JPH0613357A - Method of etching of semiconductor device - Google Patents
Method of etching of semiconductor deviceInfo
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- JPH0613357A JPH0613357A JP16784792A JP16784792A JPH0613357A JP H0613357 A JPH0613357 A JP H0613357A JP 16784792 A JP16784792 A JP 16784792A JP 16784792 A JP16784792 A JP 16784792A JP H0613357 A JPH0613357 A JP H0613357A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置のエッチング
方法、さらに詳しくはイオンミリングを用いた強誘電体
薄膜、高誘電率膜及びその電極のエッチング方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for etching a semiconductor device, and more particularly to a method for etching a ferroelectric thin film, a high dielectric constant film and its electrode using ion milling.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば強誘電体メモリにおいて、Ptは
キャパシタ部の電極として有効な材料とされている。し
かし、Ptは化学的に非常に安定であるために、そのエ
ッチング工程において化学反応を用いた反応性エッチン
グに使用できる物質は、ウェットエッチでは王水(HN
O3:HCl=1:3)、ドライエッチングではCF
4,CL2等のハロゲン系ガスがあるものの、前者では
制御性が悪い上にフォトレジストが溶けてしまう、後者
ではPtのハロゲン化物の蒸気圧が低いためエッチング
速度が極端に遅い等の問題があり、実用という意味では
難しい。また、これらの等方性エッチングでは図3に示
すようにエッチング中において、アンダーカットと呼ば
れる横方向へのエッチングが進み、寸歩変換差及び形状
の再現性に悪影響を及ぼす。2. Description of the Related Art For example, in a ferroelectric memory, Pt is a material effective as an electrode of a capacitor section. However, since Pt is chemically very stable, a material that can be used for reactive etching using a chemical reaction in the etching process is aqua regia (HN) in wet etching.
O3: HCl = 1: 3), CF in dry etching
4, although there is a halogen-based gas such as CL2, the former has poor controllability and melts the photoresist, and the latter has a problem that the etching speed is extremely slow because the vapor pressure of the halide of Pt is low. , Practically difficult. Further, in these isotropic etchings, as shown in FIG. 3, during the etching, lateral etching called undercut proceeds, which adversely affects the step conversion difference and the shape reproducibility.
【0003】そのため従来は加速されたアルゴンイオン
を被エッチング体に衝突させ、被エッチング体をスパッ
タリングさせることによって物理的かつ異方的にエッチ
ングするイオンミリング装置が用いられてきた。Therefore, conventionally, an ion milling apparatus has been used in which accelerated argon ions collide with an object to be etched, and the object to be etched is sputtered to perform physical and anisotropic etching.
【0004】しかしながら、前記イオンミリング装置に
よるエッチングにおいては、選択比がほとんどない上、
エッチングされた被エッチング体が揮発しないため、図
4に示すようにその一部はレジストの側壁部に付着す
る。この側壁付着物はレジスト剥離工程後においても溶
解または剥離されず壁状に残るため(図5)、その後の
層間絶縁膜の形成工程においてそのカバレッジは非常に
小さくなり、また層間絶縁膜上に配線層を形成する工程
においては配線の断線またはショート等の原因となるこ
とがあった。However, in the etching by the ion milling device, there is almost no selection ratio, and
Since the etched object is not volatilized, a part thereof adheres to the side wall of the resist as shown in FIG. Since the deposits on the sidewalls are not dissolved or stripped even after the resist stripping step and remain in a wall shape (FIG. 5), the coverage thereof becomes very small in the subsequent step of forming the interlayer insulating film, and wiring on the interlayer insulating film is reduced. In the step of forming the layer, it may cause disconnection or short circuit of the wiring.
【0005】そこで、従来はレジストの露光現像後、1
30℃〜200℃の温度でベークを行なうことによりレ
ジストをリフローさせ、またレジスト膜厚を薄くするこ
とによりレジストのテーパー角を調整し、レジストが垂
直の側壁を持たないようにするといった工夫がなされた
が、それによりレジスト寸法とエッチング寸法との寸法
変換差が大きくなってしまうという問題が出てきた。Therefore, conventionally, after exposure and development of the resist, 1
The resist is reflowed by baking at a temperature of 30 ° C to 200 ° C, and the taper angle of the resist is adjusted by thinning the resist film thickness so that the resist does not have a vertical side wall. However, this causes a problem that the size conversion difference between the resist size and the etching size becomes large.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明はこのよ
うな課題を解決するもので、その目的とするところは被
エッチング体のレジスト側壁への付着がなく、寸法変換
差及び形状再現性の良いエッチング方法を提供するもの
である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to solve such a problem. The object of the present invention is to prevent the adherend from adhering to the side wall of the resist, and to obtain good dimensional conversion difference and shape reproducibility. An etching method is provided.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】かかる問題を解決するた
めに次の2つの方法が挙げられる。[Means for Solving the Problems] In order to solve such a problem, there are the following two methods.
