專利名稱：：等離子蝕刻過渡金屬氧化物的方法等離子蝕刻過渡金屬氧化物的方法0001本申請要求2007年3月1日提交的美國專利申請11/681，022的優(yōu)先權(quán)，該美國專利申請以其全部內(nèi)容通過參考合并于本文。
背景技術(shù)：
：0002典型的過渡金屬及過渡金屬化合物是難以蝕刻的，因為大多數(shù)普通蝕刻劑產(chǎn)生非揮發(fā)性的副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)物殘存在被蝕刻表面上。因此非常希望存在一種新型的改進方法來等離子蝕刻過渡金屬及過渡金屬化合物，并同時顯著地降低缺陷水平。
發(fā)明內(nèi)容0003一種等離子蝕刻方法包括使用一氧化碳氣體的主蝕刻劑蝕刻過渡金屬氧化物并形成在等離子蝕刻過程中能被有效去除的揮發(fā)性羰基金屬副產(chǎn)物。0004在各種樣本實施例中，用惰性氣體如氬氣來稀釋一氧化碳。0005在各種樣本實施例中，過渡金屬氧化物是薄膜。0006在各種樣本實施例中，過渡金屬氧化物是在半導(dǎo)體襯底上加工的電子器件結(jié)構(gòu)的一部分。0007在各種實施例中，在蝕刻過程中施加磁場。0008各種公開的實施例的優(yōu)點或預(yù)期優(yōu)點包括可以在不用加熱的情況下利用羰基蝕刻化學(xué)反應(yīng)?？梢宰钚』谀硿囟鹊睦鄯e時間。實現(xiàn)了過渡金屬氧化物的清潔蝕刻。0009通過參考本發(fā)明優(yōu)選的(多個)實施例的以下描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述特征和步驟以及它們的實現(xiàn)方式將變得顯而易見，且使得發(fā)明本身將得到最好的理解，其中在附圖中0010圖1是經(jīng)過濺射蝕刻的鎳的氧化物結(jié)構(gòu)的頂視圖的掃描電鏡(SEM)照片，其示出過度殘留；0011圖2是與利用濺射蝕刻工藝蝕刻夾層型過渡金屬氧化物堆疊相關(guān)的不期望的蝕刻輪廓的SEM照片；0012圖3是具有類似于圖2中照片所示的夾層型過渡金屬氧化物堆疊的集成電路的一部分的概略示意圖；以及0013圖4是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的處理方法的流程圖。具體實施例方式0014公開了一種利用一氧化碳來等離子蝕刻過渡金屬和過渡金屬化合物的方法，其中過渡金屬化合物包括過渡金屬氧化物。展示以下描述以使得本領(lǐng)域的任一技術(shù)人員均能夠?qū)崿F(xiàn)并使用本發(fā)明。為了解釋的目的，闡明了特定的術(shù)語以提供對本發(fā)明的完全理解。對特定應(yīng)用和方法的描述僅被提供作為示例。優(yōu)選實施例的各種修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文定義的普遍原理可以應(yīng)用于其他實施例和應(yīng)用而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，并不希望本發(fā)明被局限于所示出的實施例，而是符合與本文公開的原理和步驟相一致的最寬范圍。0015現(xiàn)在參考附圖，特別是參考其中的圖4，其示出用于蝕刻過渡金屬或過渡金屬化合物的等離子蝕刻工藝400的流程圖，該方法400與本發(fā)明的優(yōu)選實施例相一致。如將在下面更詳細地描述的，所公開的等離子蝕刻方法400導(dǎo)致一氧化碳或基于一氧化碳的等離子體的主蝕刻劑與過渡金屬或過渡金屬化合物之間的反應(yīng)，其進一步形成羰基金屬的揮發(fā)性副產(chǎn)物，由此隨著羰基金屬副產(chǎn)物的產(chǎn)生，通過將其從等離子蝕刻器中抽出來而促進羰基金屬副產(chǎn)物的快速且容易的去除。0016在更詳細地討論蝕刻方法400之前，簡要地回顧一下蝕刻過渡金屬和過渡金屬氧化物如鎳的氧化物的現(xiàn)有技術(shù)是有益的。首先應(yīng)該注意，在可用的文獻中關(guān)于等離子蝕刻鎳的氧化物的信息非常少。有一些用等離子工具進行濕法蝕刻和濺射蝕刻的參考文獻；然而沒有一個現(xiàn)有技術(shù)特別關(guān)于等離子蝕刻鎳的氧化物或其他過渡金屬或過渡金屬化合物的問題。