(57)【要約】【課題】誘電体層などの基板の内部にまたは上に配置されたタングステンをエッチングするための改善された方法を提供すること。【解決手段】特徴内部のおよび基板の頂面の上のタングステン層の第１の頂面を平らにするステップと、過酸化水素などの過酸化物、および強酸または強塩基のうちの１つを用いてタングステン層をエッチングして、基板の上からタングステン層の第１の部分を除去し、基板の頂面の下のレベルにタングステン層の第２の頂面を形成するステップと、を含むタングステンをエッチングする方法が開示される。本方法は、基板の頂面の下のレベルに、あるいはビアもしくはトレンチなどの１つまたは複数の特徴内部に、タングステン層の実質的に平らな、または平坦な頂面を形成するのに適する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特徴内部のおよび基板の頂面の上のタングステン層の第１の頂面を平らにするステップと、
過酸化水素、および強酸または強塩基のうちの１つを用いて前記タングステン層をエッチングして、前記基板の上から前記タングステン層の第１の部分を除去し、前記基板の前記頂面の下のレベルにタングステン層の第２の頂面を形成するステップと、
を含む、タングステンをエッチングする方法。
【請求項２】
平らにするステップが前記基板の上の前記タングステン層の前記第１の部分を平坦化して、前記基板の前記頂面の上方にタングステン層の第１の実質的に平らな頂面を形成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記タングステン層が実質的に純粋なタングステン、純粋なタングステン、タングステン合金、およびこれらの組合せを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記タングステン層が、前処理されたタングステンから形成され、前記前処理されたタングステンが前処理されていないタングステンと比較して、増加した硬度値を有し、粒径を増大させる、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
実質的に純粋なタングステン、純粋なタングステン、タングステン合金、またはタングステン材料を少なくとも摂氏４５０度まで加熱するステップと、誘電体層の上に前記タングステン層を形成するステップと、をさらに含み、前記タングステン層が前記特徴内部に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記エッチングが前記基板上の前記タングステン層に対して高い選択性があることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記強酸がＨＣｌである、または前記強塩基がＮＨ4ＯＨである、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記エッチングが、前記タングステン層をエッチングして、前記特徴内部に実質的に平らな第２の頂面を形成するのに十分な時間なされる、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記時間が１秒〜５分である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記特徴が２０ナノメートル未満の幅を有する高アスペクト比のトレンチである、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記高アスペクト比のトレンチが、開口部と、前記開口部に対向する表面と、前記開口部と前記開口部に対向する表面との間の２つの側壁と、を備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記タングステン層が誘電体層の頂面上に配置され、前記誘電体層が前記特徴内部にある、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記誘電体層が窒化ケイ素、一酸化ケイ素、またはこれらの組合せを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
基板の上に、および前記基板の誘電体層内に形成された特徴の上方に配置されたタングステン層の頂面を平坦化して、前記特徴の上方に前記タングステン層の第１の平らな頂面を形成するステップと、
