KR19980080224A - 에칭되는 백금으로부터 재증착된 베일을 제거하기 위한 방법 - Google Patents

에칭되는 백금으로부터 재증착된 베일을 제거하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판상에 배치된 백금 전극 층을 에칭하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 백금 전극층, 상기 백금 전극층 상의 절연층, 및 상기 절연층 상의 레지스트층을 지지하는 기판을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 절연층의 일부는 백금 전극층의 일부를 노출하기 위하여 백금 전극층으로부터 절연층의 일부를 돌파하여 제거하도록 에천트 가스의 플라즈마를 사용함으로써 에칭된다. 다음에 상기 백금 전극층의 노출부는 아르곤을 포함하는 에천트 가스의 플라즈마를 사용함으로써 에칭된다. 상기 에칭된 백금 전극층은 에칭된 백금 전극층으로부터 재증착된 베일을 제거하기 위해 에천트 가스의 고밀도 플라즈마를 사용함으로써 순차적으로 오버에칭된다.

Description

에칭되는 백금으로부터 재증착된 베일을 제거하기 위한 방법
본 발명은 백금의 플라즈마 에칭에 관한 것으로서, 특히 백금의 플라즈마 에칭 및 백금의 플라즈마 에칭동안 형성되는 재증착된 베일의 순차적 제거를 위한 방법에 관한 것이다. 상기 플라즈마 에칭은 백금 전극을 포함하는 반도체 집적 회로 제조를 위해 수행된다.
디지털 정보 저장과 검색의 수행은 현대 디지털 일렉트로닉스의 공통 분야이다. 메모리 크기와 접근 시간은 컴퓨터 기술의 진보 척도로서 간주된다. 빈번히 저장 캐패시터는 메모리 어레이 소자로서 사용된다. 기술 상태가 진보됨에 따라, 작은 구조 크기의 고밀도 다이내믹 랜덤 액세스 메모리(DRAM) 소자는 더 큰 캐패시턴스와 높은 유전상수 재료로 이루어진 저장 캐패시터를 요구한다. 높은 유전상수 재료 또는 강유전체 재료는 주로 신터링된 금속 산화물로 제조되고 상당량의 매우 반응적인 산소를 함유한다. 강유전체 재료 또는 막을 사용한 캐패시터 제조에서, 전극은 저장 캐패시터의 캐패시턴스를 감소하게 될 전극의 산화를 방지하도록 가장 작은 반응성을 갖는 재료로 구성되어야 한다. 그러므로, 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 등과 같은 금속이 고밀도 DRAM용 캐패시터 제조에 사용된다.
캐패시터 전극에 적당한 금속중에서, 백금은 산화에 대해 둔하고 RuO2와 폴리-Si과 같은 다른 전극보다 더 낮은 누설 전류(10-9 암페어/㎠)를 가지는 것으로 공지되어 있기 때문에 유망한 재료로서 주목받고 있다. 또한 백금은 높은 도전성을 가진다.
종래 기술에서, 백금 에칭은 왕수(aqua regia)를 사용한 습식 에칭과 같은 등방성 에칭, 또는 Ar 가스를 사용한 이온 밀링과 같은 이방성 에칭 등에 의해 수행되어 왔다. 등방성 에칭의 특성 때문에, 왕수를 사용한 습식 에칭법은 저하된 처리 정밀성을 초래한다. 등방성 에칭의 정밀도 등급은 미세 패턴 처리에 불충분하다. 그러므로, 백금 전극의 등방성 특성 때문에 백금 전극의 서브미크론 패턴화를 수행하기가 어렵다. 더욱이, 이온 밀링(예를 들면, 이방성 에칭)에 관련한 문제는 전극을 형성하는 백금의 에칭율이 대량 생산을 위해 너무 느리기 때문에 발생한다.
백금 에칭의 처리 정밀도를 증가하기 위하여, 특히 에천트 가스(예를 들면, Cl2, Hbr, O2 등)가 사용되는 건식 에칭 처리에 의해 백금을 에칭하는 분야에서 매우 활발한 연구가 진행되고 있다. 다음의 종래 기술은 에칭 가스의 플라즈마를 사용한 백금 에칭과 관련한 종래 기술 상태를 대표하는 것이다.
US 특허 5,492,855는 절연층, 하부 전극 Pt 층, 유전체막 및 상부 전극 Pt 층이 전극 Pt 층, 유전체막 상에 제공되고 상부 전극 Pt 층이 이미 완성된 회로 소자와 배선을 가지는 기판의 상부에 제공되며, 다음에 캐패시터가 상부 전극 Pt 층과 유전체막의 선택적 건식 에칭후 하부 전극 Pt 층을 선택적으로 건식 에칭함으로써 형성되는 반도체 소자 제조 방법을 개시한다. 상기 제조 방법은 Pt 에칭을 위한 에칭 가스로서 S 성분을 함유하는 가스, 또는 첨가 가스로서 S 성분을 함유하는 에칭 가스를 사용하며; 또한 S와 Pt 화합물을 구성하도록 이온 주입에 의해 Pt 건식 에칭 처리 이전에 Pt 층내로 S를 주입하고, 다음에 Pt 화합물을 건식 에칭하여 구성된다.
US 특허 5,527,729는 회로 소자와 배선이 이미 형성되어 있는 기판 상에 절연층, 제 1 금속층, 유전체막 및 제 2 금속층을 형성하는 처리 단계를 개시한다. 상부 전극과 캐패시턴스막이 건식 에칭에 의해 제 2 금속층과 유전체막에 형성된다. 하부 전극이 제 1 금속층을 에칭함으로써 형성된다. 제 2 금속층을 건식 에칭하기 위한 에칭 가스는 약 10%-35%로 설정되는 수소 할로겐화물과 산소의 전체에 대한 산소 비율을 가지는 수소 할로겐화물(예를 들면, HBr)과 산소를 포함하는 혼합 가스이다. 또한 에칭 가스는 클로로포름과 같은 탄화 수소를 함유하는 가스이다. 상기 특허에서는 기판상의 절연층으로서 실리콘 산화물 층을 사용하고, 제 1 및 제 2 금속층으로서 백금 층 또는 팔라듐 층을 사용한다. 제 2 금속층과 유전체막의 건식 에칭은 에칭율이 높은 약 5 Pa 이하의 저압 영역에서 수행된다. 또한 상기 특허에서 수소 할로겐화물과 산소의 혼합 가스가 에칭 가스로서 사용되는 경우에, 실리콘 산화물 층의 에칭율은 백금 층 또는 팔라듐 층으로 제조된 제 2 금속층의 에칭율에 비해 충분히 낮아질 수 있고; 이런 식으로, 제 1 금속층 아래의 실리콘 산화물 층의 과도 에칭은 방지되며, 실리콘 산화물층 아래의 회로 소자 및 배선에 대한 손상이 방지될 수 있다는 것을 알수 있다. 더욱이, 상기 특허에 따르면, 백금과 유전체 재료 대 레지스트의 에칭율은 레지스트에 대한 에칭율을 낮춤으로써 증가될 수 있다. 그러므로, 백금과 유전체 재료의 에칭은 일반적 두께의 레지스트 층(약 3㎛ 이상)의 마스크를 사용하는 대신에 정규 두께의 레지스트 층의 마스크(일반적으로 말하면, 약 1.2㎛ 내지 약 2.0㎛ 두께)를 사용함으로써 수행될 수 있다.
마이크로파 산소 플라즈마에서의 백금 금속 에칭으로 명명된 기사(CHou 등, J. Appl. Phys. 68(5), 1990. 9. 1., 2415-2423쪽)는 플라즈마와 화학적 시스템 둘다에서의 금속 에칭을 이해하기 위한 연구를 개시한다. 상기 연구는 유량형 마이크로파 시스템에서 발생된 산소 플라즈마에서의 백금 박의 에칭이 낮은 파워 입력(200 W)에서도 발생된다는 것을 알아냈다. 산소 원자 농도, 이온 농도 및 전자 온도를 포함하는 주요한 플라즈마 파라미터는 Chou 등에 의해 마이크로파 연결장치에서 거리 함수로서 측정되었다. Chou 등에 의한 연구는 산소 플라즈마 분출에서의 백금 에칭이 산소 원자와 고에너지 전자의 수반하는 활동으로부터 초래한다는 것을 알아냈다.
Nishikawa 등의 RF 마그네트론 및 전자 이온가속 공명(ECR) 플라즈마에서의 백금 에칭과 플라즈마 특성으로 명명된 기사(Jpn. J. Appl. Phys., 34권(1995), 767-770쪽)는 플라즈마 파라미터(중성 농도, 플라즈마 밀도 등)의 측정과 함께 백금 에칭 특성이 RF 마그네트론과 전자 이온가속 공명 플라즈마 둘다를 사용하여 조사되는 연구를 개시한다. Nishikawa 등은 0.4 내지 50 mTorr 범위의 압력 이상에서 Cl2 플라즈마를 사용하여 실험을 수행하였다. RF 마그네트론 플라즈마에서, Pt의 에칭율은 20 내지 160℃의 기판 온도에서 일정하다. 에칭율과 플라즈마 전자 밀도는 50으로부터 5mTorr로의 가스 압력 감소로 증가된다. 300 W의 RF 파워를 위한 ECR 플라즈마에서, Nishikawa 등은 플라즈마 전자 밀도가 가스 압력 감소로 점차 증가하는 동안 Pt의 에칭율이 5로부터 0.4 mTorr로의 가스 압력 감소로 거의 일정하다(∼100 ㎚/분)는 것을 알았다. Nishikawa 등에 의한 연구는 에칭 수율과, 기판 상의 중성 Cl2 자속과 이온 플럭스 입사비 사이의 관계에 대하여 이런 실험 결과를 논의한다.
Yokoyama 등의 고밀도 ECR 플라즈마에 의한 PZT/Pt/TiN 구조의 고온 에칭으로 명명된 기사(Jpn. J. Appl Phys., 34권(1995), 767-770쪽)는 스핀 온 글라스(SOG) 마스크를 갖는 PZT/Pt/TiN/Ti 구조를 위한 서브미크론 패턴화 기술이 고밀도 전자 이온 가속 공명(ECR) 플라즈마와 300℃ 이상의 고온 기판 온도를 사용하여 설명되는 연구를 개시한다. 30%-Cl2/Ar 가스가 지르콘 티타늄산연(PZT) 막을 에칭하는데 사용된다. 80°이상의 에칭 프로파일로 초래되는 증착물은 잔류되지않는다. 40%-O2/Cl2 가스가 Pt 막을 에칭하는데 사용된다. 상기 에칭은 Ti 층에서 완전히 정지된다. 30㎚ 두께의 증착물이 측벽에 잔류된다. 이들은 염화수소산 딥 공정에 의해 제거된다. Pt 막의 에칭 프로파일은 80°이상이다. Ti/TiN/Ti 층은 순수 Cl2 가스로 에칭된다. SOG 마스크로부터의 크기 변화는 0.1㎛ 미만이다. Yokoyama 등은 전자 투과 현미경과 에너지 분산적 x-선 분광기(TEM-EDX) 분석에 의해 SOG와 PZT 사이의 어떤 상호확산을 검출하지 못했다.
Yoo 등의 Ar/Cl2/O2 플라즈마에서의 Pt 에칭동안 에칭 경사 제어로 명명된 기사(Jpn. J. Appl. Phys., 35권(1996), 2501-2504쪽)는 자성적으로 증진된 반응성 이온 에처(MERIE)를 사용한 20℃에서 0.25㎛ 설계 규격의 Pt 패턴 에칭을 개시한다. Yoo 등은 MERIE를 사용한 에칭의 주요 문제가 패턴 크기 감소를 어렵게 하는 패턴 측벽 상의 에칭 부산물의 재증착이라는 것을 밝혔다. 포토레지스트 마스크와 산화물 마스크를 개별적으로 사용하는 경우에, 에칭 부산물의 측벽상의 재증착은 에칭 기울기가 45°로 낮아지더라도 Ar에 Cl2를 첨가함으로써 감소된다. 재증착물은 HCl 세정 공정에 의해 제거된다.
