(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電コンポーネントの形成方法であって、
チタン、アルミ-銅合金及び窒化チタンのうちの少なくとも１種を含む導電材料の表面に該導電コンポーネントの形状のフォトレジストマスキング層を形成するステップと、
前記導電材料を異方性エッチング処理して、少なくとも１つの側壁を有する導電コンポーネントを形成し、前記異方性エッチング処理中に、該導電コンポーネントの側壁に有機材料からなるエッチングブロック層が形成され、該フォトレジストマスキング層の側壁と上部に該エッチングブロック層の延長部が形成されるステップと、
前記異方性エッチング処理後、前記フォトレジストマスキング層を取り除いて、該導電コンポーネントの上部に該延長部を残すステップと、
該エッチングブロック層と該延長部との全体をフッ素含有化合物と不活性元素とから成るエッチャントで取り除くステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
異方性エッチングはリアクター内で実施され、エッチングブロック層の除去ステップは該リアクター内で実施されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
異方性エッチングは真空下のリアクター内で実施され、エッチングブロック層の除去ステップは該異方性エッチング処理後に真空状態のままで該リアクター内にて実施されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
不活性元素はＨｅ、Ａｒ、Ｘｅ及びＫｒから成る群から選択された元素を含んでいることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
フッ素含有化合物はＣ2Ｆ6、ＮＦ3、ＣＦ4及びＳＦ6並びにその混合物から成る群から選択されたものであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
エッチャントは、Ｈｅ、Ａｒ、Ｘｅ及びＫｒから成る群から選択された不活性元素と、Ｃ2Ｆ6 、ＮＦ3 、ＣＦ4  及びＳＦ6から成る群から選択されたフ
ッ素含有化合物とから成ることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
エッチャントはイオン増強プラズマを含んでいることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
導電ラインの形成方法であって、
チタン、アルミ-銅合金及び窒化チタンのうちの少なくとも１種を含んでいる導電材料層を形成するステップと、
該導電材料層の一部上に導電ラインの形状で側壁を有したマスキング層を形成するステップと、
該マスキング層を有した該導電材料を異方性エッチング処理して該マスキング層の下側に側壁を有した導電ラインを形成し、該異方性エッチング処理中にエッチングブロック層を該側壁上に形成するステップであって、該エッチングブロック層は該マスキング層の前記側壁に沿って形成した延長部を含んでいることを特徴とするステップと、
前記異方性エッチング処理後に前記マスキング層を取り除き、前記エッチングブロック層の前記延長部を前記導電コンポーネント形状の上方に延び出させるステップと、
フッ素含有化合物と不活性元素とから成るエッチャントで前記エッチングブロック層を取り除きながら該エッチングブロック層の前記延長部を取り除くステップと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項９】
エッチャントはイオン増強プラズマを含んでいることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
不活性元素はＨｅ、Ａｒ、Ｘｅ及びＫｒから成る群から選択された元素を含んでいることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１１】
フッ素含有化合物はＣ2Ｆ6、ＮＦ3、ＣＦ4及びＳＦ6から成る群から選択
された化合物であることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１２】
不活性元素はＨｅ、Ａｒ、Ｘｅ及びＫｒから成る群から選択された元素であり、フッ素含有化合物はＣ2Ｆ6、ＮＦ3、ＣＦ4及びＳＦ6から成る群から選択された化
合物であることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１３】
エッチャントは、Ｈｅ、Ａｒ、Ｘｅ及びＫｒから成る群から選択された不活性元素と、Ｃ2Ｆ6、ＮＦ3、ＣＦ4及びＳＦ6から成る群から選択されたフッ素
含有化合物とから成ることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１４】
不活性元素はＡｒを含んでおり、フッ素含有化合物はＣ2Ｆ6、ＮＦ3、Ｃ
