JPWO2019209455A5 - - Google Patents

Description

いくつかの例では、処理ステップ１００－ｂは、スタック１０５－ａから１つまたは複数の材料を除去するための異方性エッチングステップを含むことができる。異方性エッチングステップは、ターゲット材料にエッチャント（例えば１つまたは複数の化学元素の混合物）を加えることによってターゲット材料を少なくとも１つの方向に除去することができる。エッチャントは、ターゲット材料（例えば図１Ａを参照して説明した上部層１１０）のみを除去し、一方、他の材料（例えばフォトレジスト）をエッチャントに露出した状態で維持することになる１つまたは複数の特性を含むことができる。異方性エッチングステップは、材料の１つまたは複数の層を除去する場合、単一の処理ステップの間に１つまたは複数のエッチャントを使用することができる。場合によっては、異方性エッチングステップは、あるグループの材料（例えば酸化物および窒化物）を除去し、一方、他のグループの材料（例えば金属）をエッチャントに露出した状態で維持することになる１つまたは複数の特性を含むエッチャントを使用することができる。

いくつかの例では、スタック１０５－ｂは複数のビア１３５を含むことができ、また、ビア１３５は一組のビアに含めることができる。例えばスタック１０５－ｂは、第１の方向に伸長するように配置された複数の第１のビアを含むことができ、また、いくつかの例では、第２の方向に伸長するように配置された第２の複数のビアを含むことができる。複数のビアの各々は行で構成することができ、各行は異なる方向に伸長することができる。例えば第１の行のビアは第１の方向に伸長することができ、また、第２の行のビアは第２の方向に伸長して「Ｌ」字形を形成することができる。ビアの他の例示的構成は、図２Ａおよび図２Ｂに関連して説明される。

図１Ｃは処理ステップ１００－ｃを示したものである。図１Ｃは、空洞１３６の上面図およびスタック１０５－ｃの側面図を示すことができる。いくつかの例では、スタック１０５－ｃは、処理ステップ１００－ｃが完了した後のスタック１０５－ｂ（例えば図１Ｂを参照して説明した）を示すことができる。追加または別法として、空洞１３６は、スタック１０５－ｃの１つまたは複数の第１の層（例えば図１Ａを参照して説明した第１の層１１５－ａ、第１の層１１５－ｂ）の中に形成された１つまたは複数の空洞の上面図を表すことができる。例えば空洞１３６は、共通の中心をビア１３５と共有することができ、例えばビア１３５および空洞１３６は、図１Ｃに示されているようにビア１３５の垂直方向の軸の周りに同心であってもよく、垂直方向は、スタック１０５を貫通して伸長する方向を意味しており、スタック１０５の下方に位置している基板に対して直角である。ビア孔１４５は、１つまたは複数のターゲット層（例えば図１Ａを参照して説明した第１の層１１５－ａ、第１の層１１５－ｂ）内のターゲット材料（例えば第１の誘電材料）を露出させることができる。いくつかの例では、処理ステップ１００－ｃは、１つまたは複数のターゲット層内に、ビア孔１４５の周りに形成された空洞１３６を生成するための等方性エッチングステップを含むことができる。

いくつかの例では、等方性エッチングステップは、第１の誘電材料の一部を各第１の層から（例えば図１Ａを参照して説明した第１の層１１５－ａから、および第１の層１１５－ｂから）同時に除去することができる。等方性エッチングステップは、エッチャントに露出されるスタック１０５－ｂ中の他の材料（例えば他の層の）を保護する（あるいは実質的に保護する）ことができる。等方性エッチングステップの結果、各空洞１３６の外側の幅（例えば幅１５０）をビア孔１４５の幅（例えば幅１４０）より広くすることができる。いくつかの例では、ビア孔１４５はビア１３５の直径に対応し得る。したがって空洞１３６の外側の幅（例えば幅１５０）は、部分的に、ビア１３５の幅および／または処理ステップ１００－ｃの間に除去されるターゲット材料の量に基づくことができる。追加または別法として、各空洞１３６は、１つまたは複数の埋設層（例えば図１Ａを参照して説明した第１の層１１５－ａ、第１の層１１５－ｂ）の中に形成されるため、埋設空洞１３６と呼ぶことも可能である。

