[go: up one dir, main page]

TWI692034B - 鈷回蝕 - Google Patents

鈷回蝕 Download PDF

Info

Publication number
TWI692034B
TWI692034B TW105112529A TW105112529A TWI692034B TW I692034 B TWI692034 B TW I692034B TW 105112529 A TW105112529 A TW 105112529A TW 105112529 A TW105112529 A TW 105112529A TW I692034 B TWI692034 B TW I692034B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
processing
chamber
item
boron
Prior art date
Application number
TW105112529A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201709332A (zh
Inventor
容候補呈
周葆所
美華 沈
托爾斯滕 立爾
約翰 黃
Original Assignee
美商蘭姆研究公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商蘭姆研究公司 filed Critical 美商蘭姆研究公司
Publication of TW201709332A publication Critical patent/TW201709332A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI692034B publication Critical patent/TWI692034B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • H10P50/242—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32899—Multiple chambers, e.g. cluster tools
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/32926—Software, data control or modelling
    • H10P50/267—
    • H10P50/283—
    • H10W72/013—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)

Abstract

提供蝕刻基板上的鈷的方法。若干方法涉及將基板暴露到含硼鹵化物氣體及添加劑，並且將基板暴露到活化氣體及電漿。添加劑促使在遮罩的表面上選擇性地沉積比在金屬的表面上更厚的含硼鹵化物材料層。添加劑包括H2 、CH4 、CF4 、NF3 ；及Cl2 。含硼鹵化物氣體包括BCl3 、BBr3 、BF3 、及 BI3 。暴露操作可執行二或更多次循環，其中在二或更多次循環中，針對各個暴露操作的持續期間及/或偏壓功率具有變化。

