蝕刻含鎢層的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體裝置的制造過程中選擇性地蝕刻含鎢(W)層。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體晶片處理過程中，可以將特征蝕刻穿過含鎢層。
[0003]在某些具有鎢的特征的形成過程中，必須選擇性地蝕刻鎢，同時(shí)最低程度地蝕刻硅、氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、或氮化鈦。以前，這種選擇性無法實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述意圖并根據(jù)本發(fā)明的目的，提供了一種蝕刻含鎢層的方法。提供蝕刻氣體，該蝕刻氣體包括02和含氟組分，其中該蝕刻氣體具有的氧原子至少與氟原子一樣多。等離子體是由該蝕刻氣體形成的。該含鎢層被由該蝕刻氣體形成的等離子體蝕刻。在一個(gè)方面，Si暴露層、S1暴露層、SiN暴露層或TiN暴露層可以暴露于所述含媽層的蝕刻，其中所述含鎢層的蝕刻相對(duì)于所述暴露層選擇性地蝕刻所述含鎢層。
[0005]在本發(fā)明的另一種表現(xiàn)形式中，提供了一種相對(duì)于氧化硅層將特征選擇性地蝕刻到鎢層內(nèi)的方法。提供蝕刻氣體，該蝕刻氣體包含02、N2和含氟組分，其中該蝕刻氣體具有的氧原子至少與氟原子一樣多以及具有的氮原子至少與氟原子一樣多。等離子體是由該蝕刻氣體形成的。保持至少60毫乇(mTorr)的室壓強(qiáng)。提供介于100伏至400伏之間的偏壓。使用由該蝕刻氣體形成的等離子體蝕刻所述鎢層，以形成具有至少10比1的深寬比的特征。在一個(gè)方面，提供了一種相對(duì)于Si層、SiN層或TiN層將特征選擇性地蝕刻到鎢層內(nèi)的方法。
[0006]本發(fā)明的這些和其他特征將在下文在本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】中并結(jié)合附圖進(jìn)行更具體的敘述。
【附圖說明】
[0007]本發(fā)明在附圖的圖中是以示例的方式而不是以限制的方式示出，且附圖中相似的參考標(biāo)記指代類似的元件，其中:
[0008]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的高級(jí)流程圖。
[0009]圖2A至圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行處理的堆疊的示意圖。
[0010]圖3是可用于蝕刻的蝕刻反應(yīng)器的示意圖。
[0011]圖4示出了一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其適于實(shí)現(xiàn)在本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0012]現(xiàn)在將參考附圖中所示的本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明。在下面的說明中，闡述了多個(gè)具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的充分理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講，顯而易見的是，沒有這些具體細(xì)節(jié)的部分或者全部也可以實(shí)施本發(fā)明。在其他情況下，眾所周知的工藝步驟和/或結(jié)構(gòu)并未被詳細(xì)敘述以免不必要地使本發(fā)明難以理解。
[0013]為了便于理解，圖1是在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中使用的工藝的高級(jí)流程圖。提供具有堆疊的襯底，該堆疊具有至少一個(gè)含W層(步驟104)。提供蝕刻氣體(步驟108)。使蝕刻氣體形成等離子體(步驟112)。選擇性地蝕刻含W層(步驟116)。
實(shí)施例
[0014]在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方式的示例中，提供了具有堆疊的襯底，該堆疊具有至少一個(gè)含鎢層(步驟104)。圖2A是堆疊200的剖視圖，堆疊200具有布置在上層208之下的襯底層或特征層204。在本實(shí)施例，特征層204是硅，而上層208是氧化硅。特征212已經(jīng)形成在特征層204內(nèi)。橫向特征216已形成在特征212的側(cè)壁內(nèi)。含W層220被沉積在堆疊200的上方。可使用電鍍或無電沉積或另一種沉積保形金屬層的方法來進(jìn)行這樣的沉積。
[0015]在一個(gè)實(shí)施方式中，所有處理可以在單個(gè)等離子蝕刻室中進(jìn)行。圖3是包括等離子處理工具301的等離子體處理系統(tǒng)300的示意圖。等離子體處理工具301是電感耦合等離子蝕刻工具，并包括等離子體反應(yīng)器302，等離子體反應(yīng)器302內(nèi)具有等離子體處理室304。變壓器耦合功率(TCP)控制器350和偏置功率控制器355分別控制TCP供應(yīng)源351和偏置電源356，所述TCP供應(yīng)源351和偏置電源356影響在等離子體處理室304內(nèi)產(chǎn)生的等離子體324。
[0016]該TCP控制器350設(shè)置用于TCP供應(yīng)源351的設(shè)置點(diǎn)，TCP供應(yīng)源351被配置為提供由TCP匹配網(wǎng)絡(luò)352調(diào)諧的在13.56MHz的射頻信號(hào)到位于等離子體處理室304附近的TCP線圈353。提供RF透明窗354，以將TCP線圈353與等離子體處理室304分開，同時(shí)使能量能從TCP線圈353傳送到等離子處理室304。
