[发明专利]半导体基板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·多样化日益发展，其加工方法也针对每个元件结构或制造步骤而涉及多方面。就基板的蚀刻来看，进行了干式蚀刻(Dry Etching)及湿式蚀刻(Wet Etching)两方面的开发，根据基板材料的种类或结构提出了各种药液或加工条件。

其中，重要的是在制作经高集成化的元件结构时，对规定的材料精密地进行蚀刻的技术，作为该对应技术之一，可列举利用药液的湿式蚀刻。例如，在制作具有微细晶体管(transistor)电路中的电路配线或金属电极(metal electrode)材料、或者阻挡层(barrier layer)、硬质掩模(hard mask)等的基板时，要求精密的蚀刻加工。然而，关于具有多样的金属化合物的基板，尚未针对其分别适合的蚀刻条件或药液进行充分的研究。在该种状况下，有效率地去除元件基板上所应用的硬质掩模被视为制造上的课题。具体而言，若就用作金属硬质掩模的氮化钛(TiN)而言，则可列举若干个对蚀刻该材料的药液进行研究的例子(参照专利文献1～专利文献6)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2001-257191号公报

[专利文献2]国际公开第2012/048079号手册

[专利文献3]日本专利特开2009-021516号公报

[专利文献4]日本专利特表2008-547202号公报

[专利文献5]日本专利特开2005-097715号公报

[专利文献6]日本专利特开2007-067367号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述文献1、文献2中，揭示混合了氨化合物及过氧化氢的蚀刻液。然而，根据本发明人等人的确认可知，由于仅使用上述配方的蚀刻液，故而蚀刻后的含TiN的层的表面会变得不均匀，成为蚀刻后的部分残留(蚀刻不均(etching unevenness))的原因。若考虑到近年来半导体产业的严格要求水平，则期望对此种基板面的不均匀度进行改善。另外，也欲实现同时设置的金属面在蚀刻后的均匀化。

因此，本发明的目的在于提供一种在对含有氮化钛(TiN)的第1层进行蚀刻时，可实现上述含TiN的层及金属层在蚀刻后的表面均匀化的蚀刻方法，其使用的蚀刻液，及使用其的半导体元件的制造方法。

解决问题的技术手段

上述课题是通过以下方法而得以解决。

[1]一种蚀刻方法，其是在对具有含有氮化钛(TiN)的第1层及含有过渡金属的第2层的基板进行处理时，选定上述第1层中的表面含氧率为0.1摩尔％～10摩尔％的基板，使含有氨化合物及氧化剂的pH值7～14的蚀刻液与上述基板接触而去除上述第1层。

[2]根据[1]所述的蚀刻方法，其中上述过渡金属选自Co、Ni、Cu、Ag、Ta、Hf、W、Pt、及Au中。

[3]根据[1]或[2]所述的蚀刻方法，其中上述氨化合物为氨或其盐。

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

[5]根据[1]至[4]中任一项所述的蚀刻方法，其中上述第1层的蚀刻速率(Etching Rate)(R1)为以上且以下。

[6]根据[1]至[5]中任一项所述的蚀刻方法，其中上述蚀刻液还含有选自由含氮有机化合物、芳香族化合物及含氧有机化合物所组成的组群中的至少一种表面均匀化剂。

[7]根据[6]所述的蚀刻方法，其中上述表面均匀化剂包含下述式(I)～下述式(IX)中任一个所表示的化合物，

[化1]

(R¹～R³⁰分别独立地表示氢原子或取代基；此时，各个邻接的R¹～R³⁰彼此能够进行连结或缩环而形成环状结构；A表示杂原子；其中，在A为二价时，并不存在A上取代的R¹、R³、R⁶、R¹¹、R2⁴、R²⁸)。

[8]根据[7]所述的蚀刻方法，其中上述表面均匀化剂包含选自下述组群中的化合物，