CN118119734A - 选择性的热原子层蚀刻 - Google Patents
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Abstract
所公开及要求保护的主题涉及利用一系列新颖不含卤素有机酸的选择性的热原子层蚀刻,其利用氧化剂作为共反应物循环以蚀刻金属。
Description
背景技术
技术领域
所公开及要求保护的主题涉及利用一系列新颖不含卤素有机酸的选择性的热原子层蚀刻,其利用氧化剂作为共反应物循环以蚀刻金属。选择性是通过在不蚀刻镍、铂、钌、氧化锆及SiO2的条件下热蚀刻铜、钴、钼、钨而证明。
相关技术
半导体工业的特征的小型化为在装置的连续性能增加背后的主要因素。期望此趋势继续至少几代计算机芯片。为了使此趋势继续,若干技术挑战需要被成功解决。
原子层沉积(ALD)为一种发现在半导体工业中增加应用的技术及其目前为允许对所沉积材料的量进行最佳控制的沉积方法。于ALD中,原子层在暴露于气相中的前体中的所有表面上沉积,此层至多与一个原子层的厚度一样厚。通过将表面依序暴露于两种不同前体中,将沉积具有所需厚度的材料层。此工艺的典型实例为氧化铝(Al2O3)从三甲基铝(TMA,Al(CH3)3)及水(H2O)的沉积,其中甲烷(CH4)从两种反应物质消除。薄及窄通孔及其他高纵横比特征的涂层已于文献中通过ALD证实许多次。
当ALD为材料的逐层累加时,原子层蚀刻(ALE或ALEt)可被视作材料的逐层减去。于ALE中,原子层从暴露于气相中的前体的所有表面移除,此层也理想地至多与一个原子层的厚度一样厚。ALE通过将表面依序暴露于至少两种不同前体(活化表面原子层的第1前体及促进此经活化的原子层的升华的第2前体)中进行;有时使用第3前体将表面再生至第1前体将具活性的条件。
例如,早期铜蚀刻工艺经描述,其中使用等离子体将铜氯化以生成CuCl2。参见,例如,Tamirisa等人,Microelectron.,84,1055(2007);Wu等人,J.Electrochem.Soc.,157,H474(2010)及Hess D.W.,Workshop on Atomic-Layer-Etch and Clean Technology,SanFrancisco,Ca(2014)。然后将CuCl2层用氢气等离子体蚀刻,其生成挥发性Cu3Cl3。此工艺可在低至20℃的温度下进行。然而,因为显著剖面锥度,此工艺用于蚀刻以小特征的铜的可用性受限制。
另一方法涉及钨的蚀刻。参见,例如,Johnson N.R.及George S.M.,ACS AppliedMaterials&Interfaces,9,34435(2017)。于此工艺中,及如图1中所说明,钨可通过将具有原生氧化物层的钨表面依序暴露于以下来蚀刻(介于128℃与207℃之间):
(A)氧气及臭氧的混合物,其将另外钨层氧化成氧化钨(表面活化);
(B)三氯化硼,其与一些氧化钨反应,以生成非挥发性氧化硼及挥发性氧氯化钨(含钨物质的升华;一些氧化钨仍存在于氧化硼下面);及
(C)氟化氢,其与氧化硼反应,以生成挥发性水蒸气,及挥发性三氟化硼(新鲜氧化钨表面的再生)。
另一方法涉及钴的蚀刻。参见,例如,Chen等人,J.Vac.Sci.Technol.,A 35,05C305(2017)。于此方法中,钴蚀刻在高于80℃的温度下实现,其中蚀刻速率高达/循环及远远不是自我限制的。此工艺涉及将钴表面依序暴露于以下:
(A)氧等离子体,其将多个钴层氧化成氧化钴(表面活化);及
(B)甲酸,其与氧化钴表面物质反应,以生成挥发性甲酸钴物质(升华)。
使用替代方法以通过在100℃及250℃下在高压下使用超临界CO2及1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮蚀刻钴及铜薄膜。参见,例如,Rasadujjaman等人,Microelectron.Eng.153,5(2016)。
另一报导的方法涉及在高于275℃的温度下以0.09nm/循环的蚀刻速率蚀刻铜。参见,例如,Mohimi等人,ECS Journal of Solid State Science and Technology,7,第491页(2018)。此工艺涉及将铜表面依序暴露于以下:
(A)氧气,其为温和氧化剂及将铜层氧化成氧化铜(表面活化);及
(B)乙酰丙酮(诸如1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮(HFAC)),其与氧化铜表面物质反应,以生成挥发性乙酰丙酮酸铜物质(升华)。
使用一替代方法以通过于一个步骤中将醇、醛或酯循环及于另一步骤中将气体氧化来蚀刻铜及钴膜。参见,例如,国际公开WO2022050099。于这些工序之一中,使用叔丁醇及臭氧在275℃下蚀刻氧化钴膜。于这些工序中的另一者中,使用叔丁醇及臭氧在275℃下蚀刻氧化铜膜。
已描述使用有机酸、醇或醛移除铜残留物的一些方法。参见,例如,美国专利第11,062,914号。于这些工序之一中,于使用苯并三唑的化学-机械平坦化(CMP)后,使用甲酸移除铜上形成的钝化膜。
已描述使用羧酸、羧酸酐、酯、醇、醛及酮的吸附,接着将膜的温度升高来移除含铜膜的一些方法。参见,例如,美国专利申请公开第2009/0204252号。于这些工序之一中,在室温下,将甲酸蒸气提供至含氧化铜膜的样品。然后将样品加热至150℃以解吸附含有衍生自氧化铜膜的铜的有机络合物。然而,为了半导体制造的加工效率及均匀性,可期望维持恒定基板温度。
还已描述若干钴蚀刻工序。参见,例如,Zhao等人,Applied Surface Science,455,438(2018)及Konh等人,Journal of Vacuum Science&Technology A,37,021004(2019)。于这些工序之一中,将钴在高于377℃的温度下及将钴表面(具有原生氧化物)暴露于1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮(HFAC)中来蚀刻。然后将经处理的表面加热,以产生1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酸钴的升华。于图2中所说明的变型中,通过在高于140℃的温度下将钴表面依序暴露于以下来蚀刻钴:
(A)氯,其将钴层氧化成氯化钴(表面活化);及
(B)乙酰丙酮(诸如1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮(HFAC)),其与氯化钴表面物质反应,以生成挥发性氯-乙酰丙酮酸钴物质(升华)。
上述所有工艺允许金属的蚀刻,同时使用氧等离子体或含卤素反应物。然而,等离子体可对基板具有破坏性且卤素可导致污染。因此,新颖蚀刻试剂(诸如用于所公开及要求保护的主题中的那些(包括但不限于作为挥发剂的三甲基乙酸、异丁酸及/或丙酸,及作为氧化剂的水、氧气及/或过氧化氢))不需要等离子体且不含卤素。
发明内容
于一个方面中,所公开及要求保护的主题涉及一种利用一种或多种不含卤素有机酸挥发剂连同水、氧气及水/氧气混合物中的一者或多者作为氧化共反应物的选择性的热原子层蚀刻以蚀刻金属的方法。于一个实施方案中,该一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括下列中的一者或多者:丙酸、异丁酸、三甲基乙酸、乙酸、丁酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、3-丁烯酸、环丙烷甲酸、戊酸、(2E)-丁-2-烯酸、(Z)-2-丁烯酸及其组合。
于一个方面中,所公开及要求保护的主题涉及一种利用三甲基乙酸作为挥发剂连同水、氧及水/氧混合物中的一者或多者作为氧化共反应物的选择性的热原子层蚀刻以在不蚀刻镍、铂、钌、氧化锆及/或SiO2的条件下选择性蚀刻铜、钴、钼及/或钨的方法。
于一个方面中,所公开及要求保护的主题涉及一种利用异丁酸作为挥发剂连同水、氧及水/氧混合物中的一者或多者作为氧化共反应物的选择性的热原子层蚀刻以选择性蚀刻铜、钴、钼及/或钨的方法。
于一个方面中,所公开及要求保护的主题涉及一种利用丙酸作为挥发剂连同水、氧及水/氧混合物中的一者或多者作为氧化共反应物的选择性的热原子层蚀刻以选择性蚀刻铜、钴、钼及/或钨的方法。
于一个方面中,所公开及要求保护的主题涉及一种利用三甲基乙酸、异丁酸及丙酸中的一者或多者(其各者是不含卤素的)作为挥发剂连同水、氧及水/氧混合物中的一者或多者作为氧化共反应物的选择性的热原子层蚀刻的方法。以此方式,所公开及要求保护的工艺避免基板经卤素原子污染的所有风险。于此实施方案的一个方面中,不存在包含碘的反应物。于此实施方案的一个方面中,不存在包含溴的反应物。于此实施方案的一个方面中,不存在包含氯的反应物。于此实施方案的一个方面中,不存在包含氟的反应物。于此实施方案的一个方面中,该方法不含1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮(HFAC)及相似物质。
于一个方面中,所公开及要求保护的主题涉及一种利用三甲基乙酸、异丁酸及丙酸中的一者或多者作为挥发剂连同水、氧及水/氧混合物中的一者或多者作为氧化共反应物的选择性的热原子层蚀刻的方法,其不包括等离子体或不一定需要使用等离子体。
于一个方面中,所公开及要求保护的主题涉及一种利用三甲基乙酸、异丁酸及丙酸中的一者或多者作为挥发剂连同水及进一步包括采用强氧化剂(例如,臭氧、过氧化氢、一氧化二氮及氧气)作为氧化共反应物的选择性的热原子层蚀刻的方法。就此而言,水共反应物作为温和氧化剂起作用。
于一个方面中,所公开及要求保护的主题涉及一种利用三甲基乙酸、异丁酸及丙酸中的一者或多者作为挥发剂连同过氧化氢作为氧化共反应物的选择性的热原子层蚀刻的方法。
于一个方面中,所公开及要求保护的主题涉及一种利用三甲基乙酸、异丁酸及丙酸中的一者或多者作为挥发剂连同含氧等离子体作为氧化共反应物的选择性的热原子层蚀刻的方法。
于一个方面中,所公开及要求保护的主题涉及一种利用三甲基乙酸、异丁酸及丙酸中的一者或多者作为挥发剂连同水、氧及水/氧混合物作为氧化共反应物的选择性的热原子层蚀刻的方法,其可在低温下进行。于此实施方案的一个方面中,取决于待蚀刻的金属,蚀刻可在低至110℃的温度下进行。于此实施方案的一个方面中,铜的蚀刻可在约110℃至约300℃的温度下进行。于此实施方案的一个方面中,钴蚀刻在约300℃下较慢及在约335℃下较快。于此实施方案的一个方面中,钨蚀刻在约335℃下缓慢进行。于此实施方案的一个方面中,钼蚀刻在约335℃下缓慢进行。
此发明内容部分不具体说明所公开及要求保护的主题的每个实施方案及/或递增新颖方面。相反,此发明内容仅提供不同实施方案及对常规技术及已知技术的新颖性对应点的初步讨论。针对所公开及要求保护的主题及实施方案的另外细节及/或可能观点,将读者引导至本发明的具体实施方式部分及对应附图,如下进一步讨论。
为了清楚起见,已呈现本文中所述的不同步骤的讨论顺序。一般而言,本文中所公开的步骤可以任何适宜顺序进行。另外,虽然本文中所公开的不同特征、技术、配置等各者可在本发明的不同地方讨论,但是意欲概念各者可彼此独立地或视情况彼此组合地执行。因此,所公开及要求保护的主题可以许多不同方式具体化及观察。
附图说明
被包含在内以提供所公开主题的进一步理解及被并入及构成本说明书的一部分的附图说明所公开主题的实施方案及连同用于解释所公开主题的原理的描述。于该图中:
图1说明常规技术蚀刻工艺;
图2说明常规技术蚀刻工艺;及
图3说明所公开及要求保护的选择性蚀刻工艺的实施方案。
定义
除非另有指定,否则本说明书及权利要求中所用的下列术语应针对本申请具有下列含义。
出于所公开及要求保护的主题的目的,周期表族的编号方案是根据IUPAC元素周期表。
如本文中于短语,诸如“A及/或B”中所用,术语“及/或”意欲包含“A及B”、“A或B”、“A”及“B”。
术语“取代基”、“基团(radical)”、“基团(group)”及“部分”可互换使用。
如本文中所用,术语“含金属络合物”(或更简单地,“络合物”)及“前体”可互换使用及是指含金属分子或化合物,其可用于通过气相沉积工艺(诸如,例如,ALD或CVD)制备含金属膜。含金属络合物可沉积至基板或其表面上、吸附至基板或其表面、在基板或其表面上分解、递送至基板或其表面及/或在基板或其表面上方通过,以形成含金属膜。
如本文中所用,术语“含金属膜”不仅包含如下更充分定义的单质金属膜,而且包含包括金属连同一种或多种元素的膜,例如,金属氧化物膜、金属氮化物膜、金属硅化物膜、金属碳化物膜等。如本文中所用,术语“单质金属膜”及“纯金属膜”可互换使用及是指由纯金属组成或基本上由纯金属组成的膜。例如,单质金属膜可包含100%纯金属或单质金属膜可包含至少约70%、至少约80%、至少约90%、至少约95%、至少约96%、至少约97%、至少约98%、至少约99%、至少约99.9%或至少约99.99%纯金属连同一种或多种杂质。除非上下文另有指定,否则术语“金属膜”应解释为意指单质金属膜。
如本文中所用,术语“气相沉积工艺”是用于是指任何类型的气相沉积技术,包括但不限于CVD及ALD。于各种实施方案中,CVD可采用常规(即,连续流动)CVD、液体注射CVD或光辅助CVD的形式。CVD也可采用脉冲技术,即,脉冲CVD的形式。ALD是用于通过将本文中所公开的至少一种金属络合物在基板表面上方蒸发及/或通过来形成含金属膜。针对常规ALD工艺,参见,例如,George S.M.等人,J.Phys.Chem.,1996,100,13121-13131。于其他实施方案中,ALD可采用常规(即,脉冲注射)ALD、液体注射ALD、光辅助ALD、等离子体辅助ALD或等离子体增强ALD的形式。术语“气相沉积工艺”进一步包含在Chemical Vapour Deposition:Precursors,Processes,and Applications;Jones,A.C.;Hitchman,M.L.编辑,The RoyalSociety of Chemistry:Cambridge,2009;第1章,第1至36页中所述的各种气相沉积技术。
如本文中所用,术语“特征”是指基板中的开口,其可由一个或多个侧壁、底面及上角定义。于各种方面中,该特征可为通孔、沟槽、触点(contact)、双镶嵌等。
当结合可测量数值变量使用时,术语“约(about/approximately)”是指变量的指定值及于指定值的实验误差内(例如,于平均值的95%置信限内)或于指定值的百分比内(例如,±10%、±5%)的变量的所有值,以较大者为准。
用于所公开及要求保护的工艺中的材料优选地实质上不含水。如本文中所用,当术语“实质上不含”是指水时,其意指通过质子NMR或卡尔费休(Karl Fischer)滴定测量的小于5000ppm(以重量计),优选地通过质子NMR或卡尔费休滴定测量的小于3000ppm,及更优选地通过质子NMR或卡尔费休滴定测量的小于1000ppm,及最优选地通过质子NMR或卡尔费休滴定测量的小于100ppm。
用于所公开及要求保护的工艺中的材料也优选地实质上不含金属离子或金属,诸如Li+(Li)、Na+(Na)、K+(K)、Mg2+(Mg)、Ca2+(Ca)、Al3+(Al)、Fe2+(Fe)、Fe3+(Fe)、Ni2+(Ni)、Cr3+(Cr)、钛(Ti)、钒(V)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)或锌(Zn)。这些金属离子或金属自合成前体所采用的起始物质/反应器潜在存在。如本文中所用,当术语“实质上不含”是指Li、Na、K、Mg、Ca、Al、Fe、Ni、Cr、Ti、V、Mn、Co、Ni、Cu或Zn时,其意指小于5ppm(以重量计),优选地小于3ppm,及更优选地小于1ppm,及最优选地0.1ppm,如通过ICP-MS(电感耦合等离子体质谱法)所测量。
除非另有指定,否则“烷基”是指C1至C20烃基,其可以是直链、支链(例如,甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基等)或环状(例如,环己基、环丙基、环戊基等)。这些烷基部分可经取代或未经取代,如下所述。术语“烷基”是指具有C1至C20个碳的这样的部分。应了解,出于结构原因,直链烷基以C1开始,而支链烷基及环状烷基以C3开始。此外,应进一步了解,除非另有指定,否则下述衍生自烷基的部分(诸如烷氧基及全氟烷基)具有相同碳数值范围。若烷基的长度并非上述指定,则关于其包含如上所述的所有类型的烷基部分的上述烷基的定义仍成立及关于给定类型的烷基的碳的最小数目的结构考虑仍适用。
卤代或卤基(halide)是指卤素(F、Cl、Br或I),其通过一个键连接至有机部分。于一些实施方案中,该卤素为F。于其他实施方案中,该卤素为Cl。
卤化烷基是指经完全或部分卤化的C1至C20烷基。
全氟烷基是指如上所定义的直链、环状或支链饱和烷基,其中氢全部经氟替代(例如,三氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、全氟丁基、全氟异丙基、全氟环己基等)。
用于所公开及要求保护的工艺中的材料优选地实质上不含有机杂质,该杂质来自在合成期间采用的起始物质或在合成期间生成的副产物。实例包括但不限于烷烃、烯烃、炔烃、二烯烃、醚、酯、乙酸酯、胺、酮、酰胺、芳族化合物。如本文中所用,术语“不含”有机杂质意指1000ppm或更少,如通过GC(气相层析法)所测量,优选地500ppm或更少(以重量计),如通过GC所测量,最优选地100ppm或更少(以重量计),如通过GC或针对分析的其他分析方法所测量。重要的是,当用作沉积含钌膜的前体时,前体优选地具有98重量%或更高,更优选地99重量%或更高的纯度,如通过GC所测量。
本文中所用的小节标题是出于组织目的且不应解释为限制所述目标。出于任何目的,本申请中引用的所有文件或文件的部分,包括但不限于专利、专利申请、文章、书籍及论文的全文是以引用的方式明确地并入本文中。假如并入的文献及相似材料中的任一者以与术语于本申请中的定义矛盾的方式定义术语,以本申请为准。
具体实施方式
应了解,上述一般描述及下列详细描述二者是说明性及解释性,且不限制如所要求保护的主题。所公开的主题的目标、特征、优点及想法将从本说明书中提供的描述对本领域技术人员是显然的,及所公开的主题将由本领域技术人员基于本文中出现的描述容易实践。出于解释的目的,包含显示用于实践所公开主题的优选模式的任何“优选实施方案”及/或实施例的描述且不意欲限制权利要求的范围。
也对本领域技术人员显然的是,可基于本说明书中的所述方面,在不背离本文中所公开的所公开主题的精神及范围下,在如何实践所公开主题方面进行各种修改。
于一个实施方案中,所公开及要求保护的主题涉及金属(包括铜、钴、钼及/或钨)的各向同性热ALE的工艺。该工艺包括下列步骤,基本上由其组成或由其组成:
(i)氧化,其包括将金属表面暴露于一种或多种氧化及/或羟基化共反应物(或“氧化剂”或“表面改性剂”)以产生经氧化及/或羟基化的表面;
(ii)第一吹扫;
(iii)挥发,其包括将经氧化及/或羟基化的表面暴露于一种或多种挥发剂(volatilizing agent)(或“挥发剂(volatilizer)”)以产生挥发性金属-有机物质;及
(iv)第二吹扫。
于此实施方案的另一方面中,该方法基本上由步骤(i)、(ii)、(iii)及(iv)组成。于此实施方案的另一方面中,该方法由步骤(i)、(ii)、(iii)及(iv)组成。工艺中的步骤可视需要循环多次以移除所需厚度的金属氧化物。于另一方面中,上述实施方案中的任一者可进一步包含步骤(v)可于所需数目的循环后添加后处理以移除表面上剩余的杂质,基本上由其组成或由其组成。
如上所指定,所公开及要求保护的主题涉及一种选择性热原子层蚀刻的方法,其包括蚀刻循环,该蚀刻循环包含于循环中将金属表面暴露于一种或多种不含卤素有机酸及一种或多种氧化共反应物中,基本上由其组成或由其组成。所公开及要求保护的方法的单一循环包含以下,基本上由以下组成或由以下组成:
(步骤1)n+(步骤2)m
其中:n及m各独立地=1至20及表示步骤1及步骤2于单一循环中各进行的次数(即,重复数);
步骤1包括将金属表面依序暴露于一种或多种氧化共反应物中(步骤1A)及用惰性气体吹扫(步骤1B);及
步骤2包括将金属表面依序暴露于一种或多种不含卤素有机酸中(步骤2A)及用惰性气体吹扫(步骤2B)。
因此,应了解,n还等于步骤1A及1B于步骤1中依序进行的次数且m还等于步骤2A及2B于步骤2中依序进行的次数。
特别地,所公开及要求保护的主题涉及一种于反应器中进行的用于选择性蚀刻金属基板的热原子层蚀刻(ALE)工艺,其包括以下步骤:
步骤1,其包括依序进行以下:
步骤1A,包括将金属表面暴露于包括水蒸气、氧气、臭氧、一氧化二氮、过氧化氢、氧等离子体及其组合中的一者或多者的氧化蒸气,及
步骤1B,包括将该氧化蒸气用惰性气体吹扫;及
步骤2,其包括依序进行以下:
步骤2A,包括将该金属表面暴露于一种或多种不含卤素有机酸挥发剂,及
步骤2B,包括将该一种或多种不含卤素有机酸挥发剂用惰性气体吹扫;
其中该工艺的一个循环由式(步骤1)n+(步骤2)m确定,其中n及m各独立地为=1至20。
于一个实施方案中,于各循环中,步骤1的各重复与步骤2的重复交替。于另一实施方案中,于各循环中,步骤1的所有重复在开始及完成步骤2的重复之前开始及完成。
于一个实施方案中,n与m相同。于一个实施方案中,n与m不同。
于一个实施方案中,n=1。于一个实施方案中,n=2。于一个实施方案中,n=3。于一个实施方案中,n=4。于一个实施方案中,n=5。于一个实施方案中,n=6。于一个实施方案中,n=7。于一个实施方案中,n=8。于一个实施方案中,n=9。于一个实施方案中,n=10。于一个实施方案中,n=11。于一个实施方案中,n=12。于一个实施方案中,n=13。于一个实施方案中,n=14。于一个实施方案中,n=15。于一个实施方案中,n=16。于一个实施方案中,n=17。于一个实施方案中,n=18。于一个实施方案中,n=19。于一个实施方案中,n=20。
于一个实施方案中,m=1。于一个实施方案中,m=2。于一个实施方案中,m=3。于一个实施方案中,m=4。于一个实施方案中,m=5。于一个实施方案中,m=6。于一个实施方案中,m=7。于一个实施方案中,m=8。于一个实施方案中,m=9。于一个实施方案中,m=10。于一个实施方案中,m=11。于一个实施方案中,m=12。于一个实施方案中,m=13。于一个实施方案中,m=14。于一个实施方案中,m=15。于一个实施方案中,m=16。于一个实施方案中,m=17。于一个实施方案中,m=18。于一个实施方案中,m=19。于一个实施方案中,m=20。
于一个实施方案中,n=1且m=1。于一个实施方案中,n=2且m=2。于一个实施方案中,n=3且m=3。于一个实施方案中,n=4且m=4。于一个实施方案中,n=5且m=5。于一个实施方案中,n=6且m=6。于一个实施方案中,n=7且m=7。于一个实施方案中,n=8且m=8。于一个实施方案中,n=9且m=9。于一个实施方案中,n=10且m=10。于一个实施方案中,n=11且m=11。于一个实施方案中,n=12且m=12。于一个实施方案中,n=13且m=13。于一个实施方案中,n=14且m=14。于一个实施方案中,n=15且m=15。于一个实施方案中,n=16且m=16。于一个实施方案中,n=17且m=17。于一个实施方案中,n=18且m=18。于一个实施方案中,n=19且m=19。于一个实施方案中,n=20且m=20。
图3说明所公开及要求保护的选择性蚀刻工艺使用水蒸气的实施方案。
循环数目
所公开及要求保护的工艺可包含任何数目的所需循环。于一个实施方案中,循环数目为约20至约5000个循环。于一个实施方案中,循环数目为约20至约2200个循环。于一个实施方案中,循环数目为约50至约5000。于一个实施方案中,循环数目为约50至约2500。于一个实施方案中,循环数目为约50至约1500。于一个实施方案中,循环数目为约50至约1000。于一个实施方案中,循环数目为约50至约750。于一个实施方案中,循环数目为约50至约500。于一个实施方案中,循环数目为约50至约300。于一个实施方案中,循环数目为约50至约200。于一个实施方案中,循环数目为约150至约4000。于一个实施方案中,循环数目为约200至约3000。于一个实施方案中,循环数目为约250至约2500。于一个实施方案中,循环数目为约350至约2000。于一个实施方案中,循环数目为约450至约1700。于一个实施方案中,循环数目为约500至约1500。于一个实施方案中,循环数目为约750至约1250。于一个实施方案中,循环数目为约250至约1000。于一个实施方案中,循环数目为约500至约1000。于一个实施方案中,循环数目为约750至约1000。