Kotecki 등의 DRAM 캐패시터용 높은 K 유전 재료로 명명된 기사(Semiconductor International, 1996 qq., 109-116쪽)에는 다이내믹 랜덤 액세스 메모리(DRAM)의 저장 캐패시터내로의 고유전 재료의 편입의 전위 장점이 설명되고, 고유전층의 요구가 이들이 기가비트 세대에 적당한 간단한 스택 캐패시터 구조에 사용될 때에 관련하여 검토된다. Kotecki 등은 스택 캐패시터 구조에서의 고유전 재료 사용을 고려할 때 다음과 같은 문제: 전극 패턴화, 고유전 재료/배리어 상호작용, 전극/고유전 재료 상호작용, 표면 거칠기(예를 들면, 힐록킹 등), 스텝 커버리지, 고유전 재료 균일도(예를 들면, 두께, 조성비, 알갱이 크기/방향 등) 및 배리어(예를 들면, O2와 Si 확산, 도전성, 콘택 저항 및 상호작용 등)가 제기되어야 한다는 것을 알려준다. 여러 재료와 재료 화합물은 Kotecki 등에 의해 새로운 금속(예를 들면, Pt, Ir, Pd)과 도전성 금속 산화물(예를 들면, IrO2와 RuO2)을 포함하는 퍼로브스카이트 유전체 사용이 연구되었다. 이런 재료의 일함수, 건식 에칭에 의해 패턴화될 수 있는 능력, 표면 거칠기에 관련한 표면 안정성 및 반도체 제조기의 적합성이 Kotecki에 의해 다음의 표 1에 나열된다.
퍼브로스카이트 유전체와의 사용에 적당한 여러 전극 재료의 특성 비교
재료 선택 일함수 건식 에칭 표면 안정성 증착 방법
Pt 5.6-5.7 어려움 전위 문제 스퍼터링
Ru 4.7 쉬움/위험 전위 문제 스퍼터링
RuO2/Ru 쉬움/위험 양호 반응성 스퍼터링
Ir 5.0-5.8 어려움 양호 스퍼터링
IrO2/Ir 어려움 양호 반응성 스퍼터링
Pd 5.1-5.6 어려움 ? 스퍼터링
Kotecki는 DRAM 캐패시터용 높은 K 유전 재료로 명명된 기사에서 캐패시터를 사용한 DRAM 칩의 제조에 관련하여 극복될 필요가 있는 주요 문제 중 하나가 전극 패턴화 문제라는 것을 제시한다. Pt, Ru, Pd 및 Ir과 같은 새로운 금속 전극의 건식 에칭 동안 극소의 휘발성 종(species)이 생성된다. 에칭 매커니즘이 주로 물리적 스퍼터링에 의한 것이기 때문에, RIE 처리동안에도 차폐부가 전형적으로 포토레지스트의 측면에 형성된다. 차폐의 문제를 제거하기 위하여, 에칭 처리동안 차폐층을 에칭하고 포토레지스트의 측면을 부식시키는 것이 가능한데, 깨긋한 금속 구조이지만 기울어진 측벽 각도와 임계 구조 크기 이상의 제어 감소를 가져온다. 구조 디멘션이 0.18㎛ 미만까지 감소될 때, 단지 제한된 측벽 각도의 테이퍼링이 허용될 수 있다. Kotecki는 다음의 표 2에서 DRAM 캐패시터에 사용하기 위해 고려되어지는 일부 고유전 재료, 막을 형성하는데 사용될 수 있는 여러 방법 및 보고된 유전율의 범위를 제시한다.
여러 유전체 재료의 비교, 형성 방법 및 유전 상수
재료 증착 방법 (박막)
SrTiO3 MOCVD, ECR-CVD, 솔-겔, 스퍼터링, PLD 90-240
(Ba, Sr)TiO3 MOCVD, ECR-CVD, 솔-겔, 스퍼터링, PLD 160-600
PLT MOCVD, 솔-겔, 스퍼터링, PLD 400-900
PZT와 PLZT MOCVD, 솔-겔, 스퍼터링, PLD 1000
Milkove 등은 차폐부없는 패턴화된 백금 구조의 반응성 이온 에칭으로의 새로운 통찰로 명명된, AVS 43번째 심포지엄, 1996년 10월의 보고서에서 차폐부없는 패턴화된 구조의 반응성 이온 에칭(RIE)동안 Pt 에칭 처리의 시간 경과를 특정화하는 연구가 취해졌다고 보고했다. Milkove에 의한 실험은 동일한 2500Å 두께 Pt 막이지만 서로 다른 포토레지스트(PR) 마스크 두께를 처리하는 2개 산화된 Si 웨이퍼 공동 제조로 이루어진다. 에칭은 전자 주사 현미경(SEM)에 의한 분석을 위해 작은 조각의 웨이퍼를 분리하도록 완전한 에칭 처리의 20, 40, 60 및 80%에서 중지된다. 2500Å 두께의 막층을 위한 차폐부없는 에칭을 수행하기 위해 공지된 Cl2 기초 RIE 조건을 사용하여, Milkove 등은 서비어 차폐부가 실제로 에칭 처리의 제 1 20% 동안 PR 마스크를 코팅한다는 것을 발견했다. 에칭이 지속될 때 차폐부 구조가 드러나는데, 처리 종말점이전에 완전히 사라질때까지 점진적 후퇴에 의해 수반되는 최대 높이와 폭을 달성한다. Milkove 등으로부터의 데이터는 에칭된 Pt 구조의 최종 프로파일이 초기 두께와 PR 마스크의 기울기 뿐만 아니라 초기 Pt층의 두께에 대한 함수 의존성을 지닌다는 것을 보여준다. Milkove 등은 차폐부없이 패턴화된 백금 구조의 반응성 이온 에칭으로의 새로운 통찰로 명명된 보고서에서 일시적 차폐부의 관찰된 행태가 할로겐 기초 플라즈마에서의 Pt막 RIE와 연관된 화학적 보조 스퍼터링 성분의 존재를 지지하는 지금까지의 가장 확실한 증거를 제공한다고 추가로 보고했다.
Keil 등은 PZT에 기초한 강유전체 소자를 위한 백금 전극의 에칭으로 명명된 기사(Electrochemical Society Proceedings, 96-12권(1996), 515-520쪽)에서 백금(Pt) 에칭을 사용한 캐패시터 제조의 기술적 어려움은 흔히 스퍼터링 처리에 의해 좌우된다고 알려준다. 산소 및/또는 여러 가스성 염화물 또는 플루오르화물이 에칭 처리를 화학적으로 증진하는데 사용되는 경우에, 둘다의 에칭 매커니즘의 부산물은 통상적으로 낮은 휘발성을 가져서 웨이퍼에 재증착하려한다. 에칭후, 커다란 벽같은 구조가 Pt 영역의 에지로부터 연장된다. 이런 벽같은 구조는 베일(veil) 또는 차폐부 또는 토끼 귀(rabbit ears)로 자주 참조되고, 에칭되는 Pt 막의 2배 두께 이상이 되는 길이에 도달할 수 있다. 이런 구조의 존재는 유용한 PZT층의 증착을 불가능하게 한다. Keil 등은 누군가가 단지 작은 덩어리같은 형상이 존재하는 위치에 대한 재증착을 감소시킬수 있을때조차도 이런 덩어리같은 형상에 형성될 고전계는 절연 파괴 가능성을 증진시킨다는 것을 추가로 알려준다. 처리 조건이 낮은 재증착 또는 재증착 없음을 초래한다는 것을 알아낼 수 있더라도, 또한 이들은 흔히 수용불가하게 점점 테이퍼링되는 백금 프로파일 각도를 제공한다. Keil 등은 재증착이 처리 조건이 더욱더 수직인 측벽을 제공하는 쪽으로 나아갈때 더욱 심각하게 된다는 것을 관찰했다. 용매 배쓰에서의 포스트 에칭 습식 세정이 사용되는 경우에, 규칙적으로 수직 측벽의 추구를 수반하는 심한 재증착은 이런 시도에 최소한적으로 효과적이다.
이전의 종래기술은 일반적으로 깨끗한 수직의 조밀한 영역 프로파일과 에칭 프로파일의 CD(임계 디멘션) 제어가 백금 전극을 가지는 1-기가비트( 및 이상) DRAM 강유전체 소자의 성공적인 플라즈마 에칭을 위한 중요한 인자라는 것을 설명한다. 재증착과 프로파일 제어는 강하게 연결될 수 있다는 것을 알수 있다. 프로파일 각도와 재증착의 최대화는 둘 사이의 흥정을 요구한다. 활발한 포스트(post) 에칭 세정(예를 들면, 산을 사용한 습식 세정, 기계적 연마 등)이 증착없는 플라즈마 에칭 달성의 일부 필요를 경감하는 경우에, 이런 포스트 에칭 세정은 백금 전극 자체가 현재 공지된 포스트 에칭 세정 방법에 의해 전형적으로 침식되고/또는 저하될 때 요구되는 정밀도를 소유하지 않는다. 캐패시턴스 구조물, 특히 반도체 소자 제조에 사용될 수 있는 백금 전극의 에칭 동안 형성된 백금 전극으로부터 백금 베일을 더욱 정밀하게 제거하는 방법이 요구된다.
본 발명의 목적은 백금 전극의 에칭동안 백금 전극으로부터 재증착된 베일을 제거하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 소저 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 캐패시턴스 구조물 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 기판 상에 배치된 백금 전극을 에칭하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 반도체 기판, 상기 반도체 기판 상에 배치된 배리어 층, 상기 배리어 층 상에 배치된 백금 전극 층, 상기 백금 전극층 상에 배치된 절연층, 및 상기 절연층 상의 레지스트를 가지는 반도체 웨이퍼의 측면 확대도.
도 2는 상기 절연층과 백금 전극층 사이의 상기 백금 전극층 상에 배치된 보호층을 부가적으로 포함하는 도 1의 반도체 웨이퍼의 측면 확대도.
도 3은 플라즈마를 증진하기 위한 전자기 유니트를 갖는 플라즈마 에칭 반응기를 포함하는 종래 플라즈마 처리 장치의 수직 단면도.
도 4는 자계에 의해 생성되고 중심축 둘레를 회전하는 것처럼 도시된 자속의 다이아그램.
도 5는 백금 전극층을 노출하기 위하여 백금 전극층의 표면으로부터 절연층의 일부를 에칭하여 제거한 후의 도 1의 반도체 웨이퍼의 측면 확대도.
도 6은 보호층을 노출하기 위하여 보호층의 표면으로부터 절연층을 에칭하여 제거한후 도 2의 반도체 웨이퍼의 측면 확대도.
도 7은 레지스트 층이 점선으로서 표시되어지는 제거된 레지스트 층을 갖는 절연층의 일부로부터 제거된후 도 5의 반도체 웨이퍼의 측면 확대도.
도 8은 백금층의 표면에서 멀리 보호층의 일부를 에칭하여 제거한후, 그리고 점선으로 표시되어지는 제거된 레지스트층을 갖는 절연층의 일부로부터 레지스트를 제거한후 도 6의 반도체 웨이퍼의 측면 확대도.
도 9는 백금 전극층이 백금 전극층의 에칭동안 형성되는 재증착된 베일을 가지는 에칭된 백금 전극층을 형성하도록 에칭되어진후 도 7의 반도체 웨이퍼의 측면 확대도.
도 10은 백금 전극층이 백금 전극층의 에칭동안 형성되는 재증착된 베일을 가지는 에칭된 백금 전극층을 형성하도록 에칭된후 도 8의 반도체 웨이퍼의 측면 확대도.
도 11은 에칭된 백금 전극층 상에 걸쳐 연장하는 재증착된 베일을 들어내도록 제거된 절연층을 갖는 도 9의 반도체 웨이퍼의 측면 확대도.
도 12는 에칭된 백금 전극층 상에 연장하는 재증착된 베일을 들어내도록 제거된 절연층과 보호층을 갖는 도 10의 반도체 웨이퍼의 측면 확대도.
도 13은 에칭된 백금 전극층이 재증착된 베일을 제거하도록 오버에칭된후, 그리고 에칭된 백금 전극의 오버에칭동안 제거되는 절연층의 일부를 도시하는 도 9의 반도체 웨이퍼의 측면 확대도.
도 14는 에칭된 백금 전극층이 재증착된 베일을 제거하도록 오버에칭된후, 그리고 에칭된 백금 전극의 오버에칭동안 제거되는 절연층의 일부를 도시하는 도 10의 반도체 웨이퍼의 측면 확대도.
도 15a는 나머지 절연층이 에칭된 백금 전극층의 표면으로부터 제거된후 도 13의 반도체 웨이퍼의 측면 확대도.
도 15b는 나머지 절연층이 에칭된 백금 전극층의 표면으로부터 제거된후, 그리고 에칭되어진 장벽층을 갖는 도 13의 반도체 웨이퍼의 측면 확대도.
도 16a는 나머지 절연층과 보호층이 에칭된 백금 전극층의 표면으로부터 제거되어진후 도 14의 반도체 웨이퍼의 측면 확대도.
도 16b는 나머지 절연층과 보호층이 에칭된 백금 전극층으로부터 제거된후, 그리고 에칭되어진 배리어 층을 갖는 도 14의 반도체 웨이퍼의 측면 확대도.
도 17은 에칭되는 백금 전극층과 연관된 재증착된 베일을 제거하기 위하여 에칭된 백금 전극층을 오버에칭하는데 사용될 수 있는 유도성 결합 RF 플라즈마 반응기의 개략적 단면도.
