JPH11126779A - 構造化方法 - Google Patents
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- JPH11126779A JPH11126779A JP10217939A JP21793998A JPH11126779A JP H11126779 A JPH11126779 A JP H11126779A JP 10217939 A JP10217939 A JP 10217939A JP 21793998 A JP21793998 A JP 21793998A JP H11126779 A JPH11126779 A JP H11126779A
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- H01L21/321—After treatment
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来法の欠点を回避又は低減する構造化方法
を提供する。 【解決手段】 構造化すべき層３上に犠牲層４を施し、
犠牲層４上に無機物質を含んでいるマスク５を施し、こ
の犠牲層４と構造化すべき層３をマスクを使用して構造
化し、犠牲層及びマスクを除去する。
を提供する。 【解決手段】 構造化すべき層３上に犠牲層４を施し、
犠牲層４上に無機物質を含んでいるマスク５を施し、こ
の犠牲層４と構造化すべき層３をマスクを使用して構造
化し、犠牲層及びマスクを除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、構造化方法、特に
例えば貴金属、強誘電体材料及び高い相対誘電率を有す
る誘電体材料から成る層のようなプラズマ又は乾式化学
的にはエッチングし難い又はエッチング不可能な層を構
造化するための方法に関する。
例えば貴金属、強誘電体材料及び高い相対誘電率を有す
る誘電体材料から成る層のようなプラズマ又は乾式化学
的にはエッチングし難い又はエッチング不可能な層を構
造化するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばＤＲＡＭもしくはＦＲＡＭのよう
な高集積化されたメモリモジュールの開発には益々小型
化されるにもかかわらずセル容量は維持又は更に改善す
ることが求められている。この目的を達成するために、
益々薄くなる誘電体層及び積み重ねコンデンサ電極（ト
レンチセル、スタックセル）が使用される。最近では従
来の酸化シリコンの代わりに新しい材料、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。例えばバリウムストロンチウムチタン酸塩（ＢＳ
Ｔ、ＢａＳｒ）ＴｉＯ3 ）、鉛ジルコンチタン酸塩（Ｐ
ＺＴ、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3 ）もしくはランタンをド
ープされた鉛ジルコンチタン酸塩又はストロンチウムビ
スマスタンタル酸塩（ＳＢＴ、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 ）
がＤＲＡＭもしくはＦＲＡＭのメモリセルのコンデンサ
に使用される。
な高集積化されたメモリモジュールの開発には益々小型
化されるにもかかわらずセル容量は維持又は更に改善す
ることが求められている。この目的を達成するために、
益々薄くなる誘電体層及び積み重ねコンデンサ電極（ト
レンチセル、スタックセル）が使用される。最近では従
来の酸化シリコンの代わりに新しい材料、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。例えばバリウムストロンチウムチタン酸塩（ＢＳ
Ｔ、ＢａＳｒ）ＴｉＯ3 ）、鉛ジルコンチタン酸塩（Ｐ
ＺＴ、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3 ）もしくはランタンをド
ープされた鉛ジルコンチタン酸塩又はストロンチウムビ
スマスタンタル酸塩（ＳＢＴ、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 ）
がＤＲＡＭもしくはＦＲＡＭのメモリセルのコンデンサ
に使用される。
【０００３】その際これらの材料は通常既に存在する電
極（底面電極）上に析出される。このプロセス高温下に
行われるので、通常コンデンサ電極を形成する材料、例
えばドープされたポリシリコンが容易に酸化され、その
導電特性を失い、これがメモリセルを故障させることに
