[发明专利]进行结构化的方法

说明书

本发明涉及一种进行结构化的方法，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进行结构化的方法。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DRAM_S或FRAM_S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,SrBi₂ Ta₂O₉)，制造DRAM_S或FRAM_S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技术领域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。