(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜の堆積方法であって、
堆積チャンバ内で基板を位置決めするステップと、
有機シラン化合物と、アンモニア（ＮＨ３）、メタン（ＣＨ４）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、窒素（Ｎ２）及びこれらの組み合わせの群より選択されるドーパントとを含む混合ガスを、前記堆積チャンバに供給するステップと、
前記混合ガスを第１の電界の存在下で反応させて、前記基板の上にドープされた炭化珪素層を形成するステップであって、当該ドープされた炭化珪素層が前記混合ガス中のドーパントの量の関数として変化する圧縮率を有するステップと、
一以上の不活性ガスをプロセスチャンバに供給し、前記一以上の不活性ガスに第２の電界を加えて生成したプラズマに、前記基板上に堆積したドープされた炭化珪素層を晒すステップとを有する堆積方法。
【請求項２】
前記有機シラン化合物が一般式ＳｉｘＣｙＨｚ（ｘが１〜２、ｙが１〜６、ｚが４〜１８）を有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記有機シラン化合物が、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）及びこれらの組み合わせの群より選択される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記混合ガスが更にヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）及びこれらの組み合わせの群より選択されるガスを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記混合ガス中の前記有機シラン化合物の前記ドーパントに対する比が１：１〜１：１００である請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記基板が１５０℃〜４５０℃の間の温度に加熱され、前記堆積チャンバが１Ｔｏｒｒ〜１５Ｔｏｒｒの間の圧力に保持される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記有機シラン化合物が１０ｓｃｃｍ〜４０００ｓｃｃｍの流速で前記堆積チャンバに提供され、前記ドーパントが５０ｓｃｃｍ〜１００００ｓｃｃｍの流速で前記堆積チャンバに提供される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１及び第２の電界の少なくとも１つが一以上の高周波（ＲＦ）電源から発生していて、前記一以上のＲＦ電源の各々が１００Ｗ〜１０００Ｗである請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ドープされた炭化珪素層が５．５未満の誘電率を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ドープされた炭化珪素層が２５０ｎｍ未満の波長において反射防止被膜（ＡＲＣ）である請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ドープされた炭化珪素層の２ＭＶ／ｃｍ２における漏洩電流が１０−８Ａ／ｃｍ２未満である請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記一以上の不活性ガスがヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）、及びこれらの組み合わせの群より選択され、前記一以上の不活性ガスが１０００ｓｃｃｍ〜７０００ｓｃｃｍの流速で前記プロセスチャンバに供給され、前記プロセスチャンバが５Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒの圧力に保持される請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ドープされた炭化珪素層の上に炭化珪素キャップ層を形成するステップ、を更に有する請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
ソフトウェアルーチンを保持するコンピュータ記憶媒体であって、その実行により、汎用コンピュータが層堆積方法を用いて堆積チャンバを制御することができ、該層堆積方法が、
堆積チャンバ内で基板を位置決めするステップと、
有機シラン化合物と、アンモニア（ＮＨ３）、メタン（ＣＨ４）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、窒素（Ｎ２）及びこれらの組み合わせの群より選択されるドーパントとを含む混合ガスを、前記堆積チャンバに提供するステップと、
前記混合ガスを第１の電界の存在下で反応させて、前記基板の上にドープされた炭化珪素層を形成するステップであって、当該ドープされた炭化珪素層が前記混合ガス中のドーパントの量の関数として変化する圧縮率を有するステップと、
一以上の不活性ガスをプロセスチャンバに供給し、前記一以上の不活性ガスに第２の電界を加えて生成したプラズマに、前記基板上に堆積したドープされた炭化珪素層を晒すステップとを有するコンピュータ記憶媒体。
【請求項１５】
前記有機シラン化合物が一般式ＳｉｘＣｙＨｚ（ｘが１〜２、ｙが１〜６、ｚが４〜１８）を有する請求項１４に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項１６】
前記有機シラン化合物が、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）及びこれらの組み合わせの群より選択される請求項１５に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項１７】
前記混合ガスが更にヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）、及びこれらの組み合わせの群より選択されるガスを含む請求項１４に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項１８】
前記混合ガス中の前記有機シラン化合物の前記ドーパントに対する比が１：１〜１：１００である請求項１４に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項１９】
前記基板が１５０℃〜４５０℃の間の温度に加熱され、前記堆積チャンバが１Ｔｏｒｒ〜１５Ｔｏｒｒの間の圧力に保持される請求項１４に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項２０】
前記有機シラン化合物が１０ｓｃｃｍ〜４０００ｓｃｃｍの流速で前記堆積チャンバに提供され、前記ドーパントが５０ｓｃｃｍ〜１００００ｓｃｃｍの流速で前記堆積チャンバに提供される請求項１４に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項２１】
