(57)【要約】  銅インターコネクトを覆う暴露されたバリヤー層を含むエッチングされた誘電体物質を有する集積回路(IC)構造からフォトレジスト層を除去する方法。バリヤー層は、5窒化ケイ素または炭化ケイ素のような物質によって構成される。本方法は、一酸化炭素(CO)をさらすガス混合物を反応器に供給する工程を含む。ついで、反応器内で、プラズマを発生させる。フォトレジスト層は、ついで、暴露されたバリヤー層をほとんどまたは全くエッチングすることなく選択的に除去される。
2007511099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
暴露されたバリヤー層を含むエッチングされた誘電体層を有する集積回路(IC)構造からフォトレジスト層を除去する方法であり、前記誘電体層がケイ素および酸素を含み、前記バリヤー層が窒化ケイ素および炭化ケイ素からなる群より選択される物質によって構成され、該方法が、
一酸化炭素(CO)を含む第1のガス混合物を反応器に供給し；
前記反応器内でプラズマを発生させ；
前記暴露されたバリヤー層をほとんどまたは全くエッチングすることなく、前記フォトレジスト層を選択的に除去する；
各工程を含む方法。
【請求項２】
前記誘電体物質が、二酸化ケイ素である、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記第1のガス混合物が、さらに、酸素(O2)を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記第1のガス混合物が、さらに、窒素(N2)を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記第1のガス混合物が、さらに、酸素(O2)、窒素(N2)、窒素(N2)/酸素(O2)、一酸化窒素(N2O)、アンモニア(NH3)、窒素(N2)/水素(H2)および水蒸気(H2O)からなる群より選択されるガス混合物を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記エッチングされた誘電体物質が、二酸化ケイ素、酸化ケイ素、有機シリケートガラスおよびフッ素化されたシリケートガラスからなる群より選択される物質によって構成される、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記IC構造が、さらに、前記誘電体とフォトレジストとの間に位置するキャップ層を含み、前記キャップ層が、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭化ケイ素および窒化ケイ素からなる群より選択される物質によって構成される、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
前記IC構造から前記フォトレジストを除去するために使用される前記反応器が、前記誘電体をエッチングするためにも使用される、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
エッチングされた第1の誘電体層；窒化ケイ素および炭化ケイ素からなる群より選択される物質によって構成される暴露された第2のバリヤー層；および、前記バリヤー層に隣接する導電性インターコネクトと前記導電性インターコネクトに隣接する第2の誘電体物質を含む第3の層を有し、前記バリヤー層が、前記エッチングされた第1の誘電体層と前記第3の層との間に存在する集積回路(IC)構造からフォトレジスト層を除去する方法であって、
一酸化炭素(CO)を含む第1のガス混合物を反応器に供給し；
前記反応器内でプラズマを発生させ；
前記暴露されたバリヤー層をほとんどまたは全くエッチングすることなく、前記フォトレジスト層を選択的に除去する；
各工程を含む方法。
【請求項１０】
前記第1の誘電体層と前記第2の誘電体層が、ケイ素と酸素とを含む物質によって構成される、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記第1のガス混合物が、酸素(O2)、窒素(N2)、窒素(N2)/酸素(O2)、一酸化窒素(N2O)、アンモニア(NH3)、窒素(N2)/水素(H2)および水蒸気(H2O)からなる群より選択されるガス混合物を含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１２】
