[发明专利]等离子蚀刻工艺的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体的工艺，特别是涉及一种利用等离子蚀刻物件时所使用的控制装置及方法。

背景技术

在集成电路制造技术中，一般在透过光罩曝光光刻胶之前，会在半导体晶圆的表面上施加一光刻胶层。接着，执行曝光后烘烤工艺及显影工艺以形成具有多个孔洞的图案化光刻胶层。当利用制造规格验证了上述的光刻胶层后，利用上述的孔洞，蚀刻暴露出来的部分晶圆。在晶圆蚀刻完成后，则将光刻胶层加以移除。

干蚀刻工艺是用来移除晶圆透过光刻胶层的孔洞所暴露出的部分的技术之一。而干蚀刻技术其中之一代表例便是为人所知的等离子蚀刻工艺。等离子蚀刻工艺常被用来做为较佳的蚀刻技术，因为其作业速度通常会较快，具有较佳的选择性，以及较他种蚀刻技术少的辐射现象。等离子蚀刻工艺亦为一种非等向性蚀刻技术，并且一般可以下列步骤做为其特征：1)从一种相对惰性的分子气体中产生反应物质；2)将反应物质扩散至晶圆表面或其他物件；3)吸附晶圆表面上的物质；4)经由反应物质及晶圆表面之间所产生的化学反应产出一活性副产物；5)释放副产物；6)移除被释放出的物质。简言之，等离子(其定义为部分离子化的气体，由离子、电子及中性物质所组成)会被运送至晶圆表面或其他目标，并与晶圆表面或该目标产生反应。在此种反应中会产生一副产物，借由移除该副产物可产生蚀刻晶圆表面的作用。等离子蚀刻常被用在定义细线(fine-line)图样、形貌(topography)上的选择性处理、平坦化处理及光刻胶移除作业。

等离子蚀刻工艺的一种控制方法是等离子流分布法。举例而言，在现有的等离子蚀刻室中，会将一单筛网过滤器设置在等离子来源及等离子蚀刻的目标晶圆之间。此种筛网过滤器一般会具有多个彼此间隔，且形状及尺寸一致的孔洞。等离子会被均匀地分布在整个晶圆表面。某些等离子过滤器会被设计成具有多个不同尺寸、形状及密度的孔洞以非均匀性地控制等离子的分布，在此种作法之下会使用到不同的过滤器并导致不同的蚀刻外形。举例而言，为了达到径向(radial)总体关键尺寸均匀度(globalcritical dimension uniformity，GCDU)错误补偿，筛网过滤器的组成会具有围绕着一较大中央孔洞放射状地间隔的孔洞。以边对边(side-side)总体关键尺寸均匀度错误补偿而言，会使用具有一中央孔洞的筛网过滤器，其中此中央孔洞的大小与全部相匹配，除了一系列以放射状相间隔的孔洞之外。放射状相间隔的孔洞的直径会较其他筛网过滤器孔洞的直径来得大。

因为现有的筛网过滤器较为容易制造，所以为了能够执行各种不同的等离子蚀刻应用，会制造多个具有不同孔洞组态(尺寸、形状及密度)的筛网过滤器。尽管这些过滤器具有多项优点，但对于等离子流控制的弹性仍然有改进的需要。也就是说，为了要决定现有筛网过滤器最佳的孔洞组态，常会使用尝试错误法(trial-and-error approach)来达到此一目的。再者，由于孔洞的大小都是固定的，所以若在某些特定的工艺中需要改变等离子流的分布状况时，就必须更换筛网过滤器。

因此，虽然现存技术在一般状况的下足以达到预期的作用，但仍然无法满足全方位的要求。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的等离子控制的方法与装置存在的缺陷，而提供一种新的等离子蚀刻工艺的控制装置，所要解决的技术问题是使其在等离子蚀刻工艺中，利用控制流往晶圆的等离子流的大小、速度、浓度或其组合，来产生理想的晶圆蚀刻结果，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明提出的一种等离子蚀刻工艺的控制装置，其包含一等离子控制结构，其中该等离子控制结构定义出一等离子流动通道，并且能够选择性地改变该等离子流动通道的尺寸。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的装置，其中所述的装置包含具有该等离子控制结构的一等离子过滤器，其中该等离子控制结构包含能够支援相对运动的一第一等离子过滤器部件以及一第二等离子过滤器部件，该第一等离子过滤器部件具有定义出该等离子流动通道的一部分的一第一部分，以及该第二等离子过滤器部件具有定义出该等离子流动通道的另一部分的一第二部分，该第一等离子过滤器部件与该第二等离子过滤器部件的相对运动能够使该第一部分及与该第二部分使该等离子流动通道的实体尺寸产生变化。

前述的装置，其中所述的第一部分为一第一孔洞以及该第二部分为一第二孔洞。