도 18은 에칭된 백금 전극층과 연관된 재증착된 베일을 제거하기 위하여 에칭된 백금 전극층을 오버에칭하는데 사용될 수 있는 다른 유도성 결합 RF 플라즈마 반응기의 개략적 단면도.
도 19는 백금 전극층이 보기로 나열된 처리 조건에 따라 에칭된후, 그리고 백금 전극층의 에칭동안 형성되는 재증착된 베일을 도시하는 테스트 반도체 그림의 정면도.
도 20은 에칭된 백금 전극층이 재증착된 베일을 제거하여 베일이 없는 에칭된 백금 전극층을 형성하기 위해 보기로 나열된 처리 조건에 따라 오버에칭된후 도 19의 테스트 반도체 웨이퍼 그림의 확대도.
도 21은 산화물 마스크가 제거된후 도 20의 테스트 반도체 웨이퍼의 확대도.
도 22는 참조 번호에 의해 표시되는 개별부로 도 19의 그림을 설명하는 도면.
도 23은 참조 번호에 의해 표시되는 개별부로 도 20의 그림을 설명하는 도면.
도 24는 참조 번호에 의해 표시되는 개별부로 도 21의 그림을 설명하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 웨이퍼 12 : 반도체 기판
16 : 백금 전극층 18 : 절연층
22 : 보호층 16a : 에칭된 백금 전극층
30 : 플라즈마 반응기 33 : 플라즈마
42와 43 : 전자기 코일 16s : 측벽
16v : 베일
본 발명은 백금 전극의 에칭동안 형성된 백금 전극으로부터 재증착된 베일을 제거하기 위한 방법을 제공함으로써 상기 목적을 달성하는데, 상기 방법은,
a) 백금 전극의 에칭동안 백금 전극상에 형성된 재증착 베일을 가지는 백금 전극을 제공하는 단계;
b) 상기 백금 전극으로부터 상기 재증착 베일을 제거하기 위해 에천트 가스의 고밀도 플라즈마를 사용하여 (a) 단계의 상기 백금 전극을 에칭하는 단계를 포함한다.
상기 에천트 가스의 고밀도 플라즈마는 약 109/㎤ 이상, 바람직하게 약 1011/㎤ 이상의 이온 밀도를 가지는 에천트 가스의 플라즈마이다. 상기 에천트는 여소, 산소, 아르곤 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 단계 (a)의 백금 전극은 에칭 단계(b)동안 백금 전극을 선택적으로 보호하기 위해 백금 전극의 선택된 부분상에 증착되는 마스크 층을 부가적으로 포함할 수 있다. 또한 상기 단계 (a)의 백금 전극은 부가적으로 마스크층과 백금 전극 사이의 백금 전극의 선택된 부분상에 배치된 보호층을 포함할 수 있다. 상기 마스크 층은 에칭 단계(b) 동안 또는 이후에 제거될 수 있다. 유사하게, 상기 보호층은 에칭 단계(b) 동안 또는 이후에 제거될 수 있다. 단계(a)의 재증착 베일은 바람직하게 아르곤을 포함하는 에천트 가스의 플라즈마를 사용하여 백금 전극의 에칭동안 백금 전극 상에 미리 형성된다. 상기 백금 전극은 백금 전극 웨이퍼의 일부 또는 백금 전극 웨이퍼내에 포함되며, 백금 전극으로부터 재증착 베일을 제거하는 방법은 부가적으로 코일 인덕터와 웨이퍼 페데스탈을 가지는 고밀도 플라즈마 챔버에 단계(a)의 백금 전극을 포함하는 백금 전극 웨이퍼를 배치하는 단계; 및 다음과 같은 처리 조건으로 고밀도 플라즈마 챔버에서 에칭 단계(b)를 수행하는 단계를 포함한다.
처 리 파라미터
에천트 가스 흐름 50 내지 400sccm
압력, mTorr 0.5 내지 40 mTorr
코일 인덕터의 RF 파워(와트) 100 내지 3000 와트
웨이퍼 페데스탈의 RF 파워(와트) 50 내지 1500 와트
백금 전극 웨이퍼의 온도(℃) 20 내지 500℃
베일 에칭 속도 200 내지 2000Å/분
코일 인덕터의 RF 주파수 100K 내지 200㎒
웨이퍼 페데스탈의 RF 주파수 100K 내지 200㎒
단계(a)의 적용에서의 백금 전극은 부가적으로 재증착 측벽; 및 약 0 Å/분 내지 약 300 Å/분의 범위에 있는 측벽 에칭율을 부가적으로 포함하는 처리 조건을 포함한다. 바로 이전의 처리 조건을 위한 에천트 가스는 약 100 부피% 산소, 바람직하게 약 50 내지 약 100 부피% 산소, 더욱 바람직하게 약 0 내지 약 50 부피% 염소와 약 50 내지 약 100 부피% 산소를 포함한다.
본 발명은 또한 백금 전극을 포함하는 캐패시턴스 구조물을 제조하는 방법을 제공함으로써 상기 목적을 제공하는데, 상기 방법은,
a) 백금 전극 층을 지지하는 기판과 백금 전극 층의 선택된 부분상에 배치되는 적어도 하나의 마스크층을 제공하는 단계;
b) 에칭된 백금 전극층의 선택된 부분에 배치된 적어도 하나의 마스크층을 갖는 에칭된 백금 전극 층을 지지하는 기판을 제조하기 위해 아르곤을 포함하는 에천트 가스의 플라즈마를 사용을 포함하여 단계 (a)의 백극 전극층을 에칭하는 단계; 및
c) 캐패시턴스 구조물을 형성하기 위해 에천트 가스의 고밀도 플라즈마 사용을 포함하여 단계(b)의 에칭된 백금 전극층을 오버에칭하는 단계를 포함한다.
상기 적어도 하나의 마스크 층은 오버에칭 단계 (c) 동안 또는 이후에 제거된다. 단계 (a)의 백금 전극층은 부가적으로 마스크 층과 백금 전극 층 사이의 백금 전극의 선택된 부분에 배치된 보호층을 포함한다. 상기 에칭 단계(b)에 의해 형성된 상기 에칭된 백금 전극층은 그위에 형성된 적어도 하나의 재증착된 베일을 포함하며; 오버 에칭 단계 (c)는 에칭된 백금 전극 층으로부터 적어도 하나의 재증착된 베일을 제거한다. 상기 단계 (c)의 고밀도 플라즈마의 에천트 가스는 염소; 산소와 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 상기 백금 전극은 백금 전극 웨이퍼의 일부 또는 그것에 포함되며, 백금 전극층을 포함하는 캐패시턴스 구조를 제조하는 방법은 부가적으로 오버에칭 단계( c) 이전에 코일 인덕터와 웨이퍼 페데스탈을 가지는 고밀도 플라즈마 챔버에 단계 (b)의 에칭된 백금 전극을 포함하는 백금 전극 웨이퍼를 배치하는 단계; 및 다음의 이전에 표시된 처리 조건으로 고밀도 플라즈마 챔버에서 오버에칭 단계(c)를 수행하는 단계를 포함한다.
처 리 파라미터
에천트 가스 흐름 50 내지 400sccm
압력, mTorr 0.5 내지 40 mTorr
코일 인덕터의 RF 파워(와트) 100 내지 3000 dhkxm
웨이퍼 페데스탈의 RF 파워(와트) 50 내지 1500 와트
백금 전극 웨이퍼의 온도(℃) 20 내지 500℃
베일 에칭 속도 200 내지 2000Å/분
코일 인덕터의 RF 주파수 100K 내지 200㎒
웨이퍼 페데스탈의 RF 주파수 100K 내지 200㎒
이전에 설명된 바와 같이, 상기 백금 전극층은 부가적으로 재증착된 측벽을 포함하고; 상기 처리 조건은 부가적으로 약 0 Å/분 내지 약 300 Å/분 범위의 측벽 에칭율을 포함한다. 추가로 이전에 설명된 바와 같이, 상기 처리 조건을 위한 에천트 가스는 약 100 부피% 산소, 바람직하게 약 50 내지 100 부피% 산소, 더욱 바람직하게 약 0 내지 약 50 부피% 염소와 약 50 내지 약 100 부피% 산소를 포함한다.
본 발명은 반도체 제조 방법을 제공함으로서 상기 목적을 추가로 달성하는데, 상기 방법은,
a) 회로 소자를 가지는 기판 상에 레지스트 층, 절연층 및 백금 전극층을 형성하는 단계;
b) 상기 레지스트 층, 나머지 절연층 및 상기 백금 전극층을 지지하는 상기 기판을 형성하도록 상기 백금 전극층으로부터 상기 절연층의 일부를 돌파하여 제거하도록 에천트 가스의 플라즈마를 사용하여 상기 절연층의 일부를 에칭하는 단계;
c) 상기 나머지 절연층과 백금 전극층을 지지하는 기판을 형성하도록 단계 (b)의 상기 레지스트 층을 제거하는 단계;
d) 적어도 하나의 재증착된 베일을 가지는 에칭된 백금 전극층상에 배치된 상기 나머지 절연층을 지지하는 기판을 형성하도록 아르곤을 포함하는 에천트 가스의 플라즈마 사용을 포함하는 단계 (c)의 백금 전극층을 에칭하는 단계; 및
e) 상기 에칭된 백금 전극층으로부터 상기 재증착된 베일을 게거하고 반도체 소자를 제조하기 위해 에천트 가스의 고밀도 플라즈마 사용을 포함하는 상기 에칭된 백금 전극층을 오버에칭하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 기판상에 배치된 백금 전극층을 에칭하는 방법을 제공함으로써 상기 목적을 달성하는데, 상기 방법은,
a) 백금 전극층, 상기 백금 전극층 상의 절연층, 및 상기 절연층 상의 레지스트층을 지지하는 기판을 제공하는 단계;
b) 상기 백금 전극층의 일부를 노출하고 상기 백금 전극층, 상기 백금 전극층 상의 나머지 절연층, 및 상기 나머지 절연층 상의 레지스트 층을 지지하는 상기 기판을 형성하도록 상기 백금 전극층으로부터 상기 절연층의 일부를 돌파하여 제거하기 위해 에천트 가스의 플라즈마 사용을 포함하여 상기 절연층의 일부를 에칭하는 단계;
c) 적어도 하나의 재증착된 베일을 가지는 에칭된 백금 전극 층, 및 상기 에칭된 백금 전극층 상의 나머지 절연층을 지지하기 위한 기판을 형성하도록 아르곤을 포함하는 에천트 가스의 플라즈마 사용을 포함하여 단계 (b)의 상기 백금 전극 층의 노출부를 에칭하는 단계; 및
d) 상기 에칭된 백금 전극층으로부터 상기 재증착된 베일을 제거하기 위하여 에천트 가스의 고밀도 플라즈마 사용을 포함하여 단계 (c)의 상기 에칭된 백금 전극 층을 오버에칭하는 단계를 포함한다.
상기 레지스트 층은 상기 백금 전극층의 에칭 이전, 동안 또는 이후에 상기 나머지 절연층으로부터 게거될 수 있다. 상기 나머지 절연층은 상기 오버에칭 단계 동안 또는 이후에 상기 백금 전극층으로부터 제거될 수 있다. 상기 백금 전극층은 백금 전극 웨이퍼의 일부 또는 그 안에 포함되고 상기 백금 전극층과 절연층 사이에 배치된 보호층을 가질 수 있다. 상기 보호층의 목적은 특히 본 발명의 오버에칭 처리 동안 백금 전극층의 백금 프로파일을 유지하는 것이다.
재증착된 베일을 제거하는 상기 에칭된 백금 전극의 오버에칭은 고밀도 플라즈마 챔버에서 수행된다. 상기 오버에칭 단계는 염소, 산소, 아르곤 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 에칭 가스의 고밀도 플라즈마를 사용한다. 상기 고밀도 플라즈마 챔버는 이온 플럭스에 대한 개별 제어장치와 이온 에너지에 대한 개별 제어장치를 가질 수 있다. 이전에 설명된 바와 같이, 고밀도 플라즈마 챔버내의 고밀도 플라즈마 이온밀도는 약 109/㎤ 이상이다.
반도체 소자 제조 방법과 기판 상에 배치된 백금 전극 층 에칭 방법을 위한 고밀도 플라즈마 챔버는 코일 인덕터와 웨이퍼 페데스탈을 포함하며; 둘다의 방법에서의 오버에칭 단계는 다음의 이전에 언급된 처리 조건으로 고밀도 플라즈마 챔버에서 수행된다.