任意の数の埋設空洞１３６を形成することができ、また、いくつかの例では同時に形成することができる。例えば処理ステップ１００－ａから１００－ｃを使用して、層のスタック内に多数の埋設空洞１３６を同時に形成することができる。形成される埋設空洞１３６の特定の数は、いくつかの例では、部分的に、スタックの全く異なるターゲット層の数（例えばターゲット材料を含み、かつ、他の層によって分離された全く異なる層の数）に基づいて決定することができる。スタックを貫通して侵入するビア孔１４５は、等方性エッチングステップが、ビア孔１４５を介して、各埋設ターゲット層の一部を場合によっては同時に除去することができるよう、等方性エッチングステップの間、エッチャントが埋設ターゲット層に到達するためのアクセス（例えば通路）を提供することができる。このプロセスにより、各ターゲット層に埋設空洞を得ることができる。したがっていくつかの例では、ビア１３５はアクセスビア１３５と呼ぶことができる。

いくつかの例では、図２Ａは、中間パターン２４５の最終結果に対応し得るループ２５０を示している。例えばループ２５０は、充填されたチャネル２３０内における第２のチャネル２４０の形成の結果によるものであってもよい。いくつかの例では、第２のチャネル２４０に誘電材料を充填することができ、したがってループ２５０は、充填剤材料（例えば充填されたチャネル２３０を作り出すために第１のチャネル２２０に充填された材料）のセグメント（例えば第１のチャネル２２０または充填されたチャネル２３０より狭い充填されたチャネルであって、その幅が第２のチャネル２４０の幅に対応する）を取り囲むことができる。場合によっては、ループ２５０によって取り囲まれた誘電材料は、第１のチャネル２２０が形成されたターゲット層を含むターゲット材料（例えば誘電材料）と同じ材料であってもよく、あるいは異なる誘電材料であってもよい。追加または別法として、充填剤材料は、導電性材料であってもよく、あるいはそれを含んでもよく、この導電性材料は、ループ２５０の中に含まれている材料と同じ材料であってもよく、これにより、第１のチャネル２２０の幅に等しい幅を有する単一の埋設線（例えば電極）を形成することができる。他の例では、複数の層（例えば図１Ａを参照して説明したスタック１０５－ａの）にチャネルを形成することができる。いくつかのこのような例では、導電性材料を充填剤材料として利用することにより、各層に形成される電極を結合することができる。

図２Ｂは、第１の方向（例えばｘ方向）に伸長している第１の複数のループ２５５（例えばループ２５５－ａから２５５－ｃ）、および第２の方向（例えばｙ方向）または第３の方向に伸長している第２の複数のループ２６０（例えばループ２６０－ａから２６０－ｃ）の上面図を示すダイアグラム２０１を示したものである。いくつかの例では、第３の方向は角方向（例えばｘ方向またはｙ方向のいずれかに対して直角ではない）であってもよい。第１の複数のループ２５５および第２の複数のループ２６０の各ループは、ループ２５０の例であってもよい。

ループ２５５および／または２６０は、場合によっては、各セグメントが導電線を含む複数の離散的なセグメントに切断する（例えば分割する、分離する）ことができる。例えばループ２５０を形成するために使用されるビア２１０を使用して、貫通して伸長する空洞を作り出すことにより、ループ２５０を介して等方的にエッチングすることができ（恐らくは複数のエッチャントを使用して）、したがってループ２５０を切断することができる。別の例として、ループ２５０の導電性材料の上方に配置されたビア２１０を使用して、ループ２５０を介して異方的にエッチングすることも可能である（恐らくは複数のエッチャントを使用して）。別の例として、一組のビア２１０を使用して、ループ２５０と交差し、したがってループ２５０を切断するチャネル２２０を作り出すことも可能である。

処理ステップ３０５で、フォトリソグラフィステップにより、ダイアグラム３０１に示されているビアのパターンを材料のスタックの上に転写することができる。異方性エッチングステップにより、引き続いてスタックから１つまたは複数の材料を除去し、それによりスタックに侵入するビア孔を作り出すことができる。上で説明したように、ビアは頂部層（例えば図１Ａを参照して説明した上部層１１０）に侵入することができ、また、ビア孔はスタックの中へ（例えば図１Ａを参照して説明した第１の層１１５－ａ、１１５－ｂへ）伸長することができる。