前記第１及び第２の電界の少なくとも１つが一以上の高周波（ＲＦ）電源より発生していて、前記一以上のＲＦ電源の各々が１００Ｗ〜１０００Ｗである請求項１４に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項２２】
前記ドープされた炭化珪素層が５．５未満の誘電率を有する請求項１４に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項２３】
前記ドープされた炭化珪素層が２５０ｎｍ未満の波長において反射防止被膜（ＡＲＣ）である請求項１４に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項２４】
前記ドープされた炭化珪素層の２ＭＶ／ｃｍ２における漏洩電流が１０−８Ａ／ｃｍ２未満である請求項１４に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項２５】
前記一以上の不活性ガスがヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）、及びこれらの組み合わせの群より選択され、前記一以上の不活性ガスが１０００ｓｃｃｍ〜７０００ｓｃｃｍの流速で前記プロセスチャンバに供給され、前記プロセスチャンバが５Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒの圧力に保持される請求項１４に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項２６】
前記層堆積方法が、前記ドープされた炭化珪素層の上に炭化珪素キャップ層を形成するステップを更に有する請求項１４に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項２７】
デバイスの作製方法であって、
ドープされた炭化珪素層を堆積チャンバ中の基板上に形成するステップで、有機シラン化合物と、アンモニア（ＮＨ３）、メタン（ＣＨ４）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、窒素（Ｎ２）及びこれらの組み合わせの群より選択されるドーパントとを含む混合ガスを前記堆積チャンバ内部の第１の電界の存在下で反応させて、前記ドープされた炭化珪素層を形成し、前記ドープされた炭化珪素層が前記混合ガス中のドーパントの量の関数として変化する圧縮率を有するステップと、
一以上の不活性ガスをプロセスチャンバに供給し、前記一以上の不活性ガスに第２の電界を加えて生成したプラズマに、前記基板上に堆積したドープされた炭化珪素層を晒すステップと、
前記ドープされた炭化珪素層上の少なくとも一の領域にパターンを規定するステップとを有する方法。
【請求項２８】
前記ドープされた炭化珪素層をマスクとして用い、前記ドープされた炭化珪素層上の少なくとも一の領域に規定された前記パターンを、前記基板中に転写するステップと、前記基板から前記ドープされた炭化珪素層を除去するステップを更に有する請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記ドープされた炭化珪素層上の前記少なくとも一の領域への前記パターンの規定が、前記ドープされた炭化珪素層上にエネルギー感受性レジスト材料層を形成するステップと、
前記エネルギー感受性レジスト材料をパターン化された放射線に晒して、前記エネルギー感受性レジスト材料層中に前記パターン像を導入するステップと、
前記エネルギー感受性レジスト材料層中に導入された前記パターン像を現像するステップと、
前記エネルギー感受性レジスト材料層をマスクとして用いて前記ドープされた炭化珪素層に前記パターンを転写するステップとを有する請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記エネルギー感受性レジスト材料層を形成する前に、前記ドープされた炭化珪素層上に中間層を形成し、前記エネルギー感受性レジスト材料層中にパターン像を導入し、前記パターンを現像するステップと、
前記エネルギー感受性レジスト材料層をマスクとして用いて、前記エネルギー感受性レジスト材料層中に現像された前記パターン像を前記中間層に転写するステップと、
前記パターンを前記中間層をマスクとして用いて前記ドープされた炭化珪素層に転写するステップとを更に有する請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記中間層が酸化物であって、前記酸化物が二酸化珪素、フッ化珪酸ガラス（ＦＳＧ）、及び酸窒化珪素の群より選択される請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記ドープされた炭化珪素層を四フッ化炭素（ＣＦ４）、及びフッ化メタン（ＣＨＦ３）の群より選択されるフッ素主体化合物を用いて前記基板から除去する請求項２８に記載の方法。
【請求項３３】
前記ドープされた炭化珪素層の、前記ドープされた炭化珪素層の厚さを横切って変化する吸収係数が２５０ｎｍ未満の波長において０．１〜０．６である請求項２７に記載の方法。
【請求項３４】
前記有機シラン化合物が一般式ＳｉｘＣｙＨｚ（ｘが１〜２、ｙが１〜６、ｚが４〜１８）を有する請求項２７に記載の方法。
【請求項３５】
前記有機シラン化合物が、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）及びこれらの組み合わせの群より選択される請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記混合ガスが更にヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）、及びこれらの組み合わせの群より選択されるガスを含む請求項２７に記載の方法。
【請求項３７】
前記混合ガス中の有機シラン化合物の前記ドーパントに対する比が１：１〜１：１００である請求項２７に記載の方法。
【請求項３８】
前記基板が１５０℃〜４５０℃の間の温度に加熱され、前記堆積チャンバが１Ｔｏｒｒ〜１５Ｔｏｒｒの間の圧力に保持される請求項２７に記載の方法。
【請求項３９】
前記有機シラン化合物が１０ｓｃｃｍ〜４０００ｓｃｃｍの流速で前記堆積チャンバに提供され、前記ドーパントが５０ｓｃｃｍ〜１００００ｓｃｃｍの流速で前記堆積チャンバに提供される請求項２７に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１及び第２の電界の少なくとも１つが一以上の高周波（ＲＦ）電源より発生していて、前記一以上のＲＦ電源の各々が１００Ｗ〜１０００Ｗである請求項２７に記載の方法。
【請求項４１】
前記ドープされた炭化珪素層が５．５未満の誘電率を有する請求項２７に記載の方法。
【請求項４２】
前記ドープされた炭化珪素層が２５０ｎｍ未満の波長において１．６〜２．２の範囲の屈折率を有する反射防止被膜（ＡＲＣ）である請求項２７に記載の方法。
