| 主权项 |
1.一种在一半导体应用中所用之一基材表面上对该表面上之一铜膜加以图案化之方法,其中该图案化动作系由电浆蚀刻方式达成,该方法至少包括下列步骤:a)提供一电浆蚀刻处理室以至少一气体,该气体不会与铜起化学反应;b)利用该至少一气体形成电浆,其中该电浆提供的离子密度足以使铜蚀刻时达到至少每分钟1000埃的蚀刻速率,其中该离子密度値可利用下列装置群组中之一者得到,该装置群组包含一种内部电浆辅助生成装置,其位于该蚀刻处理室内,并位于该基材表面上,其中该装置之设置能因电感耦合而辅助电浆的产生;一种外部提供电浆的装置,能从外部电源处将电浆提供至该蚀刻室之内;一种外部辅助电浆产生装置,位于该蚀刻室之外,能利用电感耦合而辅助电浆之生成;及一种电浆生成辅助装置,利用电容之耦合而辅助电浆之生成;及c)藉由施加一补偿偏压至该基材的方式使该电浆中的离子及受激原子往该基材方向吸引过去。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该装置为一内部装置位在该基材表面之上且是一具有至少一线匝之感应线圈。3.如申请专利范围第2项所述之方法,其中该铜蚀刻率至少为每分钟2500埃及其中该补偿偏压是藉由在一从约100KHz至13.56MHz的频率范围内及在一从约100W至5kW的瓦数范围内施加RF能量至该基材支撑平台而被施加的。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该装置为一可从一外部来源供应电浆至该蚀刻室的装置,其中该外部来源为一微波产生的来源。5.如申请专利范围第4项所述之方法,其中该铜蚀刻率至少为每分钟2500埃及其中该补偿偏压是藉由在一从约100kHz至13.56MHz的频率范围内及在一从约100W至5kW的瓦数范围内施加RF能量至该基材支撑平台而被施加的。6.如申请专利范围第5项所述之方法,其中该偏压接地面积对该基材的面积的比例大于1.5:1。7.如申请专利范围第6项所述之方法,其中该比例大于2:1。8.如申请专利范围第1项、第2项、第3项、第4项或第5项所述之方法,其中该基材表面的温度小于200℃。9.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该蚀刻室表面的温度小于170℃。10.如申请专利范围第1项、第2项、第3项、第4项或第5项所述之方法,其中该蚀刻室的压力范围是从约0.001mT至约50mT。11.如申请专利范围第1项、第2项、第3项、第4项或第5项所述之方法,其中产生该离子密度的装置是以一种可产生该离子密度的规律脉动的方式被操作的。12.如申请专利范围第11项所述之方法,其中该施加该补偿偏压的装置是以一种可将该基材的补偿偏压加以脉波化的方式被操作的。13.如申请专利范围第1项、第2项、第3项、第4项或第5项所述之方法,其中该施加该补偿偏压的装置是以一种可使该基材补偿偏压脉波化的方式被操作的。14.如申请专利范围第1项、第2项、第3项、第4项或第5项所述之方法,其中介于该基材温度与该蚀刻室表面的温度间之温度差至少为30℃。15.一种以蚀刻方式图案化一铜膜的方法,该方法至少包括下列步骤:a)提供一铜膜,其具有一准备好作图案蚀刻之经遮罩的表面:b)用一包含至少部分被离子化的气体之电浆来离子轰击该经遮罩的表面,藉以蚀刻该铜膜,其中该气体在该形成图案的处理条件下不会与铜起化学反应,且其中该铜膜的蚀刻率至少为每分钟1000埃;及c)施加一补偿偏压至该经遮罩的铜膜表面,藉此轰击离子被吸引到该表面。16.如申请专利范围第15项所述之方法,其中将被蚀刻之一图案的特征区尺寸约为1微米或更小。17.如申请专利范围第15项所述之方法,其中该电浆为一气体所产生的,该气体是从包含氩气、氮气、氙气、氪气、甲烷及上述物质之组合的组群中选取的。18.如申请专利范围第17项所述之方法,其中该气体为氩气。19.如申请专利范围第17项所述之方法,其中该气体为氙气。20.如申请专利范围第17项所述之方法,其中该气体为氮气。21.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该基材的温度范围是从20℃至150℃。22.如申请专利范围第21项所述之方法,其中该基材的温度范围是小于150℃。23.