于一个实施方案中,循环数目为约50。于一个实施方案中,循环数目为约100。于一个实施方案中,循环数目为约125。于一个实施方案中,循环数目为约150。于一个实施方案中,循环数目为约175。于一个实施方案中,循环数目为约200。于一个实施方案中,循环数目为约250。于一个实施方案中,循环数目为约300。于一个实施方案中,循环数目为约350。于一个实施方案中,循环数目为约400。于一个实施方案中,循环数目为约450。于一个实施方案中,循环数目为约500。于一个实施方案中,循环数目为约750。于一个实施方案中,循环数目为约1000。于一个实施方案中,循环数目为约1250。于一个实施方案中,循环数目为约1500。于一个实施方案中,循环数目为约1750。于一个实施方案中,循环数目为约2000。于一个实施方案中,循环数目为约2250。于一个实施方案中,循环数目为约2500。于一个实施方案中,循环数目为约2750。于一个实施方案中,循环数目为约3000。于一个实施方案中,循环数目为约3250。于一个实施方案中,循环数目为约3500。于一个实施方案中,循环数目为约4000。于一个实施方案中,循环数目为约4500。于一个实施方案中,循环数目为约5000。
腔室(反应器)温度
于一个实施方案中,该反应器包含反应器腔室,该反应器腔室包含主体及可加热盖、外部加热器及内部加热器(基座)。
外部加热器
于一个实施方案中,该腔室外部加热器经设置在约100℃至约400℃。于一个实施方案中,该腔室外部加热器经设置在约140℃。于一个实施方案中,该腔室外部加热器经设置在约160℃。于一个实施方案中,该腔室外部加热器经设置在约200℃。于一个实施方案中,该腔室外部加热器经设置在约225℃。于一个实施方案中,该腔室外部加热器经设置在约250℃。于一个实施方案中,该腔室外部加热器经设置在约280℃。于一个实施方案中,该腔室外部加热器经设置在约300℃。于一个实施方案中,该腔室外部加热器经设置在约325℃。于一个实施方案中,该腔室外部加热器经设置在约350℃。于一个实施方案中,该腔室外部加热器经设置在约375℃。于一个实施方案中,该腔室外部加热器经设置在约400℃。于一个实施方案中,该反应器腔室包含加热至约100℃至约300℃的温度的外部加热器及加热至约100℃至约350℃的温度的内部加热器。
盖加热器(即,工艺腔室气体递送区)
于一个实施方案中,该腔室盖加热器经设置在约100℃至约200℃。于一个实施方案中,该腔室盖加热器经设置在约100℃。于一个实施方案中,该腔室盖加热器经设置在约130℃。于一个实施方案中,该腔室盖加热器经设置在约150℃。于一个实施方案中,该腔室盖加热器经设置在约200℃。
内部加热器(即,工艺腔室或样品基座)
于一个实施方案中,该腔室内部加热器经设置在约100℃至约350℃。于一个实施方案中,该腔室内部加热器经设置在约140℃。于一个实施方案中,该腔室内部加热器经设置在约150℃。于一个实施方案中,该腔室内部加热器经设置在约160℃。于一个实施方案中,该腔室内部加热器经设置在约170℃。于一个实施方案中,该腔室内部加热器经设置在约180℃。于一个实施方案中,该腔室内部加热器经设置在约190℃。于一个实施方案中,该腔室内部加热器经设置在约200℃。于一个实施方案中,该腔室内部加热器经设置在约225℃。于一个实施方案中,该腔室内部加热器经设置在约250℃。于一个实施方案中,该腔室内部加热器经设置在约275℃。于一个实施方案中,该腔室内部加热器经设置在约300℃。于一个实施方案中,该腔室内部加热器经设置在约325℃。于一个实施方案中,该腔室内部加热器经设置在约335℃。
金属
如上所指定,所公开及要求保护的工艺提供对某些金属基板的选择性热蚀刻。于一个实施方案中,所公开及要求保护的工艺优先选择性蚀刻包含铜、钴、钼及钨中的一者或多者而非镍、铂、钌、氧化锆及/或SiO2的基板。于一个实施方案中,所公开及要求保护的工艺选择性蚀刻包含铜的基板。于一个实施方案中,所公开及要求保护的工艺选择性蚀刻包含钴的基板。于一个实施方案中,所公开及要求保护的工艺选择性蚀刻包含钼的基板。于一个实施方案中,所公开及要求保护的工艺选择性蚀刻包含钨的基板。于一个实施方案中,所公开及要求保护的工艺不蚀刻或不实质上蚀刻包含镍、铂、钌、氧化锆及/或SiO2中的一者或多者的基板。
选择性蚀刻步骤
步骤1:氧化顺序
步骤1包含将金属表面依序暴露于一种或多种氧化共反应物(步骤1A)及用惰性气体吹扫(步骤1B),基本上由其组成或由其组成。该一种或多种氧化共反应物优选地作为蒸气递送。
步骤1A:氧化共反应物暴露
于步骤1A中,将金属表面暴露于一种或多种氧化共反应物。该一种或多种氧化共反应物优选地作为蒸气(即,“氧化蒸气”),诸如水蒸气、与氧化剂(诸如氧气、臭氧、一氧化二氮、一氧化氮或过氧化氢)同向流动的水蒸气、或不与水蒸气同向流动的由氧气、臭氧、一氧化氮、氧等离子体或过氧化氢组成的氧化蒸气递送持续适宜时间段及在足以将金属表面氧化的温度下。
于一个实施方案中,该氧化蒸气包括水蒸气、氧气、臭氧、一氧化二氮、一氧化氮、过氧化氢及氧等离子体及其组合中的一者或多者。于此实施方案的一个方面中,该氧化蒸气包括水蒸气。于此实施方案的一个方面中,该氧化蒸气包括氧气。于此实施方案的一个方面中,该氧化蒸气包括臭氧。于此实施方案的一个方面中,该氧化蒸气包括一氧化二氮。于此实施方案的一个方面中,该氧化蒸气包括氧等离子体。于此实施方案的一个方面中,该氧化蒸气包括过氧化氢。于此实施方案的一个方面中,该氧化蒸气包括水蒸气及氧气、臭氧、一氧化二氮、过氧化氢及氧等离子体中的一者或多者。于此实施方案的一个方面中,该氧化蒸气包括水蒸气及氧气。于此实施方案的一个方面中,该氧化蒸气包括水蒸气及臭氧。于此实施方案的一个方面中,该氧化蒸气包括水蒸气及一氧化二氮。于此实施方案的一个方面中,该氧化蒸气包括水蒸气及氧等离子体。于此实施方案的一个方面中,该氧化蒸气包括水蒸气及过氧化氢。于此实施方案的一个方面中,该氧化蒸气包括水蒸气及氧气、臭氧、一氧化二氮、过氧化氢中的两者或更多者。
时间
于一个实施方案中,该步骤1A氧化蒸气暴露为约0.25秒至约6秒。于一个实施方案中,该步骤1A氧化蒸气暴露为约0.25秒至约2秒。于一个实施方案中,该步骤1A氧化蒸气暴露为约0.5秒至约5秒。于一个实施方案中,该步骤1A氧化蒸气暴露为约5秒至约15秒。于一个实施方案中,该步骤1A氧化蒸气暴露为约0.25秒。于一个实施方案中,该步骤1A氧化蒸气暴露为约0.5秒。于一个实施方案中,该步骤1A氧化蒸气暴露为约1秒。于一个实施方案中,该步骤1A氧化蒸气暴露为约2秒。于一个实施方案中,该步骤1A氧化蒸气暴露为约4秒。于一个实施方案中,该步骤1A氧化蒸气暴露为约5秒。于一个实施方案中,该步骤1A氧化蒸气暴露为约6秒。于一个实施方案中,该步骤1A氧化蒸气暴露为约7秒。于一个实施方案中,该步骤1A氧化蒸气暴露为约10秒。于一个实施方案中,该步骤1A氧化蒸气暴露为约12秒。于一个实施方案中,该步骤1A氧化蒸气暴露为约15秒。
温度(氧化蒸气源)
于一个实施方案中,于步骤1A中,该氧化蒸气源不经主动加热且维持在约20℃至约35℃的环境温度。于一个实施方案中,于步骤1A中,该氧化蒸气源经加热至且保持在约20℃至约30℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该氧化蒸气源经加热至且保持在约30℃至约35℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该氧化蒸气源经加热至且保持在约25℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该氧化蒸气源经加热至且保持在约30℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该氧化蒸气源经加热至且保持在约35℃。
温度(水蒸气源)
于一个实施方案中,于步骤1A中,该水源经冷却至且保持在约0℃至约5℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该水源经冷却至且保持在约5℃至约10℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该水源经冷却至且保持在约10℃至约15℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该水源经冷却至且保持在约15℃至约20℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该水源经冷却至且保持在约20℃至约25℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该水蒸气源经加热至且保持在约20℃至约25℃。于一个实施方案中,该步骤1A水蒸气经加热至且保持在约25℃至约30℃。于一个实施方案中,该步骤1A水蒸气源经加热至且保持在约30℃至约35℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该水蒸气源经加热至且保持在约35℃至约40℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该水蒸气源经加热至且保持在约40℃至约45℃。
于一个实施方案中,于步骤1A中,将水蒸气源冷却至且保持在约0℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,将水蒸气源冷却至且保持在约5℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,将水蒸气源冷却至且保持在约10℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,将水蒸气源冷却至且保持在约15℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,将水蒸气源冷却至且保持在约20℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,将水蒸气源加热至且保持在约20℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,将水蒸气源加热至且保持在约25℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,将水蒸气源加热至且保持在约30℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,将水蒸气源加热至且保持在约40℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,将水蒸气源加热至且保持在约45℃。
于一个实施方案中,将水蒸气源温度保持实质上恒定。于一个实施方案中,水蒸气源温度可变。
温度(过氧化氢源)
于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经冷却至且保持在约0℃至约5℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经冷却至且保持在约5℃至约10℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经冷却至且保持在约10℃至约15℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经冷却至且保持在约15℃至约20℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经冷却至且保持在约20℃至约25℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经加热至且保持在约20℃至约25℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经加热至且保持在约25℃至约30℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经加热至且保持在约30℃至约40℃。
于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经冷却至且保持在约0℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经冷却至且保持在约5℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经冷却至且保持在约10℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经冷却至且保持在约15℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经冷却至且保持在约20℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经加热至且保持在约20℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经加热至且保持在约25℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经加热至且保持在约30℃。于一个实施方案中,于步骤1A中,该过氧化氢源经加热至且保持在约40℃。
于一个实施方案中,将过氧化氢源温度保持实质上恒定。于一个实施方案中,过氧化氢源温度可变。
腔室(反应器)压力
氧化蒸气压
于一个实施方案中,将氧化蒸气从一个端口(port)递送至腔室,同时将惰性气体从另一端口递送至腔室。于一个实施方案中,将氧化蒸气从一个端口递送至腔室,同时将另外氧化气体从另一端口递送至腔室及将惰性气体从第三端口递送至腔室。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.1托至约1.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.5托至约5.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.5托至约2.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.5托至约1.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.5托至约0.75托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约1.0托至约5.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约1.0托至约10.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约2.0托至约10.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约10.0托至约25.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约10.0托至约50.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约25.0托至约50.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约50.0托至约75.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约75.0托至约100.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约1.0托至约100.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约10.0托至约100.0托。
于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.1托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.25托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.5托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.75托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约1.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约2.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约3.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约4.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约5.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约10.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约15.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约20.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约50.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约75.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约100.0托。
水蒸气压
于一个实施方案中,将水蒸气从一个端口递送至腔室,同时将惰性气体从另一端口递送至腔室。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.1托至约1.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.5托至约5.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.5托至约2.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.5托至约1.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.5托至约0.75托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约1.0托至约5.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约1.0托至约10.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约2.0托至约10.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约10.0托至约25.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约10.0托至约50.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约25.0托至约50.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约50.0托至约75.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约75.0托至约100.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约1.0托至约100.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约10.0托至约100.0托。
于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.1托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.25托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.5托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.75托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约1.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约2.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约3.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约4.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约5.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约10.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约15.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约20.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约50.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约75.0托。于一个实施方案中,在水蒸气递送期间腔室中的总压力为约100.0托。
混合/组合的氧化蒸气压
于一个实施方案中,将水蒸气从一个端口递送至腔室,同时将另外氧化气体从另一端口递送至腔室以形成混合或组合的氧化蒸气及将惰性气体从第三端口递送至腔室。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.1托至约1.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.5托至约5.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.5托至约2.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.5托至约1.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.5托至约0.75托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约1.0托至约5.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约1.0托至约10.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约2.0托至约10.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约10.0托至约25.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约10.0托至约50.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约25.0托至约50.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约50.0托至约75.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约75.0托至约100.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约1.0托至约100.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约10.0托至约100.0托。