Description

鈷回蝕
本發明係關於鈷回蝕。
半導體製程包括用以形成電路之內連線的製造。內連線可使用以襯墊(例如鉭及/或鉭氮化物)加蓋的銅來形成；或可使用鎢來形成。然而，銅內連線可能造成電遷移，而導致孔隙形成及裝置失敗，而鎢內連線則係具有較高的電阻。因此，使用其他金屬來形成內連線係值得注意的。
本文中提供處理基板的方法。一態樣涉及在腔室中處理基板的方法，包括下列步驟：(a)將該基板暴露到含硼鹵化物氣體、及選自由含氫氣體與含鹵素氣體所組成之群組的添加劑歷時一持續期間，而該持續期間足以在遮罩的表面上選擇性地沉積第一含硼鹵化物材料層，且足以在該基板之金屬的表面上選擇性地沉積第二含硼鹵化物材料層，其中第一層比第二層更厚；並且(b)將該基板暴露到活化氣體與活化來源。步驟(a)的持續期間介於約5秒與約60秒之間。
該方法可更包含在第一組循環中重複執行步驟(a)與(b)，以在該基板上沉積含硼鹵化物層。在一些實施例中，該方法可更包含在第二組循環中重複執行步驟(a)與(b)，以蝕刻該金屬。可蝕刻該基板以形成接觸件。在一些實施例中，透過在金屬之全面性層上進行消去式蝕刻來蝕刻該基板。
該第二組循環期間之步驟(a)的持續期間，可短於該第一組循環期間之步驟(a)的持續期間。在一些實施例中，該第二組循環期間之步驟(b)的持續期間，長於該第一組循環期間之步驟(b)的持續期間。第二組中的循環次數，可不同於第一組中的循環次數。
在許多實施例中，在步驟(b)期間施加偏壓。在一些實施例中，在第一組循環期間，以第一偏壓功率在步驟(b)期間施加偏壓；並在第二組循環期間，以第二偏壓功率在步驟(b)期間施加偏壓。在一些實施例中，該第一偏壓功率可介於約20Vb與約100Vb之間。在一些實施例中，該第二偏壓功率可介於約30Vb與約150Vb之間。該第一偏壓功率可大於該第二偏壓功率。在一些實施例中，該第一偏壓功率可小於該第二偏壓功率。
該添加劑可為下列任一者：H2、CH4、CF4、NF3、Cl2、及該者之組合。在許多實施例中，該活化氣體包括氬。在一些實施例中，該活化氣體可為下列任一者：Ar、H2、CH4、CF4、He、Ne、Xe、NF3、及該者之組合。
該含硼鹵化物氣體可為下列任一者：BCl3、BBr3、BF3、及BI3。在許多實施例中，該金屬可為下列任一者：鈷、鐵、錳、鎳、鉑、鈀、釕、及該者之組合。
在一些實施例中，該金屬的表面相對於該遮罩的表面為凹入的。在許多實施例中，該方法更包含在執行步驟(a)或(b)之前，對該基板進行濕式蝕刻以將該金屬局部地凹入。
在許多實施例中，該活化來源為電漿。在許多實施例中，該電漿之功率介於約100W與約1500W之間。在一些實施例中，該基板經圖案化。該腔室的壓力可介於約2mT與約90mT之間。在許多實施例中，該方法包含在暴露操作之間沖洗該腔室。
在一些實施例中，實質上無化合物再沉積於該基板之特徵部的側壁上。在許多實施例中，該金屬的表面之粗糙度低於約5nm RMS。
在一些實施例中，在步驟(b)期間，將該基板暴露到該活化來源，可包含離子射束蝕刻或反應性離子蝕刻。在許多實施例中，步驟(a)與(b)係在不破壞真空之情況下執行。在一些實施例中，步驟(a)與(b)係在相同的腔室中執行。在一些實施例中，步驟(a)與(b)係在相同設備的不同模組中執行。
在許多實施例中，步驟(a)與(b)中至少一者包含自限制反應。在許多實施例中，該遮罩包含非金屬。在一些實施例中，該遮罩包含與該金屬之組成不同的另一金屬。
另一態樣涉及用以處理基板的設備，包含：(a)一或多個處理腔室，各處理腔室包含一卡盤；(b)一或多個氣體入口，通往該處理腔室及相關的流量控制硬體；以及(c)一控制器，其具有一記憶體以及至少一處理器，其中該記憶體以及該至少一處理器彼此通訊地連接；該至少一處理器至少與該流量控制硬體操作地連接；並且該記憶體儲存用以控制該至少一處理器的電腦可執行指令，以至少藉由下列操作來控制該流量控制硬體：(i)使含硼鹵化物氣體及添加劑流動到該一或多個處理腔室中一者歷時一持續期間，而該持續期間足以在一遮罩的表面上選擇性地沉積第一含硼鹵化物材料層，且足以在該基板之金屬的表面上選擇性地沉積第二含硼鹵化物材料層，其中該添加劑可為含氫氣體與含鹵素氣體中之任一者，其中第一層比第二層更厚；並且(ii)使活化氣體流動到該一或多個處理腔室中之該者，並引燃活化來源。在許多實施例中，該含硼鹵化物氣體、該添加劑、及該活化氣體係在不破壞真空之情況下流動。在許多實施例中，該設備包括電漿產生器。在一些實施例中，該設備產生電感耦合型電漿。在一 些實施例中，該設備產生電容耦合型電漿。在許多實施例中，該活化來源為電漿。
該等與其他態樣參考圖式進一步描述如下。
102:操作
104:操作
106:操作
108:操作
200:結構
201a:Co內連線
203:閘極材料
205:硬遮罩
207:BClx層
207a:BClx層(部分)
207b:BClx層(部分)
210:基板
217:BClx化學吸附層
300:基板
303:全面性Co層
305:硬遮罩
307:BClx層
307a:BClx層部份
307b:BClx層部份
310:蝕刻停止層
313:Co層
317:BClx層
400:設備
401:腔室壁
402:子腔室
403:子腔室
411:窗
417:卡盤
419:晶圓
421:匹配電路
422:埠口
423:RF功率供應器
424:處理腔室
425:連接件
427:連接件
430:控制器
433:線圈
439:匹配電路
440:泵浦
441:RF功率供應器
443:連接件
445:連接件
449a:法拉第屏蔽
450:柵極
460:入口
470:入口
520a-520d:處理模組
522:機器手臂
524:端點制動器
526:晶圓
528:模組中心
530:氣室
532:機器手臂
534:前開式晶圓傳送盒(FOUP)
536:面
538:真空傳送模組(VTM)
540:大氣傳送模組(ATM)
542:負載埠模組(LPM)
544:對準器
圖1為製程流程圖，圖解根據所揭露實施例執行之方法的操作。
圖2A-2D為根據所揭露實施例處理的閘極結構的範例之示意圖。
圖3A-3D為根據所揭露實施例之消去式蝕刻的範例之示意圖。
圖4為適用於執行所揭露實施例之腔室的範例之示意圖。
圖5為適用於執行所揭露實施例之工具的範例之示意圖。
圖6A及6B為實驗中使用的基板之影像。
圖7為圖表，圖解在執行所揭露實施例之實驗中的蝕刻速率。
為提供本發明之實施例的全面性理解，在接下來的實施方式中闡述許多具體細節。所揭露實施例毋須一些或全部的該等具體細節而可被實施。在其他例子中，為避免不必要地混淆所揭露實施例，熟知的處理作業未詳述。雖然所揭露實施例將結合具體的實施例來描述，但應理解的係，吾人不欲限制所揭露實施例。
在半導體製程中，後端線製程(BEOL)之主要任務為形成內連線，以將分離的裝置連接而建立功能性電路。隨著裝置特徵部、及連帶的內連線不斷地微型化，避免內連線性能降解(至少部分係起因於電阻-電容(RC)延遲增加)的挑戰漸增。
一般而言，內連線係用雙鑲嵌處理技術並以銅來形成的，且銅內連線被襯墊(例如鉭及/或鉭氮化物襯墊)加蓋。關於銅內連線結構的一個主要顧慮為，銅內連線結構極度容易受電遷移影響，而導致孔隙形成及裝置失敗。某些製程涉及以鎢填充之高k金屬閘極，且鎢亦可用於形成到源極/汲極接觸件的金屬接觸件。然而，鎢相較於諸如鈷之金屬而言具有高的片電阻，在小特徵部中尤其如此。小特徵部可具有小於約10nm的技術節點。這些與其他問題引發對使用其他金屬作為內連線的關注。
本文中提供使用鈷(Co)作為內連線材料的方法。鈷填充可抑制特徵部中的孔隙形成，且除此之外，還能減輕關於電遷移之顧慮。
以Co取代銅帶來其處理本身的挑戰，包括例如，Co的蝕刻。目前，可使用濕式處理將Co回蝕。然而，濕蝕刻速率會因特徵部尺寸改變而隨之變動。此外，濕式處理使基板的表面明顯變得粗糙，例如比透過乾式處理來蝕刻的表面更為粗糙。業已證實使用非等向性電漿蝕刻來將Co回蝕係非常困難的，因為蝕刻產物幾乎全部或通常係非揮發性的。非揮發性的蝕刻產物可能在基板的其他暴露元件上產生再沉積的蝕刻產物或缺陷。這些再沉積的缺陷含有金屬且難以移除(若非不能移除)。因此，在習知技術中通常係使用物理性濺射來達成此金屬的電漿蝕刻，遺憾的係，物理性濺射導致蝕刻選擇性太差而此處理無法用於生產。
本發明提供Co的選擇性電漿蝕刻。圖1提供根據所揭露實施例執行操作的製程流程圖。在操作102中，提供基板或晶圓。該基板可為矽晶圓，例如200-mm晶圓、300-mm晶圓、450-mm晶圓，包括具有一或更多材料(例如 介電質、傳導性、或半導體材料)層沉積於其上的晶圓。在本文提供的範例中，該基板可包括Co層。
在許多實施例中，該基板經圖案化。在一些實施例中，經圖案化的基板可具有橫跨該基板的各種拓樸。在一些實施例中，該基板上可存在有部分已製成閘極。例如，基板可包括Co層，其中硬遮罩沉積在該Co層上。在一些實施例中，該硬遮罩可已被圖案化。亦可透過對Co進行局部濕蝕刻而形成圖案藉此使Co被局部地凹入，來製備該基板。
經圖案化的基板可具有「特徵部」，例如穿孔或接觸孔洞，其特點在於狹窄及/或內凹角開口、特徵部內的收縮部、以及高深寬比中之一或更多者。特徵部可形成在上述層中的一或多者中。特徵部的一範例為半導體基板中、或基板上的層中的孔洞或穿孔。另一範例為基板或層中的溝槽。在許多實施例中，特徵部可具有底層，例如阻障層或附著層。底層的非限制性範例包括介電質層及傳導性層，例如矽氧化物、矽氮化物、矽碳化物、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、及金屬層。
在許多實施例中，因執行所揭露實施例而製成的基板的類型，可取決於該基板上之各種特徵部在執行所揭露實施例之前的深寬比。在一些實施例中，操作102中提供之基板上的特徵部，可具有至少約2：1、至少約4：1、至少約6：1、至少約10：1、或更高的深寬比。特徵部亦可具有在開口附近的一尺寸(例如開口直徑、或線路寬度、或開口寬度、或臨界尺寸)，其介於約10nm到500nm之間，例如介於約25nm到約300nm之間。所揭露之方法亦可在特徵部之開口小於約150nm的基板上執行。可將穿孔、溝槽、或其他的凹入特徵部稱為未填充特徵部或特徵部。根據許多實施例，特徵部輪廓可漸縮及/或具有位在特徵部 開口處之凸出物。內凹角輪廓為一種從特徵部的底部、封閉端、或內部向特徵部的開口變窄的輪廓。內凹角輪廓可能因圖案化期間之非對稱性蝕刻動力學及/或凸出物而產生，其中凸出物係起因於先前的薄膜沉積(例如擴散阻障層的沉積)中的非保形薄膜階梯覆蓋性。在許多範例中，在特徵部頂部的特徵部開口寬度可小於在特徵部底部的寬度。在每一所揭露實施例中(例如本文中參考圖1所述者)，如本文中所述之特徵部可位於待蝕刻之基板上。
