有する化合物のみをエッチングガスとして採用する
ことにより、実用的なエッチングレートとエッチング選
択比を確保した上で寸法変換差やパーティクル汚染の少
ないＰｔ薄膜のプラズマエッチングが可能となる。本発
明の採用により、強誘電体薄膜を利用する次世代半導体
装置等の電極を信頼性高く製造することが可能である。
によれば、酢酸をエッチングガスとして採用することに
より、もしくはマロン酸とアルゴンをエッチングガスと
して採用することにより、もしくは分子内にアルデヒド
基を有する化合物のみをエッチングガスとして採用する
ことにより、実用的なエッチングレートとエッチング選
択比を確保した上で寸法変換差やパーティクル汚染の少
ないＰｔ薄膜のプラズマエッチングが可能となる。本発
明の採用により、強誘電体薄膜を利用する次世代半導体
装置等の電極を信頼性高く製造することが可能である。
【図１】本発明を適用した実施例を、その工程順に説明
する概略断面図であり、（ａ）は強誘電体薄膜上にＰｔ
薄膜を形成し、さらにレジストパターンを形成した状態
であり、（ｂ）はレジストパターンをマスクにＰｔ薄膜
プラズマエッチングした状態、（ｃ）はレジストマスク
と側壁保護膜を除去してＰｔ薄膜パターンが完成した状
態である。
する概略断面図であり、（ａ）は強誘電体薄膜上にＰｔ
薄膜を形成し、さらにレジストパターンを形成した状態
であり、（ｂ）はレジストパターンをマスクにＰｔ薄膜
プラズマエッチングした状態、（ｃ）はレジストマスク
と側壁保護膜を除去してＰｔ薄膜パターンが完成した状
態である。
【図２】本発明で採用した基板バイアス印加型ＥＣＲプ
ラズマエッチング装置の概略構成例である。
ラズマエッチング装置の概略構成例である。
１ 被エッチング基板
１１ 強誘電体薄膜
１２ Ｐｔ薄膜
１３ レジストパターン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/3065
C23F 4/00
Claims (4)
- 【請求項１】 白金薄膜上に形成したレジストパターン
をエッチングマスクとし、 エッチングガスとして酢酸のみを用いて、 前記白金薄膜をプラズマエッチングしてパターニングす
ることを特徴とする白金薄膜のプラズマエッチング方
法。 - 【請求項２】 白金薄膜上に形成したレジストパターン
をエッチングマスクとし、 エッチングガスとしてマロン酸とアルゴンとを用いて、 前記白金薄膜をプラズマエッチングしてパターニングす
る ことを特徴とする白金薄膜のプラズマエッチング方
法。 - 【請求項３】 白金薄膜上に形成したレジストパターン
をエッチングマスクとし、 エッチングガスとして分子内にアルデヒド基を有する化
合物のみを用いて、 前記白金薄膜をプラズマエッチングしてパターニングす
ることを特徴とする白金薄膜のプラズマエッチング方
法。 - 【請求項４】 分子内にアルデヒド基を有する化合物
は、加熱によりエッチングチャンバ内へ導入可能なアル
デヒド類であることを特徴とする請求項３記載の白金薄
膜のプラズマエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19057095A JP3409516B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | 白金薄膜のプラズマエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19057095A JP3409516B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | 白金薄膜のプラズマエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0945664A JPH0945664A (ja) | 1997-02-14 |
| JP3409516B2 true JP3409516B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=16260269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19057095A Expired - Fee Related JP3409516B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | 白金薄膜のプラズマエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3409516B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19631622A1 (de) * | 1996-08-05 | 1998-02-12 | Siemens Ag | Verfahren zum plasmaunterstützten anisotropen Ätzen von Metallen, Metalloxiden und deren Gemische |
| KR20100005058A (ko) * | 2007-03-30 | 2010-01-13 | 캐논 아네르바 가부시키가이샤 | 자성소자 제조방법 |
-
1995
- 1995-07-26 JP JP19057095A patent/JP3409516B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0945664A (ja) | 1997-02-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |