KR100467474B1 - Ruthenium Oxide Etching Method - Google Patents
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Abstract
1. 청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술 분야1. The technical field to which the invention described in the claims belongs
반도체 제조 분야에 관한 것임.Regarding the field of semiconductor manufacturing.
2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 2. Technical problem to be solved by the invention
전하 저장 전극으로 이용되는 RuO2의 식각 방법을 제공하고자 함.To provide an etching method of RuO 2 used as a charge storage electrode.
3. 발명의 해결 방법의 요지3. Summary of the Solution of the Invention
소정의 하부층이 형성된 반도체 기판 상부에 RuO2막을 형성하는 단계; 상기 RuO2막 상에 포토레지스트패턴을 형성하는 단계; 및 상기 포토레지스트패턴을 식각마스크로하여 상기 RuO2막을 TCP(Transformer Coupled Plasma) 방법으로 식각하되,식각시에 10m Torr 이하의 챔버 압력에서 1㎒ 이하의 주파수를 갖는 RF 파워를 500 W 이상 인가하고 식각가스로 CHF3 가스를 사용하는 단계를 포함하여 이루어지는 RuO2막 식각 방법을 제공한다.Forming a RuO 2 film on the semiconductor substrate on which a predetermined lower layer is formed; Forming a photoresist pattern on the RuO 2 film; And etching the RuO 2 film by a TCP (Transformer Coupled Plasma) method using the photoresist pattern as an etching mask, and applying RF power having a frequency of 1 MHz or less at a chamber pressure of 10 m Torr or less at the time of etching to 500 W or more. It provides a RuO 2 film etching method comprising the step of using the CHF 3 gas as an etching gas.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
반도체 장치 제조 방법에 이용됨.Used for manufacturing semiconductor device.
Description
본 발명은 반도체 장치 제조 방법에 관한 것으로 특히, 전하 저장 전극으로 사용되는 루테늄산화막(이하 RuO2 막이라 함)의 식각 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to an etching method of a ruthenium oxide film (hereinafter referred to as RuO 2 film) used as a charge storage electrode.
반도체 소자에서 캐패시터의 정전용량(C)은 다음의 식1과 같이 표현된다.In the semiconductor device, the capacitance C of the capacitor is expressed by Equation 1 below.
[식1]
여기서 
그러나, 초고집적 소자에서는 확보할 수 있는 전하 저장 전극의 크기 및 전하 저장 전극간의 거리가 극히 작아지게 된다. 따라서, 종래의 실린더형과 같은 전하 저장 전극 구조를 이용하여 전하 저장 전극의 표면적을 넓히는 방법으로는 소자 동작에 필요한 정전용량을 확보할 수 없으므로, BST(Bismuth Strontium Titanate), PZT(Lead Zirconate Titanate), STO(Strontium Titanate) 등과 같은 유전율이 큰 물질을 사용하는 방법에 대한 연구가 진행 중이다. However, in the ultra-high integration device, the size of the charge storage electrode that can be ensured and the distance between the charge storage electrodes become extremely small. Therefore, the method of increasing the surface area of the charge storage electrode by using a charge storage electrode structure, such as a conventional cylindrical type, cannot secure the capacitance necessary for device operation. Investigating how to use materials with high dielectric constant such as STO (Strontium Titanate).
또한, BST, PZT, STO 등을 유전막으로 사용하는 경우 전하 저장 전극 물질로 RuO2를 사용하고 있는데, 지금까지 RuO2막에 대한 식각 방법이 공지되고 있지 않은 실정이다.In addition, when BST, PZT, STO, or the like is used as the dielectric film, RuO 2 is used as the charge storage electrode material, but an etching method for the RuO 2 film is not known until now.
플라즈마를 이용한 건식 식각의 방법 중의 하나인 TCP(Transformer Coupled Plasma) 챔버(chamber)는 반응실 위쪽에 코일이 놓여있고, 코일과 반응실 사이는 수정이나 세라믹 창으로 분리되어 있다. 소오스 코일에 RF 전류가 흐르면 이 RF 전류는 시간적으로 변화하는 자기장을 발생시킨다. 시간적으로 변화하는 자기장은 다시 패러데이(Faraday) 유도 법칙에 의해 시간적으로 변화하고 회전하는 전기장을 발생시킨다. 이 유도된 전기장에 의해 전자가 가속되고, 가속된 전자가 중성 기체 분자들과 충돌하므로써 플라즈마가 발생되고 유지된다. TCP는 기판 바로 위에서 플라즈마가 형성되므로 고밀도 플라즈마를 직접 반응에 사용할 수 있고 플라즈마의 직경을 늘리기가 쉬우며 자기장을 사용하지 않아 비용이 싸고 설계가 간편하다는 이점이 있으며, 통상적으로 TCP 방법을 이용한 플라즈마 건식 식각 방법에서는 기판 바이어스 파워로서 13.56 ㎒의 주파수를 갖는 RF 파워를 인가한다.In the TCP (Transformer Coupled Plasma) chamber, which is a method of dry etching using plasma, a coil is placed above the reaction chamber, and the coil and the reaction chamber are separated by quartz or ceramic windows. As RF current flows through the source coil, it generates a magnetic field that changes in time. The magnetic field that changes in time generates an electric field that changes and rotates in time by Faraday's law of induction. Electrons are accelerated by this induced electric field, and plasma is generated and maintained as the accelerated electrons collide with neutral gas molecules. Since TCP forms plasma directly on the substrate, high density plasma can be used for direct reaction, it is easy to increase the diameter of the plasma, and it is inexpensive and simple to design because it does not use a magnetic field. In the etching method, RF power having a frequency of 13.56 MHz is applied as the substrate bias power.
본 발명은 RuO2의 식각 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an etching method of RuO 2 .
상기와 같은 목적을 이루고자하는 본 발명은 RuO2막 식각 방법에 있어서, 소정의 하부층이 형성된 반도체 기판 상부에 RuO2막을 형성하는 단계; 상기 RuO2막 상에 포토레지스트패턴을 형성하는 단계; 및 상기 포토레지스트패턴을 식각마스크로 하여 상기 RuO2막을 TCP(Transformer Coupled Plasma) 방법으로 식각하되, 식각시에 10m Torr 이하의 챔버 압력에서 1㎒ 이하의 주파수를 갖는 RF 파워를 500 W 이상 인가하고 식각가스로 CHF3 가스를 사용하는 단계를 포함하여 이루어진다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method of etching a RuO 2 film, the method comprising: forming a RuO 2 film on a semiconductor substrate on which a predetermined lower layer is formed; Forming a photoresist pattern on the RuO 2 film; And etching the RuO 2 film using a TCP (Transformer Coupled Plasma) method using the photoresist pattern as an etching mask, and applying RF power having a frequency of 1 MHz or less at a chamber pressure of 10 m Torr or less at the time of etching to 500 W or more. And using CHF 3 gas as an etching gas.
본 발명은 고유전율을 갖는 PZT, BST, STO 등을 사용하는 경우에 전하 저장 전극 물질로 사용되는 RuO2의 식각 방법에 관한 것으로, 기판 바이어스 파워로 1 ㎒ 이하의 주파수를 갖는 RF 파워를 인가하고, 저압의 CHF3 가스 분위기에서 RuO2를 식각한다.The present invention relates to an etching method of RuO 2 used as a charge storage electrode material in the case of using PZT, BST, STO and the like having a high dielectric constant, and applies RF power having a frequency of 1 MHz or less as a substrate bias power. And RuO 2 are etched in a low pressure CHF 3 gas atmosphere.
이하, 본 발명의 일실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
소정의 하부층이 형성된 반도체 기판 상에 RuO2 막을 형성한 후 포토레지스트 패턴을 형성하여 식각 마스크를 형성한다. 이어서, TCP 방법을 이용한 플라즈마 식각 챔버에 포토레지스트에 대한 식각선택비가 우수한 CHF3 가스를 유입하고, 10m Torr 이하의 저압에서 RuO2 막의 식각을 실시한다. 이때, 기판 바이어스 파워로, 통상의 13.56 ㎒의 주파수를 갖는 RF 파워에 비해 상대적으로 주파수가 낮은 400 KHz의 주파수를 갖는 RF 파워를 사용하며, 또한, 1500 Å/분 이상의 식각 속도를 얻을 수 있도록 500 W 이상의 RF 파워를 인가한다. 즉, 기판 바이어스 파워로서 1㎒ 이하의 주파수를 갖는 RF 파워를 500 W 이상 인가한다.After forming a RuO 2 film on the semiconductor substrate having a predetermined lower layer, a photoresist pattern is formed to form an etch mask. Subsequently, CHF 3 gas having an excellent etching selectivity with respect to the photoresist is introduced into the plasma etching chamber using the TCP method, and the RuO 2 film is etched at a low pressure of 10 m Torr or less. In this case, as the substrate bias power, RF power having a frequency of 400 KHz, which is relatively low in frequency as compared to a conventional RF power having a frequency of 13.56 MHz, is used, and an etching rate of 1500 kHz / min or more can be obtained. Apply RF power over W. That is, RF power having a frequency of 1 MHz or less is applied as 500 W or more as the substrate bias power.
첨부된 도1은 상기한 본 발명의 일실시 예에 따른 RuO2의 식각 결과를 나타나는 SEM(scanning electron microscope) 사진이다. 사진에서 볼 수 있는 것처럼 본 발명의 식각 조건에 따라 약 70°이상의 경사를 가진 완전한 패턴이 형성되었다. 첨부된 사진에서는 본 발명의 식각조건에서의 패턴 형성을 잘 표현하기 위하여 과도 식각을 실시하여 하부층인 실리콘 산화물의 상당부분이 식각으로 제거되어있다.1 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing an etching result of RuO 2 according to an embodiment of the present invention. As can be seen in the photograph, a complete pattern with an inclination of about 70 ° or more was formed according to the etching conditions of the present invention. In the attached photograph, in order to express the pattern formation under the etching conditions of the present invention, a large portion of the silicon oxide as the lower layer is removed by etching by performing excessive etching.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the technical field of the present invention without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 RuO2의 식각 방법에 관한 것으로 RuO2를 이용한 저장전극으로 이루어지는 반도체 소자의 동작 특성을 향상시킨다.The present invention composed as described above is to improve the operating characteristics of the semiconductor device composed of a storage electrode with a RuO 2 relates to an etching method of RuO 2.
도1은 본 발명의 일실시예에 따라 식각된 RuO2막의 SEM 사진.1 is an SEM image of a RuO 2 film etched according to an embodiment of the present invention.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970051155A KR100467474B1 (en) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | Ruthenium Oxide Etching Method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970051155A KR100467474B1 (en) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | Ruthenium Oxide Etching Method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990030757A KR19990030757A (en) | 1999-05-06 |
| KR100467474B1 true KR100467474B1 (en) | 2005-05-17 |
Family
ID=37302497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1019970051155A KR100467474B1 (en) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | Ruthenium Oxide Etching Method |
Country Status (1)
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Citations (2)
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| JPH07221197A (en) * | 1994-01-31 | 1995-08-18 | Nec Corp | Method of manufacturing semiconductor device |
| JPH0878396A (en) * | 1994-09-07 | 1996-03-22 | Nec Corp | Production of semiconductor device |
-
1997
- 1997-10-06 KR KR1019970051155A patent/KR100467474B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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| JPH07221197A (en) * | 1994-01-31 | 1995-08-18 | Nec Corp | Method of manufacturing semiconductor device |
| JPH0878396A (en) * | 1994-09-07 | 1996-03-22 | Nec Corp | Production of semiconductor device |
Also Published As
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| KR19990030757A (en) | 1999-05-06 |
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