KR100823949B1 - 포토마스크 플라즈마 에칭 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
포토마스크를 에칭하는 이온-라디칼 실드가 제공된다. 일 실시예에서, 이온-라디칼 실드는 그를 관통하여 형성된 다수의 개구부를 갖는 평탄한 석영 디스크를 포함한다. 또한 이온-라디칼 실드는 그 내부에 형성된 3개의 나사형 홀을 포함하며 기판 지지 페데스탈 위로 상기 이온-라디칼 실드를 지지하는데 이용되는 레그들과 맞물리도록 구성된다.
Description
도 1은 이온-라디칼 실드(shield)를 갖는 에칭 반응기의 개략도;
도 2는 도 1의 이온-라디칼 실드의 일 실시예의 부분 개략도; 및
도 3은 포토마스크 에칭 방법의 흐름도.
* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명*
100: 에칭 반응기 102: 처리 챔버
108: 실링 110: 안테나
112: 플라즈마 전원 114: 매칭 네트워크
122: 기판 124: 페데스탈
140: 바이어싱 전원 144: 히터
170: 이온-라디칼 실드 176: 레그
본 발명은 전반적으로 포토마스크의 플라즈마 에칭 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 유사-원격 플라즈마(quasi-remote plasma)를 이용하여 포토마스크를 에 칭하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
집적회로(IC) 또는 칩 제조에 있어, 상이한 층들의 칩을 나타내는 패턴은 칩 설계자에 의해 형성된다. 일련의 마스크, 또는 포토마스크는 이들 패턴으로부터 형성되어 제조 프로세스 동안 반도체 기판상에 각각의 칩 층의 설계를 전사시킨다. 마스크 패턴 발생 시스템은 각각의 마스크 상에 칩 각각의 층 설계를 이미지화시키기 위해 정밀한 레이저 또는 전자 빔을 사용한다. 다음 마스크는 포토리소그래피 방식에 있어 네거티브형으로 사용되어 반도체 기판상에 각각의 층에 대한 회로 패턴을 전사시킨다. 이들 층은 프로세스 시퀀스를 이용하여 형성되며 아주작은(tiny) 트랜지스터 및 각각 완성된 칩을 포함하는 전기 회로로 변형된다. 따라서, 마스크 내의 임의의 결함은 칩으로 전사되어 잠재적으로 성능에 악영향을 미칠 수 있다. 매우 심각한 결함은 마스크를 완전히 쓸모없게 할 수 있다. 전형적으로, 15 내지 30개의 마스크 세트가 칩을 제조하는데 사용되며 반복적으로 사용될 수 있다.
전형적으로 마스크는 한쪽 측면 상에 크롬층을 갖는 글라스 또는 석영 기판이다. 또한, 마스크는 몰리브덴(Mb)으로 도핑된 실리콘 질화물(SiN)층을 포함할 수 있다. 크롬층은 무반사 코팅 및 감광성 레지스트로 커버된다. 패터닝 프로세스 동안, 자외선 광에 레지스터의 부분을 노출시키고, 현상액에서 용해될 수 있는 노출된 부분을 제조함으로써 설계 회로가 마스크 상에 기록된다. 레지스트의 용해가능한 부분을 제거하여 노출된 하부 크롬이 에칭된다. 에칭 프로세스는 레지스트가 제거되는 위치에서 마스크로부터 크롬 및 무반사층을 제거한다, 즉, 노출된 크 롬이 제거된다.
건식 에칭, 반응성 이온 에칭, 또는 플라즈마 에칭으로 공지된 에칭 프로세스에서, 플라즈마는 마스크의 노출된 영역 상에서 화학 반응을 강화시켜, 원하는 층을 제거하는데 사용된다. 바람직하지 않게, 상기 에칭 프로세스는 마스크 상에 패터닝된 설계 회로의 완벽한 복제를 달성하지 못한다. 크롬 에칭을 위한 포토레지스트의 프로파일 및 마스크 물질의 선택성으로 인해 에칭되는 마스크에서 일부 패턴의 축소(shrinkage)가 발생된다. 이러한 축소는 에칭 바이어스(etch bias)로 간주된다. 또한, 에칭 바이어스는 전체 마스크에 대해 균일하지 않을 수 있다. 이러한 형상은 최소선폭 균일성(critical dimension uniformity), 또는 CDU로 간주된다. 종래의 마스크 에칭 프로세스에서, 에칭 바이어스는 전형적으로 약 60 내지 70 나노미터(nm) 범위에 있으며 CDU는 약 10 내지 15nm의 범위에 있다. 65nm 스케일 피쳐(feature)에 대해 요구되는 톨러런스는 에칭 바이어스에 대해 약 20nm이고 최소선폭 균일성에 대해 약 5nm이다. 따라서, 칩 상에 형성된 피쳐의 노드 크기가 계속 축소됨에 따라, 특히 노드 크기가 65nm 스케일에 근접해짐에 따라 현재의 프로세스의 능력은 점점더 바람직하지 못하게 되고 있다.