なる。
極（底面電極）上に析出される。このプロセス高温下に
行われるので、通常コンデンサ電極を形成する材料、例
えばドープされたポリシリコンが容易に酸化され、その
導電特性を失い、これがメモリセルを故障させることに
なる。
【０００４】その良好な耐酸化性及び／又は導電性酸化
物の形成の故に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
それ自体、並びにレニウムが有望な材料と見なされ、そ
れらは上記のメモリセルの電極材としてドープされたポ
リシリコンに代わり得るものとなる。
物の形成の故に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
それ自体、並びにレニウムが有望な材料と見なされ、そ
れらは上記のメモリセルの電極材としてドープされたポ
リシリコンに代わり得るものとなる。
【０００５】デバイスの超小型化が進むにつれて今日導
電路に使用されるアルミニウムに代わるものが求められ
ている。その際代替材料はアルミニウムよりも僅かな比
抵抗及び僅かなエレクトロ・マイグレーションを示さな
ければならない。その場合の有望な材料として銅が考え
られる。
電路に使用されるアルミニウムに代わるものが求められ
ている。その際代替材料はアルミニウムよりも僅かな比
抵抗及び僅かなエレクトロ・マイグレーションを示さな
ければならない。その場合の有望な材料として銅が考え
られる。
【０００６】更に磁気的“ランダム・アクセス・メモ
リ”（ＤＲＡＭ）の開発にはマイクロエレクトロニクス
回路に磁気層（例えば鉄、コバルト、ニッケル又はパー
マロイ）を集積することを必要とする。
リ”（ＤＲＡＭ）の開発にはマイクロエレクトロニクス
回路に磁気層（例えば鉄、コバルト、ニッケル又はパー
マロイ）を集積することを必要とする。
【０００７】これまで半導体技術分野に普及していない
上記の材料から集積回路を構成し得るようにするために
は、これらの材料の薄層を構造化しなければならない。
上記の材料から集積回路を構成し得るようにするために
は、これらの材料の薄層を構造化しなければならない。
【０００８】従来使用されてきた材料の構造化は、通常
いわゆるプラズマを利用した異方性エッチング法により
行われる。その際一般に例えば酸素、塩素、臭素、塩化
水素、臭化水素もしくはハロゲン化炭化水素のような単
数又は複数の反応ガス及び希ガス（例えばアルゴン、ヘ
リウム）から成るガス混合物を使用する物理・化学的方
法が適用される。これらのガス混合物は通常交流電磁場
において僅かな圧力で励起される。
いわゆるプラズマを利用した異方性エッチング法により
行われる。その際一般に例えば酸素、塩素、臭素、塩化
水素、臭化水素もしくはハロゲン化炭化水素のような単
数又は複数の反応ガス及び希ガス（例えばアルゴン、ヘ
リウム）から成るガス混合物を使用する物理・化学的方
法が適用される。これらのガス混合物は通常交流電磁場
において僅かな圧力で励起される。
【０００９】図８は平行板反応器２０を例としてそのエ
ッチング室の原理的作動方法を示している。例えばアル
ゴン（Ａｒ）と塩素（Ｃｌ2 ）のガス混合物は本来の反
応室２２がガス取り入れ口２１を介して供給され、ガス
排出口２９を介して再び排出される。平行板反応器の下
方板２４はキャパシタ２７を介して高周波電源２８と接
続され、基板の保持体としての役目をする。高周波の交
流電界を平行板反応器の上方及び下方板２３、２４に印
加することによりガス混合物はプラズマ２５に運ばれ
る。電子の移動度はガスの陽イオンのそれよりも大きい
ので上方及び下方板２３、２４はプラズマ２５に対し負
に帯電される。従って両板２３、２４は正に帯電された
ガスの陽イオンを強く引き付ける作用をし、その結果両
板はこのイオン、例えばＡｒ+ の永続的な衝突に曝され
る。その上ガス圧が低く、典型的には０．１〜１０Ｐａ
に保持されているので、イオン相互間及び中性粒子に対
する散乱はごく僅かであり、イオンは平行板反応器の下
方板２４上に支持されている基板２６の表面にほぼ垂直
に衝突する。これによりその下にあるエッチングすべき
基板２６の層上に良好なマスク（図示せず）の写像を可
能にする。
ッチング室の原理的作動方法を示している。例えばアル
ゴン（Ａｒ）と塩素（Ｃｌ2 ）のガス混合物は本来の反
応室２２がガス取り入れ口２１を介して供給され、ガス
排出口２９を介して再び排出される。平行板反応器の下
方板２４はキャパシタ２７を介して高周波電源２８と接
続され、基板の保持体としての役目をする。高周波の交
流電界を平行板反応器の上方及び下方板２３、２４に印