[0017]偏置功率控制器355設(shè)定用于偏置電源356的設(shè)定點(diǎn)，偏置電源356被配置成將由偏置匹配網(wǎng)絡(luò)357調(diào)諧的RF信號(hào)提供到位于等離子體處理室304內(nèi)的卡盤電極308，從而在電極308上產(chǎn)生直流(DC)偏置，電極308適于接收正在處理的具有特征層204的晶片。
[0018]氣體供應(yīng)機(jī)構(gòu)或氣體源310包括一種或多種氣體316的一個(gè)或多個(gè)源，該一個(gè)或多個(gè)源經(jīng)由氣體歧管317連接以供應(yīng)在等離子體處理室304內(nèi)部進(jìn)行處理所需的適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)物質(zhì)。氣體排放機(jī)構(gòu)318包括壓力控制閥319和排放栗320，從等離子體處理室304內(nèi)去除顆粒，并保持等離子體處理室304內(nèi)的特定壓力。
[0019]溫度控制器380通過控制冷卻電源384控制提供在卡盤電極308內(nèi)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)的溫度。等離子處理系統(tǒng)還包括電子控制電路370，電子控制電路370可以用于控制偏置功率控制器355、TCP控制器350、溫度控制器380和其它控制系統(tǒng)。等離子體處理系統(tǒng)300還可以具有端點(diǎn)檢測器。這樣的電感耦合系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例是由Lam研究公司(Frement，CA)制造的Kiyo，其除了蝕刻電介質(zhì)和有機(jī)材料外，還用來蝕刻娃、多晶娃和導(dǎo)電層。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，可使用電容耦合系統(tǒng)。
[0020]圖4是示出了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400的高級(jí)框圖，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400適于實(shí)現(xiàn)在本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的控制電路370。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以具有多種物理形式，其范圍從集成電路、印刷電路板以及小型手持設(shè)備到巨型超級(jí)計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400包括一個(gè)或者多個(gè)處理器402，并且進(jìn)一步可以包括電子顯示裝置404(用于顯示圖形、文本以及其他數(shù)據(jù))、主存儲(chǔ)器406 (例如，隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM))、存儲(chǔ)設(shè)備408 (例如，硬盤驅(qū)動(dòng)器)、可移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備410(例如，光盤驅(qū)動(dòng)器)、用戶接口設(shè)備412(例如，鍵盤、觸摸屏、小鍵盤、鼠標(biāo)或者其他定位裝置等)以及通信接口 414(例如，無線網(wǎng)絡(luò)接口)。通信接口 414使得軟件和數(shù)據(jù)能通過鏈路在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400和外部設(shè)備之間傳輸。系統(tǒng)還可以包括通信基礎(chǔ)設(shè)施416 (例如，通信總線、交叉棒(cross-over bar)、或者網(wǎng)絡(luò))，前述的設(shè)備/模塊被連接于該通信基礎(chǔ)設(shè)施416。
[0021]經(jīng)由通信接口 414傳輸?shù)男畔⒖梢允悄芡ㄟ^通信鏈路由通信接口 414接收的信號(hào)的形式，所述信號(hào)是例如電子的、電磁的、光的、或者其他的信號(hào)，所述通信鏈路攜帶信號(hào)并且可以是使用電線或電纜、光纖、電話線、蜂窩電話鏈路、射頻鏈路、和/或其他通信通道實(shí)現(xiàn)的通信鏈路。利用這樣的通信接口，可預(yù)期，一個(gè)或者多個(gè)處理器402可以自網(wǎng)絡(luò)接收信息或者可以在實(shí)施上述方法步驟的過程中向網(wǎng)絡(luò)輸出信息。另外，本發(fā)明的方法實(shí)施例可以僅在處理器上執(zhí)行或者可以與遠(yuǎn)程處理器結(jié)合在諸如因特網(wǎng)之類的網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行，所述遠(yuǎn)程處理器共享部分處理。
[0022]術(shù)語“非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”一般用來指諸如主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器、移動(dòng)存儲(chǔ)裝置、以及存儲(chǔ)設(shè)備(例如硬盤、閃存、硬盤驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器