따라서, 포토마스크 제조를 위해 개선된 에칭 프로세스가 요구된다.
본 발명은 전반적으로 포토마스크 에칭을 위한 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명의 일 면에서, 포토마스크를 에칭하는 장치는 이온-라디칼 실드이다. 일 실시예에서, 이온-라디칼 실드는 그를 관통하여 형성된 다수의 개구부를 갖는 평탄 한 석영 디스크를 포함한다. 또한, 이온-라디칼 실드는 그 내부에 형성되며 기판 지지 페데스탈 위로 이온-라디칼 실드를 지지하는데 이용되는 레그와 결합되도록 구성된 3개의 나사형 홀을 포함한다.
본 발명의 또 다른 면에서, 포토마스크 에칭 방법은 그의 상부에 포토마스크 기판(때로는 포토마스크 레티클이라고도 불림)을 수용하는 기판 지지 페데스탈을 갖는 처리 챔버를 제공하는 단계를 포함한다. 이온-라디칼 실드는 페데스탈 위에 배치된다. 기판은 이온-라디칼 실드 아래쪽의 페데스탈 상에 위치된다. 처리 가스가 처리 챔버속으로 주입되어 처리 가스로부터 플라즈마가 형성된다. 기판은 주로 실드를 통과하는 라디칼로 에칭된다.
본 발명의 또 다른 면에서, 포토마스크 기판을 에칭하는 장치가 제공된다. 일 실시예에서, 처리 챔버내에 기판 지지 페데스탈이 배치된다. 페데스탈은 포토마스크 기판을 지지한다. RF 전원이 챔버에 결합되어 챔버내에 플라즈마를 형성한다. 이온-라디칼 실드는 챔버내의 페데스탈 위에 배치된다. 실드는 하전 및 중성 종 플라즈마의 공간 분포를 제어한다. 실드는 챔버 벽으로부터 전기적으로 절연된 거의 평탄한 부재를 포함하며 평탄한 부재를 통해 수직으로 연장되는 다수의 개구부를 포함한다.
본 발명의 상기 특징을 명확히 이해할 수 있도록, 상기 간략하게 요약된 본 발명의 보다 상세한 설명은 실시예를 참조할 수 있으며, 이중 일부는 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나 주목할 것은 첨부된 도면은 단지 본 발명의 전형적인 실시 예만을 나타내는 것으로, 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니며, 본 발명은 다른 등가적인 실시예를 허용할 수 있다.
본 발명은 리소그래피 포토마스크 또는 레티클의 에칭을 강화시키는 방법 및 장치를 제공한다. 상기 장치는 플라즈마 처리 챔버내에 배치된 이온-라디칼 실드를 포함한다. 이온-라디칼 실드는 프로세싱 동안 챔버내의 하전 및 중성 종의 공간 분포를 제어한다. 이온-라디칼 실드는 플라즈마와 레티클 사이에 배치되어, 실드 위로 챔버의 상부 처리 영역에 플라즈마가 유사-원격적으로 형성된다.
일 실시예에서, 이온-라디칼 실드는 그를 관통하여 형성된 다수의 개구부를 가지는 세라믹 플레이트를 포함한다. 플레이트는 챔버내에서 페데스탈 위쪽에 배치된다. 플레이트는 챔버 벽 및 페데스탈과 전기적으로 절연되어 플레이트로부터 접지로 접지 경로가 제공되지 않는다. 프로세싱 동안, 플라즈마로부터의 전자 충돌이 야기됨에 따라 플레이트 표면상에 전위가 강화된다(deveolp). 전위는 플라즈마로부터의 이온을 끌어당겨 플라즈마로부터 이들을 효과적으로 여과시키는 반면, 중성으로 하전된 라디칼이 플레이트의 개구부를 통과하게 한다. 따라서, 이온-라디칼 실드는 레티클 표면에 이온이 도달하여 에칭되는 것을 거의 방지하면서 보다 제어된 방식으로 라디칼이 레티클과 반응하여 레티클을 에칭하게 하여 포토마스크 레지스트의 부식 및 패턴화된 크롬의 측벽 상에 레지스트의 스퍼터링을 감소시킬 수 있다. 따라서 감소된 부식 및 스퍼터링은 에칭 바이어스 및 최소선폭 균일성을 강화시킨다.