Ｆ4及びＳＦ6から成る群から選択された化合物であることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１５】
エッチャントは、Ａｒと、Ｃ2Ｆ6、ＮＦ3、ＣＦ4及びＳＦ6から
成る群から選択されたフッ素含有化合物とから成ることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１６】
エッチャントは、Ａｒと、Ｃ2Ｆ6、ＮＦ3、ＣＦ4及びＳＦ6で成
る群から選択されたフッ素含有化合物とで成り、該Ａｒと該フッ素含有化合物との割合は２：１から２０：１であることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１７】
エッチャントは、ＡｒとＣ2Ｆ6とから成ることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１８】
エッチャントは、ＡｒとＮＦ3とから成ることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１９】
エッチャントは、ＡｒとＣＦ4とから成ることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項２０】
エッチャントは、ＡｒとＳＦ6とから成ることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項２１】
導電ラインの形成方法であって、
基板上にチタン層を形成するステップと、
該チタン層上にアルミ-銅合金層を形成するステップと、
該アルミ-銅合金層上に窒化チタン層を形成するステップと、
該窒化チタン層の一部上に側壁を有したフォトレジストマスキング層を導電ラインの形状で形成するステップと、
該マスキング層を有した前記窒化チタン層、前記アルミ-銅合金層及び前記チタン層を異方性エッチング処理し、該マスキング層の下側に、チタン、アルミ-銅合金及び窒化チタンを含み、側壁を有した導電ラインを形成し、前記異方性エッチング処理中に該導電ライン側壁上であって、前記フォトレジストマスキング層の前記側壁に接して有機材料を含んだエッチングブロック層を形成するステップと、
前記異方性エッチング処理後に前記フォトレジストマスキング層を取り除き、前記導電ライン上方に前記エッチングブロック層の延長部を残すステップと、
該エッチングブロック層と該エッチングブロック層の該延長部とを、フッ素含有化合物と不活性元素とから成るエッチングガスで取り除くステップと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項２２】
不活性元素はＨｅ、Ａｒ、Ｘｅ及びＫｒから成る群から選択された元素を含んでいることを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
フッ素含有化合物はＣ2Ｆ6、ＮＦ3、ＣＦ4及びＳＦ6から成る群から選択
された化合物であることを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２４】
不活性元素はＨｅ、Ａｒ、Ｘｅ及びＫｒから成る群から選択された元素であり、フッ素含有化合物はＣ2Ｆ6、ＮＦ3、ＣＦ4及びＳＦ6から成る群から選択された化
合物であることを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２５】
エッチングガスは、Ｈｅ、Ａｒ、Ｘｅ及びＫｒから成る群から選択された元素と、Ｃ2Ｆ6、ＮＦ3、ＣＦ4及びＳＦ6から成る群から選択されたフッ素含有
化合物とから成ることを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２６】
ブロック層は有機材料及び無機材料を含んでいることを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２７】
ブロック層は側壁のチタン、アルミ-銅合金及び窒化チタン上に形成され
、該チタン、アルミ-銅合金及び窒化チタン上から取り除かれることを特徴とする請求項
２１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は導電ラインのごとき導電部品あるいは導電コンポーネントの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
異方性エッチングは半導体回路の導電部品または導電コンポーネントの製造中に普通に利用されている。異方性エッチングの従来技術による処理は図１から図４を利用して解説する。図１に示す半導体ウェーハフラグメント(semiconductor wafer fragment)１０は異方性エッチングプロセスの予備ステップとして図示されている。ウェーハフラグメント１０は基板１２を含んでいる。基板１２は半導体材料層１１と、その半導体層上に形成された絶縁材料層１５とを含んでいる。半導体層１１は、例えば、ｐ型ドープ剤で軽くドープされた単結晶シリコンを含むことができる。絶縁層１５は、例えば、ボロフォスフォシリケート(borophosphosilicate)グラス（ＢＰＳＧ）を含むことができる。基板１２は表面３０と裏面３２を含んでいる。
