專利名稱：蝕刻反應系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種蝕刻反應系統(tǒng)，特別涉及一種可提高晶片蝕刻均勻度的 蝕刻反應系統(tǒng)。
背景技術：
一般來說，已進行過微影工藝的晶片會在一蝕刻反應室內被施以等離子蝕刻處理，以在其上產生多晶硅線(polyline)。請參閱圖1， 一已知的蝕刻反應系統(tǒng)1主要包括一蝕刻反應室10、 一上 射頻電極(t叩RF electrode) 20、 一石英盤(quartz disk) 30、 一下射頻電極 (bottom RF electrode) 40、 一底座50、 一氣體輸送管60、 一抽氣泵70及一 集中環(huán)(focus ring) 80。上射頻電極20及石英盤30都是設置于蝕刻反應室10之上，并且上射 頻電極20是設置于石英盤30之上。在此，石英盤30主要是用來確保蝕刻 反應室10的密閉。底座50設置于蝕刻反應室10之中，底座50的內部具有一氣體通道51。 在此，氣體通道51是從底座50的內部延伸至位于蝕刻反應室10中的底座 50的外部。下射頻電極40設置于蝕刻反應室10及底座50之下，并且下射頻電極 40與上射頻電極20相對。氣體輸送管60從蝕刻反應室10的外部連接于底座50的氣體通道51， 氣體輸送管60可用來將蝕刻工藝氣體輸入至蝕刻反應室10之中。抽氣泵70設置于蝕刻反應室10之外，并且抽氣泵70連接于蝕刻反應 室10的一排氣口 11。集中環(huán)80則是設置于底座50之上。接下來說明以蝕刻反應系統(tǒng)1進行晶片表面蝕刻處理的運作方式。首先，仍如圖1所示，將已進行過微影工藝的一晶片W放置于集中環(huán) 80之中，也就是，將表面成形有光阻的一晶片W放置于集中環(huán)80之中。然后，蝕刻工藝氣體會經由氣體輸送管60輸送至底座50的氣體通道51之中， 進而再經由氣體通道51從底座50上均勻輸送至蝕刻反應室10之中。此時， 上射頻電極20及下射頻電極40就會運作，以在蝕刻反應室10中產生電容 效應。在此，蝕刻反應室10中的蝕刻工藝氣體會因電化學反應而產生解離， 因而形成等離子體。接著，等離子體即可將晶片W上未經光阻覆蓋的區(qū)域 腐蝕掉，并因而在晶片W上產生多晶硅線。在另一方面，等離子體連同被 腐蝕物質可經由排氣口 11而被抽氣泵70抽送至蝕刻反應室10或蝕刻反應 系統(tǒng)1之外。然而，上述以蝕刻反應系統(tǒng)1來進行晶片表面蝕刻處理會具有一缺點。 首先，雖然集中環(huán)80可具有將等離子體集中在晶片W上的效果，但受到抽 氣泵70的強力抽氣影響，晶片W表面上仍會產生等離子體流場或等離子體 密度分布不均勻的現(xiàn)象。也就是說，靠近排氣口 ll處的晶片W表面上的等 離子體流速或密度會偏高，而遠離排氣口 11處的晶片W表面上的等離子體 流速或密度會偏低。更詳細的來說，等離子體流速或密度偏高處會發(fā)生過度 蝕刻的現(xiàn)象，而等離子體流速或密度偏低處會發(fā)生蝕刻不足的現(xiàn)象。因此， 在經過上述的表面蝕刻處理后，晶片W上的多晶硅線的關鍵尺寸(critical dimension,也就是多晶硅線的線寬)會產生極大的差異。舉例來說，位于晶 片W的邊緣處(靠近排氣口 11處)及中心處的多晶硅線的關鍵尺寸差異可 以大到9nm。如上所述，在將經過蝕刻處理后的晶片W切割成多個芯片后， 各個芯片間會因其上的多晶硅線的關鍵尺寸差異過大而產生明顯不同的電 特性或電能力，而此也代表芯片可靠度不足的問題。有鑒于此，本發(fā)明的目的是要提供一種蝕刻反應系統(tǒng)，其可改善等離子 體流場或密度不均勻的問題，以有效降低多晶硅線的關鍵尺寸差異。發(fā)明內容鑒于以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠使等離子體流場或密度 更為均勻的蝕刻反應系統(tǒng)。本發(fā)明基本上采用如下所詳述的特征。