処理ステップ３１０で、等方性エッチングステップにより、スタック中の各第１の層（例えば図１Ａを参照して説明した第１の層１１５－ａ、１１５－ｂ）の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができる。例えば等方性エッチングステップは、等方性エッチングのエッチャントに露出される各第１の層（例えば各Ｄ１層）の一部を選択的に除去することができる。いくつかの例では、処理ステップ３１０で使用されるエッチャントは、スタックの他の材料（例えばスタックの他の層の材料）に対する選択性を示すことができる。言い換えると、エッチャントは、各Ｄ１層の第１の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができ、その一方でスタックの他の材料（例えばＤＭ層、Ｄ２層、ＨＭ層などの他の層の材料）を保護する（例えば実質的に保護する、あるいは完全に保護する）ことができる。

いくつかの例では、他の層のビア孔の幅はそのままにして、各第１の層にチャネルを作り出すことができる（例えば第１の空洞、したがってチャネルを作り出すために使用されるエッチャントの化学選択性のために）。例えば幅３１１は第１の幅と呼ぶことができ、また、両方の第１の層の中に形成される空洞の最終的な大きさを表すことができる。ダイアグラム３０３の処理ステップ３１０は、いくつかの例では、隣接するビアを使用して同じ層に形成された空洞は、結合して両方の第１の層にチャネル（例えば図２Ａを参照して説明した第１のチャネル２２０）を形成することができることを示すことができる。チャネルは、等方性エッチングステップによって各空洞の大きさが複数の方向に広がることによって形成することができる。チャネルの幅（例えば幅３１２）は、１つまたは複数の重畳領域（例えば図２Ａを参照して説明した重畳領域２２５）と関連付けることができる。いくつかの例では、幅３１２は幅３１１と同じ幅（またはほぼ同じ幅）であってもよい。他の例では、幅３１２は幅３１１未満であってもよい。

処理ステップ３２５で使用されるエッチャントは、他の材料（例えばスタックの他の層の材料）に対する選択性を示すことができる。例えばエッチャントは、電極材料の一部を除去することができ、その一方でスタックの他の材料（例えばＤＭ層、Ｄ２層、ＨＭ層などの他の層の材料）を保護する（または実質的に保護する）ことができる。Ｄ１層から電極材料を選択的に除去することにより、処理ステップ３１０で形成されたチャネルの中に残留している、処理ステップ３１５で堆積された電極材料の一部を得ることができる。この除去により、電極材料のループ（例えば図２Ａを参照して説明したループ２５０）を形成することができる。

処理ステップ４０５で、異方性エッチングステップにより、引き続いてスタックから１つまたは複数の材料を除去し、それによりスタックに侵入するビア孔を作り出すことができる。上で説明したように、ビアは頂部層（例えば図１Ａを参照して説明した上部層１１０）に侵入することができ、また、ビア孔はスタックの中へ（例えば図１Ａを参照して説明した第１の層１１５－ａ、１１５－ｂへ）伸長することができる。あるいは、他の例では、ビアは両方の頂部層を貫通してスタック中へ伸長することができる。いずれの例においても、ビア、ビア孔および孔という用語は交換可能に使用することができ、また、処理ステップ４０５の間に作り出される空洞を意味することができる。

処理ステップ４１０で、等方性エッチングステップにより、例えば図３を参照して説明した処理ステップ３３０で堆積された各第１の層（例えば図１Ａを参照して説明した第１の層１１５－ａ、１１５－ｂ）の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができる。例えば等方性エッチングステップは、等方性エッチングのエッチャントに露出される各第１の層（例えば各Ｄ１層）の一部を選択的に除去することができる。いくつかの例では、処理ステップ４１０で使用されるエッチャントは、スタックの他の材料（例えばスタックの他の層の材料）に対する選択性を示すことができる。言い換えると、エッチャントは、各Ｄ１層の第１の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができ、その一方でスタックの他の材料（例えば図３を参照して説明したような、処理ステップ３１５で堆積された電極材料）を保護する（例えば実質的に保護する、あるいは完全に保護する）ことができる。

いくつかの例では、他の層のビア孔の幅はそのままにして、各第１の層に第３のチャネルを作り出すことができる（例えば第３の空洞、したがって第３のチャネルを作り出すために使用されるエッチャントの化学選択性のために）。例えば幅４１１は第３の幅と呼ぶことができ、また、両方の第１の層の中に形成される空洞の最終的な大きさを表すことができる。ダイアグラム４０３の処理ステップ４１０は、いくつかの例では、隣接するビアを使用して同じ層に形成された空洞は、結合して両方の第１の層に第３のチャネルを形成することができることを示すことができる。第３のチャネルは、等方性エッチングステップによって各空洞の大きさが複数の方向に広がることによって形成することができる。第３のチャネルの幅（例えば幅４１２）は、１つまたは複数の重畳領域（例えば図２Ａを参照して説明した重畳領域２２５）と関連付けることができる。いくつかの例では、幅４１２は幅４１１と同じ幅（またはほぼ同じ幅）であってもよい。他の例では、幅４１２は幅４１１未満であってもよい。

