用于处理基板的方法及设备

技术领域

本公开的实施例一般涉及用于处理基板的方法和设备，并且更具体地，涉及用于利用硅基硬掩模来蚀刻一个或多个金属层的方法和设备。

背景技术

随着装置尺寸持续减小，产线前端(FEOL，front-end-of-line)的晶体管尺寸变得更小，并且每单位面积的晶体管的数量增加。相应地，产线后端(BEOL，back-end-of-line)的金属互连线间距减小(如，<30nm间距)。一种或多种金属(如，钨、钌、钼等)的减法互连(Subtractive interconnect)(如，化学蚀刻)可用于提供相对于铜或钴镶嵌的较低电阻。例如，因为钌的低电阻率和与介电填充物的集成兼容性，钌被广泛用于高级逻辑节点的互连缩放。然而，因为钌线有时需要以紧密间距图案化，因此在图案化期间控制轮廓、侧壁平滑度和线边缘粗糙度通常难以实现。

发明内容

本文提供了用于处理基板的方法和设备。在一些实施例中，一种用于处理基板的方法包括：将氧气(O

根据至少一些实施例，一种非暂时性计算机可读存储介质具有存储在其上的指令，所述指令当由处理器执行时，执行处理基板的方法。方法包括：将氧气(O

根据至少一些实施例，一种蚀刻腔室包括：气体面板，配置为将蚀刻剂供应到蚀刻腔室的处理容积中；控制器，配置为将氧气(O

下面描述本公开的其他和进一步的实施例。

附图说明

可通过参考在附图中描绘的本公开的例示性实施例来理解上面简要概括并在下面更详细讨论的本公开的实施例。然而，附图仅显示了本公开的典型实施例并且因此不应被视为对范围的限制，因为本公开可承认其他等效的实施例。

图1是根据本公开的至少一些实施例的处理腔室的示意性横截面图。

图2是根据本公开的至少一些实施例的用于处理基板的方法的流程图。

图3是对应于图2的流程图的时序图。

为了便于理解，在可能的情况下，使用了相同的附图标记来表示附图共有的相同元件。附图不是按比例绘制的，并且为了清楚起见可进行简化。一个实施例的元件和特征可有益地结合在其他实施例中而无需进一步叙述。

具体实施方式

本文提供了处理基板的实施例。例如，在至少一些实施例中，本文所述的方法包括利用一种或多种处理气体(如，氧气(O

图1是根据本公开的至少一些实施例的处理腔室100的示意性横截面图。处理腔室100包括腔室主体101和设置在其上的盖102，腔室主体101和盖102共同界定内部容积(处理容积113)。腔室主体101通常耦合到电接地103。

处理腔室100可以是电感耦合等离子体(ICP，inductively coupled plasma)腔室和/或电容耦合等离子体(CCP，capacitively coupled plasma)腔室之一。例如，在至少一些实施例中，处理腔室100是在顶部上包括CCP设备107的腔室。在至少一些实施例中，处理腔室100的顶部可接地。CCP设备107在处理腔室100内产生具有活性物种的等离子体，并且系统控制器108适配为控制处理腔室100的系统和子系统，如上所述。

基板支撑组件104设置在内部容积内以在处理(使用)期间支撑其上的基板105。边缘环106围绕基板105的周边定位在基板支撑组件104上。边缘环106设置在静电夹盘(如，基板支撑组件104)的基板支撑表面上并围绕该基板支撑表面。基板支撑组件104包括一个或多个电极，诸如第一电极109和第二电极(诸如围绕第一电极109的环形电极111)。第一电极109和环形电极111经由匹配网络112和包括可变电容和电感的边缘调谐电路155(如，下文简称为边缘调谐电路155)各自耦合到多个RF功率源110，从而提供不同频率。匹配网络112确保RF功率源110的输出有效地耦合到等离子体，以最大化耦合到等离子体的能量。匹配网络112通常将50欧姆与等离子体的复阻抗匹配。为了便于在处理期间随着等离子体特性变化而动态匹配，匹配网络112可被连续调整以确保在整个处理中维持匹配。