처 리 파라미터
에천트 가스 흐름 50 내지 400sccm
압력, mTorr 0.5 내지 40 mTorr
코일 인덕터의 RF 파워(와트) 100 내지 3000 dhkxm
웨이퍼 페데스탈의 RF 파워(와트) 50 내지 1500 와트
백금 전극 웨이퍼의 온도(℃) 20 내지 500℃
베일 에칭 속도 200 내지 2000Å/분
코일 인덕터의 RF 주파수 100K 내지 200㎒
웨이퍼 페데스탈의 RF 주파수 100K 내지 200㎒
이전에 설명된 바와 같이, 상기 백금 전극층은 부가적으로 재증착된 측벽을 포함하며, 상기 처리 조건은 부가적으로 약 0 Å/분 내지 약 300 Å/분의 범위에 있는 측벽 에칭율을 가진다. 추가로 이전에 설명된 바와 같이, 상기 처리 조건에 대한에턴트 가스는 약 100 부피% 산소, 바람직하게 약 50 내지 100 부피% 산소, 더욱 바람직하게 약 0 내지 약 50 부피% 염소와 약 50 내지 약 100 부피% 산소를 포함한다.
이제 본 발명의 유사한 부분이 같은 참조 번호에 의해 식별되는 도면을 참조하면, 도 1에는 반도체 기판(12)을 가지는 웨이퍼(10)가 도시되어 있다. 상기 반도체 기판(12)은 도면에 나타나지않지만 당업자에게 잘 알려진 회로 소자의 영역을 포함한다. 배리어 층(14)이 상기 반도체 기판(12) 상에 배치되고 백금 전극 층(16)이 상기 배리어 층(14) 위에 배치된다. 상기 백금 전극층(16)이 상기 반도체 기판(12)내의 특정 소자(예를 들면, 폴리-Si 플러그)와 쉽게 확산 또는 반응하기 때문에, 상기 배리어 층(14)이 상기 백금 전극층(16)과 반도체 기판(12) 사이에 요구된다. 또한 상기 배리어 층(14)은 백금 전극층(16)에 상기 반도체 기판(12)을 결합하기 위한 접착제로서 기능한다. 절연층 또는 마스크(18)가 상기 백금 전극층(16) 상에 배치되고 레지스트(20)(예를 들면, 포토레지스트 또는 포토마스크)가 도 1에 도시된 바와 같이 상기 절연층(18) 상에 선택적으로 배치된다. 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 보호층(22)이 상기 백금 전극층(16)과 절연층(18) 사이에 배치된다.
상기 배리어 층(14)은 상기 백금 전극층(16)에 대한 접착 및 확산 배리어로서 이중적으로 기능할 수 있는 어떤 적당한 배리어 층이 될 것이다. 상기 배리어 층(14)은 어떤 적당한 두께로 이루어질 것이다. 바람직하게, 상기 배리어 층(14)은 티타늄/또는 티타늄 합금, 이를테면 TiN을 포함하며, 약 50 옹스트롬 내지 약 600옹스트롬, 더욱 바람직하게 약 200 옹스트롬 내지 약 400 옹스트롬, 가장 바람직하게 약 300 옹스트롬 범위의 두께를 가진다. 상기 배리어 층(14)은 바람직하게 상기 RF 마그네트론 스퍼터링 방법에 의해 상기 반도체 기판(12) 상에 배치된다.
상기 백금 전극 층(16)은 그것이 고유전 상수 강유전체 재료 증착의 순차적 고온 처리에서 발생하려는 산화에 둔하기 때문에 전극 재료로서 사용된다. 또한 상기 백금 전극층(16)은 백금이 양호한 전극 도체이기 때문에 전극 재료로서 사용된다. 상기 백금 전극층(16)의 두께는 상기 백금 전극층(16)을 포함해야 하는 반도체 또는 캐패시턴스 소자의 최종 용도에 의존할 것이다. 전형적으로, 상기 백금 전극층(16)의 두께는 약 500옹스트롬 내지 약 4000옹스트롬, 가장 바람직하게 약 1000옹스트롬 내지 약 3000옹스트롬, 가장 바람직하게 약 2000옹스트롬 범위이다. 상기 백금 전극은 바람직하게 RF 마그네트론 스퍼터링 방법에 의해 상기 배리어층(14) 상에 배치된다.
상기 절연층(18)은 모든 절연층(18)의 흔적이 상기 레지스트(20) 아래에 잔류하는 절연층(18)의 일부(이하 18a로서 표시된)를 제외하고 상기 표면 백금 전극층(16)으로부터 본질적으로 제거되도록 이후에 개시되는 절차에 따라 에칭될 수 있는 어떤 적당한 절연층이 될 것이다. 또한 상기 절연층(18)은 어떤 적당한 두께로 될 것이다. 바람직하게, 상기 절연층(18)은 실리콘 산화물(SiO2) 및/또는 실리콘 질화물(Si3N4) 또는 어떤 다른 적당한 유전체 재료를 포함한다. 상기 절연층(18)의 바람직한 두께는 약 1000옹스트롬 내지 약 5000옹스트롬, 더욱 바람직하게 약 2000옹스트롬 내지 약 4000옹스트롬, 가장 바람직하게 약 3000옹스트롬 범위에 있다. 상기 절연층(18)은 바람직하게 화학적 기상 증착에 의해 상기 백금 전극층(16) 상에 배치된다.
상기 레지스트(20)(예를 들면, 상기 포토레지스트(20))는 본 발명의 에칭 처리 동안 에칭되는 어떤 하부 재료(예를 들면, 상기 절연층(18)을 보호할 수 있는 어떤 적당한 재료층이 될 것이다. 상기 레지스트(20)의 적당한 재료는 노발락 수지와 광활성 분해 억제물로 이루어진 레지스트 시스템을 포함한다. 상기 레지스트(20)를 위한 다른 적당한 재료는 Hiroshi Ito에 의한 DUV 레지스트: 평가 및 상태로 명명된 고체물리 기술의 1996년 7월판 기사에 열거되어 있다. 상기 레지스트(20)는 어떤 적당한 두께를 가질 수 있는데, 바람직하게 상기 레지스트(20)의 두게는 약 0.3㎛ 내지 약 1.40㎛, 더욱 바람직하게 약 0.4㎛ 내지 약 0.8㎛, 가장 바람직하게 약 0.6㎛ 범위에 있다. 상기 레지스트(20)는 바람직하게 스핀 코팅 방법에 의해 상기 절연층(18) 상에 배치된다.
도 2에 도시된 본 발명의 실시예에서 상기 보호층(22)은 본 발명의 오버에칭 처리 동안 에칭된 백금 전극층(이하 16a로서 식별됨)의 코너(이하 16c로서 식별됨)를 보호하기 위한 것이다. 상기 보호층(22)은 어떤 적당한 재료 또는 화학 제품, 이를테면 티타늄 및/또는 티타늄 질화물 등을 포함할 것이고, RF 마그네트론 스퍼터링 방법에 의해 백금 전극층(16)의 표면에 알맞게 배치될 것이다. 상기 보호층(22)의 두께는 어떤 적당한 두께, 바람직하게 약 50 옹스트롬 내지 약 1000옹스트롬, 더욱 바람직하게 약 100옹스트롬 내지 약 600 옹스트롬, 가장 바람직하게 약 300옹스트롬의 범위에 있을 것이다.
도 1 또는 도 2의 다층화된 구조로부터 반도체 또는 캐패시턴스 소자를 형성 또는 제조하기 위하여, 상기 다층화된 구조는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예가 사용된다면 도 5에 도시된 바와 같이 또는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 레지스트(20) 아래에 있는 절연층(18a)을 제외한 백금 전극층(16) 표면으로부터 돌파하여 제거 또는 에칭되도록 초기에 적당한 플라즈마 처리 장치로 배치된다.
적당한 종래 플라즈마 처리 장치는 도 3에 도시되고, 미국특허 제5,188,704호에 개시되어 있다. 상기 도 3의 플라즈마 처리 장치는 중립(n) 미립자, 양극(+) 미립자 및 음극 (-) 미립자가 발견되는 반응기 챔버(32)를 형성하고 하우징하기 위한 벽(31)을 구비하는 플라즈마 반응기(30)를 포함한다. 벽(31)은 실린더형 벽(54)과 커버(56)를 포함한다. 플라즈마 처리 가스는 유입구(34)를 통해 반응기 챔버(32)내로 진입된다. 플라즈마 에칭 가스는 유입구(34-35)를 통해 챔버(32)내로 진입된다. 수냉식 캐소드(36)는 13.56㎒의 RF 파워 공급원(38)에 접속된다. 애노드(39)는 선(40)에 의해 접지되는 상기 벽(31)에 접속된다. 헬륨 가스는 통로(50)를 캐소드(36)를 통해 헬륨 가스가 웨이퍼(10)를 냉각하도록 립 시일(52)에 의해 주변에 지지되는 웨이퍼(10) 아래의 공간에 공급된다. 상기 웨이퍼(10)는 본 기술 분야의 당업자에게 잘알려진 웨이퍼(10) 주변에서 웨이퍼 상부 표면을 억제하는 다수의 클램프(도시 안됨)를 포함하는 웨이퍼 지지대(46)에 의해 지지된다. 전자기 코일(42와 43)로 구성된 한쌍의 헬몰츠(helmholtz)는 챔버(32)내의 북극과 남극을 제공하고 상기 측면 실린더형 벽(54)과 상기 벽(31)의 마주하는 단부에 배치된다. 전자기 코일(42와 43)은 웨이퍼(10)의 표면에 나란한 수평 자계축을 제공하여 왼쪽과 오른쪽에 북극과 남극을 갖는 횡단적 자계를 제공한다, 상기 횡단적 자계는 전자가 웨이퍼(10)를 향해 이동할 때 자계에 의해 방사상으로 가속되는 전자의 수직 속도를 느리게 하도록 인가된다. 따라서, 상기 플라즈마(33)내의 전자량은 횡단적 자계에 의해 증가되고 상기 플라즈마(33)는 본 기술분야의 당업자에게 잘알려진 바와 같이 증진된다.
자계를 제공하는 상기 전자기 코일(42와 43)은 균일한 전계 세기방향을 형성하도록 개별적으로 제어된다. 상기 전계는 순차적으로 전자기 코일(42와 43)에 전류를 흘려 회전시킴으로써 웨이퍼(10) 주의에서 모를 이루어 전진된다. 상기 전자기 코일(42와 43)에 의해 제공된 횡단적 자계는 플라즈마(33)에 의해 취급되는 웨이퍼(10)의 표면에 평행하게 진행되고 풀라즈마 반응기(30)의 캐소드(36)는 플라즈마(33)내의 전자 이온화를 효과적으로 증가시킨다. 이것은 캐소드(36)의 외장에 걸친 전위 강하를 감소시키고 웨이퍼(10)의 표면상의 존재하는 이온 전류속을 증가시키는 능력을 제공하여 더 높은 이온 에너지를 요구하지 않고 더 높은 에칭율을 허용한다.
본 발명을 실시하는데 사용되는 자기적으로 증진된 반응 이온 에처(RIE)를 달성하는데 사용된 바람직한 자기 소스는 헬몰츠 구성으로 배열된 전자기 코일(42와 43)에 의해 제공된 가변 회전계이다. 상기 전자기 코일(42와 43)은 3상 AC 전류에 의해 구동된다. 자속 B를 갖는 자계는 웨이퍼(10)에 평행하며, 도 4에 도시된 바와 같이 전계에 수직이다. 도 4를 참조하면, 자속 B를 형성하는 자계 H의 벡터는 0.01 내지 1 ㎐의 전형적 회전 주파수에서, 특히 0.5㎐에서 전자기 코일(42와 43)을 통해 흐르는 전류의 위상을 변경함으로싸 전계의 중심축 둘레를 회전하고 있다. 자속 B의 강도는 전형적으로 0 가우스 내지 약 150 가우스까지 변하고 전자기 코일(42와 43)에 공급된 전류의 양에 의해 결정된다. 도 3은 절연층(18)(절연층(18a)을 제외한)을 제거하기에 적당한 하나의 플라즈마 처리 장치를 도시하지만, 다른 반응성 이온 에처, 이를테면 전자 이온가속 공명(ECR), 헬리콘 공명 또는 유도적으로 결합된 플라즈마(ICP), 3극 진공관 에처 등이 사용될 수 있다.
상기 플라즈마(33)는 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 상기 레지스트(20) 아래의 절연층(18a)을 제외하고 상기 절연층(18)을 돌파하도록(예를 들어, 세정 및 에칭하도록) 어떤 적당한 에천트 가스를 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 절연층(18)이 실리콘 산화물을 포함한다면, 적당한 에천트 가스는 플루오르 함유 가스(예를 들면, CHF3, SF6, C2F6, NF3등), DUATH 함유 가스(예를 들면, CHCl3 등), 희가스(예를 들면, 아르곤 등), 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게, 이런 단계의 목적이 상기 절연층(18)(레지스트(20)에 의해 보호되는 절연층(18a)을 제외하고)을 제거하는 것이고 상기 레지스트(20)를 제거하는 것이 아니기 때문에 상기 에천트는 산소와 같은 산화제를 포함하지 않는다. 더욱 바람직하게, 상기 에천트 가스는 약 20 부피% 내지 약 40 부피% CHF3과 약 60부피% 내지 약 80부피% 아르곤을 포함한다. 절연층(18)(절연층(18a) 제외)을 제거하는 적당한 플라즈마 처리 장치(이를테면 도 3의 플라즈마 처리 장치)를 위한 바람직한 반응기 조건은 다음과 같다.