0017雖然缺乏文獻，但眾所周知的是鎳氧化物以及其他過渡金屬和過渡金屬化合物是難以蝕刻的，因為大多數(shù)普通蝕刻產(chǎn)生非揮發(fā)性的副產(chǎn)物，諸如分別在基于氟或氯的等離子體中的鎳或鎳氧化物的情況下的氟化鎳和氯化鎳。例如，針對蝕刻鎳氧化物，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)需要高濺射成分來蝕刻，這留下不需要和不希望的副產(chǎn)物以及殘留。過量殘留和不良蝕刻外形的說明性示例在圖1和圖2的SEM照片中描述。0018更特別地，圖1的SEM照片中示出了利用常規(guī)濺射技術(shù)的鎳氧化物蝕刻。在這方面，可以看出存在大量不需要和不希望的殘留形成，這在大量生產(chǎn)器件時是不利的。圖2是示出經(jīng)蝕刻的堆疊的橫截面的SEM照片，該堆疊包括在氮化鈦層之間的一層鎳氧化物，該SEM照片示出不良蝕刻外形。這些示例表明殘留不能被有效地去除，而且當(dāng)被圖案化的材料的蝕刻化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生非揮發(fā)性的副產(chǎn)物時，所得到的蝕刻輪廓是傾斜的。之后不久，這些殘留物和傾斜的圖案外形將導(dǎo)致特別是包含這些結(jié)構(gòu)的電路的低且不可預(yù)知的產(chǎn)率。0019在現(xiàn)有技術(shù)中己經(jīng)使用其他工藝如絲網(wǎng)印刷和光乳膠印刷(photoemulsion)等來圖案化類似的過渡金屬及其各種化合物。然而，這些工藝不能很好地按比例縮小到現(xiàn)代集成電路的非常小的尺寸或者便利地與現(xiàn)有易獲得的半導(dǎo)體工藝混合。0020現(xiàn)在通過參考圖4來更詳細地考慮等離子蝕刻工藝400，該工藝在起始步驟402開始于等離子蝕刻器(未示出)中。在這一方面，在加載步驟404加載等離子蝕刻器內(nèi)的腔室，該腔室?guī)в幸粋€或更多個晶片或一些其他合適的襯底，該襯底具有在其上的要圖案化的至少一層過渡金屬或過渡金屬化合物。0021淀積在該晶片或其他適合的襯底上的一層過渡金屬或過渡金屬化合物可以利用本發(fā)明的方法進行圖案化和蝕刻?？梢允褂萌魏魏线m的過渡金屬，包括鎳、鐵、鈷、鎢、鉬、錳和釕。類似地，可以圖案化和蝕刻過渡金屬化合物，包括適合的過渡金屬的氧化物、氮化物和硅化物。0022在步驟404向等離子體腔室加載晶片之后，工藝前進到穩(wěn)定化步驟406，在該步驟，腔室被密封且設(shè)置到相對低的壓力以便于等離子蝕刻。在延續(xù)預(yù)定時間段的穩(wěn)定化步驟中，連接到腔室的氣體源被允許流進腔室內(nèi)并被抽出且穩(wěn)定到給定的壓力設(shè)置點。如后面將更詳細地解釋的，允許流進腔室內(nèi)的氣體源是根據(jù)期望的主蝕刻劑和可能需要的任何添加劑選擇的物質(zhì)。0023在腔室已經(jīng)穩(wěn)定化以后，隨著腔室泵運行，且主蝕刻劑氣體和任何期望的添加劑在穩(wěn)定化壓力下流動，在激活步驟408RF功率源被激活以轟擊等離子體以蝕刻晶片。該等離子體是一氧化碳等離子體，包括一氧化碳和任何添加劑。在這一時刻，腔室內(nèi)同時進行的事件有1)相對于晶片的等離子蝕刻在處理中，2)由于流進腔室內(nèi)的氣體與正被蝕刻的材料之間的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生揮發(fā)性副產(chǎn)物；以及3)隨著蝕刻工藝中揮發(fā)性副產(chǎn)物的產(chǎn)生將其從腔室中排出。這些同步事件持續(xù)足夠的一段時間以完成過渡金屬或過渡金屬化合物的期望蝕刻。當(dāng)完成期望蝕刻時，工藝進行到結(jié)束步驟410。0024本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，副產(chǎn)物中的一些可能很好地淀積在腔室內(nèi)的晶片上以及腔室壁上，這可能是殘留物的潛在來源。但是大部分揮發(fā)性副產(chǎn)物被抽出腔室外。