JPH1088373A - 金属、金属酸化物及びそれらの混合物のプラズマ補助異方性エッチング方法 - Google Patents
金属、金属酸化物及びそれらの混合物のプラズマ補助異方性エッチング方法Info
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- JPH1088373A JPH1088373A JP9219251A JP21925197A JPH1088373A JP H1088373 A JPH1088373 A JP H1088373A JP 9219251 A JP9219251 A JP 9219251A JP 21925197 A JP21925197 A JP 21925197A JP H1088373 A JPH1088373 A JP H1088373A
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属、金属酸化物及びそれらの混合物を難揮
発性エッチング生成物の形成を回避するようにしてプラ
ズマ補助下に異方性エッチングを行う方法を提供する。 【解決手段】 エッチングガス又はエッチングガス混合
物に一酸化炭素又はホスフィン又はホスフィン誘導体の
ような錯形成体を混和することにより難揮発性金属塩の
代わりに易揮発性金属錯体を形成してエッチングの異方
性を著しく高める。
発性エッチング生成物の形成を回避するようにしてプラ
ズマ補助下に異方性エッチングを行う方法を提供する。 【解決手段】 エッチングガス又はエッチングガス混合
物に一酸化炭素又はホスフィン又はホスフィン誘導体の
ような錯形成体を混和することにより難揮発性金属塩の
代わりに易揮発性金属錯体を形成してエッチングの異方
性を著しく高める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属、金属酸化物
及びそれらの混合物をエッチングガス又はエッチングガ
ス混合物でプラズマ補助下に異方性エッチングする方法
に関する。
及びそれらの混合物をエッチングガス又はエッチングガ
ス混合物でプラズマ補助下に異方性エッチングする方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばＤＲＡＭ又はＦＲＡＭのような高
集積メモリモジュールの開発にあたってはモジュールの
電気的特性は微細化が進んでも維持されなければならな
い。従って特にＤＲＡＭの場合には同時に行われる三次
元の構造化の際に誘電材に益々薄い層が使用されてきて
いる。この微細化時にデバイス、特にメモリコンデンサ
に所望の電気的特性を保持するために、最近では従来の
酸化シリコンの代わりに他の金属酸化物、特に常誘電体
及び強誘電体がメモリセルのコンデンサ電極間に使用さ
れる。例えばチタン酸バリウムストロンチウム、チタン
酸鉛ジルコン（ＰＺＴ、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3）又は
ランタンをドープされたチタン酸鉛ジルコニウム又はタ
ンタル酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＴ、ＳｒＢｉ2
Ｔａ2Ｏ9）がＤＲＡＭ又はＦＲＡＭのメモリセルのコン
デンサに誘電体として使用されている。
集積メモリモジュールの開発にあたってはモジュールの
電気的特性は微細化が進んでも維持されなければならな
い。従って特にＤＲＡＭの場合には同時に行われる三次
元の構造化の際に誘電材に益々薄い層が使用されてきて
いる。この微細化時にデバイス、特にメモリコンデンサ
に所望の電気的特性を保持するために、最近では従来の
酸化シリコンの代わりに他の金属酸化物、特に常誘電体
及び強誘電体がメモリセルのコンデンサ電極間に使用さ
れる。例えばチタン酸バリウムストロンチウム、チタン
酸鉛ジルコン（ＰＺＴ、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3）又は
ランタンをドープされたチタン酸鉛ジルコニウム又はタ
ンタル酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＴ、ＳｒＢｉ2
Ｔａ2Ｏ9）がＤＲＡＭ又はＦＲＡＭのメモリセルのコン
デンサに誘電体として使用されている。
【０００３】その場合これらの金属酸化物は既に存在す
る電極（底部電極）上に析出される。その際の工程は高
温下に行われるため、通常コンデンサ電極を形成するた
めの普通の材料、即ち例えばドープされたポリシリコン
は容易に酸化され、その導電特性は失われる。
る電極（底部電極）上に析出される。その際の工程は高
温下に行われるため、通常コンデンサ電極を形成するた
めの普通の材料、即ち例えばドープされたポリシリコン
は容易に酸化され、その導電特性は失われる。
【０００４】その良好な酸化耐性及び／又は導電性の酸
化物を形成することから４ｄ及び５ｄの遷移金属、特に
白金金属（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）及び
特に白金そのものが上記の強誘電性メモリセルの電極と
して使用される有望な候補物質である。
化物を形成することから４ｄ及び５ｄの遷移金属、特に
白金金属（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）及び
特に白金そのものが上記の強誘電性メモリセルの電極と
して使用される有望な候補物質である。
【０００５】このような金属電極又は上記形式の金属及
び金属酸化物及びそれらの混合物が存在する帯域を構造
