[發明專利]用于各向異性鎢蝕刻的方法和裝置

有效

• 申請號: 201610004225.3
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105762073B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 譚忠魁;符謙;蕭懷宇
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01L21/3213
• 分類號: H01L21/3213;H01J37/32
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 樊英如;李獻忠

1.一種在等離子體蝕刻裝置內各向異性地蝕刻半導體襯底上的含鎢材料的方法，該方法包括：

(a)提供包括含鎢材料的半導體襯底至等離子體蝕刻處理室中；

(b)將包含Cl₂的第一工藝氣體引入所述等離子體蝕刻處理室中并形成等離子體，以使所述含鎢材料與等離子體激活的氯反應，蝕刻所述含鎢材料并將所述含鎢材料的新的表面暴露；

(c)在(b)以后從所述等離子體蝕刻處理室去除所述第一工藝氣體；

(d)將包含氧自由基源的第二工藝氣體引入所述等離子體蝕刻處理室并形成含氧自由基的等離子體，以使所述等離子體與所述含鎢材料的所述新的表面反應并因此形成鈍化層，其中所述鈍化層包括包含鎢和氧的化合物；以及

(e)在(d)之后從所述等離子體蝕刻處理室去除所述第二工藝氣體，其中所述方法主要沿所選擇的方向蝕刻所述含鎢材料。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，在(b)中形成等離子體包括提供至少500伏的偏壓至襯底保持支撐件。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一工藝氣體主要由Cl₂組成。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一工藝氣體包含Cl₂和惰性氣體，所述惰性氣體選自由N₂、He、Ar、H₂和其組合組成的組中。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，(b)包括給所述等離子體施以脈沖。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，(b)包括以介于5-50％的占空比給所述等離子體施以脈沖。

7.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二工藝氣體包括選自由O₂、O₃、CO、CO₂、COS、SO₂和其混合物組成的組中的氧自由基源。

8.根據權利要求1所述的方法，其中所述氧自由基源是O₂。

9.根據權利要求1所述的方法，其中重復操作(b)-(e)。

10.根據權利要求1所述的方法，其中重復操作(b)-(e)至少3次。

11.根據權利要求1所述的方法，其中所述半導體襯底還包含選自由氧化硅、氮化硅和氮氧化硅所組成的組中的電介質材料的暴露層。

12.根據權利要求1所述的方法，其中所述半導體襯底還包含選自由氧化硅、氮化硅和氮氧化硅所組成的組中的電介質材料的暴露層，并且其中以至少2：1的蝕刻選擇率蝕刻所述含鎢材料。

13.根據權利要求1所述的方法，其中所述半導體襯底包括凹入特征，在所述凹入特征的底部包括含鎢材料的暴露層，并且其中所述蝕刻從所述凹入特征的底部去除所述含鎢材料而不改變所述凹入特征的寬度或直徑。

14.根據權利要求1所述的方法，其中所述方法包括蝕刻具有介于1000-7000埃之間的厚度的含鎢材料層。

15.根據權利要求1所述的方法，其中所述半導體襯底包括凹入特征，在所述凹入特征的底部包括含鎢材料的暴露層，其中所述凹入特征的寬度或直徑小于150nm。

16.根據權利要求1所述的方法，其中，單個序列的操作(b)-(e)去除介于10-50nm之間的所述含鎢材料。