在操作104中，將該基板暴露到含硼鹵化物氣體，以在該基板上選擇性地沉積含硼鹵化物層，使得材料被沉積在某些金屬或非金屬表面上(例如硬遮罩或其他類型的遮罩上)比沉積在其他金屬表面上更多。含硼鹵化物層在本文中又稱為含硼鹵化物材料或聚合物。如本文中使用的「鹵化物」亦可稱為「含鹵素」。在許多實施例中，含硼鹵化物層為含硼含鹵素層。被沉積較薄含硼鹵化物層的金屬可包括非揮發性金屬，例如鈷(Co)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、及釕(Ru)。
在操作104期間，亦可將該基板暴露到添加劑。該添加劑有助於含硼鹵化物層在遮罩上的材料積累，或亦可如本文中描述般增加金屬蝕刻。在一些實施例中，添加劑可改善Co金屬的凹入，例如透過提高Co之蝕刻速率。例示性添加劑包括H2、CH4、CF4、NF3、及Cl2。添加劑流量比含硼鹵化物氣體流量的比例可介於約5%及約50%之間，視所使用的氣體化學而定。
不限於特定理論，一般認為硼有助於如本文所述般達成金屬對閘極遮罩的蝕刻選擇性。例如，使用含硼鹵化物可改善蝕刻Co對閘極遮罩的選擇性。含硼鹵化物氣體沉積含硼鹵化物材料，而較容易使用濕蝕刻處理或透過剝離來移除。
在許多實施例中，材料選擇性地沉積在遮罩材料上比在金屬材料(例如Co)上更厚。例如，該遮罩可包括氮、氧、碳、及鈦原子。在一些範例中，該遮罩為主要由碳材料製成的可灰化硬遮罩。在一些實施例中，該遮罩為TiN層。在許多實施例中，在此操作中的沉積係非保形的。在一些實施例中，選擇性沉積與特徵部的深寬比有關。例如，許多所揭露實施例可適用於在深寬比介於約1：1及約10：1之間的基板上選擇性地沉積含硼鹵化物材料。
執行操作104歷時介於約5秒與約60秒之間的持續期間。在許多實施例中，可控制操作104的持續期間以選擇性地沉積含硼鹵化物層。在一些實施例中，暴露到含硼鹵化物氣體的持續期間過長可能導致非選擇性沉積。持續期間可取決於開口(在該處的金屬(例如Co)將被蝕刻)的尺寸及/或深寬比。例如，針對具有某些深寬比的若干基板，過長的持續期間會導致遮罩表面上之沉積薄膜的厚度幾乎等於待蝕刻之金屬表面上之沉積薄膜的厚度。
在一些實施例中，將硬遮罩材料上的含硼鹵化物層沉積到介於約1nm與約20nm之間的厚度。在一些實施例中，將鈷上的含硼鹵化物層沉積到介於約2nm與約10nm之間的厚度。
在操作106中，將該基板暴露到活化氣體及活化來源(例如電漿)。該活化氣體可包括一或多個反應性或非反應性氣體，例如氬(Ar)、氫(H2)、甲烷(CH4)、四氟化碳(CF4)、三氟化氮(NF3)、氦(He)、氖(Ne)、或氙(Xe)。如下進一步描述，受電漿活化的活化氣體的組合，可與該基板之表面上的含硼鹵化物層發生反應而形成蝕刻產物。使用一或多個活化氣體可促進BXX(其中X可為鹵化物，例如氯、溴、或碘；而x可為整數或描述化學吸附層之化學計量的其他數字)化學吸附層之形成的均勻性與選擇性。在一些實施例中，可在操作106期間 使在操作104中流動的添加劑流動。該添加劑可改善所沉積之含硼鹵化物層的移除、提高金屬蝕刻速率、及/或平滑化金屬的表面。例如，可在操作106期間流動添加劑，以如本文中描述般平滑化Co層或進一步蝕刻Co層。添加劑流量比含硼鹵化物氣體流量的比例可介於約5%及約50%之間，視所使用的氣體化學而定。
該電漿可為原位或遠端電漿。可使用介於約100W與約1500W之間的功率來產生該電漿。在一些實施例中，在操作106期間亦施加低偏壓。例如，可將該偏壓設定在約50Vb，但亦可調節該偏壓以達到各種蝕刻速率及蝕刻程度。在一些實施例中，可使用替代的活化來源，而非使用電漿。在一些實施例中，可使用反應性離子蝕刻或離子射束蝕刻來取代電漿。活化來源(例如電漿)、反應性離子蝕刻及離子射束蝕刻可將活化氣體游離化，而形成經活化的活化氣體以與該基板發生反應。可執行操作106歷時介於約10秒與約60秒之間的持續期間。
在操作108中，以循環的方式選擇性地重複執行操作104及106。例如，可重複執行操作104及106以提供該基板上的含硼鹵化物層的淨蝕刻。在一些實施例中，重複執行操作104及106以提供該基板上的含硼鹵化物層及金屬的淨蝕刻。因為沉積在遮罩表面上的含硼鹵化物層比在金屬表面上者更厚，所以在該金屬上的含硼鹵化物材料比沉積在該遮罩表面上的含硼鹵化物材料早被完全地蝕刻掉。因此，當暴露的金屬層隨著蝕刻持續進行複數次循環而被蝕刻掉的同時，含硼鹵化物層保護硬遮罩不降解。
若干所揭露實施例可涉及整合的原子層沉積(ALD)與原子層蝕刻(ALE)處理，該等處理可在不破壞真空之情況下執行。例如，在圖1的若干實 施例中，操作104期間之沉積為保形的。可以自限制反應的方式來執行操作104。例如，在一些實施例中，操作104使用ALD來進行沉積。ALD為以相繼的自限制反應來沉積材料薄層的技術。可使用任何適當的技術來執行ALD。在許多實施例中，ALD可在有電漿之情況下執行，或可熱地執行。可以循環的方式執行操作104。
「ALD循環」的概念與本文之許多實施例的討論有關。大致上，ALD循環為用以執行一次表面沉積反應的最小操作組。一循環的結果為在基板表面上產生至少部分的含矽薄膜層。一般而言，一ALD循環包括下列操作：將至少一反應物輸送並吸附在基板的表面上；然後使已吸附的反應物與一或更多反應物發生反應，以形成部分的薄膜層。該循環可包括某些輔助操作，例如掃除副產物或反應物之一者、及/或處理剛沉積的部分薄膜。大致上，一循環包含一獨特操作順序範例。作為範例，一ALD循環可包括下列操作：(i)輸送/吸附前驅物或第一反應物到腔室中；(ii)將前驅物從腔室中沖除；(iii)輸送第二反應物與選擇性的電漿；以及(iv)將電漿及副產物從腔室中沖除。
在許多實施例中，在操作106引發基板的自限制蝕刻。例如，經活化的活化氣體、電漿、及來自基板表面之經活化的鹵化物(在操作104中沉積)的組合可執行原子層蝕刻。「ALE循環」的概念與本文中許多實施例的討論有關。大致上，ALE循環為用以執行一次蝕刻處理(例如蝕刻單層)的最小操作組。一循環的結果為將基板表面上至少若干的薄膜層蝕刻掉。一般而言，一ALE循環包括改質操作，以形成反應性層；接著移除操作，以僅將此已改質的層移除或蝕刻掉。該循環可包括某些輔助操作，例如掃除副產物或反應物中之一者。大致上，一循環包含一獨特操作順序範例。作為範例，一ALE循環可包括下列 操作：(i)輸送反應物氣體到腔室；(ii)將反應物氣體從腔室中沖除；(iii)輸送移除氣體及選擇性的電漿；以及(iv)沖洗腔室。在一些實施例中，可非保型地執行蝕刻處理。
一例示性處理參考圖2A-2D描述如下，圖2A-2D描繪在閘極結構200中的Co內連線201a。參考圖2A，在此範例中，在Co填充及平坦化(例如透過化學機械拋光(CMP))後，兩個區域的硬遮罩205上覆於基板210上兩個區域的閘極材料203、且Co內連線201a位於兩個區域的閘極材料203之間，而構成了結構200。在許多實施例中，硬遮罩205的材料可為非金屬。在許多實施例中，硬遮罩205的材料可包括金屬。硬遮罩的材料可為與Co內連線201a的材料不同的金屬。在一些實施例中，硬遮罩205的材料可為鈦氮化物或鉭氮化物。硬遮罩205與閘極材料203亦可大致上由介電質間隔件(為了不減損根據本發明之簡易處理圖解而未圖示)隔開。如圖2A所示，Co內連線201a透過濕式處理而局部地回凹，濕式處理使得Co內連線201a的頂部被蝕刻得更多，而比硬遮罩205與閘極材料203之間的介面的頂部更低。
在圖2B中，以沉積(使用含硼鹵化物化學品)與活化(使用反應性或非反應性氣體)的循環步驟來執行電漿蝕刻，以使Co內連線201a進一步凹入。參考圖2B，可使用BCl3沉積在基板210上形成BClx層207。如圖所示，207a代表BClx層207沉積在硬遮罩205之頂部上的部份；而207b代表BClx層207沉積在Co內連線201a之頂部上的部份。
注意在沉積步驟期間形成在硬遮罩205之頂部上的BClx層部份207a，比形成在Co內連線201a之頂部上的BClx層部份207b更厚。BClx層207a 的組成可不同於位在與Co內連線201a之介面處的BClx層207b的組成，而此種組成差異可產生如下所述之選擇性。
不以操作的任何特定理論限制本發明，一般認為組成與厚度的差異係起因於化學性與機械性因素的結合。BCl3及添加劑(例如H2、CH4、CF4、NF3、及Cl2)的沉積化學品優先地沉積在硬遮罩205上，而這至少部分係因為硼與硬遮罩205材料中的N、O、或C發生反應/結合。沉積化學品中的氯與Co內連線201a的表面發生反應/結合，而硼亦可在後續暴露中與氯結合，但在Co內連線201a的表面上的反應大致上進行得比在硬遮罩205的表面上的反應更慢，且Co內連線201a的表面凹入的相對態勢進一步減緩薄膜成長，而使沉積的BClx層207產生厚度差異。因此，形成在硬遮罩205之頂部上的BClx層部份207a，比形成在Co內連線201a之頂部上的BClx層部份207b更厚。沉積厚度的差異在前期的沉積循環中最為顯著，在介面處尤其如此。可相應地修改沉積、活化、及/或蝕刻策略，如參考各種操作之循環所討論般，而各種操作參考圖1描述於上下文。在其他實施例中，可使用沉積與活化功能相當的其他鹵化物化學品來取代在此處理使用中的BCl3，例如BBr3、或BI3、或BF3。注意在許多實施例中，BClx層207的側壁在蝕刻之後仍存在基板上；亦即，在蝕刻Co內連線201a之後，若干的BClx層207的留在硬遮罩205的側壁上，且部分在閘極材料203的側壁上。
BClx層207作為如下兩者：保護性阻障層，以及用以形成蝕刻產物的反應性物種來源。參考圖2C，在活化期間，在Co內連線201a上的BClx層部份207b被以離子能量加以活化，並與Co進行反應而形成蝕刻產物。活化氣體(例如氬)，選擇性地與其他氣體(例如H2、CH4、CF4、Cl2、及NF3)結合，而促進 BClx化學吸附層217之形成的均勻性與選擇性。替代的活化氣體可包括其他惰性氣體，例如He、Ne、及Xe。所揭露實施例亦抑制蝕刻產物再沉積(例如使活化期間使用的濺射物種不沉積)。注意因為在硬遮罩205上沉積的層較厚，所以若干的BClx化學吸附層217留在這些表面上，但在Co內連線201a上的BClx層部份207b全部被完全地蝕刻掉，如圖2C所示，因此使Co內連線201a的表面暴露出來。
