專(zhuān)利名稱(chēng)：用于光掩模等離子體蝕刻的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式主要涉及用于等離子體蝕刻光掩模的方法和裝置，以及 更具體地涉及具有等離子體物質(zhì)分布的改善控制的方法和裝置。
背景技術(shù)：
微電子或集成電路器件的制造典型地包含需要在半導(dǎo)電、介電和導(dǎo)電襯底 上執(zhí)行的數(shù)百個(gè)獨(dú)立步驟的復(fù)雜工藝次序。這些工藝步驟的實(shí)施例包括氧化、 擴(kuò)散、離子注入、薄膜沉積、清洗、蝕刻和光刻。利用光刻和蝕刻(通常引用 為圖案轉(zhuǎn)移歩驟)，所需的圖案首先轉(zhuǎn)移到光敏材料層，例如光刻膠，然后在 后續(xù)的蝕刻期間轉(zhuǎn)移到下一層材料層上。在光刻步驟中，底版光刻膠層透過(guò)包
含圖案的掩模版(reticle)或光掩模暴露于輻射源，從而圖案的圖像形成在光 刻膠中。通過(guò)在適宜的化學(xué)溶液中顯影光刻膠，去除光刻膠部分，從而造成圖 案化的光刻膠層。利用該光刻膠圖案作為掩模，下一層材料層暴露于反應(yīng)性環(huán) 境中，例如，利用濕法蝕刻或干法蝕刻，其使圖案轉(zhuǎn)移到下一層材料層上。
在光掩模上的圖案，其典型地在支撐在玻璃或石英襯底的含金屬層中形 成，還利用通過(guò)光刻膠圖案進(jìn)行蝕刻產(chǎn)生。然而，在該情形下，通過(guò)直接寫(xiě)入 技術(shù)產(chǎn)生光刻膠圖案，例如利用電子束或其它適宜的輻射束，與通過(guò)掩模版暴 露光刻膠相反。利用圖案化的光刻膠作為掩模，使用等離子體蝕刻可將圖案轉(zhuǎn) 移到下一含金屬層上。適于在先進(jìn)的器件制造中使用的商業(yè)上可購(gòu)得的光掩模 蝕刻設(shè)備的實(shí)施例為T(mén)etra 光掩模蝕刻系統(tǒng)，可從加利福尼亞的California的 Santa Clara的Applied Materials有限公司購(gòu)得。術(shù)語(yǔ)"掩模"、"光掩模"或 "掩模版"將交替地使用以表示一般包含圖案的襯底。
隨著不斷減小器件尺寸，用于先進(jìn)技術(shù)的光掩模的設(shè)計(jì)和制造變得越來(lái)越 復(fù)雜，以及臨界尺寸和工藝均勻性的控制變得越來(lái)越重要。因此，目前需要改 善光掩模制造中的工藝監(jiān)控和控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要提供用于蝕刻光掩模的方法和裝置。本發(fā)明的一種實(shí)施方式提 供用于等離子體蝕刻的裝置，該裝置包含工藝腔室，設(shè)置在工藝腔室中并適于
容納光掩模的支撐底座，用于在腔室內(nèi)形成等離子體的RF功率源，設(shè)置在腔 室內(nèi)底座上方的護(hù)板，該護(hù)板包含板，該板具有多個(gè)孔并設(shè)計(jì)為用于控制經(jīng)過(guò) 該板的帶電和中性物質(zhì)分布，其中該板包含具有至少一種屬性諸如材料或電勢(shì) 偏壓屬性彼此不同的兩個(gè)區(qū)域。
本發(fā)明的另一實(shí)施方式提供蝕刻光掩模的方法。該方法包含提供具有支撐 底座的工藝腔室；提供在支撐底座上方的護(hù)板，該護(hù)板包含板，該板具有每個(gè) 都包含多個(gè)孔并用于控制經(jīng)過(guò)該板的帶電和中性物質(zhì)分布的第一區(qū)域和第二 區(qū)域，第一區(qū)域具有至少一種屬性不同于第二區(qū)域，諸如材料或電勢(shì)偏壓；放 置光掩模到底座上；引入工藝氣體到工藝腔室中；由工藝氣體形成等離子體； 和利用經(jīng)過(guò)該板的離子和中性物質(zhì)蝕刻光掩模。
本發(fā)明的另一實(shí)施方式提供用于等離子體蝕刻的裝置。該裝置包含工藝腔 室，設(shè)置在工藝腔室中并適于容納光掩模的支撐底座，用于在腔室內(nèi)形成等離 子體的RF功率源，和設(shè)置在腔室中底座上方的護(hù)板，該護(hù)板包含板，該板具 有多個(gè)孔并用于控制經(jīng)過(guò)該板的帶電和中性物質(zhì)分布，其中該板包含選擇氧化 釔和介電常數(shù)高于約4的材料。


為了能詳細(xì)理解本發(fā)明的以上概述特征，將參照部分在附圖中示出的實(shí)施 方式對(duì)以上的簡(jiǎn)要概述和以下的其它描述進(jìn)行本發(fā)明的更詳細(xì)描述。然而，應(yīng) 該主要到附圖僅示出了本發(fā)明的典型實(shí)施方式，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明范圍 的限定，因?yàn)楸景l(fā)明可承認(rèn)其它等效的實(shí)施方式。