化するには、これらの電極又は帯域をエッチングしなけ
ればならない。
び金属酸化物及びそれらの混合物が存在する帯域を構造
化するには、これらの電極又は帯域をエッチングしなけ
ればならない。
【０００６】これは従来技術によれば通常いわゆるプラ
ズマ補助された異方性エッチング法により行われる。そ
の場合アルゴン及び例えば酸素、塩素、臭素、塩化水
素、臭化水素又はハロゲン化炭化水素のような１種又は
数種の反応ガスから成るガス混合物を使用する物理化学
的方法が使用される。これらのガス混合物は通常低圧で
電磁交流場でイオン化される。
ズマ補助された異方性エッチング法により行われる。そ
の場合アルゴン及び例えば酸素、塩素、臭素、塩化水
素、臭化水素又はハロゲン化炭化水素のような１種又は
数種の反応ガスから成るガス混合物を使用する物理化学
的方法が使用される。これらのガス混合物は通常低圧で
電磁交流場でイオン化される。
【０００７】図２は平行板反応器２０の例で示されてい
るエッチング室の原理的作動方法を示すものである。例
えばＡｒ及びＣｌ2のガス混合物は本来の反応室２２の
ガス取入れ口２１を介して供給され、ガス排出口２９を
介して再びポンプで排出される。平行板反応器の下方の
プレート２４はキャパシタンス２７を介して高周波源２
８と接続されており、基板ホルダの作用をする。高周波
の交流電場を平行板反応器２２の上方及び下方プレート
２３、２４に印加することによりガス混合物はプラズマ
２５に変えられる。電子の移動度はガスの陰イオンのそ
れよりも大きいため上方及び下方プレート２３、２４は
プラズマ２５に対し負に帯電される。従って両プレート
２３、２４は正に帯電されたガスの陰イオンに高い引力
を及ぼし、両プレートは（例えばＡｒ+のような）イオ
ンにより永続的な衝撃に曝される。そのうえガスの圧力
は低く、即ち０．１〜１０Ｐａに保持されているので、
イオン相互の僅かな散乱が相互に起こるに過ぎず、イオ
ンはほぼ垂直に平行板反応器２０の下方プレート２４上
に載せられている基板２６の表面に命中する。これはそ
の下にある基板２６のエッチングすべき層上にマスク
（図示せず）の良好な転写を可能にする。
るエッチング室の原理的作動方法を示すものである。例
えばＡｒ及びＣｌ2のガス混合物は本来の反応室２２の
ガス取入れ口２１を介して供給され、ガス排出口２９を
介して再びポンプで排出される。平行板反応器の下方の
プレート２４はキャパシタンス２７を介して高周波源２
８と接続されており、基板ホルダの作用をする。高周波
の交流電場を平行板反応器２２の上方及び下方プレート
２３、２４に印加することによりガス混合物はプラズマ
２５に変えられる。電子の移動度はガスの陰イオンのそ
れよりも大きいため上方及び下方プレート２３、２４は
プラズマ２５に対し負に帯電される。従って両プレート
２３、２４は正に帯電されたガスの陰イオンに高い引力
を及ぼし、両プレートは（例えばＡｒ+のような）イオ
ンにより永続的な衝撃に曝される。そのうえガスの圧力
は低く、即ち０．１〜１０Ｐａに保持されているので、
イオン相互の僅かな散乱が相互に起こるに過ぎず、イオ
ンはほぼ垂直に平行板反応器２０の下方プレート２４上
に載せられている基板２６の表面に命中する。これはそ
の下にある基板２６のエッチングすべき層上にマスク
（図示せず）の良好な転写を可能にする。
【０００８】エッチングの物理的部分は入れられたアル
ゴンにより行われる。アルゴンイオンはエッチングすべ
き基板上にもたらされ、その高い運動エネルギーにより
そこで基板の原子を分解し、それらは再び反応ガス粒子
（分子、原子、ラジカル）と反応してそこに化合物を生
じる。
ゴンにより行われる。アルゴンイオンはエッチングすべ
き基板上にもたらされ、その高い運動エネルギーにより
そこで基板の原子を分解し、それらは再び反応ガス粒子
（分子、原子、ラジカル）と反応してそこに化合物を生
じる。
【０００９】理想的な場合にはこれらの化合物は揮発性
とし、即ちそれらは基板の表面から放散させる必要があ
る。しかし上記の反応ガスを使用した場合通常難揮発性
化合物が形成されることになり、そのため気相エッチン
グの異方性が欠けることになる。もう１つの欠点は揮発
性が少な過ぎることによりスパッタリングされた物質が
再びエッチング部位のすぐそばに堆積することである。
特に白金を塩素化合物でエッチングした場合難揮発性の
塩化白金（ＰｔＣｌ2）が発生する。この不十分な揮発
性は形成された化合物の高い極性、即ちエッチング生成
物の著しいイオン特性及び配位的不飽和による。これら
のエッチング生成物の配位的不飽和はエッチング生成物
を互いに凝集させることになる。
とし、即ちそれらは基板の表面から放散させる必要があ
る。しかし上記の反応ガスを使用した場合通常難揮発性
化合物が形成されることになり、そのため気相エッチン
グの異方性が欠けることになる。もう１つの欠点は揮発
性が少な過ぎることによりスパッタリングされた物質が
再びエッチング部位のすぐそばに堆積することである。
特に白金を塩素化合物でエッチングした場合難揮発性の
塩化白金（ＰｔＣｌ2）が発生する。この不十分な揮発
性は形成された化合物の高い極性、即ちエッチング生成
物の著しいイオン特性及び配位的不飽和による。これら
のエッチング生成物の配位的不飽和はエッチング生成物
を互いに凝集させることになる。
【００１０】その例にはＰＺＴ（＝Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）
Ｏ2）がアルゴンプラズマ中で反応成分としてのＣＦ4と
反応してエッチングする場合がある。その際とりわけＰ