前記タングステン層の前記第１の平らな頂面を、前記タングステン層の前記第１の平らな頂面をエッチングするのに十分な時間、酸化剤、および強酸または強塩基のうちの１つを含むエッチング溶液と接触させて、前記特徴内部に前記タングステン層の第２の平らな頂面を形成するステップと、
を含む、タングステンをエッチングする方法。
【請求項１５】
タングステン層の実質的に平らな第１の頂面を、前記タングステン層の前記実質的に平らな第１の頂面をエッチングするのに十分な時間、過酸化水素と接触させ、および強酸または強塩基のうちの１つと接触させてもよく、前記基板に配置された特徴内部に実質的に平らな第２の頂面を形成するステップ、を含む、
基板上に配置されたタングステン層をエッチングする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、一般に、デバイスの製造、詳細には、トレンチまたはビアなどの特徴におけるタングステンのエッチングに関する。
【背景技術】
【０００２】
タングステンは、１０／７ｎｍノード以降の集積回路などのデバイスの製造、コンタクト、およびＢＥＯＬ（バックエンドライン）相互接続部の充填用途ための材料ソリューションである。タングステン（Ｗ）は、ＳｉＮまたはＳｉＯ誘電体層などの誘電体層の内部にまたは誘電体層の上にしばしば配置されるが、本発明者らは、トレンチまたはビアなどの、誘電体層を含む特徴内部に、局所的に平坦化されたタングステンの所望の滑らかな表面を得ることが困難であることに気づいた。さらに、本発明者らは、タングステンのドライエッチングが、ドライエッチングがしばしば誘電体層に対して選択性があり、これによりタングステン上の誘電体層のエッチングがより速くなり、結果としてトレンチ内部に不均一なタングステン表面が配置された容認できないトレンチになるという点で問題があることに気付いた。さらに、本発明者らは、特徴内部の頂部タングステン層表面のディッシングなどの不均一な表面仕上りが、タングステン特徴（例えば、相互接続部）のさらなる処理および下方スケーリングを制限することに気付いた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明者らは、誘電体層などの基板の内部にまたは上に配置されたタングステンをエッチングするための改善された方法を提供した。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
タングステンをエッチングするための方法が本明細書で提供される。一部の実施形態では、タングステンをエッチングする方法は、特徴内部のおよび基板の頂面の上のタングステン層の第１の頂面を平らにするステップと、過酸化水素、および強酸または強塩基のうちの１つを用いてタングステン層をエッチングして、基板の上からタングステン層の第１の部分を除去し、基板の頂面の下のレベルにタングステン層の第２の頂面を形成するステップと、を含む。
【０００５】
一部の実施形態では、タングステンをエッチングする方法は、特徴内部に配置された部分および特徴から突出する部分を有するタングステン層の頂面を平坦化して、特徴から突出する部分上に第１の平らな頂面を形成するステップであって、特徴内部に配置された部分が誘電体層上に配置されている、ステップと、第１の平らな頂面を、特徴から突出する部分をエッチングするのに十分な時間、酸化剤、および強酸または強塩基のうちの１つを含むエッチング溶液と接触させて、特徴内部に第２の頂面を形成するステップであって、第２の頂面が実質的に平らである、ステップと、を含む。
【０００６】
一部の実施形態では、タングステンをエッチングする方法は、特徴内部に配置された部分を有するタングステン層の実質的に平らな第１の頂面を、タングステン層をエッチングするのに十分な時間、過酸化水素、および強酸または強塩基のうちの１つと接触させて、特徴内部に第２の頂面を形成するステップであって、第２の頂面が実質的に平らである、ステップと、を含む。
【０００７】
一部の実施形態では、タングステンをエッチングする方法は、特徴内部に配置された部分を有するタングステン層の実質的に平らな第１の頂面を、タングステン層をエッチングするのに十分な時間、過酸化水素と接触させて、特徴内部に第２の頂面を形成するステップであって、第２の頂面が実質的に平らである、ステップを含む。
【０００８】