前記エッチングされた第１の誘電体層が、二酸化ケイ素、酸化ケイ素、有機シリケートガラスおよびフッ素化されたシリケートガラスからなる群より選択される物質によって構成される、請求項9に記載の方法。
【請求項１３】
前記IC構造が、さらに、前記第１の誘電体層とフォトレジスト層との間に位置するキャップ層を含み、前記キャップ層が、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭化ケイ素および窒化ケイ素からなる群より選択される物質によって構成される、請求項9に記載の方法。
【請求項１４】
前記IC構造から前記フォトレジストを除去するために使用される前記反応器が、前記第1の誘電体層をエッチングするためにも使用される、請求項9に記載の方法。
【請求項１５】
暴露されたバリヤー層を含むエッチングされた誘電体層を有する集積回路(IC)構造からフォトレジスト層を除去する方法であり、前記バリヤー層が窒化ケイ素および炭化ケイ素からなる群より選択される物質によって構成され、該方法が、
前記酸化性ガス混合物が、一酸化炭素(CO)を含み、前記酸化性ガス混合物が、酸素(O2)、窒素(N2)、窒素(N2)/酸素(O2)、一酸化窒素(N2O)、アンモニア(NH3)、窒素(N2)/水素(H2)および水蒸気(H2O)からなる群より選択されるガス混合物を含む第1のガス混合物を反応器に供給し；
前記反応器内でプラズマを発生させ；
前記暴露されたバリヤー層をほとんどまたは全くエッチングすることなく、前記フォトレジスト層を選択的に除去する；
各工程を含む方法。
【請求項１６】
前記誘電体層が、ケイ素と酸素とを含む物質によって構成される、請求項13に記載の方法。
【請求項１７】
前記エッチングされた誘電体物質が、二酸化ケイ素、酸化ケイ素、有機シリケートガラスおよびフッ素化されたシリケートガラスからなる群より選択される物質によって構成される、請求項13に記載の方法。
【請求項１８】
前記IC構造が、さらに、前記誘電体層と前記フォトレジストとの間に位置するキャップ層を含み、前記キャップ層が、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭化ケイ素および窒化ケイ素からなる群より選択される物質によって構成される、請求項13に記載の方法。
【請求項１９】
前記IC構造から前記フォトレジストを除去するために使用される前記反応器が、また、前記誘電体層をエッチングするために使用される、請求項13に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
発明の分野
本発明は、有機フォトレジストのストリッピングの間のバリヤー層損失の最小化に関する。さらに詳しくは、本発明は、バリヤー物質、例えば、窒化ケイ素または炭化ケイ素を有する集積回路(IC)構造のエッチングに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の説明
半導体デバイスは、典型的には、半導体基板上に形成され、多重レベルのパターン形成およびインターコネクトされた層を含むことが多い。例えば、多くの半導体デバイスは、導電性ライン(例えば、インターコネクト)の多重層を有する。導電性ラインまたはその他の導電性構造、例えば、ゲート電極は、典型的には、誘電体物質(すなわち、絶縁体物質)によって分離され、必要に応じて、誘電体物質を通るビアによって一緒に結合させることができる。
【０００３】
半導体集積回路(IC)製造プロセスの間に、デバイス、例えば、構成部品トランジスタが半導体ウエハ基板上に形成される。ついで、所望されるICを構築するために、異なる層上に種々の物質が析出される。典型的には、導電層としては、誘電体物質、例えば、低-k誘電体物質により相互に絶縁されたパターン形成された金属化ライン、ポリシリコントランジスタゲート等を挙げることができる。
