利用保护性罩幕的光罩等离子体蚀刻法制造技术

本发明专利技术提供一种蚀刻铬层与形成光罩的方法。在一个实施例中，蚀刻铬的方法包含：在制程反应室中提供具有铬层的膜堆叠；图案化位于膜堆叠上的光阻层；沉积保角形保护层于具图案的光阻层上；蚀刻保角形保护层以使铬层通过具图案的光阻层而暴露；以及蚀刻铬层。本发明专利技术蚀刻铬层的方法是特别适合于制作光罩。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例是有关于等离子体蚀刻铬的方法，特别是有关于在光罩制作过程中蚀刻铬层的方法。
技术介绍
在制作集成电路(IC)或晶片时，代表晶片不同层的图案是由晶片设计者所创造。一系列可多次使用的罩幕或光罩是由这些图案所产生，以便在制造制程中将每层晶片层的设计转移至半导体基板上。罩幕图案产生系统使用准确雷射或电子束将每一层晶片设计的图像转移至相对的罩幕上。罩幕的用途十分近似于照相底片，以将每层电路图案转换至半导体基板上。上述数层是使用连续的制程制作而成，并转换成可包含每个完整晶片的微小电晶体与电子电路。因此，在罩幕内的缺陷亦可能转移至晶片上，而可能对效能有不利影响。严重的缺陷会使得罩幕完全无用。通常，一组15至30个罩幕可用以建构出一个晶片，且这些罩幕可重复使用。罩幕是通常为一侧具有一层铬的玻璃或石英基板。铬层是由抗反射涂层与光敏光阻所覆盖。在图案化制程过程中，利用部分光阻曝光于紫外光下而将电路设计写于罩幕上，并使曝光的部分在显影剂中可溶解。光阻的可溶部分是被移除以产生图案。此图案使暴露的下方铬层可被蚀刻。蚀刻制程将罩幕上光阻被移除处的铬层与抗反射涂层移除，即，暴露的铬层是被移除。使用于图案化的另一种罩幕是为公知的石英相位移罩幕。石英相位移罩幕类似于上述的罩幕，不过在石英相位移罩幕中，通过具图案的铬层而暴露出的石英区交错邻接面积是被蚀刻至具有大约等于光波长一半的深度，而此特性可在制作过程中用来将电路图案转移至基板上。铬层在石英蚀刻之后被移除。因此，当光通过石英相位移罩幕而使基板上的光阻曝光时，通过罩幕上开口而射于光阻上的光是相对于通过紧密邻接开口的光呈180度相位差(out of phase)。因此，可能在罩幕边缘散射的光是被邻接开口边缘的光散射所造成的180度相位差而抵销，因此造成在光阻预定区域中的光紧密分布。光紧密分布有助于使具有较小关键尺寸的特征显露。同样地，用于无铬蚀刻微影的罩幕亦可利用通过两罩幕石英部分而造成的光的相位移而使光阻具有图像，藉此改良用以显影光阻图案的光分布。使用掺杂钼(Mo)的图案化氮化硅层亦可以实现因通过罩幕而产生的光相位移，此使得通过罩幕的图案化部分的图像光与通过藉由图案化层的开口而暴露的石英基板的光是呈180度相位差。在一个蚀刻制程中，例如有干式蚀刻、反应性离子蚀刻或等离子体蚀刻，等离子体是用来增强化学反应并蚀刻罩幕上的具图案铬层。不幸地，习知铬蚀刻制程常因等离子体冲击用以图案化铬层的光阻材料而呈现出蚀刻偏差。因为光阻在铬蚀刻过程中被冲击，具图案的光阻的关键尺寸无法准确地转移至铬层上。因此，对于关键尺寸小于约5微米的罩幕，习知铬蚀刻制程并无法产生可接受的表现。此结果造成罩幕蚀刻特征的不均匀性且进而减小利用罩幕制造具有小型关键尺寸的元件特征的能力。随着罩幕关键尺寸持续缩减，蚀刻均匀的重要性持续增加。因此，亟需具有高度蚀刻均匀性的铬蚀刻制程。因此，需要一种改良式的铬蚀刻制程。
技术实现思路
本专利技术提供蚀刻铬的方法。在一个实施例中，蚀刻铬的方法包含在制程反应室中提供具有铬层与具图案的光阻层的膜堆叠；沉积保角形的保护层于具图案的光阻层上；蚀刻保角形保护层而使铬层通过具图案的光阻层而暴露；以及蚀刻铬层。本专利技术另提供形成光罩的方法。在一个实施例中，形成光罩的方法包含图案化位于具有至少一层铬层的光罩层上的罩幕层；沉积保角形保护层于此光罩层上；蚀刻铬层通过具有保护层沉积其上的罩幕层而暴露下方层；以及移除罩幕层与保护层。附图说明本专利技术以上所列举的特征，已在上述的说明文字中辅以图式做更详细与更特定的阐述。然而需注意的是本专利技术附加的图式仅为代表性实施例，并非用以限定本专利技术的范围，其他等效的实施例仍应包含在本专利技术的范围中。图1是为实施例中适合于蚀刻铬层的蚀刻反应器的概要截面图；图2是为实施例中蚀刻铬层的方法的流程图；图3A至图3I是为利用本专利技术铬层蚀刻方法的一个实施例所制成的石英光罩；图4A至图4G是为利用本专利技术铬层蚀刻方法的一个实施例所制成的石英相位移罩幕；图5A至图5F是为利用本专利技术铬层蚀刻方法的一个实施例所制成的石英相位移罩幕；图6是为制程系统实施例的概要截面图，例如为一个包含图1反应器的群集工具。为有助于了解，同样的附图标记是用以表示用在不同图式中的同样元件。主要元件符号说明114 匹配网路 112 等离子体功率源120 气体面板 154 支援系统146 控制器148 存储器152 支援电路 140 偏压功率源142 匹配网路 138 升降机构156 氦气源166 夹盘功率源168 热源功率供给 164 真空泵110 天线 122 基板116 气体入口 124 支撑底座190 铬层 188 开口 170 制程系统 100 制程反应室134 加热元件 158 气体导管144 加热器182 光罩转接器320 特征 310 沟槽316 宽度(关键尺寸)310 保护层418 石英相位移罩幕430 开口406 抗反射层 404 铬层432 保护层434 特征502 石英层554 衰减层具体实施方式图1绘示实施例的蚀刻制程反应室100的概要截面图，其中可以利用本专利技术的石英蚀刻方法。在此揭示可加以使用的合适反应器包含，例如有，分立等离子体源(DPS)II反应器、或Tetra I与Tetra II光罩蚀刻系统，上述的设备皆可在位于加州圣塔摩尼卡的Applied Material公司所购得。蚀刻制程反应室100亦可作为如图6所示的制程系统170的制程模组，其例如有可于Applied Material公司购得的Centura积体半导体晶圆制程系统。制程系统亦可包含适合于灰化制程的第一反应室172以及适合于聚合物沉积的第二反应室174。合适的灰化与沉积反应室的实例包含AXIOM HTTM与Tetra II制程反应室，此等亦可于由Applied Material公司所购得。在此所绘示的制程反应室100的特定实施例是为举例说明的目的，而并非用以限定本专利技术的范围。返回图1，制程反应室100通常包含具有基板底座124的制程反应室主体102，以及控制器146。反应室主体102具有传导壁104可支撑一个大致上平面的介电顶板108。制程反应室100的其他实施例可具有其他种类的顶板，例如半球型顶板。天线110是设置在顶板108上。天线110包含一或多个可选择性控制的感应线圈元件(两个共轴元件110a与110b是绘示于图1中)。天线110通过第一匹配网路114而耦接至等离子体功率源112上。等离子体功率源112通常在可调频率于约50kHz至约13.56MHz的范围内可产生大约3000W的功率。在一个实施例中，等离子体功率源112在大约13.56MHz的频率时提供约100至约600W的感应耦合RF功率。基板底座(阴极)124是通过第二匹配网路142而耦接至偏压功率源140上。偏压功率140在脉冲频率于约1至约10kHz时可提供介于大约0至大约600W的功率。偏压源140产生脉冲RF功率输出。或者，偏压源140可产生脉冲DC功率输出。偏压源140亦可以提供定值的DC以及/或RF功率输出。实施例中，偏压源140是装设为可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻一铬层的方法，包含：提供一膜堆叠于一制程反应室中，该膜堆叠具有一铬层与一具图案的光阻层；沉积一保角形（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ）保护层于该具图案的光阻层上；蚀刻该保角形保护层以通过该具图案的光阻层暴露该铬层；以及　 　蚀刻该铬层。