一部の実施形態では、基板上に配置されたタングステン層をエッチングする方法は、タングステン層の実質的に平らな第１の頂面を、タングステン層の実質的に平らな第１の頂面をエッチングするのに十分な時間、過酸化水素と接触させ、および強酸または強塩基のうちの１つと接触させてもよく、基板に配置された特徴内部に実質的に平らな第２の頂面を形成するステップ、を含む。
【０００９】
一部の実施形態では、タングステンをエッチングする方法は、基板の上に、および基板の誘電体層内に形成された特徴の上方に配置されたタングステン層の頂面を平坦化して、特徴の上方にタングステン層の第１の平らな頂面を形成するステップと、タングステン層の第１の平らな頂面を、タングステン層の第１の平らな頂面をエッチングするのに十分な時間、酸化剤、および強酸または強塩基のうちの１つを含むエッチング溶液と接触させて、特徴内部にタングステン層の第２の平らな頂面を形成するステップと、を含む。
【００１０】
本開示の他のおよびさらなる実施形態が以下に記載される。
【００１１】
上で簡単に要約され、以下でより詳細に論じる本開示の実施形態は、添付図面に表される本開示の例示的な実施形態を参照することによって理解され得る。しかしながら、添付図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示し、したがって、範囲を限定していると考えられるべきではなく、その理由は本開示が他の等しく効果的な実施形態を受け入れることができるためである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本開示の実施形態による半導体デバイスの特徴におけるタングステンをエッチングするための方法の流れ図を示す。
【図２】図２（Ａ）から（Ｄ）は、本開示の図１などの実施形態による半導体デバイスの特徴におけるタングステンをエッチングする製造段階を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
前述の事項は、本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他のおよびさらなる実施形態が本開示の基本的な範囲から逸脱せずに考案されてもよい。
【００１４】
本発明者らは、特徴内部に堆積させたタングステンが本開示による金属充填および／または湿式エッチングを含むプロセスを介して、特徴内部に平らな滑らかな層で有利には形成され得ることに気付いた。特徴内部のディッシングおよび非平坦層化を低減または排除することによって、デバイス歩留りの向上、製造コストの低減、および半導体デバイスの形成中の複数の特徴にわたる均一性の向上がもたらされる。均一性の向上は、製造が継続したときの追加のプロセス層の被覆を強化する。したがって、本開示の実施形態は、異なるＣＶＤおよびＡＬＤプロセス中に、またはさらなる処理にさらされることがあるデバイスに有利に使用され得る。一部の実施形態では、本開示の方法は、特徴内部に平坦な頂面などの著しく改善された平らな層形成を有するタングステン膜または層、および生産レベルのスループットを有利には提供する。
【００１５】
図１は、本開示の一部の実施形態による基板を処理する方法１００の流れ図である。方法１００は、図２（Ａ）〜図２（Ｄ）に表されるように基板を処理する段階に関して以下に記載される。
【００１６】
方法１００は、典型的には、プロセスチャンバの処理容積に提供される基板２００に対して行われる。一部の実施形態では、図２（Ａ）に示すように、基板２００は、タングステン層２２５で充填されるトレンチ２１０などの１つまたは複数の特徴（１つが図２（Ａ）〜図２（Ｄ）に示されている）を含み、トレンチ２１０が基板２００のベース２１４に向かって延在している。以下の記載は、１つの特徴に関してなされるが、基板２００は、以下に記載されるような任意の数の特徴（例えば、複数のトレンチ２１０、ビア、自己整合ビア、自己整合コンタクト特徴、デュアルダマシン構造など）を含むことができ、または例えば、デュアルダマシン製造プロセス、自己整合コンタクト特徴処理などのいくつかのプロセス用途での使用に適していることがある。本開示による、エッチングするのに適した特徴の非限定的な例には、トレンチ２１０のようなトレンチ、ビア、およびデュアルダマシンタイプの特徴、ならびにＥｔｃｈ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｅｔｃｈ  Ｃｈａｍｂｅｒ  Ｗｉｔｈ  Ｅｘｐａｎｄｅｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｗｉｎｄｏｗという名称のＬｉｕらによる米国特許第６，４０３，４９１号に開示された特徴が含まれる。
