JP5313679B2 - 犠牲マスキング構造を用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
この発明は概して半導体装置に関し、より特定的には、半導体装置において用いられるマスキング層に関する。
半導体装置の製造業者は、製造コストを下げながら製品の性能を上げようと絶えず努力している。マイクロプロセッサおよびメモリ素子などの半導体装置が何百万個ものトランジスタまたはデバイスを含み得るので、性能を上げかつ製造コストを下げるために1つには半導体装置を構成するトランジスタの大きさを縮小することに焦点が当てられてきた。当業者が認識しているように、典型的な半導体の製造プロセスフローは、フォトリソグラフィ、エッチングおよび材料の堆積を含む一連のステップを伴う。しかしながら、半導体デバイスを小さくするにつれて、フォトレジストの解像度およびエッチング能力の限界ゆえに光リソグラフィを用いることはますます困難になる。これらの問題は、より新しいフォトレジストの選択性が不十分であることおよびプラズマエッチングプロセスに耐えることができないことによって、さらに複雑になる。
この発明は、半導体装置の製造方法を提供することによって上記の必要性を満たす。一実施例に従って、この発明は、基板を設けることと、基板上に誘電材料からなる第1の層を形成することとを備える方法を含む。少なくとも1つの誘電体凸部は、誘電材料からなる第1の層から形成される。硬質マスク材料は少なくとも1つの誘電体凸部に隣接して形成され、硬質マスク材料は誘電材料からなる第1の層とは異なっている。少なくとも1つの誘電体凸部の部分は除去される。
概して、この発明は、エッチング止めおよび使い捨てのマスキング機構として用いるのに好適な1つ以上のポストを有する半導体装置、および半導体装置の製造方法を提供する。この発明の一局面に従って、1つ以上のポストが、誘電材料からなる層から形成される。誘電材料からなる層とは異なる材料が、1つ以上のポストに隣接して、および1つ以上のポスト上に形成される。材料は、エッチング止め機構として1つ以上のポストを用いて平坦化される。ポストは、誘電材料からなる層に開口またはトレンチを残して除去される。ポストは、除去することができるので、犠牲的な機構または使い捨てのマスキング機構もしくは構造とも称される。導電性材料がトレンチに形成される。導電性材料は、電気接点、電気的な相互接続部などとして機能し得る。
de)(FPI)、高濃度SiLK、多孔性SiLK(p−SiLK)、ポリテトラフルオロエチレン、ベンゾシクロブテン(benzocyclobutene)(BCB)などの有機低誘電率(低κ)誘電材料、およびたとえば水素シルセスキオキサン(hydrogen silsesquioxane)(HSQ)、メチルシルセスキオキサン(methyl silsesquioxane)(MSQ)、フッ素化ガラス、NANOGLASSなどの無機低κ誘電材料を含む。誘電体層40のための誘電材料の種類はこの発明の限定事項ではなく、他の有機および無機誘電材料を用いてもよいことを理解すべきである。同様に、誘電体層40の形成方法はこの発明の限定事項ではない。たとえば、スピンオンコーティング、化学気相成長(Chemical Vapor Deposition)(CVD)、プラズマ化学気相成長(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)(PECVD)、または物理蒸着(Physical Vapor Deposition)(PVD)を用いて絶縁層40を形成してもよい。
ある場合には、層52は窒化ケイ素であってもよい。層52のための他の好適な材料は、タングステンシリコン、窒化チタンなどを含む。誘電体層40が低κ誘電材料である場合、層52は酸窒化ケイ素であってもよい。
てコンタクト75を形成する(開口58A、58Bおよび58Cは図6に図示)。他の好適な平坦化手法は、電解研磨、電気化学研磨、化学研磨、および化学的に強化された平坦化を含む。
Claims (10)
- 半導体装置(10)の製造方法であって、
基板(12)を設けることと、
前記基板(12)上に誘電材料からなる第1の層(40)を形成することと、
前記誘電材料からなる第1の層(40)上にネガ型のフォトレジストの層(44)をパターニングしてエッチングマスク(48)を形成することを通じて、前記誘電材料からなる第1の層(40)から少なくとも1つの誘電体凸部(50)を形成することと、
前記少なくとも1つの誘電体凸部(50)に隣接して硬質マスク材料(52)を形成することとを備え、前記硬質マスク材料(52)は、前記誘電材料からなる第1の層(40)とは異なっており、前記方法はさらに、
前記少なくとも1つの誘電体凸部(50)の部分を除去して、前記第1の層(40)に凹部となるコンタクト開口(58A,58B,58C)を形成することと、
前記コンタクト開口(58A,58B,58C)内を埋め込むとともに前記硬質マスク材料(52)上を覆うように導電材料(60,62)を形成することと、
前記第1の層(40)が露出するまで前記導電材料(60,62)および前記硬質マスク材料(52)を研磨除去して、前記コンタクト開口(58A,58B,58C)内に前記導電材料(60,62)をとどめることとを備える、方法。 - 前記エッチングマスク(48)は、前記少なくとも1つの誘電体凸部(50)として機能する前記誘電材料からなる第1の層(40)の少なくとも1つの部分を保護し、前記エッチングマスク(48)は、前記誘電材料からなる第1の層(40)の少なくとも1つの部分を保護されないままにし、
