專利名稱：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)百個獨立步驟的復(fù)雜工藝次序。這些工藝歩驟的實施例包括氧化、 擴散、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，還利用通過光刻膠圖案進行蝕刻產(chǎn)生。然而，在該情形下，通過直接寫入 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。適于在先進的器件制造中使用的商業(yè)上可購得的光掩模 蝕刻設(shè)備的實施例為Tetra 光掩模蝕刻系統(tǒng)，可從California的Santa Clara的 Applied Materials有限公司購得。術(shù)語"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，用于先進技術(shù)的光掩模的設(shè)計和制造變得越來越 復(fù)雜，以及臨界尺寸和工藝均勻性的控制變得越來越重要。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。 一種實施方式提供用于等 離子體蝕刻的裝置，其包括工藝腔室、在工藝腔室中的支撐底座、用于在腔室
內(nèi)形成等離子體的RF功率源、設(shè)置在腔室中底座上方及腔室中等離子體形成 區(qū)域下面的護板，配置該護板以控制等離子體的離子和中性物質(zhì)的分布、用于 提供氣流到腔室中的至少一個入口，和設(shè)置在護板上方的偏轉(zhuǎn)板組件，配置該 偏轉(zhuǎn)板組件以提供在氣體入口和護板之間的預(yù)定氣流圖案。
偏轉(zhuǎn)板還可以在不具有護板的處理腔室中使用。另一實施方式提供用于等 離子體蝕刻的裝置，該裝置包括，例如，工藝腔室、設(shè)置在工藝腔室中的襯底 支撐底座、用于在腔室內(nèi)形成等離子體的RF功率源、用于提供氣流到腔室中 的至少一個氣體入口 ，和設(shè)置在襯底支撐底座上方和腔室的等離子體形成區(qū)域 內(nèi)的偏轉(zhuǎn)板組件，配置該偏轉(zhuǎn)板組件以提供在氣體入口和襯底支撐底座之間的 預(yù)定氣流圖案。
另一實施方式提供用于蝕刻在工藝腔室中的光掩模的方法，該方法包括放 置光掩模在支撐底座上；腔室內(nèi)部支撐底座上方提供護板；將工藝氣體經(jīng)過至 少一個入口引入到工藝腔室中；通過在護板上方設(shè)置偏轉(zhuǎn)板組件，提供在氣體 入口和護板之間的預(yù)定氣流圖案；從護板上方的區(qū)域中的工藝氣體形成等離子 體；以及利用經(jīng)過護板的離子和中性物質(zhì)蝕刻光掩模。
另一實施方式提供蝕刻工藝腔室中的光掩模的方法，該方法包括在腔室內(nèi) 部支撐底座上方提供護板，用于控制經(jīng)過護板的離子和中性物質(zhì)；將工藝氣體 以第一氣流速度經(jīng)過至少一個入口引入到工藝腔室中；在護板上方提供偏轉(zhuǎn)板 組件，配置該偏轉(zhuǎn)板組件以提供在氣體入口和護板之間的預(yù)定氣流圖案；放置 光掩模到支撐底座上；由工藝氣體形成等離子體；以第一氣流速度蝕刻第一光 掩模；基于所蝕刻的第一襯底得到蝕刻速度分布；基于蝕刻速度分布，調(diào)整經(jīng) 過至少一個入口的工藝氣體至第二氣流速度；以及以第二氣流速度蝕刻第二光 掩模。


為了能詳細理解本發(fā)明的以上概述特征，將參照部分在附圖中示出的實施 方式對以上的簡要概述和以下的其它描述進行本發(fā)明的更詳細描述。然而，應(yīng)
該主要到附圖僅示出了本發(fā)明的典型實施方式，因此不能理解為對本發(fā)明范圍
的限定，本發(fā)明可承認其它等效的實施方式。
圖1是具有本發(fā)明的偏轉(zhuǎn)板組件的等離子體工藝腔室的示意圖2是在圖1的偏轉(zhuǎn)板組件中板的一個實施方式的俯視圖的示意圖3是在圖1的偏轉(zhuǎn)板組件中第二板的一個實施方式的透視圖的示意圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式蝕刻光掩模的方法的流程圖5A-5D示意性示出了可以聯(lián)合偏轉(zhuǎn)板組件使用的離子-中性護板的不同
實施方式。
為了便于理解，在此盡可能使用相同的附圖標記表示附圖中共有的相同元 件。預(yù)期一個實施方式的元件和特征可以有利地結(jié)合到另一實施方式中，而不 用進一步敘述。
然而，應(yīng)該注意到附圖僅示出了本發(fā)明的示例性實施方式，因此不能理解 為對本發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明還承認其它等效的實施方式。
