[发明专利]光掩模等离子体蚀刻过程中的原位室干法清洁方法和设备

说明书

技术领域

本发明的实施例主要涉及用于使用等离子体蚀刻来处理光掩模衬底的方法和设备。具体来说，本发明涉及用于在光掩模衬底的等离子体蚀刻过程中的原位室干法清洁的方法和设备。

背景技术

微电子器件或集成电路器件的制造通常涉及需要在半导体、电介质和导体衬底上执行数百个单独步骤的复杂工艺序列。上述工艺步骤的示例包括氧化、扩散、离子注入、薄膜沉积、清洁、蚀刻和光刻。使用光刻和蚀刻(经常称作图案转印步骤)，所需的图案首先被转印至光敏材料层(例如光刻胶)，然后在随后的蚀刻过程中被转印至基底(underlying)材料层。在光刻步骤中，覆盖(blanket)光刻胶通过含有图案的光罩(reticle)或光掩模而暴露于辐射源，从而使得该图案的图像形成于光刻胶中，其中光罩或光掩模通常形成于玻璃或石英衬底上所承载的含金属层中。通过使得光刻胶在适当的化学溶液中显影，将光刻胶的多个部分去除，因此产生了图案化的光刻胶层。在光刻胶图案用作掩模的情况下，例如，使用干法蚀刻将基底材料层暴露于反应环境，这导致图案被转印至基底材料层。

适合用于先进设备制造的可商购的光掩模蚀刻设备的示例是可从Santa Clara，California的Applied Materials，Inc.购得的光掩模蚀刻系统。在微电子器件的制造中，与通常的湿法化学蚀刻相比，由等离子处理(例如，光掩模等离子蚀刻处理)所图案化的含金属层提供了更好的临界尺寸控制。等离子体蚀刻技术被广泛的应用于半导体和薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)工业中。

在等离子室中对光掩模进行干法蚀刻的过程中，诸如铬(Cr)、MoSi、石英、SiON或钽基化合物的材料可能被沉积并形成膜堆叠的层。一个膜堆叠的示例可能包括光刻胶、Cr和石英的层。在执行蚀刻之后，蚀刻副产品可能聚积并沉积在室的内壁上。在蚀刻过程中可以使用光学发射光谱(OES)来确定副产品。例如，当对Cr进行干法蚀刻时，通过OES发现蚀刻副产品主要是具有一些Cr的光刻胶。当所沉积的蚀刻副产品达到一定厚度时，副产品可能会脱离内壁并由于落在衬底上而污染光掩模，这对光掩模造成不可恢复的缺陷。因此，去除这样沉积的蚀刻副产品是很重要的。

一种通常的用于清洁等离子体室的方法是打开室然后拆卸其中的组件。其后，通过物理或化学方法去除蚀刻副产品。例如，使用去离子水(DIW)和异丙醇(IPA)来清洁室的组件和内壁。但是，这样的湿法清洁方法是很耗费时间的，导致了掩模产品减少的弊端。在其他等离子室中还使用了原位干法清洁，但是还未得知适合于光掩模蚀刻工艺的可商业应用的原位干法清洁工艺。

因此，需要适合于光掩模制造的改进的室清洁工艺。

发明内容

本发明的实施例包括用于在光掩模等离子体蚀刻之后原位室干法清洁的方法。在一个实施例中，提供了一种方法，其包括：将诸如光掩模的衬底放置在支撑底座上；将处理气体引入处理室中；由处理气体形成等离子体；在存在等离子体的情况下蚀刻设置在光掩模上的含铬层；从支撑底座移除光掩模；将伪衬底放置在底座上；和通过在伪衬底放置在底座上时使含O₂的清洁气体流动通过处理室，来执行原位干法清洁处理。

在另一实施例中，用于在光掩模等离子体蚀刻过程中原位室干法清洁的方法包括：将光掩模放置在设置于处理室中的支撑底座上；在施加偏压功率时，对设置在光掩模上的含铬层进行等离子体蚀刻；从处理室移除蚀刻掩模；和在从处理室移除所蚀刻的光掩模之后，在存在由含O₂清洁气体所形成的清洁等离子体和不存在偏压功率的情况下，执行原位干法清洁处理。

在一个实施例中，用于原位室干法清洁的方法包括使用无氯清洁等离子体。在另一实施例中，用于原位室干法清洁的方法包括使用含氯和氧的清洁等离子体。在另一实施例中，用于原位室干法清洁的方法包括在不存在偏压功率的情况下的清洁等离子体。

附图说明

以便可以详细理解本发明的上述特征，通过参考实施例可以获得上面简要概括的本发明的更加具体的描述，附图中举例说明了一些实施例。但是，应当注意，因为本发明可以允许其他等效的实施例，所以附图只是举例说明本发明的典型实施例，因此不应当被认为是对本发明范围的限制。

图1是根据本发明的一个实施例的用于光掩模等离子体蚀刻的处理室的示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的用于在光掩模等离子体蚀刻之后清洁等离子体室的方法的流程图；和