以蝕刻Co內連線201a但不破壞硬遮罩205的方式重複執行沉積(圖2B)與活化(圖2C)步驟複數循環，直到達到期望的Co蝕刻深度為止，以圖2D呈現。例如，總的來說，循環過程可涉及：a.(沉積期1+活化期2)*X循環，前期的若干循環較著重在硬遮罩上的沉積積累；之後接續，b.(沉積期3+活化期4)*Y循環，一旦遮罩上存在若干沉積積累的差異後，後續的循環可更著重在Co移除。
就上述公式而言，X可介於約1與約10次循環之間，或介於約1與約6次循環之間；而Y可介於約20與約30次循環之間。與執行淨沉積處理相關的沉積期1可介於約5及約60秒之間。與執行淨沉積處理相關的活化期2可介於約10與約60秒之間。與執行淨蝕刻處理相關的沉積期3可介於約5及約60秒之間。與執行淨蝕刻處理相關的活化期4可介於約10與約60秒之間。
在沉積期間的偏壓通常為零，但只要偏壓不會阻礙BClx層形成，則亦可使用低偏壓。在活化階段中的適當偏壓約50Vb，但亦可改變該偏壓以達到期望的結果。
在循環之間亦可改變活化能量與偏壓。例如，根據所揭露實施例執行的循環處理可包括：
a.(沉積+在偏壓1下的活化)*X循環，前期的若干循環較著重在硬遮罩上的沉積積累；之後接續
b.(沉積+在偏壓2下的活化)*Y循環，一旦遮罩上存在若干沉積積累的差異後，後續的循環可更著重在Co移除。
就上述公式而言，X可介於約1與約10次循環之間，或介於約1與約6次循環之間；而Y可介於約20與約30次循環之間。偏壓1可介於約20Vb與約100Vb之間，而偏壓2可介於約30Vb與約150Vb之間。
沉積與活化操作兩者的壓力可約2mT到約90mT。電漿來源的功率可從約100W到1500W。
為減少對硬遮罩的破壞並達到期望的選擇性，在如上述之活化步驟結束時，一旦完成Co蝕刻，若干殘餘的BClx可留在硬遮罩上。依此方式，可繼續進行Co蝕刻，但不破壞硬遮罩。此結果可透過下列動作而進一步促成：修改活化/蝕刻化學及組成，使得硬遮罩上的BClx層部分蝕刻得不快於比Co內連線上的BClx層部分，例如蝕刻得較慢。
此技術顯著改善Co蝕刻的選擇性及作為結果的Co層的表面粗糙度兩者。例如，所揭露實施例可將表面粗糙度降低至低於5nm RMS，且平滑度可相對於經濕式蝕刻或濺射的表面而得到至少50%的改善。不限於特定理論，一般認為濕蝕刻之後的粗糙金屬表面被所揭露實施例平滑化，因為在濕蝕刻之後形成在金屬表面上的凸出物及陵狀物被蝕刻掉。
在一些實施例中，循環的沉積與活化操作可在不破壞真空之情況下執行，包括在相同的腔室中，或在一工具的不同腔室模組中。在許多實施例中，所揭露實施例可與其他的處理整合，例如離子射束蝕刻及反應性離子蝕刻。
所揭露實施例不限於蝕刻Co內連線，且亦可應用於全面性(消去式)Co蝕刻。圖3A-3D提供用於消去式蝕刻的例示性蝕刻方案。可在全面性Co層上執行消去式蝕刻。圖3A呈現例示性基板300的示意圖，其中全面性Co層303位在蝕刻停止層310上。在全面性Co層303上沉積硬遮罩305並圖案化。硬遮罩305可包括非金屬或金屬。在許多實施例中，硬遮罩305為不同於全面性Co層303的金屬。
在圖3B中，將基板300暴露到含硼鹵化物氣體(例如BCl3)及添加劑，如前文中參考圖1中操作104所述般。選擇性沉積BClx層307，使得沉積在硬遮罩305上的BClx層部份307a，比沉積在全面性Co層303上的BClx層部份307b更厚。
在圖3B中的基板300暴露到活化氣體，且BClx層307被蝕刻而形成局部蝕刻的BClx層317之後，圖3C呈現局部蝕刻的Co層313(在硬遮罩305之側壁之間，其具有位在中央的凹入區)以及局部蝕刻的BClx層317。注意當BClx層307被以某一蝕刻速率蝕刻時，因為圖3B中在硬遮罩305上的BClx層部份307a的量，比沉積在全面性Co層303上的BClx層部份307b的量更厚，所以蝕刻可持續進入全面性Co層313，同時繼續蝕刻經局部蝕刻的BClx層317，藉此保護硬遮罩305不降解而受破壞。注意在許多實施例中，將圖3C中的基板300暴露到活化氣體(例如氬)及電漿，以蝕刻基板300。
如前文參考圖1所述，可重複執行操作104與106，以循環的方式沉積含硼鹵化物材料及添加劑，並且將基板暴露到活化氣體與電漿。在一些實施例中，沉積持續期間可大於活化氣體暴露持續期間，以沉積較多的含硼鹵化物材料。在一些實施例中，活化氣體暴露持續期間可大於沉積持續期間，以允許更多地蝕刻基板。
在執行足夠的操作104與106循環之後，圖3D呈現完全消去式蝕刻的Co層313。
雖然本文中描述所揭露實施例之應用的具體範例，但應理解的係，可使用所揭露實施例來執行其他蝕刻任何非揮發性金屬的應用。
設備
現描述感應耦合型電漿(ICP)反應器，其在某些實施例中可適用於循環的沉積與活化處理(包括原子層蝕刻(ALE)操作與原子層沉積(ALD)操作)。此種ICP反應器亦記載於美國專利申請案公開號第2014/0170853號，申請日為2013年12月10日，案名為「IMAGE REVERSAL WITH AHM GAP FILL FOR MULTIPLE PATTERNING」，該案因所有目的而以全文加入本案之參考資料。雖然本文中描述ICP反應器，但應理解在一些實施例中，亦可使用電容耦合型電漿反應器。
圖4示意地呈現感應耦合型電漿之整合蝕刻與沉積設備400之剖面圖，其適合用於實施本文的某些實施例，該設備之一範例為由美國加州佛蒙特(Fremont,CA.)的蘭姆研究公司(Lam Research Corp.)生產的KiyoTM反應器。感應耦合型電漿設備400包括整體的處理腔室424，其結構上由腔室壁401與窗411界定。腔室壁401可由不鏽鋼或鋁製成。窗411可由石英或其他的介電性材料製 成。可取捨的內部電漿柵極450將整體的處理腔室分成上方子腔室402與下方子腔室403。在大部分的實施例中，可移除電漿柵極450，藉此使用子腔室402與403所形成的腔室空間。卡盤417設置在下方子腔室403中，並靠近底部的內側表面。卡盤417配置以接收並固持半導體晶圓419，蝕刻與沉積製程係在其上方執行。卡盤417可為用以固持晶圓419(當存在時)的靜電卡盤。在一些實施例中，邊緣環(未圖示)圍繞卡盤417，且具有幾乎與晶圓419(當存在於卡盤417上時)之頂部表面齊平的一上表面。卡盤417亦可包括靜電電極，用以夾持及去夾持晶圓419。為此目的可設置濾波器與DC卡盤功率供應器(未圖示)。亦可設置用以將晶圓419從卡盤417升降的其他控制系統。可使用RF功率供應器423對卡盤417充電。RF功率供應器423透過連接件427連接到匹配電路421。匹配電路421透過連接件425連接到卡盤417。依此方式，RF功率供應器423連接到卡盤417。在許多實施例中，可將靜電卡盤的偏壓功率設定在約50Vb，或可設定在不同的偏壓功率，取決於根據所揭露實施例執行的處理而定。例如，偏壓功率可介於約20Vb與約100Vb之間，或介於約30Vb與約150Vb之間。
用於電漿生成的元件包括位在窗411的上方的線圈433。在一些實施例中，所揭露實施例中未使用線圈。線圈433由導電性材料製成，且至少包括完整的一匝。圖4所示之線圈433的範例包括三匝。線圈433的截面以符號呈現，具有符號「x」的線圈旋轉延伸進入頁面，而具有符號「．」的線圈旋轉延伸離開頁面。用於電漿生成的元件亦包括RF功率供應器441，其配置以將RF功率供應到線圈433。大致上，RF功率供應器441透過連接件445連接到匹配電路439。匹配電路439透過連接件443連接到線圈433。依此方式，RF功率供應器441連接到線圈433。可取捨的法拉第屏蔽(Faraday shield)449a設置在線圈 433與窗411之間。維持法拉第屏蔽449a與線圈433之間有一間隔距離。在一些實施例中，法拉第屏蔽449a鄰近地設置在窗411的上方。在一些實施例中，法拉第屏蔽449a設置在窗411與卡盤417之間。在一些實施例中，未維持法拉第屏蔽449a與線圈433之間有一間隔距離。例如，法拉第屏蔽449a可在無間隙之情況下直接位在窗411的下方。線圈433、法拉第屏蔽449a、及窗411各經配置成彼此實質上平行。法拉第屏蔽449a可避免金屬或其他物種沉積在處理腔室424的窗411上。
處理氣體(例如含硼鹵化物氣體、BCl3、Cl2、Ar、CH4、CF4、NF3等)可透過設置在上方子腔室402中的一或更多主要氣流入口460、及/或透過一或更多側氣流入口470而流進處理腔室中。相似地，雖然未直接地圖示，但可使用相似的氣流入口將處理氣體供應到電容耦合型電漿處理腔室中。可使用真空泵浦(例如一或二階式機械乾式泵浦、及/或渦輪分子泵浦440)以將處理氣體從處理腔室424中抽離，並用以維持處理腔室424中的壓力。例如，真空泵浦可用於在ALD的沖洗操作期間將下方子腔室403抽空。可使用閥控式導管將真空泵浦流體地連接到處理腔室424，進而選擇性地控制由真空泵浦所提供的真空環境之施加。這可透過在操作性電漿處理期間應用閉迴路控制流量限制裝置而達成，例如節流閥(未圖示)或鐘擺閥(未圖示)。相似地，對電容耦合型電漿處理腔室亦可使用真空泵浦與閥控式流體連接。
在設備400的操作期間，可透過氣流入口460及/或470供應一或更多的處理氣體(例如含硼鹵化物氣體、添加劑、或活化氣體)。在某些實施例中，亦可僅透過主要氣流入口460或僅透過側氣流入口470來供應處理氣體。在一些例子中，如圖所示之該等氣流入口可被更複雜的氣流入口取代，例如一或更多 的噴淋頭。法拉第屏蔽449a及/或可取捨的柵極450可包括允許處理氣體輸送到處理腔室424的內部通道與孔洞。法拉第屏蔽449a與可取捨的柵極250之其中一者或該兩者，可做為用以輸送處理氣體的噴淋頭。在一些實施例中，液體汽化與輸送系統可設置在處理腔室424之上游，使得液態反應物或前驅物一經汽化，汽化的反應物或前驅物即經由氣流入口460及/或470被引導到處理腔室424中。
射頻功率從RF功率供應器441供應到線圈433，使RF電流流經線圈433。流經線圈433的RF電流在線圈433的周圍產生電磁場。電磁場在上方子腔室402中產生感應電流。許多產生的離子及自由基之與晶圓419的物理與化學交互作用，選擇性地蝕刻晶圓的特徵部並在晶圓419上沉積層級。
