專(zhuān)利名稱(chēng)：用于石英光掩模等離子體蝕刻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等離子體蝕刻石英的方法，更明確地說(shuō)，關(guān)于一種用于蝕刻石英光掩模的方法。
背景技術(shù)：
在集成電路(IC)，或芯片，的制造中，代表芯片不同層的圖案由芯片設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出。一系列的可重復(fù)使用掩模，或光掩模，從這些圖案創(chuàng)造出，以在生產(chǎn)工藝期間將每一個(gè)芯片層的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移至一半導(dǎo)體襯底上。掩模圖案產(chǎn)生系統(tǒng)使用精確的激光或電子束來(lái)將芯片每一層的設(shè)計(jì)反映至各自的掩模上。然后以非常類(lèi)似照相負(fù)片的方式使用這些掩模，以將每一層電路圖轉(zhuǎn)移至一半導(dǎo)體襯底上。這些層利用一連串工藝構(gòu)造出，并且轉(zhuǎn)移至含有每一個(gè)完整芯片的極小晶體管和電路中。因此，掩模的任何缺陷皆可能會(huì)轉(zhuǎn)移至該芯片，潛在性地對(duì)效能產(chǎn)生不良影響。足夠嚴(yán)重的缺陷可能使掩模完全無(wú)用。一般來(lái)說(shuō)，使用一組15至30個(gè)的掩模來(lái)構(gòu)造芯片，并且可以重復(fù)使用。
掩模通常是具有一層鉻在一側(cè)上的玻璃或石英襯底。掩模也可含有一層摻雜鉬(Mo)的氮化硅(SiN)。鉻層覆蓋有一抗反射涂層以及一感光性光刻膠。在圖案化工藝期間，電路設(shè)計(jì)通過(guò)將一部分的光刻膠暴露在紫外光中，使暴露出的部分可以在顯影劑中溶解來(lái)寫(xiě)入該掩模上。然后除去光刻膠的可溶解部分，使暴露出的下方的鉻可以被蝕刻。蝕刻工藝從掩模上光刻膠被除去的位置處除去鉻和反反射層，也就是說(shuō)，暴露出的鉻被除去。
另一種用來(lái)圖案化的掩模稱(chēng)為石英相移掩模。石英相移掩模與上述掩模類(lèi)似，除了透過(guò)該圖案化鉻層暴露出的石英區(qū)域的間隔的相鄰區(qū)域經(jīng)蝕刻至約等于用來(lái)在制造期間將該電路圖案轉(zhuǎn)移至襯底的光波長(zhǎng)的一半的深度。因此，當(dāng)光線透過(guò)該石英相移掩模顯現(xiàn)出以暴露配置在該襯底上的光刻膠時(shí)，透過(guò)掩模中的一開(kāi)口照射在該光刻膠上的光線相對(duì)于通過(guò)鄰接開(kāi)口的光線呈現(xiàn)180度的反相。因此，可能在掩模開(kāi)口邊緣散射的光線被在鄰接開(kāi)口邊緣散射的180度光線抵消，導(dǎo)致光線在光刻膠的預(yù)定區(qū)域中有更緊密的分布。光線的更緊密分布促進(jìn)具有較小關(guān)鍵尺寸的特征的寫(xiě)入。同樣地，無(wú)鉻蝕刻光刻用的掩模也使用通過(guò)兩個(gè)掩模的石英部分的光線的相移，以依序映像該光刻膠，因此改善用來(lái)顯影該光刻膠圖案的光線分布。
在一蝕刻工藝中，稱(chēng)為干式蝕刻、反應(yīng)離子蝕刻、或等離子體蝕刻，使用等離子體來(lái)輔助化學(xué)反應(yīng)以及蝕刻暴露出的掩模的石英區(qū)域。不需要的是，已知石英蝕刻工藝通常會(huì)在具有不同關(guān)鍵尺寸的特征間產(chǎn)生反應(yīng)離子蝕刻延遲(RIE lag)。例如，大寬度特征的水平和垂直蝕刻速率與小寬度特征的水平和垂直蝕刻速率不同。已知石英蝕刻工藝的其它屬性，例如蝕刻在該石英層中的溝槽的側(cè)壁角度及微溝槽化(microtrenching)，在關(guān)鍵尺寸小于約5微米的掩模上并沒(méi)有可接受的成果。這導(dǎo)致掩模的蝕刻特征的不一致并且相當(dāng)程度地降低利用該掩模生產(chǎn)具有小關(guān)鍵尺寸的特征的能力。
隨著掩模的關(guān)鍵尺寸持續(xù)縮小，蝕刻均勻度的重要性隨的增加。因此，高度期望具有高蝕刻均勻度和低蝕刻延遲的石英蝕刻工藝。