加することによりガス混合物はプラズマ２５に運ばれ
る。電子の移動度はガスの陽イオンのそれよりも大きい
ので上方及び下方板２３、２４はプラズマ２５に対し負
に帯電される。従って両板２３、２４は正に帯電された
ガスの陽イオンを強く引き付ける作用をし、その結果両
板はこのイオン、例えばＡｒ+ の永続的な衝突に曝され
る。その上ガス圧が低く、典型的には０．１〜１０Ｐａ
に保持されているので、イオン相互間及び中性粒子に対
する散乱はごく僅かであり、イオンは平行板反応器の下
方板２４上に支持されている基板２６の表面にほぼ垂直
に衝突する。これによりその下にあるエッチングすべき
基板２６の層上に良好なマスク（図示せず）の写像を可
能にする。
【００１０】一般にマスク材料としては露光及び現像工
程により比較的容易に構造化できるのでフォトレジスト
が使用される。
程により比較的容易に構造化できるのでフォトレジスト
が使用される。
【００１１】エッチングの物理的部分は衝突するイオン
（例えばＣｌ2 + 、Ａｒ+ ）の衝撃及び運動エネルギー
により引き起こされる。それにより付加的に基板と反応
ガス粒子（イオン、分子、原子、ラジカル）との間の化
学反応は揮発性反応生成物の形成下に開始又は増強され
る（エッチングの化学的側面）。基板粒子とガス粒子間
のこれらの化学反応はエッチングプロセスの高いエッチ
ング選択度に負うものである。
（例えばＣｌ2 + 、Ａｒ+ ）の衝撃及び運動エネルギー
により引き起こされる。それにより付加的に基板と反応
ガス粒子（イオン、分子、原子、ラジカル）との間の化
学反応は揮発性反応生成物の形成下に開始又は増強され
る（エッチングの化学的側面）。基板粒子とガス粒子間
のこれらの化学反応はエッチングプロセスの高いエッチ
ング選択度に負うものである。
【００１２】残念なことに、集積回路内に新たに使用さ
れた上述の材料は化学的にはエッチングが極めて困難で
あるか又は不可能な材料に属し、これらの材料ではエッ
チング研削量は“反応性”ガスを使用した場合でさえ主
として又は殆ど専らエッチングの物理的側面に基づくも
のであることが判明している。
れた上述の材料は化学的にはエッチングが極めて困難で
あるか又は不可能な材料に属し、これらの材料ではエッ
チング研削量は“反応性”ガスを使用した場合でさえ主
として又は殆ど専らエッチングの物理的側面に基づくも
のであることが判明している。
【００１３】エッチングの化学成分が僅かであるか又は
欠けているために構造化すべき層のエッチング研削量は
マスクもしくは下地（エッチングストップ層）のエッチ
ング研削量と同程度であり、即ちエッチングマスクもし
くは下地に対するエッチング選択度は一般に低い（約
０．３〜３．０）。このことは傾斜した側面を有するマ
スクの浸食及びマスクに不可避のファセット（傾斜、テ
ーパリング）が形成されることにより構造化の寸法精度
はごく僅かに保証されるに過ぎない。このファセット化
は構造化の際に達成可能の最小構造寸法を制約する。
欠けているために構造化すべき層のエッチング研削量は
マスクもしくは下地（エッチングストップ層）のエッチ
ング研削量と同程度であり、即ちエッチングマスクもし
くは下地に対するエッチング選択度は一般に低い（約
０．３〜３．０）。このことは傾斜した側面を有するマ
スクの浸食及びマスクに不可避のファセット（傾斜、テ
ーパリング）が形成されることにより構造化の寸法精度
はごく僅かに保証されるに過ぎない。このファセット化
は構造化の際に達成可能の最小構造寸法を制約する。
【００１４】更に構造化すべき層の構造化の際に構造化
すべき層の材料が再堆積することがある。この再堆積は
例えばレジストマスクの側壁に生じ、後に行われる処理
工程中にしばしば多大の労力を払って初めて除去できる
ものである。この再堆積はエッチングガス混合物中のア
ルゴンの分量の増加と共に増加するので、処理工程は一
般に例えば塩素−アルゴンプラズマ中のアルゴンの分量
は僅かに制限される。しかしエッチングガス混合物中の
塩素の分量が高められると再びマスクにファセットの形
成が高められることになる。
すべき層の材料が再堆積することがある。この再堆積は
例えばレジストマスクの側壁に生じ、後に行われる処理
工程中にしばしば多大の労力を払って初めて除去できる
ものである。この再堆積はエッチングガス混合物中のア
ルゴンの分量の増加と共に増加するので、処理工程は一
般に例えば塩素−アルゴンプラズマ中のアルゴンの分量
は僅かに制限される。しかしエッチングガス混合物中の
塩素の分量が高められると再びマスクにファセットの形
成が高められることになる。
