[发明专利]用于在蚀刻处理中集成计量的方法和装置

说明书

本发明公开了一种用于在蚀刻处理中集成计量的方法和装置。本发明的装置包括具有传送腔室、蚀刻腔室和计量腔室的多腔室系统，以及配置为可在所述蚀刻腔室和所述计量腔室之间传送衬底的机械手。本发明还公开了一种使用该装置处理衬底和执行计量测量的方法。本发明的方法和装置可用于在衬底处理过程中，更为便利地测量和监控衬底的多种特性，由此可极大地提高衬底处理的精确度。

本申请是2007年11月20日递交的申请号为200710187716.7的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种在多腔室工艺系统中集成计量工具的方法和装置。更具体地，本发明涉及一种用于为蚀刻工艺监控所用的集成计量测量的方法和装置。

背景技术

微电子器件的制造通常包含有需要在半导电的、电介质和导电的衬底上执行数百个独立步骤的复杂工艺顺序。这些工艺步骤的实例包括氧化、扩散、离子注入、薄膜沉积、净化、蚀刻和光刻。使用光刻和蚀刻（通常被称作图案转移步骤），所需的图案首先被转移至诸如光刻胶的光敏材料层，并随后在后续蚀刻期间被转移至光敏材料层下面的材料层。在光刻步骤中，覆盖的光刻胶层通过包含图案的掩模版或光掩模暴露于辐射源，使图案的图像形成在光刻胶中。通过在适宜的化学溶液中显影光刻胶，部分光刻胶被去除，由此形成被构图的光刻胶层。使用该光刻胶图案作为掩模，将该掩模下面的材料层暴露于反应性环境中，例如利用湿刻或干刻，使得图案转移至所述掩模下面的材料层。

光掩模上的图案，一般形成于支撑在玻璃或石英衬底上的含金属层中，也可由经过光刻胶图案蚀刻而产生。然而，在这种情形下，与通过掩模版暴露光刻胶的做法不同，光刻胶图案是通过直接写入技术，例如，使用电子束或其他适合的辐射束来产生的。采用构图的光刻胶作为掩模，使用等离子体蚀刻将该图案转移至所述光刻胶掩模下面的含金属层。可以市售购买的适合在高级器件制造中使用的光掩模蚀刻设备的示例是TetraTM光掩模蚀刻系统，它可从Santa Clara,California（加利福尼亚的圣克拉拉）的Applied Materials，Inc.（应用材料有限公司）购得。

随着器件尺寸的不断减小，用于现代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越来越重要。因此，在光掩模制造中，需要不断地改进对于工艺的监控和控制。

发明内容

本发明的一方面涉及一种包含一具有传送腔室、蚀刻腔室和计量腔室的多腔室系统。在传送腔室中设置有机械手并用于在蚀刻腔室和计量腔室之间传送衬底。机械手包括附接到机械臂的板和附接到该板的叶片。该叶片具有至少一个可调构件，用于改变叶片相对于板的位置，和限定开口的外围部分。外围部分具有用于将衬底支撑在外围部分上方预定高度的支撑构件。

本发明的另一方面涉及一种处理衬底的方法。该方法包括提供包含传送腔室、蚀刻腔室、计量腔室和可操作地连接至该计量腔室的计量工具的多腔室系统。使用设置在传送腔室内的机械手将经处理的衬底传送至计量腔室。使用计量工具在经处理的衬底上执行至少一个光学测量，同时将所处理的衬底在计量腔室内的预定位置支撑在机械手的叶片上。

附图说明

参照附图中所示的实施方式可对以上简要概述的本发明进行更具体的描述。然而，应该注意，附图中只示出了本发明典型的实施例，因此不能认为是对本发明范围的限定，本发明可以涉及其他等同的诸多有效实施例。

图1是示出具有集成的计量腔室的多腔室工艺系统的示意图；

图2是连接至传送腔室的计量腔室的透视示意图；

图3是示出图2的计量腔室内的衬底的剖视示意图；

图4A-4B是在制造过程中，光掩模衬底结构的横截面示意视图；

图5A是适用于本发明的一个实施方式的机械手叶片的示意说明；

图5B是图5A的机械手叶片的局部剖视示意图；和