因此，存在有對(duì)于改善的石英蝕刻工藝的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明大體來(lái)說(shuō)提供一種用于蝕刻石英的方法。在一實(shí)施例中，一種蝕刻石英的方法包含在一蝕刻反應(yīng)室中提供一薄膜疊層，該薄膜疊層具有一石英層，其透過(guò)一圖案化層部分暴露，提供至少一種氟碳工藝氣體至一工藝反應(yīng)室中，以多個(gè)低于600瓦的功率脈沖偏壓配置在該工藝反應(yīng)室中的一襯底支撐上的石英層，并透過(guò)一圖案化光掩模來(lái)蝕刻石英層。
在本發(fā)明的另一方面中，提供一種形成光掩模的方法。在一實(shí)施例中，該方法包含圖案化石英層上的掩模層，利用蝕刻工藝蝕刻透過(guò)該掩模層暴露出的石英部分至一深度，在預(yù)定深度處終止蝕刻該石英層，以及除去該掩模層，其中該蝕刻工藝包含提供至少一種氟碳工藝氣體至一工藝反應(yīng)室中，以及以多個(gè)低于600瓦的功率脈沖偏壓配置在該工藝反應(yīng)室中的一襯底支撐上的石英層。


因此可以詳細(xì)了解上述本發(fā)明的特征的方式，是對(duì)本發(fā)明更明確的描述，簡(jiǎn)短地在前面概述過(guò)，可以通過(guò)參考實(shí)施例來(lái)得到，其中某些在附圖中示出。但是需要注意的是，附圖只示出本發(fā)明的一般實(shí)施例，因此不應(yīng)被認(rèn)為對(duì)其范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其它等效實(shí)施例。
圖1是適于蝕刻石英的蝕刻反應(yīng)器的簡(jiǎn)要示意圖；圖2是一種蝕刻石英的方法的一實(shí)施例的流程圖；圖3A-3G是利用本發(fā)明的石英蝕刻方法的一實(shí)施例制造的石英相移掩模的一實(shí)施例；以及圖4A-4E是利用本發(fā)明的石英蝕刻方法的一實(shí)施例制造的石英相移掩模的一實(shí)施例。
為了便于了解，在可能時(shí)使用相同的組件符號(hào)來(lái)表示附圖共同的相同組件。
具體實(shí)施例方式
圖1描繪一蝕刻反應(yīng)器100的一實(shí)施例的簡(jiǎn)要示意圖，其中可實(shí)施本發(fā)明的石英蝕刻方法。適于與在此揭露的技術(shù)并使用的反應(yīng)器包含，例如，去耦合等離子體源(DPS)II反應(yīng)器，或是Tetra I和Tetra II光掩模蝕刻系統(tǒng)，所有這些都可從加州圣塔克拉拉的應(yīng)用材料公司取得。DPSII反應(yīng)器也可用來(lái)做為Centura整合式半導(dǎo)體晶圓工藝系統(tǒng)的工藝模塊，也可從應(yīng)用材料公司取得。在此所示的反應(yīng)器100的特定實(shí)施例僅提供做為例示用，且不應(yīng)用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
反應(yīng)器100一般含有一工藝反應(yīng)室102，其具有一襯底座124在一導(dǎo)電主體(壁)104內(nèi)，以及一控制器146。該反應(yīng)室102具有一基本上平坦的介電頂板108。反應(yīng)室102的其它變型可具有其它類(lèi)型的頂板，例如，圓頂狀頂板。一天線110設(shè)置在該頂板108上。該天線110包含一或多個(gè)感應(yīng)線圈組件，其可被選擇性地控制(圖1標(biāo)出兩個(gè)同軸組件110a和110b)。該天線110透過(guò)一第一匹配網(wǎng)絡(luò)114連接至一等離子體功率源112。該等離子體功率來(lái)源112一般能夠在從約50千赫茲至約13.56百萬(wàn)赫茲范圍內(nèi)的可調(diào)頻率下產(chǎn)生高至約3000瓦(W)的功率。在一實(shí)施例中，該等離子體功率來(lái)源112提供約300至約600瓦的感應(yīng)耦合RF功率。
該襯底座(陰極)124透過(guò)一第二匹配網(wǎng)絡(luò)142連接至一偏壓功率源140。該偏壓源140在范圍約1至約10千赫的可調(diào)脈沖頻率下提供介于約0至約600瓦間的功率。該偏壓源140產(chǎn)生脈沖RF功率輸出?；蛘?，該偏壓源140可產(chǎn)生脈沖直流功率輸出。預(yù)期到該源140也可提供固定功率輸出。