【００１５】更に特に“オーバエッチング”工程で下地
は強くエッチングされ、エッチング側面部の傾斜付けが
制御しにくくなる。
は強くエッチングされ、エッチング側面部の傾斜付けが
制御しにくくなる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、従来方法の上記の欠点を回避又は低減する構造化方
法を提供することにある。
は、従来方法の上記の欠点を回避又は低減する構造化方
法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明の請求
項１による方法により解決される。本発明のその他の有
利な実施形態、実施態様及び特徴は従属請求項及び添付
の図面から明らかにされる。
項１による方法により解決される。本発明のその他の有
利な実施形態、実施態様及び特徴は従属請求項及び添付
の図面から明らかにされる。
【００１８】本発明により少なくとも１つの構造化すべ
き層を構造化するための方法が提供され、その際本方法
は以下に記載する工程、即ち構造化すべき層上に犠牲層
を施し、犠牲層上に無機物質を含んでいるマスクを施
し、この犠牲層と構造化すべき層をマスクを使用して構
造化し、犠牲層及びマスクを除去工程を含んでいる。
き層を構造化するための方法が提供され、その際本方法
は以下に記載する工程、即ち構造化すべき層上に犠牲層
を施し、犠牲層上に無機物質を含んでいるマスクを施
し、この犠牲層と構造化すべき層をマスクを使用して構
造化し、犠牲層及びマスクを除去工程を含んでいる。
【００１９】本発明は、無機物質を含むマスクがフォト
レジストよりも抵抗力があり、従ってマスクの化学的
“灰化”が阻止されるという利点を有する。このマスク
はエッチングプロセスの際に高い物理的部分を有しなが
ら極めて僅かな研削率を有する。このことは全体として
エッチングプロセスの選択度を高めることになる。マス
クの浸食が僅かであるために構造化物に一層高度の寸法
精度が得られる。更に本発明方法により反応ガスでも構
造化すべき層に一層急峻なエッチング側面部を得ること
が可能となる。８５°以上の側面角度を有するエッチン
グ側面部を形成することができる。
レジストよりも抵抗力があり、従ってマスクの化学的
“灰化”が阻止されるという利点を有する。このマスク
はエッチングプロセスの際に高い物理的部分を有しなが
ら極めて僅かな研削率を有する。このことは全体として
エッチングプロセスの選択度を高めることになる。マス
クの浸食が僅かであるために構造化物に一層高度の寸法
精度が得られる。更に本発明方法により反応ガスでも構
造化すべき層に一層急峻なエッチング側面部を得ること
が可能となる。８５°以上の側面角度を有するエッチン
グ側面部を形成することができる。
【００２０】犠牲層の材料はマスクの材料に比べて容易
に再除去できるものを選択する。従って本発明はマスク
もまた犠牲層により難なく再除去することができる。
に再除去できるものを選択する。従って本発明はマスク
もまた犠牲層により難なく再除去することができる。
【００２１】構造化すべき層はしばしばＳｉＯ2 下地上
に施される。普通例えばＳｉＯ2 ハードマスクの除去の
際に生じるようなトポロジの隆起は本発明方法により確
実に回避することができる。
に施される。普通例えばＳｉＯ2 ハードマスクの除去の
際に生じるようなトポロジの隆起は本発明方法により確
実に回避することができる。
【００２２】構造化すべき層が銅、鉄、コバルト、ニッ
ケル、４ｄ又は５ｄの遷移金属、特に白金金属を含んで
いると有利である。
ケル、４ｄ又は５ｄの遷移金属、特に白金金属を含んで
いると有利である。
【００２３】更に構造化すべき層が強誘電体材料、高い
相対誘電率（＞２０）を有する誘電体材料、これらの材
料のペロブスカイト型構造又は前駆体を含んでいると有
利である。その際上記の材料の前駆体とは、適当な熱処
理（例えば焼き鈍し）により、場合によっては酸素の供
給下に上記の材料に変換可能な材料を意味するものとす
る。
相対誘電率（＞２０）を有する誘電体材料、これらの材
料のペロブスカイト型構造又は前駆体を含んでいると有
利である。その際上記の材料の前駆体とは、適当な熱処
理（例えば焼き鈍し）により、場合によっては酸素の供
給下に上記の材料に変換可能な材料を意味するものとす
る。
【００２４】例えば構造化すべき層がストロンチウムビ
スマスタンタル酸塩（ＳＢＴ、ＳｒＢｉ2 Ｔａ
2 Ｏ9 ）、ストロンチウムビスマスニオブ酸塩タンタル
酸塩（ＳＢＮＴ、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2-x Ｎｂx Ｏ9 、ｘ＝