ｂＦ2、ＴｉＦ4及びＺｒＦ4生成物が形成される。しか
しＴｉＦ4を除いてこれらの生成物はその塩に類似した
性質により難揮発性である。
Ｏ2）がアルゴンプラズマ中で反応成分としてのＣＦ4と
反応してエッチングする場合がある。その際とりわけＰ
ｂＦ2、ＴｉＦ4及びＺｒＦ4生成物が形成される。しか
しＴｉＦ4を除いてこれらの生成物はその塩に類似した
性質により難揮発性である。
【００１１】同様にＳＢＴ（＝ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9）の
エッチングの場合に難揮発性のＳｒＦ2及びＢｉＦ3が生
じる。Ｃｌ2／Ａｒによるエッチングの場合にも難揮発
性の塩化ストロンチウム及び塩化ビスマスが形成され
る。
エッチングの場合に難揮発性のＳｒＦ2及びＢｉＦ3が生
じる。Ｃｌ2／Ａｒによるエッチングの場合にも難揮発
性の塩化ストロンチウム及び塩化ビスマスが形成され
る。
【００１２】白金をＣｌ2／Ａｒでエッチングすること
はその際にとりわけ難揮発性のＰｔＣｌ2が生じるので
同様に問題である。即ちＰｔＣｌ2は、これらの単位が
１個のＣｌ-イオンが２個のＰｔ2-イオンと結合するポ
リマーの帯［ＰｔＣｌ2］を形成することにより個々の
ＰｔＣｌ2単位の配位的飽和が生じるので難揮発性とな
る。
はその際にとりわけ難揮発性のＰｔＣｌ2が生じるので
同様に問題である。即ちＰｔＣｌ2は、これらの単位が
１個のＣｌ-イオンが２個のＰｔ2-イオンと結合するポ
リマーの帯［ＰｔＣｌ2］を形成することにより個々の
ＰｔＣｌ2単位の配位的飽和が生じるので難揮発性とな
る。
【００１３】しかししばしばこれまで使用されてきた反
応ガスではスパッタリングすべき基板を不完全に反応さ
せることがある。そのため例えば白金のエッチングの場
合にも遊離した白金の堆積がエッチングすべき部位のわ
きに観察される。これはＰｔ蒸気を生じる純物理的エッ
チングを示唆するものである。このプロセスはスパッタ
リング中に白金をターゲットから基板に移行させるのに
似ている。
応ガスではスパッタリングすべき基板を不完全に反応さ
せることがある。そのため例えば白金のエッチングの場
合にも遊離した白金の堆積がエッチングすべき部位のわ
きに観察される。これはＰｔ蒸気を生じる純物理的エッ
チングを示唆するものである。このプロセスはスパッタ
リング中に白金をターゲットから基板に移行させるのに
似ている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題は
冒頭に記載した金属、金属酸化物及びそれらの混合物の
プラズマ補助下の異方性エッチング方法において難揮発
性エッチング生成物の形成を十分に回避するように改善
することにある。
冒頭に記載した金属、金属酸化物及びそれらの混合物の
プラズマ補助下の異方性エッチング方法において難揮発
性エッチング生成物の形成を十分に回避するように改善
することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記の課
題はエッチングプロセス時に錯形成体が用いられること
により解決される。
題はエッチングプロセス時に錯形成体が用いられること
により解決される。
【００１６】錯形成体とは、錯形成体が電子供与体の役
目をし、金属原子が電子受容体の役目をしてそれらの分
子が金属原子と配位結合を形成する物質である。この場
合金属原子とは、電気的に中性の金属原子ばかりでなく
全ての原子価の金属イオンをも意味している。
目をし、金属原子が電子受容体の役目をしてそれらの分
子が金属原子と配位結合を形成する物質である。この場
合金属原子とは、電気的に中性の金属原子ばかりでなく
全ての原子価の金属イオンをも意味している。
【００１７】錯形成体は単座（即ち金属原子に配位可能
の一箇所のみを分子にもっている）又は多座（即ち錯形
成体の複数箇所が金属原子に配位可能である）である。
の一箇所のみを分子にもっている）又は多座（即ち錯形
成体の複数箇所が金属原子に配位可能である）である。
【００１８】単座の錯形成体は強い結合を形成できる場
合にのみ金属原子に対し安定な付加生成物を形成する。
このような傑出した単座の錯形成体の例にはＣＯ、ホス
フィンＰＲ3（例えばＰＨ3、ＰＦ3、Ｐ（ＯＲ）3、その
際Ｒ＝アルキル基）、アルジン類ＡｒＲ3、スチビン類
ＳｂＲ3、アミン類ＮＲ3（例えばＮＨ3、ＮＭ
ｅ3、．．．）があるが、例えばＣｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、Ｓ
2-、ＲＳ-のような陰イオンもある。
合にのみ金属原子に対し安定な付加生成物を形成する。
このような傑出した単座の錯形成体の例にはＣＯ、ホス
フィンＰＲ3（例えばＰＨ3、ＰＦ3、Ｐ（ＯＲ）3、その
際Ｒ＝アルキル基）、アルジン類ＡｒＲ3、スチビン類
ＳｂＲ3、アミン類ＮＲ3（例えばＮＨ3、ＮＭ
ｅ3、．．．）があるが、例えばＣｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、Ｓ
2-、ＲＳ-のような陰イオンもある。
【００１９】しかし上述のＣｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、Ｓ2-、
ＲＳ-の陰イオンは多くの場合まず第一に例えばＰｔＣ
ｌ2のような塩類中で電価補償の役目を担う。この場合
電価の補償の作用が重要なのであり、錯の形成には重き
をおかない。それに反して錯形成体の作用は、例えばこ
のことがＰｔＣｌ4 2-中の２個の塩素イオンについて言
えるように電価の補償に必要でなくても金属イオンに配