【技术特征摘要】
1.一种蚀刻一铬层的方法，包含提供一膜堆叠于一制程反应室中，该膜堆叠具有一铬层与一具图案的光阻层；沉积一保角形(conformal)保护层于该具图案的光阻层上；蚀刻该保角形保护层以通过该具图案的光阻层暴露该铬层；以及蚀刻该铬层。2.如权利要求1所述的方法，其中该沉积的步骤包含沉积一聚合物，使其具有介于约100至约500埃之间的厚度。3.如权利要求2所述的方法，其中该聚合物是为含氢的碳聚合物。4.如权利要求1所述的方法，其中该沉积的步骤另包含由一或多种氟碳制程气体形成一等离子体。5.如权利要求4所述的方法，其中该一或多种氟碳制程气体是为三氟甲烷或八氟环丁烷的至少其中一种。6.如权利要求4所述的方法，其中该沉积步骤另包含导入氩气至该等离子体中。7.如权利要求1所述的方法，其中该沉积的步骤包含施加一介于约0至约20瓦的偏压功率。8.如权利要求1所述的方法，其中该沉积的步骤包含施加一小于约10瓦的偏压功率。9.如权利要求7所述的方法，其中该沉积步骤另包含引导约100sccm的三氟甲烷至该制程反应室中；引导约100sccm的氩气至该制程反应室中；由该三氟甲烷与氩气形成一等离子体；以及维持一反应室压力在大约3至大约20毫托。10.如权利要求7所述的方法，其中该沉积步骤另包含沉积一碳聚合物，使其具有介于约150至约200埃之间的厚度。11.如权利要求1所述的方法，其中该蚀刻步骤另包含施加一脉冲偏压功率。12.如权利要求2的方法，其中该沉积与该蚀刻步骤是在该制程反应室的原处(in-situ)进行。13.一种形成一光罩的方法，包含图案化一光罩层上的一罩幕层，该光罩层包含至少一铬层；于该罩幕层上沉积一保角形保护层；蚀刻该铬层通过具有该保护层设置其上的罩幕层以将一下方层暴露；以及移除该罩幕层与该保护层。14.如权利要求13所述的方法，其中该沉积的步骤包含沉积一聚合物，使其具有介于约100至约500埃之间的厚度。15.如权利要求14所述的方法，其中该聚合物是为具有氢的碳聚合物。16.如权利要求13所述的方法，其中该沉积步骤另包含由三氟甲烷或八氟环丁烷中的至少一种形成一等离子体。17.如权利要求16所述的方法，其中该沉积步骤另包含导入氩气至...

【专利技术属性】
技术研发人员：M钱德拉楚得，A库玛，WF亚，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]