０〜２）、鉛ジルコン酸塩チタン酸塩（ＰＺＴ、Ｐｂ
（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3 ）又はその誘導体又はバリウムスト
ロンチウムチタン酸塩（ＢＳＴ、Ｂａx Ｓｒ1-x Ｔｉ
Ｏ、ｘ＝０〜１）、鉛ランタンチタン酸塩 （ＰＬＴ、
（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ3 ）、鉛ランタンジルコン酸塩チ
タン酸塩（ＰＬＺＴ、（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ
3 ）又はその誘導体を含んでいると有利である。
スマスタンタル酸塩（ＳＢＴ、ＳｒＢｉ2 Ｔａ
2 Ｏ9 ）、ストロンチウムビスマスニオブ酸塩タンタル
酸塩（ＳＢＮＴ、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2-x Ｎｂx Ｏ9 、ｘ＝
０〜２）、鉛ジルコン酸塩チタン酸塩（ＰＺＴ、Ｐｂ
（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3 ）又はその誘導体又はバリウムスト
ロンチウムチタン酸塩（ＢＳＴ、Ｂａx Ｓｒ1-x Ｔｉ
Ｏ、ｘ＝０〜１）、鉛ランタンチタン酸塩 （ＰＬＴ、
（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ3 ）、鉛ランタンジルコン酸塩チ
タン酸塩（ＰＬＺＴ、（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ
3 ）又はその誘導体を含んでいると有利である。
【００２５】更に構造化すべき層が白金、金、銀、銅、
イリジウム、パラジウム、ルテニウム、レニウム又はそ
れらの酸化物を含んでいると有利である。
イリジウム、パラジウム、ルテニウム、レニウム又はそ
れらの酸化物を含んでいると有利である。
【００２６】本発明方法の有利な実施形態によれば、マ
スクは酸化シリコン、特にＳｉＯ2、金属、特にアルミ
ニウム、チタン又はタングステン、金属窒化物、有利に
は窒化チタン、特にＴｉＮx （０．８＜ｘ＜１．２）又
は金属ケイ化物を含んでいる。
スクは酸化シリコン、特にＳｉＯ2、金属、特にアルミ
ニウム、チタン又はタングステン、金属窒化物、有利に
は窒化チタン、特にＴｉＮx （０．８＜ｘ＜１．２）又
は金属ケイ化物を含んでいる。
【００２７】犠牲層が有機材料、特にポリイミド、ポリ
シリコン、少なくともスピン−オン−ガラス層又はアル
ミニウムを含んでいると有利である。
シリコン、少なくともスピン−オン−ガラス層又はアル
ミニウムを含んでいると有利である。
【００２８】更に構造化すべき層の乾式エッチング中に
反応物質、特に反応ガスが用いられると有利である。
反応物質、特に反応ガスが用いられると有利である。
【００２９】反応ガスを酸素（Ｏ2 ）、ガス状フッ素化
合物、塩素（Ｃｌ2 ）、ハロゲン化水素、ハロゲン化炭
化水素又はこれらのガスの混合物の群から選択すると有
利である。
合物、塩素（Ｃｌ2 ）、ハロゲン化水素、ハロゲン化炭
化水素又はこれらのガスの混合物の群から選択すると有
利である。
【００３０】更に構造化すべき層の乾式エッチング中に
希ガス、特にアルゴンが用いられると有利である。
希ガス、特にアルゴンが用いられると有利である。
【００３１】構造化すべき層の乾式エッチングにプラズ
マエッチング法を使用すると有利である。
マエッチング法を使用すると有利である。
【００３２】本発明方法の一実施形態によれば犠牲層及
びマスクはリフト・オフ法により除去されると有利であ
る。しかし犠牲層は灰化することもでき、その際マスク
材料は“スクラッバー”洗浄により除去される。
びマスクはリフト・オフ法により除去されると有利であ
る。しかし犠牲層は灰化することもでき、その際マスク
材料は“スクラッバー”洗浄により除去される。
【００３３】有利にはマスク材料はフォト技術により構
造化される。本発明方法の有利な実施形態によればマス
クはレジストマスクの使用下にまず予備構造化され、レ
ジストマスクを除去した後完全に構造化される。これは
レジストマスクの除去の際に犠牲層がまだ露出していな
いため、犠牲層の早期の損傷が回避されるので有利であ
る。
造化される。本発明方法の有利な実施形態によればマス
クはレジストマスクの使用下にまず予備構造化され、レ
ジストマスクを除去した後完全に構造化される。これは
レジストマスクの除去の際に犠牲層がまだ露出していな
