JPH0878390A - ペロブスカイト型酸化物薄膜のドライエッチング方法 - Google Patents
ペロブスカイト型酸化物薄膜のドライエッチング方法Info
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- JPH0878390A JPH0878390A JP6206951A JP20695194A JPH0878390A JP H0878390 A JPH0878390 A JP H0878390A JP 6206951 A JP6206951 A JP 6206951A JP 20695194 A JP20695194 A JP 20695194A JP H0878390 A JPH0878390 A JP H0878390A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置を
用い、該装置内にエッチングガスとしてテトラエトキシ
メタンガスを導入し、ウェハ５に対して超音波を印加し
ながら、ウェハ５上のＰＺＴ（ＰｂＺｒＴｉＯ3 ）薄膜
に対してドライエッチングを行い、所定形状にパターニ
ングする。超音波は、ウェハ３を載置するサセプタ６内
に埋設された超音波振動子１０を超音波発振器１１によ
り振動させることによって印加する。 【効果】 ＰＺＴ薄膜に代表されるペロブスカイト型酸
化物薄膜の高速異方性エッチングが行える。また、マス
ク材との選択比も確保でき、寸法変換差も小さく抑えら
れる。このため、超高集積メモリ素子にペロブスカイト
型酸化物を適用することも可能となる。
用い、該装置内にエッチングガスとしてテトラエトキシ
メタンガスを導入し、ウェハ５に対して超音波を印加し
ながら、ウェハ５上のＰＺＴ（ＰｂＺｒＴｉＯ3 ）薄膜
に対してドライエッチングを行い、所定形状にパターニ
ングする。超音波は、ウェハ３を載置するサセプタ６内
に埋設された超音波振動子１０を超音波発振器１１によ
り振動させることによって印加する。 【効果】 ＰＺＴ薄膜に代表されるペロブスカイト型酸
化物薄膜の高速異方性エッチングが行える。また、マス
ク材との選択比も確保でき、寸法変換差も小さく抑えら
れる。このため、超高集積メモリ素子にペロブスカイト
型酸化物を適用することも可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ペロブスカイト型酸化
物薄膜のドライエッチング方法に関し、特に、該ペロブ
スカイト型酸化物薄膜を微細且つ高速に異方性加工する
方法に関する。
物薄膜のドライエッチング方法に関し、特に、該ペロブ
スカイト型酸化物薄膜を微細且つ高速に異方性加工する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】昨今の半導体メモリーの記憶容量の増加
のニーズに伴い、ダイナミック・ランダム・アクセス・
メモリ（ＤＲＡＭ）においては、電荷蓄積用キャパシタ
として強誘電体薄膜や高誘電率常誘電体薄膜の高い誘電
率を用いることが検討されている。また、不揮発性集積
メモリに強誘電体薄膜のヒステリシスを利用する研究も
行われている。このため、このようなメモリー素子に適
用可能な誘電体薄膜の材料の開発が進められている。
のニーズに伴い、ダイナミック・ランダム・アクセス・
メモリ（ＤＲＡＭ）においては、電荷蓄積用キャパシタ
として強誘電体薄膜や高誘電率常誘電体薄膜の高い誘電
率を用いることが検討されている。また、不揮発性集積
メモリに強誘電体薄膜のヒステリシスを利用する研究も
行われている。このため、このようなメモリー素子に適
用可能な誘電体薄膜の材料の開発が進められている。
【０００３】例えば、ペロブスカイト型酸化物薄膜の一
種であるＰＺＴ（ＰｂＺｒＴｉＯ3）薄膜は、外部から
の電界を加えることによって内部分極を発生し、外部か
らの電界が遮断されても分極を維持する、即ち、外部電
界に対するヒステリシス効果を有する強誘電体であり、
さらに、高い誘電率も有している材料である。このた
め、上述のメモリー素子への適用が期待され、成膜方法
についても様々な検討がなされている。
種であるＰＺＴ（ＰｂＺｒＴｉＯ3）薄膜は、外部から
の電界を加えることによって内部分極を発生し、外部か
らの電界が遮断されても分極を維持する、即ち、外部電
界に対するヒステリシス効果を有する強誘電体であり、
さらに、高い誘電率も有している材料である。このた
め、上述のメモリー素子への適用が期待され、成膜方法
についても様々な検討がなされている。
【０００４】ＰＺＴ薄膜をパターニングするためのエッ
チング方法としては、例えばＡｒガスを導入しながら減
圧下で放電させて、加速したＡｒ+ イオンにて、ＰＺＴ
薄膜をスパッタエッチングする方法が用いられている。
これは、通常のドライエッチングで用いられるハロゲン
ガスをエッチングガスとして使用すると、ＰＺＴ薄膜を
構成する金属原子とハロゲンとからなる化合物の蒸気圧
が低いために、エッチングが進行しにくいからである。
チング方法としては、例えばＡｒガスを導入しながら減
圧下で放電させて、加速したＡｒ+ イオンにて、ＰＺＴ
