(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスを形成する方法であって、
ケイ素ソースと炭素ソースと不活性ガスとを有するガス混合物を、混合周波数の高周波（ＲＦ）電力を用いて、堆積チャンバ内に生成した電界の下で、反応させることにより、炭化ケイ素層を基板上に形成するステップと、
炭化ケイ素層の少なくとも一領域にパターンを形成するステップと、
炭化ケイ素層をマスクとして用いて、パターンを基板に転写するステップと、
炭化ケイ素層を基板から除去するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
基板に、１つ以上の材料層が形成される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
炭化ケイ素層の少なくとも一領域にパターンを形成する前記ステップが、エネルギー感受性レジスト材料の層を炭化ケイ素層に形成するステップと、エネルギー感受性レジスト材料をパターニングされた放射光に晒すことにより、パターンの画像をエネルギー感受性レジスト材料の層の中に導入するステップと、エネルギー感受性レジスト材料の層の中に導入されたパターンの画像を現像するステップと、エネルギー感受性レジスト材料の層をマスクとして用いて、炭化ケイ素層の中にパターンを転写するステップとを有する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
エネルギー感受性レジスト材料の層を炭化ケイ素層に形成しパターンの画像をエネルギー感受性レジスト材料の層へと導入しパターンの画像を現像する前に、中間層を炭化ケイ素層に形成するステップと、エネルギー感受性レジスト材料をマスクとして使用し、エネルギー感受性レジスト材料の層に現像されたパターンの画像を中間層の中に転写するステップと、炭化ケイ素層を介し中間層をマスクとして使用しパターンを転写するステップとを更に有する請求項３に記載の方法。
【請求項５】
中間層が、酸化物である請求項４に記載の方法。
【請求項６】
酸化物が、二酸化ケイ素と、フルオロケイ酸塩ガラス（ＦＳＧ）と、シリコンオキシナイトライドとから成る群より選択される請求項５に記載の方法。
【請求項７】
炭化ケイ素層が、フッ素ベース化合物を用いて基板から除去される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
フッ素ベース化合物が、四フッ化炭素（ＣＦ4）と、トリフルオロメタン（ＣＨＦ3）とから成る群より選択される請求項７に記載の方法。
【請求項９】
炭化ケイ素層が、２５０ｎｍよりも短い波長に対する反射防止コーティングとなる請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
炭化ケイ素層の吸収係数が、２５０ｎｍよりも短い波長に対して０．１〜０．７である請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
炭化ケイ素層の厚さ全体にわたって、２５０ｎｍよりも短い波長に対する光吸収係数が０．１〜０．７の間で変化する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
炭化ケイ素層の屈折率が、１．７〜２．１である請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
ケイ素ソース及び炭素ソースが、一般式ＳｉｘＣｙＨｚの有機シラン化合物（ｘが１〜２、ｙが１〜６の範囲、ｚが４〜２０）を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
有機シラン化合物が、メチルシラン（ＳｉＣＨ6）と、ジメチルシラン（ＳｉＣ2Ｈ8）と、トリメチルシラン（ＳｉＣ3Ｈ10）と、テトラメチルシラン（ＳｉＣ4Ｈ12）と、ジエチルシラン（ＳｉＣ4Ｈ12）と、これらの組み合わせとから成る群より選択される請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ケイ素ソース及び炭素ソースが、シラン（ＳｉＨ4）と、メタン（ＣＨ4）と、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）と、これらの組み合わせとから成る群より選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
