[發明專利]用于蝕刻的方法

有效

• 申請號: 201210216949.6
• 申請日: 2010-01-27
• 公開（公告）號: CN102768933B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 阿蘭·切斯里;斯坦利·德特瑪
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;B81C1/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國

分案申請說明

本申請是PCT申請第PCT/US2010/022223號于2011年08月01日進入中國國家階段得到的、申請號為201080006330.1、申請日為2010年01月27日、發明名稱為“用于蝕刻的方法和設備”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明的實施例一般地涉及用于蝕刻的方法和設備，更具體而言涉及適于蝕刻微機電系統(Micro-Electro-Mechanical；MEMS)器件等的方法和設備。

背景技術

針對微機電系統(MEMS)器件的需求已對于處理設備公司帶來新的挑戰。一個挑戰是，提供適于針對用于制造MEMS結構的材料的有效等離子蝕刻的設備。舉例來說，為了成功地以商業可行的規模制造MEMS結構，用于蝕刻的處理設備必須能夠維持良好的關鍵尺寸控制以及掩模選擇性。額外針對用于光學器件的MEMS結構，處理設備必須產生足夠平滑的側壁，以避免對獲得性能目標產生抑制的效果。

常用于MEMS結構的材料為硅。用于MEMS制造的硅蝕刻通常是在反應性離子蝕刻(RIE)反應器中進行。典型的RIE反應器一般具有受限的小型等離子產生區域以及受限的功率能力，此使得難以達到較大襯底規格的良好蝕刻均一性，且亦限制了蝕刻速率。再者，RIE反應器一般在襯底中央蝕刻較快(相對于襯底邊緣)，而此限制了可能的產物產率以及品質。

部分的RIE反應器采用循環式蝕刻處理，其包括數個配置步驟(recipe step)，例如：蝕刻與沉積，或蝕刻、閃光(flash)和沉積。循環式蝕刻處理可采用時間復用氣體調制(time multiplexed gas modulation；TMGM)系統或是Bosch系統以連續提供蝕刻劑及沉積物質。沉積物質在先前蝕刻過的表面上提供保護性薄膜，以保護表面(通常為溝槽〈trench〉的側壁)免受進一步蝕刻的作用。當愈來愈深的溝槽形成，則重復上述二步驟。對于循環式蝕刻處理的不良控制會不利地使側壁的粗糙度增加，而導致微電子器件產生缺陷。

因此，存在對改良的用于蝕刻的方法和設備的需求。

發明內容

本發明的實施例涉及襯底蝕刻方法和設備。在一個實施例中，提供了一種用于在等離子蝕刻反應器中蝕刻襯底的方法，包括以下步驟：使背側處理氣體在襯底與襯底支撐組件之間流動；并循環地蝕刻襯底上的層。

在另一實施例中，提供了一種用于在等離子蝕刻反應器中蝕刻襯底的方法，包括以下步驟：循環地蝕刻襯底上的目標層；響應于正被蝕刻的特征結構的當前深寬比而調整循環蝕刻過程中的配置變量。

在另一實施例中，提供了一種等離子蝕刻反應器，其包括腔室主體、襯底支撐組件、頂壁以及可更換的間隔件。襯底支撐組件位于腔室主體的處理容積中。頂壁設置在腔室主體上，并覆蓋處理容積。可更換的間隔件設置在頂壁與腔室主體之間。可更換的間隔件從多種可更換的間隔件選出，其設定了頂壁相對于襯底支撐組件的傾斜度與高度中的至少一者。

在另一實施例中，提供了一種等離子蝕刻反應器，其包括腔室主體、襯底支撐組件、頂壁以及擋流板。腔室組件具有抽吸管道。襯底支撐組件設置在腔室主體的處理容積中。頂壁設置在腔室主體上，并覆蓋處理容積。擋流板系設置在抽吸管道中，并具有多個孔以允許氣體通過擋流板而流向抽吸管道的下游。

附圖說明

為讓本發明的上述特征更詳細易懂，可配合參考實施例給出以上簡單總結的本發明的更具體說明，其中一些在附圖中示出。但是，須注意的是，附圖僅圖示了本發明的特定實施例，而因此并非意在限定本發明的實旨與范圍，本發明可適用于其他等同有效的實施例。

圖1襯底蝕刻反應器的一個實施例的剖視示意圖。

圖2A示出了根據本發明的一個實施例的快速氣體交換系統。

圖2B示出了根據本發明的一個實施例的另一快速氣體交換系統。

圖3示出了襯底支撐組件的一個實施例的部分剖視示意圖。

圖4A至4C是襯底蝕刻反應器的各種局部側視圖，圖示了不同的間隔件。

圖5A至5E是間隔件的可選實施例的仰視圖。

圖6是擋流板的一個實施例的剖面視圖。

圖7是圖6的擋流板的后視圖。

圖8是擋流板的一個實施例的剖面視圖。

圖9是圖8的擋流板的后視圖。

圖10是蝕刻處理的一個實施例的流程圖。

圖11是蝕刻處理的另一實施例的流程圖。