薄膜をスパッタエッチングする方法が用いられている。
これは、通常のドライエッチングで用いられるハロゲン
ガスをエッチングガスとして使用すると、ＰＺＴ薄膜を
構成する金属原子とハロゲンとからなる化合物の蒸気圧
が低いために、エッチングが進行しにくいからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような物理的作用を利用したスパッタエッチングにおい
ては、被エッチング材であるＰＺＴ薄膜とマスク材であ
るフォトレジスト塗膜との選択比を確保することが困難
である。また、エッチングされたＰＺＴ薄膜の成分が再
付着して寸法変換差が大きくなってしまう等、微細加工
が難しいという問題を有している。
ような物理的作用を利用したスパッタエッチングにおい
ては、被エッチング材であるＰＺＴ薄膜とマスク材であ
るフォトレジスト塗膜との選択比を確保することが困難
である。また、エッチングされたＰＺＴ薄膜の成分が再
付着して寸法変換差が大きくなってしまう等、微細加工
が難しいという問題を有している。
【０００６】そこで、これらの問題を解決するべく、特
開平５−１０２０９３号公報にて、エッチングガスとし
てＨ2 ガスとアセチルアセトンガスを用い、Ｐｂ，Ｚ
ｒ，Ｔｉとアセチルアセトンとの錯体を形成させる方法
が提案された。しかしながら、ここで形成される錯体の
蒸気圧もそれほど高いものではないこと、側壁保護効果
が小さいことから、この方法によってもＰＺＴ薄膜の高
速異方性エッチングを達成することは困難であると予想
される。
開平５−１０２０９３号公報にて、エッチングガスとし
てＨ2 ガスとアセチルアセトンガスを用い、Ｐｂ，Ｚ
ｒ，Ｔｉとアセチルアセトンとの錯体を形成させる方法
が提案された。しかしながら、ここで形成される錯体の
蒸気圧もそれほど高いものではないこと、側壁保護効果
が小さいことから、この方法によってもＰＺＴ薄膜の高
速異方性エッチングを達成することは困難であると予想
される。
【０００７】なお、ＰＺＴ薄膜以外のペロブスカイト型
酸化物薄膜においても、ＰＺＴ薄膜と同様、ドライエッ
チング方法の確立が望まれている。そこで、本発明はか
かる従来の実情に鑑みて提案されたものであり、微細且
つ高速に異方性エッチングが行えるペロブスカイト型酸
化物薄膜のドライエッチング方法を提供することを目的
とする。
酸化物薄膜においても、ＰＺＴ薄膜と同様、ドライエッ
チング方法の確立が望まれている。そこで、本発明はか
かる従来の実情に鑑みて提案されたものであり、微細且
つ高速に異方性エッチングが行えるペロブスカイト型酸
化物薄膜のドライエッチング方法を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るペロブスカ
イト型酸化物薄膜のドライエッチング方法は、上述の目
的を達成するために提案されたものであり、エッチング
装置内に所定のエッチングガスを導入しながら、基板上
のペロブスカイト型酸化物薄膜のドライエッチングを行
うに際し、前記ドライエッチング中、基板に超音波を印
加するものである。
イト型酸化物薄膜のドライエッチング方法は、上述の目
的を達成するために提案されたものであり、エッチング
装置内に所定のエッチングガスを導入しながら、基板上
のペロブスカイト型酸化物薄膜のドライエッチングを行
うに際し、前記ドライエッチング中、基板に超音波を印
加するものである。
【０００９】なお、基板に超音波を印加するには、エッ
チング装置内の基板保持部材に超音波振動子を内蔵さ
せ、該超音波振動子に接続する超音波発振器によって、
所定の周波数および出力の超音波を発生させればよい。
また、本発明に係るペロブスカイト型酸化物薄膜のドラ
イエッチング方法は、エッチング装置に所定のエッチン
グガスを導入しながら、基板上のペロブスカイト型酸化
物薄膜のドライエッチングを行うに際し、分子内にアル
コキシル基を有する化合物ガスを含有するエッチングガ
スを用いるものである。
チング装置内の基板保持部材に超音波振動子を内蔵さ
せ、該超音波振動子に接続する超音波発振器によって、
所定の周波数および出力の超音波を発生させればよい。
また、本発明に係るペロブスカイト型酸化物薄膜のドラ
イエッチング方法は、エッチング装置に所定のエッチン
グガスを導入しながら、基板上のペロブスカイト型酸化
物薄膜のドライエッチングを行うに際し、分子内にアル
コキシル基を有する化合物ガスを含有するエッチングガ
スを用いるものである。
【００１０】なお、この分子内にアルコキシル基を有す
る化合物ガスを用いたドライエッチング時、同時に上述
の超音波印加を行ってもよい。前記分子内にアルコキシ
ル基を有する化合物としては、アルコキシル基としてエ
トキシ基を有するものが好適であり、エトキシメタン，
ジエトキシメタン，トリエトキシメタン等の有機化合物
が挙げられる。エトキシ基は、ペロブスカイト型酸化物
を構成する金属原子と結合して蒸気圧の高い化合物を生
成させる働きをする。このため、エッチングガスとして
用いられる有機化合物としては、分子内にエトキシ基を
多く有するものが好ましい。
る化合物ガスを用いたドライエッチング時、同時に上述