若使用電漿柵極450，使得具有上方子腔室402與下方子腔室403兩者，則感應電流對存在於上方子腔室402中的氣體起作用，而在上方子腔室402中產生電子-離子電漿。可取捨的內部電漿柵極450限制了下方子腔室403中的熱電子的量。在一些實施例中，設計並操作設備400，使得存在於下方子腔室403中的電漿為離子-離子電漿。
上方的電子-離子電漿及下方的離子-離子電漿兩者皆可包含正離子與負離子，但離子-離子電漿之負離子比正離子之比例較大。揮發性蝕刻及/或沉積副產物可透過埠口422從下方子腔室403中移除。本文中揭露的卡盤417可在範圍介於約10℃與約250℃之間的昇高溫度下操作。該溫度將取決於製程操作與特定配方。
當設備400安裝在潔淨室或製造設施中時，設備400可與設施(未圖示)結合。設施包括管路系統，其可提供處理氣體、真空、溫度控制、及環境 微粒控制。當這些設施安裝在目標製造設施中時，這些設施連接到設備400。此外，設備400可連接到傳送腔室，其允許機器手臂使用一般自動化技術將半導體晶圓傳送進出設備400。
在一些實施例中，系統控制器430(其可包括一或更多實體或邏輯的控制器)控制處理腔室424的若干或全部的操作。系統控制器430可包括一或更多記憶體裝置及一或更多處理器。在一些實施例中，設備400包括一轉換系統，用以在執行所揭露實施例時控制流率與持續期間。在一些實施例中，設備400可具有上達約500ms、或上達約750ms的轉換時間。轉換時間可取決於流動化學、所選擇的配方、反應器的架構、及其他因素。
在一些實施例中，系統控制器430可為系統之部分，其可為上述範例之部分。此類系統可包含半導體處理設備，其包括一或複數之處理工具、一或複數之腔室、用於處理的一或複數之工作台、及/或特定處理元件(晶圓支座、氣流系統等)。該等系統可與電子設備結合，該電子設備係用於在半導體晶圓或基板之處理期間或在該處理前後控制其操作。該電子設備可整合於系統控制器430，其可控制一或複數之系統的各種元件或子部件。依據處理參數及/或系統之類型，可對系統控制器編寫程式以控制本文所揭露的製程之任一者，包含處理氣體之輸送、溫度設定(例如加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻(RF)產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、位置及操作設定、進出工具及連接至特定系統或與特定系統透過介面接合的其他傳送工具及/或負載鎖室之晶圓傳送。
廣泛而言，可將系統控制器430定義為具有接收指令、發送指令、控制操作、允許清潔操作、允許終點量測等之各種積體電路、邏輯、記憶體、 及/或軟體的電子設備。該積體電路可包含儲存程式指令的韌體形式之晶片、數位信號處理器(DSPs)、定義為特殊應用積體電路(ASICs)之晶片、及/或執行程式指令(例如軟體)之一或更多的微處理器或微控制器。程式指令可為以各種個別設定(或程式檔案)之形式傳送到控制器的指令，其定義用以在半導體晶圓上、或針對半導體晶圓、或對系統執行特定製程的操作參數。在一些實施例中，該操作參數可為由製程工程師所定義之配方的部分，該配方係用以在一或更多的層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及/或晶圓之晶粒的製造或移除期間，完成一或更多的處理步驟。
在一些實施例中，系統控制器430可為電腦的部分或連接至電腦，該電腦係與系統整合、連接至系統、或透過網路連接至系統、或上述之組合。舉例而言，控制器係可位於「雲端」(in the“cloud”)、或為晶圓廠主機電腦系統的全部或部分，其可允許晶圓處理之遠端存取。該電腦能達成對該系統之遠端存取，以監視製造操作之目前製程、查看過去製造操作之歷史、查看來自多個製造操作之趨勢或性能指標，來改變目前處理之參數，以設定處理步驟來接續目前的處理、或開始新的製程。在一些範例中，遠端電腦(例如伺服器)可透過網路提供製程配方至系統，該網路可包含區域網路或網際網路。該遠端電腦可包含可達成參數及/或設定之輸入或編程的使用者介面，該等參數或設定接著自該遠端電腦傳送至該系統。在一些範例中，系統控制器430接收資料形式之指令，在一或更多的操作期間，其針對待執行的處理步驟之每一者而指定參數。應瞭解，該等參數可特定於待執行之製程的類型、及工具(控制器係配置成透過介面與該工具接合或控制該工具)的類型。因此，如上所述，系統控制器430可分散，例如藉由包含一或更多的分離的控制器，其透過網路連接在一起並朝共同的目 標而作業，例如本文所敘述之製程及控制。用於此類用途的分開之控制器的範例可為腔室上之一或更多的積體電路，其與位於遠端(例如為平台等級、或為遠端電腦的部分)之一或更多的積體電路連通，其結合以控制該腔室上的製程。
例示性系統可包含電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉沖洗腔室或模組、金屬電鍍腔室或模組、潔淨腔室或模組、斜邊蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積(PVD)腔室或模組、化學氣相沉積(CVD)腔室或模組、ALD腔室或模組、ALE腔室或模組、離子佈植腔室或模組、徑跡腔室或模組、及與半導體晶圓之加工及/或製造有關或用於其中的任何其他半導體處理系統，但不限於此。
如上所述，依據待由工具執行之製程步驟(或複數製程步驟)，控制器可與下列一或多者通訊：其他工具電路或模組、其他工具元件、叢集工具、其他工具介面、牽引工具、鄰近工具、遍及工廠的工具、主要電腦、另一控制器、或將晶圓之容器帶往或帶離半導體製造廠中的工具位置及/或載入埠的用於材料傳送之工具。
圖5描繪半導體製程叢集架構，其具有與真空傳送模組538(VTM)接合的許多模組。用以在複數儲存設備與處理模組之間「傳送」晶圓的傳送模組的配置，可稱為「叢集工具架構」系統。氣室530(亦稱為負載室或傳送模組)與VTM 538透過介面接合，而VTM 538與四個處理模組520a-520d透過介面接合，處理模組520a-520d可被個別最佳化以執行各種製程。以舉例的方式說明，可實施處理模組520a-520d，以執行基板蝕刻、沉積、離子佈植、晶圓清洗、濺射、及/或其他半導體製程。在一些實施例中，ALD與ALE係在相同的模組中執行。在一些實施例中，ALD與ALE係在相同的工具的不同的模組中執行。可 實施一或更多的基板蝕刻處理模組(520a-520d之任一者)，如本文中揭露般，亦即，用於沉積保型薄膜、透過ALD選擇性沉積薄膜、蝕刻圖案、以及根據所揭露實施例的其他合適的功能。可將氣室530與處理模組520a-520d稱為「站」。各個站具有面(facet)536，面536將站與VTM 538接合。在各個面中，感測器1-18用以在晶圓526於個別的站之間移動時偵測通過的晶圓526。
機器手臂522在站之間傳送晶圓526。在一實施例中，機器手臂522具有一個臂部，而在其他實施例中，機器手臂522具有兩個臂部，其中各個臂部具有用以選擇進行傳送之晶圓(例如晶圓526)的端點制動器524。位於大氣傳送模組(ATM)540中的前端機器手臂532用以將晶圓526從負載埠模組(LPM)542中的卡匣或前開式晶圓傳送盒(FOUP)534傳送到氣室530。處理模組520a-520d中的模組中心528為用以放置晶圓526的位置。ATM540中的對準器544用以對準晶圓。
在例示性處理方法中，晶圓放置在LPM542中的其中一個FOUP534中。前端機器手臂532將該晶圓從FOUP534傳送到對準器544，對準器544使晶圓526在蝕刻或處理之前適當地置於中心。在對準之後，晶圓526被前端機器手臂532移動到氣室530中。因為氣室530具有使ATM540與VTM538之間的環境一致的能力，所以晶圓526能夠在兩個壓力環境之間移動而不被破壞。晶圓526被機器手臂522從氣室530、移動經過VTM 538、並進入處理模組520a-520d中之一者。為達成此晶圓移動，機器手臂522使用位於其各個臂部上的端點制動器524。晶圓526一經處理後，其被機器手臂522從處理模組520a-520d移動到氣室530。晶圓526可被前端機器手臂532從氣室530移動到其中一個FOUP534中，或移動到對準器544。
應注意的係，控制晶圓移動的電腦可位於叢集架構中，或可位於製造地坪中的該叢集架構之外部，或位於遠端位置並透過網路連接到該叢集架構。參考圖4描述於前文的控制器可與圖5中的工具一起實施。
實驗 實驗1
進行一實驗並估量基板的平滑度。在蝕刻之前估量矽基板上的薄膜疊層，其包括氧化物、作為附著層的鈦氮化物、及100nm的鈷。得到的影像呈現於圖6A，其顯示橫跨該基板之表面、以及位在各層之間介面處的各種團塊與顆粒，暗示高的粗糙度。如圖所示進行量測，圖呈現110nm、113nm、112nm、及111nm的厚度。然後使用所揭露實施例來蝕刻基板。將該基板暴露到BCl3及添加劑以在該基板上沉積BClx層，其中該基板包括先前在鈷層上方沉積硬遮罩並圖案化而凹入的鈷層(透過濕蝕刻凹入)；之後將該基板暴露到活化氣體並開啟電漿。將該基板暴露到BCl3及添加劑、與活化氣體及電漿的交替脈衝20次循環。然後估量經蝕刻之基板的粗糙度。得到的作為結果的基板的影像如圖6B所示，而量測之厚度為80.2nm。該基板表現出低於5nm RMS的平滑表面，及至少50%的平滑度改善。
實驗2
進行一實驗並量測所揭露實施例的蝕刻速率。將一基板暴露到BCl3及添加劑，其中該基板具有待蝕刻的全面性鈷層、及在鈷層上被沉積且圖案化的硬遮罩。之後將該基板暴露到活化氣體及電漿。該基板暴露到BCl3及添加劑、與活化氣體及電漿的循環超過20次循環。循環以最為線性的方式及約 1.4422nm/循環的蝕刻速率蝕刻鈷。在複數次循環下之鈷的移除量的資料點與線性模型繪製於圖7中。
結論
雖然為了理解之明確性的緣故，已稍微詳細地描述上述之實施例，但顯然在隨附申請專利範圍之範疇內可實行某些改變與修改。應注意的係，有許多實施本文之實施例的處理、系統、及設備的替代方式。因此，應將本文之實施例視為例示性而非限制性，且該等實施例不限於本文中提出的細節。
102‧‧‧操作
104‧‧‧操作
106‧‧‧操作
108‧‧‧操作