0025現(xiàn)在更詳細地考慮進入腔室內(nèi)的氣流，選擇一氧化碳氣體(后面簡稱為CO)的主蝕刻劑是因為其與過渡金屬和過渡金屬化合物的特定反應(yīng)。也就是說，使用CO作為主蝕刻劑的主要益處在于它與大部分過渡金屬和過渡金屬化合物反應(yīng)以形成易揮發(fā)的或具有相對低的沸點的羰基金屬絡(luò)合物(metalcarbonyls)。這是本發(fā)明的重要方面，因為易揮發(fā)的副產(chǎn)物在蝕刻過程中能夠被容易且快速地去除，這進一步導(dǎo)致明顯更低的缺陷水平。0026有時候，氣體(如產(chǎn)生粘附到腔室壁或正被蝕刻的(多個)晶片的側(cè)壁上的副產(chǎn)物的鈍化氣體)被有意添加并作為進入腔室的氣流的組成部分。添加這種鈍化氣體是為了控制單獨晶片上的蝕刻外形和/或維持特殊的腔室條件。后面將更詳細地描述有利這一工藝的特殊鈍化氣體。0027在蝕刻時，必須確保正被蝕刻的表面保持為沒有殘留物，而鈍化副產(chǎn)物粘附到被蝕刻的側(cè)壁上。離子輔助有助于確保任何鈍化副產(chǎn)物均不留在正被蝕刻的表面上?？梢酝ㄟ^添加氣體來提供這種離子輔助。這是重要的，因為如果鈍化副產(chǎn)物留在正被蝕刻的表面上，它將導(dǎo)致蝕刻停止或不完整。在任何情況下，在后續(xù)的常規(guī)清理工藝中去除粘附到側(cè)壁上的副產(chǎn)物，后面將不再更詳細地描述這一點。0028更詳細地考慮等離子蝕刻工藝400，一旦等離子蝕刻器被穩(wěn)定化并被激活，則主蝕刻劑(其為一氧化碳(CO)等離子體和任何需要的添加劑)促進對位于腔室內(nèi)的晶片的等離子蝕刻。術(shù)語"基于一氧化碳的等離子體"指的是大部分為一氧化碳但有可能包括其他添加劑的等離子體。隨著蝕刻工藝的進行，CO與要被蝕刻的材料(不管其為過渡金屬或過渡金屬化合物，包括氧化物、氮化物和硅化物)反應(yīng)，產(chǎn)生羰基金屬副產(chǎn)物，該副產(chǎn)物在其形成后立即被快速排出腔室。根據(jù)前述內(nèi)容，應(yīng)該理解這一工藝能夠使得作為氣態(tài)副產(chǎn)物的羰基金屬副產(chǎn)物被容易地從蝕刻器抽出。0029可以與CO—起流動的添加劑可以包括單獨的或任意組合的添加劑，如H2和氫氟烷(hydrofluorocarbon)等還原劑，N2和氟烷(fluorocarbon)等鈍化劑以及提供離子輔助的添加劑如氬和BC13。0030盡管揮發(fā)性羰基金屬副產(chǎn)物已經(jīng)被描述為氣體，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解羰基金屬副產(chǎn)物也可以是液體。本文無意將優(yōu)選實施例限制在氣態(tài)類型的羰基金屬，因為也預(yù)期了液態(tài)類型的羰基金屬。然而，在任何一種情況下，均可以通過蝕刻過程中的抽吸動作來容易且方便地從等離子蝕刻器中去除該羰基金屬副產(chǎn)物。0031現(xiàn)在參考圖3，將提供特定的示例來圖示說明等離子體蝕刻工藝400如何能夠應(yīng)用于特定類型的應(yīng)用。作為第一示例，將更詳細地描述用于形成非易失性存儲器單元的工藝。0032用于形成非易失性存儲器單元的工藝開始于在晶片表面上提供要被蝕刻的層。參考圖3，要形成的結(jié)構(gòu)包括底部導(dǎo)體500、勢壘層502、垂直定向的半導(dǎo)體結(jié)型二極管504、化合物堆疊514以及頂部導(dǎo)體512?；衔锒询B514包括氮化鈦層506、氧化鎳層508以及氮化鈦層510。本說明書中使用的詞語"堆疊"指的是一種操作材料層，該材料層可以與可能位于其下或其上或者其上和其下的其他操作材料層相關(guān)聯(lián)或不相關(guān)聯(lián)。這種堆疊中的這些層可以是導(dǎo)電的或絕緣的。0033應(yīng)該理解，在常規(guī)工藝中，圖3中所示的結(jié)構(gòu)是同時形成在單一晶片上的這種結(jié)構(gòu)的大陣列之一。為了簡明僅示出一個這樣的結(jié)構(gòu)。0034在將要執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實施例的蝕刻時，已經(jīng)通過常規(guī)的淀積和圖案化及蝕刻工藝形成了底部導(dǎo)體500、勢壘層502和結(jié)型二極管504。