の超音波印加を行ってもよい。前記分子内にアルコキシ
ル基を有する化合物としては、アルコキシル基としてエ
トキシ基を有するものが好適であり、エトキシメタン，
ジエトキシメタン，トリエトキシメタン等の有機化合物
が挙げられる。エトキシ基は、ペロブスカイト型酸化物
を構成する金属原子と結合して蒸気圧の高い化合物を生
成させる働きをする。このため、エッチングガスとして
用いられる有機化合物としては、分子内にエトキシ基を
多く有するものが好ましい。
【００１１】また、テトラエトキシシランのように、分
子内にＳｉ原子を有する化合物を用いると、エッチング
時の側壁保護効果が高い。本発明を適用してドライエッ
チングされる前記ペロブスカイト型酸化物薄膜として
は、ＰＺＴ薄膜が代表的であるが、ＰＬＺＴ（ＰｂＬａ
ＺｒＴｉＯ3 ）薄膜や、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ
3 ）薄膜、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）薄
膜、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3 ）薄膜、チタン酸ビスマ
ス（Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12）薄膜等の強誘電体薄膜が挙げら
れる。
子内にＳｉ原子を有する化合物を用いると、エッチング
時の側壁保護効果が高い。本発明を適用してドライエッ
チングされる前記ペロブスカイト型酸化物薄膜として
は、ＰＺＴ薄膜が代表的であるが、ＰＬＺＴ（ＰｂＬａ
ＺｒＴｉＯ3 ）薄膜や、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ
3 ）薄膜、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）薄
膜、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3 ）薄膜、チタン酸ビスマ
ス（Ｂｉ4 Ｔｉ3 Ｏ12）薄膜等の強誘電体薄膜が挙げら
れる。
【００１２】ところで、本発明にて用いられるエッチン
グ装置としては、特に限定されないが、平行平板型プラ
ズマエッチング装置、マグネトロン型反応性イオンエッ
チング装置、有磁場マイクロ波プラズマエッチング（Ｅ
ＣＲプラズマエッチング）装置、誘導結合プラズマエッ
チング装置、ヘリコン波プラズマエッチング装置、ＴＣ
Ｐエッチング装置が挙げられる。
グ装置としては、特に限定されないが、平行平板型プラ
ズマエッチング装置、マグネトロン型反応性イオンエッ
チング装置、有磁場マイクロ波プラズマエッチング（Ｅ
ＣＲプラズマエッチング）装置、誘導結合プラズマエッ
チング装置、ヘリコン波プラズマエッチング装置、ＴＣ
Ｐエッチング装置が挙げられる。
【００１３】
【作用】本発明を適用して、ドライエッチング時に、基
板に超音波を印加すると、ＰＺＴ薄膜に代表されるペロ
ブスカイト型酸化物薄膜を構成する金属原子がより蒸気
圧の高い化合物となる反応が促進され、エッチングが高
速化される。あるいは、エッチングガスとして分子内に
アルコキシル基を有する化合物ガスを用いると、アルコ
キシル基がペロブスカイト型酸化物薄膜を構成する金属
原子と結合し、該金属原子を蒸気圧の高い化合物にする
ことができる。特に、アルコキシル基がエトキシ基であ
る場合、上記効果が高い。
板に超音波を印加すると、ＰＺＴ薄膜に代表されるペロ
ブスカイト型酸化物薄膜を構成する金属原子がより蒸気
圧の高い化合物となる反応が促進され、エッチングが高
速化される。あるいは、エッチングガスとして分子内に
アルコキシル基を有する化合物ガスを用いると、アルコ
キシル基がペロブスカイト型酸化物薄膜を構成する金属
原子と結合し、該金属原子を蒸気圧の高い化合物にする
ことができる。特に、アルコキシル基がエトキシ基であ
る場合、上記効果が高い。
【００１４】また、エトキシ基がＳｉ原子に結合する化
合物ガスは、エッチング時に側壁保護膜を形成しやす
く、異方性エッチングに有効である。
合物ガスは、エッチング時に側壁保護膜を形成しやす
く、異方性エッチングに有効である。
【００１５】
【実施例】以下、本発明に係るペロブスカイト型酸化物
薄膜であるＰＺＴ薄膜のドライエッチング方法を具体的
な実施例を用いて説明する。ここで、ＰＺＴ薄膜のドラ
イエッチングに用いたＥＣＲプラズマエッチング装置に
ついて説明する。このＥＣＲプラズマエッチング装置
は、図１に示されるように、マグネトロン１にて発生さ
せたマイクロ波を導波管２を通過させて石英ベルジャ３
内に導入し、このマイクロ波の電場と垂直方向の磁場を
ソレノイドコイル４により発生させることにより、いわ
ゆるＥＣＲ放電を生じさせて、高密度プラズマを得るも
のである。
薄膜であるＰＺＴ薄膜のドライエッチング方法を具体的
な実施例を用いて説明する。ここで、ＰＺＴ薄膜のドラ
イエッチングに用いたＥＣＲプラズマエッチング装置に
ついて説明する。このＥＣＲプラズマエッチング装置