도 1은 이온-라디칼 실드(170)를 갖는 에칭 반응기(100)의 개략도이다. 본 명세서에서 개시된 설명을 사용하기에 적합한 반응기로는 예를 들어, 캘리포니아 산타 클라라의 Applied Materials, Inc. 에서 입수가능한 비결합 플라즈마 소스(DPS
)Ⅱ 반응기, 또는 Tetra Ⅰ 및 Tetra Ⅱ 포토마스크 에칭 시스템을 포함한다. 또한, DPS
Ⅱ 반응기는 Applied Materials, Inc. 로부터 입수가능한 Centura
통합(integrated) 반도체 웨이퍼 프로세싱 시스템의 프로세싱 모듈로서 사용될 수 있다. 본 명세서에 도시된 반응기(100)의 특정 실시예는 본 발명의 범주를 제한하기 위해 사용되는 것이 아니라 설명을 위해 제공되는 것이다.
일반적으로 반응기(100)는 전도성 바디(벽)(104)내에 기판 페데스탈(124)을 갖는 처리 챔버(102) 및 제어기(146)를 포함한다. 챔버(102)는 거의 평탄한 유전체 실링(108)을 포함한다. 챔버(102)의 다른 변형으로는 예를 들어, 돔 형상의 실링과 같은 다른 형상의 실링을 포함할 수 있다. 안테나(110)가 실링(108) 상에 배치된다. 안테나(110)는 선택적으로 제어될 수 있는 하나 이상의 유도성 코일 부재(두개의 동축 부재(110a, 110b)로 도 1에 도시됨)를 포함한다. 안테나(110)는 제 1 매칭 네트워크(114)를 통해 플라즈마 전원(112)에 결합된다. 플라즈마 전원(112)은 전형적으로 약 50kHz 내지 약 13.56MHz 범위의 동조가능 주파수에서 약 3000W를 산출할 수 있다.
기판 페데스탈(캐소드)(124)은 제 2 매칭 네트워크(142)를 통해 바이어싱 전원(140)에 결합된다. 일반적으로 바이어싱 전원(140)은 약 13.56MHz의 주파수에서 연속형 또는 펄스형 전력을 산출할 수 있는 약 500W에 이르는 전원이다. 선택적으 로, 전원(140)은 DC 또는 펄스형 DC 전원일 수 있다.
일 실시예에서, 기판 지지 페데스탈(124)은 정전기 척(160)을 포함한다. 정전기 척(160)은 적어도 하나의 클램핑 전극(132)을 포함하며 척 전원장치(166)에 의해 제어된다. 선택적 실시예에서, 기판 페데스탈(124)은 서셉터 클램프 링, 기계적 척 등과 같은 기판 보유 메커니즘을 포함할 수 있다.
레티클 어댑터(182)가 기판 지지 페데스탈(124) 상에 기판(레티클)(122)을 고정하는데 사용된다. 일반적으로 레티클 어댑터(182)는 페데스탈(124)의 상부 표면을 커버하도록 밀링된(milled) 하부 부분(184)과 기판(122)을 보유하는 크기로 형상화된 개구부(188)를 갖는 상부 부분(186)을 포함한다. 일반적으로 개구부(188)는 페데스탈(124)을 기준으로 실질적으로 중앙에 위치된다. 어댑터(182)는 폴리이미드 세라믹 또는 석영과 같이 에칭에 내성이 있고 고온을 견디는 물질의 단일 부품으로 형성된다. 적절한 레티클 어댑터는 2001년 6월 26일 발행된 US 특허 번호 6,251,217호에 개시되어 있으며, 상기 문헌은 본 발명의 청구항 및 특징과 상반되지 않는 범위에서 본 명세서에서 참조된다. 에지 링(126)은 페데스탈(124)에 어댑터(182)를 커버 및/또는 고정할 수 있다.
