[发明专利]用于各向异性钨蚀刻的方法和装置

摘要

本发明涉及用于各向异性钨蚀刻的方法和装置。各向异性地蚀刻含钨材料(如掺杂或未掺杂的钨金属)的方法包括用Cl₂等离子体和用含氧自由基循环处理钨表面。在衬底被电偏置时，进行利用氯等离子体的处理，从而导致在衬底上的主要的水平表面的蚀刻。利用含氧自由基处理来钝化衬底的表面以进行蚀刻，并保护衬底的垂直表面，如凹入特征的侧壁，不被蚀刻。用Cl₂等离子体和用含氧自由基进行的处理可以重复以去除所需量的材料。可以在例如氧化硅、氮化硅和氧氮化硅等电介质材料的存在下选择性地进行各向异性蚀刻。

主权项

1.一种在等离子体蚀刻装置内各向异性地蚀刻半导体衬底上的含钨材料的方法，该方法包括：(a)提供包括含钨材料的半导体衬底至等离子体蚀刻处理室中；(b)将包含Cl₂的第一工艺气体引入所述等离子体蚀刻处理室中并形成等离子体，以使所述含钨材料与等离子体激活的氯反应，蚀刻所述含钨材料并将所述含钨材料的新的表面暴露；(c)在(b)以后从所述等离子体蚀刻处理室去除所述第一工艺气体；(d)将包含氧自由基源的第二工艺气体引入所述等离子体蚀刻处理室并形成含氧自由基的等离子体，以使所述等离子体与所述含钨材料的所述新的表面反应并因此形成钝化层，其中所述钝化层包括包含钨和氧的化合物；以及(e)在(d)之后从所述等离子体蚀刻处理室去除所述第二工艺气体，其中所述方法主要沿所选择的方向蚀刻所述含钨材料。