在一實(shí)施例中，該偏壓源140經(jīng)配置以在介于約1至約10千赫間的頻率下提供低于約600瓦的RF功率，并具有介于約10至約95％的占空比(dutycycle)。在另一實(shí)施例中，該偏壓源140系經(jīng)配置以提供介于約20至約150瓦的功率，在介于約2至約5千赫間的頻率下，并具有介于約80至約95％的占空比。
在一實(shí)施例中，如在DPSII反應(yīng)器中，該襯底支撐座124可包含一靜電夾盤(pán)160。該靜電夾盤(pán)160含有至少一夾鉗電極132，并且由一夾盤(pán)電源供應(yīng)器166控制。在另一實(shí)施例中，該襯底座124可含有襯底保持機(jī)構(gòu)，例如晶圓承座夾環(huán)、機(jī)械夾盤(pán)、以及諸如此類(lèi)者。
一氣路板120與該工藝反應(yīng)室102連接，以提供工藝及/或其它氣體至該工藝反應(yīng)室102內(nèi)部。在圖1所描繪的實(shí)施例中，該氣路板120與一或多個(gè)形成在該反應(yīng)室102的側(cè)壁104內(nèi)的信道118中的進(jìn)氣管116連接。預(yù)期到該一或多個(gè)進(jìn)氣管116可提供在其它位置上。例如，在該工藝反應(yīng)室102的頂板108內(nèi)。
在一實(shí)施例中，該氣路板120適于經(jīng)這些進(jìn)氣管116提供氟化的工藝氣體進(jìn)入該工藝反應(yīng)室102內(nèi)部。在工藝期間，等離子體從該工藝氣體形成，并透過(guò)感應(yīng)耦合來(lái)自該等離子體功率來(lái)源112的功率來(lái)維持?；蛘咴摰入x子體可在遠(yuǎn)程形成或利用其它方法點(diǎn)燃。在一實(shí)施例中，該氣路板120供應(yīng)的工藝氣體至少包含三氟甲烷及/或四氟甲烷。其它氟化氣體可包含氟化二碳(C2F)、六氟化四碳(C4F6)、八氟化三碳(C3F8)和八氟化五碳(C5F8)中的一或多個(gè)。
該反應(yīng)室102內(nèi)的壓力利用節(jié)流閥162以及真空泵164控制。該真空泵164和節(jié)流閥162能夠?qū)⒎磻?yīng)室壓力維持在約1至約20毫托范圍內(nèi)。
該側(cè)壁104的溫度可利用穿過(guò)該側(cè)壁104的含液體的導(dǎo)管(未示出)來(lái)控制。側(cè)壁溫度通常維持在約65℃。一般來(lái)說(shuō)，反應(yīng)室側(cè)壁104由金屬形成(例如鋁、不銹鋼、以及諸如此類(lèi)者，并且連接至一電氣接地106。該工藝反應(yīng)室102也包含工藝控制、內(nèi)部診斷、終點(diǎn)偵測(cè)、以及諸如此類(lèi)的已知系統(tǒng)。此類(lèi)系統(tǒng)集合顯示為支持系統(tǒng)154。
使用一標(biāo)線片接合器182來(lái)將襯底(例如標(biāo)線片或其它工作件)122固定在該襯底支撐座124上。該標(biāo)線片接合器182一般包含一下半部份184，其經(jīng)研磨以覆蓋該支撐座124的上表面(例如，該靜電夾盤(pán)160)，以及一上半部份186，其具有按尺寸訂制并經(jīng)塑形以抓持該襯底122的開(kāi)口188。一般來(lái)說(shuō)，該開(kāi)口188基本上位于該支撐座124中央。該接合器182通常由單一件耐蝕刻、耐高溫的材料形成，例如聚酰亞胺陶瓷或石英。一適合的標(biāo)線片接合器在2001年6月26日授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利第6,251,217號(hào)中揭露，并在此通過(guò)引用的方式并入本文中。一邊緣環(huán)126可覆蓋及/或固定該接合器182在該支撐座124上。
使用一升降機(jī)構(gòu)138來(lái)降低或升高該接合器182，因而該襯底122，至該襯底支撐座124上或從其上移開(kāi)。一般來(lái)說(shuō)，該升降機(jī)構(gòu)138含有多個(gè)升降針(示出一個(gè)升降針130)，其行進(jìn)通過(guò)各自的導(dǎo)引孔136。
