JPH11307519A - 酸化タンタルのエッチング処理方法 - Google Patents
酸化タンタルのエッチング処理方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダイナミックＲＡＭを製造する際に、エッチ
ング処理ステーション及びエッチング剤を変更すること
なく、酸化タンタル層のエッチング処理を行うことので
きるエッチング処理方法を提供する。 【解決手段】 本エッチング処理方法は、キャパシタの
下部電極構造２２を半導体基板２０の上に形成する工程
と、その後、酸化タンタル層２３、バリヤ層及び導電層
を下部電極構造２２及び基板２０の上に順次形成する工
程と備えている。次に、三塩化ホウ素、塩素及び窒素
（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混合物を含む第
１の反応性ガスを用いて、上記導電層のパターニング処
理を行う。その後、三塩化ホウ素、塩素及び窒素（ＢＣ
ｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混合物を含む第２の反
応性ガスを用いて、上記バリヤ層のパターニング処理を
行う。最後に、三塩化ホウ素、塩素及び窒素（ＢＣｌ3
／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混合物を含む第３の反応性
ガスを用いて、上記酸化タンタル層２３のパターニング
処理を行う。
ング処理ステーション及びエッチング剤を変更すること
なく、酸化タンタル層のエッチング処理を行うことので
きるエッチング処理方法を提供する。 【解決手段】 本エッチング処理方法は、キャパシタの
下部電極構造２２を半導体基板２０の上に形成する工程
と、その後、酸化タンタル層２３、バリヤ層及び導電層
を下部電極構造２２及び基板２０の上に順次形成する工
程と備えている。次に、三塩化ホウ素、塩素及び窒素
（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混合物を含む第
１の反応性ガスを用いて、上記導電層のパターニング処
理を行う。その後、三塩化ホウ素、塩素及び窒素（ＢＣ
ｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混合物を含む第２の反
応性ガスを用いて、上記バリヤ層のパターニング処理を
行う。最後に、三塩化ホウ素、塩素及び窒素（ＢＣｌ3
／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混合物を含む第３の反応性
ガスを用いて、上記酸化タンタル層２３のパターニング
処理を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化タンタル（Ｔ
ａ2Ｏ5）の層をエッチング処理する方法に関する。より
詳細に言えば、本発明は、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡ
Ｍ）を製造する方法に関し、この方法は、エッチング処
理ステーションを切り換えることなく、ポリシリコン層
及び酸化タンタル層の連続的なエッチング処理を行っ
て、あるパターンを形成する工程を含む。
ａ2Ｏ5）の層をエッチング処理する方法に関する。より
詳細に言えば、本発明は、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡ
Ｍ）を製造する方法に関し、この方法は、エッチング処
理ステーションを切り換えることなく、ポリシリコン層
及び酸化タンタル層の連続的なエッチング処理を行っ
て、あるパターンを形成する工程を含む。
【０００２】
【従来の技術】通常のダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）
構造は、少なくとも金属酸化膜半導体(MOS)トランジス
タと、キャパシタとを含んでいる。トランジスタのゲー
トは、ワード線に接続されており、ソース／ドレイン領
域の一方の領域は、ビット線ＢＬに接続されている。ソ
ース／ドレイン領域の他方の領域は、キャパシタに電気
的に接続されており、一方該キャパシタは、アースに接
続されている。ＤＲＡＭのキャパシタ構造は、データ記
憶を行う際の重要な構成要素であると見なすことができ
る。キャパシタによって記憶される電荷の数が大きい場
合には、キャパシタに記憶されるデータビットはより安
定である。キャパシタに記憶されたデータビットが増幅
器によって読み出されると、大きなキャパシタンスによ
り、外部雑音を排除する機能がより大きくなる。
構造は、少なくとも金属酸化膜半導体(MOS)トランジス
タと、キャパシタとを含んでいる。トランジスタのゲー
トは、ワード線に接続されており、ソース／ドレイン領
域の一方の領域は、ビット線ＢＬに接続されている。ソ
ース／ドレイン領域の他方の領域は、キャパシタに電気