【０００４】
集積回路製造にて、従来技術アルミニウム基体のIC構造に存在したシグナル伝播を伴うRC遅延を短縮するために、銅インンターコネクトとデユアルダマスク細工構造の組み合わせが使用されている。デユアルダマスク細工処理工程にて、導電性物質をエッチングする代わりに、ビアおよびトレンチが誘電体物質にエッチングされ、銅を充填される。過剰の銅は、シグナル伝播のためのビアによって連結された残留銅ラインを残してCMPによって除去される。RC遅延をなおさらに短縮するために、低誘電率一定の物質が使用されている。誘電率一定物質としては、二酸化ケイ素および低-k誘電率一定物質、例えば、有機シリケートガラス(OSG)物質が挙げられる。
【０００５】
低-k物質は、銅デユアルダマスク細工プロセスを使用して、IC構造に組み込まれる。デユアルダマスク細工構造は、ライン用のトレンチとビア用の孔とを作り出すエッチングプロセスを使用する。ビアとトレンチとは、ついで、金属化されて、インターコネクト配線を形成する。2つの周知のデユアルダマシンスキームは、ビア第1配列およびトレンチ第1配列と称される。
【０００６】
デユアルダマシンプロセスの間に、典型的には、1つ以上のバリヤー層を使用して、銅インターコネクトから隣接する物質に拡散する銅原子によって、半導体デバイスの銅インターコネクトに隣接する物質が汚染されるのを保護する。例えば、バリヤー層は、銅インターコネクトから隣接するケイ素含有構造に拡散する銅によって、隣接するケイ素含有構造が触媒毒されるのを保護する。
【０００７】
典型的なバリヤー層は、また、“拡散バリヤー層(diffusion barrier layer)”とも、または、“エッチストップ層(etch stop layer)”とも称される。一般に使用されるバリヤー層の1つは、窒化ケイ素(Si3N4)または短縮してSiNである。一般に使用されるバリヤー層のもう1つは、非晶質炭化ケイ素とも称される炭化ケイ素であるか、または、SiCxNyHZOwの若干の組み合わせである。
【０００８】
ケイ素および酸素含有誘電体のエッチングの間に、典型的には、フッ素含有ガス混合物を使用して、ケイ素および酸素含有誘電体をエッチングする。フッ素含有ガス混合物は、IC構造と反応して、IC上および反応器内に析出するフッ素化されたポリマー(CxHyFz)を生ずる。
【０００９】
典型的には、誘電体のエッチングに続くプロセス工程は、フォトレジスト層の除去または“ストリッピング”である。フォトレジスト層除去の間に、酸化性ガス混合物を使用して、有機フォトレジストを除去する。従来技術にて、酸化性ガス混合物はフッ素化されたポリマーと反応して、バリヤー側をエッチングするガス混合物を生ずる。バリヤー層のエッチングがバリヤー層に開口を生ずる場合、IC構造は、誘電体層への銅拡散にさらされる。誘電体層への銅拡散は、IC構造を汚染し、ICの誘電体特性を弱める。
【００１０】
概要
バリヤー層からのバリヤー物質の損失を最小化する集積回路(IC)構造からフォトレジスト層を除去する方法。IC構造は、フォトレジスト層；エッチングされた誘電体層；および、銅インターコネクトを覆う暴露されたバリヤー層を含む。1つの実施態様にて、エッチングされる誘電体物質は、ケイ素と酸素とを含む物質によって構成される。もう1つの実施態様にて、エッチングされた誘電体物質は、例えば、二酸化ケイ素、酸化ケイ素、有機シリケートガラスまたはフッ素化されたシリケートガラスのような物質によって構成される。暴露されたバリヤー層は、例えば、窒化ケイ素または炭化ケイ素のような物質によって構成される。
【００１１】
本方法は、とりわけ、一酸化炭素(CO)を含む第1のガス混合物を反応器内に供給する工程を含む。1つの実施態様にて、第1のガス混合物は、COと酸素(O2)とを含む。もう1つの実施態様にて、第1のガス混合物は、COと窒素(N2)とを含む。その他のガス混合物は、COと；窒素(N2)/酸素(O2)、一酸化窒素(N2O)、アンモニア(NH3)、窒素(N2)/水素(H2)および水蒸気(H2O)からなる群より選択されるガス混合物とを含む。
【００１２】