기판 지지 페데스탈(124) 상에 또는 기판 지지 페데스탈(124)로부터 어댑터(182) 및 기판(122)을 하강 또는 상승시키기 위해 리프트 메커니즘(138)이 사용될 수 있다. 일반적으로, 리프트 메커니즘(162)은 각각의 가이드 홀(136)을 통해 이동하는 다수의 리프트 핀(130)을 포함한다(하나의 리프트 핀이 도시되어 있음).
동작시, 기판(122)의 온도는 기판 페데스탈(124)의 온도를 안정화시킴으로써 제어된다. 일 실시예에서, 기판 지지 페데스탈(124)은 저항성 히터(144) 및 히트 싱크(128)를 포함한다. 일반적으로, 저항성 히터(144)는 적어도 하나의 가열 부재(134)를 포함하며 히터 전원장치(189)에 의해 조절된다. 가스 소스(156)로부터의 후면 가스(예를 들어, 헬륨(He))가 가스 도관(158)을 통해 기판(122) 아래로 페데스탈 표면에 형성된 채널에 제공된다. 후면 가스는 페테스탈(124)과 기판(122) 사이에 열 전달을 용이하게 하기 위해 사용된다. 프로세싱 동안, 페데스탈(124)은 내장된 저항성 히터(144)에 의해 정상 온도로 가열되며, 헬륨 후면 가스와 조합하여 기판(122)의 균일한 가열을 조장한다. 이러한 열적 제어를 이용하여, 기판(122)은 섭씨 약 0 내지 350도 사이의 온도로 유지될 수 있다.
이온-라디칼 실드(170)는 페데스탈(124) 상에 챔버(102)내에 배치된다. 이온-라디칼 실드(170)는 챔버 벽(104)과 페데스탈(124)로부터 전기적으로 절연되며 일반적으로 거의 평탄한 플레이트(172)와 다수의 레그(176)를 포함한다. 플레이트(172)는 레그(176)에 의해 챔버(102)내에서 페데스탈 위에서 지지된다. 플레이트(172)는 플레이트(172)의 표면에 원하는 개구 영역을 형성하는 하나 이상의 개구부(구멍)(174)를 형성한다. 이온-라디칼 실드(170)의 개구 영역은 처리 챔버(102)의 상부 프로세스 체적부(178)에 형성된 플라즈마로부터 이온-라디칼 실드(170)와 기판(122) 사이에 위치된 하부 프로세스 체적부(180)를 통과하는 다수의 이온을 제어한다. 개구 영역이 클수록 보다 많은 이온이 이온-라디칼 실드(170)를 통과할 수 있다. 이처럼, 개구부(174)의 크기는 체적부(180)내의 이온 밀도를 제어한다. 결과적으로, 실드(170)는 이온 필터이다.
도 2는 실드(170)의 특정 실시예의 개략도이다. 본 실시예에서, 이온-라디칼 실드(170)는 다수의 개구부(174)와 다수의 레그(176)를 갖는 플레이트(172)를 포함한다. 플레이트(172)는 세라믹(알루미나), 석영, 양극산화된 알루미늄, 또는 프로세스 화학작용과 호환성있는 다른 물질로 제조될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 플레이트(172)는 스크린 또는 메쉬를 포함할 수 있고, 스크린 또는 메쉬의 개구 영역은 개구부(174)에 의해 제공되는 원하는 개구 영역에 상응한다. 선택적으로, 플레이트 및 스크린 또는 메쉬의 조합이 이용될 수 있다.
다수의 개구부(174)는 플레이트(172)의 표면에 대해 크기, 간격 및 기하학 구조 배열이 변할 수 있다. 일반적으로 개구부(174)의 크기는 0.03 인치(0.07cm) 내지 약 3 인치(7.62cm) 범위이다. 개구부(174)는 약 2 퍼센트 내지 약 90 퍼센트로 플레이트(172) 표면에 개구 영역을 형성하도록 배열된다. 일 실시예에서, 하나 이상의 개구부(174)는 약 30 퍼센트의 개구 영역을 형성하는 사각 그리드 패턴으로 배열된 약 1/2 인치(1.25cm) 직경의 다수의 홀을 포함한다. 다른 크기의 홀 또는 다양한 크기의 홀을 사용하여 다른 기하학 구조 또는 랜덤한 패턴으로 홀이 배열될 수도 있다. 홀의 크기, 형상 및 패터닝은 하부 프로세스 체적부(180)의 원하는 이온 밀도에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 작은 직경의 보다 많은 홀이 체적부(180)내의 라디칼 대 이온 밀도 비를 증가시키는데 사용될 수 있다. 다른 구성으로, 체적부(180)내의 이온 대 라디칼 밀도 비를 증가시키기 위해 보다 큰 다수의 홀에 작은 홀이 삽입될 수 있다. 선택적으로, 보다 큰 홀이 체적부(180)내의 이온 분포를 따르도록 플레이트(172)의 특정 영역에 위치될 수 있다.