的に接続されており、一方該キャパシタは、アースに接
続されている。ＤＲＡＭのキャパシタ構造は、データ記
憶を行う際の重要な構成要素であると見なすことができ
る。キャパシタによって記憶される電荷の数が大きい場
合には、キャパシタに記憶されるデータビットはより安
定である。キャパシタに記憶されたデータビットが増幅
器によって読み出されると、大きなキャパシタンスによ
り、外部雑音を排除する機能がより大きくなる。
【０００３】半導体の製造においては、ＤＲＡＭのキャ
パシタは、幾つかの工程によって形成される。最初に、
少なくとも１つのトランジスタ構造を、半導体基板の上
に形し、その後、記憶ノードを、トランジスタのソース
／ドレイン領域の一方の領域に形成し、これにより、キ
ャパシタの下部電極構造を形成する。次に、酸化タンタ
ル層、窒化チタン層（ＴｉＮ）及びポリシリコン層を下
部電極構造の上に順次形成する。窒化チタン層が、酸化
タンタル層の上に形成され、これら２つの層は一緒にな
って、キャパシタの複合誘電層を構成する。上記ポリシ
リコン層は、キャパシタの上部電極構造として作用す
る。最後に、上述の酸化タンタル層、窒化チタン層及び
ポリシリコン層をパターニングして、ＤＲＡＭのキャパ
シタ構造を完成させる。
パシタは、幾つかの工程によって形成される。最初に、
少なくとも１つのトランジスタ構造を、半導体基板の上
に形し、その後、記憶ノードを、トランジスタのソース
／ドレイン領域の一方の領域に形成し、これにより、キ
ャパシタの下部電極構造を形成する。次に、酸化タンタ
ル層、窒化チタン層（ＴｉＮ）及びポリシリコン層を下
部電極構造の上に順次形成する。窒化チタン層が、酸化
タンタル層の上に形成され、これら２つの層は一緒にな
って、キャパシタの複合誘電層を構成する。上記ポリシ
リコン層は、キャパシタの上部電極構造として作用す
る。最後に、上述の酸化タンタル層、窒化チタン層及び
ポリシリコン層をパターニングして、ＤＲＡＭのキャパ
シタ構造を完成させる。
【０００４】図１は、多層キャパシタ構造をパターニン
グする際の通常の製造工程を示す作業系統図である。最
初に、工程１０は、作業の開始を示しており、この工程
においては、下部電極構造、酸化タンタル層、窒化チタ
ン層及びポリシリコン層を含むキャパシタの多層構造
が、既に堆積されている。次に、工程１２が実施され
る。この工程１２は、最初にフォトリソグラフ操作（光
露光操作）を実行し、次にポリシリコン層をエッチング
処理してキャパシタの上部電極構造を形成することによ
り、実施される。ポリシリコン層をエッチング処理する
エッチング剤は、ＨＢｒ／Ｃｌ2／Ｈｅ−Ｏ2を含む気体
混合物であるのが好ましい。その後、工程１４におい
て、エッチング処理ステーションの変更を行う。この変
更が必要な理由は、ポリシリコン層をエッチング処理す
るエッチング剤は、酸化タンタル層及び窒化チタン層を
エッチング処理するのに適していないからである。次
に、窒化チタン層及び酸化タンタル層（ＴｉＮ／Ｔａ2
Ｏ5）をエッチング処理する工程１６を実施し、これに
より、キャパシタの複合誘電層をパターニングする。
グする際の通常の製造工程を示す作業系統図である。最
初に、工程１０は、作業の開始を示しており、この工程
においては、下部電極構造、酸化タンタル層、窒化チタ
ン層及びポリシリコン層を含むキャパシタの多層構造
が、既に堆積されている。次に、工程１２が実施され
る。この工程１２は、最初にフォトリソグラフ操作（光
露光操作）を実行し、次にポリシリコン層をエッチング
処理してキャパシタの上部電極構造を形成することによ
り、実施される。ポリシリコン層をエッチング処理する
エッチング剤は、ＨＢｒ／Ｃｌ2／Ｈｅ−Ｏ2を含む気体
混合物であるのが好ましい。その後、工程１４におい
て、エッチング処理ステーションの変更を行う。この変
更が必要な理由は、ポリシリコン層をエッチング処理す
るエッチング剤は、酸化タンタル層及び窒化チタン層を
エッチング処理するのに適していないからである。次
に、窒化チタン層及び酸化タンタル層（ＴｉＮ／Ｔａ2
Ｏ5）をエッチング処理する工程１６を実施し、これに
より、キャパシタの複合誘電層をパターニングする。
【０００５】酸化タンタル層、窒化チタン層及びポリシ
リコン層をパターニングする際に、幾つかの問題が生ず
る。最も深刻な問題は、ポリシリコン層のエッチング処
理を終えて、次に窒化チタン層をエッチングしようとす
る時に起こる。ポリシリコン層のエッチング処理を行う
エッチング剤は、ＨＢｒ／Ｃｌ2／Ｈｅ−Ｏ2を含む気体
混合物であり、この気体混合物は、窒化チタンをエッチ
ング処理するのに適していない。従って、その後の窒化
チタン層及び酸化タンタルのエッチング処理を実行する
前に、処理ステーション及びエッチング剤を共に変更す
る必要がある。この処理ステーション及びエッチング剤
の切り替えすなわち変更は、処理工程の数を増大させ
る。また、ポリシリコン層のエッチング処理を行う際に