這些結(jié)構(gòu)被己經(jīng)平坦化的介電填充物(未示出)包圍，形成頂部平坦表面。0035化合物堆疊514的層(氮化鈦層506、鎳的氧化物層508和氮化鈦層510)已經(jīng)被淀積并將被圖案化和蝕刻以形成圖3所示的結(jié)構(gòu)(頂部導(dǎo)體512將在本文不再描述的稍后的常規(guī)工藝中形成)。圖3示出與下襯二極管504完美對齊的化合物堆疊514。實際上可能存在某些失準(zhǔn)。0036接下來將執(zhí)行光刻步驟。一層光刻膠(未示出)被旋涂在頂部氮化鈦層510的頂部上。利用常規(guī)工藝中的光掩模，該光刻膠的一些區(qū)域被曝光，而其他部分不被曝光。顯影工藝去除已經(jīng)曝光的光刻膠，而留下未被曝光的光刻膠。以這種方式，圖案被從光掩模轉(zhuǎn)移到光刻膠上。本發(fā)明的蝕刻步驟將該圖案從化合物堆疊之上的光刻膠轉(zhuǎn)移到化合物堆疊的下層。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到可能存在附加層如硬掩模。例如，該圖案可以從光刻膠轉(zhuǎn)移到硬掩模，然后從硬掩模轉(zhuǎn)移到化合物堆疊。0037然后在加載步驟404將包括化合物堆疊514的晶片加載到等離子蝕刻器內(nèi)以允許等離子蝕刻。0038一旦等離子體腔室已經(jīng)被加載(步驟404)、穩(wěn)定化(步驟406)和激活(步驟408)，則開始激活或蝕刻/抽空工藝(步驟408)。在這一解釋性示例中，蝕刻/抽空工藝是分兩部分執(zhí)行的，這將在下面更詳細地解釋。0039在本發(fā)明的示例中，氮化鈦在底部、鎳的氧化物在中間且氮化鈦在頂部的堆疊514(圖3)需要被圖案化成結(jié)型二極管504的頂部上的立柱/支柱。S.BradHemer禾BChristopherJ.Petti的題目為"RewritableMemoryCellComprisingaDiodeandResistance-SwitchingMetarial"、序列號為11/125,939的美國專利申請(通過參考合并于此)描述了類似圖3的結(jié)構(gòu)的可重寫存儲器單元，其包括與氧化鎳層順次布置的垂直取向多晶半導(dǎo)體二極管，其中該氧化鎳層可以在電阻率狀態(tài)之間切換。氧化鎳層處于氮化鈦的勢壘層或電極層之間，例如，與圖3中的結(jié)構(gòu)類似。然后，要被蝕刻的堆疊從頂部起包括氮化鈦層(或其他適合的電極)、氧化鎳層和第二氮化鈦層?？梢岳帽景l(fā)明的實施例來執(zhí)行這一蝕刻。為了完整，應(yīng)該理解在一些可替代實施例中TiN-NiO-TiN堆疊是在多晶二極管504已被蝕刻之前被淀積的，且所有這些層是在單一的圖案化和蝕刻步驟中被蝕刻的。0040現(xiàn)在更詳細地考慮激活步驟408，在激活步驟中基于一氧化碳的化學(xué)反應(yīng)被用于等離子蝕刻堆疊310中的鎳的氧化物，并因此產(chǎn)生羰基鎳的揮發(fā)性副產(chǎn)物。前述化學(xué)反應(yīng)用等式1來表達<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>更一般地，這可以表達為如下的等式2和3:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>其中TM表示過渡金屬。TMOy+(x+y)CO—TM(CO)x+yC02等式(3)0041如果氬氣被用作CO的添加劑，它將在等離子蝕刻工藝中提供離子輔助。類似地，如果需要，其他鈍化劑如N2可以被添加到CO等離子體中以輔助蝕刻和外形控制?？梢岳贸Ｒ?guī)的基于氟的化學(xué)反應(yīng)來蝕刻頂部和底部氮化鈦層。這些可以在NiO蝕刻之前和之后執(zhí)行的分離子步驟中作為NiO蝕刻的部分而完成。0042如果需要還原性氣氛，則可以采用其他反應(yīng)氣體如CH3F、CH2F2或H2。0043作為對氧化物蝕刻器的替換，如果CO可用則可以使用金屬或聚合物蝕刻器。在這種情況下，基于C12/BC13的化學(xué)或化學(xué)工藝或Cl2/HBr化學(xué)或工藝被用于蝕刻氮化鈦。