【請求項４３】
前記ドープされた炭化珪素層の２ＭＶ／ｃｍ２における漏洩電流が１０−８Ａ／ｃｍ２未満である請求項２７に記載の方法。
【請求項４４】
前記一以上の不活性ガスがヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）、及びこれらの組み合わせの群より選択され、前記一以上の不活性ガスが１０００ｓｃｃｍ〜７０００ｓｃｃｍの流速で前記プロセスチャンバに提供され、前記プロセスチャンバが５Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒの圧力に保持される請求項２７に記載の方法。
【請求項４５】
前記ドープされた炭化珪素層中にパターンを規定する前に、前記ドープされた炭化珪素層上に炭化珪素キャップ層を形成するステップをさらに含む請求項２７に記載の方法。
【請求項４６】
相互接続構造を製造する方法であって、
メタル層を上方に有する基板を供するステップと、
第１の有機シラン化合物と、アンモニア（ＮＨ３）、メタン（ＣＨ４）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、窒素（Ｎ２）及びこれらの組み合わせの群より選択される第１のドーパントとを含む第１の混合ガスを第１の堆積チャンバ内の第１の電界の存在下で反応させて、前記メタル層の上に、ドープされた炭化珪素バリヤ層を形成するステップであって、当該ドープされた炭化珪素バリヤ層が前記混合ガス中のドーパントの量の関数として変化する圧縮率を有するステップと、
一以上の第１の不活性ガスを第１のプロセスチャンバに供給し、前記一以上の第１の不活性ガスに第２の電界を加えて生成したプラズマに、前記金属層上に堆積したドープされた炭化珪素バリヤ層を晒すステップと、
前記ドープされた炭化珪素バリヤ層の上に第１の誘電層を形成するステップと、
第２の有機シラン化合物と、アンモニア（ＮＨ３）、メタン（ＣＨ４）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、窒素（Ｎ２）及びこれらの組み合わせの群より選択される第２のドーパントとを含む第２の混合ガスを第２の堆積チャンバ内の第３の電界の存在下で反応させて、前記第１の誘電層の上に、ドープされた炭化珪素ハードマスク層を形成するステップであって、当該ドープされた炭化珪素ハードマスク層が前記混合ガス中のドーパントの量の関数として変化する圧縮率を有するステップと、
一以上の第２の不活性ガスを第２のプロセスチャンバに供給し、前記一以上の第２の不活性ガスに第４の電界を加えて生成したプラズマに、前記基板上に堆積したドープされた炭化珪素ハードマスク層を晒すステップと、
前記ドープされた炭化珪素ハードマスクをパターン化して、ハードマスクを貫通するバイアを規定するステップと、
前記パターン化されたドープされた炭化珪素ハードマスクの上に第２の誘電層を形成するステップと、
前記第２の誘電層をパターン化して、前記ドープされた炭化珪素ハードマスクに規定されたバイアを覆って位置する、第２の誘電層を貫通する相互接続を規定するステップと、
前記ドープされた炭化珪素ハードマスクを用いて、前記バイアパターンを前記第１の誘電層を貫通して転写するステップと、
前記バイアと相互接続を導電性材料で満たすステップとを有する方法。
【請求項４７】
前記第１の誘電層及び前記第２の誘電層が、二酸化珪素、フッ化珪酸ガラス（ＦＳＧ）、珪酸ガラス及び有機珪酸塩の群より選択され、それぞれの誘電率が３未満である請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記ドープされた炭化珪素バリヤ層及び前記ドープされた炭化珪素ハードマスクのそれぞれの誘電率が５．５未満である請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
前記バイア及び相互接続を満たす導電性材料が、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）及びこれらの組み合わせの群より選択され、前記バイア及び相互接続を満たす導電性材料の抵抗率が５μΩ−ｃｍ未満である請求項４６に記載の方法。
【請求項５０】
前記基板上のメタル層が、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）及びこれらの組み合わせの群より選択される請求項４６に記載の方法。
【請求項５１】
前記第１及び第２の有機シラン化合物の少なくとも１つは一般式ＳｉｘＣｙＨｚ（ｘが１〜２、ｙが１〜６、ｚが４〜１８）を有する請求項４６に記載の方法。
【請求項５２】
前記第１及び第２の有機シラン化合物の少なくとも１つが、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）及びこれらの組み合わせの群より選択される請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記第１及び第２の混合ガスの少なくとも１つが更に、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）及びこれらの組み合わせの群より選択されるガスを含む請求項４６に記載の方法。
【請求項５４】
前記第１及び第２の混合ガスの少なくとも１つの前記有機シラン化合物のドーパントに対する比が１：１〜１：１００である請求項４６に記載の方法。
【請求項５５】
前記基板が１５０℃〜４５０℃の間の温度に加熱され、前記堆積チャンバが１Ｔｏｒｒ〜１５Ｔｏｒｒの間の圧力に保持される請求項４６に記載の方法。
【請求項５６】
前記第１及び第２の有機シラン化合物の少なくとも１つが１０ｓｃｃｍ〜４０００ｓｃｃｍの流速で前記堆積チャンバに提供され、第１及び第２のドーパントの少なくとも１つが、５０ｓｃｃｍ〜１００００ｓｃｃｍの流速で前記堆積チャンバに提供される請求項４６に記載の方法。
【請求項５７】
前記第１、第２、第３及び第４の電界の少なくとも１つが一以上の高周波（ＲＦ）電源から発生していて、前記一以上のＲＦ電源の各々が１００Ｗ〜１０００Ｗである請求項４６に記載の方法。
【請求項５８】
前記ドープされた炭化珪素ハードマスクが２５０ｎｍ未満の波長において反射防止被膜（ＡＲＣ）である請求項４６に記載の方法。
【請求項５９】
前記ドープされた炭化珪素バリヤ層及びドープされた炭化珪素ハードマスクのそれぞれの２ＭＶ／ｃｍ２における漏洩電流が１０−８Ａ／ｃｍ２未満である請求項４６に記載の方法。
【請求項６０】
前記第１及び第２の不活性ガスの少なくとも１つがヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）、及びこれらの組み合わせの群より選択されて、１０００ｓｃｃｍ〜７０００ｓｃｃｍの流速で前記第１又は第２のプロセスチャンバに提供され、前記プロセスチャンバが５Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒの圧力に保持される請求項４６に記載の方法。