具體實施例方式
通過提供氣流圖案和等離子體均勻性的改善控制，本發(fā)明提供一種用于光 掩模襯底蝕刻的方法和裝置。該裝置包括偏轉(zhuǎn)板組件，配置該組件以控制在處 理腔室中提供的氣流的徑向和垂直組件。該偏轉(zhuǎn)板組件設(shè)置在襯底上方。在一 個實施方式中，護板，也稱為離子基護板或離子-中性護板，設(shè)置在偏轉(zhuǎn)板組 件和襯底之間。等離子體在護板上方的腔室的準遠程、上處理區(qū)域中形成，配 置該護板用于控制處理期間在腔室中的帶電和中性物質(zhì)分布。
在另一實施方式中，偏轉(zhuǎn)板組件用于改變處理腔室中氣流方向。偏轉(zhuǎn)板組 件的一個實施方式包含具有孔的第一板，其位置和尺寸有助于限定朝向襯底 (或護板，如果存在)的氣流的主要方向。在另一實施方式中，偏轉(zhuǎn)板組件進 一步包括設(shè)置在第一板上方的第二板。該第二板具有基本與第一步的孔對準的 向下突出的部分。橫向流動的氣體，大約平行于第一板和第二板，由向下突出 的部分偏轉(zhuǎn)并穿過第一板的孔重新定向。通過建立主要氣流方向或圖案或增加 在預(yù)定區(qū)域中的氣流速度，偏轉(zhuǎn)板組件可以導(dǎo)致預(yù)定位置中增加的蝕刻速度， 并因此導(dǎo)致改善的蝕刻均勻性。
在等離子蝕刻腔室中使用的離子基護板的實施例已經(jīng)在之前2004年6月
30日由Kumar等人提交的美國專利申請S/N 10/880,754，題目為"METHOD AND APPARATUS FOR PHOTOMASK PLASMA ETCHING"和2006年10月 30日由Kumar等人提交的美國專利申請S/N 11/554， 495，題目為"METHOD AND APPARATUS FOR PHOTOMASK PLASMA ETCHING"中公開。
圖1描述了具有離子基護板170的蝕刻反應(yīng)器100的示意性視圖。適于與 在此公開的教導(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 (0 8@)11反應(yīng)器，或者TetraTMl和TetraTMlI光掩模蝕刻系統(tǒng)，所有這些系 統(tǒng)都可以從California的Santa Clam的Applied Materials有限公司購得。在此 示出的反應(yīng)器100的特定實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)明可在其它處理系統(tǒng)中使用，包括來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型的頂，例如，半球形的頂。天線110設(shè)置在頂 108上方并包含選擇性控制(在圖1中示出了兩個共軸元件110a和110b)的 一個或多個導(dǎo)電線圈元件。天線IIO通過第一匹配網(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范圍的調(diào)頻 下產(chǎn)生高達約3000W的功率。
將來自氣體儀表盤120的處理氣體經(jīng)過一個或多個入口 116提供到腔室 102中。入口 116可位于腔室102的蓋108或壁104上。在圖1中描述的實施 方式中，設(shè)置入口 116以引起氣體主要徑向流進入腔室102，例如，穿過在腔 室102的壁104中形成的入口 116。
襯底底座(陰極)124通過第二匹配網(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，電源140是DC或脈沖DC源。在一個實施方式中， 襯底支撐底座124包括靜電夾盤160，其具有至少一個鉗位電極132并由夾盤 電源166控制。在可選實施方式中，襯底底座124可包括襯底保持構(gòu)fNt如底 座夾環(huán)、機械夾盤等。
在一個實施方式中，襯底支撐底座124包括靜電夾盤160，其具有至少一 個鉗位電極132并由夾盤電源166控制。在可選實施方式中，襯底底座124 可包括襯底固定構(gòu)件諸如底座夾環(huán)、機械夾盤等。
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160) 的上表面的下部分184和具有設(shè)計尺寸和形狀以容納襯底122的開口 188的頂 部分186。開口 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， 到達或脫離襯底支撐底座124。一般地，升降機構(gòu)162包含經(jīng)過各個定向孔136 運動的多個升降桿130 (示出了一個升降桿)。