0044結(jié)構(gòu)514的蝕刻發(fā)生在三個步驟中。首先，氧化物蝕刻器被用于提供氟等離子體以蝕刻堆疊514內(nèi)的氮化鈦層508，然后提供一氧化碳等離子體以蝕刻堆疊514內(nèi)的氧化鎳層508。最后蝕刻化學(xué)工藝被變回到基于氟的化學(xué)工藝以蝕刻氮化鈦層506。在這一蝕刻步驟中未被光刻膠保護的晶片表面區(qū)域被蝕刻，而被保護區(qū)域保持不變。以這種方式形成圖3中所示的結(jié)構(gòu)。如上文所述，在蝕刻過程中，源于CO氣體蝕刻的副產(chǎn)0045隨著一氧化碳等離子體與鎳的氧化物的反應(yīng)，形成了揮發(fā)性的羰基鎳副產(chǎn)物，其在形成時就被排出。根據(jù)前述內(nèi)容，應(yīng)該理解由于副產(chǎn)物是氣體，它可以被快速容易地排出等離子蝕刻器，留下干凈的蝕刻終端產(chǎn)品。當(dāng)蝕刻完成時，該工藝在結(jié)束步驟410停止。0046應(yīng)該理解，只是因為鎳氧化物被夾在頂層氮化鈦和底層氮化鈦之間，氟蝕刻步驟才變得有必要。簡而言之，如果TiN層存在于堆疊結(jié)構(gòu)514中，則相應(yīng)的氟蝕刻步驟是不必要的。0047更詳細地考慮利用一氧化碳等離子體來蝕刻過渡金屬如鎳的氧化物的工藝，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解利用一氧化碳作為蝕刻劑并不局限于僅蝕刻稍早指出的鎳和鎳氧化物。也就是說，該工藝可以同樣很好地應(yīng)用于其他過渡金屬和其他過渡金屬化合物，例如鐵和鐵的氧化物。在這一方面，同樣的方法可以用于蝕刻其他的過渡金屬、它們的氧化物或其他相關(guān)的化合物。簡而言之，利用一氧化碳作為蝕刻劑的一個關(guān)鍵益處在于它與大多數(shù)過渡金屬反應(yīng)以產(chǎn)生易失性的或具有相對低沸點的羰基金屬。這進一步導(dǎo)致明顯更低的缺陷水平。這是本發(fā)明的重要方面。0048本發(fā)明的另一個重要的方面在于一氧化碳也可以起到還原劑的作用，因此過渡金屬氧化物也可以在包含一氧化碳的等離子體中被蝕刻。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該理解等離子體蝕器中可能需要并使用其他氣體。例如，如果需要，Ar/BCl3可以提供高能離子轟擊；氫化的碳氟化合物或H2對于提供還原性氣氛可能是有用的。0049在利用一氧化碳等離子體作為主蝕刻劑的示例性應(yīng)用中，已經(jīng)描述了與氮化鈦、氧化鎳、氮化鈦的堆疊相關(guān)的工藝。其他示例將包括形成在半導(dǎo)體結(jié)型二極管之上或之下具有過渡金屬或過渡金屬氧化物的垂直定向半導(dǎo)體結(jié)型二極管，以及然后用基于一氧化碳的等離子體來等離子蝕刻位于半導(dǎo)體結(jié)型二極管之上或之下的結(jié)構(gòu)。0050如Hemer等人的文獻中進一步所述，當(dāng)如圖3所示的多個結(jié)構(gòu)己經(jīng)形成在襯底之上(例如在單晶硅晶片上)時，已經(jīng)形成了第一存儲器層級。附加的存儲器層級可以形成在第一個之上，形成單片三維存儲器陣列。每個非易失性存儲器單元處于該單片三維存儲器陣列中。0051單片三維存儲器陣列是多個存儲器層級被形成在單個襯底如晶片之上的陣列，其中沒有任何中介襯底。形成一個存儲器層級的層被淀積在或直接生長在現(xiàn)有一個或多個層級的層上。相反，已經(jīng)通過在分離襯底上形成多個存儲器層級并在彼此頂上粘附這些存儲器層級來構(gòu)建堆疊的存儲器，參見Leedy的美國專利第5,915,167號"Threedimensionalstructurememory"。在鍵合之前可以減薄襯底或?qū)⑦@些襯底從存儲器層級上去除，但是由于這些存儲器層級初始時被形成在分離襯底之上，因此這些存儲器并不是真正的單片三維存儲器陣列。0052形成在襯底上的單片三維存儲器陣列至少包括以第一高度形成在襯底上的第一存儲器層級以及以不同于第一高度的第二高度形成的第二存儲器層級。可以以這種多層級陣列的形式在襯底上形成三個、四個、八個或?qū)嶋H上任何數(shù)量的存儲器層級。