对物料层进行结构化的方法技术

本发明专利技术涉及一个对至少一个欲结构化的物料层进行结构化的方法，其步骤包括：在欲结构化的物料层上涂敷一个掩膜，在涂敷上述掩膜的情况下，对欲结构化的物层进行结构化；除去上述掩膜，其中保留了该欲结构化的物料层的再现积物；然后，再用声波作用除去上述欲结构化的物料层的再沉积物。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是一种对很难或几乎不可能用等离子体化学或干式化学方法进行刻蚀的物料层。例如，由贵金属、铁电物质、以及具有高介电常数的电解质物质所组成的物料层。高度集成的存储器组件，如DRAMS或FRAMS的迅猛发展，需要保持，甚至于改进电池容量的不断微型化。为此，需要采用微薄的介电物料层和折迭的电容式电极(槽式电池，迭式电池)。最近以来，人们用新材料，特别是顺电材料和铁电物质代替常用的氧化硅，用作蓄电池组的电容式电极。例如，人们用钛酸钡锶(BST,(Ba,Sr)TiO3)，钛酸锆酸铅(PZT,Pb(Zr,Ti)O3)，掺镧的钛酸锆酸铅或钽酸锶铋(SBT,SrBi2Ta2O9)，制造DRAMS或FRAMS的蓄电池组的电容器。因此，这些材料通常可以沉积在现有的电极上(基础电极)。这个过程是在高温下进行的。这会使得通常用于组成电容器电极的这种材料，例如掺杂质的聚硅，被轻度氧化，由此失去了其导电性，导致了蓄电池组的故障。由于其优良的氧化稳定性和/或可形成能导电的氧化物，因此我们可以优选第4d和5d的过渡金属，特别是铂金属(Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt)，特别是铂本身，以及铼，代替上述掺杂质的聚硅，用作上述蓄电池组的电极材料。同样地，上述构件不断的微型化也需要可以代替迄今被用作导体的铝的新材料。这种代替材料应该具有比铝更小的比电阻和更小的电迁移性。最合适的代替材料是铜。磁性随机存取存储器(MRAMS)的开发需要在微电子电路中的磁性的物料层(例如，Fe、Co、Ni或坡莫合金)的集成。为了从上述迄今尚未在半导体
中广泛使用的材料制备集成电路，必须对该材料的薄层进行结构化。通常，通过所谓的等离子体支撑的各向异性的刻蚀方法对迄今所用的材料进行结构化作用。为此，采用了普通的物理—化学方法。其中，使用了由一种或多种反应性气体，如氧、氯、溴、氯化氢、溴化氢或卤化烃，与惰性气体(如Ar、He)所组成的混合气体。通常，该混合气体是在一个电磁交变场中通过微小的压力激发的。图4显示了一个刻蚀室的工作方式的原理，其中描述了作为实例的平行板式反应器20。通过气体入口21，把例如Ar和Cl2的混合气体送入实际的反应室22中，并通过气体排出口29被抽吸出去。平行板式反应器的下置板24，通过一个电容器27，与高频电源28相连接，并被用作基底支撑物。通过在平行板式反应器的上置板23与下置板24上设立了高频电的交变场，就会使上述混合气体转化成等离子体25。电子的迁移率比气体阳离子的高，使得上置板23与下置板24充电，呈现与等离子体25相反的阴性。因此，上述两个板23与24对呈阳性的气体阳离子具有强的吸收力，以致于上述两个板遭受该离子，如Ar+的持续不断的撞击。因为气体压力较低，一般是0.1-10Pa，因此在中性粒子上和相互间，只发生微小有限的离子的分散。而这时离子几乎垂直地打中基底26的表面，该基底26是被平行板式反应器的下置板24所支撑的。这样，就可以在基底26之下的欲刻蚀的物层上形成一个很好的掩膜(图中未示出)。通常，人们用光敏漆作为掩膜材料。因为可以通过曝光和显影步骤比较容易进行结构化。刻蚀作用中的物理方面，是通过撞击离子(如Cl2+、Ar+)的脉冲量和动力能发生作用的。在基底与反应性的气体粒子(离子、分子、原子、原子团)之间附加发生的化学反应由此被引发或促进，同时伴随挥发性的反应产物的形成(刻蚀作用的化学方面)。上述在基底粒子和气体粒子之间发生的化学反应决定刻蚀过程的刻蚀选择性。我们非常可惜地指出，上面所提及的用于集成电路的新材料是属于化学上很难或几乎不能刻蚀的材料。其中，甚至在使用“反应性的”气体时，刻蚀损耗主要地或几乎是唯一地基于刻蚀作用中的物理方面。由于缺乏刻蚀作用中的化学方面的因素或影响很小，因此欲进行结构化作用的物料层的刻蚀损耗与掩膜或基底(刻蚀顶层)的刻蚀数量级相同。也就是说，刻蚀掩膜或基底的刻蚀选择性通常是小的(约0.3-3.0)。其结果是，通常具有倾斜侧壁的掩膜的刻蚀，以及在掩膜上的不可避免的磨刻面的形成(斜切面)，就只能确保结构化作用的较小的尺寸精确性。这种磨刻面限制了欲进行结构化作用的物料层在进行结构化作用时，所能达到的成型侧面的陡度，以及所能达到的最小的结构尺寸。在等离子体化学刻蚀方法中，当混合气体中的反应性气体的成分(特别是氯)越多，则在掩膜上的磨刻面，以及欲进行结构化作用的物料层的磨刻面就越大。相应地，当混合气体中不含有反应性气体时，例如采用纯的氩等离子体时，在欲进行结构化作用的物料层上就会形成最陡的成型侧面。除了上述所谓的欲进行结构化作用的物料层的磨刻面外，在进行结构化作用过程中，也会在欲进行结构化作用的物料层上形成所不希望的材料的再沉积现象。这种再沉积现象例如出现在漆质掩膜的侧壁上。迄今为止只能在后处理步骤中不完全地或根本不可能将其除去。在等离子体化学刻蚀方法中，当混合气体中的反应性气体成分越少时，则上述形成的再沉积物就越结实。相应地，迄今的过程控制中，在大多数情况下，控制混合气体中的氩成分维持少些，即采用氯—氩的等离子体。然而，当刻蚀气体混合物中的氯成分提高时，就又会增加掩膜的磨刻面的形成。在采用漆质掩膜的铂刻蚀作用情况下，所用的反应性气体，如氯或HBr等，会形成中间的再沉积现象，该现象在继续的刻蚀过程中又会消失。这些结构也会导致CD-扩张和扁平的铂侧壁。在不仅使用氯而且使用漆质掩膜的过程中，这是最大的缺点。在对欲结构化的物料层进行结构化作用中，用所谓的“硬掩膜”(“hard mask”)代替上述的漆质掩膜时，就会明显地使许多上述的难题迎刃而解。然而，“硬掩膜”的结构化作用需要附加的处理步骤，这势必会使整个处理过程的费用上涨。本专利技术的任务在于，提出一种，该方法使克服或减少在迄今所用的现有技术的方法中存在的缺点。用本文权利要求1或3就能实现本专利技术的目的。用本说明书中的其它权利要求以及附图，进一步描述本专利技术的较佳实施方案、造型和观点。本专利技术提供了一种对至少一个欲结构化的物料层，其中包括下列步骤在欲结构化的物料层上涂敷一个掩膜，在涂敷掩膜的情况下，对欲结构化的物料层进行结构化，除去上述掩膜，其中保留了在欲结构化的物料层上的再沉积物，用声波作用除去上述欲结构化的物料层上的再沉积物。如上所述，用声波作用就能容易地，可靠地除去上述欲结构化的物料层上的再沉积物，而后者是难于用一般化学方法除去的。其中，不会造成对已经在薄膜上形成的结构的损害或毁坏。本专利技术方法的优点在于，即在对欲结构化的物料层进行实际的结构化作用时所采用的方法中，例如等离子体化学腐蚀方法，可以不考虑所用的方法是否会导致再沉积作用的提高。因此，例如在等离子体化学刻蚀方法中，可以只用纯的氩等离子体。其结果是，还可以采用迄今仍普通使用的漆质掩膜。然而并没有出现，如同在使用反应性气体时所出现的，在掩膜上形成的过度的磨光面。此外，本专利技术还提供了一种对至少一个欲结构化的物料层，其中包括下列步骤在欲结构化的物料层上涂敷一个掩膜，在涂敷掩膜的情况下，对欲结构化的物料层进行结构化，用声波作用除去上述欲结构化的物料层的掩膜与再沉积物。同时除去掩膜和再沉积物可以省略一个处理步骤。这势必使整个过程变得简化和便宜。如果该掩膜是漆质掩膜，用以共同本文档来自技高网...