使用されるエッチング剤の幾分かの残留物が、次のエッ
チング操作に持ち越されることがある。そのようなエッ
チング剤の残留物が、窒化チタン層に接触すると、何等
かの金属イオンの解離が生ずることがある。その結果、
反応室が汚染される可能性がある。
リコン層をパターニングする際に、幾つかの問題が生ず
る。最も深刻な問題は、ポリシリコン層のエッチング処
理を終えて、次に窒化チタン層をエッチングしようとす
る時に起こる。ポリシリコン層のエッチング処理を行う
エッチング剤は、ＨＢｒ／Ｃｌ2／Ｈｅ−Ｏ2を含む気体
混合物であり、この気体混合物は、窒化チタンをエッチ
ング処理するのに適していない。従って、その後の窒化
チタン層及び酸化タンタルのエッチング処理を実行する
前に、処理ステーション及びエッチング剤を共に変更す
る必要がある。この処理ステーション及びエッチング剤
の切り替えすなわち変更は、処理工程の数を増大させ
る。また、ポリシリコン層のエッチング処理を行う際に
使用されるエッチング剤の幾分かの残留物が、次のエッ
チング操作に持ち越されることがある。そのようなエッ
チング剤の残留物が、窒化チタン層に接触すると、何等
かの金属イオンの解離が生ずることがある。その結果、
反応室が汚染される可能性がある。
【０００６】上述の背景から、ポリシリコン層、窒化チ
タン層及び酸化タンタル層をエッチング処理するプロセ
スを改善する必要がある。
タン層及び酸化タンタル層をエッチング処理するプロセ
スを改善する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するため
の手段】従って、本発明は、三塩化ホウ素、塩素及び窒
素（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）を含有する気体混合物を含
む革新的なエッチング剤を用いて酸化タンタル層のエッ
チング処理を行う方法を提供する。上記気体混合物を用
いることにより、キャパシタの多層構造を単一のエッチ
ング操作でエッチングすることができ、更に、反応室の
汚染を生じさせることがない。
の手段】従って、本発明は、三塩化ホウ素、塩素及び窒
素（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）を含有する気体混合物を含
む革新的なエッチング剤を用いて酸化タンタル層のエッ
チング処理を行う方法を提供する。上記気体混合物を用
いることにより、キャパシタの多層構造を単一のエッチ
ング操作でエッチングすることができ、更に、反応室の
汚染を生じさせることがない。
【０００８】上述の及び他の利点を達成するために、本
明細書にその実施例を示し広い意味で説明される本発明
の目的によれば、本発明は、ＤＲＡＭの製造において酸
化タンタル層のエッチング処理を行う方法を提供する。
本方法は、キャパシタの下部電極構造を半導体基板の上
に形成する工程と、その後、上記基板及び上記下部電極
構造の上に、酸化タンタル層、バリヤ層及び導電層を順
次形成する工程とを備えている。次に、三塩化ホウ素、
塩素及び窒素（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混
合物を含む第１の反応性ガスを用いて、上記導電層をパ
ターニングする。その後、三塩化ホウ素、塩素及び窒素
（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混合物を含む第
２の反応性ガスを用いて、バリヤ層をパターニングす
る。最後に、三塩化ホウ素、塩素及び窒素（ＢＣｌ3／
Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混合物を含む第３の反応性ガ
スを用いて、酸化タンタル層をパターニングする。
明細書にその実施例を示し広い意味で説明される本発明
の目的によれば、本発明は、ＤＲＡＭの製造において酸
化タンタル層のエッチング処理を行う方法を提供する。
本方法は、キャパシタの下部電極構造を半導体基板の上
に形成する工程と、その後、上記基板及び上記下部電極
構造の上に、酸化タンタル層、バリヤ層及び導電層を順
次形成する工程とを備えている。次に、三塩化ホウ素、
塩素及び窒素（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混
合物を含む第１の反応性ガスを用いて、上記導電層をパ
ターニングする。その後、三塩化ホウ素、塩素及び窒素
（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混合物を含む第
２の反応性ガスを用いて、バリヤ層をパターニングす
る。最後に、三塩化ホウ素、塩素及び窒素（ＢＣｌ3／
Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混合物を含む第３の反応性ガ
スを用いて、酸化タンタル層をパターニングする。
【０００９】上述の一般的な記載、及び、以下に述べる
