[发明专利]侧向扰流式感应耦合等离子体蚀刻机的制造方法及其结构

说明书

本发明公开了一种侧向扰流式感应耦合等离子体蚀刻机的制造方法及其结构，其中制造方法包括：提供第一腔体；提供第二腔体，形成于第一腔体的下方且相连通；设置至少一个第一进气口在第一反应腔室的顶面；设置至少一个第二进气口在第一反应腔室的外围且位于第二腔体顶面；以及多个第三进气口，在第二反应腔体的侧壁上且高于晶圆片顶面的位置。借由本发明的实施，可以改善气体分流效果不佳的情况，有效的调整气体分流，达到改变晶圆表面蚀刻率分布及提升外围浓度的功效。

技术领域

本发明涉及侧向扰流式感应耦合等离子体蚀刻机的制造方法及其结构，特别是涉及一种侧向扰流式高均匀度感应耦合等离子体蚀刻机的制造方法及其结构

背景技术

不管是半导体、光电产业、还是功率电子元件，使用等离子体蚀刻制程制作，已经在应用上相当的广泛。因应不同的制程需求，必需提供各种调整均匀性的制程参数。利用上部制程，在进气位置进行气体分流，以达成调整蚀刻率均匀性是一种常见的作法，特别是腔室间隙(chamber gap)小于20毫米(mm)的电容式射频等离子体蚀刻机(CapacitiveCoupled Plasma,CCP)，其功效非常明显。

但是对感应耦合等离子体蚀刻机(Inductive Couple Plasma Etcher,ICP)而言，利用气体分流方式，并无效果。这是因为ICP都使用宽带(wide gap)，间隙大于140毫米(mm)，在气体未到达晶圆片前就会混合在一起，以至于过去在感应耦合等离子体蚀刻机，利用气体分流方式，并无多大效果。

如图1及图2所示，现有的感应耦合等离子体蚀刻机，其使用第一进气口提供等离子体反应的主气体，又使用第二进气口，用以辅助提升等离子体反应区其气体反应物的外围浓度，但这样的设计，往往因为第二进气口送入的气体，很容易被排气口直接抽除，因此无法如预期，达到提升外围气体反应物浓度的功效。

发明内容

本发明为侧向扰流式感应耦合等离子体蚀刻机的制造方法及其结构，其主要解决如何借由气体分流的调整，使蚀刻的均匀性及气体反应物的外围浓度提升，以达到最佳蚀刻效果的问题。

本发明提供一种侧向扰流式感应耦合等离子体蚀刻机的制造方法，其包括：提供第一腔体，其具有第一反应腔室；提供第一线圈，其环绕设置于第一腔体的外围；提供第二腔体，其具有第二反应腔室，第二腔体形成于第一腔体的下方，且第二反应腔室与第一反应腔室相连通；提供第二线圈，其环绕设置于第二腔体的外围；设置至少一个第一进气口，其形成于第一反应腔室的顶面，又第一进气口输入第一气流，在第一反应腔室及第二反应腔室的等离子体反应区形成气体反应物气团，以覆盖晶圆片；设置至少一个第二进气口，其形成于第一反应腔室的外围且位于第二腔体顶面的位置，又第二进气口输入第二气流，用以通过气体反应物气团的边缘区域；设置多个第三进气口，其形成于第二反应腔体的侧壁上且高于晶圆片顶面的位置，又第三进气口输入第三气流，用以使第二气流产生扰流，以增加气体反应物气团的边缘的气体反应物分子浓度；设置至少一个出气口，其与第二反应腔室相连通且形成于晶圆片下方的位置。

在本发明的一实施例中，该多个第三进气口的喷射角度介于0-60度之间。在本发明的一实施例中，侧向扰流式感应耦合等离子体蚀刻机的制造方法还包括：

提供气体流量比例控制器，其用以控制该至少一个第一进气口、该至少一个第二进气口、该多个第三进气口及该出气口间的气体流量的比例及流速。

本发明又提供一种侧向扰流式感应耦合等离子体蚀刻机结构，其包括：第一腔体，其具有第一反应腔室；第一线圈，其环绕设置于第一腔体的外围；第二腔体，其具有第二反应腔室，第二腔体形成于第一腔体的下方，且第二反应腔室与第一反应腔室相连通；第二线圈，其环绕设置于第二腔体的外围；至少一个第一进气口，形成于第一反应腔室的顶面；至少一个第二进气口，形成于第一反应腔室的外围且位于第二腔体顶面的位置；多个第三进气口，形成于第二反应腔体的侧壁上且高于晶圆片顶面的位置；以及至少一个出气口，其与第二反应腔室相连通且形成于晶圆片下方的位置。