は、図１に示されるように、マグネトロン１にて発生さ
せたマイクロ波を導波管２を通過させて石英ベルジャ３
内に導入し、このマイクロ波の電場と垂直方向の磁場を
ソレノイドコイル４により発生させることにより、いわ
ゆるＥＣＲ放電を生じさせて、高密度プラズマを得るも
のである。
【００１６】上記石英ベルジャ３内にはウェハ５を載置
するサセプタ６、エッチングガスを導入するガス導入管
８、排気口９が設けられている。なお、サセプタ６はＲ
Ｆ電源１２に接続されて、ウェハ５にＲＦバイアスが印
加できるようになされていると共に、その内部にヒータ
７が設けられ、ウェハ５の温度を調整可能としている。
また、上記サセプタ６内には、超音波発振器１１に接続
された超音波振動子１０が埋設されており、成膜時にウ
ェハ５に超音波を印加できるようになされている。な
お、上記超音波発振器１１には図示しないスイッチが設
けられ、該スイッチのオン／オフによって超音波の供給
の開始／停止が制御できるようになされている。実施例１ 本実施例では、上述のＥＣＲプラズマエッチング装置を
用い、ウェハ５に超音波を印加しながら、該ウェハ５上
にＰＺＴ薄膜のエッチングを行う方法について説明す
る。
するサセプタ６、エッチングガスを導入するガス導入管
８、排気口９が設けられている。なお、サセプタ６はＲ
Ｆ電源１２に接続されて、ウェハ５にＲＦバイアスが印
加できるようになされていると共に、その内部にヒータ
７が設けられ、ウェハ５の温度を調整可能としている。
また、上記サセプタ６内には、超音波発振器１１に接続
された超音波振動子１０が埋設されており、成膜時にウ
ェハ５に超音波を印加できるようになされている。な
お、上記超音波発振器１１には図示しないスイッチが設
けられ、該スイッチのオン／オフによって超音波の供給
の開始／停止が制御できるようになされている。実施例１ 本実施例では、上述のＥＣＲプラズマエッチング装置を
用い、ウェハ５に超音波を印加しながら、該ウェハ５上
にＰＺＴ薄膜のエッチングを行う方法について説明す
る。
【００１７】先ず、図２に示されるように、基板２１上
にＰＺＴ薄膜２２が成膜されたウェハ５に所望形状のフ
ォトレジスト・パターン２３を形成した。なお、ＰＺＴ
薄膜は通常のマルチターゲットを用いた反応性スパッタ
リング法によって約５０ｎｍ厚に成膜し、フォトレジス
ト・パターン２３はフォトレジスト塗膜を通常のフォト
リソグラフィおよび現像処理によってパターニングし
た。
にＰＺＴ薄膜２２が成膜されたウェハ５に所望形状のフ
ォトレジスト・パターン２３を形成した。なお、ＰＺＴ
薄膜は通常のマルチターゲットを用いた反応性スパッタ
リング法によって約５０ｎｍ厚に成膜し、フォトレジス
ト・パターン２３はフォトレジスト塗膜を通常のフォト
リソグラフィおよび現像処理によってパターニングし
た。
【００１８】そして、ＥＣＲプラズマエッチング装置を
用いてウェハ５に超音波を印加しながら、ＰＺＴ薄膜２
２のドライエッチングを行った。なお、このドライエッ
チングは、エッチングガスとしてアセチルアセトンＣＨ
3 ＣＯＣＨ2 ＣＯＣＨ3 を用い、以下の条件にて行っ
た。 ドライエッチング条件 導入ガス ： ＣＨ3 ＣＯＣＨ2 ＣＯＣＨ3 流
量３０ｓｃｃｍ マイクロ波 ： ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス電力： ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ： ８０℃ 反応室圧力 ： １．３３Ｐａ 超音波周波数 ： ５０ｋＨｚ これにより、図３に示されるように、フォトレジスト・
パターン２３にてマスクされていない領域のＰＺＴ薄膜
２２の高速異方性エッチングがなされ、ＰＺＴ薄膜２２
が所望形状にパターニングされた。
用いてウェハ５に超音波を印加しながら、ＰＺＴ薄膜２
２のドライエッチングを行った。なお、このドライエッ
チングは、エッチングガスとしてアセチルアセトンＣＨ
3 ＣＯＣＨ2 ＣＯＣＨ3 を用い、以下の条件にて行っ
た。 ドライエッチング条件 導入ガス ： ＣＨ3 ＣＯＣＨ2 ＣＯＣＨ3 流
量３０ｓｃｃｍ マイクロ波 ： ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス電力： ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ： ８０℃ 反応室圧力 ： １．３３Ｐａ 超音波周波数 ： ５０ｋＨｚ これにより、図３に示されるように、フォトレジスト・
パターン２３にてマスクされていない領域のＰＺＴ薄膜
２２の高速異方性エッチングがなされ、ＰＺＴ薄膜２２
が所望形状にパターニングされた。
【００１９】なお、高速エッチングが達成されたのは、
比較的高い温度にてエッチングを行ったことに加えて、
ウェハ５への超音波の印加を行ったため、ＰＺＴ薄膜２
２を構成するＰｂ，Ｚｒ，Ｔｉが、それぞれアセチルア
セトンとの錯体を形成しやすくなったことによる。ま
た、異方性が達成されたのは、ウェハ５への超音波の印
加によって、アセチルアセトンガスの分解成分が堆積し