不活性ガスが、ヘリウム（Ｈｅ）と、アルゴン（Ａｒ）と、窒素（Ｎ2）と、これらの組み合わせとから成る群より選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
ガス混合物中の有機シラン化合物と不活性ガスの比が、１：１〜１：４である請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
基板が、２００℃〜４００℃の温度に加熱される請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
ガス混合物が、３トール〜１５トールの圧力で反応する請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
混合周波数ＲＦ電力が、周波数１３ＭＨｚ〜２７ＭＨｚの第１のＲＦ電力と、周波数１００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの第２のＲＦ電力とを少なくとも有する請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
第１のＲＦ電力が、２００ワット〜６００ワットである請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
第２のＲＦ電力が、１ワット〜１５０ワットである請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
第２のＲＦ電力と全混合周波数ＲＦ電力の比が、０．６：１．０よりも小さい請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
炭化ケイ素層の誘電率が、４．５よりも小さい請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は炭化ケイ素（シリコンカーバイド）の層に関し、特に炭化ケイ素層の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路は、シングルチップ上に多数のコンポーネント（例えば、トランジスタ、コンデンサ、抵抗器）を含む複雑なデバイスへと発展してきた。チップの設計の発展はより速い回路及びより高い回路密度を引き続き要求する。より高い回路密度の要求は、集積回路コンポーネントの寸法の縮小を必要とする。
【０００３】
集積回路のコンポーネントの寸法が縮小されるにつれ（例えば、寸法がサブミクロン）、前述のコンポーネントを製造する為に使用される材料は、前述のコンポーネントの電気性能に寄与する。例えば、比抵抗の低いメタルの相互接続（例えば、アルミニウム、銅）は、集積回路のコンポーネント間に導電性の通路を提供する。
【０００４】
典型的な例として、メタル相互接続部の相互間は、絶縁材料によって電気的に絶縁されている。隣接しあうメタル相互接続間の距離や絶縁材料の厚さの寸法がサブミクロンの場合、前述の相互接続部間に容量結合が生ずる場合がある。隣接しあうメタル相互接続部間に容量結合が生じれば、クロストークや抵抗コンデンサ（ＲＣ）遅延を引き起こし、集積回路全体の性能を劣化させる。隣接しあうメタル相互接続部間の容量結合を最小限にする為には、低い誘電率（低いｋ）の絶縁材料（例えば、誘電率が約５．０未満）が必要である。
【０００５】
更に、障壁層をしばしば用いて、メタル相互接続部を低い誘電率（低いｋ）の絶縁材料から隔てている。障壁層は、絶縁材料へのメタルの拡散を最小限に抑える。絶縁材料へのメタル拡散が望ましくないのは、前述の拡散が集積回路の電気性能に影響を及ぼす為、もしくは集積回路を機能させなくする為である。
【０００６】
より高い集積回路密度の要求はまた、集積回路の製造に使用される処理シーケンスに要求を課す。例えば、従来のリソグラフィ技術を利用する処理シーケンスでは、エネルギー感受性レジストの層が基板上の材料層のスタックの上に形成される。下に位置する材料の層の多くは紫外線光を反射する。前述の反射は、エネルギー感受性レジスト材料の層に形成された線やバイアなどの特徴の寸法を歪ませる可能性がある。
【０００７】
下に位置する材料層からの反射を最小限にする為に提案された１つの技術は、反射防止コーティング（ＡＲＣ:anti-reflective coating）を利用する技術である。ＡＲＣは、レジストのパターニングに先立って反射性材料層の上に形成される。ＡＲＣはレジストのイメージング中に、その下に位置する材料層からの反射を抑制し、正確なパターンの複製をエネルギー感受性レジストの層に提供する。
【０００８】