操作時(shí)，該襯底122的溫度通過(guò)穩(wěn)定該襯底座124的溫度來(lái)控制。在一實(shí)施例中，該襯底支撐座124含有一加熱器144以及一選擇性的加熱槽128。該加熱器144可以是經(jīng)配置以在其中流通熱傳輸流體的一或多個(gè)流體導(dǎo)管。在另一實(shí)施例中，該加熱器144可包含至少一個(gè)加熱組件134，其由一加熱器電源供應(yīng)器168來(lái)調(diào)節(jié)。選擇性地，透過(guò)一氣體導(dǎo)管158從一氣體來(lái)源156提供一背側(cè)氣體(例如氦氣(He))至形成在該支撐座表面內(nèi)該襯底122下方的信道。該背側(cè)氣體系用來(lái)促進(jìn)該支撐座124和該襯底間的熱傳輸。在工藝期間，該支撐座124可由嵌入式加熱器144加熱至一穩(wěn)定態(tài)溫度，其與該氦氣背側(cè)氣體聯(lián)合，促進(jìn)該襯底的均勻加熱。
該控制器146含有中央處理單元(CPU)150、存儲(chǔ)器148、以及CPU 150用的支持電路152，并促進(jìn)該工藝反應(yīng)室102的零組件的控制，因此該蝕刻工藝的控制，如在下方進(jìn)一步詳細(xì)討論的。該控制器146可以是任何類(lèi)型的通用計(jì)算機(jī)處理器的一，其可用來(lái)控制各種反應(yīng)室及子處理器的工業(yè)設(shè)定。CPU150的存儲(chǔ)器148可以是一或多種能輕易取得的存儲(chǔ)器，例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、軟盤(pán)、硬盤(pán)、或任何其它類(lèi)型的數(shù)字儲(chǔ)存，原位或遠(yuǎn)程的。這些支持電路152與CPU 150連接以利用已知方式支持該處理器。這些電路包含緩存、電源供應(yīng)、時(shí)鐘電路、輸入/輸出電路及子系統(tǒng)，以及諸如此類(lèi)者。本發(fā)明方法一般儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器148或可由CPU 150存取為軟件程序的其它計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中?；蛘?，此種軟件程序也可由一第二CPU(未示出)儲(chǔ)存及/或執(zhí)行，其位于距離該CPU 150控制的硬件遠(yuǎn)程處。
圖2是用于蝕刻石英的方法200的一實(shí)施例的流程圖。雖然該方法200在下面參考用來(lái)生產(chǎn)光掩模的襯底描述，但方法200也可有利地使用在其它石英蝕刻應(yīng)用上。
方法200，其可儲(chǔ)存在該控制器146的存儲(chǔ)器148的計(jì)算機(jī)可讀形式或其它儲(chǔ)存介質(zhì)中，該方法200在步驟202處開(kāi)始，并將該襯底122置于支撐座124上。在一實(shí)施例中，該襯底122靜置在該接合器182的開(kāi)口188上。圖1描繪的該襯底122包含一透光的硅襯底料，例如石英(即，二氧化硅，SiO2層192)，其具有一不透明的金屬遮光層，稱(chēng)為光掩模材料190，其在該石英層192表面上形成圖案化的掩模。預(yù)期到可使用分離的掩模，或者在其它應(yīng)用中，配置在該石英層192上的掩?？捎刹煌牧辖M成，并且可包含在該襯底中或通過(guò)一或多個(gè)中間層與該襯底分離。典型的適于用來(lái)做為光掩模層190的金屬包含鉻及/或氮氧化鉻。該襯底122也可包含一層(未示出)介于該石英層192和光掩模層190間的摻雜鉬(Mo)氮化硅(SiN)。
在步驟204，經(jīng)由該進(jìn)氣口116將一或多種氟化工藝氣體通入該工藝反應(yīng)室102中。例示工藝氣體可包含四氟甲烷和三氟甲烷，除了其它的的外。該工藝氣體可進(jìn)一步包含惰性氣體，例如氦氣、氬氣、氙氣、氖氣、和氪氣。
在一實(shí)施例中，含鉻的襯底122利用Tetra I、Tetra II或DPSII蝕刻模塊通過(guò)提供速率為每分鐘2至50標(biāo)準(zhǔn)立方厘米(sccm)的四氟化碳和速率為2至50sccm的一氟甲烷(CFH3)來(lái)進(jìn)行蝕刻。一特定工藝配方提供速率為9sccm的四氟甲烷、速率為26sccm的三氟甲烷。該工藝反應(yīng)室內(nèi)的壓力控制在低于約40毫托，并且在一實(shí)施例中，介于約1和約10毫托間，例如2毫托。
在步驟206，低于約600瓦，并且在一第一實(shí)例中，低于約100瓦，并且在一第二實(shí)例中，介于20和約150瓦間，的脈沖襯底偏壓功率經(jīng)施加至該支撐座124以偏壓該襯底122。一特定工藝配方施加約65瓦的偏壓功率。