【請求項６１】
前記炭化珪素ハードマスクの中にパターンを規定する前に、前記炭化珪素ハードマスク上に炭化珪素キャップ層を形成するステップを更に含む請求項４６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】
本発明は炭化珪素層に関し、更に詳しくは、炭化珪素層の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路は、単一のチップの上に数百万の部品（例えば、トランジスタ、コンデンサ及び抵抗）を含むことができる複雑なデバイスに発展してきた。チップの設計の進化は、より早い回路構成及びより大きな回路密度を絶え間なく要求している。より大きな回路密度に対する要請は、集積回路の部品の寸法を減少させることを強いている。
【０００３】
集積回路の部品の寸法が減少する（例えばサブミクロンの寸法）につれて、このような部品を作成するために使用される材料が、このような部品の電気的性能を左右している。例えば、低抵抗メタルの相互接続（例えばアルミニウムと銅）は集積回路上の部品間に導電性のパスを提供している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般的には、メタルの相互接続は、バルクの絶縁材料によって相互に電気的に孤立している。隣接するメタルの相互接続間の距離あるいはバルクの絶縁材料の厚さがサブミクロンの寸法になると、このような内部接続の間に容量結合が生ずる場合がある。隣接するメタルの相互接続間の容量結合は、集積回路の全体的な性能を低下させるクロストークあるいは抵抗−キャパシタンス（ＲＣ）遅延の発生の原因となることがある。
【０００５】
隣接するメタルの相互接続間の容量結合を最小にするためには、低誘電率のバルクの絶縁材料（例えば誘電率が約３．０未満）が必要である。一般的には、誘電率が約３．０未満であるバルクの絶縁材料は、伸長性の材料（例えば引張応力が約１０８ｄｙｎ／ｃｍ２より大きい材料）である。低誘電率のバルクの絶縁材料の例としては、とりわけ、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、珪酸ガラス、及びフッ化珪酸ガラス（ＦＳＧ）が挙げられる。
【０００６】
これに加えて、低誘電率（低κ）のバリヤ層は、メタルの相互接続をバルクの絶縁材料から切り離す場合が多い。このバリヤ層は、バルクの絶縁材料の内部にメタルが拡散するのを最小にする。バルクの絶縁材料の内部へのメタルの拡散は、集積回路の電気的性能に影響を与え得るので、あるいは集積回路を作動不能にし得るので、望ましくない。
【０００７】
集積回路の部品の中には、マルチレベルの相互接続構造（例えばデュアルダマシン構造）を含んでいるものがある。マルチレベルの相互接続構造は、一層が他の層の上に積み重ねられて、二以上のバルクの絶縁層、低誘電率バリヤ層、及びメタル層を持つことができる。伸長性のバルクの絶縁材料がマルチレベルの相互接続構造に組み込まれると、そのような相互接続構造は、望ましくないひび割れ及び／または  下に位置する基板からの剥離を生ずる場合がある。
【０００８】
集積回路の密度をより大きくするという要請は、集積回路の製造に使用されるプロセスシーケンスにもまた、いくつもの要請を課している。例えば、従来法によるリソグラフィー技術を使用するプロセスシーケンスにおいては、基板上に堆積された材料の層を覆ってエネルギー感受性レジスト層を形成する。下に位置するこれらの材料層の多くは紫外光を反射する。このような反射は、エネルギー感受性レジスト材料中に形成される線やバイア等のフィーチャの寸法を歪ませ得る。
【０００９】
下に位置する材料の層からの反射を最小にする為に提案されている一つの技術では、反射防止層（ＡＲＣ）を使用する。ＡＲＣは、レジストをパターン化する前に、反射性の材料層を覆って形成される。ＡＲＣは、レジストを画像化する間、下に位置する層からの反射を抑制し、エネルギー感受性の層には正確なパターンが複製される。
【００１０】
炭化珪素層は低い誘電率（約５．５未満の誘電率）を持ち、メタル拡散に対する優れたバリヤであり、かつ優れた光吸収特性を持っているので、集積回路上のバリヤ層あるいはＡＲＣとしての使用が示唆されて来た。
【００１１】
それ故、誘電率が低い、かつＡＲＣとしての使用にも適する改良されたフィルム特性を持つ炭化珪素フィルムの形成方法に対する必要性が継続的に存在している。
【００１２】
【課題を解決する為の手段】
本発明は集積回路の製造プロセスにおいて使用される炭化珪素層の形成方法を提供する。炭化珪素層は、電界の存在下で、珪素源、炭素源及びドーパントを含む混合ガスを反応させることにより形成される。こうして堆積された炭化珪素層の圧縮率は、層を形成する間における混合ガス中のドーパントの量の関数として変化する。
【００１３】
炭化珪素層は、集積回路の製造プロセスと両立する。集積回路の一つの製造プロセスにおいては、炭化珪素層は、例えばデュアルダマシン構造等の集積回路の構造を形成するために、ハードマスク及びバリヤ層の両者として用いられる。このような実施形態の場合には、好ましいプロセスシーケンスは、基板上に形成されたメタル層の上に炭化珪素バリヤ層を堆積させるステップを含んでいる。基板上に炭化珪素バリヤ層を堆積させた後、その上に第１の誘電層を形成する。この第１の誘電層の上に、炭化珪素ハードマスク層を形成する。この炭化珪素ハードマスク層がパターン化されて、その中にバイアが規定される。その後、パターン化された炭化珪素ハードマスク層の上に、第２の誘電層を形成する。この第２の誘電層がパターン化されて、その中に相互接続が規定される。第２の誘電層の中に形成された相互接続は、炭化珪素ハードマスク層中のバイアを覆って位置している。第２の誘電層をパターン化した後、炭化珪素ハードマスク層中に規定されたバイアを、第１の誘電層に転写する。その後、バイアと相互接続に導電性材料を詰めてデュアルダマシン構造が完成する。
【００１４】
集積回路の別の製造プロセスにおいては、炭化珪素層は、ＤＵＶリソグラフィーに対する反射防止被膜（ＡＲＣ）として使用される。このような実施形態の場合には、好ましいプロセスシーケンスは、基板上に炭化珪素層を堆積させるプロセスを含んでいる。炭化珪素層の屈折率（ｎ）は約１．６〜約２．２であり、また約２５０ｎｍ未満の波長における吸収係数（ｋ）は約０．１〜約０．６である。炭化珪素層の屈折率（ｎ）及び吸収係数（ｋ）は調整可能である、即ち、これらを、ＳｉＣ層を形成する間の混合ガスの組成の関数として、希望する範囲で変えることができる。基板上に炭化珪素層を形成した後、その上にエネルギー感受性レジスト材料の層を形成する。約２５０ｎｍ未満の波長で、このエネルギー感受性レジストの中にパターンを規定する。その後、エネルギー感受性レジスト材料の中に規定されたパターンを炭化珪素層に転写する。この炭化珪素層をパターン化した後で、随意にこのパターンを基板に転写する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の種々の教示は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を考察することにより、容易に理解できる。