位する場合に重要である。
ＲＳ-の陰イオンは多くの場合まず第一に例えばＰｔＣ
ｌ2のような塩類中で電価補償の役目を担う。この場合
電価の補償の作用が重要なのであり、錯の形成には重き
をおかない。それに反して錯形成体の作用は、例えばこ
のことがＰｔＣｌ4 2-中の２個の塩素イオンについて言
えるように電価の補償に必要でなくても金属イオンに配
位する場合に重要である。
【００２０】多座の錯形成体はしばしば金属原子に対し
安定な付加生成物を形成する。それというのもそれらは
金属原子に多重に結合されているからである。その例と
して以下のものがある： −１．３−ジケトナート（例えば２．２．６．６−テト
ラメチルヘプタ−３．５−ジオナート（ｔｈｄ）、１．
１．１．５．５．５−ヘキサフルオロペンタ−ジオナー
ト（ｈｆａｃ）及び他の部分的に非対称の１．３−ジケ
トナート）、 −ジ−及びポリアミン（例えばＮ，Ｎ′−テトラメチル
エチレンジアミン、Ｎ、Ｎ′、Ｎ″−ペンタメチルジエ
チレントリアミン、その他）、 −ジ−及びポリエーテル（例えばジグリム、トリグリ
ム、その他）、 −カルボキシレートＲＣＯ2（例えばＰｉｖａｌｏａｔ
Ｍｅ3ＣＣＯ2 -）。
安定な付加生成物を形成する。それというのもそれらは
金属原子に多重に結合されているからである。その例と
して以下のものがある： −１．３−ジケトナート（例えば２．２．６．６−テト
ラメチルヘプタ−３．５−ジオナート（ｔｈｄ）、１．
１．１．５．５．５−ヘキサフルオロペンタ−ジオナー
ト（ｈｆａｃ）及び他の部分的に非対称の１．３−ジケ
トナート）、 −ジ−及びポリアミン（例えばＮ，Ｎ′−テトラメチル
エチレンジアミン、Ｎ、Ｎ′、Ｎ″−ペンタメチルジエ
チレントリアミン、その他）、 −ジ−及びポリエーテル（例えばジグリム、トリグリ
ム、その他）、 −カルボキシレートＲＣＯ2（例えばＰｉｖａｌｏａｔ
Ｍｅ3ＣＣＯ2 -）。
【００２１】錯形成体としては特に一酸化炭素又はホス
フィン又はホスフィン誘導体が適していることが判明し
ている。
フィン又はホスフィン誘導体が適していることが判明し
ている。
【００２２】例えば一酸化炭素は白金とＡｒ／Ｃｌプラ
ズマの存在下に反応して易揮発性の（ＣＯ）2ＰｔＣｌ2
を形成する。ＰＦ3はＡｒ+の照射により活性化された白
金と揮発性錯体Ｐｔ（ＰＦ3）4を形成する。これらの錯
形成体はプラズマ補助された反応中にも例えばＣＯ2又
はＣＯＣｌ2（ホスゲン）からのＣＯのような適切な前
駆体から形成可能である。
ズマの存在下に反応して易揮発性の（ＣＯ）2ＰｔＣｌ2
を形成する。ＰＦ3はＡｒ+の照射により活性化された白
金と揮発性錯体Ｐｔ（ＰＦ3）4を形成する。これらの錯
形成体はプラズマ補助された反応中にも例えばＣＯ2又
はＣＯＣｌ2（ホスゲン）からのＣＯのような適切な前
駆体から形成可能である。
【００２３】本発明の有利な実施態様によればこの錯形
成体はエッチングガス又はエッチングガス混合物に混和
可能である。
成体はエッチングガス又はエッチングガス混合物に混和
可能である。
【００２４】本発明の別の実施態様では錯形成体はエッ
チング室内でその場で他のガス成分から形成可能であ
る。例えばエッチング室に入れられたＣＯ2又はＣＯＣ
ｌ2はプラズマの放電により錯形成体ＣＯに移行可能で
ある。
チング室内でその場で他のガス成分から形成可能であ
る。例えばエッチング室に入れられたＣＯ2又はＣＯＣ
ｌ2はプラズマの放電により錯形成体ＣＯに移行可能で
ある。
【００２５】更にエッチングガス混合物中に希ガス（特
にアルゴン）及び／又は二窒素（Ｎ2）を使用すると有
利である。
にアルゴン）及び／又は二窒素（Ｎ2）を使用すると有
利である。
【００２６】エッチングガス混合物としてハロゲン含有
化合物又は酸素及びアルゴンから成るガス混合物を使用
すると有利である。
化合物又は酸素及びアルゴンから成るガス混合物を使用
すると有利である。
【００２７】ハロゲンとしては塩素又は臭素を、またハ
ロゲン含有化合物としてはハロゲン化されたメタン、エ
タン又はプロパンのような有機化合物を使用すると有利
である。
ロゲン含有化合物としてはハロゲン化されたメタン、エ
タン又はプロパンのような有機化合物を使用すると有利
である。
【００２８】本発明の更に別の実施態様によればエッチ
ングガス混合物中に二酸素（Ｏ2）及び／又はオゾン
（Ｏ3）及び／又は窒素酸化物（Ｎ2Ｏ、ＮＯ、ＮＯ2）
が用いられる。
ングガス混合物中に二酸素（Ｏ2）及び／又はオゾン
（Ｏ3）及び／又は窒素酸化物（Ｎ2Ｏ、ＮＯ、ＮＯ2）
が用いられる。
【００２９】本発明の更に別の実施態様ではエッチング
の選択度又はエッチング率は、エッチングガス又はエッ
チングガス混合物及び錯形成体から成る混合物の個々の
ガス成分の分圧、アルゴン原子の運動エネルギー並びに
ガス混合物の組成及びエッチング温度を調整することに
より正確に調整可能である。
の選択度又はエッチング率は、エッチングガス又はエッ
チングガス混合物及び錯形成体から成る混合物の個々の
ガス成分の分圧、アルゴン原子の運動エネルギー並びに
ガス混合物の組成及びエッチング温度を調整することに
より正確に調整可能である。
【００３０】本発明方法では有利には４ｄ又は５ｄの遷
移元素及び／又はそれらの酸化物を電極材として使用し
てエッチングする。
移元素及び／又はそれらの酸化物を電極材として使用し
てエッチングする。
【００３１】その際電極材としては貴金属（Ｐｔ、Ｐ
ｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ａｕ）、特に貴金属であ