【００１７】
したがって、基板２００は、例えば、ビア、自己整合ビア、デュアルダマシン、または基板２００に形成されたトレンチ２１０のようなトレンチなどの１つまたは複数の特徴を有する任意の適切な基板であってもよい。実施形態において、基板２００は、シリコン（Ｓｉ）、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）もしくは二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）などの酸化ケイ素、（ＳｉＮのような）窒化ケイ素などのうちの１つまたは複数を含むことができる。非限定的な実施形態において、基板２００は、誘電体層に形成されたトレンチ２１０であってもよく、したがって、誘電体層は、基板２００であってもよく、または例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯなどの上述したような同じ材料で作られていてもよい。加えて、基板２００は、追加の材料層を含むことができ、あるいは基板２００内に、基板２００上に、もしくは基板２００の下に形成された１つまたは複数の完成したもしくは部分的に完成した構造またはデバイスを有することができる（図示せず）。実施形態では、基板２００は、誘電体層または基板２００を取り囲む追加の基板層を含むことができる誘電体層である（図２（Ａ）〜図２（Ｄ）では示されていない）。実施形態では、低誘電率材料（例えば、酸化ケイ素よりも低い、または約３．９未満の誘電率を有する材料）が基板または基板の層などとして適している可能性がある。実施形態では、基板または基板の１つまたは複数の層は、例えば、ドープされたまたはドープされていないシリコン基板、ＩＩＩ−Ｖ化合物基板、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）基板、エピ基板、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ランプディスプレイなどのディスプレイ基板、発光ダイオード（ＬＥＤ）基板、太陽電池アレイ、ソーラーパネルなどを含むことができる。一部の実施形態では、基板２００には、半導体ウエハが含まれる。
【００１８】
実施形態では、基板２００は、いかなる特定のサイズまたは形状にも限定され得ない。基板は、とりわけ、２００ｍｍの直径、３００ｍｍの直径、または４５０ｍｍなどの他の直径を有する円形のウエハであってもよい。また、基板２００は、フラットパネルディスプレイの製造で使用される多角形のガラス基板などの、任意の多角形、正方形、矩形、湾曲した、さもなければ非円形の素材であってもよい。
【００１９】
一部の実施形態では、トレンチ２１０などの特徴は、任意の適切なエッチングプロセスを使用して、基板２００をエッチングすることによって形成されてもよい。実施形態では、本開示による使用に適した特徴は、２０ナノメートル未満の幅を有する１つまたは複数の高アスペクト比のトレンチを含む。一部の実施形態では、トレンチ２１０は、１つまたは複数の側壁２２０、底面２２２、および上部コーナー２２４によって画定される。一部の実施形態では、トレンチ２１０は、高アスペクト比、例えば、約５：１〜約２０：１のアスペクト比を有することができる。本明細書で使用されるように、アスペクト比は、特徴の幅に対する特徴の深さの比である。実施形態では、トレンチ２１０は、２０ナノメートル以下、１０ナノメートル以下の幅２２６、または５〜１０ナノメートルの幅２２６を有する。
【００２０】
一部の実施形態では、１つまたは複数のビアなどの特徴は、任意の適切なエッチングプロセスを使用して、基板２００をエッチングすることによって形成されてもよい。実施形態では、本開示による使用に適した特徴は、２０ナノメートル未満の幅を有する１つまたは複数のビアを含む。一部の実施形態では、ビアは、１つまたは複数の側壁間に空間を有する１つまたは複数の側壁を含むことができる。実施形態では、ビアは、Ｐａｎｄｉｔらによる、Ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｅｄ  ｐｒｏｃｅｓｓという名称の米国特許第９，３４３，２７２号に記載された特徴などの自己整合構造を含むことができる。
【００２１】