詳細な記載は共に、代表的なものすなわち例示的なもの
であって、請求の範囲に記載される本発明を詳細に説明
するためのものであることを理解する必要がある。
詳細な記載は共に、代表的なものすなわち例示的なもの
であって、請求の範囲に記載される本発明を詳細に説明
するためのものであることを理解する必要がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】図面は、本発明の理解を更に促進
するためのものであって、本明細書に含まれて本明細書
の一部を構成するものである。図面は、本発明の実施例
を表しており、以下の記載と共に、本発明の原理を説明
する役割を果たしている。
するためのものであって、本明細書に含まれて本明細書
の一部を構成するものである。図面は、本発明の実施例
を表しており、以下の記載と共に、本発明の原理を説明
する役割を果たしている。
【００１１】ここで、図面にその例が示されている、現
時点において好ましい本発明の実施例を詳細に参照す
る。図面及び以下の記載においては、可能な限り同じ参
照符号を用いて、同一の又は同様の部品を示している。
時点において好ましい本発明の実施例を詳細に参照す
る。図面及び以下の記載においては、可能な限り同じ参
照符号を用いて、同一の又は同様の部品を示している。
【００１２】本発明は、三塩化ホウ素、塩素及び窒素
（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混合物を含む革
新的なエッチング剤を提供する。このエッチング剤の特
徴的な性質は、ポリシリコン、窒化チタン（ＴｉＮ）及
び酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）をエッチングすることがで
きるということである。従って、単一のエッチング操作
を用いて、キャパシタの多層構造を形成することができ
る。また、本方法は、反応室の深刻な汚染を低減するこ
とができる。
（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混合物を含む革
新的なエッチング剤を提供する。このエッチング剤の特
徴的な性質は、ポリシリコン、窒化チタン（ＴｉＮ）及
び酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）をエッチングすることがで
きるということである。従って、単一のエッチング操作
を用いて、キャパシタの多層構造を形成することができ
る。また、本方法は、反応室の深刻な汚染を低減するこ
とができる。
【００１３】図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の好ましい実
施例に従ってキャパシタ上の多層キャパシタ構造（酸化
タンタル層を含む）をパターニングする際の製造工程の
進行状態を示す断面図である。最初に、図２Ａに示すよ
うに、パターニングされた絶縁層２１を、半導体基板２
０の上に形成する。次に、キャパシタの下部電極構造
（例えば、ポリシリコン層）２２を絶縁層２１に形成し
て、基板２０のソース／ドレイン領域（図示せず）に電
気的に接続する。その後、多層構造を下部電極構造２２
及び絶縁層２１の上に形成する。多層構造は、薄い酸化
タンタル層２３、薄い窒化チタン層２４及びポリシリコ
ン層２５を堆積させることによって形成される。窒化チ
タン層２４は、酸化タンタル層２３の上に形成され、こ
れら窒化チタン層及び酸化タンタル層は一緒になって、
複合誘電体構造を形成する。酸化タンタルは、約２０乃
至３０の非常に高い誘電率を有しているので、酸化タン
タル層２３は、キャパシタのキャパシタンスを増大させ
ることができる。従って、酸化タンタル層は、１６Ｍの
ＤＲＡＭを製造する用途を有している。その後、フォト
レジスト層２６が、ポリシリコン層２５の上に形成され
る。
施例に従ってキャパシタ上の多層キャパシタ構造（酸化
タンタル層を含む）をパターニングする際の製造工程の
進行状態を示す断面図である。最初に、図２Ａに示すよ
うに、パターニングされた絶縁層２１を、半導体基板２
０の上に形成する。次に、キャパシタの下部電極構造
（例えば、ポリシリコン層）２２を絶縁層２１に形成し
て、基板２０のソース／ドレイン領域（図示せず）に電
気的に接続する。その後、多層構造を下部電極構造２２
及び絶縁層２１の上に形成する。多層構造は、薄い酸化
タンタル層２３、薄い窒化チタン層２４及びポリシリコ
ン層２５を堆積させることによって形成される。窒化チ
タン層２４は、酸化タンタル層２３の上に形成され、こ
れら窒化チタン層及び酸化タンタル層は一緒になって、
複合誘電体構造を形成する。酸化タンタルは、約２０乃
至３０の非常に高い誘電率を有しているので、酸化タン
タル層２３は、キャパシタのキャパシタンスを増大させ
ることができる。従って、酸化タンタル層は、１６Ｍの
ＤＲＡＭを製造する用途を有している。その後、フォト