边缘调谐电路155是在谐振附近操作的RF电路，其能够调整高于或/和低于源电压的电压，如下面更详细描述的。RF功率源110用于偏置设置在基板支撑组件104的上表面160上的基板105。RF功率源110可示例性地是RF能量高达约10,000W(但不限于约10,000W)的源，所述RF能量可以一个或多个频率提供，诸如400kHz、2MHz、13.56MHz、27MHz、40MHz或60MHz。RF功率源110可包括两个或更多个独立的RF功率源，它们被配置为以两个或更多个对应频率来提供RF能量。例如，在至少一些实施例中，RF功率源110可包括RF功率源110a和RF功率源110b，每个都配置为以对应频率(如400kHz和2MHz)提供RF能量，且可选的RF功率源110c可被提供并且可被配置为以400kHz、2MHz和/或40MHz的频率来提供RF能量。RF功率源110可能能够产生连续或脉冲功率的一者或两者。第一电极109耦合至夹持功率源114，以促进在处理期间将基板105夹持至上表面160。

CCP设备107设置在盖102上方并且配置为将RF功率电容耦合到处理腔室100中，以在处理腔室100内产生等离子体116。CCP设备107可根据需要进行调整以控制正在形成的等离子体116的轮廓或密度。CCP设备107经由RF馈电结构124通过匹配网络122(类似于匹配网络112)耦合到RF功率供应器121。RF功率供应器121可例示性地能够以从50kHz至150MHz的范围中的可调谐频率来产生高达约60,000W(但是不限于约60,000W)，尽管对于特定应用可根据需要利用其他频率和功率。

在一些示例中，可在RF馈电结构124和RF功率供应器121之间提供功率分配器(未示出)(诸如分压电容)，以控制所提供的RF功率的相对量。例如，在处理腔室100包括ICP设备的实施例中，可使用功率分配器。在这样的实施例中，功率分配器可整合到匹配网络122中。

加热器元件128可设置在盖102上以促进加热处理腔室100的内部。加热器元件128可设置在盖102和等离子体设备(诸如CCP设备107)之间。在一些示例中，加热器元件128可包括电阻加热元件并且可耦合到功率供应器130(诸如AC功率供应器)，其配置为提供足够的能量来将加热器元件128的温度控制在期望的范围内。

在操作期间，基板105(诸如半导体晶圆或适用于等离子体处理的其他基板)放置在基板支撑组件104上。基板提升销146可移动地设置在基板支撑组件104中以帮助将基板105传送到基板支撑组件104上。在基板105定位之后，从气体面板132经由进入端口134将处理气体(如，蚀刻剂)供应到腔室主体101的内部容积中。通过将来自RF功率供应器121的功率施加到CCP设备107来将处理腔室100中的处理气体点燃成等离子体116。在一些示例中，还可以经由匹配网络112将来自RF功率源110的功率提供给基板支撑组件104内的第一电极109和/或边缘环106。替代地或附加地，来自RF功率源110(如，RF功率源110a-110c的两个或更多个)的功率还可以经由匹配网络112提供到基板支撑组件104内的基底板和/或其他电极。在至少一些实施例中，DC功率源131可连接到基板支撑组件104(如，连接到环形电极111)并且配置为提供夹持力以将边缘环106夹持到基板支撑件(如，夹持到设置在基板支撑件上的陶瓷环250，如下所述)，如，以在操作期间改进边缘环106的热控制。

处理腔室100内部内的压力可使用阀136和真空泵138来控制。腔室主体101的温度可使用穿过腔室主体101的含流体导管(未示出)来控制。

处理腔室100包括系统控制器108以在处理期间控制处理腔室100的操作。系统控制器108包括中央处理单元140、存储器142(如，非暂时性计算机可读存储介质)和用于中央处理单元140的支持电路144，并促进处理腔室100的部件的控制。系统控制器108可以是可在工业环境中使用的任何形式的通用计算机处理器的一种，用于控制各种腔室和子处理器。存储器142存储指令(如，软件(源代码或目标代码))，指令可被执行或调用于以本文所述的方式控制处理腔室100的操作。

图2是用于处理基板(如，基板105)的方法200的流程图，且图3是对应于图2的流程图的顺序图。

例如，方法200包括两步蚀刻处理(如，钌蚀刻)，以实现用于间距小于约28nm的钌蚀刻的平滑侧壁和可控轮廓。例如，在202处，方法200包括将氧气(O

接下来，在204处，方法200包括使用O

可控制钌线轮廓。例如，在至少一些实施例中，方法200可包括通过调整供应以溅射类SiO材料304的N

在至少一些实施例中，方法200可包括蚀刻钌302的基底层以形成多条互连线。例如，在至少一些实施例中，多条互连线可具有约14nm至约28nm(如，约24nm)的间距。

尽管前述内容涉及本公开的实施例，但是可设计本公开的其他和进一步的实施例而不背离其基本范围。