也就是說，本發(fā)明包括 一蝕刻 反應室，具有一排氣口； 一氣體輸送管，連接于該蝕刻反應室，用以將蝕刻 工藝氣體輸入至該蝕刻反應室之中； 一上射頻電極，設置于該蝕刻反應室之上； 一下射頻電極，設置于該蝕刻反應室之下，并且與該上射頻電極相對，其中，該蝕刻工藝氣體通過該上射頻電極及該下射頻電極的運作而轉化成等離子體； 一抽氣泵，連接于該排氣口，用以將所述等離子體抽離該蝕刻反應 室； 一底座，設置于該蝕刻反應室之中； 一集中環(huán)，設置于該底座之上，用 以容置一晶片，其中，所述等離子體蝕刻該晶片；以及一擋塊，設置于該集 中環(huán)之上，并且對應于該排氣口，用以使流經該晶片的所述等離子體均勻分布。同時，根據本發(fā)明的蝕刻反應系統(tǒng)，該擋塊具有一連接部及一平面部， 該連接部連接于該集中環(huán)，以及該平面部與該連接部相對。又在本發(fā)明中，該擋塊具有一連接部及一弧形部，該連接部連接于該集 中環(huán)，以及該弧形部與該連接部相對。又在本發(fā)明中，該擋塊的高度介于3mm與8mm之間。又在本發(fā)明中，該擋塊由金屬所制成。又在本發(fā)明中，該擋塊由陶瓷所制成。又在本發(fā)明中，該底座具有一氣體通道，以及該氣體通道連通該氣體輸 送管及該蝕刻反應室。又在本發(fā)明中，還包括一石英盤，設置于該蝕刻反應室與該上射頻電極 之間。采用本發(fā)明，可以使流經整個晶片表面上的等離子體流場或密度分布能 更為均勻，進而使得蝕刻運作能更為均勻。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施 例并配合附圖做詳細說明。


圖1顯示一已知的蝕刻反應系統(tǒng)的部分側視及剖面示意圖；圖2顯示本發(fā)明的蝕刻反應系統(tǒng)的部分側視及剖面示意圖；圖3顯示本發(fā)明的擋塊與集中環(huán)的一種組合結構示意圖；圖4顯示本發(fā)明的擋塊與集中環(huán)的另一種組合結構示意圖；圖5顯示本發(fā)明的擋塊與集中環(huán)的再一種組合結構示意圖；以及圖6顯示本發(fā)明的擋塊與集中環(huán)的又一種組合結構示意圖。其中，附圖標記說明如下:1、 ioo蝕刻反應系統(tǒng)10、 IIO蝕刻反應室11、 111排氣口20、 130上射頻電極30、 150石英盤40、 140下射頻電極50、 170底座51、 171氣體通道60、 120氣體輸送管70、 160抽氣泵80、 180集中環(huán)190擋塊191連接部192平面部192'弧形部W晶片具體實施方式
現(xiàn)配合

本發(fā)明的較佳實施例。請參閱圖2,本實施例的蝕刻反應系統(tǒng)100主要包括一蝕刻反應室110、 一氣體輸送管120、 一上射頻電極130、 一下射頻電極140、 一石英盤150、 一抽氣泵160、 一底座170、 一集中環(huán)180及一擋塊190。蝕刻反應室110具有一排氣口 111。抽氣泵160位于蝕刻反應室110的 外部，并且抽氣泵160連接于排氣口 111。氣體輸送管120連接于蝕刻反應室110，其可用來將蝕刻工藝氣體輸入 至蝕刻反應室110之中。上射頻電極130設置于蝕刻反應室110之上。在此，石英盤150設置于 蝕刻反應室110與上射頻電極130之間，其主要是用來確保蝕刻反應室110 的密閉。下射頻電極140設置于蝕刻反應室110之下，并且下射頻電極140與上 射頻電極130相對。底座170設置于蝕刻反應室110之中，并且底座170具有一氣體通道 171。值得注意的是，氣體通道171同時連通于氣體輸送管120及蝕刻反應 室110的內部。也就是說，由氣體輸送管120所輸送的蝕刻工藝氣體會經由 底座170的氣體通道171而輸入至蝕刻反應室110之中。集中環(huán)180設置于底座170之上，其用來容置已經由微影工藝處理過的 一晶片W。擋塊190設置于集中環(huán)180之上，并且擋塊190對應于蝕刻反應室110 的排氣口lll。