【０００３】
本願の「特許請求の範囲」の理解を助ける目的で、用語“半導体基板”とは、半導体ウェーハ（単独または他の材料が搭載された組立品）等の大部分の半導体材料と半導体材料層（単独または他の材料を含んだ組立品）を含むがこれに限定されない半導体材料からなるあらゆる構造体と定義する。用語“基板”とは、前述の半導体基板等を含むがこれに限定されないあらゆる支持構造体と定義する。
【０００４】
タングステンプラグ１４が絶縁層１５内で形成される。タングステンプラグ１４は、基板１２と接続された集積回路を含んだ電気コンポーネントに接続ができる。チタン層１６が絶縁層１５上にタングステンプラグ１４と接触状態で形成される。アルミ-銅合金層１８がチタン層１６の上方に形成され、窒化チタン層２０が合金層１８の上方に形成される。層１６、１８及び２０は共同でコンポジット導電層２２を形成する。パターンマスキング層２４がコンポジット導電層２２の一部上で形成される。マスキング層２４はフォトレジストを含むことができる。マスキング層２４は、最終的にコンポジット導電層２２から形成される導電コンポーネントの形状で提供される。例えば、マスキング層２４は導電ラインの形状のパターンとすることができる。パターンマスキング層２４は対面する側壁２６と２８を含んでいる。
【０００５】
図２に示すコンポジット導電層２２は異方性エッチングされている。図２に示すプロセスにてコンポジット導電層２２は、エッチングがアルミ-銅合金層１８の一部で終了するように異方性エッチングされている。エッチングは、表面３０と電気的に接続している第１パワー電極（図示せず）と、裏面３２と電気的に接続している第２パワー電極（図示せず）とを有したリアクター内で実施できる。リアクターはＬＡＭ９６００リアクターでもよく、この場合には第１電極は５００ワットの誘導結合電極で、第２電極は２５０ワットのものでよい。このワット数は別のリアクターの場合では異なる。例えば、ＡＭＥ  ＤＰＳリアクターの場合は、第１電極は１５００ワットで、第２電極は５００ワットでよい。
【０００６】
異方性エッチングは、パターンマスキング層２４の側壁２６及び２８と共に延びる側壁を有した導電コンポーネント３４を創出する。異方性エッチングが進行するとき、ブロック層３６と３８が側壁２６と２８に隣接し、前記導電コンポーネント３４の側壁に沿って形成される。ブロック層３６と３８はカーボン−塩素ポリマーのごとき有機材料や、無機材料を含むことができる。ブロック層３６と３８はコンポーネント３４の側壁をエッチングから保護し、コンポジット導電層２２のエッチング部の異方性を増強させる。
【０００７】
図３に示すように、図２で説明した異方性エッチングはコンポジット導電層２２を完全に通過してエッチングしている。ブロック層３６と３８は基板１２の表面３０にまで延びている。
【０００８】
図４に示すように、マスキング層２４（図３にて図示）は取り除かれ、コンポジットコンポーネント層２２からなる導電コンポーネント形状４０が残存する。ブロック層３６と３８は導電コンポーネント形状４０に隣接している。ブロック層３６と３８は、導電コンポーネント４０上方で延びており、マスキング層２４（図３にて図示）が除去前に存在していた個所に横方向に隣接する延長部４２と４４を含んでいる。
【０００９】
図５に示すブロック層３６（図４にて図示）と３８（図４にて図示）は隣接した導電コンポーネント４０から取り除かれている。このようなブロック層を除去する１つの方法は、層３６と３８を隣接した導電コンポーネント４０から剥ぎ取るために有機溶液のバスを利用することである。有機溶液は環境に害を及ぼし、可燃ガスを製造するのでこのような方法は好ましくはない。ブロック層３６と３８の別な取り除き方法はリン酸ストリップを利用することである。しかしながら、リン酸は合金層１８のアルミ部分を不都合にエッチングするであろう。
【００１０】
導電コンポーネントを形成するための異方性エッチング後にブロック層を隣接する導電層から取り除く別の方法が望ましい。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願発明は図６から図９を利用して解説されている。図６と図７は本願発明の第１実施例を示し、図８と図９は第２実施例を示す。
【００１２】
図６と図７とで使用されている参照番号は図１から図５にかけて使用されたものに準じている。違いは“a”が付されたものと、異なる番号が付されたものである。図６は図３で説明された処理ステップにおける半導体ウェーハフラグメント１０aを示している。ウェーハフラグメント１０aは異方性エッチングされた導電コンポーネント４０a上に提供されたパターンマスキング層２４aを含んでいる。導電コンポーネント４０aは、裏面３２aと表面３０aとを有した基板１２a上に提供されている。導電コンポーネント４０aとパターンマスキング層２４aに横方向で隣接するのはブロック層３６aと３８aである。