一种将一半导体应用中之一基材表面上之一铜膜加以图案化的方法,其中图案化的形成是由电浆蚀刻达成的,该方法至少包括下列步骤:a)提供一馈送气体至一电浆蚀刻处理室,该馈送气体包括至少一气体,该至少一气体不会与铜起化学反应;及至少一气体,该至少一气体会与铜起化学反应;b)以一种可提供一足以让铜的蚀刻率至少为每分钟1000埃的离子密度的方式从该等气体产生一电浆;及c)藉由施加一补偿偏压至该基材来吸引离子及从该电浆被激励的原子朝向该基材,其中该蚀刻是在一物理轰击主导的蚀刻体系下被实施的。24.如申请专利范围第23项所述之方法,其中该化学反应气体包含不超过送至该蚀刻处理室的总气体流的30%体积百分比。25.如申请专利范围第23项所述之方法,其中该不会与铜起化学反应之气体是从包含氩气、氮气、氙气、氪气、甲烷及上述物质之组合的组群中选取的。26.如申请专利范围第23项所述之方法,其中该化学反应气体包含一卤素。27.如申请专利范围第24项所述之方法,其中该化学反应气体包含一卤素。28.如申请专利范围第26项所述之方法,其中该化学反应气体是从包含Cl2,HCl,BCl3,HBr,CHF3,CF4,SiCl4及上述物质之组合的组群中所选取的。29.如申请专利范围第27项所述之方法,其中该化学反应气体是从包含Cl2,HCl,BCl3,HBr,CHF3,CF4,SiCl4及上述物质之组合的组群中所选取的。30.如申请专利范围第26项、第27项、第28项或第29项所述之方法,其中送至该蚀刻处理室之馈送气体包括一如惰性剂般地作用的气体。31.如申请专利范围第30项所述之方法,其中该惰性剂是从包含N2,NH3,CH4,CHF4及上述物质之组合的组群中选取的。32.如申请专利范围第26项、第27项、第28项或第29项所述之方法,其中该电浆蚀刻是在至少150℃的基材温度下实施的。33.如申请专利范围第32项所述之方法,其中该电浆蚀刻处理室具有一比该基材温度低至少30℃的表面温度。34.如申请专利范围第23项所述之方法,其中该铜蚀刻率至少为每分钟2500埃,其中该补偿偏压是藉由在一从约100kHz至13.56MHz的频率范围内,且在一从约100W至5kW的瓦数范围内施加RF能量至该基材支撑平台而被施加的。35.如申请专利范围第2项所述之方法,其中该RF接地面积对该基材的面积的比例大于2:1。36.如申请专利范围第34项所述之方法,其中在该蚀刻处理室内的离子密度被规律地脉动。37.如申请专利范围第36项所述之方法,其中该基材补偿偏压被加以脉波化。38.如申请专利范围第1项或第15项所述之方法,其中该基材补偿偏压在其最大强度时,最少约为100ev。图式简单说明:第一图为可被用来实施本发明之一习用电浆蚀刻反应器的最佳设计之一的剖面示意图。该电浆蚀刻反应器被制作成包括至少一感应线圈天线,其位在该反应器室的内部,且经由一阻抗配接网路而连接至一射频(RF)能量产生器;一基材支撑晶座亦经由一阻抗配接网路而连接至一RF频率能量产生器;及一导电室壁,其作为对累积于该基材上之补偿偏压加以在电性上接地之零件,其中该补偿偏压是由于连接至该基材支撑晶座之RF能量在基材上累积的结果。第二图为一图表,其显示一铜膜以埃/每分钟为单位之蚀刻率,其中该蚀刻率为施加于该基材支撑平台之RF偏压能量的函数(其与该基材之直流补偿偏压直接相关)。第三图为一直条统计图,其显示不同薄膜材料(包括铜在内)在使用氩气作为送至蚀刻室内之气体下的蚀刻率比较图(物理性离子轰击该薄膜表面以完成蚀刻)。第四图为一直条统计图,其显示在第三图中所示相同材料在除了氙气被用作为送至该蚀刻室的气体之外的相同处理变数条件下的比较蚀刻率。第五图为一图表,其显示在图案蚀刻期间该铜薄膜表面上之气体空间中之被激励之铜原子的强度,其中供应至基材支撑平台的射频偏压能量(基材的补偿偏压)于图案蚀刻期间被加以脉波化。第六图A及第六图B分别是没有及有对送至基材支撑平台上之射频能量加以脉波化的结果,即一具有0.5微米之接线及间隔之经蚀刻铜图案的剖面外形示意图。第七图为一直条统计图,其显示在第三图及第四图中所示相同材料在除了氯气被用作为送至该蚀刻室的单一气体之外的相同处理变数条件下的比较蚀刻率。图中所示之铜的蚀刻率为负値,因为铜没有被蚀刻。因为铜的腐蚀的关系,薄膜厚度是增加而非降低的。第八图A及第八图B为一显微照像的示意图,其中反应性离子蚀刻法被用来蚀刻铜;且其中在送至蚀刻反应室之馈送气体内之氯浓度及蚀刻室压力会使铜被严重腐蚀。第九图A及第九图B为一显微照像的示意图,其中反应性离子蚀刻法在一物理性主导的蚀刻体系下被实施,此时铜没有被腐蚀。 |