于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.1托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.25托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.5托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约0.75托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约1.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约2.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约3.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约4.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约5.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约10.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约15.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约20.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约50.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约75.0托。于一个实施方案中,在氧化蒸气递送期间腔室中的总压力为约100.0托。
于上述实施方案及其方面的另一方面中,另外氧化气体包括氧气、臭氧、一氧化二氮及过氧化氢中的一者或多者。于上述实施方案及其方面的另一方面中,另外氧化气体包括氧气。于上述实施方案及其方面的另一方面中,另外氧化气体包括臭氧。于上述实施方案及其方面的另一方面中,另外氧化气体包括一氧化二氮。于上述实施方案及其方面的另一方面中,另外氧化气体包括过氧化氢。
递送方法
于一个实施方案中,该氧化蒸气通过蒸气抽吸递送。于一个实施方案中,该氧化蒸气在载气的帮助下递送。于一个实施方案中,该氧化蒸气通过将惰性气体通过水鼓泡递送。于一个实施方案中,该氧化蒸气作为气体(即,不通过水鼓泡)递送。于一个实施方案中,该氧化蒸气与另外氧化蒸气同时递送。
步骤1B:惰性气体吹扫
吹扫气体
当进行步骤1B时,可使用任何适宜惰性吹扫气体。于一个实施方案中,该吹扫气体包括氩气。于一个实施方案中,该吹扫气体包括氮气。
时间
于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间为约0.5秒至约30秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间为约1秒至约5秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间为约10秒至约30秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间为约0.5秒至约10秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约1秒至约7秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约7秒至约10秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约10秒至约20秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约20秒至约30秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约0.25秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约0.5秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约1秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约2秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约3秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约4秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约5秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约6秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约7秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约8秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约9秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约10秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约12秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约15秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约17秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约20秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约25秒。于一个实施方案中,该步骤1B吹扫时间暴露为约30秒。
流率
当进行步骤1B时,该吹扫气体是以约1sccm至约2000sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约3sccm至约8sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约100sccm至约2000sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约50sccm至约500sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约500sccm至约2000sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约1sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约2sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约3sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约4sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约5sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约6sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约7sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约8sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约9sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约10sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约9sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约10sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约50sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约100sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约200sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约300sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约500sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约750sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约1000sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约1250sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约1500sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约1750sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约2000sccm流动。
步骤2:挥发剂暴露顺序
步骤2包括将经改性的金属表面依序暴露于一种或多种挥发剂(步骤2A)及用惰性气体吹扫(步骤2B),基本上由其组成或由其组成。该一种或多种挥发剂包括不含卤素有机酸或不含卤素有机酸的混合物,基本上由其组成或由其组成。
于一个实施方案中,该一种或多种挥发剂包括下列中的一者或多者:丙酸、异丁酸、三甲基乙酸、乙酸、丁酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、3-丁烯酸、环丙烷甲酸、戊酸、(2E)-丁-2-烯酸、(Z)-2-丁烯酸及其组合。于一个实施方案中,该一种或多种挥发剂包括下列中的一者或多者:丙酸、异丁酸、三甲基乙酸、乙酸、丁酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、3-丁烯酸及其组合。于一个实施方案中,该一种或多种挥发剂包括丙酸、异丁酸、三甲基乙酸、乙酸、丁酸及其组合中的一者或多者。于一个实施方案中,该一种或多种挥发剂包括丙酸、异丁酸、三甲基乙酸及其组合中的一者或多者。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括丙酸。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括异丁酸。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括三甲基乙酸。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括乙酸。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括丁酸。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括丙烯酸。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括甲基丙烯酸。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括2-甲基丁酸。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括3-甲基丁酸。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括3-丁烯酸。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括环丙烷甲酸。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括戊酸。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括(2E)-丁-2-烯酸。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括(Z)-2-丁烯酸。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括丙酸、异丁酸及三甲基乙酸中的一者或多者的混合物。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括丙酸、异丁酸及三甲基乙酸中的两者或更多者的混合物。于此实施方案的一个方面中,该一种或多种挥发剂包括包含丙酸、异丁酸及三甲基乙酸中的一者或多者的不含卤素有机酸的混合物。
步骤2A:挥发剂暴露
时间
于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约0.25秒至约15秒。于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约0.25秒至约1秒。于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约0.5秒至约2秒。于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约2秒至约15秒。于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约0.25秒。于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约0.5秒。于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约1秒。于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约2秒。于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约3秒。于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约4秒。于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约5秒。于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约6秒。于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约8秒。于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约10秒。于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约12秒。于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约15秒。
腔室(反应器)温度
于一个实施方案中,于步骤2A中,该一种或多种挥发剂经加热至且保持在约50℃至约100℃。于一个实施方案中,于步骤2A中,该一种或多种挥发剂经加热至且保持在约55℃至约95℃。于一个实施方案中,于步骤2A中,该一种或多种挥发剂经加热至且保持在约60℃至约90℃。于一个实施方案中,于步骤2A中,该一种或多种挥发剂经加热至且保持在约65℃至约85℃。于一个实施方案中,于步骤2A中,该一种或多种挥发剂经加热至且保持在约70℃至约80℃。于一个实施方案中,于步骤2A中,该一种或多种挥发剂经加热至且保持在约50℃。于一个实施方案中,该步骤2A一种或多种挥发剂暴露为约55℃。于一个实施方案中,于步骤2A中,该一种或多种挥发剂经加热至且保持在约60℃。于一个实施方案中,于步骤2A中,该一种或多种挥发剂经加热至且保持在约65℃。于一个实施方案中,于步骤2A中,该一种或多种挥发剂经加热至且保持在约70℃。于一个实施方案中,于步骤2A中,该一种或多种挥发剂经加热至且保持在约75℃。于一个实施方案中,于步骤2A中,该一种或多种挥发剂经加热至且保持在约80℃。于一个实施方案中,于步骤2A中,该一种或多种挥发剂经加热至且保持在约85℃。于一个实施方案中,于步骤2A中,该一种或多种挥发剂经加热至且保持在约90℃。于一个实施方案中,于步骤2A中,该一种或多种挥发剂经加热至且保持在约95℃。于一个实施方案中,于步骤2A中,该一种或多种挥发剂经加热至且保持在约100℃。
递送方法
于一个实施方案中,该一种或多种挥发剂通过如下所讨论的流通模式在无载气的帮助下递送。于另一实施方案中,该一种或多种挥发剂通过如下所讨论的流通模式在载气的帮助下递送。
于一个实施方案中,该一种或多种挥发剂经递送及“陷留”,其中反应器腔室被关闭及一种或多种挥发剂于反应器中“陷留”。于此实施方案的一个方面中,如下所讨论,该一种或多种挥发剂是使用载气(例如,氮气或氩气)递送。于此实施方案的一个方面中,在递送一种或多种挥发剂之前关闭沉积腔室出口,以便保持其陷留于腔室中。于此实施方案的一个方面中,保持反应器出口关闭持续约0.1秒的时间至约10秒的时间以保持一种或多种挥发剂陷留于反应器中以在打开反应器排空气体之前最大化其影响。
腔室(反应器)压力
于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约0.1托至约1.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约0.5托至约5.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约0.5托至约2.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约0.5托至约1.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约0.5托至约0.75托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约1.0托至约5.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约1.0托至约10.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约2.0托至约10.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约10.0托至约25.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约10.0托至约50.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约25.0托至约50.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约50.0托至约75.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约75.0托至约100.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约1.0托至约100.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约10.0托至约100.0托。
于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约0.1托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约0.25托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约0.5托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约0.75托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约1.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约2.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约3.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约4.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约5.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约10.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约15.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约20.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约50.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约75.0托。于一个实施方案中,在一种或多种挥发剂递送期间腔室内的总压力为约100.0托。
任选的载气
当进行步骤2B时,若所需,则可使用任何适宜惰性载气。于一个实施方案中,该载气包括氩气。于一个实施方案中,该载气包括氮气。
步骤2B:惰性气体吹扫
吹扫气体
当进行步骤2B时,可使用任何适宜惰性吹扫气体。于一个实施方案中,该吹扫气体包括氩气。于一个实施方案中,该吹扫气体包括氮气。
时间
于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间为约0.5秒至约75秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间为约0.5秒至约10秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约1秒至约7秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约1秒至约5秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间为约10秒至约75秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约0.25秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约0.5秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约1秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约2秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约3秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约4秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约5秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约6秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约7秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约8秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约9秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约10秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约15秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约20秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约25秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约30秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约40秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约50秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约60秒。于一个实施方案中,该步骤2B吹扫时间暴露为约75秒。