在操作中，通過穩(wěn)定襯底底座124的溫度而控制襯底122的溫度。在一個 實施方式中，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 一般包含至少一個加熱元件134并由加熱器電源168調(diào)節(jié)。來自氣源 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 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 (°C)之間的溫度下。
離子基護板170設(shè)置在腔室102中底座124上方。離子基護板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。離子基護板 170的一個實施方式包括基本平坦的板172和支撐板172的多個腿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中所需開口面積的一 個或多個開口 (孔)174。該開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板170和襯底122之間的下工藝空間180 的離子量。開口面積越大，則越多的離子可經(jīng)過離子基護板170。同樣地，孔 174的大小控制空間180中的離子密度，并且護板170用作離子過濾器。板172 還包含篩子或柵網(wǎng)，其中篩子或柵網(wǎng)的開口面積相應(yīng)于由孔174提供的所需開 口面積。可選地，可使用板和篩子或柵網(wǎng)的結(jié)合。
在處理期間，由于來自等離子體的電子轟擊，電勢在板172的表面上形成。 電勢吸引來自等離子體的離子，有效地從等離子體過濾這些離子，同時允許中 性物質(zhì)，例如自由基，經(jīng)過板172的孔174。從而，通過降低通過離子基護板
170的離子量，由中性物質(zhì)或自由基對掩模的蝕刻可以多種可控方式進行。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。
在防護板172的各種實施方式中提供材料和/或配置的不同結(jié)合。在一個 實施方式中，板172可由具有高于約4的介電常數(shù)的材料制成，包括例如，陶 瓷諸如氧化鋁、氧化釔和K140 (可從Kyocem購得的專利的材料)。在另一 實施方式中，板172包含具有至少一種屬性彼此不同的兩個區(qū)域。例如，護板 可包含具有不同配置包含各種幾何形狀(例如，大小、形狀和開口面積)的多 個區(qū)域，該區(qū)域可由相同或不同的材料制成，或者可適于具有不同的電勢偏壓。 通過提供區(qū)域配置的結(jié)合，材料和/或電勢偏壓，等離子體中離子和中性物質(zhì) 的空間分布可以局部化方式修正，允許工藝屬性諸如蝕刻均勻性或局部增強或 降低的蝕刻速度(例如，以在掩模的不同部分中定制不同圖案密度)等等的定 制。該多區(qū)域護板，例如，可以用于等離子體物質(zhì)分布的活性控制，并因此可 改善工藝控制。
圖5A示出了具有不同區(qū)域172A、 172B、 172C和172D以及至少兩個區(qū) 域由不同材料制成的板172的一個實施方式。適宜的材料包括多種陶瓷(例如， 氧化鋁，氧化釔)、陽極化的鋁、石英、具有高于約4的介電常數(shù)的材料，例 如，由Kyocera制造的K140。這些區(qū)域可在不同幾何形狀配置或圖案中提供， 例如，環(huán)形排列(在圖5A中示出)、同心環(huán)、柵格或薄片圖案或不同幾何形 狀的其它結(jié)合的楔。
圖5B示出了另一實施方式中，其中板172主要由一種材料制成，但是劃 分為彼此物理分開或電性絕緣的不同的區(qū)域或部分172A、 172B、 172C和 172D。例如，相同材料，或不同材料的區(qū)域可由間隙172G分開。配置這些區(qū) 域，從而每個區(qū)域可獨立地偏壓到不同電勢。如在圖5B中所示，連接到各自 的功率源例如190A、 190B的區(qū)域172A和172B，用于供應(yīng)電勢偏壓，其獨立 地控制每個區(qū)域。如圖5C所示，所述連接可通過支撐腿176的其中之一提供。
圖5D示出了另一實施方式，其中板172由一種材料制成，并在板172上 的兩個位置172X和172Y施加電勢偏壓。電勢偏壓通過將電壓源190C和190D 連接各自的位置而施加。在該實施方式中，在位置172X和172Y的周圍的不 同電勢偏壓的兩個區(qū)域之間沒有間隙或物理間隔。替代地，電勢梯度在板172
上位置172X和172Y之間建立。