レジスト層２６が、ポリシリコン層２５の上に形成され
る。
【００１４】次に、図２Ｂに示すように、フォトレジス
ト層２６をマーカーとして用いて、フォトリソグラフ操
作及びエッチング操作が実行される。ポリシリコン層２
５、薄い窒化チタン層２４及び薄い酸化タンタル層２３
は、本発明の特徴的なエッチング剤を用いて、順次エッ
チングされる。このエッチング剤は、三塩化ホウ素、塩
素及び窒素（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）を含む気体混合物
である。この気体混合物の各成分は、下の表１に示す比
で一緒に混合される。
ト層２６をマーカーとして用いて、フォトリソグラフ操
作及びエッチング操作が実行される。ポリシリコン層２
５、薄い窒化チタン層２４及び薄い酸化タンタル層２３
は、本発明の特徴的なエッチング剤を用いて、順次エッ
チングされる。このエッチング剤は、三塩化ホウ素、塩
素及び窒素（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）を含む気体混合物
である。この気体混合物の各成分は、下の表１に示す比
で一緒に混合される。
【００１５】 表１：ポリシリコン、窒化チタン及び酸化タンタルのエッチング処理を行う 各気体成分の相対的なガス流量 成 分（気体状） ガス流量（単位：ｓｃｃｍ） 塩 素（Ｃｌ2） ２０−８０ 三塩化ホウ素（ＢＣｌ3） ２０−８０ 窒 素（Ｎ2） ２０−８０
【００１６】表１において、単位ｓｃｃｍは、標準状態
下における１分間当たりの立方センチメートルのガス流
量を示しており、気体混合物の各成分は、一定の明確な
機能を果たす。例えば、塩素Ｃｌ2は、エッチング処理
を行うための主要な反応性ガスであり、三塩化ホウ素Ｂ
Ｃｌ3は、物理的な衝撃作用を行うための作用物質であ
り、気体窒素は、側壁のパッシベーションを行う物質と
して機能する。
下における１分間当たりの立方センチメートルのガス流
量を示しており、気体混合物の各成分は、一定の明確な
機能を果たす。例えば、塩素Ｃｌ2は、エッチング処理
を行うための主要な反応性ガスであり、三塩化ホウ素Ｂ
Ｃｌ3は、物理的な衝撃作用を行うための作用物質であ
り、気体窒素は、側壁のパッシベーションを行う物質と
して機能する。
【００１７】図３は、本発明の好ましい実施例に従って
多層キャパシタ構造をパターニングする際の工程を示す
作業系統図である。最初に、工程３０は、作業の開始を
示しており、この工程３０においては、下部電極構造、
酸化タンタル層、窒化チタン層及びポリシリコン層を含
むキャパシタの多層構造が、既に堆積されている。工程
３２は、最初にフォトリソグラフ操作を実行し、その
後、ポリシリコン層のエッチング処理を行ってキャパシ
タの上部電極構造を形成することによって実施される。
ポリシリコン層のエッチング処理を行うためのエッチン
グ剤は、三塩化ホウ素、塩素及び窒素（ＢＣｌ3／Ｃｌ2
／Ｎ2）から成る気体混合物（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）で
あるのが好ましい。次に、工程３４が実施される。この
工程３４においては、窒化チタン層及び酸化タンタル層
（ＴｉＮ／Ｔａ2Ｏ5）のエッチング処理を行って、キャ
パシタの複合誘電体構造を形成する。ポリシリコン層の
エッチング処理を行うためのエッチング剤は、三塩化ホ
ウ素、塩素及び窒素（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る
気体混合物であるのが好ましい。従って、三塩化ホウ
素、塩素及び窒素を含む気体混合物を用いる単一のエッ
チング操作で、完全なキャパシタ構造が形成される。
多層キャパシタ構造をパターニングする際の工程を示す
作業系統図である。最初に、工程３０は、作業の開始を
示しており、この工程３０においては、下部電極構造、
酸化タンタル層、窒化チタン層及びポリシリコン層を含
むキャパシタの多層構造が、既に堆積されている。工程
３２は、最初にフォトリソグラフ操作を実行し、その
後、ポリシリコン層のエッチング処理を行ってキャパシ
タの上部電極構造を形成することによって実施される。
ポリシリコン層のエッチング処理を行うためのエッチン
グ剤は、三塩化ホウ素、塩素及び窒素（ＢＣｌ3／Ｃｌ2
／Ｎ2）から成る気体混合物（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）で
あるのが好ましい。次に、工程３４が実施される。この
工程３４においては、窒化チタン層及び酸化タンタル層
（ＴｉＮ／Ｔａ2Ｏ5）のエッチング処理を行って、キャ
パシタの複合誘電体構造を形成する。ポリシリコン層の
エッチング処理を行うためのエッチング剤は、三塩化ホ
ウ素、塩素及び窒素（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る
気体混合物であるのが好ましい。従って、三塩化ホウ