【００１６】
図１は、ここに説明する実施形態に合う炭化珪素層の堆積を実施するために使用できるウエハ処理システム１０を、模式的に表している。システム１０は、一般的には、電源１１９と１０６及び真空ポンプ１０２等の他の機械設備と共に、プロセスチャンバ１００、ガスパネル１３０、制御ユニット１１０を含んでいる。ウエハ処理システム１０の幾つかの例の中に、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により入手可能なＤＸＺチャンバ等のプラズマ励起化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバが含まれる。
【００１７】
ウエハ処理システム１０の詳細は、本譲受人が共に譲り受けて同時係属している、１９９８年１２月１４日出願の、発明の名称が「高温化学気相堆積チャンバ」である米国特許出願番号０９／２１１，９９８に記載されており、これをここに引用して援用する。このシステム１０の特徴を以下に簡単に説明する。
【００１８】
プロセスチャンバ１００は、通常半導体ウエハ１９０等の基板を支えるために使用する支持台１５０を内蔵している。支持台１５０は、移動機構（図示せず）を使用して、チャンバ１００の内部で一般的には垂直方向に移動できる。
【００１９】
特定のプロセスによっては、炭化珪素層の堆積の前に、ウエハ１９０を所望の温度に加熱することができる。例えば、組み込んだ電熱線１７０によってウエハ支持台１５０を加熱する。ＡＣ電源１０６から電熱線１７０に電流を供給して、支持台１５０を抵抗加熱することができる。次には支持台１５０がウエハ１９０を加熱する。
【００２０】
熱電対等の温度センサ１７２もウエハ支持台１５０に埋め込まれ、従来法に従って支持台１５０の温度を監視する。測定した温度をフィードバックループに使用して加熱要素１７０に供給する電力を制御し、ウエハ温度を特定のプロセスに適応した所望の温度に保つか、または制御することができる。支持台は任意に選択して放射熱で加熱することも出来る（図示せず）。
【００２１】
真空ポンプ１０２は、プロセスチャンバ１００を真空にするため、及びチャンバ１００内のガスの流れと圧力を適切に保持するために使用する。チャンバ１００内部にプロセスガスを導入するためのシャワーヘッド１２０は、ウエハ支持台１５０の上部に位置する。シャワーヘッド１２０は、プロセスシーケンスの異なるステップで使用する種々のガスを制御しかつ供給するガスパネル１３０に結合されている。
【００２２】
シャワーヘッド１２０とウエハ支持台１５０は、空間的に離れた一対の電極も形成している。これらの電極の間に電界が発生すると、チャンバ１００内に導入されたプロセスガスを刺激してプラズマにする。この電界は、マッチング回路（図示せず）を介して、シャワーヘッド１２０を高周波（ＲＦ）電源（図示せず）に接続することにより生ずる。この代わりに、ＲＦ電源とマッチング回路をウエハ支持台１５０に接続してもよいし、あるいはシャワーヘッド１２０とウエハ支持台１５０の両方に接続してもよい。
【００２３】
この代わりに、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させることもできる。混合高周波電源１１９の詳細は、本譲受人が共に譲り受けた、名称が「基板処理の間のイオン衝撃を制御するための非対称波形の使用」である、２０００年３月２８日に発行された米国特許６，０４１，７３４に記載されており、ここに引用して援用する。
【００２４】
一般的には、制御ユニット１１０で制御されている混合ＲＦ電源１１９は、シャワーヘッド１２０に、周波数の低い電力（例えば、約１５０ＫＨｚ〜約４５０ＫＨｚのＲＦ電力）と同様、周波数の高い電力（例えば、約１０ＭＨｚ〜約１５ＭＨｚのＲＦ電力）も提供する。周波数の高いＲＦ電力と周波数の低いＲＦ電力の両方が、マッチング回路（図示せず）を介してシャワーヘッド１２０に接続される。周波数の高いＲＦ電源及び周波数の低いＲＦ電源の両方をウエハ支持台１５０に接続することを任意に選択してもよいし、一方をシャワーヘッド１２０に接続して他方をウエハ支持台１５０に接続してもよい。
【００２５】
プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）技術は、基板表面の近傍の反応ゾーンに電界を供給することによって反応物質であるガスの励起あるいは解離を促進して、反応種のプラズマを生成させる。プラズマ中の化学種の反応性が、起るべき化学反応に必要なエネルギーを減少させて、事実上このようなＰＥＣＶＤプロセスに必要な温度を低下させる。
【００２６】
マスフローコントローラー（図示せず）と制御ユニット１１０が、ガスパネル１３０を通り抜けるガス流を適切に制御し、調節する。シャワーヘッド１２０は、ガスパネル１３０から来るプロセスガスをプロセスチャンバ１００の中に均一に導入しかつ分配する。
【００２７】
図解すると、制御ユニット１１０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１３、支援回路１１４、及び付随する制御ソフト１１６を包含した記憶媒体を備えている。制御ユニット１１０は、ウエハの移送、ガス流の制御、混合ＲＦ電力の制御、温度制御、チャンバの真空引き等々の、ウエハ処理に必要な多数のステップの自動制御引き受けている。制御ユニット１１０とウエハ処理システム１０の種々の構成要素との間の双方向情報伝達は、シグナルバス１１８として一括して呼ばれる多数の信号ケーブルを通して取り扱われる。これらの内のいくつかを図１に示している。
【００２８】
中央演算処理装置１１３は、プロセスチャンバを工業的に設定する際に使用可能なあらゆる形態の汎用コンピュータプロセッサの一つでよいのは勿論、サブプロセッサでもよい。コンピュータは、ランダムアクセスメモリ、読み出し専用メモリー、フロッピーディスクドライブ、ハードディスクドライブ、または他の任意のローカルまたはリモートのデジタル保存形態を使用して良い。プロセッサを支援するため、従来法通りに種々の支援回路をＣＰＵに接続してもよい。要求されているプロセスシーケンスルーチンはメモリーに記憶されるか離れた場所にある第２のＣＰＵによって実行される。
【００２９】
プロセスシーケンスルーチンは、基板１９０をウエハ支持台１５０に置いた後に実行される。プロセスシーケンスルーチンが実行されると、汎用コンピュータは、チャンバ操作を制御する特定の目的を持つプロセスコンピュータに変換され、堆積プロセスが遂行される。これに代えて、用途が特定された集積回路やその他のタイプのハードウェア機器等、遠隔で設置したハードウェアを用いてチャンバ操作を制御してもよいし、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせで制御してもよい。
【００３０】
炭化珪素層の形成
