JPH098002A - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
- Publication number
- JPH098002A JPH098002A JP15428395A JP15428395A JPH098002A JP H098002 A JPH098002 A JP H098002A JP 15428395 A JP15428395 A JP 15428395A JP 15428395 A JP15428395 A JP 15428395A JP H098002 A JPH098002 A JP H098002A
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- Japan
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- layer
- mask
- film
- gas
- dry etching
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Abstract
(57)【要約】
【構成】Ｐｔを含むパターン形成をドライエッチングで
行うときに、フッ素を含むガスを用いて、マスク・下地
層にＡｌ原子を含む材料を用いる。 【効果】対マスク・対下地選択比が少なくとも４，条件
最適化により１０以上の高選択比加工ができる。
行うときに、フッ素を含むガスを用いて、マスク・下地
層にＡｌ原子を含む材料を用いる。 【効果】対マスク・対下地選択比が少なくとも４，条件
最適化により１０以上の高選択比加工ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はドライエッチング方法に
関し、特にＰｔを含むパターンを精度よく形成するのに
好適なドライエッチング方法に関する。
関し、特にＰｔを含むパターンを精度よく形成するのに
好適なドライエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｓｉ−ＬＳＩの加工プロセスにおいて、
高機能のデバイスを作成するために新材料が用いられる
ようになってきている。例えばキャパシタ材料として強
誘電性を持つＰＺＴ，ＰＬＺＴ，ＢＳＴなどの物質を使
うことにより、高集積ＤＲＡＭや不揮発性メモリーを作
成している。このキャパシタ用の電極材料として、Ｐｔ
のような酸化されにくい原子を含む材料が用いられてい
る。Ｐｔは化学反応を起こしにくいので、従来プロセス
で用いられていた材料に比べて微細加工が難しい。加工
精度として０.１μｍ レベル精度が求められるため、Ｐ
ｔを含む材料の加工はドライエッチングが用いられてお
り、例えばレジストマスクを用いてＡｒ，Ａｒ／Ｃ
Ｆ4，Ａｒ／ＣＦ4／Ｏ2，Ａｒ／ＳＦ6，Ａｒ／Ｃｌ2，
Ａｒ／ＨＢｒ ガスを用いてＰｔをドライエッチングし
た例が応用物理 第６３巻 第１１号（１９９４)ｐ.１
１３９に報告されている。また例えばＴｉをマスクとし
てイオンビームによりＰｔをエッチングした例が特開平
5−89662号に開示されている。
高機能のデバイスを作成するために新材料が用いられる
ようになってきている。例えばキャパシタ材料として強
誘電性を持つＰＺＴ，ＰＬＺＴ，ＢＳＴなどの物質を使
うことにより、高集積ＤＲＡＭや不揮発性メモリーを作
成している。このキャパシタ用の電極材料として、Ｐｔ
のような酸化されにくい原子を含む材料が用いられてい
る。Ｐｔは化学反応を起こしにくいので、従来プロセス
で用いられていた材料に比べて微細加工が難しい。加工
精度として０.１μｍ レベル精度が求められるため、Ｐ
ｔを含む材料の加工はドライエッチングが用いられてお
り、例えばレジストマスクを用いてＡｒ，Ａｒ／Ｃ
Ｆ4，Ａｒ／ＣＦ4／Ｏ2，Ａｒ／ＳＦ6，Ａｒ／Ｃｌ2，
Ａｒ／ＨＢｒ ガスを用いてＰｔをドライエッチングし
た例が応用物理 第６３巻 第１１号（１９９４)ｐ.１
１３９に報告されている。また例えばＴｉをマスクとし
てイオンビームによりＰｔをエッチングした例が特開平
5−89662号に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のＰｔを含む層の
ドライエッチング方法では、Ｐｔが化学反応を起こしに
くいために、ハロゲン原子を含んだガスを用いてドライ
エッチングすると、マスク層や下地層のエッチ速度の方
が速くなってしまい、加工に必要な選択比が得られない
という問題があった。加工に必要な選択比は、少なくと
も４、できれば１０以上あれば十分なプロセスマージン
を得ることができる。
ドライエッチング方法では、Ｐｔが化学反応を起こしに
くいために、ハロゲン原子を含んだガスを用いてドライ
エッチングすると、マスク層や下地層のエッチ速度の方
が速くなってしまい、加工に必要な選択比が得られない
という問題があった。加工に必要な選択比は、少なくと
も４、できれば１０以上あれば十分なプロセスマージン
を得ることができる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、ドライエッチングガスとしてフッ素を含むガスを用