이온-라디칼 실드(170)가 지지되는 높이는 에칭 프로세스를 보다 더 제어하기 위해 변할 수 있다. 이온-라디칼 실드(170)가 실링(108)에 가깝게 위치될수록, 상부 프로세스 체적부(178)는 작다. 작은 상부 프로세스 체적부(178)는 플라즈마 안정성을 보다 증진시킨다. 일 실시예에서, 이온-라디칼 실드(180)는 실링(108)으로부터 약 1 인치(2.54cm)에 배치된다. 보다 빠른 에칭 속도는 페데스탈(124) 및 기판(122)에 보다 가깝게 이온-라디칼 실드(170)를 위치시킴으로써 얻어질 수 있다. 선택적으로, 보다 낮은 그러나 보다 제어된 에칭 속도는 페데스탈(124)로부터 보다 멀리 이온-라디칼 실드(170)를 위치시킴으로써 달성될 수 있다. 따라서, 이온-라디칼 실드(170)의 높이를 조절함으로써 에칭 속도를 제어하여 개선된 최소선폭 균일성 및 감소된 에칭 바이어스로 보다 빠른 에칭 속도의 균형을 달성할 수 있다. 일 실시예에서, 이온-라디칼 실드(170)는 페데스탈(124)로부터 약 2인치(5cm)에 배치된다. 이온-라디칼 실드(170)의 높이는 기판(122)과 실링(108) 사이에서 약 6인치(15.24cm)의 간격을 갖는 챔버내에서 약 1.5인치(3.81cm) 내지 약 4 인치(10.16cm)의 범위에 있다. 이온-라디칼 실드(170)는 상이한 기하학 구조를 갖는 챔버, 예를 들어, 보다 크거나 작은 챔버내에서 상이한 높이로 위치될 수 있다.
기판(122)을 기준으로 이격된 관계로 플레이트(172)를 유지하기 위해, 플레이트(172)는 페데스탈(124) 상에 배치된 다수의 레그(176)에 의해 지지된다. 일반적으로, 레그(176)는 페테스탈(124) 또는 에지 링(126)의 외부 주변부 부근에 위치되며 플레이트(172)와 동일한 물질로 제조될 수 있다. 일 실시예에서는 세개의 레그(176)가 이온-라디칼 실드(170)에 대한 안정한 지지체를 제공하는데 이용될 수 있다. 일반적으로 레그(176)는 기판(122) 또는 페데스탈(124)을 기준으로 거의 평행한 배향으로 플레이트를 유지한다. 그러나 각을 이룬 배향이 가변 길이의 레그(176)를 가짐으로써 이용될 수도 있다.
레그(176)의 상부 단부는 플레이트(172)에 형성된 해당 홀 속에 맞게 가압될 수 있다. 선택적으로, 레그(176)의 상부 단부는 플레이트(172) 또는 플레이트(172)의 밑면에 고정된 브라켓(bracket) 속에 장착될 수 있다(threaded). 프로세싱 조건과 모순되지 않는 다른 종래의 고정 방법이 플레이트(172)에 레그(176)를 고정하는데 사용될 수 있다.
레그(176)는 페데스탈(124), 어댑터(182), 또는 에지 링(126) 상에 위치될 수 있다. 선택적으로, 레그(176)는 페데스탈(124), 어댑터(182), 또는 에지 링(126)에 형성된 수용 홀(미도시) 속으로 연장될 수 있다. 이온-라디컬 실드(!70)를 페데스탈(124), 어댑터(182), 또는 에지 링(126)에 고정하는 데 있어, 나사조임, 볼트조임, 본딩 등과 같은 다른 고정 방법이 사용될 수 있다. 에지 링(126)에 고정되는 경우, 이온-라디칼 실드(170)는 사용, 유지보수, 교체 등이 용이하도록 교체가 용이한 프로세스 부품(kit)의 일부일 수 있다. 이온-라디칼 실드(170)는 제공되는 처리 챔버내에 재장착되기 쉽게 구성될 수 있다.