也就是說，擋塊190除了設置于集中環(huán)180之上外，其設置 位置靠近或鄰接于排氣口 111的所在位置。此外，擋塊190與集中環(huán)180的 結構或結合方式可如圖3或圖4所示。在圖3中，擋塊190具有一連接部191 及一平面部192，連接部191連接于集中環(huán)180，以及平面部192與連接部 191相對。在圖4中，擋塊190具有一連接部191及一弧形部192，，連接部 191連接于集中環(huán)180，以及弧形部192'與連接部191相對。另外，在本實 施例中，擋塊190的高度可以介于3mm與8mm之間，并且擋塊190可由金 屬或陶瓷等耐腐蝕材料所制成。接下來說明以蝕刻反應系統(tǒng)100進行晶片表面蝕刻處理的運作方式。仍如圖2所示，在將表面成形有光阻(圖未示)的晶片W放置于集中 環(huán)180之中后，蝕刻工藝氣體會經由氣體輸送管120及底座170的氣體通道 171均勻地輸送至蝕刻反應室IIO之中。此時，上射頻電極130及下射頻電 極140就會運作，以在蝕刻反應室110中產生電容效應。在此，蝕刻反應室 110中的蝕刻工藝氣體會因電化學反應而產生解離，因而形成等離子體。接 著，等離子體就可以將晶片W上未經光阻覆蓋的區(qū)域腐蝕掉，并因而在晶 片W上產生多晶硅線。在另一方面，含有被腐蝕物質的等離子體可經由排 氣口 111而被抽氣泵160抽出至蝕刻反應室110或蝕刻反應系統(tǒng)100之外。如上所述，由于擋塊l卯對應于蝕刻反應室110的排氣口 111 (也就是， 擋塊190的設置位置是靠近或鄰接于排氣口 111的所在位置)，故擋塊190 可降低靠近排氣口 111處的晶片W表面上的等離子體流速，因而可使得整 個晶片W表面上的等離子體流場或密度分布能較為均勻。也就是說，在抽 氣泵160對蝕刻反應室110內部進行強力抽氣的情形下，晶片W表面上的 等離子體流場或密度會因擋塊190的阻擋而較為均勻，如此一來，晶片W表 面上的過度蝕刻及蝕刻不足現(xiàn)象即可大幅減少或甚至被避免。因此，在經過 上述的表面蝕刻處理后，晶片W上的多晶硅線的關鍵尺寸差異即可大幅降 低(例如，多晶硅線的關鍵尺寸差異可以降低到6nm之內)。換句話說，位 于晶片W的邊緣處(或靠近排氣口 111處)及中心處的多晶硅線的關鍵尺 寸差異可以大幅降低。如上所述，在將經過表面蝕刻處理后的晶片W切割 成多個芯片后，各個芯片間便不會因其上的多晶硅線的關鍵尺寸差異過大而產生不同的電特性或電能力，因而可提高芯片制作的均一性及可靠度。此外，雖然上述的晶片表面蝕刻處理是以具有一排氣口 111及一擋塊190 的蝕刻反應系統(tǒng)100來做說明，但其并不局限于此。更具體而言，當蝕刻反應系統(tǒng)的蝕刻反應室具有多個排氣口時，多個擋塊190可相對應地設置于集 中環(huán)180之上，并且多個擋塊190可彼此間隔，如圖5及圖6所示。同樣地， 多個擋塊190分別對應于多個排氣口 (也就是，多個擋塊190的設置位置是 分別靠近或鄰接于多個排氣口的所在位置)，以同樣用來降低靠近各排氣口 處的晶片表面上的等離子體流速，因而可使得整個晶片表面上的等離子體流 場或密度分布能較為均勻。同樣地，在圖5中，每一個擋塊190具有一連接部191及一平面部192， 連接部191連接于集中環(huán)180，以及平面部192與連接部191相對。在圖6 中，每一個擋塊190具有一連接部191及一弧形部192，，連接部191連接于 集中環(huán)180，以及弧形部192'與連接部191相對。此外，根據以上所述，多個擋塊190的高度可以相同或不相同，而此可 根據實際實驗所得的等離子體流場分布結果來加以調整設計，以使得流經整 個晶片表面上的等離子體流場或密度分布能更為均勻，進而使得蝕刻運作能 更為均勻。雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開于上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領 域技術人員在不脫離本發(fā)明的構思和范圍內，可做一些改動與修改，因此本 發(fā)明的保護范圍以所附的權利要求書所界定的范圍為準。