いて、マスク層もしくは下地層の少なくとも１つの層
に、Ａｌ原子を含む層を用いる。
に、ドライエッチングガスとしてフッ素を含むガスを用
いて、マスク層もしくは下地層の少なくとも１つの層
に、Ａｌ原子を含む層を用いる。
【０００５】
【作用】Ａｌ原子を含む層をフッ素を含むガスを用いて
エッチングすると、その表面にＡｌのフッ化物であるＡ
ｌＦ3 ができると予想される。ＡｌＦ3 は、融点が1291
℃と高融点化合物であるため、揮発性の低いエッチ速度
が遅い物質であると考えられる。それゆえに、Ａｌ原子
を含む層をフッ素を含むガスを用いてエッチングする
と、その層のエッチ速度は遅くなると予測できる。これ
に対してＰｔのフッ化物であるＰｔＦ6 の融点は５８℃
とＡｌＦ3 に比べて低い。よって、ＰｔＦ6の揮発性は
ＡｌＦ3 よりも高く、Ｐｔを含む層のエッチ速度はＡｌ
を含む層のエッチ速度よりも速くなると予測できる。す
なわちフッ素を含むガスを用いて、マスク層もしくは下
地層の少なくとも１つの層にＡｌ原子を含む層を用いて
Ｐｔを含む層をドライエッチングすれば、マスク層や下
地層との選択比を得ることができると考えた。
エッチングすると、その表面にＡｌのフッ化物であるＡ
ｌＦ3 ができると予想される。ＡｌＦ3 は、融点が1291
℃と高融点化合物であるため、揮発性の低いエッチ速度
が遅い物質であると考えられる。それゆえに、Ａｌ原子
を含む層をフッ素を含むガスを用いてエッチングする
と、その層のエッチ速度は遅くなると予測できる。これ
に対してＰｔのフッ化物であるＰｔＦ6 の融点は５８℃
とＡｌＦ3 に比べて低い。よって、ＰｔＦ6の揮発性は
ＡｌＦ3 よりも高く、Ｐｔを含む層のエッチ速度はＡｌ
を含む層のエッチ速度よりも速くなると予測できる。す
なわちフッ素を含むガスを用いて、マスク層もしくは下
地層の少なくとも１つの層にＡｌ原子を含む層を用いて
Ｐｔを含む層をドライエッチングすれば、マスク層や下
地層との選択比を得ることができると考えた。
【０００６】この予測に基づいて、ＳＦ6 ガスプラズマ
によるＰｔとＡｌのエッチ速度を測定した結果を図１に
示す。被処理物に印加するＲＦバイアスを上げていく
と、Ｐｔ，Ａｌともにエッチ速度は増加した。この時の
Ｐｔ／Ａｌ選択比を図２に示す。ＲＦバイアスを下げて
いくと選択比は増加して、ＲＦバイアス５０Ｗで４以上
が得られた。ＲＦバイアス２０Ｗ以下ではＡｌのエッチ
速度がほとんど０となって、選択比は１０以上の非常に
高い値になった。
によるＰｔとＡｌのエッチ速度を測定した結果を図１に
示す。被処理物に印加するＲＦバイアスを上げていく
と、Ｐｔ，Ａｌともにエッチ速度は増加した。この時の
Ｐｔ／Ａｌ選択比を図２に示す。ＲＦバイアスを下げて
いくと選択比は増加して、ＲＦバイアス５０Ｗで４以上
が得られた。ＲＦバイアス２０Ｗ以下ではＡｌのエッチ
速度がほとんど０となって、選択比は１０以上の非常に
高い値になった。
【０００７】以上の結果から、Ｐｔを含む層のドライエ
ッチングにおいて、フッ素を含むガスを用いて、マスク
層もしくは下地層の少なくとも１つの層にＡｌ原子を含
む層を用いることにより、選択比４以上，条件の最適化
により選択比１０以上をも得られることが分かった。
ッチングにおいて、フッ素を含むガスを用いて、マスク
層もしくは下地層の少なくとも１つの層にＡｌ原子を含
む層を用いることにより、選択比４以上，条件の最適化
により選択比１０以上をも得られることが分かった。
【０００８】
〈実施例１〉本発明の一実施例として、ＰｔおよびＡｌ
層のＳＦ6 ガスを用いたドライエッチングを説明する。
本実施例ではマイクロ波プラズマエッチング装置を用い
た。ガス流量は１０sccm、圧力は１ｍTorr、２.４５Ｇ
Ｈｚ のマイクロ波を４００Ｗ入射してプラズマを生成
した。ＲＦバイアスとして８００ｋＨｚを印加した。
層のＳＦ6 ガスを用いたドライエッチングを説明する。
本実施例ではマイクロ波プラズマエッチング装置を用い
た。ガス流量は１０sccm、圧力は１ｍTorr、２.４５Ｇ
Ｈｚ のマイクロ波を４００Ｗ入射してプラズマを生成
した。ＲＦバイアスとして８００ｋＨｚを印加した。
【０００９】本実施例におけるＰｔおよびＡｌ層のエッ
チ速度を図１に示す。どちらの層もＲＦバイアスの増加
と共にエッチ速度は増加した。この時のＰｔ／Ａｌ選択
比を図２に示す。ＲＦバイアスの減少と共に選択比は増
加して、ＲＦバイアス５０Ｗで選択比４以上，ＲＦバイ
アス２０Ｗ以下で選択比１０以上が得られた。
チ速度を図１に示す。どちらの層もＲＦバイアスの増加
と共にエッチ速度は増加した。この時のＰｔ／Ａｌ選択
比を図２に示す。ＲＦバイアスの減少と共に選択比は増
加して、ＲＦバイアス５０Ｗで選択比４以上，ＲＦバイ
アス２０Ｗ以下で選択比１０以上が得られた。
【００１０】〈実施例２〉本発明の一実施例として、Ｐ
ｔパターンをドライエッチングにより形成する方法を説
明する。図３は、本実施例で形成するパターンの断面図
である。Ｓｉ基板１の上にＡｌ原子を含む下地層として
Ａｌ2Ｏ3膜２を堆積し、その上にＰｔ膜３を堆積し、そ
の上にＡｌ膜４を堆積する（図３−ａ）。その上にレジ
ストマスク５を形成し、Ｃｌ2＋ＢＣｌ3混合ガスプラズ