【0008】まず第一はイオンミリングで処理した後、
アルゴンプラズマで等方性エッチングする方法である。
これは一旦、イオンミリングによってエッチングした
後、発生した前記側壁付着物を除去するために改めて、
前記イオンミリングよりも等方性エッチングに近いアル
ゴンプラズマでエッチングする方法である。ここで、ア
ルゴンプラズマエッチングにおいて前記側壁付着物だけ
でなく基板もエッチングされるため、イオンミリングエ
ッチングとアルゴンプラズマエッチングとのエッチング
速度の関係を考慮した上で、それぞれのエッチング時間
を設定することが肝要である。First of all, after treating with ion milling,
This is a method of isotropic etching with argon plasma.
This is once etched by ion milling and then again to remove the generated side wall deposits.
This is a method of etching with argon plasma, which is closer to isotropic etching than the ion milling. Here, in the argon plasma etching, not only the side wall deposits but also the substrate are etched. Therefore, it is important to set the respective etching times in consideration of the relationship between the etching rates of the ion milling etching and the argon plasma etching. Is.
【0009】第二としてイオンミリングで処理した後、
アルゴンとハロゲン系反応性ガスのプラズマで等方性エ
ッチングする方法である。これも前記第一の方法と同じ
くイオンミリングによって発生した側壁付着物を後から
除去するもので、アルゴンとハロゲン系反応性ガスのプ
ラズマを用いることで被エッチング体を揮発させ、レジ
スト側壁への前記被エッチング体の再付着を防ぐもので
ある。Secondly, after treatment with ion milling,
This is a method of isotropic etching with plasma of argon and a halogen-based reactive gas. This is also to remove the side wall deposits generated by ion milling afterwards like the first method, and volatilizes the object to be etched by using plasma of argon and a halogen-based reactive gas, and It is intended to prevent reattachment of the object to be etched.
【0010】[0010]
【実施例】以下に本発明の実施例を図にしたがって示
す。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0011】まず、図1(a)のようにシリコン基板上
に形成されたPt膜(膜厚約1500オングストロー
ム)にフォトレジストを膜厚約1ミクロンになるように
回転塗布する。2μm角の正方形パターンを露光、現像
する(図1(b))。次いでイオンミリングにより異方
性エッチを約7分間行い、被エッチング体を完全に除去
する。この時レジストの側壁には被エッチング体が再付
着し、図1(c)に示すような形状になっている。First, as shown in FIG. 1A, a Pt film (film thickness of about 1500 Å) formed on a silicon substrate is spin-coated with a photoresist to a film thickness of about 1 micron. A 2 μm square pattern is exposed and developed (FIG. 1B). Then, anisotropic etching is performed by ion milling for about 7 minutes to completely remove the object to be etched. At this time, the object to be etched is redeposited on the side wall of the resist and has a shape as shown in FIG.
【0012】次に1mTORR、500Wでの等方性ア
ルゴンプラズマエッチングを10分間行う。ここで図1
(d)に示すようにアルゴンイオンは基板及びレジスト
側壁に同時に衝突するため、被エッチング物質のレジス
ト側壁への再付着はない。しかし、シリコン基板もオー
バーエッチ分としてエッチングされる。これによりレジ
スト剥離後、図1(e)に示すように側壁付着物のない
形状を得ることができる。Next, isotropic argon plasma etching is performed at 1 mTORR and 500 W for 10 minutes. Figure 1
As shown in (d), the argon ions collide with the substrate and the resist side wall at the same time, so that the substance to be etched is not redeposited on the resist side wall. However, the silicon substrate is also etched as an overetch. As a result, after the resist is peeled off, it is possible to obtain a shape having no side wall deposits as shown in FIG.