在一實(shí)施例中，該偏壓來(lái)源140經(jīng)配置以在介于約1至約10千赫的頻率下提供低于約600瓦的RF功率，并具有介于約10至約95％的占空比。在另一實(shí)施例中，該偏壓來(lái)源140經(jīng)配置以提供介于約20至約150瓦的功率，在介于約2至約5千赫間的頻率下，并具有介于約20至約95％的占空比。
在該石英層含有一層圖案化光刻膠在其上的實(shí)施例中，該偏壓來(lái)源140提供介于約20至約150瓦的脈沖RF功率，在介于約2至約5千赫間的頻率下，并具有介于約70至約90％的占空比。在該石英層不具有一層圖案化光刻膠在其上的實(shí)施例中，該偏壓來(lái)源140提供介于約20至約150瓦的脈沖RF功率，在介于約2至約5千赫間的頻率下，并具有介于約20至約40％的占空比。
在步驟208，等離子體通過(guò)從該等離子體功率來(lái)源112施加介于約300至約600瓦的RF功率至該天線110從這些工藝氣體形成。預(yù)期到該等離子體可用其它方式點(diǎn)燃。在一實(shí)施例中，在約13.56百萬(wàn)赫茲的頻率下施加約420瓦的RF功率至該天線110。
在步驟210，蝕刻該襯底122上暴露出的石英層192直到達(dá)到終點(diǎn)為止。該終點(diǎn)可由時(shí)間、光學(xué)干涉(optical interferometry)或利用其它適合方法判定。
石英蝕刻方法200優(yōu)于已知蝕刻方法處包含減少蝕刻延遲、微溝槽化和更佳的垂直側(cè)壁角度控制，因此使方法200在生產(chǎn)小電路尺寸的蝕刻應(yīng)用中成為極受歡迎的。
圖3A-3G描繪出薄膜疊層300i的一實(shí)施例，其利用上述方法200制造成為石英相移掩模318。下標(biāo)”i”表示圖3A-3G所示的薄膜疊層的不同制造階段的整數(shù)。
該薄膜疊層3001，在圖3A中描繪出，包含一石英層302，其具有一光掩模層304配制在其上。該光掩模層304一般是鉻或其它適合材料，例如上述者?？稍谠摴庋谀?04上沉積選擇性的抗反射層306(以虛線示出)。一第一光刻膠層308經(jīng)配置在該光掩模層304或抗反射層306上，當(dāng)存在時(shí)。
將該第一光刻膠層308圖案化并用來(lái)做為蝕刻該光掩模層304的蝕刻掩模，以形成暴露出下方石英層302的特征310，如圖3B所描繪的?？衫脧暮葰怏w(例如氯氣)或含氟氣體(例如六氟化硫或四氟甲烷)形成的等離子體來(lái)蝕刻該光掩模層304。一個(gè)示例蝕刻工藝在2002年9月4號(hào)提出申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案第10/235,223號(hào)中揭露，其在此通過(guò)引用其全文的方式并入本文中。預(yù)期到也可使用其它適合的金屬蝕刻工藝。在這些特征310形成在該光掩模層304中之后，將余下的第一光刻膠層308去除，例如，利用灰化法，而留下如圖3C所示的薄膜疊層3003。
如圖3D所示，一第二光刻膠層312經(jīng)配置在該薄膜疊層3004上，填充這些特征310。接著圖案化該第二光刻膠層312。通常在形成一石英相移掩模時(shí)，該圖案化的第二光刻膠層312暴露出間隔的特征310底部處的石英層302，如圖3E所示。
利用上述方法200來(lái)蝕刻透過(guò)該圖案化的第二光刻膠層312暴露出的石英層302。該石英蝕刻的終點(diǎn)經(jīng)選擇而使圖3F所示的蝕刻出的石英溝槽316的深度314約等于欲與該石英相移光掩模318并用的預(yù)定的光波長(zhǎng)透過(guò)該石英層302的180度相移長(zhǎng)度。典型的波長(zhǎng)是193和248納米。因此，深度314通常約是172或240納米，雖然也可為與不同的光刻光波長(zhǎng)并用的掩模使用其它深度。在蝕刻該石英溝槽316后，除去余下的第二光刻膠層312，例如，利用灰化法，而使余下的薄膜疊層3007形成一石英相移掩模318，如圖3G所示。
圖4A-4E描繪出薄膜疊層400i的一實(shí)施例，其利用上述方法200制造成為無(wú)鉻蝕刻光刻掩模418。下標(biāo)”i”系表示圖4A-4E所示的薄膜疊層的不同制造階段的整數(shù)。