Claims (38)

  1. 一種在腔室中處理基板的方法，包括下列步驟：(a)將該基板暴露到含硼鹵化物氣體、及選自由含氫氣體與含鹵素氣體所組成之群組的添加劑歷時一持續期間，而該持續期間足以在一遮罩的表面上選擇性地沉積第一含硼鹵化物材料層，且足以在該基板之金屬的表面上選擇性地沉積第二含硼鹵化物材料層，其中該第一含硼鹵化物材料層比該第二含硼鹵化物材料層更厚；並且(b)將該基板暴露到活化氣體與活化來源，其中該活化來源將該活化氣體游離化，而形成經活化的活化氣體以與該基板進行反應。
  2. 如申請專利範圍第1項之在腔室中處理基板的方法，其中步驟(a)的持續期間介於5秒與60秒之間。
  3. 如申請專利範圍第1項之在腔室中處理基板的方法，更包含在第一組循環中重複執行步驟(a)與(b)，以在該基板上沉積該第一與第二含硼鹵化物材料層。
  4. 如申請專利範圍第3項之在腔室中處理基板的方法，更包含在第二組循環中重複執行步驟(a)與(b)，以蝕刻該金屬。
  5. 如申請專利範圍第4項之在腔室中處理基板的方法，其中該第二組循環期間之步驟(a)的持續期間，短於該第一組循環期間之步驟(a)的持續期間。
  6. 如申請專利範圍第4項之在腔室中處理基板的方法，其中該第二組循環期間之步驟(b)的持續期間，長於該第一組循環期間之步驟(b)的持續期間。
  7. 如申請專利範圍第4項之在腔室中處理基板的方法，其中該第二組循環中的循環次數，不同於該第一組循環中的循環次數。
  8. 如申請專利範圍第1項之在腔室中處理基板的方法，其中在步驟(b)期間施加偏壓電壓。
  9. 如申請專利範圍第4項之在腔室中處理基板的方法，其中在第一組循環期間，以第一偏壓電壓在步驟(b)期間施加偏壓電壓；並在第二組循環期間，以第二偏壓電壓在步驟(b)期間施加偏壓電壓。
  10. 如申請專利範圍第9項之在腔室中處理基板的方法，其中該第一偏壓電壓大於該第二偏壓電壓。
  11. 如申請專利範圍第9項之在腔室中處理基板的方法，其中該第一偏壓電壓小於該第二偏壓電壓。
  12. 如申請專利範圍第9項之在腔室中處理基板的方法，其中該第一偏壓電壓介於20Vb與100Vb之間。
  13. 如申請專利範圍第9項之在腔室中處理基板的方法，其中該第二偏壓電壓介於30Vb與150Vb之間。
  14. 如申請專利範圍第1項之在腔室中處理基板的方法，其中該添加劑係選自由下列所組成之群組：H2、CH4、CF4、NF3、Cl2、及該者之組合。
  15. 如申請專利範圍第1項之在腔室中處理基板的方法，其中該活化氣體係選自由下列所組成之群組：Ar、H2、CH4、CF4、He、Ne、Xe、NF3、及該者之組合。
  16. 如申請專利範圍第1項之在腔室中處理基板的方法，其中該含硼鹵化物氣體係選自由下列所組成之群組：BCl3、BBr3、BF3、及BI3。
  17. 如申請專利範圍第1項之在腔室中處理基板的方法，其中該金屬係選自由下列所組成之群組：鈷、鐵、錳、鎳、鉑、鈀、及釕。
  18. 如申請專利範圍第1項之在腔室中處理基板的方法，其中該活化來源為電漿。
  19. 如申請專利範圍第18項之在腔室中處理基板的方法，其中該電漿之功率介於100W與1500W之間。
  20. 如申請專利範圍第1項之在腔室中處理基板的方法，其中該腔室的壓力介於2mTorr與90mTorr之間。
  21. 如申請專利範圍第1-20項中任一項之在腔室中處理基板的方法，其中該基板經圖案化。
  22. 如申請專利範圍第1-20項中任一項之在腔室中處理基板的方法，其中該金屬的表面相對於該遮罩的表面為凹入的。
  23. 如申請專利範圍第1-20項中任一項之在腔室中處理基板的方法，更包含在暴露操作之間沖洗該腔室。
  24. 如申請專利範圍第1-20項中任一項之在腔室中處理基板的方法，其中實質上無化合物再沉積於該基板之特徵部的側壁上。
  25. 如申請專利範圍第1-20項中任一項之在腔室中處理基板的方法，其中蝕刻該基板以形成接觸件。
  26. 如申請專利範圍第1-20項中任一項之在腔室中處理基板的方法，其中透過在該金屬之全面性層上進行消去式蝕刻來蝕刻該基板。
  27. 如申請專利範圍第1-20項中任一項之在腔室中處理基板的方法，其中該金屬的表面之粗糙度低於5nm RMS。
  28. 如申請專利範圍第1-20項中任一項之在腔室中處理基板的方法，其中在步驟(b)期間，將該基板暴露到該活化來源，包含離子射束蝕刻或反應性離子蝕刻。
  29. 如申請專利範圍第1-20項中任一項之在腔室中處理基板的方法，其中步驟(a)與(b)係在不破壞真空之情況下執行。
  30. 如申請專利範圍第29項之在腔室中處理基板的方法，其中步驟(a)與(b)係在相同的腔室中執行。
  31. 如申請專利範圍第29項之在腔室中處理基板的方法，其中步驟(a)與(b)係在相同設備的不同模組中執行。
  32. 如申請專利範圍第1-20項中任一項之在腔室中處理基板的方法，其中步驟(a)與(b)中至少一者包含自限制反應。
  33. 如申請專利範圍第1-20項中任一項之在腔室中處理基板的方法，其中該遮罩包含非金屬。
  34. 如申請專利範圍第1項之在腔室中處理基板的方法，其中該遮罩包含與該金屬之組成不同的另一金屬。
  35. 如申請專利範圍第22項之在腔室中處理基板的方法，更包含在執行步驟(a)或(b)之前，對該基板進行濕式蝕刻以將該金屬局部地凹入。
  36. 一種用以處理基板的設備，包含：(a)一或多個處理腔室，各處理腔室包含一卡盤；(b)一或多個氣體入口，通往該處理腔室及相關的流量控制硬體；以及(c)一控制器，其具有一記憶體以及至少一處理器，其中該記憶體以及該至少一處理器彼此通訊地連接；該至少一處理器至少與該流量控制硬體操作地連接；並且 該記憶體儲存用以控制該至少一處理器的電腦可執行指令，以至少藉由下列操作來控制該流量控制硬體：(i)使含硼鹵化物氣體及添加劑流動到該一或多個處理腔室中一者歷時一持續期間，而該持續期間足以在一遮罩的表面上選擇性地沉積第一含硼鹵化物材料層，且足以在該基板之金屬的表面上選擇性地沉積第二含硼鹵化物材料層，其中該第一含硼鹵化物材料層比該第二含硼鹵化物材料層更厚，且其中該添加劑係選自由含氫氣體與含鹵素氣體所組成群組；並且(ii)使活化氣體流動到該一或多個處理腔室中之該者，並引燃活化來源，其中該活化來源將該活化氣體游離化，而形成經活化的活化氣體以與該基板進行反應。
  37. 如申請專利範圍第36項之用以處理基板的設備，其中該含硼鹵化物氣體、該添加劑、及該活化氣體係在不破壞真空之情況下流動。
  38. 如申請專利範圍第36項之用以處理基板的設備，其中該活化來源為電漿。
TW105112529A 2015-04-24 2016-04-22 鈷回蝕 TWI692034B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562152715P 2015-04-24 2015-04-24
US62/152,715 2015-04-24
US14/749,285 2015-06-24
US14/749,285 US9870899B2 (en) 2015-04-24 2015-06-24 Cobalt etch back

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201709332A TW201709332A (zh) 2017-03-01
TWI692034B true TWI692034B (zh) 2020-04-21

Family

ID=57146883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105112529A TWI692034B (zh) 2015-04-24 2016-04-22 鈷回蝕

Country Status (6)

Country Link
US (2) US9870899B2 (zh)
JP (1) JP6964964B2 (zh)
KR (1) KR20160126890A (zh)
CN (1) CN106067442B (zh)
SG (1) SG10201603092RA (zh)
TW (1) TWI692034B (zh)