선택적으로, 처리 챔버(102)내의 벽(104) 또는 다른 구조물에 부착된 브라켓(미도시)을 사용과 같이 다른 수단을 사용함으로써 플레이트(172)가 페데스탈(124) 위쪽에서 지지될 수 있다. 플레이트(172)가 처리 챔버(102)의 벽(104) 또는 다른 구조물에 부착되는 경우, 일반적으로 플레이트(172)는 접지(106)와 같은 임의의 접 지 경로로부터 절연된다.
다시 도 1을 참조로, 하나 이상의 처리 가스가 가스 패널(120)로부터 처리 챔버(102)에 공급된다. 처리 가스는 전형적으로 기판 페데스탈(124) 위쪽에 위치된 하나 이상의 입구(116)(예를 들어, 개구부, 인젝터 등)를 통해 공급된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 처리 가스는 환형 가스 채널(118)을 사용하여 입구(116)에 제공된다. 가스 채널(118)은 벽(104) 또는 벽(104)에 결합되는 가스 링(도시됨)에 형성된다. 에칭 프로세스 동안, 처리 가스는 플라즈마 소스(112)로부터 안테나(110)에 전력을 인가함으로써 플라즈마로 점화된다.
챔버(102)내 압력은 트로틀 밸브(162) 및 진공 펌프(164)를 사용하여 제어된다. 벽(104)의 온도는 벽(104)을 통해 연장되는 액체-함유 도관(미도시)을 사용하여 제어될 수 있다. 전형적으로, 챔버 벽(104)은 금속(예를 들어, 알루미늄, 알루미늄 스틸 등)으로 형성되며 전기적 접지(106)에 결합된다. 또한, 처리 챔버(102)는 프로세스 제어, 내부 분석, 엔드포인트 검출 등을 위한 종래의 시스템을 포함한다. 이러한 시스템은 지지 시스템(154)으로서 총괄적으로 도시된다.
제어기(146)는 중앙 처리 유닛(CPU)(150), 메모리(148), 및 CPU(150)용 지지 회로(152)를 포함하며 처리 챔버(102)의 부품 및 하기에 보다 상세히 설명되는 에칭 프로세스 제어를 용이하게 한다. 제어기(146)는 다양한 챔버 및 서브-프로세서에 대한 산업적 설정치에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서일 수 있다. 메모리 또는 CPU(150)의 컴퓨터 판독가능 매체(148)는 RAM, ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크, 또는 국부적 또는 원격적인 임의의 다른 형태의 디지털 저장 기와 같이 쉽게 이용가능한 하나 이상의 메모리일 수 있다. 지지 회로(152)는 종래 방식으로 프로세서를 지지하기 위해 CPU(150)에 결합된다. 이들 회로는 캐쉬(cache), 전원장치, 클록 회로, 입출력 회로 및 서브시스템 등을 포함한다. 본 발명의 방법은 일반적으로 소프트웨어 루틴으로서 메모리(148)에 저장된다. 선택적으로, 이러한 소프트웨어 루틴은 CPU(150)에 의해 제어되는 하드웨어로부터 원격적으로 위치된 제 2 CPU(미도시)에 의해 저장 및/또는 실행될 수 있다.
레티클 기판을 에칭하기 위해 이온-라디칼 실드(170)를 사용하는 예시적인 방법(300)이 도 3에 순서도로 도시되며 도 1을 참조로 한다. 상기 방법(300)은 기판(122)이 처리 챔버(102)에 위치된 이온 라디컬 실드(170) 아래쪽의 지지 페데스탈(124) 상에 위치되는 단계(302)에서 시작된다. 이온 라디컬 실드(170)는 페데스탈(124) 위쪽으로 약 2인치(5cm)에 위치된다. 기판(122)은 어댑터(182)의 개구부(188)에 위치된다. 전형적인 기판(122)은 석영 표면상에 위치되는 포토마스크 물질로 공지된 불투명한 광-차단 금속층을 갖는 석영(즉, 실리콘 이산화물, SiO2)과 같이 광학적으로 투명한 실리콘 기재 물질을 포함한다. 전형적으로 포토마스크에 사용되는 금속은 크롬 또는 크롬 옥시질화물을 포함한다. 또한, 기판(122)은 석영과 크롬 사이에 삽입되는 몰리브덴(Mo)으로 도핑된 실리콘 질화물(SiN)층을 포함한다.