一部の実施形態では、基板２００は、例えば、酸化ケイ素、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、（ＳｉＮのような）窒化ケイ素などの上述した材料の誘電体層を含み、またはそのような誘電体層により構成され、開口部２１１と、底面２２２などの開口部に対向する面と、開口部２１１と底面２２２、すなわち、開口部２１１に対向する面との間の側壁２２０と、を有する形状である。
【００２２】
層を堆積させるように構成されたプロセスチャンバ内で、基板２００上に、およびトレンチ２１０などの特徴内部に下地層（図２（Ａ）〜図２（Ｄ）では示されていない）を堆積させてもよい。下地層は、層の堆積に先立つ特徴の実質的な部分が、層の堆積後に充填されないままとなるように、トレンチ２１０などの特徴の側壁２２０および／または底面２２２の少なくとも一部に沿って共形に形成された層とすることができる。一部の実施形態では、下地層は、側壁２２０、例えば、２つの側壁の全体、およびトレンチ２１０の底面２２２に沿って形成されてもよい。下地層は、下地層上に配置された金属層の密着性を強化するために設けられる湿潤層であってもよい。実施形態では、下地層は、ライナーであってもよい。実施形態では、下地層は、チタン、チタン硝酸塩、タンタル硝酸塩などを含む。実施形態では、ライナーは、以下に記載されるようにタングステン層と同じ速度および同じ選択性でエッチングされる。
【００２３】
図２（Ｂ）を参照すると、タングステン層２２５は、基板２００の上に、およびトレンチ２１０などの特徴内部に堆積して示されている。実施形態では、タングステン層２２５は、タングステンまたはタングステン合金を含む。しかしながら、一部の実施形態では、タングステン層２２５は、他の金属、タングステン合金、およびニッケル、錫、チタン、タンタル、モリブデン、プラチナ、鉄、ニオブ、パラジウムなどのドーパント、ニッケルコバルト合金、ドープされたコバルト、ならびにこれらの組合せを含むこともできる。実施形態では、タングステンおよびタングステン含有材料は、実質的に純粋なタングステン、または１、２、３、４、もしくは５％以下の不純物を有するタングステンである。実施形態では、タングステン層２２５は、ＣＶＤおよびＡＬＤ処理の結果として得られるタングステン膜またはタングステン含有膜であり、純粋なタングステン（Ｗ）、窒化タングステン（ＷＮ）、タングステンケイ素化合物（ＷkＳｉl）、または酸化タングステン（ＷnＯm）膜を含んでもよく、ここでｋ、ｌ、ｍ、およびｎは、すべて引っくるめて１から６までの範囲にある整数である。実施形態では、炭素核種を含有するタングステンは、タングステン層２２５を形成するために回避されてもよく、例えば、炭化タングステン（ＷＣ）、炭窒化タングステン（ＷＣＮ）などを排除して、使用しないようにすることができる。
【００２４】
一部の実施形態では、図２（Ｂ）に示すように、タングステン層２２５は、基板２００の底面２２２の上に、および基板２００に形成されたトレンチ２１０内部に堆積する。タングステン層２２５は、任意の適切な堆積プロセスまたは処理チャンバを使用して堆積させることができる。例えば、処理チャンバの１つの適切な非限定的な例は、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から入手可能なＯＬＹＭＰＩＡ（商標）ブランドのＡＬＤシステムを含むことができる。他の適切なプロセスチャンバが同様に使用されてもよい。
【００２５】
一部の実施形態では、タングステンは、トレンチ２１０などの特徴内に堆積させる前に、タングステンを少なくとも摂氏４５０度に加熱することによって前処理される。実施形態では、タングステンは、粒径を増大させ、特徴内部の硬度係数を増加させたタングステンを形成するために加熱される。一部の実施形態では、タングステンは、実質的に純粋なタングステン、純粋なタングステン、タングステン合金、またはタングステン材料を少なくとも摂氏４５０度などの摂氏４００度を超えて加熱することによって予め処理され、基板２００などの誘電体層の上にタングステン層を形成し、誘電体層が特徴内部に配置され、または特徴を形成する。実施形態では、タングステン層は、前処理されたタングステンから形成され、前処理されたタングステンは、前処理されていないタングステンと比較して、硬度値が増加し、粒径が増大する。タングステン層２２５を堆積させるための適切なプロセス条件は、約４５０℃〜約６００℃の範囲、または約４５０℃〜約５００℃の範囲の温度で基板を加熱するのに適した温度などのプロセス条件を含む。実施形態では、タングステンを堆積させるためのプロセスチャンバは、約１Ｔｏｒｒ〜約１５０Ｔｏｒｒの範囲、または約５Ｔｏｒｒ〜約９０Ｔｏｒｒの範囲の圧力に維持される。
