蝕刻液、使用其的蝕刻方法及半導(dǎo)體元件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體基板的蝕刻液、使用其的蝕刻方法及半導(dǎo)體元件的制造方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 半導(dǎo)體元件的微細(xì)化、多樣化日益推進(jìn)，其加工方法在各元件結(jié)構(gòu)或制造步驟中 也出現(xiàn)多樣化。就基板的蝕刻來看，在干式蝕刻及濕式蝕刻這兩者中其開發(fā)也在推進(jìn)，并根 據(jù)基板材料的種類或結(jié)構(gòu)而提出了各種藥液或加工條件。
[0003] 其中，在制作互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（ComplementatyMetalOxide Semiconductor，CMOS)或動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（DynamicRandomAccessMemory，DRAM)等 元件結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)特定材料進(jìn)行精密地蝕刻的技術(shù)重要，作為與其對(duì)應(yīng)的技術(shù)之一，可列舉： 利用藥液的濕式蝕刻。例如在微細(xì)晶體管電路中的電路配線或金屬電極材料的制作中、或 具有阻擋層、硬質(zhì)掩模等的基板的制作中，要求精密的蝕刻加工。然而，對(duì)于具有各種金屬 化合物的基板、其所分別適合的蝕刻條件或藥液，仍未進(jìn)行充分的研宄。該狀況下，列舉出 有效地除去應(yīng)用于元件基板的硬質(zhì)掩模等作為制造上的課題，具體而言，存在對(duì)將氮化鈦 (TiN)蝕刻的藥液進(jìn)行了研宄的例子（參照專利文獻(xiàn)1~專利文獻(xiàn)5)。
[0004] [現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0005] [專利文獻(xiàn)]
[0006] [專利文獻(xiàn)1]日本專利特開平01-272785號(hào)公報(bào)
[0007] [專利文獻(xiàn)2]日本專利特開昭55-20390號(hào)公報(bào) [0008][專利文獻(xiàn)3]美國專利3514407號(hào)公報(bào)
[0009][專利文獻(xiàn)4]美國專利3850712號(hào)公報(bào)
[0010] [專利文獻(xiàn)5]日本專利特開2005-097715號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的課題
[0012] 然而，在最近的半導(dǎo)體元件制造中，要求在包含鎢（W)或銅（Cu)等的接觸插塞 (contactplug)露出的狀態(tài)下，對(duì)包含TiN的金屬硬質(zhì)掩模（MetalHardMask，MHM)進(jìn)行 濕式蝕刻的加工技術(shù)。因此，必須在不損傷由金屬構(gòu)成的接觸插塞的情況下除去牢固的TiN 的硬質(zhì)掩模。即，在開發(fā)僅對(duì)TiN具有除去性的藥液的方面，無法滿足其要求。特別是近年 來接觸插塞日益微細(xì)化，利用藥液的其纖細(xì)且選擇性的蝕刻難度進(jìn)一步增加。
[0013] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種相對(duì)于包含特定金屬的第2層，而選擇性且有效 地除去包含TiN的第1層的蝕刻液、使用其的蝕刻方法及半導(dǎo)體元件的制造方法。
[0014] 解決問題的技術(shù)手段
[0015] 上述課題通過以下方法而解決。
[0016] [1] -種蝕刻液，其對(duì)具有包含氮化鈦（TiN)的第1層、與包含選自3族~11族的 過渡金屬的至少1種金屬的第2層的基板進(jìn)行處理，而選擇性除去第1層，且包含六氟硅酸 化合物與0. 05質(zhì)量％以上、且小于10質(zhì)量％的氧化劑。
[0017] [2]根據(jù)上述[1]所述的蝕刻液，其中第2層具有選自Co、Ni、Cu、Ag、Ta、Hf、W、 Pt及Au的至少1種金屬。
[0018] [3]根據(jù)上述[1]或[2]所述的蝕刻液，其中六氟硅酸化合物選自六氟硅酸、六氟 硅酸銨及六氟硅酸鉀。
[0019] [4]根據(jù)上述[1]至[3]中任一項(xiàng)所述的蝕刻液，其中氧化劑為硝酸或過氧化氫。 [0020][5]根據(jù)上述[1]至[4]中任一項(xiàng)所述的蝕刻液，其中第1層的蝕刻速率（R1)與 第2層的蝕刻速率（R2)的速度比（R1/R2)為2以上。
[0021] [6]根據(jù)上述[1]至[5]中任一項(xiàng)所述的蝕刻液，進(jìn)一步含有針對(duì)第2層的防蝕 劑。
[0022] [7]根據(jù)上述[6]所述的蝕刻液，其中防蝕劑包含下述式（I)~式（IX)的任一式 所示的化合物：
[0023] [化 1]