炭化ケイ素（ＳｉＣ）を集積回路で障壁層やＡＲＣとして利用することが提案されてきており、炭化ケイ素の誘電率が低い（誘電率が約５．０未満）為に、炭化ケイ素は優秀な障壁層であり光吸収特性が良好であり得る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、炭化ケイ素障壁層は一般に化学気相成長（ＣＶＤ）技術を利用して形成される。ＣＶＤ技術を利用して形成されたＳｉＣ層は、酸素含有量が高い傾向がある（例えば、酸素含有量が約４％以上）。酸素含有量が高いと望ましくないのは、メタル、例えば銅などが、メタル相互接続部からＳｉＣ層を通り絶縁材料へと拡散することを強める場合がある為である。
【００１０】
従って、当該技術において必要とされているのは、集積回路の製造の為の信頼できるＳｉＣ拡散障壁の形成方法である。特に望ましいのはＡＲＣでもあるＳｉＣ拡散障壁である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
集積回路の製造処理において利用される炭化ケイ素層の形成方法を提供する。ケイ素ソース、炭素ソース、不活性ガスを含むガス混合物を電界の存在下で反応させることにより炭化ケイ素層を形成する。この電界は、混合周波数の高周波（ＲＦ）電力を用いて発生される。
【００１２】
炭化ケイ素層は集積回路の製造処理に適合する。１つの集積回路の製造処理では、集積回路構造、例えばダマシン構造等の製造の為に炭化ケイ素層をハードマスクとして使用する。前述の実施の形態では、望ましい処理シーケンスは基板に炭化ケイ素層を堆積するステップを含む。基板に炭化ケイ素層が堆積された後、パターンが炭化ケイ素層に形成される。その後、炭化ケイ素層をハードマスクとして使用し炭化ケイ素層に形成されたパターンを基板に転写して集積回路構造が製造される。
【００１３】
別の集積回路の製造処理では、ＤＵＶリソグラフィ用に炭化ケイ素層が反射防止コーティング（ＡＲＣ）として使用される。前述の実施の形態では、望ましい処理シーケンスは基板に炭化ケイ素層を形成するステップを含む。炭化ケイ素層の屈折率（ｎ）は約１．７〜約２．１であり、吸収係数（κ）は約２５０ｎｍ未満の波長に対して約０．１〜約０．７である。炭化ケイ素層の屈折率（ｎ）及び吸収係数（κ）が調整可能なのは、ＳｉＣ層形成中における堆積温度並びにガス混合物の炭素含有量の関数として望ましい範囲で変動可能な為である。炭化ケイ素層を基板に形成した後、エネルギー感受性レジスト材料の層を炭化ケイ素層に形成する。パターンは波長が約２５０ｎｍ未満の場合にエネルギー感受性レジストに形成される。その後、エネルギー感受性レジスト材料に形成されたパターンを炭化ケイ素層に転写する。炭化ケイ素層がパターニングされた後、前述のパターンは任意に基板に転写される。
【００１４】
本発明の教示は、添付される図面と共に以下の詳細な説明を考慮することで容易に理解される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本願に記述する実施の形態に従って炭化ケイ素層を堆積する為に使用可能なウエハ処理システム１０の略図である。システム１０は一般に、処理チャンバ１００、ガスパネル１３０、制御装置１１０を、電源１１９、１０６、真空ポンプ１０２等の他のハードウェアコンポーネントと共に有している。ウエハ処理システム１０の例として、米国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より入手可能なＤＸＺチャンバ（商品名）等のプラズマ励起化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）チャンバを挙げることができる。
【００１６】
ウエハ処理システム１０の詳細は、１９９８年１２月１４日提出の、譲渡済み米国特許出願第０９／２１１，９９８号、標題"High Temperature Chemical Vapor Deposition Chamber"に記載され、本願に組み込まれる。本システム１０の特徴は、以下に簡潔に記載する。
【００１７】
処理チャンバ１００は概して、半導体ウエハ１９０等の基板の支持に使用される支持ペデスタル１５０を収容する。このペデスタル１５０は一般に、チャンバ１００内部で置換機構（図示せず）を使用して垂直方向に移動が可能である。
【００１８】
特定の処理に依存する場合、ＳｉＣ層を堆積する前に、ウエハ１９０をある望ましい温度まで加熱可能である。例えば、埋設されている発熱素子１７０によりウエハ支持ペデスタル１５０が加熱される。ペデスタル１５０は、ＡＣ電源１０６から発熱素子１７０への電流の印加による加熱に耐えうる。そして、ウエハ１９０がペデスタル１５０に加熱される。