【００２６】
一部の実施形態では、タングステンは、化学気相堆積（ＣＶＤ）によって特徴内に堆積させる。タングステン層２２５の堆積に適したＣＶＤプロセスの非限定的な例は、２００８年７月２９日にＬａｉらにより発行された本願と同一出願による米国特許第７，４０５，１５８号に開示されている。
【００２７】
一部の実施形態では、タングステン層２２５の厚さは、例えば、トレンチ、ビア、自己整合ビア、デュアルダマシン構造などの特徴の間隙を充填するように予め決定される。実施形態では、タングステン層２２５の形状は、実質的に均一であり、少なくとも基板２００の頂面２４０まで特徴を充填する。実施形態では、タングステン層２２５は、トレンチ２１０を過充填するように特徴を完全に充填する。図２（Ｂ）に示すように、タングステン層２２５の第１の部分２２８は、基板２００の頂面２４０の上方に、および基板２００の頂面２４０の上に延在する被覆層として示されている。一部の実施形態では、被覆層が基板２００のフィールド領域または頂面２４０に堆積するように、ビアまたはトレンチ２１０などの特徴内部におよび基板２００の上にタングステン層２２５を堆積させる。実施形態では、タングステン層２２５の第１の頂面２４２は、トレンチ２１０などの特徴の頂部または基板２００の頂面２４０の上方のレベルにある。図２（Ｂ）に示すように、タングステン層２２５の第１の部分２２８は、粗いまたは非平坦な表面を有するタングステン層２２５の第１の頂面２４２を含むことがある。タングステン層２２５の第２の部分２２９は、トレンチ２１０などの特徴を、タングステン層２２５の第１の部分２２８の底面からトレンチ２１０などの特徴の底面２２２まで充填する。
【００２８】
図１の１０４を参照すると、本開示の実施形態は、特徴内部のおよび基板の頂面の上のタングステン層の第１の頂面を平らにするステップを含む。例えば、一部の実施形態では、図２（Ｂ）に示すようなタングステン層２２５の第１の頂面２４２は、図２（Ｃ）に示すようにタングステン層２２５の第１の平らな頂面２４８を形成するために平らにされる。タングステン層２２５の第１の平らな頂面２４８は、ビアまたはトレンチ２１０などの特徴の上方の仮想的な水平線上に位置するように、平坦であり、または実質的に平坦である。特徴内部のおよび基板２００の頂面の上のタングステン層の第１の頂面２４２を２２５で平らにするステップは、化学機械平坦化（ＣＭＰ）技法などによって行われてもよい。実施形態では、タングステン層２２５の第１の平らな頂面２４８は、平坦であり、または実質的に平坦であり、滑らかな表面も有する。
【００２９】
実施形態では、トレンチ２１０などの特徴内部に配置された（第２の部分２２９などの）部分、および特徴から突出する（上述したタングステン層２２５の第１の部分２２８などの）部分を有するタングステン層２２５の第１の頂面２４２を平坦化するステップは、図２（Ｃ）に示すように、上述したタングステン層２２５の第１の部分２２８などの突出部分上にタングステン層２２５の第１の平らな頂面２４８を形成することができる。一部の実施形態では、タングステン層２２５の第１の平らな頂面２４８は、上述したように誘電体層上に配置されている。実施形態では、第１の頂面２４２を平らにするステップは、基板の上のタングステン層の第１の部分を平坦化して、基板２００の頂面２４０の上方のタングステン層２２５の第１の平らな頂面２４８を形成するステップを含む。
【００３０】
図２（Ｃ）を参照すると、タングステン層２２５の第１の平らな頂面２４８は、粗いまたはギザギザの変形がない平らな、または実質的に平らな表面として形成されている。実施形態では、タングステン層２２５の第１の平らな頂面２４８は、平坦であること、または粗いもしくは皿状の形状がないことを特徴とする。さらに、タングステン層２２５の第１の平らな頂面２４８は、ベース面に対して水平な平坦面として成形される。一部の実施形態では、タングステン層２２５の第１の平らな頂面２４８は、ベース２１４および／または底面２２２から水平にもしくは平行に位置するストレート面もしくは平坦面として成形される。
【００３１】