処理ステップ４２５で使用されるエッチャントは、他の材料（例えばスタックの他の層の材料）に対する選択性を示すことができる。例えばエッチャントは、電極材料の一部を除去することができ、その一方でスタックの他の材料（例えばＤＭ層、Ｄ２層、ＨＭ層などの他の層の材料）を保護する（または実質的に保護する）ことができる。Ｄ１層から電極材料を選択的に除去することにより、処理ステップ４１０で形成された第３のチャネルの中に残留している、処理ステップ４１５で堆積された電極材料の一部を得ることができる。この除去により、電極材料のループ（例えば図２Ａを参照して説明したループ２５６）を形成することができる。

処理ステップ５０５で、フォトリソグラフィステップにより、ダイアグラム５０１に示されているビアのパターンを材料のスタックの上に転写することができる。いくつかの例では、ビア孔は、第２のセットのビアを形成するものとして参照され得る。したがって第２のセットのビアは、図４の処理ステップ４０５におけるビアの形成に使用される空間構成（例えば第１の空間構成）とは異なる空間構成（例えば第２の空間構成）を使用して形成することも可能である。異方性エッチングステップにより、引き続いてスタックから１つまたは複数の材料を除去し、それによりスタックに侵入するビア孔を作り出すことができる。上で説明したように、ビアは頂部層（例えば図１Ａを参照して説明した上部層１１０）に侵入することができ、また、ビア孔はスタックの中へ（例えば図１Ａを参照して説明した第１の層１１５－ａ、１１５－ｂへ）伸長することができる。

処理ステップ５１０で、等方性エッチングステップにより、スタック中の第２の層（例えば図１を参照して説明した第２の層１２５）の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができる。例えば等方性エッチングステップは、等方性エッチングのエッチャントに露出される第２の層の一部を選択的に除去することができる。いくつかの例では、処理ステップ５１０で使用されるエッチャントは、スタックの他の材料（例えばスタックの他の層の材料）に対する選択性を示すことができる。言い換えると、エッチャントは、Ｄ２層の第２の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができ、その一方でスタックの他の材料（例えばＤＭ層、Ｄ１層、ＨＭ層などの他の層の材料）を保護する（例えば実質的に保護する、あるいは完全に保護する）ことができる。複数の隣接するビアを使用して、第２の層から第２の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することにより、処理ステップ５１０は、第２の層に空洞（例えば図２Ｃを参照して説明した空洞２３６）をもたらすことができる。

処理ステップ５２５で、等方性エッチングステップにより、各第２の層から電極材料の少なくとも一部を選択的に除去することができる。例えば等方性エッチングステップは、処理ステップ５１０で第２の層に作り出された空洞に既に充填されている電極材料の一部を除去することができる。処理ステップ５２５で使用されるエッチャントは、他の材料（例えばスタックの他の層の材料）に対する選択性を示すことができる。例えばエッチャントは、電極材料の一部を除去することができ、その一方でスタックの他の材料（例えばＤＭ層、Ｄ２層、ＨＭ層などの他の層の材料）を保護する（または実質的に保護する）ことができる。電極材料を選択的に除去することによってループ（例えば図２Ａを参照して説明したループ２５０）を形成することができる。したがってループの幅（例えば幅５２６）は、処理ステップ５１０で示されている第２の幅５１１未満であってもよい。

いくつかの例では、埋設線および関連する製造技法をサポートする装置について、図３から図５を参照して説明することができる。いくつかの例では、装置は、上部層および第１の層を含むスタックを含むことができる。スタックの上部層の中に複数の孔を配置することができ、また、各孔は第１の幅を有することができる。いくつかの例では、スタックの第１の層に第１の電極を配置することができ、また、第１の電極は複数の第１の孔と位置合わせさせることができる。第１の電極は、第１の幅より広い第２の幅を有することができ、また、場合によっては、はしご様の形状を有することができる。他の例では、スタックは、スタックの上部層の中に複数の第２の孔を含むことができる。複数の第１の孔は、第１の方向に伸長している第１の行で配置することができ、また、複数の第２の孔は、第１の方向とは異なる第２の方向に伸長している第２の行で配置することができる。