一つの実施形態では、珪素源、炭素源及びドーパントを含んでいる混合ガスを反応させて炭化珪素層を形成する。珪素源と炭素源は、一般式ＳｉｘＣｙＨｚで表される一つの有機シラン化合物でよい。ここで、ｘは１〜２、ｙは１〜６、ｚは４〜１８である。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）、及びジエチルシラン（ＳｉＣ４Ｈ１２）を特に有機シラン化合物として使用することができる。この代わりに、珪素源及び炭素源として、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、メタン（ＣＨ４）及びこれらの組み合わせを用いることができる。
【００３１】
アンモニア（ＮＨ３）、メタン（ＣＨ４）、シラン（ＳｉＨ４）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、窒素（Ｎ２）、あるいはこれらの組み合わせを特にドーパントとして使用することができる。
【００３２】
混合ガスは、更に不活性ガスを含んでもよい。ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）、あるいはこれらの組み合わせが特に不活性ガスとして使用できる。
【００３３】
通常、炭化珪素層を形成するために、以下に示す堆積プロセスパラメータを使用することができる。プロセスパラメータは、ウエハ温度が約１５０℃〜約４５０℃、チャンバ圧力が約１Ｔｏｒｒ〜約１５Ｔｏｒｒ、珪素源と炭素源の一方又は双方の流速が約１０ｓｃｃｍ〜約２０００ｓｃｃｍ、ドーパントの流速が約５０ｓｃｃｍ〜約１００００ｓｃｃｍ、不活性ガスの流速が約１０００ｓｃｃｍ未満、プレートの間隙が約３００ｍｉｌ〜約６００ｍｉｌ、一以上のＲＦ電源が約１００Ｗ〜約１０００Ｗである。これに加えて、混合ガス中における珪素源のドーパントに対する比が約１：１〜約１：１００にあることが必要である。米国カリフォルニア州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堆積チャンバ内で、上記のプロセスパラメータにより２００ｍｍの基板上に堆積を行った場合、炭化珪素層の堆積速度は約１００Å／分〜約３０００Å／分である。
【００３４】
別の堆積チャンバも本発明の技術的範囲には含まれ、上記した種々のパラメータは、炭化珪素層を形成する際に使用する特定の堆積チャンバによって変化することが出来る。例えば、別のチャンバは、体積がより大きいあるいはより小さくても良く、それにより、ガスの流速がアプライドマテリアルズ株式会社から入手できるチャンバについて記した値より大きいあるいは小さくても良いし、また、３００ｍｍの基板に対応して構成されても良い。
【００３５】
堆積された炭化珪素層の圧縮率は、層を形成する間における混合ガス中のドーパントの量の関数として変化する。詳しくは、混合ガス中のドーパントの濃度が増すにつれて、堆積した炭化珪素層の圧縮率も増大する。炭化珪素層の圧縮率が増大するのは、ドーパントが炭化珪素層中の不安定化学種（例えばＳｉ−ＣＨ２）の数を減少させるためであると信じられる。本開示において用いられる炭化珪素層の圧縮率は、ひび割れ及び剥離に対するその抵抗の尺度の一つである。堆積した炭化珪素層の圧縮率は、約５×１０８ｄｙｎ／ｃｍ２より大きい。
【００３６】
これに加えて、窒素を基とするドーパント（例えば、ＮＨ３、Ｎ２）から生ずる窒素の幾ばくかは、層形成の間に炭化珪素層中に組み込まれる場合があると信じられる。このような組み込みがあると、大気の条件下で湿気あるいは酸素と反応して層の反応がより低くなり、層が安定化する可能性がある。
【００３７】
堆積された炭化珪素層の誘電率は約５．５未満であり、集積回路中のバリヤ材料として使用するのに適している。炭化珪素層の誘電率は、ＲＦ電力の関数として変えることができるので、調節ができる。特に、ＲＦ電力が増すにつれて堆積された炭化珪素層の誘電率も増大する。これに加えて、誘電率は混合ガス中のドーパント濃度の関数として変えることができる。特に、ドーパント濃度が増すと堆積した炭化珪素層の誘電率は減少する。
【００３８】
その上、堆積された炭化珪素層の漏洩電流は、混合ガス中のドーパント濃度の関数として変えることができる。特に、ドーパント濃度が増すにつれて堆積した炭化珪素層の漏洩電流は減少する。２ＭＶ／ｃｍにおける炭化珪素層の漏洩電流は、一般的には約１×１０−８Ａ／ｃｍ２未満であった。例えば、アンモニアドープにより堆積した炭化珪素層の、約２ＭＶ／ｃｍにおける漏洩電流は約１×１０−９Ａ／ｃｍ２未満であったが、これは、集積回路の相互接続構造間のクロストークを最小化するのに適している。
【００３９】
炭化珪素層の形成に使用するパーカーサによっては、化学種を含んだ炭素あるいは水素のガス抜けが生ずることがある。混合ガス中のドーパント濃度が増すと、堆積した炭化珪素層からのこのようなガス抜けが減少すると信じられる。
【００４０】
炭化珪素層はまた、約２５０ｎｍ未満の波長において、約０．１〜約０．６の間で変えることができる光吸収係数（ｋ）を有しており、ＤＵＶの波長における反射防止層（ＡＲＣ）として使用するのに適している。炭化珪素層の光吸収係数は、混合ガスの組成の関数として変えることができる。特に、ドーパント濃度が増すと堆積された層の吸収係数も同様に増大する。
【００４１】
炭化珪素層を形成した後に、不活性ガスを用いてプラズマ処理してもよい。不活性ガスとしては、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）、あるいはこれらの組み合わせが使用されて良い。このようなプラズマ処理により、大気の条件下における湿気あるいは酸素と反応して反応性が低くなつて、層が安定化すると信じられる。
【００４２】
図１に示したものと類似したプロセスチャンバ中で炭化珪素層のプラズマ処理をするために、通常、以下のプロセスパラメータ用いることができる。プロセスパラメータは、チャンバ圧力が約５Ｔｏｒｒ〜約１０Ｔｏｒｒ、不活性ガスの流速が約１０００ｓｃｃｍ〜約７０００ｓｃｃｍ、高周波（ＲＦ）電源が約１００Ｗ〜約１０００Ｗである。炭化珪素層のプラズマ処理時間は約１２０秒未満である。
【００４３】
炭化珪素層の上に、随意に、炭化珪素キャップ層を形成してもよい。炭化珪素キャップ層は、上述した炭化珪素のプロセスパラメータに準じて、ドーパントガスを加えないで形成することができる。炭化珪素キャップ層の厚さは、処理のどの段階にあるかに依存して変化し得る。一般的には、炭化珪素キャップ層は約２００Å未満の厚さに堆積させる。
【００４４】
ＮＨ３及びＮ２ドーパントが珪素源及び炭素源と反応すると炭化珪素層中に窒素が組み込まれると信じられるので、ドープされていない炭化珪素キャップ層は、炭化珪素層とそれに直接あてがわれたフォトレジスト材料の間の望ましくない相互作用を最小にすると信じられる。例えば、エネルギー感受性レジスト材料（例えば、シップレーＵＶ５ディープＵＶレジスト、ＪＳＲＭ２０ＧディープＵＶレジスト）の中には、湿気と反応して塩基性アミノ基（ＮＨ２）を形成するものがあり、窒素を組み込んでいる材料の上のレジスト材料が「フッティング」（即ち、現像されたレジストのフィーチャが足元の部分で広がること）を起こす原因になると考えられる。