于一个实施方案中,在新循环开始之前的最后吹扫时间经延长(即,延长的吹扫)。于一个实施方案中,该延长的吹扫时间为约30秒至60秒。于一个实施方案中,该延长的吹扫时间为约30秒至45秒。于一个实施方案中,该延长的吹扫时间为约30秒。于一个实施方案中,该延长的吹扫时间为约45秒。于一个实施方案中,该延长的吹扫时间为约60秒。
流率
当进行步骤2B时,该吹扫气体是以约1sccm至约2000sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约3sccm至约8sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约100sccm至约2000sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约50sccm至约500sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约500sccm至约2000sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约1sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约2sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约3sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约4sccm流动于一个实施方案中,该吹扫气体是以约5sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约6sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约7sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约8sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约9sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约10sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约9sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约10sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约50sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约100sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约200sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约300sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约500sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约750sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约1000sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约1250sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约1500sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约1750sccm流动。于一个实施方案中,该吹扫气体是以约2000sccm流动。
膜
所公开及要求保护的主题进一步包含通过本文中所述方法制备的膜。
于一个实施方案中,通过本文中所述方法蚀刻的膜具有沟槽、通孔或具有约0至约60的纵横比的其他形貌特征。于此实施方案的另一方面中,该纵横比为约0至约0.5。于此实施方案的另一方面中,该纵横比为约0.5至约1。于此实施方案的另一方面中,该纵横比为约1至约50。于此实施方案的另一方面中,该纵横比为约1至约40。于此实施方案的另一方面中,该纵横比为约1至约30。于此实施方案的另一方面中,该纵横比为约1至约20。于此实施方案的另一方面中,该纵横比为约1至约10。于此实施方案的另一方面中,该纵横比为约0.1。于此实施方案的另一方面中,该纵横比为约0.2。于此实施方案的另一方面中,该纵横比为约0.3。于此实施方案的另一方面中,该纵横比为约0.4。于此实施方案的另一方面中,该纵横比为约0.5。于此实施方案的另一方面中,该纵横比为约0.6。于此实施方案的另一方面中,该纵横比为约0.8。于此实施方案的另一方面中,该纵横比为约1。于此实施方案的另一方面中,该纵横比大于约1。于此实施方案的另一方面中,该纵横比大于约2。于此实施方案的另一方面中,该纵横比大于约5。于此实施方案的另一方面中,该纵横比大于约10。于此实施方案的另一方面中,该纵横比大于约15。于此实施方案的另一方面中,该纵横比大于约20。于此实施方案的另一方面中,该纵横比大于约30。于此实施方案的另一方面中,该纵横比大于约40。于此实施方案的另一方面中,该纵横比大于约50。于上述实施方案及其方面的另一方面中,该金属包括铜、钴、钼及钨。于上述实施方案及其方面的另一方面中,该金属包括铜。于上述实施方案及其方面的另一方面中,该金属包括钴。于上述实施方案及其方面的另一方面中,该金属包括钼。于上述实施方案及其方面的另一方面中,该金属包括钨。
于另一实施方案中,通过本文中所述方法蚀刻的膜具有约1μΩ.cm至约250μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约1μΩ.cm至约5μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约3μΩ.cm至约4μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约5μΩ.cm至约10μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约10μΩ.cm至约50μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约50μΩ.cm至约100μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约100μΩ.cm至约250μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约1μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约2μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约3μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约4μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约5μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约7.5μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约10μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约15μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约20μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约30μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约40μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约50μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约60μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约80μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约100μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约150μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约200μΩ.cm的电阻率。于此实施方案的另一方面中,该膜具有约250μΩ.cm的电阻率。于上述实施方案及其方面的另一方面中,该金属包括铜、钴、钼及钨。于上述实施方案及其方面的另一方面中,该金属包括铜。于上述实施方案及其方面的另一方面中,该金属包括钴。于上述实施方案及其方面的另一方面中,该金属包括钼。于上述实施方案及其方面的另一方面中,该金属包括钨。
所公开及要求保护的主题的另一方面为丙酸、异丁酸、三甲基乙酸、乙酸、丁酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、3-丁烯酸、环丙烷甲酸、戊酸、(2E)-丁-2-烯酸、(Z)-2-丁烯酸及其组合中的一者或多者作为不含卤素有机挥发剂连同水蒸气、氧气、臭氧、一氧化二氮、过氧化氢及氧等离子体及其组合中的一者或多者作为氧化蒸气的用途,其用于包含铜、钴、钼及钨中的一者或多者的金属基板的选择性的热原子层蚀刻。
实施例
现将提及本发明的更特定实施方案及实验结果,其提供对这些实施方案的支持。以下提供实施例以更充分说明所公开主题且不应解释为以任何方式限制所公开主题。
对本领域技术人员显然的是,可在不背离所公开主题的精神或范围下于所公开主题及本文中所提供的特定实施例中作出各种修改及变化。因此,意欲所公开主题(包含通过下列实施例提供的描述)覆盖于任何权利要求及其等效物的范围内的所公开主题的修改及变化。
材料及方法:
蚀刻条件I至XIV及实施例1至18的实验于能容纳至多8”直径晶圆尺寸的横向流动ALD系统中进行。蚀刻条件XV至XVII及实施例19至24于具有漏斗盖的ALD系统(以下详述)中进行。三甲基乙酸、异丁酸及丙酸获自MilliporeSigma。
蚀刻条件I:一个剂量三甲基乙酸及一个剂量水。
蚀刻条件II:一个剂量三甲基乙酸。
蚀刻条件III:三个剂量三甲基乙酸及三个剂量水。
蚀刻条件IV:三个剂量三甲基乙酸及一个剂量水。
蚀刻条件V:一个剂量三甲基乙酸及三个剂量水。
蚀刻条件VI:三个剂量三甲基乙酸(在更高温度,85℃下)及三个剂量水。
蚀刻条件VII:两个剂量水。
蚀刻条件VIII:三个剂量三甲基乙酸(在更高温度,85℃下)及一个剂量水。
蚀刻条件IX:三个剂量三甲基乙酸(在更低温度,60℃下;陷留模式;利用氮气载气递送)及两个剂量水。
蚀刻条件X:三个剂量三甲基乙酸(在更低温度,60℃下;陷留模式;利用氮气载气递送)及一个剂量水。
蚀刻条件XI:不利用三甲基乙酸及水的热处理(在120℃或170℃下)。
蚀刻条件XII:利用水的热处理(在120℃下)。
蚀刻条件XIII:利用三甲基乙酸的热处理(在120℃下)。
蚀刻条件XIV:一个剂量三甲基乙酸(在75℃下;利用氮气载气递送)及一个剂量水。
蚀刻条件XV:一个剂量三甲基乙酸,仅在三甲基乙酸的较低温度(50℃)下。
蚀刻条件XVI:一个剂量三甲基乙酸及一个剂量水+氧气。
蚀刻条件XVII:一个剂量三甲基乙酸及一个、两个或三个剂量水+氧气。
蚀刻条件XVIII:一个剂量三甲基乙酸及三个剂量过氧化氢。
蚀刻条件XIX:一个剂量异丁酸及两个或四个剂量氧气。
蚀刻条件XX:一个剂量异丁酸及四个剂量水+氧气。
蚀刻条件XXI:一个剂量丙酸及两个或四个剂量氧气。
蚀刻条件XXII:一个剂量丙酸及两个剂量水+氧气。
实施例1:在标准条件下的钴ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件I下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在280℃及工艺腔室内部加热器设置在335℃历经350个循环过程,其中各循环包含一个剂量三甲基乙酸及一个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰(pressure spike))的0.5秒暴露;
(b)利用5sccm氮气的5秒吹扫;
(c)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在约80℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);及
(d)利用5sccm氮气的5秒吹扫。
于350个循环后,(i)钴是由置于工艺腔室入口(加热至约280℃)附近的钴试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率,(ii)最大/>钴是由置于工艺腔室中心(加热至约335℃)附近的钴试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率及(iii)/>钴是由置于工艺腔室出口(加热至约280℃)附近的钴试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率。
实施例2:在标准条件下的钴ALE
于此实施例中,ALE是在蚀刻条件II下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在280℃及工艺腔室内部加热器设置在335℃历经350个循环过程。各蚀刻循环包含:
(a)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;同时加热至及保持在80℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);及
(b)接着利用5sccm氮气的5秒吹扫。
于350个循环后,(i)约钴是由置于工艺腔室入口(加热至约280℃)附近的钴试片蚀刻,(ii)约/>钴是由置于工艺腔室中心(加热至约335℃)附近的钴试片蚀刻;及(iii)约/>钴是由置于工艺腔室出口(加热至约280℃)附近的钴试片蚀刻。鉴于对这样的低蚀刻测量值的不确定度,可将这些测量值解释为意指钴蚀刻未发生。
实施例3:在标准条件下的钴ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件I下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在280℃及工艺腔室内部加热器设置在335℃历经500个循环过程,其中各循环包含一个剂量三甲基乙酸及一个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(b)利用5sccm氮气的5秒吹扫;
(c)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在80℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);及
(d)利用5sccm氮气的5秒吹扫。
于350个循环后,(i)27至钴是由置于工艺腔室入口(加热至约280℃)附近的钴试片蚀刻,表示0.054至/>/循环的蚀刻速率,
(ii)37至钴是由置于工艺腔室中心(加热至约335℃)附近的钴试片蚀刻,表示0.074至/>/循环的蚀刻速率及(iii)28至/>钴是由置于工艺腔室出口(加热至约280℃)附近的钴试片蚀刻,表示0.056至/>/循环的蚀刻速率。提供蚀刻范围,其反映此实验经重复三次及显示可重复。
实施例4:在标准条件下的钴ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件III下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在280℃及工艺腔室内部加热器设置在335℃历经500个循环过程,其中各循环包含三个剂量三甲基乙酸及三个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(b)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(c)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(d)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(e)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(f)利用5sccm氮气的5秒吹扫;
(g)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在80℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);
(h)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(i)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在80℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);
(j)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(k)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在80℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);及
(l)利用5sccm氮气的5秒吹扫。
于500个循环后,(i)钴是由置于工艺腔室入口(加热至约280℃)附近的钴试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率,(ii)/>钴是由置于工艺腔室中心(加热至约335℃)附近的钴试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率及(iii)/>钴是由置于工艺腔室出口(加热至约280℃)附近的钴试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率。
实施例5:在标准条件下的钴ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件III下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在280℃及工艺腔室内部加热器设置在335℃历经250个循环过程,其中各循环包含三个剂量三甲基乙酸及三个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(b)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(c)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(d)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(e)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(f)利用5sccm氮气的5秒吹扫;
(g)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在80℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);
(h)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(i)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在80℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);
(j)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(k)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在80℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);及
(l)利用5sccm氮气的5秒吹扫。
于250个循环后,(i)钴是由置于工艺腔室入口(加热至约280℃)附近的钴试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率,(ii)/>钴是由置于工艺腔室中心(加热至约335℃)附近的钴试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率及(iii)/>钴是由置于工艺腔室出口(加热至约280℃)附近的钴试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率。
实施例6:在标准条件下的钴ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件IV下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在280℃及工艺腔室内部加热器设置在335℃历经250个循环过程,其中各循环包含三个剂量三甲基乙酸及一个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(b)利用5sccm氮气的5秒吹扫;
(c)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在80℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);
(d)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(e)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在80℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);
(f)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(g)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在80℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);及
(h)利用5sccm氮气的5秒吹扫。