【００１９】
ウエハ支持ペデスタル１５０には、ペデスタル１５０の温度を従来の方法で観測するため、熱電対等の温度センサ１７２も埋設される。測定された温度をフィードバックループに用いて発熱素子１７０に供給する電力を制御し、ウエハ温度を、特定の処理応用例に適した望ましい温度に維持又は制御する。ペデスタル１５０は随意、放射熱（図示せず）を利用して加熱される。
【００２０】
処理チャンバ１００を排気するためと適切なガス流量とチャンバ１００内の圧力を維持するため、真空ポンプ１０２が使用される。処理ガスがシャワーヘッド１２０を通じチャンバ１００へと導入され、このシャワーヘッド１２０はウエハ支持ペデスタル１５０の上に設置される。シャワーヘッド１２０はガスパネル１３０に接続されるが、このガスパネル１３０は、処理シーケンスの様々なステップで使用される種々のガスを制御し供給する。
【００２１】
また、シャワーヘッド１２０とウエハ支持ペデスタル１５０は、間隔をおいて配置される一対の電極を形成する。これらの電極の間に電界が発生すれば、チャンバ１００内に導入された処理ガスが点火されプラズマとなる。シャワーヘッド１２０を混合高周波（ＲＦ）電源１１９に接続して、電界を発生する。混合ＲＦ電源１１９の詳細は、２０００年５月２８日発行の譲渡済み米国特許第６，０４１，７３４号、標題"Use of An Asymmetric Waveform to Control Ion Bombardment During Substrate Processing"に記載され、本願に組み込まれる。
【００２２】
一般に、制御装置ユニット１１０の制御下にあるソースである混合ＲＦ電源１１９は、高周波の電力（例えば、約１０ＭＨｚ〜約１５ＭＨｚのＲＦ電力）と低周波の電力（例えば、約１５０ｋＨｚ〜約４５０ｋＨｚのＲＦ電力）をシャワーヘッド１２０に供給する。高周波ＲＦ電源と低周波ＲＦ電源は共に、整合回路網（図示せず）を介してシャワーヘッド１２０に連結されている。高周波ＲＦ電源及び低周波ＲＦ電源は、ウエハ支持ペデスタル１５０に任意に連結される、もしくは一方がシャワーヘッド１２０に連結され他方がペデスタル１５０に連結される。
【００２３】
プラズマ励起化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）技術では、基板表面近くの反応領域に電界を印加することにより反応ガスの励起や解離を促進し、反応種のプラズマを引き起こす。プラズマ中の反応種の反応性が高いので、化学反応を起こす為に必要とされるエネルギーを低くし、その結果、前述のＰＥＣＶＤ処理で必要とされる温度を低下させる。
【００２４】
ガスパネル１３０を通過するガス流量の適切な制御及び調整は、流体質量制御装置（図示せず）及び制御装置ユニット１１０により実行される。シャワーヘッド１２０により、ガスパネル１３０から処理チャンバ１００への処理ガスの均一な導入及び分配が可能になる。
【００２５】
例示的であるが、制御ユニット１１０は、中央演算装置（ＣＰＵ）１１３と、支持回路１１４と、対応する制御ソフトウェアを有するメモリ１１６とを有している。制御ユニット１１０は、ウエハ処理に必要とされる数多くのステップ、例えばウエハ移送、ガス流量制御、混合ＲＦ電力制御、温度制御、チャンバ排気、その他のステップ等の自動制御を担う。制御ユニット１１０とウエハ処理システム１０の種々のコンポーネントとの間の双方向の通信は、非常に多くの信号ケーブルを介して取り扱われ、これらの信号ケーブルは総称して信号バス１１８と呼ばれており、そのうちの幾つかを図１に示す。
【００２６】
中央処理装置（ＣＰＵ）１１３は、処理チャンバやサブプロセッサを制御するための産業上の場面で使用可能な汎用コンピュータプロセッサの１つの形態である。コンピュータは適切なメモリを使用する場合があり、例えば、ランダムアクセスメモリ、読み出し専用メモリ、フロッピーディスクドライブ、ハードディスク、ローカル・リモートのデジタル記憶装置、その他の形態を挙げることができる。従来の方法でプロセッサを支持するために、種々の支持回路がＣＰＵに結合している。処理シーケンスルーチンは、必要に応じメモリに記憶され、あるいはリモートに配置した第２のＣＰＵにより実行される。
【００２７】
基板１９０がウエハ支持ペデスタル１５０上に配置された後、処理シーケンスルーチンが実行される。処理シーケンスルーチンの実行により、汎用コンピュータは、堆積処理の実行のためにチャンバ操作を制御する特異的な処理コンピュータに転化される。あるいは、特定用途向け集積回路やその他のタイプのハードウェア実行等のリモート設置ハードウェアを用いて、又は、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせを用いて、チャンバ操作を制御してもよい。
