[发明专利]蚀刻液、使用其的蚀刻方法及半导体元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体基板的蚀刻液、使用其的蚀刻方法及半导体元件的制造方法。

背景技术

半导体元件的微细化、多样化日益推进，其加工方法在各元件结构或制造步骤中也出现多样化。就基板的蚀刻来看，在干式蚀刻及湿式蚀刻这两者中其开发也在推进，并根据基板材料的种类或结构而提出了各种药液或加工条件。

其中，在制作互补金属氧化物半导体(Complementaty Metal Oxide Semiconductor，CMOS)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等元件结构时，对特定材料进行精密地蚀刻的技术重要，作为与其对应的技术之一，可列举：利用药液的湿式蚀刻。例如在微细晶体管电路中的电路配线或金属电极材料的制作中、或具有阻挡层、硬质掩模等的基板的制作中，要求精密的蚀刻加工。然而，对于具有各种金属化合物的基板、其所分别适合的蚀刻条件或药液，仍未进行充分的研究。该状况下，列举出有效地除去应用于元件基板的硬质掩模等作为制造上的课题，具体而言，存在对将氮化钛(TiN)蚀刻的药液进行了研究的例子(参照专利文献1～专利文献5)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开平01-272785号公报

[专利文献2]日本专利特开昭55-20390号公报

[专利文献3]美国专利3514407号公报

[专利文献4]美国专利3850712号公报

[专利文献5]日本专利特开2005-097715号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在最近的半导体元件制造中，要求在包含钨(W)或铜(Cu)等的接触插塞(contact plug)露出的状态下，对包含TiN的金属硬质掩模(Metal Hard Mask，MHM)进行湿式蚀刻的加工技术。因此，必须在不损伤由金属构成的接触插塞的情况下除去牢固的TiN的硬质掩模。即，在开发仅对TiN具有除去性的药液的方面，无法满足其要求。特别是近年来接触插塞日益微细化，利用药液的其纤细且选择性的蚀刻难度进一步增加。

因此，本发明的目的是提供一种相对于包含特定金属的第2层，而选择性且有效地除去包含TiN的第1层的蚀刻液、使用其的蚀刻方法及半导体元件的制造方法。

解决问题的技术手段

上述课题通过以下方法而解决。

[1]一种蚀刻液，其对具有包含氮化钛(TiN)的第1层、与包含选自3族～11族的过渡金属的至少1种金属的第2层的基板进行处理，而选择性除去第1层，且包含六氟硅酸化合物与0.05质量％以上、且小于10质量％的氧化剂。

[2]根据上述[1]所述的蚀刻液，其中第2层具有选自Co、Ni、Cu、Ag、Ta、Hf、W、Pt及Au的至少1种金属。

[3]根据上述[1]或[2]所述的蚀刻液，其中六氟硅酸化合物选自六氟硅酸、六氟硅酸铵及六氟硅酸钾。

[4]根据上述[1]至[3]中任一项所述的蚀刻液，其中氧化剂为硝酸或过氧化氢。

[5]根据上述[1]至[4]中任一项所述的蚀刻液，其中第1层的蚀刻速率(R1)与第2层的蚀刻速率(R2)的速度比(R1/R2)为2以上。

[6]根据上述[1]至[5]中任一项所述的蚀刻液，进一步含有针对第2层的防蚀剂。

[7]根据上述[6]所述的蚀刻液，其中防蚀剂包含下述式(I)～式(IX)的任一式所示的化合物：

[化1]

(R¹～R³⁰分别独立地表示氢原子或取代基；此时，分别相邻接的R¹～R³⁰彼此可缩环而形成环状结构；A表示杂原子；其中，A为二价时，不存在于其上进行取代的R¹、R³、R⁶、R¹¹、R²⁴、R²⁸)。

[8]根据上述[6]或[7]所述的蚀刻液，其中在0.01质量％～10质量％的范围内含有防蚀剂。

[9]根据上述[1]至[8]中任一项所述的蚀刻液，其中pH值为-1～5。