図示しない側壁保護膜が形成される働きが促進されたた
めであると考えられる。
比較的高い温度にてエッチングを行ったことに加えて、
ウェハ５への超音波の印加を行ったため、ＰＺＴ薄膜２
２を構成するＰｂ，Ｚｒ，Ｔｉが、それぞれアセチルア
セトンとの錯体を形成しやすくなったことによる。ま
た、異方性が達成されたのは、ウェハ５への超音波の印
加によって、アセチルアセトンガスの分解成分が堆積し
図示しない側壁保護膜が形成される働きが促進されたた
めであると考えられる。
【００２０】その後、１００℃にてアッシングを行うこ
とにより、フォトレジスト・パターン２３を除去したと
ころ、パターン側壁に堆積した側壁保護膜も除去でき
た。実施例２ 本実施例は、超音波の印加を行わず、エッチングガスと
してテトラエトキシメタンＣ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 を用いた
例である。
とにより、フォトレジスト・パターン２３を除去したと
ころ、パターン側壁に堆積した側壁保護膜も除去でき
た。実施例２ 本実施例は、超音波の印加を行わず、エッチングガスと
してテトラエトキシメタンＣ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 を用いた
例である。
【００２１】具体的には、実施例１と同様にして、ＰＺ
Ｔ薄膜２２上にフォトレジスト・パターン２３が形成さ
れたウェハ５を用意し、以下の条件にて、ＰＺＴ薄膜２
２のドライエッチングを行った。 ドライエッチング条件 導入ガス ： Ｃ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 流量３０ｓ
ｃｃｍ マイクロ波 ： ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス電力： ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ： ８０℃ 反応室圧力 ： １．３３Ｐａ これにより、フォトレジスト・パターン２３にてマスク
されていない領域のＰＺＴ薄膜２２の高速異方性エッチ
ングが行われ、ＰＺＴ薄膜２２が所望形状にパターニン
グされた。
Ｔ薄膜２２上にフォトレジスト・パターン２３が形成さ
れたウェハ５を用意し、以下の条件にて、ＰＺＴ薄膜２
２のドライエッチングを行った。 ドライエッチング条件 導入ガス ： Ｃ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 流量３０ｓ
ｃｃｍ マイクロ波 ： ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス電力： ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ： ８０℃ 反応室圧力 ： １．３３Ｐａ これにより、フォトレジスト・パターン２３にてマスク
されていない領域のＰＺＴ薄膜２２の高速異方性エッチ
ングが行われ、ＰＺＴ薄膜２２が所望形状にパターニン
グされた。
【００２２】なお、高速エッチングが達成されたのは、
比較的高い温度にてエッチングを行ったことに加えて、
エッチングガスとしてエトキシ基を有するテトラエトキ
シメタンを用いたため、ＰＺＴ薄膜２２を構成するＰ
ｂ，Ｚｒ，Ｔｉが、それぞれＭ（ＯＣ2 Ｈ5 ）x （Ｍは
金属原子）なる蒸気圧の高い化合物となったことによ
る。
比較的高い温度にてエッチングを行ったことに加えて、
エッチングガスとしてエトキシ基を有するテトラエトキ
シメタンを用いたため、ＰＺＴ薄膜２２を構成するＰ
ｂ，Ｚｒ，Ｔｉが、それぞれＭ（ＯＣ2 Ｈ5 ）x （Ｍは
金属原子）なる蒸気圧の高い化合物となったことによ
る。
【００２３】その後、１００℃にてアッシングを行うこ
とにより、フォトレジスト・パターン２３を除去したと
ころ、パターン側壁に堆積した側壁保護膜も除去でき
た。実施例３ 本実施例では、エッチングガスにテトラエトキシシラン
Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4を用いた。
とにより、フォトレジスト・パターン２３を除去したと
ころ、パターン側壁に堆積した側壁保護膜も除去でき
た。実施例３ 本実施例では、エッチングガスにテトラエトキシシラン
Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4を用いた。
【００２４】具体的には、実施例１と同様にして、ＰＺ
Ｔ薄膜２２上にフォトレジスト・パターン２３が形成さ
れたウェハ５を用意し、エッチングガスの種類とウェハ
５の温度を以下のように変更した以外は実施例２と同様
にして、ＰＺＴ薄膜２２のドライエッチングを行った。 ドライエッチング条件 導入ガス ： Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 流量３０
ｓｃｃｍ ウェハ温度 ： ５０℃ これにより、フォトレジスト・パターン２３にてマスク
されていない領域のＰＺＴ薄膜２２の高速異方性エッチ
