控制对含钨层的蚀刻微负载的方法技术

提供一种含钨层中蚀刻不同纵横比特征的方法。提供一种包含钨蚀刻成分和沉积成分的蚀刻气体。由所提供的蚀刻气体形成等离子。利用所提供的等离子蚀刻图案化有宽和窄特征的含钨层。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2008年11月13日，申请号为200880117545. 3，申请人为朗姆研究公司，名称为“及其设备”的专利申请的分案申请。
技术介绍
本专利技术涉及蚀刻具有不同纵横比特征的导电层。更具体地，本专利技术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。
技术实现思路
为了实现前面所述的以及按照本专利技术的目的，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。本专利技术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，本专利技术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I是本专利技术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，其适于实现在本专利技术实施例中使用的控制器。图4A-C是按照本专利技术的实施例处理的层叠的示意图。具体实施例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专利技术。在下面的描述中，阐述许多具体细节以提供对本专利技术的彻底理解。然而，对于本领域技术人员，显然，本专利技术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专利技术。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I是用于本专利技术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。该TCP功率控制器250设定TCP功率供应源251的设定值，该供应源配置为将13. 56MHz的射频信号(经过TCP匹配网络252调谐)提供至位于该等离子室204附近的TCP线圈253。提供RF透明窗254以将TCP线圈253与等离子室204隔开，同时允许能量从TCP线圈253传到等离子室204。光学透明窗265由一块圆形刚玉形成，直径大约2. 5cm (I英寸)，位于该RF透明窗254的孔内。该偏置功率控制器255设定偏置功率供应源256的设定值，该供应源配置为将RF信号(由偏置匹配网络257调谐)提供到位于该等离子室204内的卡盘电极208，在适于容纳正在处理的基片206 (如半导体晶片工件)的电极208上方产生直流(DC)偏置。气体供应机构或气体源210包括经由气体歧管217连接的气体源以提供处理该等离子室204内部所需的适当化学制剂。一个气体源可以是该蚀刻气体源215，其提供用于蚀刻该含钨层的适当化学制剂。另一气体源可以是该沉积气体源216，其提供用于在该含钨层上沉积的适当化学制剂。排气机构218包括压强控制阀门219和排气泵220，并且从该等离子室204内去除颗粒，以及保持等离子室204内的特定压力。温度控制器280通过控制加热器功率供应源284来控制该卡盘电极208内提供的加热器282的温度。该等离子处理系统200还包括电子控制电路270。该等离子处理系统200还可具有终点探测器260。图3A和3B说明了一个计算机系统，其适于实现用于本专利技术的一个或多个实施方式的控制回路270。图3A示出该计算机系统一种可能的物理形式。当然，该计算机系统300可以具有从集成电路、印刷电路板和小型手持设备到巨型超级计算机的范围内的许多物理形式。计算机系统300包括监视器302、显示器304、机箱306、磁盘驱动器308、键盘310和鼠标312。磁盘314是用来与计算机系统300传入和传出数据的计算机可读介质。图3B是计算机系统300的框图的一个例子。连接到系统总线320的是各种各样 的子系统。处理器322 (也称为中央处理单元，或CPU)连接到存储设备，包括存储器324。存储器324包括随机访问存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。如本领域所公知的，ROM用作向CPU单向传输数据和指令，而RAM通常用来以双向的方式传输数据和指令。这两种类型的存储器可包括下面描述的任何合适的计算机可读介质。固定磁盘326也是双向连接到CPU322 ;其提供额外的数据存储并且也包括下面描述的任何计算机可读介质。固定磁盘326可用来存储程序、数据等，并且通常是次级存储介质(如硬盘)，其比主存储器慢。可以理解的是保留在固定磁盘326内的信息可以在适当的情况下作为虚拟存储器以标准的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过具有宽特征和窄特征的掩模蚀刻含钨层的方法，包括（a）提供包括钨蚀刻成分和沉积成分的蚀刻气体混合物，其产生非共形沉积物；（b）由该蚀刻气体混合物形成等离子；以及（c）使用由该蚀刻气体混合物形成的等离子蚀刻该含钨层；其中，该沉积成分选择性地在该特征的侧壁上比在特征底部上沉积更少。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李源哲，符谦，刘身健，布赖恩·普，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：