압력 10-15mTorr
RF 파워 500-1500 와트
회전 자계 25-70 가우스
웨이퍼 온도 25-100℃
절연층(18) 에칭 속도 2000-10,000 옹스트롬/분
절연층(18)/레지스트(20)의 선택도는 3:1 이상이고, 절연층(18)과 레지스트(20)를 위해 사용되는 재료에 의존한다.
특히, 적당한 플라즈마 처리 장치(이를테면 도 3의 플라즈마 처리 장치)에서의 절연층(18) 제거를 위한 처리 파라미터는 다음의 표 3에 열거된 바와 같은 범위내에 있고 다음의 표 3에 열거된 가스 CHF3과 Ar의 흐름 속도에 기초한다.
처리 총괄적 범위 바람직한 범위
가스 흐름, sccm
CHF3 10 내지 50(20 내지 40 부피%) 20 내지 40
Ar 50 내지 90(60 내지 80 부피%) 60 내지 80
압력, mTorr 10 내지 250 10 내지 150
13.56㎒RF 파워(와트) 500 내지 2500 500 내지 1500
웨이퍼 온도(℃) 10 내지 120 25 내지 100
자계, 가우스 10 내지 120 25 내지 70
상기 보호층(22)이 절연층(18)과 백금 전극층(16) 사이의 백금 전극층(16) 위에 배치되는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예를 위해, 상기 보호층(22)은 백금 전극층(16)을 노출하기 위해 절연층(18)의 제거후 제거되어야 한다. 상기 보호층(22)은 절연층(18a) 아래의 보호층(22a)(도 6과 도 8 참조)을 제외하고 보호층(22)을 돌파하기 위해 적당한 에천트 가스를 사용하는 플라즈마(33)를 포함하는 어떤 적당한 방법 및/또는 어떤 적당한 플라즈마 처리 장치(이를테면 도 3의 플라즈마 처리 장치)에 의해 제거될 것이다. 예를 들면, TiN이 상기 보호층(22)으로서 사용된다면, 적당한 가스는 Cl2, BCl3, Ar 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 것이다. 특히, 보호층(22a)을 제외한 상기 보호층(22)을 돌파하여 에칭하기 위한 에천트 가스는 약 20 부피% 내지 약 60 부피% Cl2, 약 20 부피% 내지 약 60 부피% BCl3, 및 약 10 부피% 내지 역 30 부피% Ar를 포함한다. 보호층(22)(보호층(22a)을 제외한)을 제거하기에 적당한 플라즈마 처리 장치(이를테면 도 3의 플라즈마 처리 장치)를 위해 적당한 반응기 조건은 절연층(18)(절연층(18a)을 제외한)의 제거를 위해 이전에 언급된 반응기 조건과 동일하다. 다른 반응성 이온 에처, 이를테면 ECR, ICP, 헬리콘 공명 등이 상기 보호층(22a)을 제거하는데 사용될 수 있다. 아래에 추가로 설명된 바와 같이, 상기 보호층(22a)은 본 발명의 오버에칭 처리동안 에칭된 백금 전극층(16a)의 코너(16c)를 보호하기 위한 것이다. 상기 보호층(22a)은 오버에칭 처리동안 에칭된 백금 전극층의 코너를 보호할 뿐만아니라 현재 배금 프로파일 유지를 보조하여 백금 프로파일을 개선하는데, 예를 들어 그결과 75도 백금 프로파일이 77도 백금 프로파일로 개선될 수 있다.
상기 절연층(18)이 백금 전극층(18)을 노출하기 위해 백금 전극층(18)의 표면으로부터 에칭되어 단지 절연층(18)의 나머지가 레지스트(20) 아래에 배치된 절연층(18a)이 된후, 상기 레지스트(20)가 제거된다. 상기 레지스트(20)는 백금 전극층(16)의 에칭 이전 또는 백금 전극층(16)의 에칭후 및 본 발명의 오버에칭단계 이전 또는 오버에칭 단계 동안 또는 오버에칭 단계 이후의 어떤 적당한 시기에 제거될 수 있다. 동일한 것이 상기 보호층(22)이 백금 전극층(18)을 노출하기 위해 상기 백금 전극층(18)의 표면으로부터 에칭된후 단지 보호층(22)의 나머지가 상기 절연층(18a)바로 아래에 배치된 보호층(22a)이 된후, 상기 레지스트(20)가 제거된다는 점에서 도 2, 6 및 8에 도시된 본 발명의 실시예에 관련하여 유효하게 될 것이다. 그러나, 본 발명의 실시예에 관련하여, 상기 레지스트(20)는 보호층(22)의 에칭이전에 제거될 수 있다. 선택적으로, 상기 레지스트(20)는 상기 보호층(22)의 제거이후(또는 제거동안 동시에)제거될 수 있다. 전형적으로, 상기 레지스트(22)의 적어도 일부는 특히 산소와 같은 산화제가 보호층을 돌파하여 에칭하기 위한 에천트 가스에 사용될 때 상기 보호층(22)이 보호층(22a)에 의해 충적되지않는 백금 전극층(22)을 노출하도록 에칭되어지는 동안 제거될 수 있을 것이다.
상기 레지스트(20)는 어떤 적당한 방식, 이를테면 본 기술 분야의 당업자에게 잘 알려진 산소 플라즈마 회분화(ashing) 사용에 의해 제거될 것이다. 상기 레지스트(20)는 어떤 적당한 플라즈마 처리 장치, 이를테면 도 3에 도시된 플라즈마 처리 장치와 산소를 포함하는 에천트 가스를 함유하는 플라즈마를 사용하여 절연층(18a)으로부터 스트립핑될 것이다. 상기 레지스트(20)는 어플라이드 머티어리얼스의 상표명 금속 에칭 MxP Centura로 판매되는 플라즈마 처리 장치의 진보된 스트립 패시베이션(ASP) 챔버에서 절연층(18a)으로부터 제거되어진다. 상기 절연층(18a)으로부터의 레지스트(20) 스트립핑에서, 상기 ASP 챔버는 다음의 조건: 120 초, 250 ℃, 1400 W, 3000cc O2, 300cc N2 및 2 Torr에서 마이크로파 다운스트림 O2/N2 플라즈마를 사용할 것이다.
상기 백금 전극층(16)이 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 노출된후, 그것은 백금 프로파일을 전개하도록 에칭된다. 상기 백금 전극층(16)은 어떤 적당한 플라즈마 처리 장치(이를테면 도 3의 플라즈마 처리 장치), 또는 어플라이드 머티어리얼스의 상표명 AME8100 EtchTM 또는 상표명 Precision Etch 5000TM 또는 상표명 Precision Etch 8300TM으로 시판되는 반응성 이온 에칭(RIE) 플라즈마 처리 장치에서 에칭될 수 있다. 상기 백금 전극층(16)을 에칭하기 위한 다른 적당한 플라즈마 처리 장치는 어플라이드 머티어리얼스의 상표명 금속 에칭 DPS CenturaTM으로 시판되는 플라즈마 처리 장치이다. 또한 ECR, ICP, 헬리콘 공명장치와 같은 다른 반응성 이온 에처가 사용될 수 있다.
상기 백금 전극층(16)을 에칭하기 위한 적당한 플라즈마 처리 장치는 양호한 백금 프로파일(예를 들면, 70도 이상의 백금 프로파일)을 형성할 수 있는 에천트 가스의 플라즈마를 사용한다. 바람직하게, 상기 에천트 가스는 아르곤, 산소, 염소 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게, 상기 에천트 가스는 산소와 아르곤을 포함한다. 더욱 바람직하게, 상기 에천트 가스는 본질적으로 아르곤으로 이루어지고; 즉, 상기 에천트 가스는 본질적으로 100 부피%(예를 들면, 약 99.9% 이상) 아르곤이다. 아르곤 플라즈마는 고에너지 이온 농도를 가지는 것으로 알려져 있고 종종 물리적 스퍼터링을 위해 사용된다. 이온에 기인하는 스퍼터링 효과는 플라즈마와 샘플 사이에 존재하는 가속 전위의 함수이다.
백금 전극층(16)의 에칭에 사용되는 적당한 플라즈마 처리 장치(이를테면, 도 3의 플라즈마 처리 장치)를 위한 바람직한 반응기 조건은 다음과 같다.
압력 10-50mTorr
RF 파워 600-1000 와트
회전 자계 20-100 가우스
웨이퍼 온도 84-140℃
백금층(16) 에칭 속도 300-1500 옹스트롬/분
상기 백금 전극층(16)/절연층(18)의 선택도는 2:2 이상이고, 절연층(18)을 위해 사용되는 재료에 의존한다.
더욱 일반적으로, 상기 적당한 플라즈마 처리 장치, 이를테면 도 3의 플라즈마 처리 장치에서의 백금 전극층(16) 에칭을 위한 처리 파라미터는 다음의 표 4에 열거된 바와 같은 범위에 있고, 또한 표 4에 열거된 본질적으로 100 부피% Ar의 흐름 속도에 기초한다.
처리 총괄적 범위 바람직한 범위 최적의 범위
가스 흐름, sccm
Ar 50 내지 150 75 내지 125 80 내지 110
압력, mT 10 내지 100 10 내지 40 10 내지 20
13.56㎒RF 파워(와트) 300 내지 2000 500 내지 1200 700 내지 900
웨이퍼 온도(℃) 20 내지 150 60 내지 120 80 내지 110
자계, 가우스 0 내지 140 20 내지 100 60 내지 80
이전에 설명된 바와 같이, 백금 전극층(16)을 에칭하기 위한 바람직한 에천트 가스는 본질적으로 100 부피% 아르곤이다. 상기 에천트 가스가 본질적으로 100 부피% 아르곤이라면, 상기 백금 전극층(16)을 에칭하기 위한 플라즈마 처리 장치는 높은 백금 에칭율(예를 들면, 1000Å/분이상의 에칭율)로 백금 전극층(16)을 에칭하여 코너(16c), 재증착된 측벽(16s) 및 양호한 백금 프로파일, 즉 수평면에 대한 상기 측벽(16s)(또한 도 9와 도 10에 잘 도시된 바와 같은)의 각도(α)가 70도 이상이 되는 백금 프로파일을 갖는 에칭된 백금 전극층(16a)(도 9와 도 10에 잘 도시된 바와 같은)을 형성한다. 상기 에천트 가스로서 100 부피% 아르곤 사용의 단점은 재증착된 베일(16v)이 상기 백금 전극층(16)의 에칭동안 형성된다는 것이다. 상기 베일(16v)은 본직적으로 재증착된 측벽(16s)의 연장부이고 도 9-12에 잘 도시된 바와 같이 상기 에칭된 백금 전극층(16a) 상에 돌출한다. 상기 아르곤 에천트 가스에 대한 산소 및/또는 염소의 부가는 재증착된 베일(16v)과 재증착된 측벽(16s)의 형성을 최소화시키지만, 프로파일 각도(α)가 감소시킨다.
상기 베일(16v)은 바람직하게 산소, 염소 및 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 에천트 가스의 고밀도 플라즈마를 포함하는 고밀도 플라즈마 챔버에서의 상기 에칭된 백금 전극층(16a)을 오버에칭함으로써 상기 에칭된 백금 전극층(16a)으로부터 제거된다. 산소와 염소의 혼합물이 고밀도 플라즈마를 위한 에천트 가스로서 사용된다면, 상기 에천트 가스는 약 50 부피% 내지 약 100 부피% 산소와 약 0 부피% 내지 약 50 부피% 염소; 더욱 바람직하게 약 75 부피% 내지 약 85 부피% 산소와 약 15 부피% 내지 야 25 부피% 염소; 가장 바람직하게 약 80부피% 산소와 약 20 부피% 염소를 포함한다. 본 발명의 고밀도 플라즈마는 약 109/㎤ 이상, 바람직하게 약 1011/㎤ 이상의 이온 밀도를 가지는 에천트 가스의 플라즈마로서 한정될 수 있다.
상기 고밀도 플라즈마의 소스는 어떤 적당한 고밀도 소스, 이를테면 전자 이온 가속 공명(ECR), 헬리콘 공명 또는 유도성 결합 플라즈마(ICP)형 소스가 될 수 있다. 현재 모두 3개의 제조 장비가 사용되고 있다. 주요한 차이는 ECR와 헬리콘 소스는 플라즈마를 형성하고 포함하기 위해 외부 자계를 사용하는 반면, ICP 소스는 그렇지않다.