本方法は、ついで、進行して、反応器内にプラズマを発生させる。フォトレジスト層は、ついで、暴露されたバリヤー層をほとんどまたは全くエッチングすることなく、選択的に除去され、それによって、バリヤー層からの炭化ケイ素または窒化ケイ素の損失を最小化する。正確な機構は、公知ではないが、ウエハおよび/または反応器上に析出したF含有ポリマー(CxHyFz)からレリースされたフッ素を一酸化炭素(CO)が捕捉すると仮定される。バリヤー層の損失を最小化することによって、基礎をなす銅インターコネクトの一体性が確保される。
【００１３】
本発明の例としての実施態様を添付する図面にて示す。
詳細な説明
以下の詳細な説明にて、添付の図面を参照とするが、それは、本発明の一部を形成し、本発明を例示する実施態様を示す。これら実施態様は、当業者であれば本発明を実施するのに十分なほどに詳細に説明し、請求項の精神および範囲から逸脱することなく、その他の実施態様に利用することができ、構造的、論理的かつ方法論的な変更をなしうることが理解されるであろう。したがって、以下の詳細な説明は、本発明を限定するものと考えるべきではない。複数の図面にて表す同一の構成部分以外は、図面にて参照符号の指示するアラビア数字は、対応する図面の数に対応し、同一の参照符号によって特定される。
【００１４】
図1を参照すると、IC構造から窒化ケイ素または炭化ケイ素バリヤー層をエッチングしうるシステムの例が示されている。例示したシステムは、また、バリヤー層エッチング、誘電体エッチングおよびフォトレジスト除去を実施するようにも設計される。例示したシステムは、並列板プラズマシステム100、例えば、Lam Research Corporation Fremont，Californiaから入手可能な200mm EXSELAN HPTシステムである。システム100は、反応器の壁の導出口に連結した減圧ポンプ104により、所望される減圧に維持される内側102を有するチャンバを含む。エッチングガスは、ガス供給源106からガスを供給して、プラズマ反応器に供給することができる。マッチングネットワーク110を介してパワー電極112にRF源108からのRFエネルギーが供給されるデユアルフリクエンシー配列によって、反応器内に中程度の密度のプラズマを発生させることができる。RF源108は、RF出力を27MHzおよび2MHzで供給するように設計される。電極114は、接地された電極である。基板116は、パワー電極112によって支持され、ガスをプラズマ状態に電圧印加することによって発生させたプラズマでエッチングおよび/または取り去られる。その他の容量的に結合された反応器、例えば、RF出力が両電極に供給される反応器、例えば、共通所有したU.S.特許No．6,090,304に記載したデユアルフリクエンシープラズマエッチング反応器も、また、使用することができ、この特許の開示は、参考とすることによってここで組み込む。
【００１５】
あるいは、プラズマは、誘導的に連結されたプラズマ反応器、電子-サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマ反応器、ヘリコンプラズマ反応器等と称される種々のその他のタイプのプラズマ反応器にて発生させることができる。このようなプラズマ反応器は、中程度ないし高密度のプラズマを発生させるために、典型的には、RFエネルギー、マイクロ波エネルギー、磁場等を使用するエネルギー源を有する。例えば、高密度プラズマは、誘導的に連結されたプラズマ反応器とも称されるLam Research Corporationから入手可能なTransformer Coupled Plasmaエッチング反応器にて発生させることができる。
【００１６】
図2を参照すると、IC構造からフォトレジスト層を除去または“ストリッピング”するための方法のフローチャートが示されている。図2に記載した方法は、バリヤー層からのバリヤー物質の損失を最小化する。本方法は、図3Bによって示したエッチングされた図3Aにて示される例としてのIC構造300に適用される。図2のブロック202に記載したように、図3Aにて例示したICは、エッチングのための反応器内に収容される。
【００１７】
