[发明专利]蚀刻含钨层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及在半导体装置的制造过程中选择性地蚀刻含钨(W)层。

背景技术

在半导体晶片处理过程中，可以将特征蚀刻穿过含钨层。

在某些具有钨的特征的形成过程中，必须选择性地蚀刻钨，同时最低程度地蚀刻硅、氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、或氮化钛。以前，这种选择性无法实现。

发明内容

为了实现上述意图并根据本发明的目的，提供了一种蚀刻含钨层的方法。提供蚀刻气体，该蚀刻气体包括O₂和含氟组分，其中该蚀刻气体具有的氧原子至少与氟原子一样多。等离子体是由该蚀刻气体形成的。该含钨层被由该蚀刻气体形成的等离子体蚀刻。在一个方面，Si暴露层、SiO暴露层、SiN暴露层或TiN暴露层可以暴露于所述含钨层的蚀刻，其中所述含钨层的蚀刻相对于所述暴露层选择性地蚀刻所述含钨层。

在本发明的另一种表现形式中，提供了一种相对于氧化硅层将特征选择性地蚀刻到钨层内的方法。提供蚀刻气体，该蚀刻气体包含O₂、N₂和含氟组分，其中该蚀刻气体具有的氧原子至少与氟原子一样多以及具有的氮原子至少与氟原子一样多。等离子体是由该蚀刻气体形成的。保持至少60毫乇(mTorr)的室压强。提供介于100伏至400伏之间的偏压。使用由该蚀刻气体形成的等离子体蚀刻所述钨层，以形成具有至少10比1的深宽比的特征。在一个方面，提供了一种相对于Si层、SiN层或TiN层将特征选择性地蚀刻到钨层内的方法。

本发明的这些和其他特征将在下文在本发明的具体实施方式中并结合附图进行更具体的叙述。

附图说明

本发明在附图的图中是以示例的方式而不是以限制的方式示出，且附图中相似的参考标记指代类似的元件，其中:

图1是本发明的一个实施方式的高级流程图。

图2A至图2B是根据本发明的一个实施方式进行处理的堆叠的示意图。

图3是可用于蚀刻的蚀刻反应器的示意图。

图4示出了一计算机系统，其适于实现在本发明的实施方式中使用的控制器。

具体实施方式

现在将参考附图中所示的本发明的一些优选实施方式对本发明进行具体说明。在下面的说明中，阐述了多个具体细节以提供对本发明的充分理解。然而，对于本领域的技术人员来讲，显而易见的是，没有这些具体细节的部分或者全部也可以实施本发明。在其他情况下，众所周知的工艺步骤和/或结构并未被详细叙述以免不必要地使本发明难以理解。

为了便于理解，图1是在本发明的一个实施方式中使用的工艺的高级流程图。提供具有堆叠的衬底，该堆叠具有至少一个含W层(步骤104)。提供蚀刻气体(步骤108)。使蚀刻气体形成等离子体(步骤112)。选择性地蚀刻含W层(步骤116)。

实施例

在本发明的一优选实施方式的示例中，提供了具有堆叠的衬底，该堆叠具有至少一个含钨层(步骤104)。图2A是堆叠200的剖视图，堆叠200具有布置在上层208之下的衬底层或特征层204。在本实施例，特征层204是硅，而上层208是氧化硅。特征212已经形成在特征层204内。横向特征216已形成在特征212的侧壁内。含W层220被沉积在堆叠200的上方。可使用电镀或无电沉积或另一种沉积保形金属层的方法来进行这样的沉积。

在一个实施方式中，所有处理可以在单个等离子蚀刻室中进行。图3是包括等离子处理工具301的等离子体处理系统300的示意图。等离子体处理工具301是电感耦合等离子蚀刻工具，并包括等离子体反应器302，等离子体反应器302内具有等离子体处理室304。变压器耦合功率(TCP)控制器350和偏置功率控制器355分别控制TCP供应源351和偏置电源356，所述TCP供应源351和偏置电源356影响在等离子体处理室304内产生的等离子体324。

该TCP控制器350设置用于TCP供应源351的设置点，TCP供应源351被配置为提供由TCP匹配网络352调谐的在13.56MHz的射频信号到位于等离子体处理室304附近的TCP线圈353。提供RF透明窗354，以将TCP线圈353与等离子体处理室304分开，同时使能量能从TCP线圈353传送到等离子处理室304。