非接触式物理蚀刻系统技术方案

本发明专利技术公开一种非接触式物理蚀刻系统，其由一工作腔体、一空心腔体、一工作气体供应装置、一等离子产生装置、一第一遮罩、以及一载台所构成。不同于现有的湿式蚀刻设备与干式蚀刻设备，此非接触式物理蚀刻系统不需要事先对靶材(待蚀刻物)执行任何光刻工艺，便能够执行通过第一遮罩对靶材进行一非接触式蚀刻作业。于进行该非接触式蚀刻作业的过程中，藉由产生于第一遮罩表面的自发边界电场的作用，进而促使输入于空心腔体之中的等离子穿过该第一遮罩之上的至少一第一孔洞而轰击该载台上的靶材，进而以纯物理的方式蚀刻或切割该靶材。

【技术实现步骤摘要】
非接触式物理蚀刻系统
本专利技术涉及等离子蚀刻的
，尤其涉及具有一种非接触式物理蚀刻系统。
技术介绍
蚀刻为集成电路芯片与微机电产品的平面化工艺中的一道非常重要的加工步骤。众所周知，蚀刻技术又分为湿蚀刻与干蚀刻。请参阅图6，现有的湿蚀刻工艺示意图。如图6之中的(a)部分所示，欲将一基材11’上的一待蚀刻材料层12’蚀刻成为具有一特定图案的定义层，必须将光阻剂涂布于该待蚀刻材料层12’之上以形成一光阻层13’。如图6的中的(b)部分所示，该光阻层13’形成之后，继续地进行对该光阻层13’的曝光显影工艺(lithographyprocess)；如此，便可藉由光阻层13’遮盖保护该待蚀刻材料层12’不需要进行蚀刻的部分。最后，如图6之中的(c)部分所示，只要使用蚀刻剂对该待蚀刻材料层12’进行湿式蚀刻，便能够将待蚀刻材料层12’蚀刻成为具有特定图案的定义层。就湿蚀刻而言，主要是使用选定的特定蚀刻剂对待蚀刻材料进行蚀刻；因此，湿蚀刻的最大特色在于对于待蚀刻材料的高度选择性(highselectivity)。然而，如图6之中的(c)部分所示，由于湿蚀刻为一种等向性蚀刻(isotropicetching)，因此底切(undercut)现象成为了湿蚀刻技术的最大缺点，导致湿蚀刻技术无法被应用于高线宽要求(<0.35μm)的蚀刻工艺。干蚀刻通常指的是等离子蚀刻。请参阅图7，现有的一种等离子蚀刻设备的示意架构图。现有的等离子蚀刻设备的构件通常包括：一反应腔体2’、一上电极板21’、一下电极板22’、至少一气体输入管23’、以及一抽气管24’。如图7所示，欲进行反应式离子蚀刻，需将一特定的蚀刻气体通过该气体输入管23’输入该反应腔体2’内，然后利用等离子3’将所述蚀刻气体解离成为带电离子。接着，藉由施加电压于上电极板21’与下电极板22’之间便能够加速蚀刻气体离子冲击所述待蚀刻物(或称靶材)4’进行干式蚀刻；同时，蚀刻气体亦会与待蚀刻物4’表面产生化学反应。由此，可以发现现有的等离子蚀刻设备主要也是靠化学反应来达成高选择比的蚀刻工艺。由上述的说明可以得知的是，现有的湿蚀刻工艺主要藉由化学溶液来完成等向性蚀刻，而现有的干蚀刻工艺则同时藉由化学蚀刻气体与等离子离子来完成非等向性蚀刻。所以，亦可以得知，由于现有的湿蚀刻工艺与干蚀刻工艺的应用中都必须使用到化学产品，因此，如何处理这些化学产品的废弃物变成为最主要问题。再者，由于现有的湿蚀刻工艺与干蚀刻工艺的应用中都必须使用到化学产品，因此无法被应用于蚀刻生物材料、医用基材(如血糖试片)、与/或有机材料。虽然目前电子束蚀刻、聚焦离子束蚀刻、与准分子激光蚀刻的相关技术已臻成熟；然而，相对于现有的等离子蚀刻设备，电子束蚀刻设备、聚焦离子束蚀刻设备、与准分子激光蚀刻设备最主要的缺点在于无法被应用于大规模加工；另外，激光蚀刻设备的精密极限最高只到10微米左右；再者，电子束与离子束蚀刻设备又更具有真空设备昂贵的缺点。因此，有鉴于现有的等离子蚀刻设备、电子束蚀刻设备、聚焦离子束蚀刻设备、与准分子激光蚀刻设备皆具有实际应用上的缺陷，因此本专利技术提供一种非接触式物理蚀刻系统。
技术实现思路