于250个循环后,(i)钴是由置于工艺腔室入口(加热至约280℃)附近的钴试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率,及(ii)/> 钴是由置于工艺腔室中心(加热至约335℃)附近的钴试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率及(iii)/>钴是由置于工艺腔室出口(加热至约280℃)附近的钴试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率。
实施例7:在标准条件下的钴ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件IV下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在280℃及工艺腔室内部加热器设置在335℃历经250个循环过程,其中各循环包含一个剂量三甲基乙酸及三个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(b)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(c)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(d)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(e)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(f)利用5sccm氮气的5秒吹扫;
(g)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在80℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);及
(h)利用5sccm氮气的5秒吹扫。
于250个循环后,(i)钴是由置于工艺腔室入口(加热至约280℃)附近的钴试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率,(ii)/>钴是由置于工艺腔室中心(加热至约335℃)附近的钴试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率及(iii)/>钴是由置于工艺腔室出口(加热至约280℃)附近的钴试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率。
实施例8:一系列在标准条件下的钴ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件VI下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在280℃及工艺腔室内部加热器设置在335℃历经60至1000个循环过程,其中各循环包含三个剂量三甲基乙酸(在85℃的升高的温度下)及三个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(b)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(c)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(d)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(e)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(f)利用5sccm氮气的5秒吹扫;
(g)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在85℃(未经校正的温度),其导致1.20至1.40托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);
(h)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(i)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在85℃(未经校正的温度),其导致1.20至1.40托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);
(j)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(k)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在85℃(未经校正的温度),其导致1.20至1.40托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);及
(l)利用5sccm氮气的5秒吹扫。
于此工艺后,将变化量的钴是由置于工艺腔室中心(加热至约335℃)附近的钴试片蚀刻,表示变化的蚀刻速率,如下表1中所示。蚀刻速率随着蚀刻循环数目增加而减少,及此可通过存在越来越少剩余待蚀刻的钴的事实解释。在蚀刻之前,钴膜的总厚度为约/>
表1
实施例9:在标准条件下的钴ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件IV下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在300℃及工艺腔室内部加热器设置在335℃历经250个循环过程,其中各循环包含三个剂量三甲基乙酸及一个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(b)利用5sccm氮气的5秒吹扫;
(c)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在80℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);
(d)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(e)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在80℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);
(f)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(g)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在80℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);
(h)利用5sccm氮气的5秒吹扫。
于250个循环后,将14至钴是由置于工艺腔室中心(加热至约300℃)附近的钴试片蚀刻,反映0.056至/>/循环的蚀刻速率。
实施例10:在标准条件下的钴ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件III下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在280℃及工艺腔室内部加热器设置在335℃历经250个循环过程,其中各循环包含三个剂量三甲基乙酸(利用不同预加热的温度)及三个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(b)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(c)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(d)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(e)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(f)利用5sccm氮气的5秒吹扫;
(g)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;分别加热至及保持在80℃、85℃或90℃(未经校正的温度),其导致压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);
(h)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(i)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;分别加热至及保持在80℃、85℃或90℃(未经校正的温度),其导致压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);
(j)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(k)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;分别加热至及保持在80℃、85℃或90℃(未经校正的温度),其导致压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);及
(l)利用5sccm氮气的5秒吹扫。
于250个循环后,其中三甲基乙酸已经加热至80℃,(i)钴是由置于工艺腔室的反应器入口(加热至约300℃)附近的钴试片蚀刻,反映/>/循环的蚀刻速率,(ii)/>钴是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约335℃)附近的钴试片蚀刻,反映/循环的蚀刻速率及(iii)/>钴是由置于工艺腔室的反应器出口(加热至约300℃)附近的钴试片蚀刻,反映/>/循环的蚀刻速率。
于250个循环后,其中三甲基乙酸已经加热至85℃,(i)钴是由置于工艺腔室的反应器入口(加热至约300℃)附近的钴试片蚀刻,反映/>/循环的蚀刻速率,(ii)/>钴是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约335℃)附近的钴试片蚀刻,反映/循环的蚀刻速率及(iii)/>钴是由置于工艺腔室的反应器出口(加热至约300℃)附近的钴试片蚀刻,反映/>/循环的蚀刻速率。
于250个循环后,其中三甲基乙酸已经加热至90℃,(i)钴是由置于工艺腔室的反应器入口(加热至约300℃)附近的钴试片蚀刻,反映/>/循环的蚀刻速率,(ii)/>钴是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约335℃)附近的钴试片蚀刻,反映/循环的蚀刻速率及(iii)/>钴是由置于工艺腔室的反应器出口(加热至约300℃)附近的钴试片蚀刻,反映/>/循环的蚀刻速率。
实施例11:在标准条件下的钴热处理
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件VII下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在280℃及工艺腔室内部加热器设置在335℃历经250个循环过程,其中各循环包含两个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(b)利用5sccm氮气的5秒吹扫;
(c)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;及
(d)利用5sccm氮气的30秒吹扫。
于250个循环后,钴是由置于工艺腔室中心(加热至约335℃)附近的钴试片蚀刻。
实施例12:在标准条件下的钨、铜、钴、经抛光的钼及未经抛光的钼ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件VIII下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在280℃及工艺腔室内部加热器设置在335℃历经1000个循环过程,其中各循环包含三个剂量三甲基乙酸(预加热至85℃)及一个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(b)利用5sccm氮气的6秒吹扫;
(c)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在85℃(未经校正的温度),其导致压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);
(d)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(e)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在85℃(未经校正的温度),其导致压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);
(f)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(g)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(通过蒸气抽吸递送;加热至及保持在85℃(未经校正的温度),其导致压力尖峰)的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);及
(h)利用5sccm氮气的5秒吹扫。
于1000个循环后,其中三甲基乙酸已经加热至85℃,(i)钨是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约335℃)附近的钨试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率,(ii)/>钼是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约335℃)附近的经抛光的钼试片蚀刻,表示/> /循环的蚀刻速率,(iii)/>钼是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约335℃)附近的未经抛光的钼试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率,(iv)101至/>钴是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约335℃)附近的钴试片蚀刻,表示/循环的蚀刻速率及(v)220至/>铜是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约335℃)附近的铜试片蚀刻,表示0.220至/>/循环的蚀刻速率。
实施例13:在标准条件下的钨、铜、钴、经抛光的钼及未经抛光的钼ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件IX下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在280℃及工艺腔室内部加热器设置在335℃历经250个循环过程,其中各循环包含三个剂量三甲基乙酸(预加热至60℃,以陷留模式使用及利用氮气载气递送)及两个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(b)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(c)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(d)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(e)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在N2的帮助下递送,同时保持在60℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露;(注释:沉积腔室出口已在递送三甲基乙酸之前关闭,以便保持其陷留于腔室中。于三甲基乙酸的此脉冲后,将反应器出口保持关闭持续再1秒,以保持三甲基乙酸陷留于反应器中(以最大化其影响),然后将反应器的真空打开,以排空来自反应器的气体);
(f)利用5sccm氮气的0.1秒吹扫;
(g)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在N2的帮助下递送,同时保持在60℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露;(注释:沉积腔室出口已在递送三甲基乙酸之前关闭,以便保持其陷留于腔室中。于三甲基乙酸的此脉冲后,将反应器出口保持关闭持续再1秒,以保持三甲基乙酸陷留于反应器中(以最大化其影响),然后将反应器的真空打开,以排空来自反应器的气体);
(h)利用5sccm氮气的0.1秒吹扫;
(i)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在N2的帮助下递送,同时保持在60℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露;(注释:沉积腔室出口已在递送三甲基乙酸之前关闭,以便保持其陷留于腔室中。于三甲基乙酸的此脉冲后,将反应器出口保持关闭持续再1秒,以保持三甲基乙酸陷留于反应器中(以最大化其影响),然后将反应器的真空打开,以排空来自反应器的气体);及(j)利用5sccm氮气的5秒吹扫。
于250个循环后,其中三甲基乙酸已经加热至60℃,(i)钨是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约335℃)附近的钨试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率,(ii)/>钼是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约335℃)附近的经抛光的钼试片蚀刻,表示/> /循环的蚀刻速率,(iii)/>钼是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约335℃)附近的未经抛光的钼试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率,(iv)103至/>钴是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约335℃)附近的钴试片蚀刻,表示0.41至/>/循环的蚀刻速率及(v)/>铜是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约335℃)附近的铜试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率。
实施例14:在标准条件下的铜ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件X下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在280℃及工艺腔室内部加热器设置在335℃历经250、175、320、350或700个循环过程,其中各循环包含三个剂量三甲基乙酸(预加热至60℃,以陷留模式使用及利用氮气载气递送)及一个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(b)利用5sccm氮气的1秒吹扫;
(c)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在N2的帮助下递送,同时保持在60℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露;(注释:沉积腔室出口已在递送三甲基乙酸之前关闭,以便保持其陷留于腔室中。于三甲基乙酸的此脉冲后,将反应器出口保持关闭持续再1秒,以保持三甲基乙酸陷留于反应器中(以最大化其影响),然后将反应器的真空打开,以排空来自反应器的气体);
(d)利用5sccm氮气的0.1秒吹扫;
(e)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在N2的帮助下递送,同时保持在60℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露;(注释:沉积腔室出口已在递送三甲基乙酸之前关闭,以便保持其陷留于腔室中。于三甲基乙酸的此脉冲后,将反应器出口保持关闭持续再1秒,以保持三甲基乙酸陷留于反应器中(以最大化其影响),然后将反应器的真空打开,以排空来自反应器的气体);
(f)利用5sccm氮气的0.1秒吹扫;
(g)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在N2的帮助下递送,同时保持在60℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露;(注释:沉积腔室出口已在递送三甲基乙酸之前关闭,以便保持其陷留于腔室中。于三甲基乙酸的此脉冲后,将反应器出口保持关闭持续再1秒,以保持三甲基乙酸陷留于反应器中(以最大化其影响),然后将反应器的真空打开,以排空来自反应器的气体);及
(h)利用5sccm氮气的5秒吹扫。
在任何蚀刻处理之前,此实施例的铜样品的RMS为0.73nm(粗糙度),如通过AFM所测量。
于250个循环及其中三甲基乙酸经加热至60℃后,铜是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约200℃)附近的铜试片蚀刻,表示/>/循环的蚀刻速率。
于175个循环及其中三甲基乙酸经加热至60℃后,(i)30至铜是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约180℃)附近的铜试片蚀刻,表示0.17至/>/循环的蚀刻速率,(ii)13至/>铜是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约160℃)附近的铜试片蚀刻,表示0.07至/>/循环的蚀刻速率,(iii)37至/>铜是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约140℃)附近的铜试片蚀刻,表示0.21至/>/循环的蚀刻速率,(iv)18至/>铜是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约130℃)附近的铜试片蚀刻,表示0.11至/>/个循环的蚀刻速率及(v)21至/>铜是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约120℃)附近的铜试片蚀刻,表示0.12至/>/循环的蚀刻速率。
于350个循环及其中三甲基乙酸经加热至60℃后,25至铜是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约120℃)附近的铜试片蚀刻,表示0.07至/>/循环的蚀刻速率及于此处理后,铜膜具有2.41nm的RMS(粗糙度),如通过AFM所测量,可于蚀刻处理后见到一些膜点蚀。
于700个循环及其中三甲基乙酸经加热至60℃后,52至铜是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约120℃)附近的铜试片蚀刻,表示0.08至/>/循环的蚀刻速率及于此处理后,铜膜具有10.79nm的RMS(粗糙度),如通过AFM所测量,于此蚀刻方案后,膜点蚀及岛形成极其普遍。
于320个循环及其中三甲基乙酸经加热至60℃后,11至铜是由置于工艺腔室的反应器中心(加热至约110℃)附近的铜试片蚀刻,表示0.034至/>/循环的蚀刻速率及于此处理后,铜膜具有1.67nm的RMS(粗糙度),如通过AFM所测量,于蚀刻处理后,几乎不可能见到膜点蚀。
以上结果概述于表2中。表2还显示在200℃、180℃及160℃下蚀刻的铜膜变得绝缘,而在等于或低于140℃的温度下蚀刻的铜膜仍导电。
表2
实施例15:在标准条件下铜热处理