実施形態では、本開示によるエッチングは、タングステン層２２５の実質的に平らな頂面であってもよい第１の平らな頂面２４８に対して行われる。図１の１０６および図２（Ｄ）を参照すると、本開示によるタングステンエッチングは、基板２００または誘電体層の上からおよびタングステン層２２５の第１の平らな頂面２４８からタングステンを除去して、基板２００の頂面２４０の下のレベルを形成する。一部の実施形態では、タングステン層の第１の平らな頂面をエッチングするステップは、第１の平らな頂面２４８を酸化物、過酸化水素などの過酸化物、および／または強酸もしくは強塩基のうちの１つと接触させて、基板２００の上からタングステン層２２５の第１の部分２２８を除去し、基板２００の頂面２４０の下のレベルに、および特徴内部にタングステン層２２５の第２の頂面２６０を形成するステップを含む。一部の実施形態では、タングステン層２２５の第１の平らな頂面２４８をエッチングするステップは、第１の平らな頂面２４８を過酸化水素、および強酸もしくは強塩基のうちの１つと接触させて、基板２００の上からタングステン層２２５の第１の部分２２８を除去し、基板２００の頂面２４０の下のレベルにタングステン層２２５の第２の頂面２６０を形成するステップを含む。一部の実施形態では、タングステン層の第１の平らな頂面をエッチングするステップは、第１の平らな頂面２４８を酸化物、過酸化水素などの過酸化物と接触させて、基板２００の上からタングステン層２２５の第１の部分２２８を除去し、基板２００の頂面２４０の下のレベルに、および特徴内部にタングステン層２２５の第２の頂面２６０を形成するステップを含む。一部の実施形態では、タングステン層２２５の第１の平らな頂面２４８をエッチングするステップは、第１の平らな頂面２４８を過酸化水素と接触させて、基板２００の上からタングステン層２２５の第１の部分２２８を除去し、基板２００の頂面２４０の下のレベルにタングステン層２２５の第２の頂面２６０を形成するステップを含む。実施形態では、エッチングは、タングステン層をエッチングして、特徴内部にタングステン層２２５の実質的に平らな、または実質的に平坦な第２の頂面２６０を形成するのに十分な時間なされる。実施形態では、第２の頂面２６０は、粗いまたはギザギザな変形がない。実施形態では、第２の頂面２６０は、平坦であること、または粗いもしくは皿状の形状がないことを特徴とする。さらに、第２の頂面２６０は、（基板の全体的な面などの）ベース面に水平なまたは平行な平坦面として成形される。一部の実施形態では、第２の頂面２６０は、特徴内部の、ベース２１４および／または底面２２２から水平にもしくは平行に位置するストレート面もしくは平坦面である。
【００３２】
一部の実施形態では、タングステン層２２５の第２の頂面２６０の形成の深さは、例えば、エッチング時間を調整することによって制御されてもよい。一部の実施形態では、第２の頂面２６０のランディングまたは深さは、エッチング溶液（例えば、過酸化物と酸または塩基との組合せ）がタングステン層２２５に接している時間量を延ばすことによって、トレンチ２１０などの特徴内部で制御され、または低下させることができる。実施形態では、第２の頂面２６０のランディングまたは深さは、エッチング溶液（例えば、過酸化水素およびＨＣｌ）がタングステン層２２５に接している時間量を長くすることによって、トレンチ２１０などの特徴内部で低下させることができる。例えば、特徴内部に実質的に平らな第２の頂面２６０を形成するためにタングステン層をエッチングするのに十分な適切な時間の非限定的な例には、１秒〜５分、１秒〜１分、３０秒〜１分、１０秒〜５０秒、２０秒〜４０秒、３０秒〜３５秒、または約３０〜４０秒が含まれる。
【００３３】
実施形態では、エッチングは、インシトゥー湿式エッチングを特徴とし、湿式エッチング溶液の酸化物構成成分、酸構成成分、または塩基構成成分が、タングステン層２２５の第１の平らな頂面２４８に一緒に接触するように、一緒に加えられる。実施形態では、エッチングは、インシトゥー湿式エッチングを特徴とし、例えば、過酸化水素などの酸化物構成成分および酸構成成分が同時に加えられる。実施形態では、エッチングは、誘電体層上のタングステン層に対して高い選択性があることを特徴とする。一部の実施形態では、過酸化物（例えば、過酸化水素）などの酸化剤は、酸化剤がタングステンと接触するときなどに、特徴上のまたは特徴内部のタングステンの頂部層を酸化させるのに十分な量が加えられる。
【００３４】
