[发明专利]阳极氧化铝作为用于等离子体蚀刻的硬掩模

权利要求书

1.一种用于执行等离子体蚀刻工艺的方法，其包括：

在晶片的顶表面上沉积铝籽晶层；

在所述铝籽晶层上沉积光致抗蚀剂材料层；

使所述光致抗蚀剂材料层图案化和显影，以穿过所述光致抗蚀剂材料中的开口暴露所述铝籽晶层的一个或多个部分；

在所述晶片上执行电化学转化工艺，以将穿过所述光致抗蚀剂材料中的开口暴露的所述铝籽晶层的所述一个或多个部分电化学转化为阳极氧化铝，其中所述阳极氧化铝包括孔图案，所述孔图案延伸穿过所述阳极氧化铝以暴露于所述晶片的所述顶表面的在所述铝籽晶层下面的区域；

从所述晶片上去除所述光致抗蚀剂材料；以及

将所述晶片暴露于等离子体，以在所述晶片的所述顶表面的通过所述阳极氧化铝中的所述孔图案所暴露的所述区域处将孔蚀刻到所述晶片中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电化学转化工艺包括在电源和所述铝籽晶层之间建立电连接，并且其中所述电化学转化工艺包括将电化学溶液施加到所述铝籽晶层的穿过所述光致抗蚀剂材料中的开口暴露的所述一个或多个部分，其中所述电化学转化工艺包括操作所述电源以向所述铝籽晶层施加正电压，以便将所述铝籽晶层的穿过所述光致抗蚀剂材料中的开口暴露于所述电化学溶液的所述一个或多个部分转化成阳极氧化铝。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述电化学溶液包括酸性组分。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述酸性组分是磷酸、硫酸、草酸、硒酸、铬酸、丙二酸、酒石酸、柠檬酸和苹果酸中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述正电压在从约5伏(V)延伸到约500V的范围内。

6.根据权利要求2所述的方法，其中在所述电源和所述铝籽晶层之间建立所述电连接包括在所述晶片的外围周围的多个位置处将所述电源与所述铝籽晶层电连接，以穿过所述铝籽晶层实现基本均匀的电流分布。

7.根据权利要求2所述的方法，其中在所述电源和所述铝籽晶层之间建立所述电连接包括在所述电源和在所述晶片的整个外围周围的所述铝籽晶层之间建立物理上连续的电连接。

8.根据权利要求2所述的方法，其还包括：

控制所述电化学溶液的组成和施加到所述铝籽晶层上的所述正电压，以控制所述阳极氧化铝中所述孔图案的物理特性，其中所述孔图案的所述物理特性包括孔径和孔间距。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述孔径在从约10纳米延伸到约100纳米的范围内。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述孔间距在从约150纳米延伸到约200纳米的范围内。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，沉积所述铝籽晶层以具有在从约100纳米延伸到约50微米的范围内的厚度。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述铝籽晶层在所述电化学转化工艺中提供物理上连续的导电层。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述光致抗蚀剂材料在暴露于所述电化学溶液时是化学稳定的。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光致抗蚀剂材料被配置为防止在所述电化学溶液与所述铝籽晶层的被所述光致抗蚀剂材料覆盖的部分之间穿过所述光致抗蚀剂材料进行离子交换。

15.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

在将所述孔蚀刻到所述晶片内之后，从所述晶片去除所述阳极氧化铝和所述铝籽晶层。