前記少なくとも1つの誘電体凸部(50)を形成することは、
前記エッチングマスク(48)によって保護されない前記誘電材料からなる第1の層(40)の前記少なくとも1つの部分をエッチングして、前記少なくとも1つの誘電体凸部(50)および少なくとも1つのエッチングされた部分を形成することを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記硬質マスク材料(52)を形成することは、
前記少なくとも1つの誘電体凸部(50)および少なくとも1つのエッチングされた部分の上に前記硬質マスク材料(52)を堆積させることを含み、前記誘電材料からなる第1の層(40)は酸化物であり、前記硬質マスク材料(52)は、アモルファスシリコン、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、およびタングステンシリコンからなる硬質マスク材料の群から選択される硬質マスク材料であり、前記形成することはさらに、
前記硬質マスク材料(52)を平坦化することを含み、前記少なくとも1つの誘電体凸部(50)は第1のエッチング選択性を有し、前記硬質マスク材料(52)は第2のエッチング選択性を有する、請求項1に記載の方法。 - 半導体装置(10)の製造方法であって、
誘電材料からなる層(40)の第1の部分の上にネガ型のフォトレジストの層を含むエッチングマスク(48)を形成することを通じて、前記誘電材料からなる層(40)から1つ以上の凸部(50)を形成することを備え、前記1つ以上の凸部(50)の各凸部は側壁を有し、前記方法はさらに、
前記1つ以上の凸部(50)のうちの少なくとも1つに隣接して材料(52)を形成することと、
前記1つ以上の凸部(50)のうちの少なくとも1つの部分を除去して、前記誘電材料からなる層(40)に凹部となるコンタクト開口(58A,58B,58C)を形成することと、
前記コンタクト開口(58A,58B,58C)内を埋め込むとともに前記材料(52)上を覆うように導電材料(60,62)を形成することと、
前記誘電材料からなる層(40)が露出するまで前記導電材料(60,62)および前記材料(52)を研磨除去して、前記コンタクト開口(58A,58B,58C)内に前記導電材料(60,62)をとどめることとを備える、方法。 - 前記誘電材料からなる層(40)から前記1つ以上の凸部(50)を形成することは、
前記誘電材料からなる層(40)の第2の部分をエッチングすることを含み、前記誘電材料からなる層(40)の前記第2の部分は、前記エッチングマスク(48)によって保護されない、請求項4に記載の方法。 - 前記1つ以上の凸部(50)のうちの前記少なくとも1つに隣接して前記材料(52)を形成することは、アモルファスシリコン、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、およびタングステンシリコンからなる材料の群から選択される材料を堆積させることを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記1つ以上の凸部(50)のうちの前記少なくとも1つに隣接する前記材料(52)を形成することは前記材料(52)を平坦化することを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記エッチングマスク(48)を形成することは、フォトレジストから前記エッチングマスク(48)を形成することを備える、請求項5に記載の方法。
- 半導体装置(10)の製造方法であって、
誘電材料(40)を提供することと、
前記誘電材料(40)上にネガ型のフォトレジストの層(44)を形成することを通じて、前記誘電材料(40)から犠牲マスキング構造(50)を形成することと、
前記犠牲マスキング構造(50)に隣接して絶縁材料(52)を形成することと、
前記犠牲マスキング構造(50)を導電性材料(60,62)と置き換えることとを備え、
前記犠牲マスキング構造(50)を導電性材料(60,62)と置き換えることは、
前記犠牲マスキング構造(50)を除去して、前記誘電材料(40)に凹部となるコンタクト開口(58A,58B,58C)を形成することと、
前記コンタクト開口(58A,58B,58C)内を埋め込むとともに前記絶縁材料(52)上を覆うように導電材料(60,62)を形成することと、
前記誘電材料(40)が露出するまで前記導電材料(60,62)および前記絶縁材料(52)を研磨除去して、前記コンタクト開口(58A,58B,58C)内に前記導電材料(60,62)をとどめることとを含む、方法。 - 前記犠牲マスキング構造(50)を形成することは、
前記ネガ型のフォトレジストの層(44)に少なくとも1つの開口(47)を形成することを含み、前記少なくとも1つの開口(47)は、前記誘電材料(40)の一部を露出させ、前記形成することはさらに、
前記誘電材料(40)の露出された部分の一部をエッチングして、前記誘電材料(40)にトレンチ(49)を形成することと、
前記トレンチ(49)にアモルファスシリコン層(52)を形成することと、
前記アモルファスシリコン層(52)を平坦化することとを含む、請求項9に記載の方法。
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