圖1是具有護(hù)板的蝕刻反應(yīng)器的示意圖2A-B是圖1的護(hù)板的兩個(gè)實(shí)施方式的頂視圖的示意性示出； 圖2C是護(hù)板部分的橫截面示意圖2D是一個(gè)實(shí)施方式的頂視圖的示意性示出，示出了在整個(gè)護(hù)板上的電 勢(shì)偏壓；
圖3A-B是護(hù)板的兩個(gè)可選實(shí)施方式的頂視圖的示意性示出；
圖4是護(hù)板的另一實(shí)施方式的頂視圖的示意性示出；以及
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的蝕刻光掩模的方法的流程圖。
為了便于理解，在此盡可能使用相同的附圖標(biāo)記表示附圖中共有的相同元
件。預(yù)期一個(gè)實(shí)施方式的元件和特征可以有利地結(jié)合到另一實(shí)施方式中，而不
用進(jìn)一歩敘述。
然而，應(yīng)該注意到附圖僅示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，因此不能理解 為對(duì)本發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明還承認(rèn)其它等效的實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種改善光掩模襯底的蝕刻的方法和裝置。更特別地，本發(fā)明 涉及用于控制在等離子體蝕刻腔室中帶電和中性物質(zhì)的空間分布的改善的護(hù) 板。該護(hù)板還引用為離子基或離子中性護(hù)板。
在等離子蝕刻腔室中使用的離子基護(hù)板的一個(gè)實(shí)施例之前已經(jīng)在2004年 6月30日由Kumar等人提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)S/N 10/880,754，題目為 "METHOD AND APPARATUS FOR PHOTOMASK PLASMA ETCHING"中公開(kāi)。
圖1描述了具有離子基護(hù)板170的蝕刻反應(yīng)器100的示意性視圖。適于與 在此公開(kāi)的教導(dǎo)一起使用的適宜的反應(yīng)器包括，例如，去耦的等離子體源 (DPS ) II反應(yīng)器，或者TetraI和TetraII光掩模蝕刻系統(tǒng)，所有這些系統(tǒng)都 可以從California的Santa Clara的Applied Materials有限公司購(gòu)得。在此示出 的反應(yīng)器100的特定的實(shí)施方式用于示意性目的，不應(yīng)該用于限制本發(fā)明的范 圍。預(yù)期本發(fā)明可在其它等離子體處理腔室中使用，包括來(lái)自其它制造商的腔 室。
反應(yīng)器100 —般包括具有在導(dǎo)電主體(壁)104內(nèi)的襯底底座124的工藝 腔室102，和控制器146。腔室102具有基本平坦的電介質(zhì)頂或蓋108。腔室 102的其它修正可具有其它類(lèi)型的頂，例如，圓頂形的頂。天線(xiàn)110設(shè)置在頂 108上方并包含選擇性控制(在圖1中示出了兩個(gè)共軸元件110a和110b)的 一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電線(xiàn)圈元件。天線(xiàn)U0通過(guò)第一匹配網(wǎng)絡(luò)114耦合到等離子體功 率源112，該等離子體功率源112能在從約50kHz到約13.56MHz范圍的可調(diào) 諧頻率下產(chǎn)生高達(dá)約3000W的功率。
襯底底座(陰極)124通過(guò)第二匹配網(wǎng)絡(luò)142耦合到偏壓功率源140。偏 壓源140 —般是在能產(chǎn)生連續(xù)或者脈沖功率的約13.56MHz的頻率下高于約 500W的電源?？蛇x地，功率源140是DC或脈沖DC源。
在一個(gè)實(shí)施方式中，襯底支撐底座124包括靜電夾盤(pán)160，其具有至少一 個(gè)鉗位電極132并由夾盤(pán)電源166控制。在可選實(shí)施方式中，襯底底座124 可包括襯底固定構(gòu)件諸如底座夾環(huán)、機(jī)械夾盤(pán)等。