る白金又は貴金属合金及び／又はそれらの酸化物又は混
合酸化物を使用すると有利である。
ｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ａｕ）、特に貴金属であ
る白金又は貴金属合金及び／又はそれらの酸化物又は混
合酸化物を使用すると有利である。
【００３２】その際電極は任意の構造を有していてもよ
く、例えば種々の成分からなるサンドイッチ構造、又は
種々の物質の粒子から成る混合物であってもよい。
く、例えば種々の成分からなるサンドイッチ構造、又は
種々の物質の粒子から成る混合物であってもよい。
【００３３】更にエッチングに使用されるプラズマを低
圧範囲（１−３００ｍトル）で使用すると有利である。
圧範囲（１−３００ｍトル）で使用すると有利である。
【００３４】本発明の有利な実施態様によればプラズマ
は磁気を強化された反応性イオンエッチング（ＭＥＲＩ
Ｅ）用反応器内、３極反応器又は低圧−高イオン電流反
応器（ヘリコン型、ＴＣＰ（トランス結合プラズマ）、
ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）又はＥＣＲ（エレクトロン
−サイクロトロン共鳴プラズマ）内で形成される。
は磁気を強化された反応性イオンエッチング（ＭＥＲＩ
Ｅ）用反応器内、３極反応器又は低圧−高イオン電流反
応器（ヘリコン型、ＴＣＰ（トランス結合プラズマ）、
ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）又はＥＣＲ（エレクトロン
−サイクロトロン共鳴プラズマ）内で形成される。
【００３５】更にエッチングすべき部位を（例えば光
で）照射するか又は超音波作用に曝すと有利である。
で）照射するか又は超音波作用に曝すと有利である。
【００３６】本発明方法により金属酸化物層もエッチン
グ可能である。例えば強誘電性タンタル酸ストロンチウ
ムビスマス（ＳＢＴ、ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ5）、ニオブ酸
タンタル酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＮＴ、ＳｒＢ
ｉ2Ｔａ2-x ＮｂxＯ9、ｘ＝０−２）、チタン酸鉛ジル
コン（ＰＺＴ、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3）又は誘電体並
びに常誘電性チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳ
Ｔ、ＢａxＳｒ1-xＴｉＯ3、その際ｘ＝０−１）、チタ
ン酸鉛ランタン（ＰＬＴ、（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ3）、
チタン酸鉛ランタンジルコン（ＰＬＺＴ、（Ｐｂ、Ｌ
ａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3又はそれらの誘電体も有利にエ
ッチングできる。
グ可能である。例えば強誘電性タンタル酸ストロンチウ
ムビスマス（ＳＢＴ、ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ5）、ニオブ酸
タンタル酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＮＴ、ＳｒＢ
ｉ2Ｔａ2-x ＮｂxＯ9、ｘ＝０−２）、チタン酸鉛ジル
コン（ＰＺＴ、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3）又は誘電体並
びに常誘電性チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳ
Ｔ、ＢａxＳｒ1-xＴｉＯ3、その際ｘ＝０−１）、チタ
ン酸鉛ランタン（ＰＬＴ、（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ3）、
チタン酸鉛ランタンジルコン（ＰＬＺＴ、（Ｐｂ、Ｌ
ａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3又はそれらの誘電体も有利にエ
ッチングできる。
【００３７】
【実施例】本発明を添付の図面に基づき以下に詳述す
る。
る。
【００３８】図１は本発明で使用されるエッチング室１
０の横断面を示すものである。基板保持部１４はキャパ
シタンス１７を介して高周波源１８と接続されており、
その一方の電極の作用をする。室壁１２及び室蓋１３は
接地されて対電極の作用をしている。供給される高周波
電力は１００〜１５００Ｗである。ガス混合物はガス取
入れ口１１を介して基板１６上に供給され、基板１６の
下方のガス排出口１２を介して再び汲み出される。ポン
プ（図示せず）は高いポンプ能力（３５０リットル／
分）を有しており、従って高度の流動速度を達成するこ
とができる。従って基板１６に形成された反応生成物の
滞留時間は短くされる。基板保持部１４は加熱可能であ
る。
０の横断面を示すものである。基板保持部１４はキャパ
シタンス１７を介して高周波源１８と接続されており、
その一方の電極の作用をする。室壁１２及び室蓋１３は
接地されて対電極の作用をしている。供給される高周波
電力は１００〜１５００Ｗである。ガス混合物はガス取
入れ口１１を介して基板１６上に供給され、基板１６の
下方のガス排出口１２を介して再び汲み出される。ポン
プ（図示せず）は高いポンプ能力（３５０リットル／
分）を有しており、従って高度の流動速度を達成するこ
とができる。従って基板１６に形成された反応生成物の