ングがなされ、ＰＺＴ薄膜２２が所望形状にパターニン
グされた。
Ｔ薄膜２２上にフォトレジスト・パターン２３が形成さ
れたウェハ５を用意し、エッチングガスの種類とウェハ
５の温度を以下のように変更した以外は実施例２と同様
にして、ＰＺＴ薄膜２２のドライエッチングを行った。 ドライエッチング条件 導入ガス ： Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 流量３０
ｓｃｃｍ ウェハ温度 ： ５０℃ これにより、フォトレジスト・パターン２３にてマスク
されていない領域のＰＺＴ薄膜２２の高速異方性エッチ
ングがなされ、ＰＺＴ薄膜２２が所望形状にパターニン
グされた。
【００２５】なお、高速エッチングが達成されたのは、
エッチングガスとしてエトキシ基を有するテトラエトキ
シシランを用いたため、ＰＺＴ薄膜２２を構成するＰ
ｂ，Ｚｒ，Ｔｉが、それぞれＭ（ＯＣ2 Ｈ5 ）x （Ｍは
金属原子）なる蒸気圧の高い化合物となったことによ
る。また、高い異方性が確保できたのは、比較的低温で
のエッチングが行えたため、イオンの照射がないところ
では、テトラエトキシシランの分解成分としてＣ成分の
みならず、Ｓｉ成分もが堆積し、側壁保護膜を形成した
からである。
エッチングガスとしてエトキシ基を有するテトラエトキ
シシランを用いたため、ＰＺＴ薄膜２２を構成するＰ
ｂ，Ｚｒ，Ｔｉが、それぞれＭ（ＯＣ2 Ｈ5 ）x （Ｍは
金属原子）なる蒸気圧の高い化合物となったことによ
る。また、高い異方性が確保できたのは、比較的低温で
のエッチングが行えたため、イオンの照射がないところ
では、テトラエトキシシランの分解成分としてＣ成分の
みならず、Ｓｉ成分もが堆積し、側壁保護膜を形成した
からである。
【００２６】その後、１００℃にてアッシングを行うこ
とにより、フォトレジスト・パターン２３を除去し、パ
ターン側壁に堆積した側壁保護膜はライトエッチングに
よって十分に除去した。実施例４ 本実施例は、ウェハ５への超音波の印加を行い、且つ、
エッチングガスとしてエトキシ基を有するテトラエトキ
シメタンＣ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 を用いた例である。
とにより、フォトレジスト・パターン２３を除去し、パ
ターン側壁に堆積した側壁保護膜はライトエッチングに
よって十分に除去した。実施例４ 本実施例は、ウェハ５への超音波の印加を行い、且つ、
エッチングガスとしてエトキシ基を有するテトラエトキ
シメタンＣ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 を用いた例である。
【００２７】具体的には、実施例１と同様にして、ＰＺ
Ｔ薄膜２２上にフォトレジスト・パターン２３が形成さ
れたウェハ５を用意し、以下の条件にて、ウェハ５に超
音波を印加しながら、ＰＺＴ薄膜２２のドライエッチン
グを行った。 ドライエッチング条件 導入ガス ： Ｃ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 流量３０ｓ
ｃｃｍ マイクロ波 ： ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス電力： ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ： ８０℃ 反応室圧力 ： １．３３Ｐａ 超音波周波数 ： ５０ｋＨｚ これにより、フォトレジスト・パターン２３にてマスク
されていない領域のＰＺＴ薄膜２２の高速異方性エッチ
ングが行われ、ＰＺＴ薄膜２２が所望形状にパターニン
グされた。
Ｔ薄膜２２上にフォトレジスト・パターン２３が形成さ
れたウェハ５を用意し、以下の条件にて、ウェハ５に超
音波を印加しながら、ＰＺＴ薄膜２２のドライエッチン
グを行った。 ドライエッチング条件 導入ガス ： Ｃ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 流量３０ｓ
ｃｃｍ マイクロ波 ： ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス電力： ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ： ８０℃ 反応室圧力 ： １．３３Ｐａ 超音波周波数 ： ５０ｋＨｚ これにより、フォトレジスト・パターン２３にてマスク
されていない領域のＰＺＴ薄膜２２の高速異方性エッチ
ングが行われ、ＰＺＴ薄膜２２が所望形状にパターニン
グされた。
【００２８】なお、高速エッチングが達成されたのは、
比較的高い温度にてエッチングを行ったことに加えて、
エッチングガスとしてエトキシ基を有するテトラエトキ
シメタンを用いたため、ＰＺＴ薄膜２２を構成するＰ
ｂ，Ｚｒ，Ｔｉが、それぞれＭ（ＯＣ2 Ｈ5 ）x （Ｍは
金属原子）なる蒸気圧の高い化合物となったことによ
る。また、ウェハ５への超音波の印加を行ったことによ
り、上記蒸気圧の高い化合物の生成が促進されたことも
理由として挙げられる。また、異方性が達成されたの