一部の実施形態では、ＨＣＬなどの酸は、酸化したタングステンをエッチングするのに十分な量が加えられる。酸の非限定的な例には、希酸、濃酸、または約１％〜約９０％の酸を含有する酸溶液が含まれる。実施形態では、水中で完全にイオン化して酸性分子あたり１つまたは複数のプロトンを生じる酸などの強酸は、本開示による使用に適している可能性がある。実施形態では、本開示による使用に適した強酸は、３以下のペーハーを有する酸を含む。本開示による使用に適した酸の非限定的な１つの例は、塩酸（ＨＣｌ）である。実施形態では、弱酸から強酸までが本開示による使用に適している。実施形態では、有機酸および無機酸が本開示による使用に適している。
【００３５】
一部の実施形態では、塩基は、酸化したタングステンをエッチングするのに十分な量が加えられる。実施形態では、水中で完全にイオン化して水酸化物イオン（ＯＨ−）を生じる塩基などの強塩基は、本開示による使用に適している可能性がある。実施形態では、本開示による使用に適した強塩基は、１２以上のペーハーを有する塩基を含む。実施形態では、ＮＨ4ＯＨなどの塩基は、酸化したタングステンをエッチングするのに十分な量が加えられてもよい。塩基の非限定的な例には、希釈塩基、濃縮塩基、または約１％〜約９０％の塩基を含有する塩基性溶液が含まれる。実施形態では、強塩基は、ＮＨ4ＯＨである。一部の実施形態では、本開示による使用に適した塩基は、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＮＨ4ＯＨ、ＣｓＯＨ、または任意のアルカリ性水酸化物を含む。実施形態では、１つまたは複数の弱水溶性塩基は、本明細書での使用に適している可能性がある。
【００３６】
一部の実施形態では、過酸化水素は、エッチング溶液としての使用に適している。例えば、タングステンをエッチングする方法は、特徴内部のおよび基板の頂面の上のタングステン層の第１の頂面を平らにするステップと、過酸化水素エッチング溶液を用いてタングステン層をエッチングして、基板の上からタングステン層の第１の部分を除去し、基板の頂面の下のレベルにタングステン層の第２の頂面を形成するステップと、を含む。さらに、一部の実施形態は、特徴内部に配置された第１の部分、および特徴から突出する第２の部分を有するタングステン層の頂面を平坦化して、第２の部分上に第１の平らな頂面を形成するステップであって、第１の部分が誘電体層上に配置されている、ステップと、第２の部分をエッチングするのに十分な時間、第１の平らな頂面を、過酸化水素を含むまたは過酸化水素からなるエッチング溶液と接触させて、特徴内部の第１の部分上に第２の平らな頂面を形成するステップと、を含む、タングステンをエッチングする方法を含む。実施形態では、過酸化水素エッチング溶液は、少なくとも３５％、少なくとも５０％、または少なくとも７０％の濃度を含む過酸化水素の水溶液である。
【００３７】
一部の実施形態では、水は、エッチング溶液として使用に適している。
【００３８】
実施形態では、タングステン層のエッチング速度は、１ｎｍ／分〜５０ｎｍ／分、１ｎｍ／分〜１０ｎｍ／分、１ｎｍ／分〜５ｎｍ／分である。
【００３９】
実施形態では、エッチング反応は、周囲温度および周囲圧力条件下で行われる。一部の実施形態では、エッチング反応は、１Ｔｏｒｒ〜８００Ｔｏｒｒの圧力、および／または摂氏１０度〜摂氏１００度の温度で行われる。
【００４０】
実施形態では、エッチングは、エッチング溶液を除去し、１つまたは複数の特徴を洗浄して、特徴が充填された基板を乾燥させることによって終了することができる。例えば、洗浄は、特徴が充填された基板を水と接触させることによって行われてもよい。乾燥は、アルゴン、または窒素などのガス下で行われてもよい。
【００４１】
前述の事項は、本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他のおよびさらなる実施形態が本開示の基本的な範囲から逸脱せずに考案されてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１００  方法
２００  基板
２１０  トレンチ
２１１  開口部
２１４  ベース
２２０  側壁
２２２  底面
２２４  上部コーナー
２２５  タングステン層
２２６  幅
２２８  第１の部分
２２９  第２の部分
２４０  頂面
２４２  第１の頂面
２４８  頂面
２６０  第２の頂面
【図１】
2019114791.tif 000003
【図２】
2019114791.tif 000004
【外国語明細書】
2019114791000001.pdf