【００２８】
炭化ケイ素（シリコンカーバイド）層の形成
一具体例では、ケイ素ソースと、炭素ソースと、不活性ガスとを有するガス混合物を反応させて、炭化ケイ素層が形成される。ケイ素ソース及び炭素ソースは、一般式ＳｉxＣyＨzの有機シラン化合物であってもよい（ｘが１〜２、ｙが１〜６、ｚが６〜２０）。例えば、メチルシラン（ＳｉＣＨ6）、ジメチルシラン（ＳｉＣ2Ｈ8）、トリメチルシラン（ＳｉＣ3Ｈ10）、テトラメチルシラン（ＳｉＣ4Ｈ12）、ジエチルシラン（ＳｉＣ4Ｈ12）が、有機シラン化合物として特に使用される。一方、シラン（ＳｉＨ4）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、メタン（ＣＨ4）、そしてこれらの組み合わせが、ケイ素ソース及び炭素ソースとして使用される。
【００２９】
ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ2）、又はこれらの組み合わせが、特に不活性ガスとして使用される。
【００３０】
一般に、以下の堆積処理パラメータを、炭化ケイ素層の形成に使用可能である。処理パラメータの範囲は、ウエハ温度が約２００℃〜約４００℃、チャンバ圧力が約３トール〜約１５トール、有機シラン化合物流量が約５０ｓｃｃｍ〜約２００ｓｃｃｍ、不活性ガス流量が約５０ｓｃｃｍ〜約８００ｓｃｃｍ（有機シラン化合物流量と不活性ガス流量の比が約１：１〜約１：４になるようにする）、プレート間隔が約３００ｍｉｌ〜約６００ｍｉｌ（１ｍｉｌは約０．０２５４ｍｍ）、混合周波数ＲＦ電力は、周波数が約１３ＭＨｚ〜約２７ＭＨｚで電力が約２００ワット〜約８００ワットの第１のＲＦ電力と、周波数が約１００ｋＨｚ〜約５００ｋＨｚで電力が約１ワット〜約２００ワットの第２のＲＦ電力を、少なくとも有している。第２のＲＦ電力の全混合周波数電力に対する比は、０．６：１．０よりも小さいことが望ましい。米国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より入手可能の堆積チャンバで２００ｍｍの基板に処理を行った場合、上述の処理パラメータによって、約１０００Å／ｍｉｎ〜約５０００Å／ｍｉｎという炭化ケイ素層の堆積速度が与えられる。
【００３１】
他の堆積チャンバも本発明の範囲内にあるが、上述のパラメータは、炭化ケイ素層の形成に用いる堆積チャンバにより変動する場合がある。例えば、他の堆積チャンバの体積が大きい場合にはアプライドマテリアルズ社より入手可能の堆積チャンバに対して上述したガス流量より大きいガス流量を必要とするだろうし、体積が小さい場合には小さな流量を必要とするだろうし、また、３００ｍｍの基板に対応するように構成してもよい。
【００３２】
アズデポの（その場成長の）炭化ケイ素層の誘電率は約４．５よりも低いので、集積回路の絶縁材料としての使用に適している。炭化ケイ素層の誘電率は調整が可能であり、それは、混合周波数のＲＦ電力間の比を変えることにより、変えることができる。特に、低周波ＲＦ電力対全混合ＲＦ電力の比を下げれば、アズデポ炭化ケイ素層の誘電率も低下する。
【００３３】
炭化ケイ素層の誘電率はまた、層の形成中におけるガス混合物の組成を変えることでも調整が可能である。ガス混合物中の炭素(Ｃ)濃度が上昇すれば、アズデポ炭化ケイ素層のＣ含有量が増加し、炭化ケイ素層の誘電率が低下する。また、アズデポ炭化ケイ素層のＣ含有量が上昇すれば、炭化ケイ素層の疎水特性が上昇し、この層は集積回路の防湿層としての使用に適するようになる。
【００３４】
更に、アズデポ炭化ケイ素層の酸素含有量は約１％未満である。この酸素含有量は、メタル拡散を最小限に抑え炭化ケイ素膜の障壁層の特性を改善すると考えられている。例えば、アズデポの炭化ケイ素層の電流阻止能力は、約１ＭＶ／ｃｍ（メガボルト／センチメートル）の場合に約１×１０-9Ａ／ｃｍ2未満であり、これは集積回路相互接続構造のクロストークを最小限に抑えるのに適する。
【００３５】
また炭化ケイ素層の光吸収係数（κ）は、波長が約２５０ｎｍ（ナノメートル）未満の場合に約０．１〜約０．７の間で変動し、ＤＵＶ波長で反射防止コーティング（ＡＲＣ）として使用するのに適する。炭化ケイ素層の吸収係数は、層形成中における堆積温度並びにガス混合物の炭素含有量の関数として変動可能である。特に、堆積温度の増加に伴い、アズデポの層の吸収係数も同様に増加する。また、ガス混合物中の炭素(Ｃ) 濃度の増加に伴い、アズデポの炭化ケイ素層のＣ含有量が増加し、この炭化ケイ素層の吸収係数が増加する。