は、ウェハ５への超音波の印加によって、テトラエトキ
シメタンの分解成分が堆積して側壁保護膜が形成される
働きが促進されたためであると考えられる。
比較的高い温度にてエッチングを行ったことに加えて、
エッチングガスとしてエトキシ基を有するテトラエトキ
シメタンを用いたため、ＰＺＴ薄膜２２を構成するＰ
ｂ，Ｚｒ，Ｔｉが、それぞれＭ（ＯＣ2 Ｈ5 ）x （Ｍは
金属原子）なる蒸気圧の高い化合物となったことによ
る。また、ウェハ５への超音波の印加を行ったことによ
り、上記蒸気圧の高い化合物の生成が促進されたことも
理由として挙げられる。また、異方性が達成されたの
は、ウェハ５への超音波の印加によって、テトラエトキ
シメタンの分解成分が堆積して側壁保護膜が形成される
働きが促進されたためであると考えられる。
【００２９】その後、１００℃にてアッシングを行うこ
とにより、フォトレジスト・パターン２３を除去したと
ころ、パターン側壁に堆積した側壁保護膜も除去でき
た。以上、本発明に係るペロブスカイト型酸化物薄膜の
ドライエッチング方法を適用した例について説明した
が、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
例えば、実施例１〜４のそれぞれにおいて、エッチング
ガスにＡｒを１０ｓｃｃｍ程度添加し、イオン照射効果
を高めて、エッチングの異方性をより進めてもよい。ま
た、実施例３のようなテトラエトキシシランをエッチン
グガスを用いたエッチングに際して、超音波の印加も行
ってもよい。その他、エッチングがなされるウェハの構
成についても特に限定されない。
とにより、フォトレジスト・パターン２３を除去したと
ころ、パターン側壁に堆積した側壁保護膜も除去でき
た。以上、本発明に係るペロブスカイト型酸化物薄膜の
ドライエッチング方法を適用した例について説明した
が、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
例えば、実施例１〜４のそれぞれにおいて、エッチング
ガスにＡｒを１０ｓｃｃｍ程度添加し、イオン照射効果
を高めて、エッチングの異方性をより進めてもよい。ま
た、実施例３のようなテトラエトキシシランをエッチン
グガスを用いたエッチングに際して、超音波の印加も行
ってもよい。その他、エッチングがなされるウェハの構
成についても特に限定されない。
【００３０】なお、上述の実施例においては、エッチン
グ装置として、超音波の供給系を有するものを示した
が、実施例２，３のようにしてエッチングを行う場合に
は、超音波の供給系を必要としない。
グ装置として、超音波の供給系を有するものを示した
が、実施例２，３のようにしてエッチングを行う場合に
は、超音波の供給系を必要としない。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
を適用すると、ペロブスカイト型酸化物薄膜の高速異方
性エッチングが可能となる。また、マスク材との選択比
も確保でき、寸法変換差も小さく抑えられる。このた
め、ペロブスカイト型酸化物薄膜の加工の信頼性を向上
させることができ、超高集積メモリ素子にペロブスカイ
ト型酸化物よりなる強誘電体薄膜を適用することも可能
となる。
を適用すると、ペロブスカイト型酸化物薄膜の高速異方
性エッチングが可能となる。また、マスク材との選択比
も確保でき、寸法変換差も小さく抑えられる。このた
め、ペロブスカイト型酸化物薄膜の加工の信頼性を向上
させることができ、超高集積メモリ素子にペロブスカイ
ト型酸化物よりなる強誘電体薄膜を適用することも可能
となる。
【図１】本発明に用いられるＥＣＲプラズマエッチング
装置の一構成例を示す模式図である。
装置の一構成例を示す模式図である。
【図２】本発明を適用したドライエッチングがなされる
ウェハの断面を示す模式図である。
ウェハの断面を示す模式図である。
【図３】図２のウェハに対してドライエッチングがなさ
れた状態を示す模式図である。
れた状態を示す模式図である。
１ マグネトロン ２ 導波管 ３ 石英ベルジャ ４ ソレノイドコイル ５ ウェハ ６ サセプタ ７ ヒータ ８ ガス導入管 ９ 排気口 １０ 超音波振動子 １１ 超音波発振器 １２ ＲＦ電源 ２１ 基板 ２２ ＰＺＴ薄膜 ２３ フォトレジスト・パターン
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 27/108 21/8242 Ｈ０１Ｌ 27/04 Ｃ 7735−4Ｍ 27/10 ６５１
Claims (5)
- 【請求項１】 エッチング装置内に所定のエッチングガ
スを導入しながら、基板上のペロブスカイト型酸化物薄
膜のドライエッチングを行うに際し、 前記ドライエッチング中、前記基板に超音波を印加する
ことを特徴とするペロブスカイト型酸化物薄膜のドライ
エッチング方法。 - 【請求項２】 エッチング装置内に所定のエッチングガ
スを導入しながら、基板上のペロブスカイト型酸化物薄
膜のドライエッチングを行うに際し、 前記エッチングガスとして、分子内にアルコキシル基を
有する化合物ガスを用いることを特徴とするペロブスカ
