[发明专利]用于蚀刻的方法

说明书

分案申请说明

本申请是PCT申请第PCT/US2010/022223号于2011年08月01日进入中国国家阶段得到的、申请号为201080006330.1、申请日为2010年01月27日、发明名称为“用于蚀刻的方法和设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的实施例一般地涉及用于蚀刻的方法和设备，更具体而言涉及适于蚀刻微机电系统(Micro-Electro-Mechanical；MEMS)器件等的方法和设备。

背景技术

针对微机电系统(MEMS)器件的需求已对于处理设备公司带来新的挑战。一个挑战是，提供适于针对用于制造MEMS结构的材料的有效等离子蚀刻的设备。举例来说，为了成功地以商业可行的规模制造MEMS结构，用于蚀刻的处理设备必须能够维持良好的关键尺寸控制以及掩模选择性。额外针对用于光学器件的MEMS结构，处理设备必须产生足够平滑的侧壁，以避免对获得性能目标产生抑制的效果。

常用于MEMS结构的材料为硅。用于MEMS制造的硅蚀刻通常是在反应性离子蚀刻(RIE)反应器中进行。典型的RIE反应器一般具有受限的小型等离子产生区域以及受限的功率能力，此使得难以达到较大衬底规格的良好蚀刻均一性，且亦限制了蚀刻速率。再者，RIE反应器一般在衬底中央蚀刻较快(相对于衬底边缘)，而此限制了可能的产物产率以及品质。

部分的RIE反应器采用循环式蚀刻处理，其包括数个配置步骤(recipe step)，例如：蚀刻与沉积，或蚀刻、闪光(flash)和沉积。循环式蚀刻处理可采用时间复用气体调制(time multiplexed gas modulation；TMGM)系统或是Bosch系统以连续提供蚀刻剂及沉积物质。沉积物质在先前蚀刻过的表面上提供保护性薄膜，以保护表面(通常为沟槽〈trench〉的侧壁)免受进一步蚀刻的作用。当愈来愈深的沟槽形成，则重复上述二步骤。对于循环式蚀刻处理的不良控制会不利地使侧壁的粗糙度增加，而导致微电子器件产生缺陷。

因此，存在对改良的用于蚀刻的方法和设备的需求。

发明内容

本发明的实施例涉及衬底蚀刻方法和设备。在一个实施例中，提供了一种用于在等离子蚀刻反应器中蚀刻衬底的方法，包括以下步骤：使背侧处理气体在衬底与衬底支撑组件之间流动；并循环地蚀刻衬底上的层。

在另一实施例中，提供了一种用于在等离子蚀刻反应器中蚀刻衬底的方法，包括以下步骤：循环地蚀刻衬底上的目标层；响应于正被蚀刻的特征结构的当前深宽比而调整循环蚀刻过程中的配置变量。

在另一实施例中，提供了一种等离子蚀刻反应器，其包括腔室主体、衬底支撑组件、顶壁以及可更换的间隔件。衬底支撑组件位于腔室主体的处理容积中。顶壁设置在腔室主体上，并覆盖处理容积。可更换的间隔件设置在顶壁与腔室主体之间。可更换的间隔件从多种可更换的间隔件选出，其设定了顶壁相对于衬底支撑组件的倾斜度与高度中的至少一者。

在另一实施例中，提供了一种等离子蚀刻反应器，其包括腔室主体、衬底支撑组件、顶壁以及挡流板。腔室组件具有抽吸管道。衬底支撑组件设置在腔室主体的处理容积中。顶壁设置在腔室主体上，并覆盖处理容积。挡流板系设置在抽吸管道中，并具有多个孔以允许气体通过挡流板而流向抽吸管道的下游。

附图说明

为让本发明的上述特征更详细易懂，可配合参考实施例给出以上简单总结的本发明的更具体说明，其中一些在附图中示出。但是，须注意的是，附图仅图示了本发明的特定实施例，而因此并非意在限定本发明的实旨与范围，本发明可适用于其他等同有效的实施例。

图1衬底蚀刻反应器的一个实施例的剖视示意图。

图2A示出了根据本发明的一个实施例的快速气体交换系统。

图2B示出了根据本发明的一个实施例的另一快速气体交换系统。

图3示出了衬底支撑组件的一个实施例的部分剖视示意图。

图4A至4C是衬底蚀刻反应器的各种局部侧视图，图示了不同的间隔件。

图5A至5E是间隔件的可选实施例的仰视图。

图6是挡流板的一个实施例的剖面视图。

图7是图6的挡流板的后视图。

图8是挡流板的一个实施例的剖面视图。

图9是图8的挡流板的后视图。

图10是蚀刻处理的一个实施例的流程图。

图11是蚀刻处理的另一实施例的流程图。