Families Citing this family (155)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12444651B2 (en) 2009-08-04 2025-10-14 Novellus Systems, Inc. Tungsten feature fill with nucleation inhibition
US10283321B2 (en) 2011-01-18 2019-05-07 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing system and methods using capacitively coupled plasma
US9064815B2 (en) 2011-03-14 2015-06-23 Applied Materials, Inc. Methods for etch of metal and metal-oxide films
US9267739B2 (en) 2012-07-18 2016-02-23 Applied Materials, Inc. Pedestal with multi-zone temperature control and multiple purge capabilities
US9373517B2 (en) 2012-08-02 2016-06-21 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing with DC assisted RF power for improved control
US9132436B2 (en) 2012-09-21 2015-09-15 Applied Materials, Inc. Chemical control features in wafer process equipment
US10256079B2 (en) 2013-02-08 2019-04-09 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing systems having multiple plasma configurations
US9362130B2 (en) 2013-03-01 2016-06-07 Applied Materials, Inc. Enhanced etching processes using remote plasma sources
US9355922B2 (en) 2014-10-14 2016-05-31 Applied Materials, Inc. Systems and methods for internal surface conditioning in plasma processing equipment
US9966240B2 (en) 2014-10-14 2018-05-08 Applied Materials, Inc. Systems and methods for internal surface conditioning assessment in plasma processing equipment
US11637002B2 (en) 2014-11-26 2023-04-25 Applied Materials, Inc. Methods and systems to enhance process uniformity
US9887097B2 (en) 2014-12-04 2018-02-06 Lam Research Corporation Technique to deposit sidewall passivation for high aspect ratio cylinder etch
US10224210B2 (en) 2014-12-09 2019-03-05 Applied Materials, Inc. Plasma processing system with direct outlet toroidal plasma source
US10573496B2 (en) 2014-12-09 2020-02-25 Applied Materials, Inc. Direct outlet toroidal plasma source
US11257693B2 (en) 2015-01-09 2022-02-22 Applied Materials, Inc. Methods and systems to improve pedestal temperature control
US9576811B2 (en) 2015-01-12 2017-02-21 Lam Research Corporation Integrating atomic scale processes: ALD (atomic layer deposition) and ALE (atomic layer etch)
US20160225652A1 (en) 2015-02-03 2016-08-04 Applied Materials, Inc. Low temperature chuck for plasma processing systems
US9728437B2 (en) 2015-02-03 2017-08-08 Applied Materials, Inc. High temperature chuck for plasma processing systems
US9881805B2 (en) 2015-03-02 2018-01-30 Applied Materials, Inc. Silicon selective removal
US9806252B2 (en) 2015-04-20 2017-10-31 Lam Research Corporation Dry plasma etch method to pattern MRAM stack
US9870899B2 (en) 2015-04-24 2018-01-16 Lam Research Corporation Cobalt etch back
US9741593B2 (en) 2015-08-06 2017-08-22 Applied Materials, Inc. Thermal management systems and methods for wafer processing systems
US9691645B2 (en) 2015-08-06 2017-06-27 Applied Materials, Inc. Bolted wafer chuck thermal management systems and methods for wafer processing systems
US9349605B1 (en) 2015-08-07 2016-05-24 Applied Materials, Inc. Oxide etch selectivity systems and methods
US9972504B2 (en) 2015-08-07 2018-05-15 Lam Research Corporation Atomic layer etching of tungsten for enhanced tungsten deposition fill
US10096487B2 (en) 2015-08-19 2018-10-09 Lam Research Corporation Atomic layer etching of tungsten and other metals
US10504700B2 (en) 2015-08-27 2019-12-10 Applied Materials, Inc. Plasma etching systems and methods with secondary plasma injection
US9984858B2 (en) 2015-09-04 2018-05-29 Lam Research Corporation ALE smoothness: in and outside semiconductor industry
WO2017052905A1 (en) * 2015-09-22 2017-03-30 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for selective deposition
US10115601B2 (en) * 2016-02-03 2018-10-30 Tokyo Electron Limited Selective film formation for raised and recessed features using deposition and etching processes
US10727073B2 (en) 2016-02-04 2020-07-28 Lam Research Corporation Atomic layer etching 3D structures: Si and SiGe and Ge smoothness on horizontal and vertical surfaces
US10229837B2 (en) 2016-02-04 2019-03-12 Lam Research Corporation Control of directionality in atomic layer etching
US9991128B2 (en) 2016-02-05 2018-06-05 Lam Research Corporation Atomic layer etching in continuous plasma
US10269566B2 (en) 2016-04-29 2019-04-23 Lam Research Corporation Etching substrates using ale and selective deposition
US10522371B2 (en) 2016-05-19 2019-12-31 Applied Materials, Inc. Systems and methods for improved semiconductor etching and component protection
US10504754B2 (en) 2016-05-19 2019-12-10 Applied Materials, Inc. Systems and methods for improved semiconductor etching and component protection
US9824893B1 (en) 2016-06-28 2017-11-21 Lam Research Corporation Tin oxide thin film spacers in semiconductor device manufacturing
US12051589B2 (en) 2016-06-28 2024-07-30 Lam Research Corporation Tin oxide thin film spacers in semiconductor device manufacturing
US9865484B1 (en) 2016-06-29 2018-01-09 Applied Materials, Inc. Selective etch using material modification and RF pulsing
US9837312B1 (en) * 2016-07-22 2017-12-05 Lam Research Corporation Atomic layer etching for enhanced bottom-up feature fill
US10062575B2 (en) 2016-09-09 2018-08-28 Applied Materials, Inc. Poly directional etch by oxidation
US10629473B2 (en) 2016-09-09 2020-04-21 Applied Materials, Inc. Footing removal for nitride spacer
US9934942B1 (en) 2016-10-04 2018-04-03 Applied Materials, Inc. Chamber with flow-through source
US10546729B2 (en) 2016-10-04 2020-01-28 Applied Materials, Inc. Dual-channel showerhead with improved profile
US10062585B2 (en) 2016-10-04 2018-08-28 Applied Materials, Inc. Oxygen compatible plasma source
US10062579B2 (en) 2016-10-07 2018-08-28 Applied Materials, Inc. Selective SiN lateral recess
US9947549B1 (en) 2016-10-10 2018-04-17 Applied Materials, Inc. Cobalt-containing material removal
US9831124B1 (en) * 2016-10-28 2017-11-28 Globalfoundries Inc. Interconnect structures
US9768034B1 (en) 2016-11-11 2017-09-19 Applied Materials, Inc. Removal methods for high aspect ratio structures
US10163696B2 (en) 2016-11-11 2018-12-25 Applied Materials, Inc. Selective cobalt removal for bottom up gapfill
US10026621B2 (en) 2016-11-14 2018-07-17 Applied Materials, Inc. SiN spacer profile patterning
US10242908B2 (en) 2016-11-14 2019-03-26 Applied Materials, Inc. Airgap formation with damage-free copper
US10566212B2 (en) 2016-12-19 2020-02-18 Lam Research Corporation Designer atomic layer etching
US10566206B2 (en) 2016-12-27 2020-02-18 Applied Materials, Inc. Systems and methods for anisotropic material breakthrough
US10431429B2 (en) 2017-02-03 2019-10-01 Applied Materials, Inc. Systems and methods for radial and azimuthal control of plasma uniformity
US10403507B2 (en) 2017-02-03 2019-09-03 Applied Materials, Inc. Shaped etch profile with oxidation
US10043684B1 (en) 2017-02-06 2018-08-07 Applied Materials, Inc. Self-limiting atomic thermal etching systems and methods
US10319739B2 (en) 2017-02-08 2019-06-11 Applied Materials, Inc. Accommodating imperfectly aligned memory holes
KR102722138B1 (ko) 2017-02-13 2024-10-24 램 리써치 코포레이션 에어 갭들을 생성하는 방법
US10546748B2 (en) 2017-02-17 2020-01-28 Lam Research Corporation Tin oxide films in semiconductor device manufacturing
US10943834B2 (en) 2017-03-13 2021-03-09 Applied Materials, Inc. Replacement contact process
US10319649B2 (en) 2017-04-11 2019-06-11 Applied Materials, Inc. Optical emission spectroscopy (OES) for remote plasma monitoring
US10559461B2 (en) 2017-04-19 2020-02-11 Lam Research Corporation Selective deposition with atomic layer etch reset
US9997371B1 (en) 2017-04-24 2018-06-12 Lam Research Corporation Atomic layer etch methods and hardware for patterning applications
US10832909B2 (en) 2017-04-24 2020-11-10 Lam Research Corporation Atomic layer etch, reactive precursors and energetic sources for patterning applications
US10796912B2 (en) * 2017-05-16 2020-10-06 Lam Research Corporation Eliminating yield impact of stochastics in lithography
JP7176860B6 (ja) 2017-05-17 2022-12-16 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 前駆体の流れを改善する半導体処理チャンバ
US11276559B2 (en) 2017-05-17 2022-03-15 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing chamber for multiple precursor flow
US11276590B2 (en) 2017-05-17 2022-03-15 Applied Materials, Inc. Multi-zone semiconductor substrate supports
US10497579B2 (en) 2017-05-31 2019-12-03 Applied Materials, Inc. Water-free etching methods
US10049891B1 (en) 2017-05-31 2018-08-14 Applied Materials, Inc. Selective in situ cobalt residue removal
US10920320B2 (en) 2017-06-16 2021-02-16 Applied Materials, Inc. Plasma health determination in semiconductor substrate processing reactors
US10541246B2 (en) 2017-06-26 2020-01-21 Applied Materials, Inc. 3D flash memory cells which discourage cross-cell electrical tunneling
US10727080B2 (en) 2017-07-07 2020-07-28 Applied Materials, Inc. Tantalum-containing material removal
US10541184B2 (en) 2017-07-11 2020-01-21 Applied Materials, Inc. Optical emission spectroscopic techniques for monitoring etching
US10354889B2 (en) 2017-07-17 2019-07-16 Applied Materials, Inc. Non-halogen etching of silicon-containing materials
US10170336B1 (en) 2017-08-04 2019-01-01 Applied Materials, Inc. Methods for anisotropic control of selective silicon removal
US10043674B1 (en) 2017-08-04 2018-08-07 Applied Materials, Inc. Germanium etching systems and methods
US10497567B2 (en) * 2017-08-07 2019-12-03 Applied Materials, Inc. Method of enhanced selectivity of hard mask using plasma treatments
US10297458B2 (en) 2017-08-07 2019-05-21 Applied Materials, Inc. Process window widening using coated parts in plasma etch processes
US10727045B2 (en) * 2017-09-29 2020-07-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for manufacturing a semiconductor device
US10763083B2 (en) 2017-10-06 2020-09-01 Lam Research Corporation High energy atomic layer etching
US10283324B1 (en) 2017-10-24 2019-05-07 Applied Materials, Inc. Oxygen treatment for nitride etching
US10128086B1 (en) 2017-10-24 2018-11-13 Applied Materials, Inc. Silicon pretreatment for nitride removal
US20190131130A1 (en) * 2017-10-31 2019-05-02 Lam Research Corporation Etching metal oxide substrates using ale and selective deposition
US10734238B2 (en) 2017-11-21 2020-08-04 Lam Research Corporation Atomic layer deposition and etch in a single plasma chamber for critical dimension control
US10658174B2 (en) 2017-11-21 2020-05-19 Lam Research Corporation Atomic layer deposition and etch for reducing roughness
US10515815B2 (en) 2017-11-21 2019-12-24 Lam Research Corporation Atomic layer deposition and etch in a single plasma chamber for fin field effect transistor formation
US10256112B1 (en) 2017-12-08 2019-04-09 Applied Materials, Inc. Selective tungsten removal
US10903054B2 (en) 2017-12-19 2021-01-26 Applied Materials, Inc. Multi-zone gas distribution systems and methods
US11328909B2 (en) 2017-12-22 2022-05-10 Applied Materials, Inc. Chamber conditioning and removal processes
US10276434B1 (en) 2018-01-02 2019-04-30 International Business Machines Corporation Structure and method using metal spacer for insertion of variable wide line implantation in SADP/SAQP integration
US10854426B2 (en) 2018-01-08 2020-12-01 Applied Materials, Inc. Metal recess for semiconductor structures
US10446394B2 (en) 2018-01-26 2019-10-15 Lam Research Corporation Spacer profile control using atomic layer deposition in a multiple patterning process
CN113675081B (zh) 2018-01-30 2025-04-08 朗姆研究公司 在图案化中的氧化锡心轴
US10964512B2 (en) 2018-02-15 2021-03-30 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing chamber multistage mixing apparatus and methods
US10679870B2 (en) 2018-02-15 2020-06-09 Applied Materials, Inc. Semiconductor processing chamber multistage mixing apparatus
TWI766433B (zh) 2018-02-28 2022-06-01 美商應用材料股份有限公司 形成氣隙的系統及方法
US10593560B2 (en) 2018-03-01 2020-03-17 Applied Materials, Inc. Magnetic induction plasma source for semiconductor processes and equipment
US10319600B1 (en) 2018-03-12 2019-06-11 Applied Materials, Inc. Thermal silicon etch
US10497573B2 (en) 2018-03-13 2019-12-03 Applied Materials, Inc. Selective atomic layer etching of semiconductor materials
WO2019182872A1 (en) 2018-03-19 2019-09-26 Lam Research Corporation Chamfer-less via integration scheme
KR20240029787A (ko) 2018-03-30 2024-03-06 램 리써치 코포레이션 내화성 금속들 및 다른 고 표면 결합 에너지 재료들의 원자 층 에칭 및 평활화 (smoothing)
US10573527B2 (en) 2018-04-06 2020-02-25 Applied Materials, Inc. Gas-phase selective etching systems and methods
US10490406B2 (en) 2018-04-10 2019-11-26 Appled Materials, Inc. Systems and methods for material breakthrough
US10699879B2 (en) 2018-04-17 2020-06-30 Applied Materials, Inc. Two piece electrode assembly with gap for plasma control
US10886137B2 (en) 2018-04-30 2021-01-05 Applied Materials, Inc. Selective nitride removal
KR102460795B1 (ko) * 2018-05-09 2022-10-28 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 낮은 종횡비 적층물의 패터닝을 위한 방법 및 시스템
JP7133975B2 (ja) * 2018-05-11 2022-09-09 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法およびエッチング装置
US10872778B2 (en) 2018-07-06 2020-12-22 Applied Materials, Inc. Systems and methods utilizing solid-phase etchants
US10755941B2 (en) 2018-07-06 2020-08-25 Applied Materials, Inc. Self-limiting selective etching systems and methods
US10672642B2 (en) 2018-07-24 2020-06-02 Applied Materials, Inc. Systems and methods for pedestal configuration
US10818494B2 (en) 2018-09-07 2020-10-27 Globalfoundries Inc. Metal on metal multiple patterning
US11049755B2 (en) 2018-09-14 2021-06-29 Applied Materials, Inc. Semiconductor substrate supports with embedded RF shield
US10892198B2 (en) 2018-09-14 2021-01-12 Applied Materials, Inc. Systems and methods for improved performance in semiconductor processing
US11062887B2 (en) 2018-09-17 2021-07-13 Applied Materials, Inc. High temperature RF heater pedestals
US11417534B2 (en) 2018-09-21 2022-08-16 Applied Materials, Inc. Selective material removal
US11682560B2 (en) 2018-10-11 2023-06-20 Applied Materials, Inc. Systems and methods for hafnium-containing film removal
US10763429B2 (en) 2018-10-12 2020-09-01 International Business Machines Corporation Self-aligned ion beam etch sputter mask for magnetoresistive random access memory
US10825726B2 (en) 2018-10-16 2020-11-03 International Business Machines Corporation Metal spacer self aligned multi-patterning integration
US11121002B2 (en) 2018-10-24 2021-09-14 Applied Materials, Inc. Systems and methods for etching metals and metal derivatives
US10811310B2 (en) 2018-10-31 2020-10-20 International Business Machines Corporation Metal spacer self aligned double patterning with airgap integration
CN113039486B (zh) 2018-11-14 2024-11-12 朗姆研究公司 可用于下一代光刻法中的硬掩模制作方法
US10982335B2 (en) * 2018-11-15 2021-04-20 Tokyo Electron Limited Wet atomic layer etching using self-limiting and solubility-limited reactions
US11437242B2 (en) 2018-11-27 2022-09-06 Applied Materials, Inc. Selective removal of silicon-containing materials
CN120762258A (zh) 2018-12-20 2025-10-10 朗姆研究公司 抗蚀剂的干式显影
US11721527B2 (en) 2019-01-07 2023-08-08 Applied Materials, Inc. Processing chamber mixing systems
US10920319B2 (en) 2019-01-11 2021-02-16 Applied Materials, Inc. Ceramic showerheads with conductive electrodes
TWI849083B (zh) 2019-03-18 2024-07-21 美商蘭姆研究公司 基板處理方法與設備
JP7545185B2 (ja) 2019-04-05 2024-09-04 東京エレクトロン株式会社 高度に選択的な酸化ケイ素／窒化ケイ素エッチングのためのエッチング成分及び不動態化ガス成分の独立した制御
US11069564B2 (en) 2019-04-09 2021-07-20 International Business Machines Corporation Double metal patterning
KR20210149893A (ko) 2019-04-30 2021-12-09 램 리써치 코포레이션 극자외선 리소그래피 레지스트 개선을 위한 원자 층 에칭 및 선택적인 증착 프로세스
US11107727B2 (en) 2019-05-10 2021-08-31 International Business Machines Corporation Double metal double patterning with vias extending into dielectric
TWI869221B (zh) 2019-06-26 2025-01-01 美商蘭姆研究公司 利用鹵化物化學品的光阻顯影
KR102643106B1 (ko) 2019-06-27 2024-02-29 램 리써치 코포레이션 교번하는 에칭 및 패시베이션 프로세스
CN114207858B (zh) * 2019-07-31 2026-01-13 朗姆研究公司 用于mram图案化的化学蚀刻非挥发性材料
JP7300945B2 (ja) 2019-09-13 2023-06-30 東京エレクトロン株式会社 クリーニング方法およびクリーニングプログラムを記録する記録媒体
US11139201B2 (en) 2019-11-04 2021-10-05 International Business Machines Corporation Top via with hybrid metallization
US11854876B2 (en) * 2019-12-20 2023-12-26 Asm Ip Holding B.V. Systems and methods for cobalt metalization
US11314168B2 (en) 2020-01-15 2022-04-26 Lam Research Corporation Underlayer for photoresist adhesion and dose reduction
KR20220148249A (ko) 2020-02-28 2022-11-04 램 리써치 코포레이션 EUV 패터닝의 결함 감소를 위한 다층 하드마스크 (multi-layer hardmask)
TWI876020B (zh) 2020-04-03 2025-03-11 美商蘭姆研究公司 處理光阻的方法、以及用於沉積薄膜的設備
KR102781895B1 (ko) 2020-07-07 2025-03-18 램 리써치 코포레이션 방사선 포토레지스트 패터닝을 패터닝하기 위한 통합된 건식 프로세스
KR102673863B1 (ko) 2020-11-13 2024-06-11 램 리써치 코포레이션 포토레지스트의 건식 제거를 위한 프로세스 툴
US11631589B2 (en) * 2021-05-04 2023-04-18 Applied Materials, Inc. Metal etch in high aspect-ratio features
KR20220152755A (ko) 2021-05-10 2022-11-17 삼성전자주식회사 원자층 식각 방법 및 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법
US12322602B2 (en) * 2021-09-13 2025-06-03 Applied Materials, Inc. Recessed metal etching methods
TWI790028B (zh) * 2021-12-09 2023-01-11 財團法人工業技術研究院 沉積設備及沉積方法
US11961716B2 (en) 2021-12-09 2024-04-16 Industrial Technology Research Institute Atomic layer deposition method
US12438084B2 (en) 2021-12-13 2025-10-07 International Business Machines Corporation Dual-metal ultra thick metal (UTM) structure
CN115631995A (zh) * 2022-10-31 2023-01-20 华虹半导体(无锡)有限公司 一种刻蚀金属铝的新方法
US20240249953A1 (en) * 2023-01-19 2024-07-25 Applied Materials, Inc. Dry etch of boron-containing material
KR102688217B1 (ko) 2023-10-31 2024-07-25 인하대학교 산학협력단 코발트 박막의 고밀도 플라즈마 식각방법
KR102681951B1 (ko) 2023-10-31 2024-07-05 인하대학교 산학협력단 코발트 박막의 건식 식각방법
US20250188608A1 (en) * 2023-12-08 2025-06-12 Tokyo Electron Limited Selective non-plasma deposition of mask protection material