該薄膜疊層4001，在圖4A中描繪出，包含一石英層402，其具有一掩模層404配制在其上。該掩模層404通常適于利用氟化的等離子體化學(xué)品選擇性地蝕刻石英，并且在一實(shí)施例中為鉻或其它光刻膠材料?？稍谠撗谀?04上沉積選擇性的抗反射層406(以虛線示出)。一光刻膠層408經(jīng)配置在該掩模層404或抗反射層406上，當(dāng)存在時(shí)。
將該光刻膠層408圖案化并用來(lái)做為蝕刻該掩模層404的蝕刻掩模，以形成暴露出下方石英層402的特征410，如圖3B所描繪的?？扇缟纤霭憷煤然蚍鷼怏w形成的等離子體來(lái)蝕刻該掩模層404。在這些特征410形成在該掩模層404中的后，將余下的光刻膠層408去除，例如，利用灰化法，而留下如圖4C所示的薄膜疊層4003?？蛇x擇地，可讓該光刻膠層408遺留在該掩模層404上，并透過(guò)隨后工藝期間的腐蝕及/或去光刻膠來(lái)去除。
如圖4D所示，利用上述方法200來(lái)蝕刻透過(guò)該掩模層404暴露出的位于這些特征410底部的石英層402。該石英蝕刻的終點(diǎn)經(jīng)選擇而使圖4D所示的蝕刻出的石英溝槽416的深度414約等于欲與該無(wú)鉻蝕刻光刻掩模418并用的預(yù)定的光波長(zhǎng)透過(guò)該石英層402的180度相移長(zhǎng)度，例如，深度414如上參考該掩模318所述的選擇。
在蝕刻該石英溝槽416后，除去該掩模層404的余下部分。例如，可利用選擇性蝕刻來(lái)除去該掩模層404的余下部分，例如，使用用來(lái)圖案化該掩模層404的化學(xué)品。從該薄膜疊層4005余下的石英層402形成如圖4E所示的無(wú)鉻蝕刻光刻掩模418。
因此，已經(jīng)提供一種用于蝕刻石英的方法，其相對(duì)于已知工藝有利地改善溝槽特性。因此，在此所述的蝕刻石英的方法有利地促進(jìn)適于圖案化具有次5微米關(guān)鍵尺寸的特征的相移光掩模的制造。
雖然前述是針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明的其它及進(jìn)一步實(shí)施例可在不背離其基本范圍下設(shè)計(jì)出，并且其范圍由下述權(quán)利要求范圍決定。
權(quán)利要求
1.一種蝕刻石英的方法，其至少包含在設(shè)置在一蝕刻反應(yīng)室中的一襯底支撐上提供一薄膜疊層，所述薄膜疊層具有一石英層，其中所述石英層透過(guò)一圖案化層部分暴露；提供至少一種氟碳工藝氣體至所述工藝反應(yīng)室中；以多個(gè)低于600瓦的功率脈沖偏壓所述石英層，其中所述石英層配置在所述工藝反應(yīng)室中的所述襯底支撐上；以及透過(guò)所述圖案化層來(lái)蝕刻所述石英層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的提供至少一種氟碳工藝氣體的步驟至少包含通入四氟甲烷(CF4)至所述工藝反應(yīng)室中。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的提供至少一種氟碳工藝氣體的步驟至少包含通入三氟甲烷(CHF3)至所述工藝反應(yīng)室中。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的提供至少一種氟碳工藝氣體的步驟至少包含通入約2至約50sccm的四氟甲烷至所述工藝反應(yīng)室中；以及通入約2至約50sccm的三氟甲烷至所述工藝反應(yīng)室中。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的偏壓步驟至少包含產(chǎn)生占空比介于約20至約95％的脈沖功率。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的偏壓步驟進(jìn)一步包含在介于約1至約10千赫的頻率下產(chǎn)生脈沖功率。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的圖案化層并非光刻膠；并且偏壓的步驟至少包含產(chǎn)生占空比介于約20至約40％的脈沖功率。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的圖案化層包含光刻膠；并且偏壓的步驟至少包含產(chǎn)生占空比介于約70至約90％的脈沖功率。