図3Aを参照し直すと、第1のフォトレジスト層302；第2のキャップ層304；第3の誘電体層306；第4のバリヤー層308；および、銅インターコネクト312を有する第5の層310を含む例としてのIC構造が示されている。この例としてのIC構造は、パターン形成された第1のフォトレジスト層302を有する。
【００１８】
図2のブロック内に記載したエッチングプロセスの間に、第2のキャップ層304と第3の誘電体層306とがエッチングされ、第4のバリヤー層308が暴露される。暴露された第4のバリヤー層308は、銅インターコネクト312を有する第5の層310を覆う。
【００１９】
限定する積もりはないが、例として、例えば、IC構造300についての第1のフォトレジスト層302は、有機フォトレジストである。例として、例えば、有機フォトレジストは、Shipley Companyからの193mmフォトレジストまたは248mmのフォトレジストである。
【００２０】
例として示す第2のキャップ層304は、二酸化ケイ素(SiO2)、酸窒化珪素(SiON)、炭化ケイ素および窒化ケイ素のようなキャップ物質によって構成される。キャップ層304は、エッチングおよびストリッピングプロセスの間、基礎となる第3の誘電体層の保護を提供する。第3の誘電体層306は、二酸化ケイ素、酸化ケイ素、有機シリケートガラスまたはフッ素化されたシリケートガラスのような物質にて構成される。キャップ層物質304の選択は、基礎となる第3の誘電体層の誘電率特性に依存する。例えば、二酸化ケイ素誘電体層では、キャップ層304は、複合酸窒化ケイ素、炭化ケイ素または窒化ケイ素であってもよい。有機シリケートガラスまたはフッ素化されたシリケートガラスについては、キャップ層304は、二酸化ケイ素、複合酸窒化ケイ素、炭化ケイ素または窒化ケイ素によって構成することができる。
【００２１】
これとは別の実施態様にて、第2のキャップ層304が存在しないか、または、第2のキャップ層304は、第1のフォトレジスト層を除去する前に、除去されている。キャップ層は、デユアルダマシン処理の間に除去されてもよい。かくして、本明細書に記載するフォトレジスト層を除去するための方法は、第2のキャップ層304を含むかまたは第2のキャップ層を含まないいずれのIC構造にも適用することができる。
【００２２】
IC構造は、また、例として示す第3の誘電体層306を含む。第3の誘電体層306は、二酸化ケイ素(SiO2)；酸化ケイ素(SiO)；有機シリケートガラス(OSG)；または、フッ素化されたシリケートガラス(FSG)のような材料によっても構成することができる。二酸化ケイ素は、Applied Material of Santa Clara，Californiaによって製造されているCVDツールを使用して、前駆体TEOSまたはシランから析出させることができる。例示するIC構造について、例示する誘電体は、図3および図4にて、SiO2として表される。もう1つの実施態様にて、誘電体層は、OSG物質、例えば、Novellus System of San Jose，CaliforniaからのCORAL TMまたはApplied Materials of Santa Clara CaliforniaからのBLACK DIAMOND TM；または、このようないずれか他のOSG物質である。なおもう1つの実施態様にて、誘電体物質は、Novellus System of San Jose，CaliforniaからのCVDツールを使用して析出させたフッ素化されたシリケートガラス(FSG)フィルムである。加えて、当業者であれば、誘電体物質は、また、例えば、ボイド空間30%より大を有する多孔質誘電体材料であってもよいことが理解されるであろう。
【００２３】
例として示す第4のバリヤー層308は、バリヤー物質によって構成される。例としてのバリヤー物質としては、窒化ケイ素(Si3N4)または短縮してSiNが挙げられる。もう1つの例としてのバリヤー物質は、非晶質炭化ケイ素とも称される炭化ケイ素；または、SiCxNyHzOwの幾つかの組み合わせである。典型的なバリヤー層308は、また、“拡散バリヤー層”または“エッチストップ層”とも称される。当業者であればバリヤー層が銅拡散の保護を提供することが理解されるであろう。
【００２４】