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4592801A (en) * 1983-08-10 1986-06-03 Computer Basic Technology Research Association Method of patterning thin film
US20040004056A1 (en) * 2002-07-02 2004-01-08 Headway Technologies, Inc. Method of etching a film of magnetic material and method of manufacturing a thin-film magnetic head
TW201203370A (en) * 2010-06-10 2012-01-16 Asm Int Method for selectively depositing film on substrate
TW201423860A (zh) * 2012-08-29 2014-06-16 Tokyo Electron Ltd 蝕刻處理方法及基板處理裝置

Family Cites Families (94)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4252801A (en) * 1980-01-04 1981-02-24 E. R. Squibb & Sons, Inc. Morpholinyl acetamide derivatives and use thereof
US5298451A (en) 1991-04-30 1994-03-29 Texas Instruments Incorporated Recessed and sidewall-sealed poly-buffered LOCOS isolation methods
JPH06151382A (ja) 1992-11-11 1994-05-31 Toshiba Corp ドライエッチング方法
DE4241045C1 (de) 1992-12-05 1994-05-26 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum anisotropen Ätzen von Silicium
JPH06326060A (ja) 1993-05-12 1994-11-25 Hitachi Ltd 固体表面加工方法
US6022806A (en) 1994-03-15 2000-02-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of forming a film in recess by vapor phase growth
JPH11513846A (ja) 1995-10-19 1999-11-24 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 金属除去方法
KR20010034127A (ko) * 1998-01-13 2001-04-25 조셉 제이. 스위니 이방성 플라티늄 프로화일을 위한 에칭 방법
US6323132B1 (en) 1998-01-13 2001-11-27 Applied Materials, Inc. Etching methods for anisotropic platinum profile
US6177353B1 (en) 1998-09-15 2001-01-23 Infineon Technologies North America Corp. Metallization etching techniques for reducing post-etch corrosion of metal lines
US8696875B2 (en) 1999-10-08 2014-04-15 Applied Materials, Inc. Self-ionized and inductively-coupled plasma for sputtering and resputtering
US6458694B2 (en) 2000-01-24 2002-10-01 Ebara Corporation High energy sputtering method for forming interconnects
JP3662472B2 (ja) 2000-05-09 2005-06-22 エム・エフエスアイ株式会社 基板表面の処理方法
US6677242B1 (en) 2000-08-12 2004-01-13 Applied Materials Inc. Integrated shallow trench isolation approach
US6527855B2 (en) 2000-10-10 2003-03-04 Rensselaer Polytechnic Institute Atomic layer deposition of cobalt from cobalt metallorganic compounds
US20020058409A1 (en) 2000-11-16 2002-05-16 Ching-Te Lin Elimination of overhang in liner/barrier/seed layers using post-deposition sputter etch
US6448192B1 (en) 2001-04-16 2002-09-10 Motorola, Inc. Method for forming a high dielectric constant material
TW552624B (en) 2001-05-04 2003-09-11 Tokyo Electron Ltd Ionized PVD with sequential deposition and etching
US8110489B2 (en) 2001-07-25 2012-02-07 Applied Materials, Inc. Process for forming cobalt-containing materials
US7115516B2 (en) 2001-10-09 2006-10-03 Applied Materials, Inc. Method of depositing a material layer
WO2003098662A2 (en) 2002-05-14 2003-11-27 Tokyo Electron Limited PLASMA ETCHING OF Cu-CONTAINING LAYERS
TWI276802B (en) 2002-08-13 2007-03-21 Lam Res Corp Process endpoint detection method using broadband reflectometry
US6933239B2 (en) 2003-01-13 2005-08-23 Applied Materials, Inc. Method for removing conductive residue
US6841484B2 (en) * 2003-04-17 2005-01-11 Chentsau Ying Method of fabricating a magneto-resistive random access memory (MRAM) device
JP2004332045A (ja) 2003-05-07 2004-11-25 Renesas Technology Corp 多層膜材料のドライエッチング方法
US7341946B2 (en) 2003-11-10 2008-03-11 Novellus Systems, Inc. Methods for the electrochemical deposition of copper onto a barrier layer of a work piece
US20050233555A1 (en) * 2004-04-19 2005-10-20 Nagarajan Rajagopalan Adhesion improvement for low k dielectrics to conductive materials
US7115522B2 (en) * 2004-07-09 2006-10-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for manufacturing semiconductor device
CN100576474C (zh) * 2004-07-20 2009-12-30 应用材料股份有限公司 以钽前驱物taimata进行含钽材料的原子层沉积
US7196955B2 (en) 2005-01-12 2007-03-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Hardmasks for providing thermally assisted switching of magnetic memory elements
US7235492B2 (en) 2005-01-31 2007-06-26 Applied Materials, Inc. Low temperature etchant for treatment of silicon-containing surfaces
JP4860219B2 (ja) 2005-02-14 2012-01-25 東京エレクトロン株式会社 基板の処理方法、電子デバイスの製造方法及びプログラム
US7214626B2 (en) 2005-08-24 2007-05-08 United Microelectronics Corp. Etching process for decreasing mask defect
US20070087581A1 (en) 2005-09-09 2007-04-19 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for atomic layer deposition
US7795148B2 (en) 2006-03-28 2010-09-14 Tokyo Electron Limited Method for removing damaged dielectric material
US20070238301A1 (en) 2006-03-28 2007-10-11 Cabral Stephen H Batch processing system and method for performing chemical oxide removal
US7368393B2 (en) 2006-04-20 2008-05-06 International Business Machines Corporation Chemical oxide removal of plasma damaged SiCOH low k dielectrics
US7416989B1 (en) 2006-06-30 2008-08-26 Novellus Systems, Inc. Adsorption based material removal process
KR100905278B1 (ko) 2007-07-19 2009-06-29 주식회사 아이피에스 박막증착장치, 박막증착방법 및 반도체 소자의 갭-필 방법
KR101330707B1 (ko) 2007-07-19 2013-11-19 삼성전자주식회사 반도체 장치의 형성 방법
US8247030B2 (en) 2008-03-07 2012-08-21 Tokyo Electron Limited Void-free copper filling of recessed features using a smooth non-agglomerated copper seed layer
US7948044B2 (en) 2008-04-09 2011-05-24 Magic Technologies, Inc. Low switching current MTJ element for ultra-high STT-RAM and a method for making the same
US8252194B2 (en) 2008-05-02 2012-08-28 Micron Technology, Inc. Methods of removing silicon oxide
US8124531B2 (en) 2009-08-04 2012-02-28 Novellus Systems, Inc. Depositing tungsten into high aspect ratio features
US9034768B2 (en) 2010-07-09 2015-05-19 Novellus Systems, Inc. Depositing tungsten into high aspect ratio features
US20110139748A1 (en) 2009-12-15 2011-06-16 University Of Houston Atomic layer etching with pulsed plasmas
US8227344B2 (en) 2010-02-26 2012-07-24 Tokyo Electron Limited Hybrid in-situ dry cleaning of oxidized surface layers
US9373500B2 (en) 2014-02-21 2016-06-21 Lam Research Corporation Plasma assisted atomic layer deposition titanium oxide for conformal encapsulation and gapfill applications
JP5416280B2 (ja) 2010-08-19 2014-02-12 株式会社アルバック ドライエッチング方法及び半導体装置の製造方法
KR101739987B1 (ko) 2010-12-28 2017-05-26 에스케이 텔레콤주식회사 주변블록의 특징벡터를 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치
US8546263B2 (en) 2011-04-27 2013-10-01 Applied Materials, Inc. Method of patterning of magnetic tunnel junctions
US8617411B2 (en) 2011-07-20 2013-12-31 Lam Research Corporation Methods and apparatus for atomic layer etching
US9666414B2 (en) 2011-10-27 2017-05-30 Applied Materials, Inc. Process chamber for etching low k and other dielectric films
US8808561B2 (en) 2011-11-15 2014-08-19 Lam Research Coporation Inert-dominant pulsing in plasma processing systems
US20130129922A1 (en) 2011-11-21 2013-05-23 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Batch processing for electromechanical systems and equipment for same
US8633115B2 (en) 2011-11-30 2014-01-21 Applied Materials, Inc. Methods for atomic layer etching
US8883028B2 (en) 2011-12-28 2014-11-11 Lam Research Corporation Mixed mode pulsing etching in plasma processing systems
JP5918108B2 (ja) 2012-11-16 2016-05-18 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
US9362133B2 (en) 2012-12-14 2016-06-07 Lam Research Corporation Method for forming a mask by etching conformal film on patterned ashable hardmask
US20140214474A1 (en) * 2013-01-25 2014-07-31 Marcello Balduccini Aggregation of customer requirements
US20140349469A1 (en) 2013-05-22 2014-11-27 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Processing for electromechanical systems and equipment for same
JP6170754B2 (ja) 2013-06-18 2017-07-26 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
US9362163B2 (en) 2013-07-30 2016-06-07 Lam Research Corporation Methods and apparatuses for atomic layer cleaning of contacts and vias
US20150111374A1 (en) 2013-10-18 2015-04-23 International Business Machines Corporation Surface treatment in a dep-etch-dep process
JP6347695B2 (ja) 2013-11-20 2018-06-27 東京エレクトロン株式会社 被エッチング層をエッチングする方法
US9214334B2 (en) 2014-02-18 2015-12-15 Lam Research Corporation High growth rate process for conformal aluminum nitride
US9257638B2 (en) 2014-03-27 2016-02-09 Lam Research Corporation Method to etch non-volatile metal materials
US9773683B2 (en) 2014-06-09 2017-09-26 American Air Liquide, Inc. Atomic layer or cyclic plasma etching chemistries and processes
JP6159757B2 (ja) 2014-07-10 2017-07-05 東京エレクトロン株式会社 基板の高精度エッチングのプラズマ処理方法
FR3023971B1 (fr) 2014-07-18 2016-08-05 Commissariat Energie Atomique Procede de formation des espaceurs d'une grille d'un transistor
US9349637B2 (en) 2014-08-21 2016-05-24 Lam Research Corporation Method for void-free cobalt gap fill
US9362131B2 (en) 2014-08-29 2016-06-07 Applied Materials, Inc. Fast atomic layer etch process using an electron beam
US9627608B2 (en) 2014-09-11 2017-04-18 Lam Research Corporation Dielectric repair for emerging memory devices
US9609730B2 (en) * 2014-11-12 2017-03-28 Lam Research Corporation Adjustment of VUV emission of a plasma via collisional resonant energy transfer to an energy absorber gas
US10170324B2 (en) * 2014-12-04 2019-01-01 Lam Research Corporation Technique to tune sidewall passivation deposition conformality for high aspect ratio cylinder etch
WO2016100873A1 (en) 2014-12-18 2016-06-23 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Novel methods of atomic layer etching (ale) using sequential, self-limiting thermal reactions
US9576811B2 (en) 2015-01-12 2017-02-21 Lam Research Corporation Integrating atomic scale processes: ALD (atomic layer deposition) and ALE (atomic layer etch)
US9806252B2 (en) 2015-04-20 2017-10-31 Lam Research Corporation Dry plasma etch method to pattern MRAM stack
US9870899B2 (en) * 2015-04-24 2018-01-16 Lam Research Corporation Cobalt etch back
TWI880237B (zh) 2015-06-05 2025-04-11 美商蘭姆研究公司 GaN及其他Ⅲ-Ⅴ族材料之原子層蝕刻
US9449843B1 (en) 2015-06-09 2016-09-20 Applied Materials, Inc. Selectively etching metals and metal nitrides conformally
US9922839B2 (en) 2015-06-23 2018-03-20 Lam Research Corporation Low roughness EUV lithography
US9972504B2 (en) 2015-08-07 2018-05-15 Lam Research Corporation Atomic layer etching of tungsten for enhanced tungsten deposition fill
US9520821B1 (en) * 2015-08-19 2016-12-13 Nidec Motor Corporation System and method for optimizing flux regulation in electric motors
US10096487B2 (en) 2015-08-19 2018-10-09 Lam Research Corporation Atomic layer etching of tungsten and other metals
US9984858B2 (en) 2015-09-04 2018-05-29 Lam Research Corporation ALE smoothness: in and outside semiconductor industry
KR20170050056A (ko) 2015-10-29 2017-05-11 삼성전자주식회사 반도체 소자의 패턴 형성 방법
US10727073B2 (en) 2016-02-04 2020-07-28 Lam Research Corporation Atomic layer etching 3D structures: Si and SiGe and Ge smoothness on horizontal and vertical surfaces
US9991128B2 (en) 2016-02-05 2018-06-05 Lam Research Corporation Atomic layer etching in continuous plasma
US9837312B1 (en) 2016-07-22 2017-12-05 Lam Research Corporation Atomic layer etching for enhanced bottom-up feature fill
US10566212B2 (en) 2016-12-19 2020-02-18 Lam Research Corporation Designer atomic layer etching
US10559461B2 (en) 2017-04-19 2020-02-11 Lam Research Corporation Selective deposition with atomic layer etch reset
US10832909B2 (en) 2017-04-24 2020-11-10 Lam Research Corporation Atomic layer etch, reactive precursors and energetic sources for patterning applications
US9997371B1 (en) * 2017-04-24 2018-06-12 Lam Research Corporation Atomic layer etch methods and hardware for patterning applications

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4592801A (en) * 1983-08-10 1986-06-03 Computer Basic Technology Research Association Method of patterning thin film
US20040004056A1 (en) * 2002-07-02 2004-01-08 Headway Technologies, Inc. Method of etching a film of magnetic material and method of manufacturing a thin-film magnetic head
TW201203370A (en) * 2010-06-10 2012-01-16 Asm Int Method for selectively depositing film on substrate
TW201423860A (zh) * 2012-08-29 2014-06-16 Tokyo Electron Ltd 蝕刻處理方法及基板處理裝置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160126890A (ko) 2016-11-02
US10784086B2 (en) 2020-09-22
US20160314985A1 (en) 2016-10-27
US9870899B2 (en) 2018-01-16
US20180102236A1 (en) 2018-04-12
TW201709332A (zh) 2017-03-01
JP2016208027A (ja) 2016-12-08
CN106067442A (zh) 2016-11-02
JP6964964B2 (ja) 2021-11-10
CN106067442B (zh) 2019-09-20
SG10201603092RA (en) 2016-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI692034B (zh) 鈷回蝕
US11069535B2 (en) Atomic layer etch of tungsten for enhanced tungsten deposition fill
US12266542B2 (en) Atomic layer etching for subtractive metal etch
TWI832325B (zh) 設計者原子層蝕刻
TWI726989B (zh) 蝕刻基板的材料之方法及設備
CN112970096B (zh) 蚀刻室中的方向性沉积
US10096487B2 (en) Atomic layer etching of tungsten and other metals
US9837312B1 (en) Atomic layer etching for enhanced bottom-up feature fill
US11062897B2 (en) Metal doped carbon based hard mask removal in semiconductor fabrication
JP2025524492A (ja) 統合高アスペクト比エッチング