滞留時間は短くされる。基板保持部１４は加熱可能であ
る。
【００３９】例 １ 白金のエッチング ガス混合物：Ａｒ、Ｃｌ2、ＣＯ 総圧力：１〜３００ｍトル Ａｒ流量：５〜５０ｓｃｃｍ Ｃｌ2流量：５〜５０ｓｃｃｍ ＣＯ流量：５〜５０ｓｃｃｍ 基板温度：０〜１００℃ 基板：厚さ１５０ｎｍのＳｉＯ2上白金 エッチング率：５０〜２００ｎｍ／分
【００４０】例 ２ 白金のエッチング ガス混合物：Ａｒ、Ｃｌ2、ＣＯ2 総圧力：１〜５０ｍトル Ａｒ流量：５〜５０ｓｃｃｍ Ｃｌ2流量：５〜５０ｓｃｃｍ ＣＯ2流量：５〜５０ｓｃｃｍ 基板温度：０〜１００℃ 基板：１５０ｎｍのＳｉＯ2上白金 エッチング率：５０〜２００ｎｍ／分
【００４１】例 ３ ＳＢＴ（タンタル酸ストロンチウ
ムビスマス）のエッチング この場合アルゴン流で１．１．１．５．５．５−ヘキサ
フルオロペンタ−３．５−ジオン（Ｈｈｆａｃ）を入れ
る。７６０トルで沸点７０℃を有するこのジオンはブラ
ベラー内で気相に移行される。更にキャリアガスとして
アルゴンを液体ジオンに通す。 ガス混合物：Ａｒ、ジオン 総圧力：１〜３００ｍトル Ａｒ流量：５〜５０ｓｃｃｍ ブラベラーを通るアルゴン流量：５〜５０ｓｃｃｍ 基板温度：１００〜３００℃ 基板：厚さ１００ｎｍの白金上ＳＢＴ エッチング率：５〜５０ｎｍ／分
ムビスマス）のエッチング この場合アルゴン流で１．１．１．５．５．５−ヘキサ
フルオロペンタ−３．５−ジオン（Ｈｈｆａｃ）を入れ
る。７６０トルで沸点７０℃を有するこのジオンはブラ
ベラー内で気相に移行される。更にキャリアガスとして
アルゴンを液体ジオンに通す。 ガス混合物：Ａｒ、ジオン 総圧力：１〜３００ｍトル Ａｒ流量：５〜５０ｓｃｃｍ ブラベラーを通るアルゴン流量：５〜５０ｓｃｃｍ 基板温度：１００〜３００℃ 基板：厚さ１００ｎｍの白金上ＳＢＴ エッチング率：５〜５０ｎｍ／分
【００４２】全ての例で良好な異方性エッチングを達成
できた。
できた。
【図１】本発明方法の実施に使用されたエッチング室の
概略横断面図。
概略横断面図。
【図２】従来の平行板反応器の形のエッチング室の概略
横断面図。
横断面図。
１０、２０ 反応器 １１、２１ ガス取入れ口 １２ 室壁 １３ 室蓋 １４ 基板ホルダ １６、２６ 基板 １７、２７ キャパシタンス １８、２８ 高周波源 １９、２９ ガス排出口 ２２ 反応室 ２３ 上方プレート ２４ 下方プレート ２５ プラズマ
Claims (23)
- 【請求項１】 エッチングプロセス時に少なくとも１つ
の錯形成体が用いられることを特徴とする金属、金属酸
化物及びそれらの混合物のエッチングガス又はエッチン
グガス混合物によるプラズマ補助異方性エッチング方
法。 - 【請求項２】 錯形成体をエッチングガス又はエッチン
グガス混合物に混和することを特徴とする請求項１記載
の方法。 - 【請求項３】 錯形成体がエッチングガス又はエッチン
グガス混合物中でその場で形成されることを特徴とする
請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 錯形成体として単座配位子を使用するこ
とを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 錯形成体として一酸化炭素又はホスフィ
ン又はホスフィン誘導体が用いられることを特徴とする
請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 錯形成体として多座配位子を使用するこ
とを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 錯形成体として１．３−ジケトン又はカ
ルボン酸又はジアミン又はポリアミン又はジエーテル又
はポリエーテル又はそれらの誘導体を使用することを特
徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 エッチングガス混合物中に希ガス及び／
又は二窒素（Ｎ2）を使用することを特徴とする請求項
１乃至７の１つに記載の方法。 - 【請求項９】 希ガスとしてアルゴンを使用することを
特徴とする請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 エッチングガス混合物中にハロゲン又
はハロゲン含有化合物が用いられることを特徴とする請
求項１乃至９の１つに記載の方法。 - 【請求項１１】 ハロゲンとして塩素又は臭素を、また
ハロゲン含有化合物として有機化合物、特にハロゲン化
されたメタン、エタン又はプロパンを使用することを特
徴とする請求項１０記載の方法。 - 【請求項１２】 エッチングガス混合物中に二酸素（Ｏ
2）及び／又はオゾン（Ｏ3）及び／又は窒素酸化物（Ｎ
2Ｏ、ＮＯ、ＮＯ2）が用いられることを特徴とする請求
項１乃至１１の１つに記載の方法。 - 【請求項１３】 エッチング率及び／又は選択度を圧
力、ガス混合物の組成、エッチング温度、プラズマ出力
及び原子の運動エネルギーの少なくとも１つのパラメー
タにより調整することを特徴とする請求項１乃至１２の
１つに記載の方法。 - 【請求項１４】 ４ｄ又は５ｄの遷移元素及び／又はそ
れらの酸化物を電極材として使用してエッチングするこ
とを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載の方法。 - 【請求項１５】 電極材として貴金属（Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒ
ｈ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ａｕ）又は貴金属合金及び／又
はそれらの酸化物又は混合酸化物を使用することを特徴
とする請求項１４記載の方法。 - 【請求項１６】 貴金属として白金を使用することを特
徴とする請求項１５記載の方法。 - 【請求項１７】 電極材としてルテニウム、オスミウム
又はレニウム酸化物又はそれらの混合物を使用すること
を特徴とする請求項１４記載の方法。 - 【請求項１８】 エッチングに使用されるプラズマを低
圧範囲（１〜３００ｍトル）で駆動することを特徴とす
る請求項１乃至１７の１つに記載の方法。 - 【請求項１９】 エッチングに使用されるプラズマを磁
気強化された反応性イオンエッチング反応器（ＭＥＲＩ
Ｅ）内、三極真空管反応器内又は低圧−高イオン電流反
応器内で形成することを特徴とする請求項１乃至１８の
１つに記載の方法。 - 【請求項２０】 エッチングすべき部位を照射するか又
は超音波の作用に曝すことを特徴とする請求項１乃至１
９の１つに記載の方法。 - 【請求項２１】 金属酸化物層をエッチングすることを
特徴とする請求項１乃至２０の１つに記載の方法。 - 【請求項２２】 強誘電性タンタル酸ストロンチウムビ
スマス（ＳＢＴ、ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ5）又はニオブ酸タ
ンタル酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＮＴ、ＳｒＢｉ
2Ｔａ2-xＮｂxＯ9、その際ｘ＝０−２）又はチタン酸鉛
ジルコン（ＰＺＴ、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3）又はそれ
らの誘電体をエッチングすることを特徴 とする請求項
２１記載の方法。 - 【請求項２３】 常誘電性チタン酸バリウムストロンチ
ウム（ＢＳＴ、ＢａxＳｒ1-xＴｉＯ3、ｘ＝０−１）又
はチタン酸鉛ランタン（ＰＬＴ、（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ
3）又はチタン酸鉛ランタンジルコン（ＰＬＺＴ、（Ｐ
ｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3）又はそれらの誘電体を
エッチングすることを特徴とする請求項２２記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19631622A DE19631622A1 (de) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | Verfahren zum plasmaunterstützten anisotropen Ätzen von Metallen, Metalloxiden und deren Gemische |
| DE19631622.7 | 1996-08-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1088373A true JPH1088373A (ja) | 1998-04-07 |
Family
ID=7801862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9219251A Withdrawn JPH1088373A (ja) | 1996-08-05 | 1997-07-30 | 金属、金属酸化物及びそれらの混合物のプラズマ補助異方性エッチング方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0823726A1 (ja) |
| JP (1) | JPH1088373A (ja) |
| KR (1) | KR19980018385A (ja) |
| DE (1) | DE19631622A1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001527160A (ja) * | 1997-12-19 | 2001-12-25 | ラム リサーチ コーポレーション | 遷移金属含有層をエッチングするための技術 |
| KR20120107883A (ko) * | 2011-03-22 | 2012-10-04 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 기판 처리 방법 및 기억 매체 |
| JP2014212310A (ja) * | 2013-04-02 | 2014-11-13 | 東京エレクトロン株式会社 | 半導体デバイスの製造方法及び製造装置 |
| US9799533B2 (en) | 2013-03-13 | 2017-10-24 | Applied Materials, Inc. | Methods of etching films comprising transition metals |
| US11901191B2 (en) | 2021-05-10 | 2024-02-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Atomic layer etching method and semiconductor device manufacturing method using the same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6323132B1 (en) | 1998-01-13 | 2001-11-27 | Applied Materials, Inc. | Etching methods for anisotropic platinum profile |