板172的這些不同實施方式可彼此結(jié)合使用，例如，板，無論是由單一材 料或不同材料制成，可包括不同的區(qū)域配置，或者可在整個板上提供不同的電 勢偏壓。還可配置各種區(qū)域以適合特定的掩模圖案，從而工藝屬性可定制為適 當?shù)奶囟ㄐ枨?。因此，如果掩模具有不同圖案密度或負載的區(qū)域，這些區(qū)域的 所需蝕刻速度可彼此不同。在那種情形下，可能基于特定的掩模圖案在護板 172上配置區(qū)域或部分以達到所需蝕刻結(jié)果。
孑L 174，其可以改變大小、形狀、間隔和幾何配置， 一般可具有從0.03 英寸(0.07cm)到約3英寸(7.62cm)變化的尺寸，并且可排列以限定板172 的每個區(qū)域內(nèi)的開口面積從約百分之2到約百分之90。根據(jù)下工藝空間180 中所需的離子密度可改變孔174的大小、形狀和圖案。例如，在板172的特定 區(qū)域中小直徑的大部分孔可用于增加在空間180的相應(yīng)區(qū)域中自由基(或中性 物質(zhì))與離子密度的比率?？蛇x地，許多較大的孔可點綴有小孔以增在空間 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。
可改變離子基護板170支撐在其上的高度以進一步控制蝕刻工藝。離子基 護板170越靠近護板108，則上工藝空間178越小，其趨于促進更穩(wěn)定的等離 子體。通過更靠近底座124設(shè)置離子基護板170，從而襯底122更靠近離子基 護板170，可得到更快的蝕刻速度?？蛇x地，通過離底座124更遠設(shè)置離子基 護板170，可得到較低但是更加可控的蝕刻速度。通過調(diào)整離子基護板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。預(yù)期離子基護板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的外直徑周圍并且可由與板172相同的材料制造。在一個實施方式 中，三條腿176用于支撐離子基護板170。雖然腿176 —般在相對于襯底122 或底座124基本平行的方向中固定板172，但通過使用改變長度的腿176還可 使用有角度的方向。通過多種緊固方法，腿176可固定到板172，并可支撐在 底座124、適配器182或邊緣環(huán)126上。
可選地，通過其它裝置諸如通過使用附接到壁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。在這些情形中，
板172 —般與任何接地路徑諸如地106絕緣。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，偏轉(zhuǎn)板組件200設(shè)置在板172上方。在不存 在板172的其它實施方式中，偏轉(zhuǎn)板組件200設(shè)置在掩模版適配器182和/或 邊緣環(huán)126上方。在一個實施方式中，偏轉(zhuǎn)板組件200包含通過第一支撐組件 202與板172隔開固定的第一板210。第一板210可由與工藝兼容的各種材料 例如陶瓷、石英或陽極化鋁制造。如圖1中的示意性橫截面視圖示出，第一板 210具有改變從氣體入口 116朝向板172進入腔室102的等離子體氣體的主要 氣流方向的孔215。在一個實施方式中，孔215位于第一板210的中心，孔215 還與護板172的中心對齊。在其它實施方式中，孔215可設(shè)置在第一板210 上的其它位置，從而為適當?shù)奶囟ㄌ幚硇枨筇峁┧璧臍饬鲌D案。另外，如果 需要，額外的孔可設(shè)置在第一板210的各種位置。例如，相較于孔215具有較 小直徑的孔可用于提供氣流圖案的精細調(diào)節(jié)。
第一支撐組件202可包含一個或多個支撐構(gòu)件，例如，多個狹長構(gòu)件或腿， 耦接第一板210到護板172。通過多種傳統(tǒng)裝置，其包括螺釘，螺栓等，腿可 附接到護板172和第一板210。圖2是第一板210的一個實施方式的俯視圖的 示意圖。在一個實施方式中，例如，通過將腿緊固于第一板210上的安裝孔 212、 213、 214，三條腿用于將第一板210附接到護板172。在第一板210和 護板172之間的垂直距離可改變，取決于諸如腔室大小、抽吸配置、氣流需求 和特定的工藝需要的因素。在一個實施方式中，第一板210位于護板172上方 約2到3英寸的距離處。在其它實施方式中，分離距離可從約5英寸變化到約 6英寸。
