[发明专利]用于光掩模刻蚀的终点检测

说明书

本申请是申请日为2007年10月26日申请的申请号为200710165355.6，并且发明名称为“用于光掩模刻蚀的终点检测”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的实施方式主要涉及集成电路的制造以及涉及在集成电路的制造中使用的掩模制造。

背景技术

微电子或集成电路器件的制造一般涉及需要在半导体、电介质和导电衬底上执行的数百个独立步骤的复杂工艺。这些工艺步骤的实施例包括氧化、扩散、离子注入、薄膜沉积、清洁、刻蚀和光刻。使用光刻和刻蚀(常称为图案转移步骤)，预期的图案首先转移至光敏材料层，例如，光刻胶，并然后在后续刻蚀期间转移至下方材料层。在光刻步骤中，涂覆的光刻胶层通过掩模或包含图案的光掩模而暴露于辐射源以致图案的图像形成在光刻胶中。通过在适合的化学溶液中显影，将部分光刻胶去除，由此形成构图的光刻胶层。使用该光刻胶图案作为掩模，下方材料层暴露于反应性环境，例如，使用湿刻或干刻，其致使图案转移至下方材料层。

光掩模上的图案，其通常形成在玻璃或石英衬底上支撑的含金属层上。然而，在这种情形下，光刻胶图案与通过掩模暴露光刻胶相反通过直写技术，例如，使用电子束或其他适宜的辐射束而产生。使用构图的光刻胶作为掩模，该图案可使用等离子体刻蚀转移至下方含金属层。适宜于在高级器件制造中使用的可市售购得的光掩模刻蚀设备的实施例是Tetra^TM光掩模刻蚀系统，可从Applied Materials,Inc.,Santa Clara,California.(加利福尼亚的圣克拉拉的应用材料公司)购得。术语“掩模”、“光掩模”或“掩模版”将可交替使用一般表示含图案的衬底。

在处理期间，来自光掩模的刻蚀的终点数据可用于确定工艺是否按照所需的规定而进行，以及是否获得诸如刻蚀均匀性的预期结果。由于刻蚀掩模一般具有其本身的一组特征或图案，使用相同工艺菜单刻蚀的不同光掩模可能产生不同的终点数据，由此难以确定对于特定的光掩模是否已获得预期的刻蚀结果。

随着不断减小的器件尺寸，用于先进技术的光掩模的设计和制造变得越来越复杂，并且临界尺寸和工艺均匀性的控制变得更加重要。因此，迫切需要光掩模制造的改善的工艺控制，诸如用于为每个光掩模生成一致的终点数据的改进的装置和方法。

发明内容

本发明的实施方式主要提供一种用于刻蚀衬底的方法和装置。本发明尤其适合于刻蚀光掩模，以及真空处理使用的其他衬底。

在一个实施方式中，提供一种用于刻蚀衬底的方法，该方法包括(a)提供具有衬底支撑构件的刻蚀腔室，该衬底支撑构件包括在中心区域的至少第一窗口和在外围区域中的第二窗口，(b)在衬底支撑构件上提供衬底，(c)向刻蚀腔室导入工艺气体，(d)由工艺气体生成用于刻蚀衬底的等离子体，(e)使用终点检测系统通过第一窗口检测第一光信号以及通过第二窗口检测第二光信号，以及基于从所检测的第一和第二光信号的至少其中之一获得的信息而终止等离子体。

在另一实施方式中，一种用于刻蚀衬底的方法包括(a)提供具有衬底支撑构件的刻蚀腔室，该衬底支撑构件包括第一窗口和第二窗口，(b)在衬底支撑构件上提供衬底，(c)由工艺气体生成用于刻蚀衬底的等离子体，(d)提供包括光检测器的终点检测系统，(e)使用光检测器通过第一窗口和第二窗口监控至少一个光信号，以及(f)基于从至少一个光信号获得的信息而终止等离子体。

在本发明的另一实施方式中，提供一种用于刻蚀衬底的装置，该装置包括等离子体刻蚀腔室、在腔室内的衬底支撑构件，该衬底支撑构件具有设置在中心区域的第一窗口和设置在外围区域的第二窗口，以及通过第一窗口和第二窗口与腔室可运动耦合的终点检测系统。

在另一实施方式中，一种用于衬底刻蚀的装置可包括含衬底支撑构件的等离子体刻蚀腔室，配置为在反射模式和透射模式的至少其中之一操作的终点检测系统，其中该终点检测系统包括设置在衬底支撑构件的中心区域的第一光学部件和设置在衬底支撑构件的外围区域的第二光学部件。

另一实施方式提供一种用于衬底刻蚀的装置，该装置包括等离子体刻蚀腔室，在该腔室内的衬底支撑构件，该衬底支撑构件具有在其中设置的第一窗口和第二窗口，该第一窗口位于支撑构件的中心区域，以及通过第一和第二窗口与腔室运动耦合的终点检测系统。