9.一種形成光掩模的方法，其至少包含a)圖案化一掩模層，其中所述掩模層配置在一工藝反應(yīng)室中的襯底支撐上的一石英層上；b)利用一蝕刻工藝而蝕刻透過(guò)所述掩模層暴露出的石英部分至一深度，其至少包含提供至少一種氟碳工藝氣體至所述工藝反應(yīng)室中；以多個(gè)低于600瓦的功率脈沖偏壓石英層，其中所述石英層配置在所述襯底支撐上；以及維持所述工藝反應(yīng)室中的所述工藝氣體的等離子體；c)在一預(yù)定蝕刻深度處終止蝕刻所述石英層；以及d)除去所述掩模層。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述的圖案化一掩模的步驟至少包含圖案化所述掩模層上的一光刻膠層，其中所述掩模層含有鉻；蝕刻所述鉻掩模層以形成穿過(guò)其間的開(kāi)口；以及從所述鉻掩模層上除去所述光刻膠層。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述的提供至少一種氟碳工藝氣體的步驟至少包含三氟甲烷(CHF3)、六氟化二碳(C2F6)、八氟化三碳(C3F8)、四氟甲烷(CF4)或八氟化五碳(C5F8)的至少一種。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述的提供至少一種氟碳工藝氣體的步驟至少包含通入四氟甲烷和三氟甲烷至所述工藝反應(yīng)室中。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述的偏壓步驟至少包含產(chǎn)生占空比介于約20至約95％的脈沖功率。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述的偏壓步驟進(jìn)一步包含在介于約1至約10千赫的頻率下產(chǎn)生脈沖功率。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述的維持所述等離子體的步驟進(jìn)一步包含感應(yīng)耦合介于約100至約600瓦間的射頻功率至配置在所述工藝反應(yīng)室鄰近處的一天線。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述的圖案化一掩模的步驟至少包含圖案化位于一不透明金屬遮光層上的第一光刻膠層；蝕刻所述金屬遮光層以形成穿過(guò)其間的至少一第一開(kāi)口以及一第二開(kāi)口；圖案化位于一不透明金屬遮光層上的第二光刻膠層以形成所述掩模層，其中所述金屬遮光層中的所述第一開(kāi)口在圖案化之后保持被所述第二光刻膠層填滿的狀態(tài)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述的提供至少一種氟碳工藝氣體的步驟至少包含三氟甲烷、六氟化二碳、八氟化三碳、四氟甲烷或八氟化五碳的至少一種。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述的偏壓步驟至少包含產(chǎn)生占空比介于約20至約95％的脈沖功率。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述的偏壓步驟進(jìn)一步包含在介于約1至約10千赫的頻率下產(chǎn)生脈沖功率。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述的形成一等離子體的步驟進(jìn)一步包含感應(yīng)耦合介于約100至約600瓦間的射頻功率至配置在所述工藝反應(yīng)室鄰近處的一天線。
21.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述的不透明金屬遮光層是鉻。
22.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述的功率脈沖低于150瓦。
23.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述的掩模層并非光刻膠；并且偏壓的步驟至少包含產(chǎn)生占空比介于約20至約40％的脈沖功率。
24.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述的掩模層是光刻膠；并且偏壓的步驟至少包含產(chǎn)生占空比介于約70至約90％的脈沖功率。