【技术保护点】
对至少一个欲结构化的物料层进行结构化的方法，其步骤包括： －在欲结构化的物料层上涂敷一个掩膜， －在涂敷上述掩膜的情况下，对欲结构化的物料层进行结构化作用， －除去上述掩膜，其中保留了该欲结构化的物料层上的再沉积物， －用声波作用除去上述欲结构化的物料层上的再沉积物。

【技术特征摘要】
DE 1997-9-3 19738591.51．对至少一个欲结构化的物料层进行结构化的方法，其步骤包括-在欲结构化的物料层上涂敷一个掩膜，-在涂敷上述掩膜的情况下，对欲结构化的物料层进行结构化作用，-除去上述掩膜，其中保留了该欲结构化的物料层上的再沉积物，-用声波作用除去上述欲结构化的物料层上的再沉积物。2．根据权利要求1的方法，其特征是，上述掩膜是漆质掩蔽物，后者宜通过灰化予以除去。3．对至少一个欲结构化的物料层进行结构化的方法，其步骤包括-在欲结构化的物料层上涂敷一个掩膜，-在涂敷掩膜的情况下，对欲结构化的物料层进行结构化作用，-用声波作用除去上述欲结构化的物料层的掩膜与再沉积物。4．根据权利要求1-3中之一的方法，其特征是上述声波作用是通过一个超声波池，粗声波装置，或受声波作用的液体喷射装置实施的。5．根据权利要求1-4中之一的方法，其特征是用“洗涤器”净化过程在除去上述的再沉积物之后进行。6．根据权利要求1-5中之一的方法，其特征是用湿式化学净化过程在除去上述的再现积物之后进行。7．根据权利要求5或6中之一的方法，其特征是该净化过程是借助于声波作用进行的。8．根据权利要求1-7中之一的方法，其特征是上述欲结构化的物层含有铜、铁、钴、镍、第4d或5d的过渡金属，特别是铂金属。9．根据权利要求1-7中之一的方法，其特征是上述欲结构化的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M恩格尔哈德特，V维恩里希，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]