掩模版適配器182用于固定襯底(例如，掩?；蜓谀０?122到襯底支撐 底座124上。掩模版適配器182 —般包括覆蓋底座124 (例如，靜電夾盤(pán)160) 的上表面的下部分184和具有設(shè)計(jì)尺寸和形狀以容納襯底122的開(kāi)口 188的頂 部分186。開(kāi)口 188 —般基本關(guān)于底座124居中。適配器182 —般由單種抗蝕 刻、耐高溫材料諸如聚亞酰胺陶瓷或石英形成。邊緣環(huán)126可覆蓋和/或固定 適配器182到底座124。
升降機(jī)構(gòu)138用于降低或升高適配器182，并因此降低或升高襯底122， 到達(dá)或脫離襯底支撐底座124。一般地，升降機(jī)構(gòu)162包含通過(guò)各個(gè)定向孔136 運(yùn)動(dòng)的多個(gè)升降桿130 (示出了一個(gè)升降桿)。
在操作中，通過(guò)穩(wěn)定襯底底座124的溫度而控制襯底122的溫度。在一個(gè) 實(shí)施方式中，襯底支撐底座124包含電阻加熱器144和散熱器128。電阻加熱 器144 一般包含至少一個(gè)加熱元件134并由加熱器電源168調(diào)節(jié)。來(lái)自氣源 156的背側(cè)氣體，例如氦(He)，經(jīng)由氣體管道158提供到在襯底122下面底 座表面中形成的管道，以有助于底座124和襯底122之間的熱傳遞。在處理期 間，可由電阻加熱器144加熱底座124至穩(wěn)態(tài)溫度，其與背側(cè)氣體一起，促進(jìn) 襯底122的均勻加熱。使用所述熱控制，襯底122可保持在約0和350攝氏度 rc)之間的溫度下。
離子基護(hù)板170設(shè)置在腔室102中底座124上方。離子基護(hù)板170從腔室 壁104和底座124電性隔離，從而不提供從板到地的接地路徑。離子基護(hù)板 170的一個(gè)實(shí)施方式包括基本平坦的板172和支撐板172的多個(gè)腿176。板172， 其可由與工藝需求兼容的多種材料制成，包含限定板172中所需開(kāi)口面積的一 個(gè)或多個(gè)開(kāi)口 (孔)174。該開(kāi)口面積控制在工藝腔室102的上工藝空間178 中形成的等離子體移到位于離子基護(hù)板170和襯底122之間的下工藝空間180 的離子量。開(kāi)口面積越大，則越多的離子可經(jīng)過(guò)離子基護(hù)板170。同樣地，孔
174的大小控制空間80中的離子密度，并且護(hù)板170用作離子過(guò)濾器。板172 還包含篩子或柵網(wǎng)，其中篩子或柵網(wǎng)的開(kāi)口面積相應(yīng)于由孔174提供的所需開(kāi) 口面積?？蛇x地，可使用板和篩子或柵網(wǎng)的結(jié)合。
在處理期間，由于來(lái)自等離子體的電子轟擊，電勢(shì)在板172的表面上形成。 電勢(shì)吸引來(lái)自等離子體的離子，有效地從等離子體過(guò)濾這些離子，同時(shí)允許中 性物質(zhì)，例如自由基，經(jīng)過(guò)板172的孔174。從而，通過(guò)降低通過(guò)離子基護(hù)板 170的離子量，由中性物質(zhì)或自由基對(duì)掩模的蝕刻可以多種可控方式進(jìn)行。這 減少了抗蝕膜(resist)的侵蝕以及抗蝕膜濺射到圖案化的材料層的側(cè)壁上，從 而導(dǎo)致改善的蝕刻偏壓和臨界尺寸均勻性。
本發(fā)明提供對(duì)離子基護(hù)板170的各種改善，包括可選的材料或配置。例如， 使用石英或陶瓷用于板172可能優(yōu)于陽(yáng)極化的鋁，原因在于一般認(rèn)為渦電流可 在鋁板中形成并不利地影響工藝均勻性。在另一實(shí)施方式中，板172由具有高 于約4的介電常數(shù)的材料制成。該材料的實(shí)施例包括陶瓷，例如，氧化鋁、氧 化釔(釔氧化物)和K140 (可從Kyocera購(gòu)得的專(zhuān)利材料)等等。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，離子護(hù)板170包含具有至少一種屬性彼此不 同的兩個(gè)區(qū)域或部分。例如，護(hù)板可包含具有不同配置包括各種幾何形狀(例 如，尺寸、形狀和開(kāi)口面積)的多個(gè)區(qū)域，該區(qū)域可由相同或不同的尺寸制成， 或適于具有不同的電勢(shì)偏壓。通過(guò)提供區(qū)域配置、材料和/或電勢(shì)偏壓的結(jié)合， 等離子體中的離子和中性物質(zhì)分布可以局部化的方式修改，允許工藝屬性諸如 蝕刻均勻性的定制，或者局部增強(qiáng)或降低的蝕刻速度(例如，以在不同部分或 掩模中定制為不同的圖案密度)等等。該多區(qū)域護(hù)板，例如，可用于等離子體 物質(zhì)分布的活性控制，并因此可改善工藝控制。
