用于光掩模等離子體蝕刻的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明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。
【專利說(shuō)明】用于光掩模等離子體蝕刻的方法和裝置
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?00710138058.2的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]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)】
[0003]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(通常指圖案轉(zhuǎn)移步驟)，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，使圖案轉(zhuǎn)移到下一層材料層上。
[0004]在光掩模上的圖案，所述圖案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Tetra?光掩模蝕刻系統(tǒng)，可從加利福尼亞圣克拉拉的Applied Materials有限公司購(gòu)得。術(shù)語(yǔ)“掩?！?、“光掩?！被颉把谀０妗睂⒒Q使用以表示一般包含圖案的襯底。
[0005]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】

[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]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。
[0010]圖1是具有護(hù)板的蝕刻反應(yīng)器的示意圖；
[0011]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；
[0012]圖2C是護(hù)板部分的橫截面示意圖；
[0013]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；
[0014]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；
[0015]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
[0016]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。
[0017]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)一步敘述。
[0018]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)施方式】
[0019]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。
[0020]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)專利申請(qǐng)S/N10/880, 754，題目為“METHOD AND APPARATUS FORPHOTOMASK PLASMA ETCHING” 中公開(kāi)。
[0021]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Tetra I和Tetra II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。
[0022]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，圓頂形的頂。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(gè)共軸元件IlOa和IlOb)的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電線圈元件。天線110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。
[0023]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140一般是在能產(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。
[0024]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，所述靜電夾盤(pán)160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。
[0025]掩模版適配器182用于固定襯底(例如，掩模或掩模版)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。
[0026]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)。
[0027]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，這與背側(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O和350攝氏度(V )之間的溫度下。
[0028]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可由與工藝需求兼容的多種材料制成，所述板172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180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。
[0029]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。
[0030]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)得的專利材料)等等。
[0031]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材料制成，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。
[0032]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)。可選地，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。
[0033]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。
[0034]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。另夕卜，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)于每一區(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，正偏壓或負(fù)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O伏到約500伏的DC偏壓。在另一實(shí)施方式中，可使用從約O伏到約100伏或者從約O伏到約20伏的DC偏壓。
[0035]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周圍。如果不通過(guò)來(lái)自區(qū)域172B和172D周圍的電子建立的負(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。[0036]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周圍的不同電勢(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190D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172XU72Y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。
[0037]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，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。
[0038]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。
[0039]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?？蛇x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。
[0040]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，所述俯視圖的空間配置對(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。可選地，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。
[0041]可改變離子基護(hù)板170被支撐的高度以進(jìn)一步控制蝕刻工藝。離子基護(hù)板170越靠近護(hù)板108，則上工藝空間178越小，這樣趨于促進(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I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。
[0042]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的外直徑周圍并且可由與板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。
[0043]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。
[0044]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。
[0045]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110，工藝氣體激發(fā)為等離子體。
[0046]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。
[0047]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。CPU150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CPU150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?？蛇x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。
[0048]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，S12),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鑰(Mo)摻雜的氮化硅(SiN)層。
[0049]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(O2)或含氧氣體，諸如一氧化碳(CO),和/或含齒素氣體,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(SiCl4)、三氯化硼(BCl3)及它們的組合，并用于供應(yīng)活性基以蝕刻金屬層。
[0050]例如，Cl2可以10到1000標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘(sccm)提供，而O2可以O(shè)到100sccm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150°C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，例如三氟甲烷(CHF3)、四氟甲烷(CF4)等等。
[0051]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。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。
[0052]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)一步的實(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，包括: 工藝腔室； 設(shè)置在工藝腔室中的支撐底座，所述支撐底座在其上容納光掩模； 在所述腔室內(nèi)形成等離子體的RF功率源；以及 在所述腔室中設(shè)置在所述底座上方的護(hù)板，所述護(hù)板包含一板，該板具有兩個(gè)彼此獨(dú)立且相鄰的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都具有多個(gè)孔以及具有彼此不同的至少一種屬性，所述至少一種屬性是材料，其中兩個(gè)彼此獨(dú)立的區(qū)域各包含介電常數(shù)彼此不同且高于4的材料，并且所述區(qū)域用于控制經(jīng)過(guò)所述板的離子和中性物質(zhì)的分布的改變，導(dǎo)致在蝕刻結(jié)果中的相應(yīng)變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述兩個(gè)區(qū)域的特征在于彼此不同的兩個(gè)開(kāi)口面積，該兩個(gè)開(kāi)口面積由所述多個(gè)孔中的 一個(gè)或多個(gè)孔來(lái)限定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述兩個(gè)區(qū)域具有彼此不同的電勢(shì)偏壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述兩個(gè)區(qū)域彼此物理性隔開(kāi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述兩個(gè)區(qū)域的特征在于彼此不同的兩個(gè)開(kāi)口面積，該兩個(gè)開(kāi)口面積由所述多個(gè)孔中的一個(gè)或多個(gè)孔來(lái)限定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一和第二區(qū)域在所述板上以楔形、中心環(huán)或柵格圖案的至少一種排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述兩個(gè)區(qū)域的空間配置與在具有不同圖案密度的所述光掩模上的各個(gè)區(qū)域相關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述兩個(gè)區(qū)域具有彼此不同的電勢(shì)偏壓。
9.一種蝕刻光掩模的方法，包括: 提供具有支撐底座的工藝腔室； 在所述支撐底座上方提供護(hù)板，所述護(hù)板包含一板，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)域的至少一種屬性不同于所述第二區(qū)域，所述至少一種屬性是材料，其中所述第一區(qū)域和第二區(qū)域包含介電常數(shù)彼此不同且高于4的材料； 在所述底座上放置光掩模； 向所述工藝腔室中引入工藝氣體； 由所述工藝氣體形成等離子體；以及 改變經(jīng)過(guò)所述板的離子和中性物質(zhì)的分布，所述分布對(duì)應(yīng)于第一區(qū)域和第二區(qū)域，導(dǎo)致用于所述光掩模的蝕刻結(jié)果的相應(yīng)變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括: 提供由一種材料制成的第一區(qū)域；以及 提供由一不同的材料制成的第二區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的材料選自陽(yáng)極化鋁、陶瓷、氧化招和氧化釔。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括: 向所述第一區(qū)域施加不同于所述第二區(qū)域的電勢(shì)偏壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括:向所述第一區(qū)域提供不同于所述第二區(qū)域的第二開(kāi)口面積的第一開(kāi)口面積，所述第一開(kāi)口面積和第二開(kāi)口面積由各個(gè)區(qū)域中的所述多個(gè)孔限定。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括: 在所述板上以楔形、中心環(huán)或柵格圖案之一提供所述第一區(qū)域和第二區(qū)域。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述板包含多個(gè)區(qū)域，所述多個(gè)區(qū)域的空間配置與在具有不同圖案密度的所述光掩模上的各個(gè)區(qū)域相關(guān)。
【文檔編號(hào)】C23F4/00GK104035276SQ201410178214
【公開(kāi)日】2014年9月10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】艾杰伊·庫(kù)瑪, 馬德哈唯·R·錢德拉養(yǎng)德, 理查德·萊溫頓, 達(dá)里恩·比文斯, 阿米泰布·薩布哈維爾, 希巴·J·潘納伊爾, 艾倫·希羅什·奧葉 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司