、CD-ROM以及其他形式的永久性存储器)之类的介质，并且不得被解释为涵盖诸如载波或者信号之类的暂时性的标的物。计算机代码的例子包括例如由编译器产生的机器代码，以及包括使用解释器由计算机执行的更高级代码的文件。计算机可读介质还可以是通过体现在载波中的计算机数据信号传输并且表示为可由处理器执行的指令序列的计算机代码。
[0023]—种蚀刻气体被从气体源316提供到等离子体处理室304内(步骤108)。在本实施方式中，蚀刻气体包括氧气、氮气和含氟组分。蚀刻气体配方的一个实施例会是80sccm的 CF4、160sccm 的 02和 160sccm 的 N2。
[0024]该蚀刻气体形成等离子体(步骤112)。在这个实施例中，提供1800瓦的在13.5MHz下的TCP功率，以使蚀刻气体形成等离子体。对W层220进行蚀刻(步骤116)。提供0至100伏的偏压。将室压强维持在180毫乇。将W层保持在60°C。将该过程保持100 ?200 秒。
[0025]图2B是已经蚀刻W层后的堆叠200的横截面示意图。该蚀刻已蚀刻掉大部分的W层，留下W特征224，特征层204的蚀刻最小化。对于这样的结果，需要高度选择性的刻蚀。
[0026]优选地，所述蚀刻气体包括02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。更优选地，该蚀刻气体还包括N2，其中具有的氮原子至少与氟原子一样多。相信，氧和氮的优选浓度增加W0xNy的生产，其中X和y为正整数。氟与WO xNy发生反应以形成W0xFz。在上面的实施例中，具有的氧分子至少为含氟分子的两倍。此外，具有的氮分子也至少是含氟分子的两倍。相信，当相对于含氮层，选择性地蚀刻含钨层时，蚀刻气体中的氮的存在有助于保护含氮层，从而改善蚀刻选择性。
[0027]优选地，在蚀刻处理过程中提供至少30毫乇的压强。不受理论所束缚，相信，高于30毫乇的压强减小等离子体密度，从而减少轰击。这使得化学蚀刻相比于使用轰击的物理蚀刻更具优势，从而提高选择性。此外，相信，较高的压强也提高顶部至底部的含W层的蚀刻均匀性，同时使得钨蚀刻能有高的深宽比。更优选地，该压强至少为100毫乇。
[0028]优选地，W层被维持在至少30°C的温度。更优选地，W层被维持在至少60°C的温度。最优选地，W层被维持在30°C和90°C之间的温度。相信，较高的温度进一步提高选择性。然而，如果温度太高，顶部的关键尺寸(CD)与在底部的CD的比值会变得过高，因为如果温度太高，则钨的顶部会蚀刻得较快。
[0029]优选地，所述偏压介于100-400伏之间。相信，如果偏压太低，则对于特征底部免受02的影响的保护太小。相信，需要足够高的偏压来导致蚀刻副产物(主要是聚合物)重新沉积在蚀刻前端上，这会有助于保护特征底部不被进一步蚀刻。此外，具有高深宽比特征，某些偏压有助于形成顶部至底部的均匀W凹槽。此外，远远较高的偏压会导致穿透特征底部，这将彻底损坏设备。如果偏压过高，那么轰击将太大，如上所述，这将降低选择性。更优选地，在W层的蚀刻期间没有提供偏压，这对于横向W蚀刻是有好处的。
[0030]选择性蚀刻在为半导体器件提供钨层的过程中是有用的。这种装置的一个实施例可以是具有钨凹槽的三维NAND。实施方式使得能在纯钨或钨合金内蚀刻高深宽比的特征。高深宽比特征具有至少10:1的高度与空间宽度比。此外，本发明的实施方式提供介于1.5:1和1:1.5之间的蚀刻特征的顶部宽度与底部宽度(顶部/底部)比。更优选地，顶部/底部比介于1.25:1和1:1.25之间。更优选地，顶部/底部比是1:1。实施方式提供了至少2:1的钨的蚀刻与氧化硅的蚀刻选择比。更优选地，蚀刻选择比为至少4:1。最优选地，该选择比为至少50:1。实施方式提供了少于lOOOsccm的气体总流率。在多种实施方式中，氧原子流率是氟原子流率的至少两倍。在多种实施方式中，氮原子流率也是氟原子流率的至少两倍。
[0031]虽然本发明已根据几个优选实施方式进行了叙述，但存在有落入本发明的范围之内的变更、置换、修改和各种替代等同方案。还应当注意，存在实现本发明的方法和装置的许多替代方式。因此，后附的权利要求被解释为包括所有这些在本发明的真正主旨和范围内的变更、置换和各种替代等同方案。
【主权项】
1.一种蚀刻含妈层的方法，其包括: 提供蚀刻气体，所述蚀刻气体包含02和含氟组分，其中所述蚀刻气体具有的氧原子至少与氟原子一样多； 由所述蚀刻气体形成等离子体；以及 用由所述蚀刻气体形成的等离子体蚀刻所述含钨层。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻气体进一步包含N2，其中所述蚀刻气体具有的氮原子至少与氟原子一样多。3.根据权利要求2所述的方法，其还包括提供至少30毫乇的压强。4.根据权利要求3所述的方法，其还包括将所述钨层加热到至少30°C。5.根据权利要求4所述的方法，其还包括提供介于100伏至400伏之间的偏压。6.根据权利要求5所述的方法，其中Si暴露层、S1暴露层、SiN暴露层或TiN暴露层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。7.根据权利要求4所述的方法，其还包括提供小于400伏的偏压。8.根据权利要求4所述的方法，其中所述钨的蚀刻被保持直至具有至少10:1的深宽比的特征被蚀刻到所述含钨层内。9.根据权利要求4所述的方法，其中总的蚀刻气体流率不超过lOOOsccm。10.根据权利要求1所述的方法，其还包括提供至少60毫乇的压强。11.根据权利要求1所述的方法，其还包括将所述含钨层加热到至少60°C。12.根据权利要求1所述的方法，其还包括提供介于100伏至400伏之间的偏压。13.根据权利要求1所述的方法，其中Si暴露层、S1暴露层、SiN暴露层或TiN暴露层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。14.根据权利要求1所述的方法，其还包括提供小于400伏的偏压。15.根据权利要求1所述的方法，其中所述钨的蚀刻被保持直至具有至少10:1的深宽比的特征被蚀刻到所述含钨层内。16.根据权利要求1所述的方法，其中总的蚀刻气体流率不超过lOOOsccm。17.根据权利要求1所述的方法，其中所述含钨层是纯钨。18.一种相对于Si层、S1层、SiN层或TiN层将特征选择性地蚀刻到钨层内的方法，其包括: 提供蚀刻气体，所述蚀刻气体包含02、N2和含氟组分，其中所述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； 由所述蚀刻气体形成等离子体； 保持至少60毫乇的室压强； 提供介于100伏至400伏之间的偏压；以及 使用由所述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。
【专利摘要】本发明涉及蚀刻含钨层的方法，具体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与氟原子至少一样多。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。
【IPC分类】H01L21/3213
【公开号】CN105321816
【申请号】CN201510455928
【发明人】向华, 傅乾
【申请人】朗姆研究公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年7月29日
【公告号】US20160035585