例としての第5の層としては、電気を伝達するインターコネクト312が挙げられる。導電性インターコネクトは、第4の誘電体層308に隣接する。典型的には、第5の層としては、また、導電性インターコネクト312に隣接するかまたは“取り囲まれる”もう1つの誘電体物質310が挙げられる。例示する例については、インターコネクト312は、銅によって構成される。あるいは、インターコネクトは、その他の導体、例えば、タングステンまたはアルミニウムによって構成される。例示するIC構造にて、インターコネクトは、誘電体物質、例えば、酸化ケイ素310(SiO)によって取り囲まれる。
【００２５】
図2および図3を参照すると、ブロック202にて、パターン形成されたフォトレジストを有する例示するIC構造300は、図1の例としての反応器100内に収容される。フォトレジスト層302は、第1のエッチングによってパターン形成される。本方法は、ついで、ブロック204に進行する。
【００２６】
ブロック204にて、例示するキャップ層304および例示する誘電体層306は、フッ素含有ガス混合物を使用してエッチングされる。印加されるフッ素含有ガス混合物のタイプは、キャップ層304と誘電体層306とのタイプに依存する。限定するつもりはないが、例として、フッ素含有ガス混合物としては、フッ素(F2)ガス、三フッ化窒素(NF3)ガス、フルオロカーボンガスまたはそれらのいずれかの組み合わせが挙げられる。典型的には、フルオロカーボンガスは、化学組成CxFyまたはCxFyHz(ここで、x、yおよびzは整数を表す。)を有する。さらになお、エッチング剤ガス混合物は、希釈剤として不活性ガスを含むのがよい。限定するつもりはないが、例として、不活性ガスとしては、貴ガスAr、He、Ne、KrおよびXeが挙げられる。
【００２７】
フッ素含有ガスを使用してエッチングした後、フッ素化されたポリマー(CxHyFz)が生じ、IC構造上および反応器内に析出することは周知である。前述したように、フッ素化されたポリマーは、ついで、フォトレジストを取り除くために使用される周知のガス混合物と反応させる。
【００２８】
ブロック206にて、一酸化炭素(CO)を含有する第1のガス混合物を反応器100に供給する。第1のガス混合物は、また、1つ以上のガスまたはガス混合物を含んでもよい。1つの実施態様にて、酸化性ガス混合物は、酸素(O2)および一酸化炭素を含む。もう1つの実施態様にて、ガス混合物は、窒素(N2)および一酸化炭素を含む。もう1つの一酸化炭素ガス混合物は、窒素(N2)と酸素(O2)とのガス組み合わせを含む。一酸化炭素を含むだろうなおもう1つのガス混合物は、また、ガス一酸化窒素(N2O)を含む。一酸化炭素を含むだろうさらになおもう1つのガス混合物は、ガスアンモニア(NH3)を含む。一酸化炭素を含むだろうさらになおもう1つのガス混合物は、窒素(N2)と水素(H2)とのガス組み合わせを含む。一酸化炭素を含むなおもう1つのガス混合物は、また、水蒸気(H2O)も含む。
【００２９】
本方法は、ついで、ブロック208に進行し、そこで、一酸化炭素を有する酸化性ガス混合物に電圧印加することによって、反応器内にプラズマを発生させる。ブロック210にて、暴露されたバリヤー層をほとんどまたは全くエッチングすることなく、フォトレジスト層が選択的に除去され、それによって、バリヤー層からの炭化ケイ素または窒化ケイ素の損失を最小化する。正確な機構は公知ではないが、一酸化炭素(CO)がICおよび/または反応器上に析出させた重合されたフッ素(CxHyFz)からフッ素を捕捉すると仮定される。バリヤー層の損失を最小とすることによって、基礎をなす銅インターコネクトの一体性を確保する。さらに、ストリッピングプロセスにおける一酸化炭素の使用は、IC構造上に塗被されるバリヤー層のより薄い厚さを可能とし、それによって、銅インターコネクトの低い容量を生ずる。さらに、ストリッピングプロセスにおける一酸化炭素の使用は、エッチングのために使用される同様の反応器100でストリッピングプロセスを行うことを可能とする。
【００３０】