いため、犠牲層の早期の損傷が回避されるので有利であ
る。
【００３４】
【発明の実施の形態】本発明を図面に基づき以下に詳述
する。
する。
【００３５】図１〜７は本発明方法を概略的に示すもの
である。基板１、例えばＳｉＯ2 基板上に白金層３が構
造化すべき層として例えばスパッタリングにより施され
ている。白金層３上にポリイミド層４を犠牲層として形
成する。ポリイミド層４上にポリイミド４及び白金層３
を構造化するためのＳｉＯ2 ハードマスク６として後で
用いられるＳｉＯ2 層５を例えばＴＥＯＳ又はシランプ
ロセスにより施す。このＳｉＯ2 層５上に露光及び現像
工程によりＳｉＯ2 層５を構造化するためのレジストマ
スク７の作用をするレジスト層を施す。こうして形成さ
れた構造が図１に示されている。
である。基板１、例えばＳｉＯ2 基板上に白金層３が構
造化すべき層として例えばスパッタリングにより施され
ている。白金層３上にポリイミド層４を犠牲層として形
成する。ポリイミド層４上にポリイミド４及び白金層３
を構造化するためのＳｉＯ2 ハードマスク６として後で
用いられるＳｉＯ2 層５を例えばＴＥＯＳ又はシランプ
ロセスにより施す。このＳｉＯ2 層５上に露光及び現像
工程によりＳｉＯ2 層５を構造化するためのレジストマ
スク７の作用をするレジスト層を施す。こうして形成さ
れた構造が図１に示されている。
【００３６】引続きＳｉＯ2 層５をプラズマ化学により
異方性にエッチングし、犠牲層４及び白金層３を引続き
構造化するためのマスク６として作用できるようにす
る。その際エッチングガスとしては例えばＣＨＦ3 ／Ｃ
Ｆ4 又はＣ4 Ｆ8 ／ＣＯを使用できる。
異方性にエッチングし、犠牲層４及び白金層３を引続き
構造化するためのマスク６として作用できるようにす
る。その際エッチングガスとしては例えばＣＨＦ3 ／Ｃ
Ｆ4 又はＣ4 Ｆ8 ／ＣＯを使用できる。
【００３７】もちろんこの工程中にＳｉＯ２層５はまだ
完全には構造化されていない。プラズマ化学エッチング
は、犠牲層４が全ての個所でＳｉＯ2 層５により少なく
ともその薄い範囲１０で覆われるように行われる。Ｓｉ
Ｏ2 層５の薄い範囲１０の厚さはＳｉＯ2 層５の層厚の
２５％であると有利である。こうして形成された構造が
図２に示されている。
完全には構造化されていない。プラズマ化学エッチング
は、犠牲層４が全ての個所でＳｉＯ2 層５により少なく
ともその薄い範囲１０で覆われるように行われる。Ｓｉ
Ｏ2 層５の薄い範囲１０の厚さはＳｉＯ2 層５の層厚の
２５％であると有利である。こうして形成された構造が
図２に示されている。
【００３８】引続きレジストマスク７を湿式化学プロセ
ス又は灰化により除去し、その際ポリイミド層３はＳｉ
Ｏ2 層５の薄い範囲１０により保護されている。こうし
て形成された構造は図３に示されている。
ス又は灰化により除去し、その際ポリイミド層３はＳｉ
Ｏ2 層５の薄い範囲１０により保護されている。こうし
て形成された構造は図３に示されている。
【００３９】しかしまた別の方法としてレジストマスク
７は白金層３を構造化してから初めて除去してもよい。
この場合残存するレジストマスク７はマスクの作用をす
るＳｉＯ2 層５を補強する。
７は白金層３を構造化してから初めて除去してもよい。
この場合残存するレジストマスク７はマスクの作用をす
るＳｉＯ2 層５を補強する。
【００４０】次に残りのＳｉＯ2 層５の異方性エッチン
グを行い、ＳｉＯ2 ハードマスク６が形成される。この
処理工程で構造の開口部の底面のポリイミド層４が露出
される。その後の処理工程のためなおＳｉＯ2 層５の厚
さの７５％がＳｉＯ2 ハードマスク６として用いられ
る。こうして形成された図４に示されている。
グを行い、ＳｉＯ2 ハードマスク６が形成される。この
処理工程で構造の開口部の底面のポリイミド層４が露出
される。その後の処理工程のためなおＳｉＯ2 層５の厚
さの７５％がＳｉＯ2 ハードマスク６として用いられ
る。こうして形成された図４に示されている。
【００４１】引続きポリイミド層４をプラズマ化学法に
より異方性にエッチングし、それにより白金層３の除去
すべき範囲が露出される。そのためのエッチングガスと
しては酸素とアルゴンの混合物が使用される。これらか
形成される構造は図５に示されている。
より異方性にエッチングし、それにより白金層３の除去
すべき範囲が露出される。そのためのエッチングガスと
しては酸素とアルゴンの混合物が使用される。これらか
形成される構造は図５に示されている。
【００４２】その後白金層３に化学物理的乾式エッチン