在一個(gè)實(shí)施方式中，護(hù)板的至少兩個(gè)區(qū)域由具有不同介電常數(shù)的不同材料 制成。適宜的材料包括多種陶瓷(例如，氧化鋁，氧化釔)、陽(yáng)極化的鋁、石 英、具有高于約4的介電常數(shù)的材料，例如，可從Kyocera購(gòu)得的K140，以 及與工藝化學(xué)兼容的其它材料。在另一實(shí)施方式中，護(hù)板主要由一種材料制成， 但是劃分為物理分開(kāi)或彼此電性絕緣的不同區(qū)域或部分。配置這些區(qū)域，從而 每個(gè)區(qū)域可獨(dú)立地偏壓至不同電勢(shì)?？蛇x地，護(hù)板可包含具有不同幾何形狀或 空間配置、材料和/或電勢(shì)偏壓的多個(gè)區(qū)域。
圖2A是本發(fā)明的護(hù)板170的一個(gè)實(shí)施方式的俯視圖的示意性示出。在該
實(shí)施方式中，護(hù)板170包含具有多個(gè)孔174和多個(gè)腿176的板172。板172劃 分為不同的區(qū)域或部分172A、 172B、 172C和172D。這些區(qū)域的至少兩個(gè)由 不同的材料諸如陶瓷(例如，氧化鋁或氧化釔)、石英、陽(yáng)極化的鋁或與工藝 化學(xué)兼容的其它材料制成。使用具有不同介電常數(shù)的材料允許調(diào)節(jié)等離子體屬 性，并因此調(diào)節(jié)蝕刻結(jié)果。例如，與由較低介電常數(shù)的材料制成的另一區(qū)域相 比，由較高介電常數(shù)的材料制成的區(qū)域?qū)?dǎo)致較多電荷的內(nèi)建電場(chǎng)。因此，更 多的離子將通過(guò)具有較低介電常數(shù)材料的區(qū)域。
可選地，所有的區(qū)域還可由相同的材料制成，鄰近的區(qū)域可通過(guò)間隙172G 或絕緣材料彼此隔開(kāi)，如圖2B所示。在具有間隙的配置中，鄰近的區(qū)域可選 地與一個(gè)或多個(gè)調(diào)整翼片173 (由不同于區(qū)域的材料制成)連接，以提供機(jī)械 穩(wěn)定性，除了由各個(gè)腿支撐之外。另外，區(qū)域172A、 172B、 172C和172D的 一個(gè)或多個(gè)可連接到用于供應(yīng)電勢(shì)偏壓的各自的電源，對(duì)于沒(méi)有區(qū)域可以獨(dú)立 地控制其電源。例如，區(qū)域172A可由電源190A在不同于連接到另 一 電源190B 的區(qū)域172A的電勢(shì)下偏壓。在圖2C中示出了電源連接，該圖2C示出了通過(guò) 腿176耦接到襯底底座124的區(qū)域172A的橫截面視圖。來(lái)自電源190A的電 性連接設(shè)置到來(lái)自腿176內(nèi)部的區(qū)域172A。 一般地，正或負(fù)的偏壓可施加到 多個(gè)區(qū)域的其中之一。在一個(gè)實(shí)施方式中，可使用從約0伏到約500伏的DC 偏壓。在另一實(shí)施方式中，可使用從約0伏到約100伏或者從約0伏到約20 伏的DC偏壓。
例如，如果正DC偏壓施加到區(qū)域172A，并且鄰近區(qū)域172B和172D不 偏壓(例如，浮接)，從區(qū)域172A排斥的正離子將聚積在區(qū)域172B和172D 周?chē)Ｈ绻煌ㄟ^(guò)來(lái)自區(qū)域172B和172D周?chē)碾娮咏⒌呢?fù)電勢(shì)中和，則 該過(guò)量的正離子將很可能通過(guò)這些區(qū)域中的孔174并導(dǎo)致襯底122的蝕刻。因 此，通過(guò)選擇性偏壓在板172上的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域，通過(guò)離子-中性護(hù)板170 的離子分布可以可控方式改變，導(dǎo)致在蝕刻結(jié)果中相應(yīng)的變化。
在又一實(shí)施方式中，板172包含具有在整個(gè)板172上的兩個(gè)位置上施加的 電勢(shì)偏壓的一種材料。在該實(shí)施方式中，在位置172X和172Y周?chē)牟煌?勢(shì)偏壓的兩個(gè)區(qū)域之間沒(méi)有間隙或物理間隔。這在圖2D中示出，其中連接兩 個(gè)電壓源190C和1卯D以提供在位置172X和172Y之間的電勢(shì)梯度。一般地， 在板172上的任意兩個(gè)位置上建立電勢(shì)梯度。在圖2D的實(shí)施方式中，位置