【００１３】
図７においてブロック層３６a（図６にて図示）と３８a（図６にて図示）は取り除かれている。本願発明によれば、このようなブロック層はフッ素と不活性元素とから成るエッチャントで取り除かれる。この不活性元素は好適にはＨｅ、Ａｒ、Ｘｅ及びＫｒから成る群から選択されたものである。このフッ素は好適にはＣ2Ｆ6、ＮＦ3、ＣＦ4及びＳＦ6から成る群から選択された単一物あるいは混合物である。場合によっては、エッチャントは、Ｈｅ、Ａｒ、Ｘｅ及びＫｒから成る群から選択された一以上の不活性元素と、Ｃ2Ｆ6、ＮＦ3、ＣＦ4及びＳＦ6から成る群から選択された一以上のフッ素含有化合物とから成る。不活性元素とフッ素含有化合物との割合は理想的には２：１から２０：１である。不活性元素とフッ素含有ガスとのさらに好適な割合は１０：１である。  エッチャントはプラズマの形態でもよく、好適にはイオン増強プラズマである。
【００１４】
コンポーネント４０aは層２２（図１にて図示）と同一であるコンポジット層から異方性エッチングによって形成されている。このような異方性エッチングは好適には真空条件下のリアクター内で実施される。ブロック層３６a（図６にて図示）と３８a（図６にて図示）の除去は好適には異方性エッチング処理後に同一リアクター内で真空条件のままその場で実施される。好適にはブロック層３６aと３８aの除去処理中に、ウェーハフラグメント１０aの裏面３２aは、ウェーハフラグメント１０aの表面３０aに対して約２００ワットから約５００ワットだけバイアス(bias)されている。
【００１５】
ブロック層３６aと３８aを取り除いた後、フォトレジスト層２４aをコンポーネント４０aから取り除くことができる。
【００１６】
図８と図９に示す第２実施例においても図１から図５にかけて使用されている参照番号が利用されている。相違は“b”が付されたものと、異なる番号が付されたものである。
図８は従来技術の図４に関して説明した処理ステップにおける半導体ウェーハフラグメント１０bを示す。ウェーハフラグメント１０bは導電コンポーネント４０bと、コンポーネント４０bに横方向で隣接したブロック層３６b及び３８bを含んでいる。コンポーネント４０bは層２０b、１８b及び１６bを含んだ導電材料製のコンポジット層２２bを含んでいる。ブロック層３６bと３８bはそれぞれ導電コンポーネント４０bの上方で延びている延長部４２bと４４bを含んでいる。
【００１７】
図９に示すブロック層３６bと３８bはフッ素と不活性元素とから成るエッチャントで除去される。そのようなエッチャントは図６と図７の実施例に関して前述したものと同様である。延長部４２bと４４bは残りのブロック層３６bと３８bと共に取り除かれる。
【００１８】
例
図８に示すものに類似し、導電コンポーネントに隣接したブロック層を含んだ半導体ウェーハフラグメントが、次の条件下で、アルゴンとＮＦ3を含んだエッチャントで処理された。ウェーハは１０mtorrから５０mtorrの圧力で３５℃から７５℃に維持された。ウェーハの表面に対する裏面でのバイアスはＬＡＭ９６００リアクター内で約２５０ワットに維持された。８０標準立方センチ（sccm）のアルゴンがリアクターに入れられ、８sccmのＮＦ3がリアクターに入れられた。ブロック層は２０秒で除去された。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は従来技術による処理方法の予備ステップにおける半導体ウェーハフラグメントの断面図である。
【図２】  図２は図１のステップに続くステップにおけるウェーハフラグメントの断面図である。
【図３】  図３は図２のステップに続くステップにおけるウェーハフラグメントの断面図である。
【図４】  図４は図３のステップに続くステップにおけるウェーハフラグメントの断面図である。
【図５】  図５は図４のステップに続くステップにおけるウェーハフラグメントの断面図である。
【図６】  図６は本願発明の第１実施例によるウェーハフラグメントの断面図である。
【図７】  図７は図６のステップに続くステップにおけるウェーハフラグメントの断面図である。
【図８】  図８は本願発明の第２実施例によるウェーハフラグメントの断面図である。
【図９】  図９は図８のステップに続くステップにおけるウェーハフラグメントの断面図である。
【図１】
0003637564.tif 000002
【図２】
0003637564.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003637564.tif 000007
【図７】
0003637564.tif 000008
【図８】
0003637564.tif 000009
【図９】
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