【００３６】
集積回路の製造処理
Ａ．炭化ケイ素ハードマスク
図２ａ〜図２ｅは、炭化ケイ素層をハードマスクとして有する集積回路製造シーケンスの様々な段階における基板２００の略断面図を示す。基板２００とは概して、処理されるワークピースを指し、また、基板構造２５０とは、基板２００とともに、基板２００上に形成される他の材料層も概して意味するように用いられる。処理の段階によっては、基板２００は、シリコンウエハ又はシリコンウエハに形成された他の材料層に対応する場合がある。例えば図２（ａ）は、材料層２０２が従来の方法で形成されている基板構造２５０の断面図を示す。材料層２０２は酸化物であってもよい（例えば、二酸化ケイ素、有機シラン、フルオロケイ酸塩ガラス（ＦＳＧ）、カーボンドープのフルオロケイ酸塩ガラス）。一般に、基板２００はケイ素層、ケイ素化合物層、メタル層、その他の材料層を有している。図２（ａ）は、基板２００が、二酸化ケイ素層を自身の上に形成して成るシリコンである場合の一具体例を例示する。
【００３７】
図２（ｂ）は、図２（ａ）の基板構造体２５０に形成された炭化ケイ素層２０４を示す。炭化ケイ素層２０４は、上述の処理パラメータに従い基板構造２５０に形成される。炭化ケイ素層２０４の厚さは処理の特定の段階により変えることができる。一般に、炭化ケイ素層２０４は、約５０Å〜約１，０００Åの厚さに堆積される。
【００３８】
エネルギー感受性レジスト材料の層２０８が炭化ケイ素層２０４上に形成される。エネルギー感受性レジスト材料の層２０８は、厚さ約４，０００Å〜約１０，０００Åの範囲内で基板２００にスピンコート可能である。多くのエネルギー感受性レジスト材料は、約４５０ｎｍ（ナノメートル）より短い波長の紫外光（ＵＶ）に対しての感度が高い。遠紫外光（ＤＵＶ）レジスト材料は、約２４５ｎｍより短い波長のＵＶに対しての感度が高い。
【００３９】
製造シーケンスで使用されるエネルギー感受性レジスト材料のエッチング化学系によっては、中間層２０６を炭化ケイ素層２０４に形成する場合がある。エネルギー感受性レジスト材料２０８と炭化ケイ素層２０４に対して、同じ化学エッチャントを用いてのエッチングが可能な場合、中間層２０６は炭化ケイ素層２０４のマスクとして機能する。中間層２０６は、炭化ケイ素層２０４上に従来からの方法で形成される。中間層２０６は、酸化物、窒化物、シリコンオキシナイトライド、アモルファスシリコン、その他の適切な材料であってもよい。
【００４０】
パターンの画像は、前述のエネルギー感受性レジスト材料２０８がマスク２１０を介しＵＶに晒されることによりエネルギー感受性レジスト材料の層２０８へと導入される。エネルギー感受性レジスト材料の層２０８へと導入されたパターンの画像が適切な現像剤で現像され、図２（ｃ）に示す通り、エネルギー感受性レジスト材料２０８を介してパターンを形成する。その後、図２（ｄ）を参照すると、エネルギー感受性レジスト材料２０８の形成されたパターンを、炭化ケイ素層２０４を介して転写する。炭化ケイ素層２０４を介しエネルギー感受性レジスト材料２０８をマスクとして使用しパターンを転写する。炭化ケイ素層２０４を介し適切な化学エッチャントを使用してパターンを転写する。例えば、四フッ化炭素（ＣＦ4）、又はトリフルオロメタン（ＣＨＦ3）及び酸素（Ｏ2）を含有するガス混合物が、炭化ケイ素層２０４を化学的にエッチングする為に使用される場合がある。
【００４１】
一方、中間層２０６が存在する場合は、エネルギー感受性レジスト材料２０８の形成されたパターンを、最初に中間層２０６を介しエネルギー感受性レジスト材料２０８をマスクとして使用して転写する。その後、炭化ケイ素層２０４を介し中間層２０６をマスクとして使用しパターンを転写する。中間層２０６並びに炭化ケイ素層２０４の両方を介し適切な化学エッチャントを使用してパターンを転写する。
【００４２】
図２（ｅ）は、炭化ケイ素層２０４をハードマスクとして使用して、炭化ケイ素層２０４に形成されたパターンを二酸化ケイ素層２０２の中に転写することにより、集積回路の製造シーケンスが完了した状態を示す。
【００４３】
二酸化ケイ素層２０２のパターニング後、随意、適切な化学エッチャントでエッチングして炭化ケイ素層２０４を基板２００からストリッピングすることがが可能である。
【００４４】
Ｂ．炭化ケイ素層を組み込んだダマシン構造