본 발명을 위한 고밀도 플라즈마는 바람직하게 웨이퍼(10)에 대한 이온 플럭스와 이온 가속 에너지를 분리하는 어플라이드 머티어리얼스의 상표명 DPSTM으로 시판되는 분리된 플라즈마 소스 에치 챔버에서 플라즈마를 유도적으로 결합함으로써 형성 또는 제공된다. 에칭 챔버의 디자인은 확장된 처리 윈도우의 이온 밀도의 완전히 개별적인 제어를 제공한다. 이것은 유도성 소스를 통해 플라즈마를 생성함으로써 달성된다. 상기 에칭 챔버내의 캐소드가 이온 가속 에너지를 결정하기 위해 RF 전계와 여전히 바이어싱되는 동안에, 제 2 RF 소스(예를 들면, 유도성 소스)는 이온 플럭스를 결정한다. 상기 제 2 RF 소스는 캐소드와 간섭하고 이온 에너지와 이온 플럭스를 효과적으로 결합하는 큰 외장 전압이 형성될 것이기 때문에 용량성이 아니다(예를 들면 캐소드처럼 전계를 사용하지않는다).
상기 유도성 플라즈마 소스는 전극보다는 유전 윈도우를 통해 RF 파워를 결합한다. 상기 파워는 RF 자계(전계가 아닌)를 통해 RE 전류로부터 코일에 결합된다. 이런 RF 자계는 플라즈마내로 통과되어 상기 플라즈마를 이온화하고 유지하는 RF 전계를 유도한다(그러므로 상기 용어 유도성 소스). 상기 유도된 전계는 용량성 전극처럼 큰 외장 전압을 형성하지 않으므로 유도성 소스는 우세하게 이온 플럭스에 영향을 미친다. 상기 캐소드 바이어스 파워는 대부분의 RF 파워(전형적으로 소스 파워 이하의 크기 등급)가 이온을 가속하는데 사용되기 때문에 이온 플럭스의 결정에서 미소한 역할을 한다. 유도성 플라즈마 소스와 용량성 웨이퍼 바이어스의 조합은 DPSTM 상표 에칭 챔버와 같은 에칭 챔버에서 웨이퍼에 도달하는 이온 플럭스와 이온 에너지의 개별적 제어를 허용한다.
상기 에칭된 백금 전극층(16a)으로부터 베일(16v)을 제거하는 본 발명의 고밀도 플라즈마를 형성하기 위한 DPSTM 상표 에칭 챔버는 1995. 2. 15에 제출되고 하이브리드 도체 및 다중반경 돔 시일링을 갖는 RF 플라즈마 반응기로 명명된 공동 계류중인 미국 특허 출원 번호 제08/389,889호에 개시된 유도성 결합 플라즈마 챔버의 어떤 DPSTM 상표 에칭 챔버가 될 것이다. 이제 공동 계류중인 출원 번호 제 08/389,889호로부터의 유도성 결합 플라즈마 반응기의 2가지 실시예를 위해 반응기 챔버(92)를 가지는 유도성 결합 RF 플라즈마 반응기(90)가 도시되어 있는 도 17과 도 18를 참조하면, 중립(n) 미립자, 양극(+) 미립자, 및 음극(-) 미립자의 고밀도 플라즈마(94)가 발견된다. 상기 반응기 챔버(92)는 접지된 도전성 실린더형 측벽(60)과 유전체 시일링(62)을 가진다. 상기 유도성 결합 RF 플라즈마 반응기(90)는 상기 챔버(92)의 중심에 (반도체) 웨이퍼(10)를 지지하기 위한 웨이퍼 페데스탈(64), 웨이퍼(10)의 상부 또는 웨이퍼 페데스탈(64)의 평면 근처에서 시작하는 상기 챔버(92)의 상부를 둘러싸고 상기 챔버(92)의 상부를 향해 그것으로부터 상향으로 연장하는 실린더형 인덕터 코일(68), 상기 챔버(92)의 내부내로 에칭 가스를 공급하기 위한 에칭 가스 소스(72)와 가스 유입구(74), 및 상기 챔버(92)의 압력을 제어하기 위한 펌프(76)를 포함한다. 상기 코일 인덕터(76)는 일반적 액티브 정합회로(80)를 통해 매칭 플라즈마 소스 파워 공급원 또는 RF 발생기(78)에 의해 에너지화되는데, 상기 코일 인덕터(68)의 상부 권선은 핫(hot : 전류가 흐르고)이 되고 하부 권선은 접지된다. 상기 웨이퍼 페데스탈(64)은 상기 바이어스 RF 파워 공급원 또는 발생기(84)에 접속되는 내부 도전부(82)와 외부 접지된 도체(86)(내부 도전부(82)로부터 절연된)를 포함한다. 그러므로, 상기 RF 발생기(78)에 의해 상기 코일 인덕터(68)에 인가되는 상기 플라즈마 소스 파워와 발생기(84)에 의해 웨이퍼 페데스탈(64)에 인가되는 상기 DC 바이어스 RF 파워는 개별적으로 제어되는 RF 공급원이다. 바이어스와 소스 파워 공급원의 분리는 공지된 기술에 따라서 이온 밀도와 이온 에너지의 독립적인 제어를 용이하게 한다. 유도성 결합 플라즈마로서 고밀도 플라즈마(94)를 형성하기 위하여, 상기 코일 인덕터(68)는 상기 챔버(92)에 인접하고 상기 RF 소스 파워 공급원 또는 RF 발생기(78)에 접속된다. 상기 코일 인덕터(68)는 상기 고밀도 플라즈마(94)의 점화하여 높은 이온 밀도를 유지하는 RF 파워를 공급한다. 상기 코일 인덕터(68)의 기하학적 형태는 상기 반응기 챔버(92)내의 고밀도 플라즈마(94)의 플라즈마 이온 밀도의 공간 분포를 결정하는데 중요할 수 있다.
상기 웨이퍼(10)에 걸친 고밀도 플라즈마(94)의 플라즈마 밀도 공간 분포의 균일도는 다중 반경 돔 형태로 시일링(62)을 형성하고 시일링(62)의 각각의 다중 반경을 개별적으로 결정 또는 조절함으로써 개선된다(원뿔 또는 반구체 시일링에 비해). 도 17의 특별한 실시예에서 상기 다중 반경 돔 모양은 시일링(62)의 중심부 둘레의 시일링(62)의 만곡부를 다소 평평하게 하고, 상기 시일링(62)의 주변부는 더 가파른 만곡부를 가진다.
도 18에 도시된 바와 같이, 상기 코일 인덕터(68)는 본 기술분야의 당업자에게 공지된 미러 코일 구성으로 상기 RF 파워 소스(78, 80)에 결합될 것이다. 도 18의 미러 코일 구성에서, 상기 RF 소스(78, 80)는 상기 코일 인덕터(68)의 중심 권선에 접속되는 반면 상기 코일 인덕터(68)의 상부와 하단부는 둘다 접지된다. 상기 미러 코일 구성은 상기 코일 인덕터(68) 상의 최대 전위를 감소시킨다는 장점을 가진다.
상기 에칭된 백금 전극층(16a)을 오버에칭하기 위해 고밀도 플라즈마, 이를테면 도 17과 도 18에 도시된 고밀도 플라즈마(94)를 사용함으로써, 상기 베일(16v)은 상기 측벽(16s)의 제거 이상으로 상기 에칭된 백금 전극층(16a)으로부터 우선적으로 제거된다. 상기 베일(16v)은 수직적이고 측면적으로 에칭되는 반면 상기 측벽(16s)은 상기 베일(16v)이 상기 측벽(16s)상의 포개져 있어 수직 에칭으로부터 측벽(16s)을 보호하기 때문에 측면적으로만 에칭된다. 대안적으로 언급하면, 상기 베일(16v)은 고밀도 플라즈마(예를 들면 고밀도 플라즈마(94))의 이온에 대해 수직 방향 및 측면 또는 횡단 방향 둘다로 노출되는 반면 상기 측벽(16s)은 상기 베일(16v)이 측벽(16s)의 수직 방향으로의 에칭을 차단하기 때문에 일반적으로 상기 이온에 대해 측면 또는 횡단 방향으로만 노출된다. 그러므로, 도 9와 도 10의 상기 백금 에칭된 웨이퍼 구조가 도 17 또는 도 18의 반응기 챔버(92)와 같은 고밀도 플라즈마 챔버내에 배치되어 도 17과 도 18에 도시된 고밀도 플라즈마(94)와 같은 고밀도 플라즈마로 에칭(예를 들어, 오버에칭)될 때, 상기 베일(16v)의 전체 에칭율(예를 들면, 수직 및 측면 에칭 둘다로부터의 전체 에칭 속도)은 상기 측벽(16s)의 측면 또는 횡단 에칭율보다 더 크다. 그러므로, 상기 베일(16v)은 상기 측벽(16s)이 상기 베일(16v)이 이들의 제거중 에칭 또는 오버에칭되는 동일한 범위까지 에칭 또는 오버에칭되지 않기 때문에 양호한 백금 프로파일(예를 들면, 도 9와 도 10에서의 각도 α는 약 70도 이상으로 유지된다)유지하면서 완전히 제거될 것이다. 상기 베일(16v)의 에칭 및/또는 제거는 높은 에칭율, 바람직하게 가능한한 더 높은 에칭율로 백금 프로파일에 손상을 주지않고 수행되는 것이 바람직하다. 또한 상기 측벽(16s)의 에칭 및/또는 제거는 본질적으로 측벽 에칭이 상기 보호층(22a)을 사용하여 본 발명의 실시예에서 수행될 때 백금 프로파일을 유지하며/또는 개선하도록 수행되는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 베일(16v)의 에칭율은 약 200Å/분 내지 약 2000Å/분, 더욱 바람직하게약 200Å/분 내지 약 1000Å/분의 범위에 있다. 상기 측벽(16s)의 에칭율은 약 0Å/분 내지 약 300Å/분의 범위에 있고, 바람직하게 약 0Å/분 내지 약 100Å/분, 가장 바람직하게 약 0Å/분 내지 약 50Å/분의 범위에 있다. 상기 베일(16v)을 에칭하기 위한 상기 에칭된 백금 전극층(16a)의 오버에칭에서 도 17과 도 18의 유도성 결합 RF 플라즈마 반응기(90)와 같은 적당한 유도성 결합 RF 플라즈마 반응기를 위한 바람직한 반응기 조건은 다음과 같다.
압력 7 내지 10 mTorr
코일 인덕터에 대한 RF 파워 750 내지 1000 와트
웨이퍼 페데스탈에 대한 RF 파워 300 내지 400 와트
코일 인덕터의 RF 주파수 2 내지 13.5 ㎒
웨이퍼 페데스탈의 RF 주파수 400 K 내지 13.5 ㎒
웨이퍼 온도 100 내지 130 ℃
베일 에칭 속도 300 내지 700 옹스트롬/분
측벽 에칭 속도 0 내지 50 옹스트롬/분
상기 에칭된 백금 전극층(16a)/절연층(18)의 선택도는 2:1 이상이며, 상기 절연층(18)을 위해 사용되는 재료에 의존한다. 더욱 일반적으로, 도 17과 도 18의 유도성 결합 플라즈마 반응기(90)와 같은 적당한 유도성 결합 플라즈마 반응기에서 상기 에칭된 백금 전극층(16a)으로부터 상기 베일(16v)을 제거하기 위한 처리 파라미터는 다음의 표 5에 열거된 바와 같은 가스(Cl2와 O2)의 흐름 속도에 기초하여 열거된 바와 같은 범위내에 있다.