172X、 172Y沿著周長(zhǎng)附近的直徑DD'在板中心的相對(duì)側(cè)上設(shè)置。在另一實(shí) 施方式中，可在板172的中心附近的第一位置和在板172周長(zhǎng)附近的第二位置 之間應(yīng)用電勢(shì)梯度。通過(guò)電勢(shì)梯度修正在等離子體中穿過(guò)板172的孔174的離 子和中性物質(zhì)的分布。
圖3A-B是護(hù)板170的兩個(gè)實(shí)施方式的俯視圖的示意性示出，其示出了各 種排列的不同區(qū)域，例如，172A和172B為同心環(huán)狀排列(圖3A)，以及172A、 172B、 172C、 172D、 172E和172F呈柵格或薄片圖案(圖3B)。例如，同心 環(huán)配置可有益于補(bǔ)償由腔室中的非均勻氣體流動(dòng)圖案引起的蝕刻非均勻性。
可以理解蝕刻實(shí)施方式可彼此結(jié)合使用，例如無(wú)論由單種材料或不同材料 制成的板，可包括不同的區(qū)域配置，或者在整個(gè)板上設(shè)置有不同的電勢(shì)偏壓。
另外，在板172的不同區(qū)域中的孔174可在尺寸、間隔和幾何排列中變化。 孔174可一般具有從0.03英寸(0.07cm)到約3英寸(7.62cm)變化的尺寸， 并且可排列以限定在板172的每個(gè)區(qū)域內(nèi)的開(kāi)口面積從約百分之2到約百分之 90。預(yù)期孔174可以其它幾何圖案或者隨機(jī)圖案排列并具有各種尺寸?？?74 的大小、形狀和圖案可根據(jù)下工藝空間180中的所需離子密度變化。例如，在 板172的特定區(qū)域中的小直徑的大部分孔可用于增加在空間180的相應(yīng)區(qū)域中 的自由基(或中性物質(zhì))與離子密度的比率。可選地，多數(shù)較大的孔可用板 172的區(qū)域內(nèi)的小孔點(diǎn)綴，以增加在空間180的相應(yīng)區(qū)域中的離子與自由基(或 中性物質(zhì))密度比率。
在圖2-3中示出的實(shí)施例主要用于示意性目的，并且可以理解許多不同的 變化是可能的，包括設(shè)計(jì)以為適合特定的掩模圖案的區(qū)域配置(例如，大小、 形狀、開(kāi)口面積、材料和/或偏壓)的結(jié)合，從而可以定制工藝屬性以適合特 定的需求。例如，如果掩模具有不同圖案密度或負(fù)載的區(qū)域，這些區(qū)域的所需 蝕刻速度可彼此不同。在那樣的情形下，有可能基于特定的掩模圖案而設(shè)定護(hù) 板172上的區(qū)域或部分，以達(dá)到所需的蝕刻結(jié)果。圖4示出了劃分為區(qū)域172A 和172B的板172的一個(gè)實(shí)施方式的俯視圖，其空間配置對(duì)應(yīng)于或與在具有不 同圖案密度的掩模上的各個(gè)區(qū)域相關(guān)。例如，如果區(qū)域172A對(duì)應(yīng)于需要比其 余部分掩模相對(duì)高的蝕刻速度的掩模上的區(qū)域，區(qū)域172A可設(shè)置有較大直徑 的孔以提供離子與中性物質(zhì)較高的比率?？蛇x地，區(qū)域172A和172B可由具 有不同介電常數(shù)的材料制成和/或偏壓不同，從而經(jīng)過(guò)區(qū)域172A的離子量(或
者離子與中性物質(zhì)的比率)可相對(duì)于區(qū)域172B增加。通過(guò)設(shè)置由不同的介電 常數(shù)的材料制成的和/或不同偏壓的區(qū)域，與僅通過(guò)改變孔大小所得相比，可 得到對(duì)離子與中性物質(zhì)比率的較好控制。
可改變離子基護(hù)板170支撐在其上的高度以進(jìn)一步控制蝕刻工藝。離子基 護(hù)板nO越靠近護(hù)板108，則上工藝空間178越小，其趨于促進(jìn)更穩(wěn)定的等離 子體。在一個(gè)實(shí)施方式中，離子基護(hù)板170距離頂108約1英寸(2.54cm)設(shè) 置。通過(guò)更靠近底座124設(shè)置離子基護(hù)板170，從而襯底122更靠近離子基護(hù) 板170，可得到更快的蝕刻速度?？蛇x地，通過(guò)離底座124更遠(yuǎn)設(shè)置離子基護(hù) 板170，可得到較低但是更加可控的蝕刻速度。通過(guò)調(diào)整離子基護(hù)板170的高 度而控制蝕刻速度，從而允許以改善的臨界尺寸均勻性和降低的蝕刻偏壓平衡 更快的蝕刻速度。在一個(gè)實(shí)施方式中，離子基護(hù)板170距離底座124約2英寸 (5cm)設(shè)置。離子基護(hù)板170的高度可在襯底122和頂108之間具有約6英 寸(15.24cm)的距離的腔室中從約1.5英寸(3.81cm)到約4英寸(10.16cm) 的范圍內(nèi)變化。預(yù)期離子基護(hù)板170可設(shè)置在具有不同幾何形狀的腔室中的不 同高度處，例如，在較大或較小的腔室中。