図３（ａ）〜３（ｄ）は、炭化ケイ素層を組み込んだダマシン構造製造シーケンスの様々な段階の基板３００の略断面図を示す。ダマシン構造は一般に、集積回路にメタルの相互接続を形成する為に用いられる。処理の特定の段階に依存する場合、基板３００はシリコンウエハ又は基板３００に形成された他の材料層に相当する。例えば図３（ａ）は、第１の誘電体層３０２が形成されている基板３００の断面図を示す。第１の誘電体層３０２は酸化物（例えば、二酸化ケイ素、有機シラン、フルオロケイ酸塩ガラス（ＦＳＧ）、炭素がドープされたフルオロケイ酸塩ガラス）であってもよい。一般に、基板３００は、ケイ素、ケイ素化合物、メタル、その他の材料の層を含む。
【００４５】
図３（ａ）は、基板３００が、フルオロケイ酸塩ガラス層がその上に形成されているシリコンである一具体例を示す。第１の誘電体層３０２の厚さは約５，０００Å〜約１００，０００Åであるが、製造される構造のサイズに依存する。
【００４６】
第１の誘電体層３０２の上には、炭化ケイ素層３０４が形成されている。炭化ケイ素層３０４は、上述の処理パラメータに従って、第１の誘電体層３０２の上に形成されている。ダマシン構造で形成されるメタルの相互接続間の容量結合を防止ないしは最小限に抑えるように、炭化ケイ素層３０４の誘電率は約４．５よりも小さい。炭化ケイ素層の誘電率は調整可能であり、それは、層の形成中のガス混合物の組成及び印加電界電力比に関係して,望ましい範囲で変えることができるからである。
【００４７】
炭化ケイ素層３０４の厚さは、処理段階に応じて変えることができる。一般に、炭化ケイ素層３０４は約２００Å〜約１０００Åの厚さとなる。
【００４８】
図３（ｂ）を参照すると、炭化ケイ素層３０４をパターニングしてエッチングし、コンタクト／バイア３０６を形成すべき領域に、コンタクト／バイア開口３０６が形成され第１の誘電体層３０２が露呈される。炭化ケイ素層３０４は、図２（ｂ）〜２（ｄ）に関連して上述した通り従来のリソグラフィを利用してパターニングされる。炭化ケイ素層３０４は、四フッ化炭素（ＣＦ4）を用い、又は、トリフルオロメタン（ＣＨＦ3）と酸素（Ｏ2）を有するガス混合物を用いて、エッチングすることができる。炭化ケイ素層３０４がパターニングされた後、第２の誘電体層３０８がその上に堆積される。第２の誘電体層３０８は酸化物の場合がある（例えば、二酸化ケイ素、フルオロケイ酸塩ガラス）。第２の誘電体層３０８の厚さは約５，０００Å〜約１０，０００Åである。
【００４９】
図３（ｃ）に例示されるように、第２の誘電体層３０８がその後パターニングされ相互接続３１０が形成されるが、これには望ましくは上述の従来のリソグラフィ処理が利用される。第２の誘電体層３０８に形成された相互接続線３１０が、炭化ケイ素層３０４のコンタクト／バイア開口３０６の上に配置されている。その後、反応性イオンエッチング技術その他の異方性のエッチング技術を利用して、相互接続３１０とコンタクト／バイア開口３０６の両方がエッチングされる。
【００５０】
図３（ｄ）を参照すると、相互接続線３１０とコンタクト／バイア開口３０６が、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、又はこれらの組み合わせ等の導電材料３１４で充填されている。好ましくは、銅が、その比抵抗の低さ（比抵抗が約１．７μΩ−ｃｍ）により用いられて、相互接続線３１０とコンタクト／バイア開口３０６を充填する。導電材料３１４は化学気相成長法（ＣＶＤ）、物理気相成長法（ＰＶＤ）、電気メッキ、又はこれらの組み合わせを利用して堆積され、ダマシン構造を形成する。更に、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、その他の適切な障壁材料等の障壁層３１２が、最初に相互接続線３１０とコンタクト／バイア開口３０６の側壁に沿って堆積され、周囲の誘電体層３０２、３０８並びに炭化ケイ素層３０４へのメタルマイグレーションを防止する。
【００５１】
Ｃ．炭化ケイ素の反射防止コーティング（ＡＲＣ）
図４（ａ）〜４（ｅ）は、炭化ケイ素層を反射防止コーティング（ＡＲＣ）として組み込んだ集積回路製造シーケンスの様々な段階の基板４００の略断面図を示す。一般に、基板４００とは膜処理される加工物を指し、基板構造４５０は一般に基板４００に加え基板４００に形成される他の材料層を意味するように用いられる。処理の特定の段階に依存する場合、基板４００はシリコンウエハ又は基板４００に形成された他の材料層に相当する。例えば図４（ａ）は、基板４００がシリコンウエハである場合の基板構造４５０の断面図を示す。
【００５２】