于此实施例中,ALE是在蚀刻条件XI下进行,其中工艺腔室外部加热器及工艺腔室内部加热器各设置在相同温度(120℃或170℃)。
于一个运行中,将铜样品在120℃下加热3.5小时。于此处理后,观察到极少量针孔,及无高岛形成,但是表面形态学变得更粗糙;铜膜具有1.49nm的RMS(粗糙度),如通过AFM所测量。铜未经蚀刻。
于另一运行中,将铜样品在170℃下加热70分钟。于此处理后,观察到许多针孔及许多新鲜形成的高岛。铜未经蚀刻。
实施例16:在标准条件下的铜热处理
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件XII下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在120℃及工艺腔室内部加热器设置在120℃历经350个循环过程,其中各循环包含一个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;及
(b)利用5sccm氮气的36.9秒吹扫。
于350个循环后,未观察到针孔及高岛形成,但是表面形态学变得更粗糙;铜膜具有2.04nm的RMS(粗糙度),如通过AFM所测量。铜未经蚀刻。
实施例17:在标准条件下的铜热处理
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件XII下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在120℃及工艺腔室内部加热器设置在120℃历经350个循环过程,其中各循环包含一个剂量三甲基乙酸:
(a)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在N2的帮助下递送,同时保持在60℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露;(注释:沉积腔室出口已在递送三甲基乙酸之前关闭,以便保持其陷留于腔室中。于三甲基乙酸的此脉冲后,将反应器出口保持关闭持续再1秒,以保持三甲基乙酸陷留于反应器中(以最大化其影响),然后将反应器的真空打开,以排空来自反应器的气体);
(b)利用5sccm氮气的0.1秒吹扫;
(c)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在N2的帮助下递送,同时保持在60℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露;(注释:沉积腔室出口已在递送三甲基乙酸之前关闭,以便保持其陷留于腔室中。于三甲基乙酸的此脉冲后,将反应器出口保持关闭持续再1秒,以保持三甲基乙酸陷留于反应器中(以最大化其影响),然后将反应器的真空打开,以排空来自反应器的气体);
(d)利用5sccm氮气的0.1秒吹扫;
(e)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在N2的帮助下递送,同时保持在60℃(未经校正的温度),其导致0.930至0.960托的压力尖峰)的0.5秒暴露;(注释:沉积腔室出口已在递送三甲基乙酸之前关闭,以便保持其陷留于腔室中。于三甲基乙酸的此脉冲后,将反应器出口保持关闭持续再1秒,以保持三甲基乙酸陷留于反应器中(以最大化其影响),然后将反应器的真空打开,以排空来自反应器的气体);及
(f)利用5sccm氮气的5秒吹扫。
于350个循环后,观察到一些针孔,但是无高岛形成;铜膜具有1.54nm的RMS(粗糙度),如通过AFM所测量,较暴露于单独水的脉冲的膜更光滑。介于与/>之间的铜经蚀刻。/>
实施例18:在标准条件下的铜ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件XIV下进行,其中工艺腔室外部加热器设置在140℃及工艺腔室内部加热器设置在140℃历经700、1750或3000个循环过程,其中各循环包含一个剂量三甲基乙酸(在75℃下预加热)及一个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在稍微高于室温的温度(约30℃)下,其导致0.650至0.700托的压力尖峰)的0.5秒暴露;
(b)利用5sccm氮气的5秒吹扫;
(c)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在N2的帮助下递送及加热至及保持在75℃(未经校正的温度))的0.5秒暴露(注释:三甲基乙酸是以流通模式在无载气的帮助下使用);及
(d)利用5sccm氮气的10秒吹扫。
在任何蚀刻处理之前,铜样品的RMS为0.73nm(粗糙度),如通过AFM所测量。
于700个循环后,20至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为7.2至7.9μΩ.cm。可检测到少量针孔及无结晶铜的高岛。蚀刻后的铜膜的粗糙度为1.255nm。
于1750个循环及0.5托的初始基础压力后,(i)针对反应器入口附近的试片,铜经蚀刻,膜电阻率为9μΩ.cm,及粗糙度为4.8nm,(ii)针对反应器中心附近的试片,20至铜经蚀刻,膜电阻率为9至19μΩ.cm,及粗糙度自1.7至5.4nm变化及(iii)针对反应器出口附近的试片,/>铜经蚀刻,膜电阻率为67μΩ.cm,及粗糙度为4.3nm。在试片中的任一者上可检测到针孔,但是未检测到结晶铜的高岛。
于1750个循环及0.75托的初始基础压力后,(i)针对反应器入口附近的试片,铜经蚀刻,膜电阻率为7.3μΩ.cm,及粗糙度自2.8至3.5nm变化,(ii)针对反应器中心附近的试片,/>铜经蚀刻,膜电阻率为35μΩ.cm,及粗糙度自3.1至5.4nm变化及(iii)针对反应器出口附近的试片,/>铜经蚀刻,膜电阻率为55μΩ.cm,及粗糙度为4.5nm。在试片中的任一者上可检测到针孔,但是未检测到结晶铜的高岛。
于3000个循环及0.17托的初始基础压力后,(i)针对反应器入口附近的试片,39至铜经蚀刻,膜电阻率为10至11μΩ.cm,及粗糙度为4.0nm,(ii)针对反应器中心附近的试片,/>铜经蚀刻,铜膜变得绝缘,及粗糙度为3.3nm及(iii)针对反应器出口附近的试片,/>铜经蚀刻,铜膜变得绝缘,及粗糙度为3.8nm。在试片中的任一者上可检测到针孔,但是未检测到结晶铜的高岛。
于仅水的脉冲的1750个循环及0.18托的初始基础压力后,(i)针对反应器入口附近的试片,铜未经蚀刻,及粗糙度为3.15nm,(ii)针对反应器中间附近的试片,铜未经蚀刻,及粗糙度为1.8nm及(iii)针对反应器出口附近的试片,铜未经蚀刻,及粗糙度为3.9nm。在试片中的任一者上可检测到针孔,及也可检测到结晶铜的高岛。
以上实施例18的数据概述于表3及表4中。
表3
表4
如上所指定,蚀刻条件XV至XVII及实施例19至24的实验是于具有漏斗盖的ALD系统中进行。此ALD系统具有容纳至多12”直径晶圆尺寸的容量。此ALD系统具有加热基座,晶圆放置在其上面。针对各实验,将44mm x44mm测试基板放置在300mm载体晶圆上。该测试基板通过200mm晶圆上方的钛的物理气相沉积(PVD),接着钛层上方的/>铜的PVD制备。然后将200mm晶圆分割成44mm x44mm测试基板。三甲基乙酸获自MilliporeSigma。蚀刻条件XV中的三甲基乙酸的正常温度为50℃。蚀刻条件XVI至XVII中的三甲基乙酸的正常温度为60℃。针对各实验,将基座加热至高于意欲样品温度25℃的温度以适应跨载体晶圆的温度梯度。整个工艺中,连续运行140sccm、140sccm及200sccm的氩气吹扫流以保护腔室的敏感内部部件。/>
实施例19:在标准条件下的铜ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件XV下进行,其中工艺腔室基座加热器设置在225℃(对应于200℃的估计的样品温度)及工艺腔室盖加热器设置在130℃历经100个循环过程,其中各循环包含一个剂量三甲基乙酸(在50℃下预加热):
(a)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在100sccm作为载气的氩气的帮助下递送)的5秒暴露,同时将腔室压力维持在2.0托;及
(b)利用约1000至1500sccm氩气的约75秒吹扫。
在任何蚀刻处理之前,铜样品的RMS粗糙度为1.3nm(粗糙度),如通过AFM所测量。在任何蚀刻处理之前在铜样品上可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。在蚀刻之前,跨测试基板表面的典型电阻率为3.3μΩ.cm。
于100个循环后,3至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.6μΩ.cm。
实施例20:在标准条件下的铜ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件XVI下进行,其中工艺腔室基座加热器设置在165℃、245℃或325℃(对应于140℃、220℃或300℃的估计的样品温度)及工艺腔室盖加热器设置在130℃历经200个循环过程,其中各循环包含一个剂量三甲基乙酸(在60℃下预加热)及与氧气同向流动的一个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在室温(25℃)下,及通过100sccm Ar流过提供H2O剂量的管线的加上200sccm Ar流过H2O通过其到达腔室的歧管的帮助)及氧气O2(以800sccm递送)的2秒暴露,同时将腔室压力维持在2.0托;
(b)利用1500sccm氩气的10秒吹扫;
(c)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在100sccm作为载气的氩气的帮助下递送)的5秒暴露,同时将腔室压力维持在2.0托;及
(d)利用1500sccm氩气的60秒吹扫。
在任何蚀刻处理之前,铜样品的RMS粗糙度为1.3nm(粗糙度),如通过AFM所测量。在任何蚀刻处理之前在铜样品上可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。在蚀刻之前,跨测试基板表面的典型电阻率为3.3μΩ.cm。
于200个循环后,其中工艺腔室基座加热器设置在165℃(对应于140℃的估计的样品温度),10至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.6μΩ.cm。可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。蚀刻后的铜膜的粗糙度为1.5nm。
于200个循环后,其中工艺腔室基座加热器设置在245℃(对应于220℃的估计的样品温度),95至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为5.1μΩ.cm。可检测到针孔,及可检测到结晶铜的一些高岛。蚀刻后的铜膜的粗糙度为10.6nm。
于200个循环后,其中工艺腔室基座加热器设置在325℃(对应于300℃的估计的样品温度),202至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为198μΩ.cm。结晶铜的高岛为主导特征。蚀刻后的铜膜的粗糙度为48.2nm。
实施例21:在标准条件下的铜ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件XVI下进行,其中工艺腔室基座加热器设置在195℃(对应于170℃的估计的样品温度)及工艺腔室盖加热器设置在130℃历经100个循环过程,其中各循环包含一个剂量三甲基乙酸(在60℃下预加热)及与氧气同向流动的一个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在室温(25℃)下)及氧气O2(以0(零)、200、400、600或800sccm递送)的2秒暴露,同时将腔室压力维持在2.0托;
(b)利用1500sccm氩气的10秒吹扫;
(c)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在100sccm作为载气的氩气的帮助下递送)的5秒暴露,同时将腔室压力维持在2.0托;及
(d)利用1500sccm氩气的60秒吹扫。
在任何蚀刻处理之前,铜样品的RMS粗糙度为1.3nm(粗糙度),如通过AFM所测量。在任何蚀刻处理之前在铜样品上可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。在蚀刻之前,跨测试基板表面的典型电阻率为3.3μΩ.cm。
于利用0(零)sccm O2同向流动的100个循环后,8至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.6μΩ.cm。
于利用200sccm O2同向流动的100个循环后,8至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.7μΩ.cm。
于利用400sccm O2同向流动的100个循环后,11至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.6μΩ.cm。
于利用800sccm O2同向流动的100个循环后,12至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.5μΩ.cm。可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。蚀刻后的铜膜的粗糙度为1.6nm。
实施例22:在标准条件下的铜ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件XVII下进行,其中工艺腔室基座加热器设置在195℃(对应于170℃的估计的样品温度)及工艺腔室盖加热器设置在130℃历经100个循环过程,其中各循环包含一个剂量三甲基乙酸(在60℃下预加热)及与氧气同向流动的一个、两个或三个剂量水:
(a)与或不与水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在室温(25℃)下)同时提供的氧气O2(以800sccm递送)的一个、两个或三个连续2秒暴露,其中各连续剂量通过利用800sccm氩气的5秒吹扫分开,同时将腔室压力维持在2.0托;
(b)利用1500sccm氩气的10秒吹扫;
(c)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在100sccm作为载气的氩气的帮助下递送)的5秒暴露,同时将腔室压力维持在2.0托;及
(d)利用1500sccm氩气的60秒吹扫。
在任何蚀刻处理之前,铜样品的RMS粗糙度为1.3nm(粗糙度),如通过AFM所测量。在任何蚀刻处理之前在铜样品上可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。在蚀刻之前,跨测试基板表面的典型电阻率为3.3μΩ.cm。
于100个循环后,其中于步骤(a)中利用一个剂量800sccm O2/循环,8至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.7μΩ.cm。/>
于100个循环后,其中于步骤(a)中利用一个剂量H2O蒸气+800sccm O2/循环,12至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.5μΩ.cm。可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。蚀刻后的铜膜的粗糙度为1.6nm。
于100个循环后,其中于步骤(a)中利用两个剂量H2O蒸气+800sccm O2/循环,13至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.5μΩ.cm。
于100个循环后,其中于步骤(a)中利用三个剂量H2O蒸气+800sccm O2/循环,13至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.5μΩ.cm。
实施例23:在标准条件下的铜ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件XVI下进行,其中工艺腔室基座加热器设置在195℃(对应于170℃的估计的样品温度)及工艺腔室盖加热器设置在130℃历经100个循环过程,其中各循环包含一个剂量三甲基乙酸(在60℃下预加热)及与800sccm氧气同向流动的一个剂量水:
(a)水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在室温(25℃)下)及氧气O2(以800sccm递送)的2秒暴露,同时将腔室压力维持在1.0、2.0或4.0托;
(b)利用1500sccm氩气的10秒吹扫;
(c)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在100sccm作为载气的氩气的帮助下递送)的5秒暴露,同时将腔室压力维持在1.0、2.0或4.0托;及
(d)利用1500sccm氩气的60秒吹扫。
在任何蚀刻处理之前,铜样品的RMS粗糙度为1.3nm(粗糙度),如通过AFM所测量。在任何蚀刻处理之前在铜样品上可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。在蚀刻之前,跨测试基板表面的典型电阻率为3.3μΩ.cm。
于100个循环后,其中在H2O+O2及三甲基乙酸剂量期间腔室压力维持在1.0托,11至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.5μΩ.cm。可检测到针孔,及可检测到一些具有约40至50nm的宽度的稀疏粒子。不可检测到铜的高岛。蚀刻后的铜膜的粗糙度为1.3nm。
于100个循环后,其中在H2O+O2及三甲基乙酸剂量期间腔室压力维持在2.0托,12至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.5μΩ.cm。可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。蚀刻后的铜膜的粗糙度为1.6nm。
于100个循环后,其中在H2O+O2及三甲基乙酸剂量期间腔室压力维持在4.0托,7至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.7μΩ.cm。可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。蚀刻后的铜膜的粗糙度为1.9nm。
实施例24:在标准条件下的铜ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件XVII下进行,其中工艺腔室基座加热器设置在195℃(对应于170℃的估计的样品温度)及工艺腔室盖加热器设置在130℃历经100个循环过程,其中各循环包含一个剂量三甲基乙酸(在60℃下预加热)及与氧气同向流动的两个剂量水:
(a)与水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在室温(25℃)下)同时提供的氧气O2(以800sccm递送)的两个连续2秒暴露,其中各连续剂量通过利用800sccm氩气的5秒吹扫分开,同时将腔室压力维持在2.0托;
(b)利用1500sccm氩气的10秒吹扫;
(c)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在100sccm作为载气的氩气的帮助下递送)的2秒、4秒、6秒、8秒或10秒暴露,同时将腔室压力维持在2.0托;及
(d)利用1500sccm氩气的60秒吹扫。
于此实施例中,在蚀刻之前,铜膜已通过化学机械平坦化从约 的原始接收态的厚度变薄至约/>的厚度。在任何蚀刻处理之前,铜样品的RMS粗糙度为0.7nm(粗糙度),如通过AFM所测量。在蚀刻之前可检测到针孔,及可检测到一些具有约40nm的宽度的稀疏粒子。在蚀刻之前不可检测到铜的高岛。在蚀刻之前,跨测试基板表面的典型电阻率为3.4至3.5μΩ.cm。
于利用2秒三甲基乙酸剂量的100个循环后,5至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.5μΩ.cm。可检测到针孔,及可检测到一些约40至80nm的稀疏小粒子。不可检测到铜的高岛。蚀刻后的铜膜的粗糙度为1.0nm。
于利用4秒三甲基乙酸剂量的100个循环后,7至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.5μΩ.cm。可检测到针孔,及可检测到一些具有约40至50nm的宽度的稀疏粒子。不可检测到铜的高岛。蚀刻后的铜膜的粗糙度为1.2nm。
于利用6秒三甲基乙酸剂量的100个循环后,14至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.4μΩ.cm。可检测到针孔及长凹坑,及可检测到一些具有约40nm的宽度的稀疏粒子。不可检测到铜的高岛。蚀刻后的铜膜的粗糙度为1.3nm。
于利用8秒三甲基乙酸剂量的100个循环后,16至铜经蚀刻。
于利用10秒三甲基乙酸剂量的100个循环后,16至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.5μΩ.cm。
实施例25:在标准条件下的铜ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件XVIII下进行,其中工艺腔室基座加热器设置在165℃、195℃或225℃(对应于140℃、170℃或200℃的估计的样品温度)及工艺腔室盖加热器设置在130℃历经200个循环过程,其中各循环包含一个剂量三甲基乙酸(在60℃下预加热)及三个剂量过氧化氢:
(a)过氧化氢H2O2(通过蒸气抽吸递送,同时保持在室温(25℃)下)的三个连续2秒暴露,其中各连续剂量通过利用800sccm氩气的5秒吹扫分开,同时将腔室压力维持在1.0托;
(b)利用1500sccm氩气的30秒吹扫;
(c)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在100sccm作为载气的氩气的帮助下递送)的8秒暴露,同时将腔室压力维持在1.0托;及
(d)利用1500sccm氩气的60秒吹扫。
在任何蚀刻处理之前,铜样品的RMS粗糙度为约0.7nm(粗糙度),如通过AFM所测量。在任何蚀刻处理之前在铜样品上可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。在蚀刻之前,跨测试基板表面的典型电阻率为3.7μΩ.cm。
于200个循环后,其中工艺腔室基座加热器设置在165℃(对应于140℃的估计的样品温度),4至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.8μΩ.cm。可检测到针孔及小岛。蚀刻后的铜膜的粗糙度为1.8nm。
于200个循环后,其中工艺腔室基座加热器设置在195℃(对应于170℃的估计的样品温度),10至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为3.8μΩ.cm。可检测到针孔,及可检测到铜晶粒的粗化。蚀刻后的铜膜的粗糙度为2.4nm。
于200个循环后,其中工艺腔室基座加热器设置在225℃(对应于200℃的估计的样品温度),13至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为4.9μΩ.cm。
实施例26:在标准条件下的钴ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件XVIII下进行,其中工艺腔室基座加热器设置在375℃(对应于350℃的估计的样品温度)及工艺腔室盖加热器设置在130℃历经180个循环过程,其中各循环包含一个剂量三甲基乙酸(在60℃下预加热)及三个剂量过氧化氢:
(a)过氧化氢H2O2(通过蒸气抽吸递送,同时保持在室温(25℃)下)的三个连续5秒暴露,其中各连续剂量通过利用800sccm氩气的2秒吹扫分开,同时将腔室压力维持在1.0托;
(b)利用1500sccm氩气的30秒吹扫;