素、塩素及び窒素を含む気体混合物を用いる単一のエッ
チング操作で、完全なキャパシタ構造が形成される。
【００１８】要約すると、本発明が提供する酸化タンタ
ル層のエッチング処理を行う方法は、以下に述べる利点
を有している。
ル層のエッチング処理を行う方法は、以下に述べる利点
を有している。
【００１９】（１） 本発明が提供するエッチング剤、
すなわち、ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2の成分を有する気体混
合物は、ポリシリコン層、窒化チタン層及び酸化タンタ
ル層のエッチング処理を行って、均一なパターンを形成
することができる。
すなわち、ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2の成分を有する気体混
合物は、ポリシリコン層、窒化チタン層及び酸化タンタ
ル層のエッチング処理を行って、均一なパターンを形成
することができる。
【００２０】（２） 本発明が提供するエッチング剤、
すなわち、ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2の成分を有する気体混
合物は、単一のエッチング操作で多層構造からあるパタ
ーンをエッチングにより形成することができる。従っ
て、プロセス工程が削減される。
すなわち、ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2の成分を有する気体混
合物は、単一のエッチング操作で多層構造からあるパタ
ーンをエッチングにより形成することができる。従っ
て、プロセス工程が削減される。
【００２１】（３） 本発明で使用されるエッチング剤
は、窒化チタン層に接触した時に金属イオンを解離させ
ない。従って、反応室の汚染が極めて少なくなる。
は、窒化チタン層に接触した時に金属イオンを解離させ
ない。従って、反応室の汚染が極めて少なくなる。
【００２２】本発明の範囲又は精神から逸脱することな
く、本発明の上述の構成に種々の変更及び変形を加える
ことができることは、当業者には明らかであろう。上述
の記載から、本発明は、頭書の請求の範囲及びその均等
の範囲に入る本発明の総ての変更例及び変形例を包含す
ることを意図されている。
く、本発明の上述の構成に種々の変更及び変形を加える
ことができることは、当業者には明らかであろう。上述
の記載から、本発明は、頭書の請求の範囲及びその均等
の範囲に入る本発明の総ての変更例及び変形例を包含す
ることを意図されている。
【図１】多層キャパシタ構造をパターニングする際の通
常の製造工程を示す作業系統図である。
常の製造工程を示す作業系統図である。
【図２】本発明の好ましい実施例に従ってキャパシタ上
の多層キャパシタ構造（酸化タンタル層を含む）をパタ
ーニングする際の製造工程の進行状態を示す断面図であ
る。
の多層キャパシタ構造（酸化タンタル層を含む）をパタ
ーニングする際の製造工程の進行状態を示す断面図であ
る。
【図３】本発明の好ましい実施例に従って多層キャパシ
タ構造をパターニングする際の工程を示す作業系統図で
ある。
タ構造をパターニングする際の工程を示す作業系統図で
ある。
２０ 半導体基板 ２１ 絶縁層 ２２ 下部電極構造 ２３ 酸化タンタル層 ２４ 窒化チタン層 ２５ ポリシリコン層 ２６ フォトレジスト層
Claims (28)
- 【請求項１】 酸化タンタルのエッチング処理を行う方
法であって、 半導体基板を準備し、その後、第１の導電構造、誘電層
及び第２の導電層を基板上に順次形成する工程と、 三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）を含む第１の反応性ガスを用
いて前記第２の導電層のパターニング処理を行う、フォ
トリソグラフ操作及びエッチング操作を実行する工程
と、 三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）を含む第２の反応性ガスを用
いて前記誘電層のパターニング処理を行う、フォトリソ
グラフ操作及びエッチング操作を実行する工程とを備え
ることを特徴とする酸化タンタルのエッチング処理方
法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のエッチング処理方法に
おいて、誘電層を形成する前記工程は、酸化タンタル
（Ｔａ2Ｏ5）を堆積させる工程を含むことを特徴とする
エッチング処理方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載のエッチング処理方法に
おいて、第２の導電層を形成する前記工程は、ポリシリ
コンを堆積させる工程を含むことを特徴とするエッチン
グ処理方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載のエッチング処理方法に
おいて、前記第１の反応性ガスの中の気体状の三塩化ホ