단계(304)에서, 가스 입구(116)를 통해 처리 챔버(102) 속으로 하나 이상의 처리 가스가 주입된다. 예시적인 처리 가스로는 산소(O2) 또는 일산화탄소(CO)와 같은 산소 함유 가스, 및/또는 금속층을 에칭하기 위한 염소 함유 가스와 같은 할로겐 함유 가스를 포함한다. 처리 가스는 불활성 가스 또는 또 다른 산소 함유 가스를 더 포함한다. 바람직하게 일산화탄소는 개구부의 표면 특히 측벽 상에 패시베이팅 폴리머 증착물과 패턴화된 레지스트 물질 및 에칭된 금속층에 형성된 패턴 을 형성하는데 바람직하게 사용된다. 염소 함유 가스는 염소(Cl2), 실리콘 사염화물(SiCl4), 붕소 삼염화물(BCl3), 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택되며, 금속층을 에칭하기 위해 고도의 반응성 라디칼을 공급하는데 사용된다.
일 실시예에서, 크롬을 함유하는 기판(122)은 10 내지 100 sccm으로 염소, 0 내지 1000sccm으로 산소를 제공함으로써 Tetra Ⅰ, Tetra Ⅱ 또는 DPS
Ⅱ 에칭 모듈을 사용하여 에칭된다. 5 내지 500W 사이의 기판 바이어스 전력이 정전기 척(160)에 인가되고 기판(122)은 섭씨 약 150도 이하 범위의 온도에서 유지된다. 처리 챔버내 압력은 약 1 내지 약 40mTorr 사이에서 제어된다. 특정 프로세스 레시피중 하나는 80 sccm 속도의 염소 및 20sccm 속도의 산소를 제공하며, 15W의 바이어스 전력을 제공하고, 섭씨 150도 이하의 기판 온도를 유지하며, 2mTorr의 압력을 유지한다. 프로세스는 포토레지스트 위의 크롬에 대해 적어도 1:1의 에칭 선택성을 제공한다.
단계(320)에서, 플라즈마가 하나 이상의 처리 가스로부터 형성되어 주로 이온-라디칼 실드(170)를 통과하는 라디칼이 기판(122)을 에칭한다. 일반적으로 플라즈마는 플라즈마 전원(112)으로부터 안테나(110)에 약 200 내지 약 2000W 사이의 RF 전력을 인가함으로써 상부 프로세스 체적부(178)에 형성된다. 일 실시예에서, 약 350W 전력 레벨의 RF 전력이 약 13.56MHz의 주파수에서 안테나(110)에 인가된다.
RF 전력이 단계(320)에서 인가되는 경우, 플라즈마가 형성되어 이온-라디칼 실드(170)의 표면상에 전위를 형성하도록 전자가 플레이트를 가격한다. 이러한 전위는 플라스마 내에 존재하는 이온을 끌어당겨 하부 프로세스 체적부(180)속으로 개구부(174)를 통과하는 이온의 수를 제한한다. 플라스마 내의 중성 라디칼은 하부 프로세스 체적부(180)속으로 이온-라디칼 실드(170)내의 개구부(174)를 통과한다. 따라서, 기판(122)은 플라즈마에 의해 형성된 라디칼에 의해 주로 에칭되면서 기판(122)을 가격하는 이온의 양을 제어한다. 기판(122)상의 이온 충돌 감소는 에칭 바이어스를 감소시키며 기판(122)의 최소선폭 균일성을 강화시킨다. 특히, 앞서말한 프로세스를 이용하여 기판을 에칭한 후 얻어지는 측정치는 에칭 바이어스가 크롬 측벽 상에서 관찰할 때 10nm 이하로 감소되고 수직 프로파일은 양호한 것을 나타낸다. 특히, 측벽은 89도 이하의 각을 갖는 것으로 관찰된다. 거의 양각(relief) 또는 풋(foot)이 거의 없는 날카로운 프로파일이 에칭된 영역의 하부와 측벽 사이의 계면에서 관찰된다. 또한, 최소선폭 균일성은 5nm 이하로 개선된다.
이전의 설명은 본 발명의 실시예에 관한 것이나, 본 발명의 다른 추가의 실시예가 첨부되는 청구항에 의해 한정되는 기본 개념 및 범주를 이탈하지 않는 한 발명될 수 있다.
본 발명에 따라 포토마스크 제조에 적합한 개선된 에칭 프로세스가 제공된다.