例示する実施態様について、上記した第1のガス混合物は、一酸化炭素(CO)、窒素(N2)および酸素(O2)によって構成される。かなり広い範囲の例示する実施態様にて、処理パラメータについての範囲は、N2流速10〜5000sccm、O2流速10〜5000sccmおよびCO流速10〜5000sccmで、作動圧力5〜2000mTorr、RF電源についての出力範囲50〜1000Wにて行うことができる。
【００３１】
27MHzおよび2MHzでRF出力を供給するように設計されたRF電源を有するより狭い範囲の例示する実施態様にて、処理パラメータについての範囲は、N2流速50〜2000sccm、O2流速50〜2000sccmおよびCO流速50〜2000sccmで、作動圧力20〜1000mTorr、27MHzRF出力について0〜600W、2MHzRF出力について0〜6000Wにて行うことできる。
【００３２】
例示するシステム100を使用するなおさらに狭い実施態様にて、処理パラメータについての範囲は、N2流速100〜1000sccm、O2流速100〜1000sccmおよびCO流速100〜1000sccmで、作動圧力30〜900mTorr、27MHzRF出力について0〜400W、2MHzRF出力について0〜400Wにて行うことできる。
【００３３】
制限するつもりはないが、例として、フッ素含有ガスでエッチングした二酸化ケイ素(SiO2)誘電体層と窒化ケイ素バイリヤー層とを有するIC構造から有機フォトレジストを除去するための複数の作動プロセスパラメータを表1にて示す。
【００３４】
【表１】
2007511099.tif 000003
【００３５】
表1にて、2つの異なる“試験”についてのプロセスパラメータを示す。試験は、20℃、200mmウエハ上で行った。温度範囲は、0℃〜50℃で変化させることができる。有機フォトレジストのストリッピングの間のエッチング時間は、表1にて“PR”と称し、60秒であった。ストリッピング時間は、10〜120秒で変化させることができる。第1の試験についての選択性は、選択性の比1000を生ずるフォトレジスト(PR)ストリッピング速度対SiNエッチング速度の比を考慮することに基づく。
【００３６】
プロセスブロック212にて、例示したIC構造は、トレンチエッチングのために再度パターン形成される。当業者であれば、このプロセスが、典型的には、反応器100から例として示すIC構造に随伴するウエハを除去することを必要とすることが理解されるであろう。周知のリソグラフィーシステムおよび方法を使用して、このウエハは、再度、パターン形成される。再パターン形成するプロセスは、図3Dに示すように、パターン形成されたフォトレジスト層316を発生させる工程を含む。
【００３７】
プロセスブロック214にて、ウエハは、例示する反応器100に戻される。ついで、ブロック204にて上記したように、フッ素含有ガスを使用して、ウエハに対応するIC構造について、トレンチエッチングの用意をする。トレンチエッチングの完了後、本方法は、ブロック216に進行し、そこで、IC構造については、同様の例示した反応器100にてフォトレジスト除去の用意をする。ブロック206にて記載したように、一酸化炭素を含む第2のガス混合物を、ブロック216にて反応器100に供給する。ブロック218にて、一酸化炭素を含む第2のガス混合物は、ついで、ブロック208にて上記したようにして電圧印加する。当業者であれば、第1のガス混合物および第2のガス混合物が同様および/または異なる化学的特性を有することのできる本開示の利点を理解しうるであろう。ブロック218にて、フォトレジストは、ついで、バリヤー物質をほとんどまたは全く損失することなく、取り除かれ、それによって、フォトレジストストリッピングの間のバリヤー層物質の損失の最小化を生ずる。
【００３８】
図3A〜図3Fを参照すると、バリヤー層が、上記したように、窒化ケイ素および/または炭化ケイ素によって構成されるバリヤー層のエッチングに関して複数の同寸法の図300を示す。例示するIC構造300の同寸法の図は、上記した方法の目視図を提供する。
【００３９】
図3Aは、第1のパターン形成されたフォトレジスト層302；SiO2によって構成される第2のキャップ層304；第3の誘電体層306；第4の層308；および、銅インターコネクト312を含む第5の層を有する例示IC構造300の同寸法の図を示す。IC構造300は、上記でさらに詳細に説明した。