처리 총괄적 범위 바람직한 범위 최적의 범위
가스 흐름, sccm
Cl2 0 내지 100 10 내지 40 20 내지 30
O2 50 내지 300 80 내지 135 85 내지 120
압력, mT 0.5 내지 40 5 내지 15 7 내지 10
코일 인덕터의 RF 파워(와트) 100 내지 3000 650 내지 1200 750 내지 1000
웨이퍼 페데스탈의RF 파워 (와트) 50 내지 1500 200 내지 500 300 내지 400
웨이퍼 온도 20 내지 500 100 내지 300 100 내지 300
베일 에칭 속도(Å/분) 200 내지 2000 200 내지 1000 300 내지 700
측벽 에칭 속도(Å/분) 0 내지 300 0 내지 100 0 내지 50
코일 인덕터의 RF 주파수 100K 내지 200㎒ 400K 내지 20㎒ 2 내지 13.5㎒
웨이퍼 페데스탈의RF 주파수 100K 내지 200㎒ 400K 내지 20㎒ 400K 내지 13.5㎒
그결과, 이전의 처리 조건은 바람직하게 약 50 내지 약 200 sccm 범위의 흐름 속도를 가지는 에천트 가스의 흐름 속도에 기초한다. 이전에 언급된 바와 같이, 상기 에천트 가스는 약 100 부피% 산소, 바람직하게 약 50 내지 약 100 부피% 산소, 가장 바람직하게 약 0 내지 약 50 부피% 염소와 약 50 내지 약 100 부피% 산소를 포함한다. 그러므로, 이전의 처리 조건은 이런 에천트 가스 조성과 이런 부피 퍼센트(%) 값에 기초할 수 있다. 도 2, 도 6, 도 8 및 도 10에 도시된 본 발명의 실시예에서, 상기 보호층(22a)은 상기 오버에칭 처리 동안 상기 에칭된 백금 전극 층(16a)의 코너(16c)를 보호한다. 전형적으로, 도 13과 도 14에 잘 도시된 바와 같이, 절연층(18a)의 일부는 오버에칭 처리 동안 에칭되어 상기 베일(16v)의 제거후 에칭된 백금 전극층(16a)의 상부 또는 상기 보호층(22a)의 상부에 잔류 절연층(18r)을 남긴다. 상기 보호층(22a)은 상기 에칭된 백금 전극층(16a)의 코너(16c)가 오버에칭동안, 특히 오버에칭 처리가 본질적으로 상기 절연층(18a)의 모두를 제거하는 상황에서 보호되도록 한다. 상기 백금 전극층(16a)의 코너(16c) 유지는 에칭된 백금 전극층(16a)을 형성하기 위해 백금 전극층(16)의 에칭동안 형성되는 백금 프로파일의 품질을 보장한다.
상기 베일(16v)이 상기 에칭된 백금 전극층(16a)으로부터 제거된후, 상기 나머지 절연층(18r)(상기 오버에칭 처리동안 완전히 제거되지않았다면)은 도 13과 도 14에 모두 잘 도시된 바와 같이 전형적으로 베일이 없는 에칭된 백금 전극층(16a)의 상부, 또는 상기 베일없는 에칭된 백금 전극층(16a)에 의해 지지되는 상기 보호층(22a)의 상부에 잔류한다. 상기 나머지 절연층(18r)은 CHF3/Ar 플라즈마와 같은 적당한 수단 및/또는 어떤 적당한 방식으로 제거되어야 한다. 도 14에 도시된 본 발명의 실시예에서도 역시, 상기 보호층(22a)은 상기 보호층(22a)으로부터의 상기 나머지 절연층(18r)의 제거후 제거되어야 한다. 상기 보호층(22a)은 어떤 적당한 수단 및/또는 적당한 방법에 의해 제거될 것이다. 예를 들면, 상기 보호층(22a)이 TiN를 포함할 때 제거는 아래의 표 6에 열거된 바와 같은 다음의 장치와 처리 조건하에서 금속 에칭 옌 CenturaTM 상표 플라즈마 처리 장치에서 Ar/Cl2 플라즈마에 의해 수행된다.
처리 총괄적 범위 바람직한 범위 최적의 범위
가스 흐름, sccm
Cl2 20 내지 150 30 내지 120 40 내지 100
Ar 20 내지 100 30 내지 80 40 내지 60
압력, mT 0.5 내지 40 4 내지 30 7 내지 14
코일 인덕터의 RF 파워(와트) 500 내지 3000 500 내지 2000 800 내지 1200
웨이퍼 페데스탈의RF 파워 (와트) 50 내지 500 50 내지 300 50 내지 150
웨이퍼 온도 20 내지 500 20 내지 150 80 내지 130
TiN 에칭 속도(Å/분) 500 내지 5000 1000 내지 3500 1500 내지 2500
코일 인덕터의 RF 주파수 100K 내지 200㎒ 400K 내지 20㎒ 2 내지 13.5㎒
웨이퍼 페데스탈의RF 주파수 100K 내지 200㎒ 400K 내지 20㎒ 400K 내지 13.5㎒
도 14에 도시된 본 발명의 실시예 동안 나머지 절연층(18r), 또는 나머지 절연층(14r)과 보호층(22a)의 제거후, 도 15a 또는 도 16a의 베일없는 에칭된 백금 전극 성층 구조가 잔류한다. 도 15b와 도 16b에 각각 잘 도시된 바와 같이, 상기 배리어층(14)은 나머지 절연층(18r)(도 15b 참조)의 제거 동안 또는 제거후 동시에 에칭될 수 있고, 또는 상기 나머지 절연층(18r)과 보호층(22a)(도 16b 참조)의 제거 동안 또는 제거후 동시에 에칭될 수 있다는 것에 유의하라.
도 1에 도시된 본 발명의 실시예에서의 상기 레지스트(20), 또는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에서의 레지스트(20) 및/또는 절연층(18a)은 백금 전극층(16)의 에칭 동안 또는 백금 전극층(16)의 에칭후와 같은 적당한 시간에 제거될 수 있다고 이해해야 한다. 유사하게, 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에서의 상기 절연층(18a) 및/또는 레지스트(20), 또는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에서의 보호층(22a) 및/또는 절연층(18a) 및/또는 레지스트(20)는 또한 오버에칭 처리동안 또는 오버에칭 처리후와 같은 어떤 적당한 시간에 제거될 것이다.
본 발명은 현재 공지된 최선의 모드를 설명하기 위해 주어지는 보기를 통해 예증될 것이다. 이런 보기에서의 농도, 혼합 비율, 온도, 압력, 속도, 화합물 등과 같은 모든 파라미터는 본 발명의 범위를 부당하게 제한하는 것으로 해석해서는 안된다.
보기
테스트 반도체 웨이퍼는 다음의 막 스택으로 공식화된다.
0.7㎛ PR(포토레지스트)/2500Å 산화물/3000Å TiN/15000Å Pt/100Å Ti
공식화된 테스트 반도체 웨이퍼의 형상 크기는 0.4㎛ 블록과 0.2㎛ 간격이다. 상기 산화물 경질 마스크(예를 들면, 절연층)는 어플라이드 머티어리얼스에 의해 상표명 산화물 에칭 MxP CenturaTM으로 시판되는 플라즈마 처리 장치의 산화물 에칭 챔버에서 오픈된다. 상기 산화물 경질 마스크를 오픈하기 위한 에천트 가스는 약 95 부피% Ar과 약 30 부피% CHF3로 구성된다. 상기 반응기와 처리 조건은 다음과 같다.
반응기 조건
압력 60 mTorr
RF 파워 850 와트
회전 자계 40 가우스
테스트 웨이퍼 온도 100 ℃
산화물 경질 마스크 에칭 속도 3000 Å/분
Ar과 CHF3의 흐름 속도에 기초한 처리 조건
CHF3 50 sccm
Ar 100 sccm
압력, mTorr 60 mTorr
RF 파워 밀도 850 와트
테스트 웨이퍼의 온도(℃) 100℃
산화물 마스크 에칭 속도(Å/분) 3000 Å/분
자계(가우스) 40 가우스
상기 포토레지스트는 마이크로파 다운스트림 O2/N2 플라즈마를 사용하여 102 초, 250℃, 1400 W, 3000 sccm O2, 300 sccm N2, 및 2Torr의 조건하에서 금속 에칭 MxP CenturaTM 상표 플라즈마 처리 장치의 ASP 챔버에서 산화물 경질 마스크로부터 스트립핑된다.
상기 TiN 보호층은 Ar과 Cl2를 사용하여 다음의 반응기와 처리 조건하에서 금속 에칭 DPS CenturaTM 상표 플라즈마 처리 장치의 DPSTM 상표 챔버에서 에칭된다.
반응기 조건
압력 7 mTorr
코일 인덕터에 대한 RF 파워 900 와트
웨이퍼 페데스탈에 대한 RF 파워 100 와트
테스트 웨이퍼 온도 110 ℃
TiN 에칭 속도 2000 Å/분
Ar과 Cl2의 흐름 속도에 기초한 처리 조건
Ar 25 sccm
Cl2 50 sccm
압력 7 mTorr
코일 인덕터에 대한 RF 파워 900 와트
웨이퍼 페데스탈에 대한 RF 파워 100 와트
테스트 웨이퍼의 온도(℃) 110℃
TiN 에칭 속도 2000 Å/분
다음에 상기 테스트 반도체 웨이퍼의 백금층이 에천트 가스로서 Ar를 사용하여 다음의 반응기와 처리 조건하에서 금속 에칭 DPS CenturaTM 상표 플라즈마 처리 장치의 DPSTM 상표 챔버에서 에칭된다.
반응기 조건
압력 7 mTorr
코일 인덕터에 대한 RF 파워 750 와트
웨이퍼 페데스탈에 대한 RF 파워 400 와트
테스트 웨이퍼 온도 120 ℃
백금 에칭 속도 2000 Å/분
Ar의 흐름 속도에 기초한 처리 조건
Ar 100 sccm
압력, mTorr 7 mTorr
코일 인덕터에 대한 RF 파워 750 와트
웨이퍼 페데스탈에 대한 RF 파워 400 와트
테스트 웨이퍼의 온도(℃) 120℃
Pt 에칭 속도(Å/분) 2000 Å/분
Pt/산화물 경질 마스크의 선택도 2:1
상기 반도체 웨이퍼의 얻어지는 에칭된 백금층은 도 19에 도시되는데, 약 75도의 백금 프로파일이 약 1100 옹스트롬의 높이를 가지는 재증착된 베일과 약 300 옹스트롬의 두께를 가지는 재증착된 측벽으로 도시된다.
상기 에칭된 백금층의 재증착된 베일은 순차적으로 상표 DPS로 시판되는 플라즈마 처리 챔버의 고밀도 플라즈마 챔버에서 제거된다. 상기 에천트 가스는 약 80 부피% O2와 약 20 부피% Cl2로 구성되며, 상기 반응기와 처리 조건은 다음과 같다.
반응기 조건
압력 7 mTorr
코일 인덕터에 대한 RF 파워 750 와트
웨이퍼 페데스탈에 대한 RF 파워 300 와트
테스트 웨이퍼 온도 110 ℃
베일 에칭 속도 330 Å/분
측벽 에칭 속도 30 Å/분
코일 인덕터에 대한 RF 주파수 2 내지 13. 5㎒
웨이퍼 페데스탈에 대한 RF 주파수 400K 내지 13.5㎒
Cl2와 O2의 흐름 속도에 기초한 처리 조건
Cl2 20 sccm
O2 80 sccm
압력, mTorr 7 mTorr
코일 인덕터에 대한 RF 파워 750 와트
웨이퍼 페데스탈에 대한 RF 파워 300 와트
테스트 웨이퍼의 온도(℃) 110℃
베일 에칭 속도(Å/분) 330 Å/분
측벽 에칭 속도(Å/분) 30 Å/분
코일 인덕터의 RF 주파수 2 내지 13.5㎒
웨이퍼 페데스탈에 대한 RF 주파수 400K 내지 13.5㎒
상기 테스트 반도체 웨이퍼의 얻어지는 반도체 오버에칭된 백금층은 도 20에 도시되어 있다. 상기 재증착된 베일이 제거되고 재증착된 측벽은 이제 약 200 옹스트롬 두께를 가진다. 그러므로, 오버에칭 단계가 1100 옹스트롬 베일의 모두가 제거되고 300 옹스트롬 두께의 재증착된 측벽으로부터 100 옹스트롬이 제거된다. 상기 Ti 배리어층은 오버에칭 단계가 너무 오랜 시간 주기 동안 수행되기 때문에 약간 에칭된다.
다음에 상기 산화물 경질 마스크가 도 21에 도시된 베일없는 테스트 반도체 웨이퍼를 형성하기 위해 6:1 HF 용액에서 제거된다. 얻어지는 TiN 보호층은 어떤 적당한 수단 및/또는 어떤 적당한 방식, 이를테면 에천트 가스로서 Ar과 Cl2를 사용한 에칭에 의해 다음의 반응기와 처리조건하에서 금속 에칭 DPS CenturaTM의 DPSTM 상표 챔버에서 제거된다.
반응기 조건
압력 7 mTorr
코일 인덕터에 대한 RF 파워 900 와트
웨이퍼 페데스탈에 대한 RF 파워 100 와트
테스트 웨이퍼 온도 110 ℃
TiN 에칭 속도 2000 Å/분
Ar과 Cl2의 흐름 속도에 기초한 처리 조건
Ar 25 sccm
Cl2 50 sccm
압력 7 mTorr
코일 인덕터에 대한 RF 파워 900 와트
웨이퍼 페데스탈에 대한 RF 파워 100 와트
테스트 웨이퍼의 온도(℃) 110℃
TiN 에칭 속도 2000 Å/분
그러므로, 본 발명의 실행에 의해 백금 전극층(16)의 에칭동안 형성되는 에칭된 백금 전극층(16a)으로부터 재증착된 베일(16v)을 제거하기 위한 방법이 제공된다. 상기 재증착된 베일(16v)은 고밀도 플라즈마를 사용하여 이전에 언급된 바와 같은 반응기와 처리 조건에 따라 에칭된 백금 전극층(16a)을 오버에칭함으로써 제거된다. 본 발명의 오버에칭 방법을 사용한 재증착된 베일(16v)의 제거에 의해, 상기 백금 프로파일이 유지되고 일반적인 기계적 또는 습식 화학적 제거 방법에 의해 발생될 수 있는 에칭된 백금 전극층(16a)에 손상을 주지않는다.