ウ素（ＢＣｌ3）の流量が、約２０乃至８０ｓｃｃｍで
あることを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項５】 請求項１に記載のエッチング処理方法に
おいて、前記第１の反応性ガスは、塩素（Ｃｌ2）を更
に含んでおり、気体塩素の流量が、約２０乃至８０ｓｃ
ｃｍであることを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項６】 請求項１に記載のエッチング処理方法に
おいて、前記第１の反応性ガスは、窒素（Ｎ2）を更に
含んでおり、気体窒素の流量が、約２０乃至８０ｓｃｃ
ｍであることを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項７】 請求項１に記載のエッチング処理方法に
おいて、前記第１の反応性ガスは、三塩化ホウ素、塩素
及び窒素（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混合物
を含むことを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項８】 請求項１に記載のエッチング処理方法に
おいて、前記第２の反応性ガスの中の気体状の三塩化ホ
ウ素（ＢＣｌ3）の流量が、約２０乃至８０ｓｃｃｍで
あることを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項９】 請求項１に記載のエッチング処理方法に
おいて、前記第２の反応性ガスは、塩素（Ｃｌ2）を更
に含んでおり、気体塩素の流量が、約２０乃至８０ｓｃ
ｃｍであることを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項１０】 請求項１に記載のエッチング処理方法
において、前記第２の反応性ガスは、窒素（Ｎ2）を更
に含んでおり、気体窒素の流量が、約２０乃至８０ｓｃ
ｃｍであることを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項１１】 請求項１に記載のエッチング処理方法
において、前記第２の反応性ガスは、三塩化ホウ素、塩
素及び窒素（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混合
物を含むことを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項１２】 請求項１に記載のエッチング処理方法
において、前記誘電層を形成する工程の後に、前記第２
の導電層を堆積させる前にバリヤ層を前記誘電層の上に
堆積させる工程と、その後、三塩化ホウ素、塩素及び窒
素（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）を含む反応性の気体混合物
を用いて、前記バリヤ層のパターニング処理を行う工程
とを更に備えることを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載のエッチング処理方
法において、バリヤ層を形成させる前記工程は、窒化チ
タン（ＴｉＮ）を堆積させる工程を含むことを特徴とす
るエッチング処理方法。 - 【請求項１４】 ダイナミックＲＡＭを製造するのに適
した酸化タンタルのエッチング処理方法であって、 半導体基板を準備し、キャパシタの下部電極構造を形成
し、その後、酸化タンタル層、バリヤ層及び導電層を前
記半導体基板及び下部電極構造の上に順次堆積させる工
程と、 三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）を含む第１の反応性ガスを用
いて前記導電層のパターニング処理を行う、フォトリソ
グラフ操作及びエッチング操作を実行する工程と、 三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）を含む第２の反応性ガスを用
いて前記バリヤ層のパターニング処理を行う、フォトリ
ソグラフ操作及びエッチング操作を実行する工程と、 三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）を含む第３の反応性ガスを用
いて前記酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）の層のパターニング
処理を行う、フォトリソグラフ操作及びエッチング操作
を実行する工程とを備えることを特徴とするエッチング
処理方法。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載のエッチング処理方
法において、バリヤ層を形成する前記工程は、窒化チタ
ン（ＴｉＮ）を堆積させる工程を含むことを特徴とする
エッチング処理方法。 - 【請求項１６】 請求項１４に記載のエッチング処理方
法において、導電層を形成する前記工程は、ポリシリコ