[0024]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種蝕刻液，其對(duì)具有包含氮化鈦（TiN)的第1層、與包含選自3族~11族的過渡 金屬的至少1種金屬的第2層的基板進(jìn)行處理，而選擇性除去所述第1層，且包含六氟硅酸 化合物與0. 05質(zhì)量％以上、且小于10質(zhì)量％的氧化劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻液，其中所述第2層具有選自Co、Ni、Cu、Ag、Ta、Hf、W、 Pt及Au的至少1種金屬。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蝕刻液，其中所述六氟硅酸化合物選自六氟硅酸、六氟硅 酸銨及六氟硅酸鉀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的蝕刻液，其中所述氧化劑為硝酸或過氧化氫。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的蝕刻液，其中所述第1層的蝕刻速率（Rl)與所 述第2層的蝕刻速率（R2)的速度比（R1/R2)為2以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的蝕刻液，進(jìn)一步含有針對(duì)所述第2層的防蝕劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的蝕刻液，其中所述防蝕劑包含下述式（I)~式（IX)的任一式 所示的化合物： [化1]
(R1~R3(1分別獨(dú)立地表示氫原子或取代基；此時(shí)，分別相鄰接的R1~R 3(1彼此能夠縮環(huán) 而形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)；A表示雜原子；其中，A為二價(jià)時(shí)，不存在于其上進(jìn)行取代的R1、R3、R 6、R11、 R24R28) 〇
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的蝕刻液，其中在0. 01質(zhì)量％~10質(zhì)量％的范圍內(nèi)含有 所述防蝕劑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的蝕刻液，其中pH值為-1~5。
10. -種蝕刻方法，其在對(duì)具有包含氮化鈦（TiN)的第1層、與包含選自3族~11族 的過渡金屬的至少1種金屬的第2層的基板進(jìn)行處理時(shí)，將包含六氟硅酸化合物與0. 05質(zhì) 量％以上、且小于10質(zhì)量％的氧化劑的蝕刻液應(yīng)用于所述基板上進(jìn)行所述處理。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的蝕刻方法，其中所述第2層具有選自Co、Ni、Cu、Ag、Ta、 Hf、W、Pt及Au的至少I種金屬。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的蝕刻方法，其中所述基板進(jìn)一步具有包含選自SiO、 SiN、SiOC及SiON的至少1種金屬化合物的第3層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的蝕刻方法，其中所述包含氮化鈦（TiN)的第1層是為了保 護(hù)所述第3層而層疊于所述第3層的上部。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的蝕刻方法，其中將所述蝕刻液應(yīng)用于所述基 板的方法包括：對(duì)旋轉(zhuǎn)中的所述基板自其上表面供給所述蝕刻液的步驟。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的蝕刻方法，其中進(jìn)一步一邊使供給所述蝕刻液的噴出口相 對(duì)于旋轉(zhuǎn)中的半導(dǎo)體基板上表面而相對(duì)運(yùn)動(dòng)，一邊供給所述藥液。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10至15中任一項(xiàng)所述的蝕刻方法，其中在利用干式蝕刻工藝對(duì)所述 第2層和/或所述第3層進(jìn)行加工后，實(shí)施利用所述蝕刻液的處理。
17. -種半導(dǎo)體元件的制造方法，其通過根據(jù)權(quán)利要求10至16中任一項(xiàng)所述的蝕刻方 法，除去包含氮化鈦（TiN)的第1層，并由剩下的基板制造半導(dǎo)體元件。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種蝕刻液，其對(duì)具有包含TiN的第1層、與包含選自3族～11族的過渡金屬的至少1種金屬的第2層的基板進(jìn)行處理，而選擇性除去第1層，且包含六氟硅酸化合物與0.05質(zhì)量％以上、且小于10質(zhì)量％的氧化劑。
【IPC分類】H01L21-308, H01L21-306
【公開號(hào)】CN104737277
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380054473
【發(fā)明人】上村哲也, 樸起永, 室祐継, 稲葉正
【申請(qǐng)人】富士膠片株式會(huì)社
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2013年10月11日
【公告號(hào)】US20150225645, WO2014065138A1