在另一實施方式中，偏轉(zhuǎn)板組件200進一步包含設(shè)置在第一板210上方的 第二板220。如圖1所示，第二 (或頂)板220通過第二支撐組件204支撐在 第一 (或底)板210上。頂板220具有鄰近底板210的孔215設(shè)置的向下突出 部分225。在一個實施方式中，向下突出部分225位于頂板220中心，并且相 對于孔215橫向?qū)?，其中?15具有約50.8mm (2英寸)的直徑。
圖3是頂板220的透視仰視圖的示意性示出，示出了中心附近的向下突出 部分225。在該實施方式中，頂板220具有三個帶螺紋的孔222、 224、 226用 于耦接第二支撐組件204的各自的支撐構(gòu)件，第二支撐組件204在另一端附接 到在安裝孔216、 217、 218 (在圖2中)處的頂板210。向下突出部分225的
橫截面形狀一般類似與孔215橫截面形狀，例如，在圖3的實施方式中的圓錐
形或截錐形。突出部分225優(yōu)選地具有朝向中心的錐形，例如，具有比遠端或 頂部229寬的在板220平面處的一端(或基面)227，即尺寸山大于d2。
在一個實施方式中，頂板220和底板210隔開約38.1到50.8mm (1.5到2 英寸)的距離，以及孔215是具有約50.8mm (2英寸)直徑的圓周。對于該 配置，類似的結(jié)果示出朝向護板的相對聚焦的垂直氣流和到光掩模襯底表面的 垂直流可以從約5m/s到約20m/s變化的側(cè)部注入氣體速度建立，盡管還可使 用其它速度。對于選擇特定氣流速度和偏轉(zhuǎn)板組件的標準為相對聚焦的垂直氣 流可保持為垂直于離子基護板。在其它實施方式中，分離距離可從約25.4到 76.2mm (1到3英寸)變化，并且孔直徑可從約25.4到約76.2mm (1到3英 寸)變化。 一般地，在頂板220、底板210和護板172之間的距離，錐形的角 度、突出部分225的形狀或尺寸，以及孔215的形狀、位置和尺寸可根據(jù)特定 的設(shè)計和應(yīng)用需求改變，考慮到各種因素諸如腔室尺寸、抽吸配置、氣流速度 等等。除了達到特定需要的蝕刻速度或均勻性結(jié)果，選擇設(shè)計參數(shù)以提供具有 相對寬裕度的工藝。
在等離子體蝕刻之前， 一種或多種工藝氣體從氣體儀表盤120提供到工藝 腔室102，例如，通過位于襯底底座124上方的一個或多個入口 116 (例如， 開口、注射器、噴嘴等等)。在圖1的實施方式中，氣體入口 116設(shè)置在偏轉(zhuǎn) 板組件200的底板210上方。如圖1所示，使用可在壁104中或耦接到壁104 的氣體環(huán)(如圖所示)中形成的環(huán)形氣體溝道118，提供工藝氣體到入口 116。 通過適當選擇氣流速度、偏轉(zhuǎn)板組件200的位置和孔215的大小，可主要朝向 腔室102的中心導(dǎo)引工藝氣體以沿著例如箭頭250指示的方向流動。因此，在 底板210上方的水平方向中的工藝氣流，例如，從側(cè)部氣體入口 116徑向向內(nèi)， 和朝向護板172通過底板210的孔215向下。在僅使用第一板210的可選實施 方式中，可在腔室102的其它位置提供氣體入口 116，例如在蓋108處或可位 于蓋108中心。
當使用頂板220時，氣體入口 116設(shè)置在頂板220處或者頂板220下面的 垂直位置處。在該實施方式中，在頂板220和底板210之間的氣流，例如，在 徑向向內(nèi)的方向上，利用向下突出部分225穿過孔215偏轉(zhuǎn)或重新定向。通過 調(diào)整進入腔室102的氣體的徑向速度，向下突出部分226和孔215的位置，以
及頂板220和底板210的垂直位置，可控制經(jīng)過護板170的離子和中性物質(zhì)的
空間和橫向分布，其反過來，允許調(diào)整蝕刻速度分布。盡管在該示意性實施方
式中孔215位于底板210中心，但是它也可以設(shè)置在其它位置，或者可具有不 同形狀或尺寸，以建立適于其它應(yīng)用需求的所需流動圖案。在蝕刻工藝期間， 通過施加來自等離子體源112的功率到天線110，激發(fā)工藝氣體為等離子體。 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、終點檢測等等的傳統(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，同時有助于蝕刻工藝 的控制，如以下進一步詳細示出。控制器146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算機處理器的任意形式的其中之一。 CPU 150的存儲器或計算機可讀介質(zhì)可以為一種或多種容易購得的存儲器諸 如隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、軟盤、硬盤或本地或遠 程的任何其它形式的數(shù)字存儲器。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器、電源、時鐘電路、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在存儲器148中。 可選地，該軟件程序還由CPU150控制的硬件的遠程設(shè)置的第二CPU (未示 出)存儲和/或執(zhí)行。