【0013】第二の実施例としては、前記第一の実施例
と同じくシリコン基板上に形成されたPt膜(膜厚約1
500オングストローム)にフォトレジストを膜厚約1
ミクロンになるように回転塗布し(図2(a))、2μ
m角の正方形パターンを露光、現像した後(図2
(b))、イオンミリング装置にて約5分間エッチング
を行う。本実施例においては、被エッチング体は完全に
除去されず数百オングストローム程度残っている(図2
(c))。その後1mTORR、500Wでの等方性ア
ルゴンプラズマエッチングを約10分間施して側壁付着
物及び残りの被エッチング体を除去し、レジスト剥離後
図2(d)に示すような側壁付着物の無いエッチング形
状を得る。本実施例においては側壁付着物がないだけで
なく、寸法変換差及び形状再現性の良いエッチング形状
を得ることが出来た。As a second embodiment, a Pt film (film thickness of about 1) formed on a silicon substrate is used as in the first embodiment.
Film thickness of photoresist is about 1
Spin coating to micron (Fig. 2 (a)), 2μ
After exposing and developing an m-square pattern (Fig. 2
(B)), etching is performed for about 5 minutes using an ion milling device. In the present embodiment, the object to be etched is not completely removed and remains for several hundred angstroms (FIG. 2).
(C)). After that, isotropic argon plasma etching with 1 m TORR and 500 W is performed for about 10 minutes to remove the deposits on the sidewalls and the remaining object to be etched, and after removing the resist, the etching shape without the deposits on the sidewalls as shown in FIG. To get In this example, not only was there no deposit on the side wall, but an etching shape with good dimensional conversion difference and shape reproducibility could be obtained.
【0014】第三の実施例は前記第一の実施例と同様
に、シリコン基板上に形成されたPt膜(膜厚約150
0オングストローム)にフォトレジストを膜厚約1ミク
ロンになるように回転塗布し(図1(a))、2μm角
の正方形パターンを露光、現像する(図1(b))。次
いでイオンミリング装置にて約7分間エッチングを行っ
た後(図1(c))、アルゴンとハロゲン系反応性ガス
のプラズマで約7分間エッチングして、側壁付着物を除
去し、レジスト剥離後図1(e)のようなエッチング形
状を得た。The third embodiment is similar to the first embodiment and has a Pt film (film thickness of about 150) formed on a silicon substrate.
A photoresist is spin-coated to a film thickness of about 1 micron (0 angstrom) (FIG. 1A), and a square pattern of 2 μm square is exposed and developed (FIG. 1B). Next, after performing etching for about 7 minutes with an ion milling device (FIG. 1C), etching is performed for about 7 minutes with plasma of argon and a halogen-based reactive gas to remove the deposits on the side wall, and after removing the resist. An etching shape as shown in 1 (e) was obtained.
【0015】第四の実施例は、前記第二の実施例と同様
に、シリコン基板上に形成されたPt膜(膜厚約150
0オングストローム)にフォトレジストを膜厚約1ミク
ロンになるように回転塗布し(図2(a))、2μm角
の正方形パターンを露光、現像した後(図2(b))、
イオンミリング装置にて約5分間エッチングを行う。本
実施例においては第二の実施例と同様に、被エッチング
体は完全に除去されず数百オングストローム程度残って
いる(図2(c))。その後アルゴンとハロゲン系反応
性ガスのプラズマで約7分間エッチングして、側壁付着
物を除去し、レジスト剥離後図2(d)のようなエッチ
ング形状を得た。In the fourth embodiment, similar to the second embodiment, a Pt film (film thickness of about 150) formed on a silicon substrate is used.
0 angstrom) photoresist was spin coated to a film thickness of about 1 micron (FIG. 2 (a)), and a 2 μm square pattern was exposed and developed (FIG. 2 (b)).
Etching is performed for about 5 minutes with an ion milling device. In the present embodiment, as in the second embodiment, the object to be etched is not completely removed and remains for several hundred angstroms (FIG. 2 (c)). After that, etching was performed with plasma of argon and a halogen-based reactive gas for about 7 minutes to remove the deposits on the sidewalls, and after removing the resist, an etching shape as shown in FIG. 2D was obtained.