【００４５】
集積回路の製造プロセス
Ａ．炭化珪素ハードマスク
図２ａ−２ｅは、炭化珪素層をハードマスクとして組み込んでいる、集積回路製造シーケンスの種々の段階における基板２００の模式断面図である。総体的に、基板２００は処理が実施されている任意の製品を指し、基板構造２５０は、基板２００の上に形成された別の材料の層が一緒になっている基板を広く表示する。処理のどの段階にあるかに依存して、基板２００はシリコンウエハに対応してもよいし、あるいはシリコンウエハ上に形成された別の材料の層に対応してもよい。例えば、図２ａは、基板上に従来法にしたがって形成された材料層２０２を持つ基板構造２５０の断面を図示している。材料層２０２は酸化物（例えば二酸化珪素、フッ化珪酸ガラス（ＦＳＧ））であってよい。総体的に、基板２００は珪素、珪化物、メタル、あるいは他の材料の層を含んでよい。図２ａは、基板２００が珪素とその上に形成された二酸化珪素層である場合の形態を図示している。
【００４６】
図２ｂは、図２ａの基板構造２５０の上に形成された炭化珪素層２０４の図解である。炭化珪素層２０４は上述したプロセスパラメータに準じて基板構造２５０上に形成されている。炭化珪素層の厚さは、処理のどの段階にあるかに依存して変えることができる。一般的には、炭化珪素層は約５０Å〜約１０００Åの厚さに堆積される。
【００４７】
エネルギー感受性レジスト材料２０８の層は、炭化珪素層２０４の上に形成される。エネルギー感受性レジスト材料２０８の層は、基板の上に厚さが約４０００Å〜約１００００Å内で回転被覆できる。殆どのエネルギー感受性レジスト材料は、波長が約４５０ｎｍ未満の紫外線（ＵＶ）に感度がある。深紫外線（ＤＵＶ）レジスト材料は波長が約２４５ｎｍ未満の紫外線に感度がある。
【００４８】
製造シーケンスにおいて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の化学反応に依存して、炭化珪素層２０４の上に中間層２０６が形成される。エネルギー感受性レジスト材料２０８と炭化珪素層２０４が同じ化学的エッチング剤を用いてエッチングできるとき、あるいはレジスト被毒が生じそうなときには、中間層２０６は炭化珪素層２０４に対するマスクとして機能する。中間層２０６は従来法によって炭化珪素層２０４の上に形成される。中間層２０６は、炭化珪素キャップ層、酸化物、窒化物、酸窒化珪素、非晶質珪素、あるいは他の適当な材料でよい。
【００４９】
マスク２１０を介してこのようなエネルギー感受性レジスト材料２０８に紫外線を照射することにより、エネルギー感受性レジスト材料２０８にパターン像を導入する。エネルギー感受性レジスト材料２０８に導入されたパターン像を適当な現像剤中で現像して、図２ｃに示したように、エネルギー感受性レジスト材料２０８を貫通してパターンを規定する。その後、図２ｄを参照するが、エネルギー感受性レジスト材料２０８中に規定されたパターンは、炭化珪素層２０４を貫通して転写される。パターンは、エネルギー感受性レジスト材料２０８をマスクとして用いて、炭化珪素層２０４を貫通して転写される。パターンは、適当な化学的エッチング剤を用いて炭化珪素層２０４を貫通して転写される。炭化珪素層２０４を化学的にエッチングするには、例えば、三フッ化メタン（ＣＨＦ３）等のフッ化炭素化合物を使用できる。
【００５０】
これに代えて、中間層２０６がある場合には、エネルギー感受性レジスト材料２０８中に規定されたパターンは、エネルギー感受性レジスト材料をマスクとし用いて、最初に中間層２０６を貫通して転写される。その後、パターンは中間層２０６をマスクとして用いて、炭化珪素層２０４を貫通して転写される。パターンは、適当な化学的エッチング剤を用いて、中間層２０６と共に炭化珪素層２０４の両方を貫通して転写される。
【００５１】
図２ｅは、炭化珪素層２０４中に規定されたパターンを、炭化珪素層２０４をハードマスクとして用いて二酸化珪素層２０２を貫通して転写して、集積回路の製造シーケンスが完成した状態を図示する。
【００５２】
二酸化珪素層２０２をパターン化した後、炭化珪素層２０４を、随意に、適当な化学的エッチング剤中でエッチングして、基板２００から剥離できる。
【００５３】
Ｂ  炭化珪素層を組み込んだダマシン構造
図３ａ−３ｇは、炭化珪素バリヤ層と炭化珪素ハードマスク層を組み込んでいるデュアルダマシン構造の製造シーケンスの、種々の段階における基板３００の模式断面図である。デュアルダマシン構造は、集積回路上に多層のメタル相互接続を形成するため、一般的に使用される。処理のどの段階にあるかに依存して、基板３００はシリコンウエハに対応してもよいし、あるいは基板３００上に形成されている他の材料層に対応してもよい。例えば、図３ａは、メタル層３０２（例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ））が形成されている基板３００の断面を図示する。
【００５４】
図３ａは、基板３００が、上に銅層を形成した珪素である場合の一形態を図示する。銅層３０２の厚さは、製造すべき構造の寸法に依存して、約５０００Å〜約５μｍである。
【００５５】
図３ｂを参照して、銅層３０２の上に炭化珪素バリヤ層３０４を形成する。炭化珪素バリヤ層３０４は、上述したプロセスパラメータに準じて銅層３０２上に形成される。炭化珪素バリヤ層３０４は圧縮性があり、また約５．５未満の誘電率を持つ。炭化珪素バリヤ層の誘電率は、圧縮性も同様に、層形成の間におけるガス組成（例えばドーパントの濃度）の関数として変えることができる。
【００５６】
炭化珪素バリヤ層３０４の厚さは処理の特定の段階に依存して変えることができる。一般的には、炭化珪素バリヤ層３０４の厚さは約２００Å〜約１０００Åである。
【００５７】
図３ｃに示したように、炭化珪素バリヤ層３０４の上に第１の誘電層３０５を形成する。第１の誘電層３０５は、酸化物（例えば、二酸化珪素、フッ化珪酸ガラス（ＦＳＧ））であってよい。第１の誘電層３０５の厚さは、約５０００Å〜約１００００Åである。
【００５８】
図３ｄを参照して、第１の誘電層３０５の上に炭化珪素ハードマスク層３０６を形成して、これをパターン化し、エッチングしてその中にバイアを規定する。炭化珪素ハードマスク層３０６は、上述したプロセスパラメータに準じて第１の誘電層３０５の上に形成される。炭化珪素ハードマスク層３０６もまた、圧縮性がありかつ約５．５未満の誘電率を持つ。炭化珪素ハードマスク層の誘電率は、圧縮性も同様に、層形成の間におけるガス組成（例えばドーパントの濃度）の関数として変えることができる。
【００５９】
炭化珪素ハードマスク層３０６の厚さはプロセスの特定の段階に依存して変えることができる。一般的には、炭化珪素ハードマスク層３０６の厚さは約２００Å〜約１０００Åである。
【００６０】
バイア開口３０６を規定して第１の誘電層３０５のバイアを形成すべき領域に露光するために、炭化珪素ハードマスク層３０６をパターン化して、エッチングする。炭化珪素ハードマスク層３０６は、図２ｂ−２ｄにおいて説明したような従来法によるリソグラフィーを使用してパターン化する。炭化珪素層は三フッ化メタン（ＣＨＦ３）等のフッ化炭素化合物を用いてエッチングする。