圖4示出了可用于結(jié)合本發(fā)明的偏轉(zhuǎn)板組件在蝕刻腔室中蝕刻光掩模襯 底的方法400。該方法400在步驟402開始，在步驟402中提供在支撐底座上 方具有偏轉(zhuǎn)板組件和離子中性護板的工藝腔室。偏轉(zhuǎn)板組件具有位于護板上方 的至少一個孔。
在步驟404，襯底放置在支撐底座上。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。
在歩驟406，至少一種工藝氣體通過位于偏轉(zhuǎn)板組件的孔上方的氣體入口
引入到工藝腔室中。朝向護板的工藝氣流的方向由偏轉(zhuǎn)板組件的孔和氣體入口 的位置部分限定。對于氣體入口在腔室的周界區(qū)域周圍設(shè)置的實施方式，在朝 向孔的徑向向內(nèi)的方向建立氣流，例如，通過提供適當?shù)牧鲃铀俣?。具有向?突出的部分的第二板設(shè)置在第一板上方，用于重新定向向下朝向孔的氣流。
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。處理氣體可進一歩包括 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口和圖案的表面特別在側(cè)壁上形成鈍化聚合沉積物。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。
在其它實施方式中諸如蝕刻石英或MoSi的實施方式中，工藝氣體包括含 氟氣體，例如三氟甲垸(CHF3)、四氟甲垸(CF4)等等。
在歩驟408，等離子體由在離子基護板上方的工藝空間中的工藝氣體形 成，例如，通過施加來自等離子體功率源的RF功率到天線。離子和中性物質(zhì) 根據(jù)由工藝氣流方向(由偏轉(zhuǎn)板組件限定)和在離子基護板上的電勢的結(jié)合產(chǎn) 生的分布圖案經(jīng)過離子基護板。通過下工藝空間中的離子和中性物質(zhì)蝕刻襯 底。
本發(fā)明的方法和裝置可有利地用于，例如否則具有徑向非均勻性的蝕刻工 藝中諸如相對于邊緣在中心處具有較低蝕刻速度的蝕刻工藝中。通過建立氣流 方向或圖案或增加預(yù)定區(qū)域中的氣流速度，例如中心區(qū)域，偏轉(zhuǎn)板組件可導(dǎo)致 在光掩模的相應(yīng)區(qū)域中增加的蝕刻速度，并因此導(dǎo)致改善的蝕刻均勻性。對于 腔室內(nèi)給定的偏轉(zhuǎn)板組件配置，在各種應(yīng)用中還可調(diào)整一種或多種工藝氣體的 流動速度以實現(xiàn)所需的蝕刻分布或工藝結(jié)果。
雖然前述涉及本發(fā)明的實施方式，但是在不脫離本發(fā)明的基本范圍下，還 承認本發(fā)明的其它和進一步的實施方式，并且本發(fā)明的范圍由以下的權(quán)利要求 書所確定。
權(quán)利要求
1、一種等離子體蝕刻的裝置，包含工藝腔室；襯底支撐底座，設(shè)置在所述工藝腔室中；RF功率源，用于在所述腔室內(nèi)形成等離子體；至少一個氣體入口，用于提供氣流到所述腔室中；以及偏轉(zhuǎn)板組件，設(shè)置在所述襯底支撐底座上方并在所述腔室的等離子體形成區(qū)域內(nèi)，所述偏轉(zhuǎn)板組件配置為以響應(yīng)氣體速度的變化而控制在所述氣體入口和所述襯底支撐底座之間的氣流圖案的徑向到垂直組件。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個氣體入口設(shè) 置在所述工藝腔室的側(cè)壁中用于產(chǎn)生徑向氣流。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)板組件包含具有 孔的第一板。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述孔位于所述第一板的 中心區(qū)域中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述至少一個氣體入口設(shè) 置在所述第一板的上方。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)板組件進一步包 含設(shè)置在所述第一板上方的第二板，所述第二板具有設(shè)置在所述孔上方的向下 突出的部分。