蝕刻含鎢層的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及在半導體裝置的制造過程中選擇性地蝕刻含鎢(W)層。
【背景技術】
[0002]在半導體晶片處理過程中，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，這種選擇性無法實現。
【發明內容】
[0004]為了實現上述意圖并根據本發明的目的，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于所述暴露層選擇性地蝕刻所述含鎢層。
[0005]在本發明的另一種表現形式中，提供了一種相對于氧化硅層將特征選擇性地蝕刻到鎢層內的方法。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。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。在一個方面，提供了一種相對于Si層、SiN層或TiN層將特征選擇性地蝕刻到鎢層內的方法。
[0006]本發明的這些和其他特征將在下文在本發明的【具體實施方式】中并結合附圖進行更具體的敘述。
【附圖說明】
[0007]本發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記指代類似的元件，其中:
[0008]圖1是本發明的一個實施方式的高級流程圖。
[0009]圖2A至圖2B是根據本發明的一個實施方式進行處理的堆疊的示意圖。
[0010]圖3是可用于蝕刻的蝕刻反應器的示意圖。
[0011]圖4示出了一計算機系統，其適于實現在本發明的實施方式中使用的控制器。
【具體實施方式】
[0012]現在將參考附圖中所示的本發明的一些優選實施方式對本發明進行具體說明。在下面的說明中，闡述了多個具體細節以提供對本發明的充分理解。然而，對于本領域的技術人員來講，顯而易見的是，沒有這些具體細節的部分或者全部也可以實施本發明。在其他情況下，眾所周知的工藝步驟和/或結構并未被詳細敘述以免不必要地使本發明難以理解。
[0013]為了便于理解，圖1是在本發明的一個實施方式中使用的工藝的高級流程圖。提供具有堆疊的襯底，該堆疊具有至少一個含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)。
實施例
[0014]在本發明的一優選實施方式的示例中，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。在本實施例，特征層204是硅，而上層208是氧化硅。特征212已經形成在特征層204內。橫向特征216已形成在特征212的側壁內。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行這樣的沉積。
[0015]在一個實施方式中，所有處理可以在單個等離子蝕刻室中進行。圖3是包括等離子處理工具301的等離子體處理系統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器302，等離子體反應器302內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供應源351和偏置電源356，所述TCP供應源351和偏置電源356影響在等離子體處理室304內產生的等離子體324。
[0016]該TCP控制器350設置用于TCP供應源351的設置點，TCP供應源351被配置為提供由TCP匹配網絡352調諧的在13.56MHz的射頻信號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設定用于偏置電源356的設定點，偏置電源356被配置成將由偏置匹配網絡357調諧的RF信號提供到位于等離子體處理室304內的卡盤電極308，從而在電極308上產生直流(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]氣體供應機構或氣體源310包括一種或多種氣體316的一個或多個源，該一個或多個源經由氣體歧管317連接以供應在等離子體處理室304內部進行處理所需的適當的化學物質。氣體排放機構318包括壓力控制閥319和排放栗320，從等離子體處理室304內去除顆粒，并保持等離子體處理室304內的特定壓力。
[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內的冷卻循環系統的溫度。等離子處理系統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。等離子體處理系統300還可以具有端點檢測器。這樣的電感耦合系統的一個實施例是由Lam研究公司(Frement，CA)制造的Kiyo，其除了蝕刻電介質和有機材料外，還用來蝕刻娃、多晶娃和導電層。在本發明的其他實施方式中，可使用電容耦合系統。
[0020]圖4是示出了計算機系統400的高級框圖，該計算機系統400適于實現在本發明的實施方式中使用的控制電路370。計算機系統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備到巨型超級計算機。計算機系統400包括一個或者多個處理器402，并且進一步可以包括電子顯示裝置404(用于顯示圖形、文本以及其他數據)、主存儲器406 (例如，隨機存儲器(RAM))、存儲設備408 (例如，硬盤驅動器)、可移動存儲設備410(例如，光盤驅動器)、用戶接口設備412(例如，鍵盤、觸摸屏、小鍵盤、鼠標或者其他定位裝置等)以及通信接口 414(例如，無線網絡接口)。通信接口 414使得軟件和數據能通過鏈路在計算機系統400和外部設備之間傳輸。系統還可以包括通信基礎設施416 (例如，通信總線、交叉棒(cross-over bar)、或者網絡)，前述的設備/模塊被連接于該通信基礎設施416。
[0021]經由通信接口 414傳輸的信息可以是能通過通信鏈路由通信接口 414接收的信號的形式，所述信號是例如電子的、電磁的、光的、或者其他的信號，所述通信鏈路攜帶信號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/或其他通信通道實現的通信鏈路。利用這樣的通信接口，可預期，一個或者多個處理器402可以自網絡接收信息或者可以在實施上述方法步驟的過程中向網絡輸出信息。另外，本發明的方法實施例可以僅在處理器上執行或者可以與遠程處理器結合在諸如因特網之類的網絡上執行，所述遠程處理器共享部分處理。
[0022]術語“非暫態計算機可讀介質”一般用來指諸如主存儲器、輔助存儲器、移動存儲裝置、以及存儲設備(例如硬盤、閃存、硬盤驅動存儲器