イト型酸化物薄膜のドライエッチング方法。 - 【請求項３】 前記化合物ガスにおけるアルコキシル基
が、エトキシ基であることを特徴とする請求項２記載の
ペロブスカイト型酸化物薄膜のドライエッチング方法。 - 【請求項４】 前記化合物ガスが、テトラエトキシシラ
ンガスであることを特徴とする請求項３記載のペロブス
カイト型酸化物薄膜のドライエッチング方法。 - 【請求項５】 前記ペロブスカイト型酸化物薄膜が、Ｐ
ＺＴ薄膜であることを特徴とする請求項１ないし請求項
４のいずれか１項に記載のペロブスカイト型酸化物薄膜
のドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20695194A JP3309581B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | ペロブスカイト型酸化膜のドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20695194A JP3309581B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | ペロブスカイト型酸化膜のドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0878390A true JPH0878390A (ja) | 1996-03-22 |
| JP3309581B2 JP3309581B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=16531727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20695194A Expired - Fee Related JP3309581B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | ペロブスカイト型酸化膜のドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3309581B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0823726A1 (de) * | 1996-08-05 | 1998-02-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Plasma-unterstützten anisotropen Ätzen von Metallen, Metalloxiden und deren Gemische |
| EP0913074A1 (en) * | 1996-07-03 | 1999-05-06 | Tegal Corporation | Plasma etch reactor and method for emerging films |
| JP2004527077A (ja) * | 2001-03-27 | 2004-09-02 | アピト コープ．エス．アー． | プラズマ表面処理方法およびその方法を実現する装置 |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP20695194A patent/JP3309581B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0913074A1 (en) * | 1996-07-03 | 1999-05-06 | Tegal Corporation | Plasma etch reactor and method for emerging films |
| EP0913074A4 (en) * | 1996-07-03 | 2003-12-03 | Tegal Corp | PROCESS AND REACTOR FOR PLASMA ATTACK FOR HIGHLIGHTS |
| EP0823726A1 (de) * | 1996-08-05 | 1998-02-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Plasma-unterstützten anisotropen Ätzen von Metallen, Metalloxiden und deren Gemische |
| JP2004527077A (ja) * | 2001-03-27 | 2004-09-02 | アピト コープ．エス．アー． | プラズマ表面処理方法およびその方法を実現する装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3309581B2 (ja) | 2002-07-29 |
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|---|---|---|---|
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