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述向下突出的部分基本 與所述第一板的所述孔對準。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述向下突出的部分具有 在所述第二板的平面上的第一端和頂部，所述第一端的橫向尺寸大于所述頂部 的橫向尺寸。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)板組件由陶瓷、 石英或陽極化鋁的至少其中之一制造。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述支撐底座配置用于支 撐光掩模。
11、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，進一步包含護板，設(shè)置在所述腔室中所述底座上方及腔室中等離子體形成區(qū)域下面， 配置所述護板以控制等離子體的離子和中性物質(zhì)的分布。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述孔位于所述第一板 的中心并與所述護板的中心基本對齊。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)板組件的所述 第一板通過支撐組件附接到所述護板并關(guān)于所述護板在基本平行、隔開關(guān)系中 支撐。
14、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述護板包含具有至少 一種屬性彼此不同的兩個區(qū)域，所述至少一種屬性為材料或電勢偏壓的其中之
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述兩個區(qū)域的每一個 包含介電常數(shù)彼此不同的材料，該材料選自陽極化鋁、陶瓷、氧化鋁、氧化釔 和具有介電常數(shù)高于約4的材料。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述護板的兩個區(qū)域具 有彼此不同的各自的電勢偏壓。
17、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的裝置，其特征在于，所述護板包含具有至少 一種屬性彼此不同的多個區(qū)域，所述至少一種屬性為材料或電勢偏壓的其中之
18、 一種在工藝腔室中蝕刻光掩模的方法，包含 放置光掩模到支撐底座上； 在所述腔室內(nèi)的所述支撐底座上方提供護板； 通過至少一個入口提供工藝氣體到所述工藝腔室中；通過在所述護板上方設(shè)置偏轉(zhuǎn)板組件在所述氣體入口和所述護板之間提 供預(yù)定氣流圖案；從所述護板上方的區(qū)域中的所述工藝氣體形成等離子體；以及 以經(jīng)過所述護板的離子和中性物質(zhì)蝕刻所述光掩模。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，提供預(yù)定的氣流圖案的 步驟進一步包含提供具有設(shè)置在至少 -個入口下方的第一板的所述偏轉(zhuǎn)板，所述第一板包 含孔；以及經(jīng)過所述孔朝向所述護板導(dǎo)引氣流。
20、根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，進一歩包含 提供在具有至少一種屬性彼此不同的兩個區(qū)域中配置所述護板，控制經(jīng)過所述護板的離子和中性物質(zhì)的分布，所述至少一種屬性為材料或電勢偏壓的其中之一。
全文摘要
在此提供一種用于蝕刻光掩模的方法和裝置。在一個實施方式中，該裝置包含具有適于容納光掩模的支撐底座的工藝腔室。離子-中性護板設(shè)置在底座上方以及偏轉(zhuǎn)板組件設(shè)置在離子-中性護板上方。偏轉(zhuǎn)板組件限定工藝氣體朝向離子-中性護板的氣流方向，同時離子-中性護板用于在用于蝕刻光掩模的等離子體中建立離子和中性物質(zhì)的所需分布。
文檔編號G03F7/36GK101174107SQ200710143238
公開日2008年5月7日 申請日期2007年8月7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·庫瑪, 達里恩·比文斯, 阿米泰布·薩布哈維爾, 馬德哈唯·R·錢德拉養(yǎng)德 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司