【００６１】
炭化珪素ハードマスク層３０６をパターン化した後、図３ｅに示したように、その上に第２の誘電層３０８を堆積させる。第２の誘電層３０８は、酸化物（例えば、二酸化珪素、フッ化珪酸ガラス（ＦＳＧ））であってよい。第２の誘電層３０８の厚さは、約５０００Å〜約１００００Åである。
【００６２】
次いで、図３ｆに示したように、相互接続３１０を規定するために、好ましくは上述した従来法によるリソグラフィープロセスを用いて、第２の誘電層３０８をパターン化する。第２の誘電層３０８中に形成された相互接続３１０は、炭化珪素ハードマスク層３０６中のバイア開口３０６を覆って位置している。その後、相互接続３１０とバイア３０６の両者を、反応性イオンエッチングまたは他の異方性エッチング技術を用いてエッチングする。
【００６３】
図３ｇを参照して、相互接続３１０とバイア３０６を、アルミニウム、銅、タングステン、あるいはこれらの組み合わせ等の導電性材料で満たす。相互接続３１０及びバイア３０６を満たすには、抵抗率の小さい銅（抵抗率が約１．７μΩ−ｃｍ）を用いるのが好ましい。化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）、電気メッキ、あるいはこれらの組み合わせを用いて導電性材料３１４を堆積させて、ダマシン構造を形成する。
【００６４】
これに加えて、メタルが炭化珪素バリヤ層３０４及び炭化珪素ハードマスク層３０６と同様、周辺の誘電層３０５や３０８中に移行するのを妨げるために、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、あるいは他の適当なバリヤ材料のバリヤ層３１６を相互接続３１０及びコンタクト／バイア３０６の側壁に沿って最初に同様にして堆積させる。
【００６５】
Ｃ  炭化珪素反射防止層（ＡＲＣ）
図４ａ−４ｅは、炭化珪素層を反射防止層（ＡＲＣ）として組み込んでいる、集積回路製造シーケンスの種々の段階における基板４００の模式断面図である。総体的に、基板４００はフィルム処理が実施されている任意の製品を指し、基板構造４５０は、基板４００の上に形成された別の材料の層が一緒になっている基板４００を広く表示する。処理のどの段階にあるかに依存して、基板４００はシリコンウエハに対応してもよいし、あるいは基板上に形成された別の材料の層に対応してもよい。例えば、図４ａは、基板４００が酸化物層をその上に持つシリコンウエハである基板構造４５０の断面を図示している。
【００６６】
基板構造４５０の上に炭化珪素層４０２を形成する。炭化珪素層４０２は、上述したプロセスパラメータに準じて基板構造４５０の上に形成される。炭化珪素層は約２５０ｎｍより短い波長において、約０．１〜約０．６の間で可変の吸収係数（ｋ）を有しており、ＤＵＶ波長における反射防止層（ＡＲＣ）としての使用に適している。炭化珪素層の吸収係数は調節可能である、即ちガス組成の関数として希望内で変えることができる。炭化珪素層４０２の厚さは、処理のどの段階にあるかに依存して変えることができる。一般的には、炭化珪素層の厚さは約２００Å〜約２０００Åである。
【００６７】
図４ｂは、図４ａの基板構造４５０上に形成されたエネルギー感受性レジスト材料層４０４の図解である。エネルギー感受性レジスト材料層は、厚さ約２０００Å〜約６０００Å内で、基板構造４５０上にスピンコートできる。エネルギー感受性レジスト材料は、波長が２５０ｎｍ未満のＤＵＶに感受性がある。
【００６８】
マスク４０６を介してエネルギー感受性レジスト材料４０４にＤＵＶを照射して、エネルギー感受性レジスト材料層４０４にパターン像を導入する。エネルギー感受性レジスト材料層４０４にパターン像が導入されるときに、炭化珪素層４０２は、エネルギー感受性レジスト材料層４０４に導入されたパターン像を劣化させるような、下に位置する層（例えば酸化物、メタル）のいかなる反射をも抑制する。
【００６９】
図４ｃに示したように、エネルギー感受性レジスト材料層４０４に導入されたパターン像を適当な現像剤中で現像して、この層を貫通してパターンを規定する。その後、図４ｄを参照して、エネルギー感受性レジスト材料４０４に規定されたパターンは、炭化珪素層４０２を貫通して転写される。パターンは、エネルギー感受性レジスト材料４０４をマスクとして用いて、炭化珪素層４０２に転写される。パターンは、炭化珪素層４０２を適当な化学的エッチング剤（例えばＣＨＦ３）を用いてエッチングして、炭化珪素層４０２を貫通して転写される。
【００７０】
図４ｅに示したように、炭化珪素層４０２がパターン化されたあと、このパターンは、一般的には、基板４００に転写される。パターンは、炭化珪素ＡＲＣ層４０２をハードマスクとして用いて基板４００に転写される。パターンは、基板４００を適当な化学的エッチング剤を用いてエッチングして、基板４００に転写される。その後、炭化珪素層４０２は、随意に、適当な化学的エッチング剤（例えばＣＨＦ３）を用いてエッチングして基板構造４５０から除去される。
【００７１】
本発明の教示を組み込んだ幾つかの好ましい実施形態を詳細に示し、また説明したが、当業者は、それでもなおこれらの教示を組み込んだ、他の多くの変形させた実施形態を容易に工夫できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ここに説明した種々の実施形態を実施するために使用できる装置の模式図である。
【図２】図２ａ〜２ｅは、炭化珪素層をハードマスクとして組み込んでいる集積回路製造の種々の段階における基板構造の模式断面図である。
【図３】図３ａ〜３ｇは、炭化珪素層をハードマスクとして組み込んでいる集積回路製造の種々の段階におけるダマシン構造の模式図である。
【図４】図４ａ〜４ｅは、炭化珪素層を反射防止層（ＡＲＣ）として組み込んでいる集積回路製造の種々の段階における基板構造の模式断面図である。
【符号の説明】
１０…ウエハ処理システム、１００…プロセスチャンバ、１０２…真空ポンプ、１０６…電源、１１０…制御ユニット、１１３…中央演算処理装置、１１４…支援回路、１１６…制御ソフト、１１９…電源、１２０…シャワーヘッド、１３０…ガスパネル、１５０…支持台、１７０…電熱線、１７２…温度センサ、１９０…半導体ウエハ、２００…基板、２０２…材料層、２０４…炭化珪素層、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、３００…基板、３０２…メタル層、３０４…炭化珪素バリヤ層、３０５…第１の誘電層、３０６…炭化珪素ハードマスク層、３０８…第２の誘電層、３１０…相互接続、３１４…導電性材料、３１６…バリヤ層、４００…基板、４０２…炭化珪素層、４０４…エネルギー感受性レジスト材料、４０６…マスク、４５０…基板構造。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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