支撐在關(guān)于襯底122呈隔開(kāi)關(guān)系的板172的腿176 —般位于底座124或者 邊緣環(huán)126的外直徑周?chē)⑶铱捎膳c板172相同的材料制造。在一個(gè)實(shí)施方式 中，三條腿176用于支撐離子基護(hù)板170。盡管腿176 —般在相對(duì)于襯底122 或底座124基本平行的方向中固定板172，但是預(yù)期通過(guò)具有改變長(zhǎng)度的腿176 可以使用有角度的方向。
腿176可在上端壓配到在板172中形成的相應(yīng)的孔中，或者它們可以緊固 于板172中或緊固到與板172下側(cè)固定的支架中。腿176可放置到底座124、 適配器182或邊緣環(huán)126上，或者它們可以延伸至在底座124、適配器182或 邊緣環(huán)126中形成的孔(未示出)中。還可使用不與處理?xiàng)l件不一致的其它傳 統(tǒng)緊固方法，諸如螺紋連接、螺栓連接、粘接等等。當(dāng)固定到邊緣環(huán)126時(shí)， 為了便于使用、維護(hù)、替換等等，離子基護(hù)板170可以為易于置換工藝套件的 零件。預(yù)期可以配置離子基護(hù)板170以在現(xiàn)有工藝腔室中易于更新。
可選地，通過(guò)其它裝置諸如通過(guò)使用粘結(jié)到壁104的支架(未示出)或者 工藝腔室102內(nèi)的其它結(jié)構(gòu)，板172可支撐在底座124上方。其中板172附接 到壁104或者工藝腔室102的其它結(jié)構(gòu)，板172 —般與任何接地路徑諸如地 106絕緣。
在等離子體蝕刻之前， 一種或多種工藝氣體從氣體儀表盤(pán)120提供到工藝 腔室102，例如，通過(guò)位于襯底底座124上方的一個(gè)或多個(gè)入口 116 (例如， 開(kāi)口、注射器、噴嘴等等)。在圖1的實(shí)施方式中，使用可在壁104中或者在 耦合到壁104的氣體環(huán)(未示出)中形成的環(huán)形氣體管道118，工藝氣體提供 到入口 116。在蝕刻工藝期間，通過(guò)將來(lái)自等離子體源112的功率施加到天線(xiàn) 110，工藝氣體激發(fā)為等離子體。
使用節(jié)流閥162和真空泵164控制腔室102中的壓力?？墒褂昧鹘?jīng)壁104 的含液體管道(未示出)控制壁104的溫度。典型地，腔室壁104由金屬(例 如，鋁，不銹鋼等等)形成并耦接到電接地106。工藝腔室102還包含用于工 藝控制、內(nèi)部診斷、終點(diǎn)檢測(cè)等等的傳統(tǒng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)共同地示為支撐系統(tǒng) 154。
控制器146包含中央處理器(CPU) 150、存儲(chǔ)器148和用于CPU150的 支持電路152，并且有助于工藝腔室102的組件的控制，同時(shí)有助于蝕刻工藝 的控制，如以下進(jìn)一步詳細(xì)示出?？刂破?46可以為可以在工業(yè)設(shè)置中使用以 控制各種腔室和子處理器的多種用途的計(jì)算機(jī)處理器的任意形式的其中之一。 CPU 150的存儲(chǔ)器或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以為一種或多種容易購(gòu)得的存儲(chǔ)器諸 如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、軟盤(pán)、硬盤(pán)或本地或遠(yuǎn) 程的任何其它形式的數(shù)字存儲(chǔ)器。支持電路152耦合到CPU 150用于以傳統(tǒng) 方式支撐處理器。這些電路包括高速緩沖存儲(chǔ)器、電源、時(shí)鐘電路、輸入/輸 出電路和子系統(tǒng)等等。本發(fā)明的方法一般作為軟件程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器148中。 可選地，該軟件程序還由CPU150控制的硬件的遠(yuǎn)程設(shè)置的第二CPU (未示 出)存儲(chǔ)和/或執(zhí)行。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式在具有離子基護(hù)板的蝕刻腔室中蝕刻 光掩模襯底的方法500。方法500當(dāng)襯底放置在工藝腔室中離子基護(hù)板下面的 支撐底座上時(shí)在步驟502開(kāi)始。護(hù)板包含具有至少一種屬性例如材料或電勢(shì)偏 壓彼此不同的兩個(gè)區(qū)域。典型的襯底一般包含光學(xué)透明的硅基材料，諸如石英 (即，二氧化硅，Si02)，具有設(shè)置在石英的表面上的金屬的不透光隔離層。 在光掩模中使用的典型金屬包括鉻或鉻氧氮化物。該襯底還可包括夾在石英和 鉻之間的由鉬(Mo)摻雜的氮化硅(SiN)層。