(c)三甲基乙酸(CH3)3C-COOH(在100sccm作为载气的氩气的帮助下递送)的16秒暴露,同时将腔室压力维持在1.0托;及
(d)利用1500sccm氩气的60秒吹扫。
在任何蚀刻处理之前,实施例钴样品的RMS粗糙度为0.5nm,如通过AFM所测量。在任何蚀刻处理之前在钴样品上可检测到粒状表面,但是不可检测到结晶钴的高岛。
在蚀刻之前,样品上的钴的厚度为在蚀刻之前,跨测试基板表面的电阻率为24.8μΩ.cm。
于200个循环后,8至钴经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为12.8μΩ.cm。可检测到针孔,但是不可检测到结晶钴的高岛。蚀刻后的钴膜的粗糙度为0.9nm。
实施例27:在标准条件下的铜ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件XIX下进行,其中工艺腔室基座加热器设置在165℃(对应于140℃的估计的样品温度)及工艺腔室盖加热器设置在130℃历经100个循环过程,其中各循环包含一个剂量异丁酸(在50℃下预加热)及两个或四个剂量氧气:
(a)氧气O2的两个或四个连续2秒暴露,其中各连续剂量通过利用800sccm氩气的5秒吹扫分开,同时将腔室压力维持在4.0托;
(b)利用1500sccm氩气的10秒吹扫;
(c)异丁酸(CH3)2CH-COOH(在100sccm作为载气的氩气的帮助下递送)的30秒暴露,同时将腔室压力维持在4.0托;及
(d)利用1500sccm氩气的60秒吹扫。
在任何蚀刻处理之前,铜样品的RMS粗糙度为0.7nm(粗糙度),如通过AFM所测量。在任何蚀刻处理之前在铜样品上可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。在蚀刻之前,跨测试基板表面的典型电阻率为3.7μΩ.cm。
于利用两个剂量氧气/循环的100个循环后,104至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为5.2μΩ.cm。
于利用四个剂量氧气/循环的100个循环后,89至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为5.6μΩ.cm。
实施例28:在标准条件下的铜ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件XX下进行,其中工艺腔室基座加热器设置在165℃(对应于140℃的估计的样品温度)及工艺腔室盖加热器设置在130℃历经100个循环过程,其中各循环包含一个剂量异丁酸(在50℃下预加热)及与氧气同向流动的四个剂量水:
(a)与水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在室温(25℃)下)同时提供的氧气O2(以800sccm递送)的四个连续2秒暴露,其中各连续剂量通过利用800sccm氩气的5秒吹扫分开,同时将腔室压力维持在4.0托;
(b)利用1500sccm氩气的10秒吹扫;
(c)异丁酸(CH3)2CH-COOH(在100sccm作为载气的氩气的帮助下递送)的8秒、20秒或30秒暴露,同时将腔室压力维持在4.0托;及
(d)利用1500sccm氩气的60秒吹扫。
在任何蚀刻处理之前,铜样品的RMS粗糙度为0.7nm(粗糙度),如通过AFM所测量。在任何蚀刻处理之前在铜样品上可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。在蚀刻之前,跨测试基板表面的典型电阻率为3.7μΩ.cm。
于利用8秒异丁酸剂量的100个循环后,13至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为4.1μΩ.cm。
于利用20秒异丁酸剂量的100个循环后,46至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为4.8μΩ.cm。可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。蚀刻后的铜膜的粗糙度为1.4nm。
于利用30秒异丁酸剂量的100个循环后,75至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为5.8μΩ.cm。
实施例29:在标准条件下的铜ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件XXI下进行,其中工艺腔室基座加热器设置在165℃(对应于140℃的估计的样品温度)及工艺腔室盖加热器设置在130℃历经100个循环过程,其中各循环包含一个剂量丙酸(在40℃下预加热)及两个或四个剂量氧气:
(a)氧气O2的两个或四个连续2秒暴露,其中各连续剂量通过利用800sccm氩气的5秒吹扫分开,同时将腔室压力维持在4.0托;
(b)利用1500sccm氩气的10秒吹扫;
(c)丙酸CH3CH2-COOH(在100sccm作为载气的氩气的帮助下递送)的30秒暴露,同时将腔室压力维持在4.0托;及
(d)利用1500sccm氩气的60秒吹扫。
在任何蚀刻处理之前,铜样品的RMS粗糙度为0.7nm(粗糙度),如通过AFM所测量。在任何蚀刻处理之前在铜样品上可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。在蚀刻之前,跨测试基板表面的典型电阻率为3.7μΩ.cm。
于利用两个剂量氧气/循环的100个循环后,15至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为5.4μΩ.cm。
于利用四个剂量氧气/循环的100个循环后,124至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为7.2μΩ.cm。
实施例30:在标准条件下的铜ALE
于此实施例中,ALE是在如下蚀刻条件XXII下进行,其中工艺腔室基座加热器设置在165℃(对应于140℃的估计的样品温度)及工艺腔室盖加热器设置在130℃历经100个循环过程,其中各循环包含一个剂量丙酸(在40℃下预加热)及与氧气同向流动的两个剂量水:
(a)与水蒸气H2O(通过蒸气抽吸递送,同时保持在室温(25℃)下)同时提供的氧气O2(以800sccm递送)的两个连续2秒暴露,其中各连续剂量通过利用800sccm氩气的5秒吹扫分开,同时将腔室压力维持在4.0托;
(b)利用1500sccm氩气的10秒吹扫;
(c)丙酸CH3CH2-COOH(在100sccm作为载气的氩气的帮助下递送)的4秒、12秒、20秒或30秒暴露,同时将腔室压力维持在4.0托;及
(d)利用1500sccm氩气的60秒吹扫。
在任何蚀刻处理之前,铜样品的RMS粗糙度为0.7nm(粗糙度),如通过AFM所测量。在任何蚀刻处理之前在铜样品上可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。在蚀刻之前,跨测试基板表面的典型电阻率为3.7μΩ.cm。
于利用4秒丙酸剂量的100个循环后,15至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为4.1μΩ.cm。可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。蚀刻后的铜膜的粗糙度为1.4nm。
于利用12秒丙酸剂量的100个循环后,44至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为4.8μΩ.cm。可检测到针孔,但是不可检测到结晶铜的高岛。蚀刻后的铜膜的粗糙度为2.1nm。
于利用20秒丙酸剂量的100个循环后,67至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为5.6μΩ.cm。
于利用30秒丙酸剂量的100个循环后,81至铜经蚀刻,蚀刻后的膜电阻率为5.4μΩ.cm。
总结
已证实,如Cu、Co、Mo及W的金属可于约100℃至小于400℃的温度范围内蚀刻。单独不含卤素有机酸可诱导一些,但是有限的蚀刻。这可归因于金属表面上的原生氧化物层的移除。
铜在200℃或低于200℃的温度下的蚀刻通过将三甲基乙酸、异丁酸或丙酸用氧化剂循环来证实。该氧化剂可为水、氧气、与氧气同向流动的水或不同氧化剂及羟基化剂(诸如过氧化氢)。可选择氧化剂以修改蚀刻行为,诸如改善蚀刻选择性。于蚀刻后,膜相比于在蚀刻之前仅稍微更粗糙,及膜电阻率与在蚀刻之前的电阻率相似。
已证实,将三甲基乙酸、异丁酸或丙酸用水、氧气、与氧气同向流动的水或过氧化氢循环为金属的有效气相蚀刻工艺。这在不使用卤素或卤化化学品下进行。
虽然已利用一定程度的特定性描述及说明所公开及要求保护的主题,但是应了解,仅以举例的方式进行公开,且步骤的条件及顺序的许多变化可在不背离所公开及要求保护的主题的精神及范围下由本领域技术人员采用。
Claims (276)
1.一种于反应器中进行的用于选择性蚀刻金属基板的热原子层蚀刻方法,其包括以下步骤:
步骤1,其包括依序进行以下:
步骤1A,包括将金属表面暴露于包括水蒸气、氧气、臭氧、一氧化二氮、一氧化氮、过氧化氢、氧等离子体及其组合中的一者或多者的氧化蒸气,及
步骤1B,包括用惰性气体吹扫该氧化蒸气;及
步骤2,其包括依序进行以下:
步骤2A,包括将该金属表面暴露于一种或多种不含卤素有机酸挥发剂,及
步骤2B,包括将该一种或多种不含卤素有机酸挥发剂用惰性气体吹扫;
其中该方法的一个循环由式(步骤1)n+(步骤2)m确定,其中n及m各独立地为=1至20。
2.根据权利要求1的方法,其中n与m相同。
3.根据权利要求1的方法,其中n与m不同。
4.根据权利要求1的方法,其中n=1。
5.根据权利要求1的方法,其中n=2。
6.根据权利要求1的方法,其中n=3。
7.根据权利要求1的方法,其中n=4。
8.根据权利要求1的方法,其中n=5。
9.根据权利要求1的方法,其中n=10。
10.根据权利要求1的方法,其中n=15。
11.根据权利要求1的方法,其中n=20。
12.根据权利要求1的方法,其中m=1。
13.根据权利要求1的方法,其中m=2。
14.根据权利要求1的方法,其中m=3。
15.根据权利要求1的方法,其中m=4。
16.根据权利要求1的方法,其中m=5。
17.根据权利要求1的方法,其中m=10。
18.根据权利要求1的方法,其中m=15。
19.根据权利要求1的方法,其中m=20。
20.根据权利要求1的方法,其中n=1且m=1。
21.根据权利要求1的方法,其中n=2且m=2。
22.根据权利要求1的方法,其中n=3且m=3。
23.根据权利要求1的方法,其中n=4且m=4。
24.根据权利要求1的方法,其中n=5且m=5。
25.根据权利要求1的方法,其中n=10且m=10。
26.根据权利要求1的方法,其中n=15且m=15。
27.根据权利要求1的方法,其中n=20且m=20。
28.根据权利要求1的方法,其中该方法包括约20至约2200个循环。
29.根据权利要求1的方法,其中该方法包括约50个循环。
30.根据权利要求1的方法,其中该方法包括约100个循环。
31.根据权利要求1的方法,其中该方法包括约200个循环。
32.根据权利要求1的方法,其中该方法包括约250个循环。
33.根据权利要求1的方法,其中该方法包括约350个循环。
34.根据权利要求1的方法,其中该方法包括约500个循环。
35.根据权利要求1的方法,其中该方法包括选择性蚀刻铜、钴、钼及钨中的一者或多者。
36.根据权利要求1的方法,其中该方法包括优先选择性蚀刻铜,而非镍、铂、钌、氧化锆及SiO2中的一者或多者。
37.根据权利要求1的方法,其中该方法包括优先选择性蚀刻钴,而非镍、铂、钌、氧化锆及SiO2中的一者或多者。
38.根据权利要求1的方法,其中该方法包括优先选择性蚀刻钼,而非镍、铂、钌、氧化锆及SiO2中的一者或多者。
39.根据权利要求1的方法,其中该方法包括优先选择性蚀刻钨,而非镍、铂、钌、氧化锆及SiO2中的一者或多者。
40.根据权利要求1的方法,其中该反应器腔室包含加热至约100℃至约300℃的温度的外部加热器及加热至约100℃至约350℃的温度的内部加热器。
41.根据权利要求1的方法,其中该反应器包含反应腔室,该反应腔室包含加热至约300℃的温度的内部加热器。
42.根据权利要求1的方法,其中该反应器包含反应腔室,该反应腔室包含加热至约335℃的温度的内部加热器。
43.根据权利要求1的方法,其中该反应器包含反应腔室,该反应腔室包含加热至约100℃至约200℃的温度的主体及盖,及加热至约100℃至约350℃的温度的基座。
44.根据权利要求1的方法,其中该反应器包含反应腔室,该反应腔室包含加热至约170℃的温度的基座。
45.根据权利要求1的方法,其中该反应器包含反应腔室,该反应腔室包含加热至约200℃的温度的基座。
46.根据权利要求1的方法,其中步骤1基本上由步骤1A及步骤1B组成。
47.根据权利要求1的方法,其中步骤1由步骤1A及步骤1B组成。
48.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气包括水蒸气。
49.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气包括氧气。
50.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气包括臭氧。
51.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气包括一氧化二氮。
52.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气包括氧等离子体。
53.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气包括过氧化氢。
54.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气包括水蒸气及氧气、臭氧、一氧化二氮及过氧化氢中的一者或多者。
55.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气包括水蒸气及氧气。
56.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气包括水蒸气及臭氧。
57.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气包括水蒸气及一氧化二氮。
58.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气包括水蒸气及氧等离子体。
59.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气包括水蒸气及过氧化氢。
60.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气暴露为约0.25秒至约6秒。
61.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气暴露为约0.25秒。
62.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气暴露为约0.5秒。
63.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气暴露为约1秒。
64.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气暴露为约2秒。
65.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气暴露为约4秒。
66.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气暴露为约6秒。
67.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气源未经主动加热至且维持在约20℃至约35℃的环境温度下。
68.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气源经加热至且保持在约20℃至约30℃。
69.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气源经加热至且保持在约30℃至约35℃。
70.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气源经加热至且保持在约25℃。
71.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气源经加热至且保持在约30℃。
72.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气源经加热至且保持在约35℃。
73.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气通过蒸气抽吸递送。
74.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气在载气的帮助下递送。
75.根据权利要求1的方法,其中该步骤1A氧化蒸气与另外氧化蒸气同时递送。
76.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约0.1托至约1.0托。
77.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约0.5托至约5.0托。
78.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约0.5托至约2.0托。
79.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约0.5托至约1.0托。
80.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约0.5托至约0.75托。
81.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约1.0托至约5.0托。
82.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约1.0托至约10.0托。
83.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约2.0托至约10.0托。
84.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约10.0托至约25.0托。
85.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约10.0托至约50.0托。
86.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约25.0托至约50.0托。
87.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约50.0托至约75.0托。
88.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约75.0托至约100.0托。
89.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约1.0托至约100.0托。
90.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约10.0托至约100.0托。
91.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约0.1托。
92.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约0.25托。
93.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约0.5托。
94.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约0.75托。
95.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约1.0托。
96.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约2.0托。
97.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约3.0托。
98.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约4.0托。
99.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约5.0托。
100.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约10.0托。
101.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约15.0托。
102.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约20.0托。
103.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约50.0托。
104.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约75.0托。
105.根据权利要求1的方法,其中在步骤1A期间该反应器中的总压力为约100.0托。
106.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫包含氮气。
107.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫包含氩气。
108.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫为约0.5秒至约30秒。
109.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫为约1秒至约5秒。
110.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫为约5秒至约10秒。
111.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫为约10秒至约30秒。
112.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫为约1秒。
113.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫为约5秒。
114.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫为约10秒。
115.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫为约20秒。
116.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫为约30秒。
117.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫是以约3sccm至约8sccm流动。
118.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫是以约100sccm至约2000sccm流动。
119.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫是以约5sccm流动。
120.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫是以约100sccm流动。
121.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫是以约500sccm流动。