| EP1001459B1 (en) * | 1998-09-09 | 2011-11-09 | Texas Instruments Incorporated | Integrated circuit comprising a capacitor and method |
| US6541385B2 (en) * | 2001-05-14 | 2003-04-01 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Method for plasma etching of Ir-Ta-O electrode and for post-etch cleaning |
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| DE10324570A1 (de) * | 2003-05-30 | 2004-12-23 | Daimlerchrysler Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer metallischen Laufbahn einer Maschine mittels Plasmatechnologie |
| US8196285B1 (en) | 2008-12-17 | 2012-06-12 | Western Digital (Fremont), Llc | Method and system for providing a pole for a perpendicular magnetic recording head using a multi-layer hard mask |
| US8254060B1 (en) | 2009-04-17 | 2012-08-28 | Western Digital (Fremont), Llc | Straight top main pole for PMR bevel writer |
| US8225488B1 (en) | 2009-05-22 | 2012-07-24 | Western Digital (Fremont), Llc | Method for providing a perpendicular magnetic recording (PMR) pole |
| US9346672B1 (en) | 2009-08-04 | 2016-05-24 | Western Digital (Fremont), Llc | Methods for fabricating damascene write poles using ruthenium hard masks |
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|---|---|---|---|---|
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| US4659426A (en) * | 1985-05-03 | 1987-04-21 | Texas Instruments Incorporated | Plasma etching of refractory metals and their silicides |
| US4919750A (en) * | 1987-09-14 | 1990-04-24 | International Business Machines Corporation | Etching metal films with complexing chloride plasma |
| JPH086187B2 (ja) * | 1987-09-14 | 1996-01-24 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 揮発性の低い塩化物を生じる金属のプラズマ・エッチング方法 |
| JPH01215986A (ja) * | 1988-02-24 | 1989-08-29 | Hitachi Ltd | ドライエッチング方法 |
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1996
- 1996-08-05 DE DE19631622A patent/DE19631622A1/de not_active Ceased
-
1997
- 1997-07-11 EP EP97111878A patent/EP0823726A1/de not_active Withdrawn
- 1997-07-30 JP JP9219251A patent/JPH1088373A/ja not_active Withdrawn
- 1997-08-05 KR KR1019970037376A patent/KR19980018385A/ko not_active Application Discontinuation
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR19980018385A (ko) | 1998-06-05 |
| DE19631622A1 (de) | 1998-02-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041005 |