在步驟504， 一種或多種氣體通過(guò)氣體入口引入到工藝腔室。示例性的工 藝氣體可包括氧氣(02)或含氧氣體，諸如一氧化碳(CO)，和/或含鹵素氣 體，諸如用于蝕刻金屬層的含氯氣體。處理氣體可進(jìn)一步包括惰性氣體或另外 的含氧氣體。一氧化碳有利地用于在圖案化的抗蝕材料和所蝕刻的金屬層中形 成的開(kāi)口和圖案的表面特別在側(cè)壁上形成鈍化聚合物沉積物。含氯氣體選自氯 氣(Cl2)、四氯化硅(SiCU)、三氯化硼(BC13)及其組合，并用于供應(yīng)活 性基以蝕刻金屬層。
例如，Cl2可以10到1000標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘(sccm)提供，而02可以0到 1000 sccm提供。在5和500W之間的襯底偏壓功率可施加到靜電夾盤(pán)和保持 在低于約15(TC溫度的工藝腔室中。在其它實(shí)施方式中諸如蝕刻石英或MoSi 的實(shí)施方式中，工藝氣體包括含氟氣體，例如三氟甲垸(CHF3)、四氟甲烷 (CF4)等等。
在步驟506，可選地，DC偏壓施加到離子基護(hù)板的至少一個(gè)區(qū)域。在步 驟508，等離子體由在離子基護(hù)板上方的工藝空間中的一種或多種工藝氣體形 成，例如，通過(guò)在施加來(lái)自等離子體功率源的在約200到約2000W之間的RF 功率到天線(xiàn)。根據(jù)由施加的偏壓和在整個(gè)離子基護(hù)板上建立的電勢(shì)確定的分布 圖案，來(lái)自等離子體的離子和中性物質(zhì)通過(guò)離子基護(hù)板。襯底由下工藝空間中 的離子和中性物質(zhì)蝕刻。
雖然前述涉及本發(fā)明的實(shí)施方式，但是在不脫離本發(fā)明的基本范圍下，還 承認(rèn)本發(fā)明的其它和進(jìn)一歩的實(shí)施方式，并且本發(fā)明的范圍由以下的權(quán)利要求 書(shū)所確定。
權(quán)利要求
1、一種等離子體蝕刻的裝置，包含工藝腔室；支撐底座，設(shè)置在工藝腔室中并用于在支撐底座上容納光掩模；RF功率源，用于在所述腔室內(nèi)形成等離子體；以及護(hù)板，設(shè)置所述腔室中所述底座上方，所述護(hù)板包含板，該板具有多個(gè)孔并用于控制經(jīng)過(guò)所述板的帶電和中性物質(zhì)的分布，其中所述板包含具有至少一種屬性彼此不同的兩個(gè)區(qū)域，所述至少一種屬性是材料或電勢(shì)偏壓的其中之一。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，每個(gè)所述區(qū)域包含介電常 數(shù)彼此不同的材料，該材料選自陽(yáng)極化鋁、陶瓷、鋁、氧化釔、介電常數(shù)高于 約4的材料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述兩個(gè)區(qū)域的特征在于 彼此不同的兩個(gè)開(kāi)口區(qū)域，該兩個(gè)開(kāi)口區(qū)域由多個(gè)孔中的一個(gè)或多個(gè)限定。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述兩個(gè)區(qū)域具有彼此不 同的電勢(shì)偏壓。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述兩個(gè)區(qū)域由一種材料 制成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述兩個(gè)區(qū)域彼此物理性 隔開(kāi)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述兩個(gè)區(qū)域的特征在于 彼此不同的兩個(gè)開(kāi)口區(qū)域，該該兩個(gè)開(kāi)口區(qū)域由多個(gè)孔中的一個(gè)或多個(gè)限定。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述板進(jìn)一步包含以楔形、 中心環(huán)或柵格圖案的至少其中之一排列。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述兩個(gè)區(qū)域具有與在特 征在于不同的圖案密度的所述光掩模上的各個(gè)區(qū)域相關(guān)的空間構(gòu)造。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述兩個(gè)區(qū)域的每一個(gè)都 包含介電常數(shù)彼此不同的材料，該材料選自陽(yáng)極化鋁、陶瓷、鋁、氧化憶、介 電常數(shù)高于約4的材料。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述兩個(gè)區(qū)域具有彼此不 同的電勢(shì)偏壓。