グを施すために反応性イオンエッチング（ＲＩＥ＝Ｒｅ
ａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）を行う。その
際エッチングガスとしては例えば塩素Ｃｌ2 及び酸素Ｏ
2 を添加したアルゴンを使用する。反応性イオンエッチ
ングの代わりに、例えば磁界を利用した反応性イオンエ
ッチング（ＭＥＲＩＥ＝Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ Ｅ
ｎｈａｎｃｅｄ ＲＩＥ）、ＥＣＲ−エッチング（ＥＣ
Ｒ＝Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＣｙｃｌｏｔｒｏｎＲｅｓｏｎ
ａｎｃｅ）又は誘導結合プラズマエッチング法（ＩＣ
Ｐ、ＴＣＰ）のような他のプラズマエッチング法を使用
することができる。こうして形成された構造は図６に示
されている。
グを施すために反応性イオンエッチング（ＲＩＥ＝Ｒｅ
ａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）を行う。その
際エッチングガスとしては例えば塩素Ｃｌ2 及び酸素Ｏ
2 を添加したアルゴンを使用する。反応性イオンエッチ
ングの代わりに、例えば磁界を利用した反応性イオンエ
ッチング（ＭＥＲＩＥ＝Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ Ｅ
ｎｈａｎｃｅｄ ＲＩＥ）、ＥＣＲ−エッチング（ＥＣ
Ｒ＝Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＣｙｃｌｏｔｒｏｎＲｅｓｏｎ
ａｎｃｅ）又は誘導結合プラズマエッチング法（ＩＣ
Ｐ、ＴＣＰ）のような他のプラズマエッチング法を使用
することができる。こうして形成された構造は図６に示
されている。
【００４３】マスク６に過剰にファセットを生じること
なくエッチングガスとして塩素Ｃｌ 2 を添加したアルゴ
ンを使用することができるので、ポリイミド層４の側壁
の白金の再堆積を回避することができる。マスクの浸食
が僅かであることにより構造化物に高い寸法精度が生じ
る。更に構造化すべき層に一層急峻なエッチング側面部
を達成することができる。８５°以上の側面角度を有す
るエッチング側面部を形成することができる。従って本
発明方法により再堆積を回避しながら同時にほぼ垂直な
側面部を形成することができる。
なくエッチングガスとして塩素Ｃｌ 2 を添加したアルゴ
ンを使用することができるので、ポリイミド層４の側壁
の白金の再堆積を回避することができる。マスクの浸食
が僅かであることにより構造化物に高い寸法精度が生じ
る。更に構造化すべき層に一層急峻なエッチング側面部
を達成することができる。８５°以上の側面角度を有す
るエッチング側面部を形成することができる。従って本
発明方法により再堆積を回避しながら同時にほぼ垂直な
側面部を形成することができる。
【００４４】引続きポリイミド層４とＳｉＯ2 マスク６
から成るなお残存するサンドイッチマスクもリフト・オ
フ技術により除去される。こうして形成された構造は図
７に示されている。
から成るなお残存するサンドイッチマスクもリフト・オ
フ技術により除去される。こうして形成された構造は図
７に示されている。
【００４５】従って本発明は、ＳｉＯ2 マスク６を犠牲
層４により容易に再除去することができるという利点を
有する。ＳｉＯ2 ハードマスクを除去する際に通常生じ
るようなトポロジの隆起部は本発明により確実に回避す
ることができる。
層４により容易に再除去することができるという利点を
有する。ＳｉＯ2 ハードマスクを除去する際に通常生じ
るようなトポロジの隆起部は本発明により確実に回避す
ることができる。
【図１】本発明方法の一段階の概略断面図。
【図２】本発明方法の別の段階の断面図。
【図３】本発明方法の別の段階の断面図。
【図４】本発明方法の別の段階の断面図。
【図５】本発明方法の別の段階の断面図。
【図６】本発明方法の別の段階の断面図。
【図７】本発明方法の別の段階の断面図。
【図８】平行板反応器の形のエッチング室の概略断面
図。
図。
１ 基板 ３ 白金層（構造化すべき層） ４ ポリイミド層（犠牲層） ５ ＳｉＯ2 層 ６ ＳｉＯ2 −ハードマスク ７ レジスト層 ２０ 平行板反応器 ２１ ガス取り入れ口 ２２ 反応室 ２３ 上方板 ２４ 下方板 ２５ プラズマ ２６ 基板 ２７ キャパシタ ２８ 高周波電源 ２９ ガス排出口
Claims (15)
- 【請求項１】 構造化すべき層（３）上に犠牲層（４）