炭化ケイ素層４０２が基板構造４５０に形成される。炭化ケイ素層４０２は上述の処理パラメータに従い基板構造４５０に形成されている。炭化ケイ素層４０２の吸収係数（κ）は、波長が約２５０ｎｍ（ナノメートル）未満の場合に約０．１〜約０．７の間で変動し、ＤＵＶ波長で反射防止コーティング（ＡＲＣ）として使用するのに適する。炭化ケイ素層４０２の吸収係数が調整できるのは、層形成中における堆積温度並びにガス混合物の炭素含有量の関数として望ましい範囲で変動可能である為である。炭化ケイ素層４０２の厚さは処理の特定の段階に依存し可変である。一般に、炭化ケイ素層４０２の厚さは約２００Å〜約２０００Åとなる。
【００５３】
図４（ｂ）は図４（ａ）の基板構造４５０に形成されたエネルギー感受性レジスト材料の層４０４を示す。エネルギー感受性レジスト材料層４０４は、基板構造４５０に対して約２０００Å〜約６０００Åの厚さにスピンコートが可能である。殆どのエネルギー感受性レジスト材料は波長が約２５０ｎｍ未満のＤＵＶに対し感度が高い。
【００５４】
パターンの画像は、前述のエネルギー感受性レジスト材料４０４がマスク４０６を介しＤＵＶに晒されることにより、エネルギー感受性レジスト材料の層４０４へと導入される。パターンの画像がエネルギー感受性レジスト材料の層４０４へと導入される際、下に位置する材料層（例えば、酸化物、メタル）の反射は、エネルギー感受性レジスト材料の層４０４へと導入されたパターンの画像を劣化させる可能性を持つが、炭化ケイ素層４０２が全て阻止する。
【００５５】
エネルギー感受性レジスト材料の層４０４へと導入されたパターンの画像が適切な現像剤で現像され、図４（ｃ）に示す通り、前述の層を介してパターンを形成する。その後、図４（ｄ）を参照すると、エネルギー感受性レジスト材料４０４の形成されたパターンは、炭化ケイ素層４０２を介して転写される。パターンは炭化ケイ素層４０２を介し転写され、エネルギー感受性レジスト材料４０４をマスクとして使用する。パターンが炭化ケイ素層４０２を介し転写されるのは、適切な化学エッチャント（例えば、四フッ化炭素（ＣＦ4）、又はトリフルオロメタン（ＣＨＦ3）及び酸素（Ｏ2）を含有するガス混合物）を使用したエッチングによる。
【００５６】
炭化ケイ素層４０２のパターニング後、前述のパターンは一般に、図４（ｅ）に示すように基板４００に転写される。パターンの基板４００への転写では、炭化ケイ素ＡＲＣ層４０２をハードマスクとして使用する。基板４００へのパターンの転写は、適切な化学エッチャントを使用したエッチングによる。その後、炭化ケイ素層４０２を適切な化学エッチャント（例えば、四フッ化炭素（ＣＦ4）、又はトリフルオロメタン（ＣＨＦ3）及び酸素（Ｏ2）を含有するガス混合物）を使用したエッチングにより基板構造４５０から任意に剥がす。
【００５７】
本発明の技術を組み込んだ幾つかの好適な実施の形態が示され詳細に記載されたが、当業者はこれらの技術をなお組み込んでいる多くの他の多様な実施の形態を容易に考案可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願に記述する実施の形態を実施する際に使用可能な装置の略図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、炭化ケイ素層をハードマスクとして組み込んだ集積回路製造の様々な段階の基板構造の略断面図を示す。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は炭化ケイ素層をハードマスクとして組み込んだ集積回路製造の様々な段階のダマシン構造の略断面図を示す。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、炭化ケイ素層を反射防止コーティング（ＡＲＣ）として組み込んだ集積回路製造の様々な段階の基板構造の略断面図を示す。
【符号の説明】
２００…基板、２０２…材料層、２０４…炭化ケイ素層、２０６…中間層、２０８…エネルギー感受性レジスト材料、２１０…マスク、２５０…基板構造。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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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４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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