12、 一種蝕刻光掩模的方法，包含 提供具有支撐底座的工藝腔室；提供在所述支撐底座上方的護(hù)板，所述護(hù)板包含板，該板具有每個(gè)都包含 多個(gè)孔并用于控制經(jīng)過(guò)所述板的帶電和中性物質(zhì)分布的第一區(qū)域和第二區(qū)域， 所述第一區(qū)域具有不同于所述第二區(qū)域的至少一種材料或者電勢(shì)偏壓；放置光掩模在所述底座上；弓1入工藝氣體到所述工藝腔室中；由所述工藝氣體形成等離子體；以及以經(jīng)過(guò)所述板的離子和中性物質(zhì)蝕刻所述光掩模。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含 提供由一種材料制成的第一區(qū)域；以及 提供由不同的材料制成的第二區(qū)域。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一區(qū)域和第二區(qū) 域的材料選自陽(yáng)極化鋁、陶瓷、鋁、氧化釔、介電常數(shù)高于約4的材料。
15、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，進(jìn)-一步包含 施加不同于所述第二區(qū)域的電勢(shì)偏壓到所述第一區(qū)域。
16、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含 提供由一種材料制成的所述板；以及 在所述板上整個(gè)兩個(gè)位置上建立電勢(shì)梯度。
17、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含 提供具有不同于所述第二區(qū)域的第二開(kāi)口區(qū)域的第一開(kāi)口區(qū)域的所述第一區(qū)域，所述第一和第二開(kāi)口區(qū)域由各個(gè)區(qū)域中的多個(gè)孔限定。
18、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含 提供在所述板上在楔形、中心環(huán)或柵格圖案的至少其中之一中的所述第一和第二區(qū)域。
19、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述板包含多個(gè)區(qū)域， 其具有與由不同的圖案密度特征定義的所述光掩模上的各個(gè)區(qū)域相關(guān)的空間 構(gòu)造。
20、 一種等離子體蝕刻的裝置，包含 工藝腔室；支撐底座，其設(shè)置在所述工藝腔室中并適于在該支撐底座上容納光掩模； RF功率源，用于在所述腔室內(nèi)形成等離子體；以及護(hù)板，設(shè)置所述腔室中所述底座上方，所述護(hù)板包含板，該板具有多個(gè)孔 并用于控制經(jīng)過(guò)所述板的帶電和中性物質(zhì)分布，其中所述板包含選自氧化釔和 介電常數(shù)高于約4的材料的材料。
全文摘要
在此提供一種用于蝕刻光掩模的方法和裝置。該裝置包括在襯底支架上方具有護(hù)板的工藝腔室。該護(hù)板包含具有孔的板，以及該板具有兩個(gè)區(qū)域，這兩個(gè)區(qū)域具有彼此不同的至少一種屬性，諸如材料或電勢(shì)偏壓。該方法提供用于蝕刻具有經(jīng)過(guò)護(hù)板的離子和中性物質(zhì)分布的光掩模襯底。
文檔編號(hào)G03F7/36GK101174106SQ200710138058
公開(kāi)日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日
發(fā)明者希巴·J·潘納伊爾, 理查德·萊溫頓, 艾倫·希羅什·奧葉, 艾杰伊·庫(kù)瑪, 達(dá)里恩·比文斯, 阿米泰布·薩布哈維爾, 馬德哈唯·R·錢(qián)德拉養(yǎng)德 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料股份有限公司