マによりＡｌ膜４をドライエッチングする。レジストマ
スク５をアッシングにより除去することにより、Ａｌマ
スク６を形成する（図３−ｂ）。次にＡｌマスク６を用
いて、ＳＦ6 ガスプラズマによりエッチングする。Ａｌ
マスク６および下地Ａｌ2Ｏ3膜上にはＡｌフッ化物層が
できるため、対マスク・対下地選択比４以上でＰｔパタ
ーン７を形成できた（図３−ｃ）。
ｔパターンをドライエッチングにより形成する方法を説
明する。図３は、本実施例で形成するパターンの断面図
である。Ｓｉ基板１の上にＡｌ原子を含む下地層として
Ａｌ2Ｏ3膜２を堆積し、その上にＰｔ膜３を堆積し、そ
の上にＡｌ膜４を堆積する（図３−ａ）。その上にレジ
ストマスク５を形成し、Ｃｌ2＋ＢＣｌ3混合ガスプラズ
マによりＡｌ膜４をドライエッチングする。レジストマ
スク５をアッシングにより除去することにより、Ａｌマ
スク６を形成する（図３−ｂ）。次にＡｌマスク６を用
いて、ＳＦ6 ガスプラズマによりエッチングする。Ａｌ
マスク６および下地Ａｌ2Ｏ3膜上にはＡｌフッ化物層が
できるため、対マスク・対下地選択比４以上でＰｔパタ
ーン７を形成できた（図３−ｃ）。
【００１１】
【発明の効果】以上記述したように、本発明により所期
の目的を達成することができる。すなわちＰｔを含むパ
ターンの形成において、加工に必要な選択比４以上の高
選択比加工を行うことができる。
の目的を達成することができる。すなわちＰｔを含むパ
ターンの形成において、加工に必要な選択比４以上の高
選択比加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるＰｔおよびＡｌのエッ
チ速度のＲＦバイアス依存性を示すグラフ。
チ速度のＲＦバイアス依存性を示すグラフ。
【図２】本発明の一実施例であるＰｔ／Ａｌ選択比のＲ
Ｆバイアス依存性を示すグラフ。
Ｆバイアス依存性を示すグラフ。
【図３】本発明の一実施例であるＰｔパターン形成法を
示す断面図。
示す断面図。
１…Ｓｉ基板、２…Ａｌ2Ｏ3膜、３…Ｐｔ膜、４…Ａｌ
膜、５…レジストマスク、６…Ａｌマスク、７…Ｐｔパ
ターン。
膜、５…レジストマスク、６…Ａｌマスク、７…Ｐｔパ
ターン。
Claims (1)
- 【請求項１】下地層となる第１層上に、Ｐｔを含む層を
第２層として堆積し、該第２層上に堆積した第３層をマ
スク材として、該第２層を加工するドライエッチング方
法において、フッ素を含むガスのプラズマを用いて、該
第１層もしくは該第３層の少なくとも１つの層にＡｌ原
子を含む層を用いることを特徴とするドライエッチング
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15428395A JPH098002A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15428395A JPH098002A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | ドライエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH098002A true JPH098002A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15580770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15428395A Pending JPH098002A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH098002A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000138202A (ja) * | 1998-10-30 | 2000-05-16 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法及び製造装置 |
| KR100546275B1 (ko) * | 1998-06-15 | 2006-04-21 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치의 백금막 식각방법 |
-
1995
- 1995-06-21 JP JP15428395A patent/JPH098002A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100546275B1 (ko) * | 1998-06-15 | 2006-04-21 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치의 백금막 식각방법 |
| JP2000138202A (ja) * | 1998-10-30 | 2000-05-16 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法及び製造装置 |
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