122.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫是以约1000sccm流动。
123.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫是以约2000sccm流动。
124.根据权利要求1的方法,其中步骤2基本上由步骤2A及步骤2B组成。
125.根据权利要求1的方法,其中步骤2由步骤2A及步骤2B组成。
126.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括下列中的一者或多者:丙酸、异丁酸、三甲基乙酸、乙酸、丁酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、3-丁烯酸、环丙烷甲酸、戊酸、(2E)-丁-2-烯酸、(Z)-2-丁烯酸及其组合。
127.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括下列中的一者或多者:丙酸、异丁酸、三甲基乙酸、乙酸、丁酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、3-丁烯酸及其组合。
128.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括丙酸、异丁酸、三甲基乙酸、乙酸、丁酸及其组合中的一者或多者。
129.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括丙酸、异丁酸、三甲基乙酸及其组合中的一者或多者。
130.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括丙酸。
131.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括异丁酸。
132.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括三甲基乙酸。
133.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括乙酸。
134.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括丁酸。
135.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括丙烯酸。
136.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括甲基丙烯酸。
137.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括2-甲基丁酸。
138.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括3-甲基丁酸。
139.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括3-丁烯酸。
140.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括环丙烷甲酸。
141.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括戊酸。
142.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括(2E)-丁-2-烯酸。
143.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括(Z)-2-丁烯酸。
144.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括丙酸、异丁酸及三甲基乙酸中的两者或更多者。
145.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂包括包含丙酸、异丁酸及三甲基乙酸中的一者或多者的不含卤素有机酸的混合物。
146.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂暴露为约0.25秒至约15秒。
147.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂暴露为约0.25秒。
148.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂暴露为约0.5秒。
149.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂暴露为约1秒。
150.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂暴露为约2秒。
151.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂暴露为约4秒。
152.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂暴露为约6秒。
153.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂暴露为约8秒。
154.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂暴露为约10秒。
155.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂暴露为约15秒。
156.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂经加热至且保持在约50℃至约100℃。
157.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂经加热至且保持在约65℃至约85℃。
158.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂经加热至且保持在约50℃。
159.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂经加热至且保持在约60℃。
160.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂经加热至且保持在约80℃。
161.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂经加热至且保持在约85℃。
162.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂经加热至且保持在约90℃。
163.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂经加热至且保持在约100℃。
164.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂通过流通模式递送。
165.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂通过流通模式不利用载气递送。
166.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂通过流通模式利用包括N2的载气递送。
167.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂通过流通模式利用包括Ar的载气递送。
168.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂通过陷留模式利用包括N2的载气递送。
169.根据权利要求1的方法,其中该步骤2A一种或多种不含卤素有机酸挥发剂通过陷留模式利用包括Ar的载气递送。
170.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约0.1托至约1.0托。
171.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约0.5托至约5.0托。
172.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约0.5托至约2.0托。
173.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约0.5托至约1.0托。
174.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约0.5托至约0.75托。
175.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约1.0托至约5.0托。
176.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约1.0托至约10.0托。
177.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约2.0托至约10.0托。
178.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约10.0托至约25.0托。
179.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约10.0托至约50.0托。
180.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约25.0托至约50.0托。
181.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约50.0托至约75.0托。
182.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约75.0托至约100.0托。
183.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约1.0托至约100.0托。
184.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约10.0托至约100.0托。
185.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约0.1托。
186.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约0.25托。
187.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约0.5托。
188.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约0.75托。
189.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约1.0托。
190.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约2.0托。
191.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约3.0托。
192.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约4.0托。
193.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约5.0托。
194.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约10.0托。
195.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约15.0托。
196.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约20.0托。
197.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约50.0托。
198.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约75.0托。
199.根据权利要求1的方法,其中在步骤2A期间该反应器中的总压力为约100.0托。
200.根据权利要求1的方法,其中该步骤2B惰性气体吹扫包括氮气。
201.根据权利要求1的方法,其中该步骤2B惰性气体吹扫包括氩气。
202.根据权利要求1的方法,其中该步骤2B惰性气体吹扫为约0.5秒至约75秒。
203.根据权利要求1的方法,其中该步骤2B惰性气体吹扫为约1秒至约5秒。
204.根据权利要求1的方法,其中该步骤2B惰性气体吹扫为约10秒至约75秒。
205.根据权利要求1的方法,其中该步骤2B惰性气体吹扫为约1秒。
206.根据权利要求1的方法,其中该步骤2B惰性气体吹扫为约5秒。
207.根据权利要求1的方法,其中该步骤2B惰性气体吹扫为约10秒。
208.根据权利要求1的方法,其中该步骤2B惰性气体吹扫为约25秒。
209.根据权利要求1的方法,其中该步骤2B惰性气体吹扫为约50秒。
210.根据权利要求1的方法,其中该步骤2B惰性气体吹扫为约75秒。
211.根据权利要求1的方法,其中该步骤2B进一步包括一个或多个延长的吹扫。
212.根据权利要求1的方法,其中该步骤2B进一步包括约30秒至60秒的一个或多个延长的惰性气体吹扫。
213.根据权利要求1的方法,其中该步骤2B进一步包括约30秒至45秒的一个或多个延长的惰性气体吹扫。
214.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫是以约3sccm至约8sccm流动。
215.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫是以约100sccm至约2000sccm流动。
216.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫是以约5sccm流动。
217.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫是以约100sccm流动。
218.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫是以约500sccm流动。
219.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫是以约1000sccm流动。
220.根据权利要求1的方法,其中该步骤1B惰性气体吹扫是以约2000sccm流动。
221.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有约0至约60的纵横比的形貌特征。
222.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有约0至约0.5的纵横比的形貌特征。
223.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有约0.5至约1的纵横比的形貌特征。
224.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有约1至约50的纵横比的形貌特征。
225.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有约1至约40的纵横比的形貌特征。
226.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有约1至约30的纵横比的形貌特征。
227.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有约1至约20的纵横比的形貌特征。
228.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有约1至约10的纵横比的形貌特征。
229.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有约0.1的纵横比的形貌特征。
230.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有约0.2的纵横比的形貌特征。
231.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有约0.3的纵横比的形貌特征。
232.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有约0.4的纵横比的形貌特征。
233.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有约0.5的纵横比的形貌特征。
234.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有约0.6的纵横比的形貌特征。
235.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有约0.8的纵横比的形貌特征。
236.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有约1的纵横比的形貌特征。
237.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有大于约1的纵横比的形貌特征。
238.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有大于约2的纵横比的形貌特征。
239.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有大于约5的纵横比的形貌特征。
240.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有大于约10的纵横比的形貌特征。
241.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有大于约15的纵横比的形貌特征。
242.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有大于约20的纵横比的形貌特征。
243.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有大于约30的纵横比的形貌特征。
244.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有大于约40的纵横比的形貌特征。
245.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜包含具有大于约50的纵横比的形貌特征。
246.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约1μΩ.cm至约250μΩ.cm的电阻率。
247.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约1μΩ.cm至约5μΩ.cm的电阻率。
248.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约3μΩ.cm至约4μΩ.cm的电阻率。
249.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约5μΩ.cm至约10μΩ.cm的电阻率。
250.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约10μΩ.cm至约50μΩ.cm的电阻率。
251.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约50μΩ.cm至约100μΩ.cm的电阻率。
252.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约100μΩ.cm至约250μΩ.cm的电阻率。
253.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约1μΩ.cm的电阻率。
254.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约2μΩ.cm的电阻率。
255.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约3μΩ.cm的电阻率。
256.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约4μΩ.cm的电阻率。
257.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约5μΩ.cm的电阻率。
258.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约7.5μΩ.cm的电阻率。
259.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约10μΩ.cm的电阻率。
260.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约15μΩ.cm的电阻率。
261.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约20μΩ.cm的电阻率。
262.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约30μΩ.cm的电阻率。
263.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约40μΩ.cm的电阻率。
264.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约50μΩ.cm的电阻率。
265.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约60μΩ.cm的电阻率。
266.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约80μΩ.cm的电阻率。
267.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约100μΩ.cm的电阻率。
268.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约150μΩ.cm的电阻率。
269.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约200μΩ.cm的电阻率。
270.一种通过根据权利要求1至220中任一项的方法蚀刻的含金属膜,其中该膜具有约250μΩ.cm的电阻率。
271.根据权利要求221至271中任一项的含金属膜,其中该金属包括铜、钴、钼及钨中的一者或多者。
272.根据权利要求221至271中任一项的含金属膜,其中该金属包括铜。
273.根据权利要求221至271中任一项的含金属膜,其中该金属包括钴。
274.根据权利要求221至271中任一项的含金属膜,其中该金属包括钼。
275.根据权利要求221至271中任一项的含金属膜,其中该金属包括钨。
276.丙酸、异丁酸、三甲基乙酸、乙酸、丁酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、3-丁烯酸、环丙烷甲酸、戊酸、(2E)-丁-2-烯酸、(Z)-2-丁烯酸及其组合中的一者或多者作为不含卤素有机挥发剂的连同水蒸气、氧气、臭氧、一氧化二氮、过氧化氢及氧等离子体及其组合中的一者或多者作为氧化蒸气的用途,其用于选择性的热原子层蚀刻包含铜、钴、钼及钨中的一者或多者的金属基板。
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