이상에서는 본 발명의 양호한 일 실시예에 따라 본 발명이 설명되었지만, 첨부된 청구 범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게는 명백하다.
본 발명의 오버에칭 방법을 사용한 재증착된 베일의 제거에 의해, 상기 백금 프로파일이 유지되고 일반적인 기계적 또는 습식 화학적 제거 방법에 의해 발생될 수 있는 에칭된 백금 전극층에 손상을 주지않는다.

Claims (13)

  1. 백금 전극으로부터 백금 전극의 에칭동안 형성되는 재증착된 베일을 제거하는 방법에 있어서,
    a) 상기 백금 전극의 에칭동안 상기 백금 전극 상에 형성된 재증착된 베일을 가지는 백금 전극을 제공하는 단계; 및
    b) 상기 백금 전극으로부터 상기 재증착된 베일을 제거하기 위하여 에천트 가스의 고밀도 플라즈마를 사용하여 단계 (a)의 상기 백금 전극을 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백금 전극으로부터 백금 전극의 에칭동안 형성되는 재증착된 베일을 제거하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고밀도 플라즈마의 에천트 가스는 염소, 산소, 아르곤 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되며;
    상기 단계 (a)의 백금 전극은 상기 에칭 단계 (b) 동안 상기 백금 전극을 선택적으로 보호하기 위하여 상기 백금 전극의 선택된 부분에 배치되는 마스크 층, 및 상기 마스크 층과 상기 백금 전극 사이의 상기 백금 전극의 상기 선택된 부분에 배치된 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백금 전극으로부터 백금 전극의 에칭동안 형성되는 재증착된 베일을 제거하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고밀도 플라즈마의 에천트 가스는 염소와 산소를 포함하며;
    상기 방법은 코일 인덕터와 웨이퍼 페데스탈을 포함하는 고밀도 플라즈마 챔버에 상기 단계 (a)의 백금 전극을 배치하는 단계, 및
    다음의 처리 조건:
    처리 파라미터 Cl2 0 내지 50 부피% O2 50 내지 100 부피% 압력, mTorr 0.5 내지 40 mTorr 코일 인덕터에 대한 RF 파워(와트) 100 내지 3000 와트 웨이퍼 페데스탈에 대한 RF 파워(와트) 50 내지 1500 와트 백금 전극의 온도(℃) 20 내지 500 ℃ 베일 에칭 속도(Å/분) 200 내지 2000 Å/분 코일 인덕터의 RF 주파수 100K 내지 200㎒ 웨이퍼 페데스탈의 RF 주파수 100K 내지 200㎒
    으로 상기 고밀도 플라즈마 챔버에서 상기 에칭 단계 (b)를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백금 전극으로부터 백금 전극의 에칭동안 형성되는 재증착된 베일을 제거하는 방법.
  4. 백금 전극을 구비하는 캐패시턴스 구조물 제조 방법에 있어서,
    a) 백금 전극층과 상기 백금 전극층의 선택된 부분에 배치된 적어도 하나의 마스크 층을 지지하는 기판을 제공하는 단계;
    b) 아르곤을 함유하는 에천트 가스의 플라즈마를 사용하여 상기 단계 (a)의 백금 전극층을 에칭하여 상기 기판이 에칭된 백금 전극층의 선택된 부분에 배치된 상기 적어도 하나의 마스크 층을 갖는 상기 에칭된 백금 전극층을 지지하도록 하는 단계; 및
    c) 캐패시턴스 구조물을 형성하기 위하여 에천트 가스의 고밀도 플라즈마를 사용하여 단계 (b)의 상기 에칭된 백금 전극층을 오버에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백금 전극을 구비하는 캐패시턴스 구조물 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 단계 (a)의 백금 전극층은 상기 마스크 층과 상기 백금 전극 사이의 상기 백금 전극층의 선택된 부분에 배치된 보호층을 더 포함하고,
    상기 에칭 단계 (b)에 의해 형성된 상기 에칭된 백금 전극층은 상기 에칭된 백금 전극층 위에 형성된 적어도 하나의 재증착된 베일을 포함하며,
    상기 오버에칭 단계 (c)는 상기 에칭된 백금 전극층으로부터 상기 적어도 하나의 재증착된 베일을 제거하는 것을 특징으로 하는 백금 전극을 구비하는 캐패시턴스 구조물 제조 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 단계 (c)의 고밀도 플라즈마의 에천트 가스는 염소, 산소 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되며;
    상기 방법은,
    상기 오버에칭 단계 (c) 이전에 코일 인덕터와 웨이퍼 페데스탈을 구비하는 고밀도 플라즈마 챔버에 상기 단계 (b)의 백금 전극층을 배치하는 단계, 및
    다음의 처리 조건:
    처리 파라미터 Cl2 0 내지 50 부피% O2 50 내지 100 부피% 압력, mTorr 0.5 내지 40 mTorr 코일 인덕터에 대한 RF 파워(와트) 100 내지 3000 와트 웨이퍼 페데스탈에 대한 RF 파워(와트) 50 내지 1500 와트 백금 전극의 온도(℃) 20 내지 500 ℃ 베일 에칭 속도(Å/분) 200 내지 2000 Å/분 코일 인덕터의 RF 주파수 100K 내지 200㎒ 웨이퍼 페데스탈의 RF 주파수 100K 내지 200㎒
    으로 상기 고밀도 플라즈마 챔버에서 상기 오버에칭 단계 (c)를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백금 전극을 구비하는 캐패시턴스 구조물 제조 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 백금 전극층은 재증착된 측벽을 더 포함하며,
    상기 처리 조건은 약 0 Å/분 내지 약 300 Å/분 범위의 측벽 에칭율을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백금 전극을 구비하는 캐패시턴스 구조물 제조 방법.
  8. 반도체 소자 제조 방법에 있어서,
    a) 회로 소자를 가지는 기판 상에 레지스트 층, 절연층, 및 백금 전극층을 형성하는 단계;
    b) 상기 백금 전극층으로부터 상기 절연층의 일부를 돌파하여 제거하도록 에천트 가스의 플라즈마를 사용하여 상기 절연층의 일부를 에칭함으로써 상기 기판이 상기 레지스트 층, 나머지 절연층, 및 상기 백금 전극층을 지지하도록 하는 단계;
    c) 상기 기판이 상기 나머지 절연층과 상기 백금 전극층을 지지하도록 상기 단계 (b)의 상기 레지스트 층을 제거하는 단계;
    d) 아르곤을 함유하는 에천트 가스의 플라즈마를 사용하여 상기 단계 (c)의 상기 백금 전극층을 에칭함으로써 상기 기판이 적어도 하나의 베일을 가지는 에칭된 백금 전극층에 배치되는 상기 나머지 절연층을 지지하도록 하는 단계; 및
    e) 상기 에칭된 백금 전극층으로부터 상기 재증착된 베일을 제거하고 반도체 소자를 제조하기 위해 에천트 가스의 고밀도 플라즈마를 사용하여 상기 단계 (d)의 상기 에칭된 백금 전극층을 오버에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 형성 단계 (a)는 상기 절연층과 상기 백금 전극층 사이의 상기 백금 전극층 상에 보호층을 배치하는 단계를 더 포함하고;
    상기 에칭 단계 (b)에 의해 형성된 상기 에칭된 백금 전극층은 상기 나머지 절연층을 갖고 상기 에칭된 백금 전극층 위에 마주되게 형성된 한쌍의 재증착된 베일을 포함하고;
    상기 오버에칭 단계 (e)는 상기 에칭된 백금 전극층으로부터 상기 한쌍의 재증착된 베일을 제거하고;
    상기 단계 (e)의 상기 고밀도 플라즈마의 에천트 가스는 산소와 염소를 포함하며;
    상기 방법은 상기 오버에칭 단계 (e) 이전에 코일 인덕터와 웨이퍼 페데스탈을 구비하는 고밀도 플라즈마 챔버에 상기 단계 (d)의 상기 에칭된 백금 전극층을 배치하는 단계, 및
    다음의 처리 조건:
    처리 파라미터 Cl2 0 내지 50 부피% O2 50 내지 100 부피% 압력, mTorr 0.5 내지 40 mTorr 코일 인덕터에 대한 RF 파워(와트) 100 내지 3000 와트 웨이퍼 페데스탈에 대한 RF 파워(와트) 50 내지 1500 와트 백금 전극의 온도(℃) 20 내지 500 ℃ 베일 에칭 속도(Å/분) 200 내지 2000 Å/분 코일 인덕터의 RF 주파수 100K 내지 200㎒ 웨이퍼 페데스탈의 RF 주파수 100K 내지 200㎒
    으로 상기 고밀도 플라즈마 챔버에서 상기 오버에칭 단계 (e)를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 백금 전극층은 재증착된 베일을 더 포함하고;
    상기 처리 조건은 약 0 Å/분 내지 약 300 Å/분 범위의 측벽 에칭율을 더 포함하며;
    상기 오버에칭 단계 (e)는 상기 한쌍의 재증착된 베일의 제거와 동시에 상기 나머지 절연층의 적어도 일부를 부가적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
  11. 기판상에 배치된 백금 전극층 에칭 방법에 있어서,
    a) 백금 전극층, 상기 백금 전극층 상의 절연층, 및 상기 절연층 상의 레지스트 층을 지지하는 기판을 제공하는 단계;
    b) 상기 백금 전극층으로부터 상기 절연층의 일부를 돌파하여 제거하도록 에천트 가스의 플라즈마를 사용하여 상기 절연층의 일부를 에칭함으로써 상기 백금 전극층의 일부를 노출하고 상기 기판이 상기 백금 전극층, 상기 백금 전극층 상의 나머지 절연층, 및 상기 나머지 절연층 상의 상기 레지스트 층을 지지하도록 하는 단계;
    c) 아르곤을 포함하는 에천트 가스의 플라즈마를 사용하여 상기 단계 (b)의 상기 백금 전극층의 노출된 부분을 에칭함으로서 상기 기판이 적어도 하나의 재증착된 베일을 가지는 에칭된 백금 전극층, 및 상기 에칭된 백금 전극층 상의 상기 나머지 절연층을 지지하도록 하는 단계; 및
    d) 상기 에칭된 백금 전극층으로부터 상기 재증착된 베일을 제거하도록 에천트 가스의 고밀도 플라즈마를 사용하여 단계 (c)의 상기 에칭된 백금 전극층을 오버에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판상에 배치된 백금 전극층 에칭 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제공 단계 (a)는 상기 백금 전극층에 상기 백금 전극층과 상기 절연층 사이에 배치된 보호층을 제공하는 단계를 더 포함하고;
    상기 단계 (d)의 상기 고밀도 플라즈마의 에천트 가스는 산소를 포함하고;
    상기 방법은,
    상기 오버에칭 단계 (b) 이전에 코일 인덕터와 웨이퍼 페데스탈을 구비하는 고밀도 플라즈마 챔버에 상기 단계 (b)의 상기 에칭된 백금 전극층을 배치하는 단계, 및
    다음의 처리 조건:
    처리 파라미터 O2 약 100 부피%까지 압력, mTorr 0.5 내지 40 mTorr 코일 인덕터에 대한 RF 파워(와트) 100 내지 3000 와트 웨이퍼 페데스탈에 대한 RF 파워(와트) 50 내지 1500 와트 백금 전극의 온도(℃) 20 내지 500 ℃ 베일 에칭 속도(Å/분) 200 내지 2000 Å/분 코일 인덕터의 RF 주파수 100K 내지 200㎒ 웨이퍼 페데스탈의 RF 주파수 100K 내지 200㎒
    으로 상기 고밀도 플라즈마 챔버에서 상기 오버에칭 단계 (d)를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판상에 배치된 백금 전극층 에칭 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 백금 전극층은 재증착된 측벽을 더 포함하고;
    상기 처리 조건은 약 0 Å/분 내지 약 300 Å/분 범위의 측벽 에칭율을 더 포함하며;
    상기 오버에칭 단계 (d)는 상기 재증착된 베일의 제거와 동시에 상기 나머지 절연층의 적어도 일부를 부가적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 기판상에 배치된 백금 전극층 에칭 방법.
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