0053根據(jù)前述內(nèi)容，應(yīng)該理解使用夾層式結(jié)構(gòu)僅是為了提供以一氧化碳等離子體為主蝕刻劑的應(yīng)用示例。在這一方面，預(yù)期使用一氧化碳作為蝕刻劑的方法可以應(yīng)用于很多其他類型的過渡金屬、它們的氧化物和過渡金屬氧化物的化合物。示例0054在標(biāo)準(zhǔn)的氧化物蝕刻器中進行均厚等離子蝕刻實驗。提供主要為一氧化碳(如下指定)的氣流。0055測試樣本是未圖案化的鎳氧化物("NiO")層，其被濺射到處于Si02基底之上的TiN上。在下列條件下進行等離子蝕刻(i)45秒的蝕刻(ii)1000W的RF功率(iii)40毫托的操作壓力(iv)100標(biāo)準(zhǔn)立方厘米每分鐘(sccm)的CO(v)200sccm的氬氣(vi)30G的B-場(vii)晶片被冷卻到15攝氏度(viii)背側(cè)冷卻氦壓力為16托0056在這些條件下，實現(xiàn)大約230埃("A")的蝕刻。橫穿晶片的蝕刻范圍為大約IOA。注意到該蝕刻是通過橫截面測量確定的晶片中心與晶片邊緣之間的平均NiO損失。示例0057利用與示例1所用的同樣裝置來運行另一個蝕刻試驗。該試驗是在具有光刻膠掩模的TiN/NiO/TiN堆疊上進行的。利用CF4/CHF3進行第一蝕刻以蝕刻頂部TiN層。利用一氧化碳進行第二蝕刻以蝕刻NiO層。對于第二蝕刻，除了使用不同的第三功率/蝕刻時間組合外，工藝條件與示例1所用的相同。獲得以下測量數(shù)據(jù)。(i)1000W持續(xù)45秒導(dǎo)致大約240A的NiO損失(ii)1000W持續(xù)90秒導(dǎo)致大約285A的NiO損失(iii)1500W持續(xù)45秒導(dǎo)致大約330A的NiO損失。修改和變體0058本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，本申請中所描述的創(chuàng)新概念可以在應(yīng)用范圍中被修改和改變，因此要求保護的主題范圍并不受所給出的任何特定示例性教導(dǎo)的限制。而是希望它包括落在隨附權(quán)利要求的精神和廣泛范圍內(nèi)的所有這些替換、修改和變體。0059可以在寬泛范圍的等離子蝕刻條件下實施本發(fā)明的方法。在各種預(yù)期的實施例中，這些范圍可以包括例如(i)時間范圍10—100秒(ii)RF功率800—2000W(iii)工作壓力30—200毫托(iv)CO流速50—250sccm(v)氬氣流速100—500sccm(vi)晶片溫度15—6(TC(vii)背側(cè)冷卻He:8—20托0060本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以單獨地或以各種組合采用這些范圍。此外，這些范圍僅是解釋性的，在各種稍不優(yōu)選的實施例中可以選擇性地使用這些范圍以外的數(shù)值。0061通過本公開的益處，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到針對給定或動態(tài)操作參數(shù)集的選定應(yīng)用的方法的適當(dāng)用法。0062任選地，可以以各種組合來調(diào)節(jié)本申請的方法的操作條件。所選擇的組合部分依賴于期望的蝕刻結(jié)果和正在使用的等離子體處理系統(tǒng)的操作流程。0063例如，被預(yù)測實現(xiàn)滿意的蝕刻結(jié)果的示例1工藝條件的一個變體是(i)將功率從1000W增加到1300W;(ii)將操作壓力從40毫托增加到44毫托；(iii)將背側(cè)氦壓力從16托增加到18托；(iv)將CO流從100sccm增加到110sccm;以及(v)保持所有其他條件恒定不變。0064被預(yù)測實現(xiàn)滿意的蝕刻結(jié)果的示例1的另一個變體是(i)將功率從1000W增加到1500W;(ii)將蝕刻時間從90秒降低到60秒；以及(iii)保持所有其他條件恒定不變。0065本申請中的任何描述均不應(yīng)理解為暗示任何特殊的元件、步驟或功能是必須包括在權(quán)利要求范圍內(nèi)的必不可少的元素要求保護的主題范圍僅由所允許的權(quán)利要求限定。