を施し、犠牲層（４）上に無機物質を含んでいるマスク
（５）を施し、犠牲層（４）及びマスク（５）を除去す
る工程を有する少なくとも１つの構造化すべき層の構造
化方法。 - 【請求項２】 構造化すべき層が銅、鉄、コバルト、ニ
ッケル、４ｄ又は５ｄの遷移金属、特に白金金属を含ん
でいることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つ
に記載の方法。 - 【請求項３】 構造化すべき層が強誘電体材料、高い相
対誘電率を有する誘電体材料、これらの材料のペロブス
カイト型構造又は前駆体を含んでいることを特徴とする
請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 構造化すべき層がストロンチウムビスマ
スタンタル酸塩（ＳＢＴ、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 ）、ス
トロンチウムビスマスニオブ酸塩タンタル酸塩（ＳＢＮ
Ｔ、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2-x Ｎｂx Ｏ9 、ｘ＝０〜２）、鉛
ジルコン酸塩チタン酸塩（ＰＺＴ、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）
Ｏ3 ）又はその誘導体又はバリウムストロンチウムチタ
ン酸塩（ＢＳＴ、Ｂａx Ｓｒ1-x ＴｉＯ、ｘ＝０〜
１）、鉛ランタンチタン酸塩（ＰＬＴ、（Ｐｂ、Ｌａ）
ＴｉＯ3 ）、鉛ランタンジルコン酸塩チタン酸塩（ＰＬ
ＺＴ、（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3 ）又はその誘
導体を含んでいることを特徴とする請求項３記載の方
法。 - 【請求項５】 構造化すべき層が白金、金、銀、イリジ
ウム、パラジウム、ルテニウム、レニウム又はそれらの
酸化物を含んでいることを特徴とする請求項２記載の方
法。 - 【請求項６】 マスクが酸化シリコン、特にＳｉＯ2 、
金属、特にアルミニウム、チタン又はタングステン、金
属窒化物、有利には窒化チタン、特にＴｉＮｘ（０．８
＜ｘ＜１．２）又は金属ケイ化物を含んでいることを特
徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項７】 犠牲層が有機材料、特にポリイミド、ポ
リシリコン、少なくともスピン・オン・ガラス層又はア
ルミニウムを含んでいることを特徴とする請求項１乃至
６のいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項８】 構造化すべき層の乾式エッチング中に反
応物質、特に反応ガスが用いられることを特徴とする請
求項１乃至７のいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項９】 反応ガスが、酸素（Ｏ2 ）、窒素
（Ｎ2 ）、水素（Ｈ2 ）のガス、ガス状窒素化合物、ハ
ロゲン化水素、ハロゲン化炭化水素、塩素（Ｃｌ2）又
はこれらのガス混合物の群から成る反応ガスから選択さ
れていることを特徴とする請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 構造化すべき層の乾式エッチング中に
希ガス、特にアルゴンが用いられることを特徴とする請
求項１乃至９のいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項１１】 乾式エッチングにプラズマエッチング
法を使用することを特徴とする請求項１乃至１０のいず
れか１つに記載の方法。 - 【請求項１２】 犠牲層及びマスクをリフト・オフ法に
より除去することを特徴とする請求項１乃至１１のいず
れか１つに記載の方法。 - 【請求項１３】 犠牲層を灰化し、マスク材料を“スク
ラッバー”洗浄により除去することを特徴とする請求項
１乃至１１のいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項１４】 マスク材料をレジストマスクの使用下
にまず予備構造化し、レジストマスクを除去した後完全
に構造化することを特徴とする請求項１乃至１４のいず
れか１つに記載の方法。 - 【請求項１５】 マスクをレジストマスクの使用下にま
ず予備構造化し、レジストマスクを除去した後完全に構
造化することを特徴とする請求項１４記載の方法。
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