[发明专利]控制对含钨层的蚀刻微负载的方法

说明书

背景技术

本发明涉及蚀刻具有不同纵横比特征的导电层。更具体地，本发明涉及在蚀刻具有稀疏特征和密集特征的导电层过程中降低微负载。

在半导体晶片处理过程中，有时半导体器件会具有稀疏和密集特征。稀疏特征具有较宽的宽度，而密集特征具有较窄的宽度。结果，半导体器件具有不同纵横比的特征。特征的纵横比是特征高度和宽度的比。因此，如果半导体器件所有特征的高度近似相同，那么稀疏特征具有相对低的纵横比，而密集特征具有相对高的纵横比。

在蚀刻这种具有不同纵横比特征的半导体器件过程中，特别是当特征的纵横比较高时，则微负载变成常见的问题。结果，该稀疏特征比该密集特征蚀刻得快。往往是，当该稀疏特征的蚀刻完成时，该密集特征的蚀刻仅完成一部分。这称作“依赖纵横比蚀刻。继续该蚀刻工艺以完成该密集特征的蚀刻会导致将该稀疏特征蚀刻进被蚀刻层下方的层中，如基片，并且损伤该半导体器件。

发明内容

为了实现前面所述的以及按照本发明的目的，在一个实施例中，提供一种用于控制被窄特征和宽特征遮蔽的含钨层的蚀刻速率微负载的方法。提供具有钨蚀刻成分和沉积成分的蚀刻气体，其产生非共形沉积。由所提供的蚀刻气体形成等离子。含钨层利用由所提供的蚀刻气体形成的等离子蚀刻。

在另一个实施例中，提供一种用于通过具有宽特征和窄特征的掩模蚀刻含钨层的方法。提供带有钨蚀刻成分和沉积成分的蚀刻气体，其产生非共形沉积，其中该沉积成分包括含硅成分和含氧成分。由所提供的蚀刻气体形成等离子。含钨层利用由所提供的蚀刻气体形成的等离子蚀刻。

提供一种通过具有宽特征和窄特征的掩模蚀刻含钨层的设备，包括等离子反应器，以及用于提供钨蚀刻气体和沉积气体、将该气体混合物转换为等离子以及停止该蚀刻气体混合气体流的计算机可读代码。

本发明的这些和其他特征将在下面的具体描述中结合附图更详细地说明。

附图说明

在附图中，本发明作为示例而不是作为限制来说明，其中类似的参考标号指出相似的元件，其中：

图1是本发明实施例的高层流程图。

图2是可用于蚀刻的等离子处理室的示意图。

图3A-B说明一计算机系统，其适于实现在本发明实施例中使用的控制器。

图4A-C是按照本发明的实施例处理的层叠的示意图。

具体实施方式

现在将根据其如在附图中说明的几个实施方式来具体描述本发明。在下面的描述中，阐述许多具体细节以提供对本发明的彻底理解。然而，对于本领域技术人员，显然，本发明可不利用这些具体细节的一些或者全部而实施。在有的情况下，公知的工艺步骤和/或结构没有说明，以避免不必要的混淆本发明。

在蚀刻具有不同宽度或不同纵横比特征的半导体器件过程中，特别是当这些特征的纵横比较高时，蚀刻速率微负载变成常见的问题。由于扩散限制，蚀刻化学制剂进入较宽的稀疏特征比进入较窄的密集特征快。类似地，蚀刻工艺副产物离开该较宽的稀疏特征比离开较窄的密集特征快。结果，稀疏特征(即，宽度较宽的特征)比密集特征(即，宽度较窄的特征)蚀刻得快。

为了便于理解，图1是用于本发明一个实施例的工艺的高层流程图。在含钨层上方形成图案化有不同纵横比(即，稀疏和密集特征)特征的掩模层(步骤100)。该稀疏和密集特征将最终蚀刻进该含钨层。在这个实施例中，该稀疏(较宽)和密集(较窄)特征使用钨层上方的掩模图案化。

提供蚀刻气体(步骤110)，其包含钨蚀刻成分和沉积成分。由该蚀刻气体形成等离子(步骤120)，并用来将该较宽和较窄特征蚀刻进该含钨层(步骤130)。该含钨层的蚀刻依赖纵横比，因为该稀疏(较宽)特征(部分)由于蚀刻成分扩散限制而比该密集(较窄)特征更快地蚀刻进该含钨层。然而，该沉积成分的沉积也依赖纵横比，所以该沉积成分(部分)由于沉积成分扩散限制而在宽特征的底面上比在窄特征的底部上沉积得更快。该宽特征中的这个选择性沉积阻止相对该窄特征蚀刻该宽特征中的含钨层。可因此平衡该宽和窄特征之间的蚀刻速率，并消除甚至反转蚀刻速率微负载。

为了蚀刻该含钨层，该含钨层和该相关的层叠可设在等离子处理室。图2是等离子处理系统200的示意图，包括等离子处理工具201。该等离子处理工具201是电感耦合等离子蚀刻工具，并包括其中具有等离子处理室204的等离子反应器202。变压器耦合功率(TCP)控制器250和偏置功率控制器255分别控制影响在等离子室204内产生该等离子224的TCP功率供应源251和偏置功率供应源256。