此外，這些權(quán)利要求均不希望調(diào)用美國法典35條第6段第112節(jié)，除非精確的詞語"用于...的裝置(meansfor)"后面緊跟著分詞。希望所提交的權(quán)利要求盡可能地全面，且沒有任何主題被有意地放棄、專用或廢止。權(quán)利要求1.一種蝕刻方法，其包括過基于一氧化碳的過渡金屬氧化物的等離子蝕刻。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中從由鎳的氧化物、鐵的氧化物和鈷的氧化物組成的組中選擇所述過渡金屬氧化物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述過渡金屬氧化物被冷卻。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，于100攝氏度的溫度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，子蝕刻。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，體來執(zhí)行所述等離子蝕刻。其中所述過渡金屬氧化物被冷卻到小其中使用施加的磁場來執(zhí)行所述等離其中使用基本由一氧化碳組成的源氣7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中利用僅由一氧化碳和惰性稀釋劑組成的源氣體來執(zhí)行所述等離子蝕刻。8.—種蝕刻方法，其包括-使用基于一氧化碳的源氣體來等離子蝕刻過渡金屬氧化物的冷卻薄膜。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中從由鎳的氧化物、鐵的氧化物和鈷的氧化物組成的組中選擇所述過渡金屬氧化物。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述過渡金屬氧化物被冷卻。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述過渡金屬氧化物被冷卻到小于100攝氏度的溫度。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中使用施加的磁場來執(zhí)行所述等離子蝕刻。13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述源氣體基本由一氧化碳組成。14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述源氣體僅由一氧化碳和惰性稀釋劑組成。15.—種蝕刻鎳的氧化物薄膜的方法，其包括.-使源氣體流動，所述源氣體除了可能存在的惰性稀釋劑外主要包括一氧化碳；在所述薄膜附近產(chǎn)生輝光放電，由此誘導(dǎo)等離子體轟擊；冷卻所述薄膜；以及排出氣體。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進一步包括將至少一種其他氣體添加到用于所述基于一氧化碳的等離子體的一氧化碳中。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述鎳的氧化物薄膜與至少一種導(dǎo)電材料堆疊。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述鎳的氧化物層與至少一種絕緣材料堆疊。19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述鎳氧化物薄膜被冷卻。20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述鎳氧化物薄膜被冷卻到低于ioo攝氏度的溫度。全文摘要提供一種使用一氧化碳作為主要源氣體，等離子蝕刻過渡金屬氧化物薄膜的方法。其允許在環(huán)境溫度下不用加熱即可發(fā)生羰基化學(xué)反應(yīng)。文檔編號C23F1/00GK101657567SQ200880006814公開日2010年2月24日申請日期2008年2月29日優(yōu)先權(quán)日2007年3月1日發(fā)明者M·W·孔恩伊維基,U·瑞格胡里姆申請人:桑迪士克3D公司