25.一種形成一光掩模的方法，其至少包含a)圖案化位于一鉻層上的第一光刻膠層；b)蝕刻所述鉻層以形成穿過(guò)其間的至少一第一開(kāi)口以及一第二開(kāi)口；c)除去所述第一光刻膠層；d)圖案化位于所述鉻層上的第二光刻膠層，其中所述鉻層中的所述第一開(kāi)口在圖案化的后保持被所述第二光刻膠層填滿的狀態(tài)；e)利用一蝕刻工藝而蝕刻透過(guò)所述鉻層暴露出的石英層部分至一深度，其中所述深度介于約193至約248納米間的光刻光波長(zhǎng)的一半，其至少包含提供至少一種氟碳工藝氣體至一工藝反應(yīng)室中；以多個(gè)低于600瓦的功率脈沖偏壓石英層，其中所述石英層配置在所述工藝反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐上；以及以介于約100至約600瓦間的功率維持所述工藝氣體的等離子體；以及f)除去所述鉻層。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述的提供至少一種氟碳工藝氣體的步驟至少包含三氟甲烷、六氟化二碳、八氟化三碳、四氟甲烷或八氟化五碳的至少一種。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述的提供至少一種氟碳工藝氣體的步驟至少包含通入四氟甲烷和三氟甲烷至所述工藝反應(yīng)室中。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述的提供一種氟碳工藝氣體的步驟至少包含通入約2至約50sccm的四氟甲烷至所述工藝反應(yīng)室中；以及通入約2至約50sccm的三氟甲烷至所述工藝反應(yīng)室中。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述的偏壓步驟至少包含產(chǎn)生占空比介于約20至約95％的脈沖功率。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述的偏壓步驟進(jìn)一步包含在介于約1至約10千赫的頻率下產(chǎn)生脈沖功率。
31.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述的偏壓步驟至少包含產(chǎn)生占空比介于約70至約90％的脈沖功率。
32.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述的蝕刻所述石英層部分的步驟至少包含施加占空比介于約20至約90％的低于約150瓦的偏壓功率；感應(yīng)耦合低于約600瓦的射頻功率至配置在所述工藝反應(yīng)室鄰近處的一天線；通入低于約15sccm的四氟甲烷至所述工藝反應(yīng)室中；以及通入低于約30sccm的三氟甲烷至所述工藝反應(yīng)室中。
33.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述的偏壓功率介于約20至約150瓦間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種蝕刻石英的方法。在一實(shí)施例中，一種蝕刻石英的方法包含在一蝕刻反應(yīng)室中提供一薄膜疊層，該薄膜疊層具有一石英層，其中該石英層透過(guò)一圖案化層部分暴露；提供至少一種氟碳工藝氣體至一工藝反應(yīng)室中；以多個(gè)低于600瓦的功率脈沖偏壓石英層，其中該石英層系配置在該工藝反應(yīng)室中的一襯底支撐上；并透過(guò)一圖案化光掩模來(lái)蝕刻石英層。在此所述的蝕刻石英的方法特別適于用來(lái)制造具有經(jīng)蝕刻的石英部分的光掩模。
文檔編號(hào)G03F7/26GK101046634SQ20061006744
公開(kāi)日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2006年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日
發(fā)明者斯科特·艾倫·安德森, 艾杰伊·庫(kù)馬 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司