Claims (19)
- 플라즈마 프로세싱 챔버내의 기판 지지 페데스탈 상에서 지지되는 기판 위쪽에 한정된 프로세싱 영역을 분리하는 이온 실드로서,평탄한 석영 디스크 - 상기 평탄한 석영 디스크는 상기 디스크를 통해 연장되는 다수의 개구부들을 가지며, 상기 디스크는 상기 기판의 직경 보다 큰 직경을 가짐 - ; 및상기 디스크의 주변부 부근에 배열된 3개의 나사형 홀을 포함하는, 이온 실드.
- 제 1 항에 있어서,상기 개구부들은 상기 디스크의 평탄한 측면들 사이로 연장되는 것을 특징으로 하는 이온 실드.
- 제 2 항에 있어서,상기 개구부들은 사각형 그리드로 배열되는 것을 특징으로 하는 이온 실드.
- 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 3 항에 있어서,상기 개구부들은 약 2 내지 약 90 퍼센트 사이로 상기 디스크의 개구 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 이온 실드.
- 제 3 항에 있어서,상기 개구부들은 약 30 퍼센트로 디스크의 개구 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 이온 실드.
- 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 3 항에 있어서,상기 개구부들은 약 0.07 내지 약 7.62cm 사이의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 이온 실드.
- 제 3 항에 있어서,상기 개구부들은 약 1.25cm의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 이온 실드.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판 지지 페데스탈과 평행한 배향으로 상기 디스크를 지지하는 3개의 레그를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 실드.
- 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 8 항에 있어서,상기 레그들 각각은 상기 디스크의 나사형 홀과 맞물리도록 선택된 나사선(thread)을 갖는 단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 실드.
- 제 8 항에 있어서,상기 레그들 각각은 약 3.81 내지 약 15.24cm 사이인 것을 특징으로 하는 이온 실드.
- 플라즈마 프로세싱 챔버내의 기판 지지 페데스탈 상에서 지지되는 기판 위쪽에 한정된 프로세싱 영역을 분리하는 이온 실드로서,상기 기판의 직경 보다 큰 직경을 갖는 평탄한 석영 디스크;상기 디스크의 평탄한 측면들 사이로 연장되는 다수의 개구부 - 상기 개구부들은 사각형 그리드 패턴으로 배열되며 약 2 내지 약 90 퍼센트 사이로 상기 디스크의 개구 영역을 가짐 - ; 및상기 디스크 주변부에 형성된 3개의 나사형 홀을 포함하는, 이온 실드.
- 제 11 항에 있어서,상기 개구부들은 약 30 퍼센트로 상기 디스크의 개구 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 이온 실드.
- 제 11 항에 있어서,상기 개구부들은 약 0.07 내지 약 7.62cm 사이의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 이온 실드.
- 제 11 항에 있어서,상기 기판 지지 페데스탈과 평행한 배향으로 상기 디스크를 지지하는 3개의 레그를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 실드.
- 제 14 항에 있어서,상기 레그들 각각은 상기 디스크의 나사형 홀과 맞물리도록 선택된 나사선을 갖는 단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 실드.
- 제 15 항에 있어서,상기 레그들 각각은 약 3.81 내지 약 15.24cm 사이인 것을 특징으로 하는 이온 실드.
- 플라즈마 프로세싱 챔버내의 기판 지지 페데스탈 상에서 지지되는 기판 위쪽에 한정된 프로세싱 영역을 분리하는 이온 실드로서,상기 기판의 직경 보다 큰 직경을 갖는 평탄한 석영 디스크;상기 디스크의 평탄한 측면들 사이로 연장되는 다수의 개구부 - 상기 개구부들은 약 0.07 내지 약 7.62cm 사이의 직경을 가지며 사각형 그리드 패턴으로 배열되며 약 2 내지 약 90 퍼센트 사이의 개구 영역을 가짐 - ; 및상기 디스크 주변부에 형성된 3개의 나사형 홀을 포함하는, 이온 실드.
- 제 17 항에 있어서,상기 기판 지지 페데스탈과 평행한 배향으로 상기 디스크를 지지하는 3개의 레그를 더 포함하며, 상기 레그들은 상기 디스크의 상기 나사형 홀과 맞물리도록 선택된 나사선을 갖는 단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 실드.
- 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 15 항에 있어서,상기 레그들 각각은 약 3.81 내지 약 15.24cm 사이인 것을 특징으로 하는 이온 실드.
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2006
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20070007746A (ko) | 2007-01-16 |
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