權利要求
1. 一種蝕刻反應系統(tǒng)，包括一蝕刻反應室，具有一排氣口；一氣體輸送管，連接于該蝕刻反應室，用以將蝕刻工藝氣體輸入到該蝕刻反應室之中；一上射頻電極，設置于該蝕刻反應室之上；一下射頻電極，設置于該蝕刻反應室之下并且與該上射頻電極相對，其中，該蝕刻工藝氣體通過該上射頻電極及該下射頻電極的運作而轉化成等離子體；一抽氣泵，連接于該排氣口，用以將所述等離子體抽離該蝕刻反應室；一底座，設置于該蝕刻反應室之中；一集中環(huán)，設置于該底座之上，用以容置一晶片，其中，所述等離子體蝕刻該晶片；以及一擋塊，設置于該集中環(huán)之上并且對應于該排氣口，用以使流經該晶片的所述等離子體均勻分布。
2. 如權利要求1所述的蝕刻反應系統(tǒng)，其中，該擋塊具有一連接部及一 平面部，該連接部連接于該集中環(huán)，以及該平面部與該連接部相對。
3. 如權利要求1所述的蝕刻反應系統(tǒng)，其中，該擋塊具有一連接部及一 弧形部，該連接部連接于該集中環(huán)，以及該弧形部與該連接部相對。
4. 如權利要求1所述的蝕刻反應系統(tǒng)，其中，該擋塊的高度介于3mm與 8mm之間。
5. 如權利要求1所述的蝕刻反應系統(tǒng)，其中，該擋塊由金屬或陶瓷制成。
6. —種蝕刻反應系統(tǒng)，包括 一蝕刻反應室，具有多個排氣口；一氣體輸送管，連接于該蝕刻反應室，用以將蝕刻工藝氣體輸入到該蝕 刻反應室之中；一上射頻電極，設置于該蝕刻反應室之上；一下射頻電極，設置于該蝕刻反應室之下并且與該上射頻電極相對，其 中，該蝕刻工藝氣體通過該上射頻電極及該下射頻電極的運作而轉化成等離子體；一抽氣泵，連接于所述排氣口，用以將所述等離子體抽離該蝕刻反應室; 一底座，設置于該蝕刻反應室之中；一集中環(huán)，設置于該底座之上，用以容置一晶片，其中，所述等離子體 蝕刻該晶片；以及多個擋塊，設置于該集中環(huán)之上并且彼此間隔，其中，所述擋塊分別對 應于所述排氣口，用以使流經該晶片的所述等離子體均勻分布。
7. 如權利要求6所述的蝕刻反應系統(tǒng)，其中，所述擋塊的高度相同。
8. 如權利要求6所述的蝕刻反應系統(tǒng)，其中，所述擋塊的高度不同。
9. 如權利要求6所述的蝕刻反應系統(tǒng)，其中，每一擋塊具有一連接部及 一平面部，該連接部連接于該集中環(huán)，以及該平面部與該連接部相對。
10. 如權利要求6所述的蝕刻反應系統(tǒng)，其中，每一擋塊具有一連接部及 一弧形部，該連接部連接于該集中環(huán)，以及該弧形部與該連接部相對。
11. 如權利要求6所述的蝕刻反應系統(tǒng)，其中，所述擋塊的高度介于3mm 與8mm之間。
12. 如權利要求6所述的蝕刻反應系統(tǒng)，其中，所述擋塊由金屬或陶瓷制成。
全文摘要
一種蝕刻反應系統(tǒng)，包括一蝕刻反應室、一氣體輸送管、一上射頻電極、一下射頻電極、一抽氣泵、一底座、一集中環(huán)及一擋塊。蝕刻反應室具有一排氣口。氣體輸送管連接于蝕刻反應室，用以將蝕刻工藝氣體輸入至蝕刻反應室之中。上射頻電極設置于蝕刻反應室之上。下射頻電極設置于蝕刻反應室之下。蝕刻工藝氣體通過上射頻電極及下射頻電極的運作而轉化成等離子體。抽氣泵連接于排氣口。底座設置于蝕刻反應室之中。集中環(huán)設置于底座之上，用以容置一晶片。擋塊設置于集中環(huán)之上，并且對應于排氣口，用以使流經晶片的表面的等離子體均勻分布。
文檔編號H05H1/00GK101281859SQ20081000852
公開日2008年10月8日 申請日期2008年1月23日 優(yōu)先權日2007年4月3日
發(fā)明者吳上升, 李大慶, 蘇群統(tǒng), 陳益弘, 黃途巖 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司