【0016】以上の実施例においてはPtを使って証明
したが、本発明によればTi、Au、Pd等それ以外の
電極材料またはPbTiO3、PZT、PLZT等の強
誘電体膜といった、通常反応性エッチの困難な材料にお
いても適用できる。In the above examples, Pt was used for the proof, but according to the present invention, other reactive materials such as Ti, Au, Pd, other electrode materials, or ferroelectric films such as PbTiO3, PZT, PLZT, etc. are usually used. It can be applied to materials that are difficult to etch.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上に述べたように、本発明のエッチン
グによるパターン形成方法において、イオンミリングエ
ッチングにおいて避けることのできなかった被エッチン
グ体のレジスト側壁への再付着をなくすことができた。
これにより、側壁付着物の残留に起因する層間絶縁膜の
カバレッジの問題や、さらに前記層間絶縁膜上の配線層
の断線、ショート等の発生もなくすことができた。ま
た、前記第二第四の実施例においては、側壁付着物が内
だけでなく寸法変換差及び形状再現性の良いエッチング
形状を得ることが出来た。As described above, in the pattern forming method by etching according to the present invention, it was possible to eliminate the re-adhesion of the object to be etched to the side wall of the resist, which was inevitable in the ion milling etching.
As a result, it was possible to eliminate the problem of coverage of the interlayer insulating film due to the residue of the deposits on the side wall, and the disconnection or short circuit of the wiring layer on the interlayer insulating film. In addition, in the second and fourth embodiments, not only the deposits on the side walls but also the etching shape with good dimensional conversion difference and shape reproducibility could be obtained.
【図1】本発明における第一、第三の実施例の工程説明
図である。FIG. 1 is a process explanatory view of first and third embodiments of the present invention.
【図2】本発明における第二、第四の実施例の工程説明
図である。FIG. 2 is a process explanatory view of second and fourth embodiments of the present invention.
【図3】従来の等方性エッチングにおけるエッチング後
の断面形状図である。FIG. 3 is a cross-sectional shape diagram after etching in conventional isotropic etching.
【図4】従来のイオンミリングエッチングにおけるエッ
チング後の断面形状図である。FIG. 4 is a cross-sectional shape diagram after etching in conventional ion milling etching.
【図5】従来のイオンミリングエッチングにおけるレジ
スト剥離後の断面形状図である。FIG. 5 is a cross-sectional shape view after resist stripping in conventional ion milling etching.
フォトレジスト: 101、201、
301、401 Pt膜: 102、202、
302、402 シリコン基板: 103、203、
303、403 被エッチング体(Pt)の再付着物:104、204、
404 アルゴンイオン: 105Photoresist: 101, 201,
301, 401 Pt film: 102, 202,
302, 402 Silicon substrate: 103, 203,
303, 403 Reattachment of etching object (Pt): 104, 204,
404 Argon ion: 105
Claims (3)
うちいずれかの材料のエッチング方法において、イオン
ミリングで処理する工程とアルゴンプラズマでエッチン
グする工程とを含むことを特徴とする半導体装置のエッ
チング方法。1. A method for etching a material of a ferroelectric thin film, a high dielectric constant film, and an electrode thereof, comprising a step of treating by ion milling and a step of etching by argon plasma. Method for etching device.
うちいずれかの材料のエッチング方法において、イオン
ミリングで処理する工程とアルゴンとハロゲン系反応性
ガスのプラズマでエッチングする工程とを含むことを特
徴とする半導体装置のエッチング方法。2. A method of etching any one of a ferroelectric thin film, a high dielectric constant film, and an electrode thereof, comprising a step of performing ion milling and a step of etching with plasma of argon and a halogen-based reactive gas. A method for etching a semiconductor device, comprising:
薄膜がBaTiO3、PZT、PLZT、高誘電率膜が
SrTiO3、TaO3、電極がPt、Pd、Ti、A
u及びそれらの化合物であることを特徴とする半導体装
置のエッチング方法。3. The ferroelectric thin film according to claim 1 or 2 is BaTiO3, PZT, PLZT, the high dielectric constant film is SrTiO3, TaO3, and the electrodes are Pt, Pd, Ti, A.
u and a compound thereof are used for etching a semiconductor device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16784792A JPH0613357A (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Method of etching of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP16784792A JPH0613357A (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Method of etching of semiconductor device |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP11180748A Division JP2000031129A (en) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | Etching method for semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0613357A true JPH0613357A (en) | 1994-01-21 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP16784792A Pending JPH0613357A (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Method of etching of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0613357A (en) |
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- 1992-06-25 JP JP16784792A patent/JPH0613357A/en active Pending
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