ンを堆積させる工程を含むことを特徴とするエッチング
処理方法。 - 【請求項１７】 請求項１４に記載のエッチング処理方
法において、前記第１の反応性ガスの中の気体状の三塩
化ホウ素（ＢＣｌ3）の流量が、約２０乃至８０ｓｃｃ
ｍであることを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項１８】 請求項１４に記載のエッチング処理方
法において、前記第１の反応性ガスは、塩素（Ｃｌ2）
を更に含み、気体塩素の流量が、約２０乃至８０ｓｃｃ
ｍであることを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項１９】 請求項１４に記載のエッチング処理方
法において、前記第１の反応性ガスは、窒素（Ｎ2）を
更に含み、気体窒素の流量が、約２０乃至８０ｓｃｃｍ
であることを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項２０】 請求項１４に記載のエッチング処理方
法において、前記第１の反応性ガスは、三塩化ホウ素、
塩素及び窒素（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混
合物を含むことを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項２１】 請求項１４に記載のエッチング処理方
法において、前記第２の反応性ガスの中の気体状の三塩
化ホウ素（ＢＣｌ3）の流量が、約２０乃至８０ｓｃｃ
ｍであることを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項２２】 請求項１４に記載のエッチング処理方
法において、前記第２の反応性ガスは、塩素（Ｃｌ2）
を更に含み、気体塩素の流量が、約２０乃至８０ｓｃｃ
ｍであることを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項２３】 請求項１４に記載のエッチング処理方
法において、前記第２の反応性ガスは、窒素（Ｎ2）を
更に含み、気体窒素の流量が、約２０乃至８０ｓｃｃｍ
であることを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項２４】 請求項１４に記載のエッチング処理方
法において、前記第２の反応性ガスは、三塩化ホウ素、
塩素及び窒素（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混
合物を含むことを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項２５】 請求項１４に記載のエッチング処理方
法において、前記第３の反応性ガスの中の気体状の三塩
化ホウ素（ＢＣｌ3）の流量が、約２０乃至８０ｓｃｃ
ｍであることを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項２６】 請求項１４に記載のエッチング処理方
法において、前記第３の反応性ガスは、塩素（Ｃｌ2）
を更に含み、気体塩素の流量が、約２０乃至８０ｓｃｃ
ｍであることを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項２７】 請求項１４に記載のエッチング処理方
法において、前記第３の反応性ガスは、窒素（Ｎ2）を
更に含み、気体窒素の流量が、約２０乃至８０ｓｃｃｍ
であることを特徴とするエッチング処理方法。 - 【請求項２８】 請求項１４に記載のエッチング処理方
法において、前記第３の反応性ガスは、三塩化ホウ素、
塩素及び窒素（ＢＣｌ3／Ｃｌ2／Ｎ2）から成る気体混
合物を含むことを特徴とするエッチング処理方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW087105068A TW383427B (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Method for etching tantalum oxide |
| TW87105068 | 1998-04-03 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14757898A Expired - Fee Related JP3230805B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-05-28 | 酸化タンタルのエッチング処理方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3230805B2 (ja) |
| DE (1) | DE19822048A1 (ja) |
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