【００４０】
図3Bにて、ビア314は、第2のキャップ層304と第3の誘電体層306を貫通して暴露されるバリヤー層308に至るまでエッチングされている。ビア314は、ブロック204にて記載したように、フッ素含有ガス混合物を使用して、エッチングされる。先に記載したように、エッチングプロセスは、ウエハおよび反応器上に析出される重合されたフッ素を生ずる。
【００４１】
図3Cを参照すると、フォトレジスト層304は、IC構造300から除去される。フォトレジストは、ブロック206、208および210にて上記した方法を使用して、除去または取り除かれる。要約すると、フォトレジスト層は、一酸化炭素を含む第1のガス混合物から発生されるプラズマにより除去される。本発明者の仮定によると、ストリッピングプロセスの間に、第1のガス混合物が重合されたフッ素をフッ素含有ガスに変換し、フッ素含有ガスが暴露されたバリヤー層308をほとんどまたは全くエッチングすることがないように、一酸化炭素がフッ素含有ガスからのフッ素と反応するかまたはそのフッ素を捕捉すると考えられる。
【００４２】
図3Dにて、例として示すIC構造300は、プロセスブロック212にて上記したように、トレンチエッチングするために再パターン形成される。再パターン形成プロセスは、トレンチパターン形成されたフォトレジスト層316を生ずる工程を含む。ウエハは、ついで、例示した反応器100に戻し、ブロック214にて上記したように、トレンチエッチングの用意がなされる。
【００４３】
さて、図3Fを参照すると、トレンチエッチングが完了した後のIC構造を示し、第2のキャップ層304と第3の誘電体層306がエッチングされる。上記したように、トレンチエッチングを実施するために、フッ素含有ガスが再度使用される。トレンチエッチングの完了後、IC構造は、フォトレジストストリッピングの用意がなされる。
【００４４】
図3Eにて、一酸化炭素を含むブロック216および218にて記載した第2のガス混合物を使用して、フォトレジスト層316を除去した後のIC構造を示す。ストリッピングプロセスの間、バリヤー物質の損失は、ほとんどまたは全くない。このストリッピングプロセスは、バリヤー層308物質の損失の最小化を生ずる。
【００４５】
本説明は、明細書における多くの制限を含むが、これらは、請求項の範囲を制限すると解釈すべきではなく、ただ単に、本発明の現在的に好ましい実施態様の幾つかの例を挙げるものである。多くのその他の実施態様は、本明細書を再検討することにより、当業者であれば、容易に理解されるであろう。かくして、本発明の範囲は、特許請求の範囲の請求項と、このような請求項が与える等価体の十分な範囲とによって決定すべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図1は、IC構造からフォトレジスト層を除去することのできる例としてのシステムである。
【図２】図2は、フォトレジスト層を除去し、バリヤー層を確保するためのフローチャートである。
【図３Ａ】図3Aは、図2に記載した方法を使用したフォトレジストが除去される例としてのIC構造の同寸法図を提供する。
【図３Ｂ】図3Bは、図2に記載した方法を使用したフォトレジストが除去される例としてのIC構造の同寸法図を提供する。
【図３Ｃ】図3Cは、図2に記載した方法を使用したフォトレジストが除去される例としてのIC構造の同寸法図を提供する。
【図３Ｄ】図3Dは、図2に記載した方法を使用したフォトレジストが除去される例としてのIC構造の同寸法図を提供する。
【図３Ｅ】図3Eは、図2に記載した方法を使用したフォトレジストが除去される例としてのIC構造の同寸法図を提供する。
【図３Ｆ】図3Fは、図2に記載した方法を使用したフォトレジストが除去される例としてのIC構造の同寸法図を提供する。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【国際調査報告】
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