本专利技术的主要目的，在于提供一种非接触式物理蚀刻系统，其由一工作腔体、一空心腔体、一工作气体供应装置、一等离子产生装置、一第一遮罩、以及一载台所构成。不同于现有的湿式蚀刻设备与干式蚀刻设备，此非接触式物理蚀刻系统不需要事先对靶材(待蚀刻物)执行任何光刻工艺(lithographyprocess)，便能够执行通过至少一个遮罩对该靶材进行蚀刻作业。于进行蚀刻作业之时，藉由产生于所述遮罩表面的自发边界电场的作用，进而促使输入于空心腔体之中的等离子穿过该遮罩之上的至少一图形而轰击该载台上的靶材，进而以纯物理的方式蚀刻或切割该靶材。基于本专利技术的非接触式物理蚀刻系统是以纯物理的方式蚀刻靶材，所以此非接触式物理蚀刻系统是能够应用于生物材料、医用基材(如血糖试片)、与/或有机材料的蚀刻作业。因此，为了达成本专利技术的主要目的，本专利技术提出一种非接触式物理蚀刻系统，包括：一工作腔体，其内部设有一分隔件，且该分隔件将该工作腔体分隔为一第一腔室与一第二腔室；其中，该第一腔室作为一等离子供给腔室，且该第二腔室作为一等离子蚀刻腔室；一空心腔体，设于该分隔件的上并同时贯穿该第一腔室与该第二腔室；一工作气体供应装置，连接该工作腔体以供应一工作气体至该工作腔体，使得该工作气体于位于该第一腔室的该空心腔体之中形成一等离子；一第一遮罩，设于该第二腔室的中并连接于该空心腔体，用以防止该等离子形成之后便直接地沿着该空心腔体内部而自该第一腔室往该第二腔室移动；同时，该第一遮罩更作为该等离子的一自发边界电场的一触发件；以及一载台，可移动式地设于该第二腔室之中，并相对于该第一遮罩；其中，该空心腔体之中的该等离子会为了维持其整体的电中性而在该第一遮罩的表面产生该自发边界电场；其中，受到垂直于该第一遮罩表面的该自发边界电场的作用，该等离子内的多个等离子离子会穿过该第一遮罩之上的至少一第一图形而轰击该载台上的一靶材，进而蚀刻或切割该靶材。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1A本专利技术的一种非接触式物理蚀刻系统的第一架构图；图1B本专利技术的非接触式物理蚀刻系统的第二架构图；图2一等离子产生装置的架构图；图3第一遮罩与第二遮罩的示意图；图4本专利技术的非接触式物理蚀刻系统的应用图；图5非接触式物理蚀刻系统的扩充型实施例的示意架构图；图6现有的湿蚀刻工艺示意图；以及图7现有的一种等离子蚀刻设备的示意架构图。其中，附图标记本专利技术1工作腔体13空心腔体14工作气体供应装置15等离子产生装置10分隔件11第一腔室12第二腔室151反应腔室152微波产生器154磁力器153波导管23载台16气压维持装置21第一遮罩24靶材22第二遮罩52第一孔洞33磁力装置M1特定图案32移动装置M3蚀刻图案31偏压装置17辅助装置34冷却装置Σ1第一作业环境Σ2第二作业环境N0基础图案N1第一图案24a第一基础遮罩24b复制遮罩N3第三图案21A第一额外遮罩22A第二额外遮罩24A额外靶材23A额外载台Σ2A第二额外作业环境现有技术11’基材12’待蚀刻材料层13’光阻层2’反应腔体21’上电极板22’下电极板23’气体输入管23’24’抽气管3’等离子4’待蚀刻物具体实施方式为了能够更清楚地描述本专利技术所提出的一种非接触式物理蚀刻系统，以下将配合附图，详尽说明本专利技术的较佳实施例。请参阅图1A，本专利技术的一种非接触式物理蚀刻系统的第一架构图。如图1A所示，本专利技术的非接触式物理蚀刻系统主要由一工作腔体1、一空心腔体13、与一工作气体供应装置14所构成；其中，该工作腔体1内部设有一分隔件10，且该分隔件10将该工作腔体1分隔成作为一等离子供给腔室的一第一腔室11以及作为一等离子蚀刻腔室的一第二腔室12。并且，该空心腔体13设于该分隔件10之上并同时贯穿该第一腔室11与该第二腔室12。特别地，该空心腔体13开设有一通入开口与一通出开口。该工作气体供应装置14连接该工作腔体1以供应一工作气体，进而自该通入开口将该工作气体通入至该空心腔体13之中。如图1A所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式物理蚀刻系统，其特征在于，包括：一工作腔体，其内部设有一分隔件，且该分隔件将该工作腔体分隔为一第一腔室与一第二腔室；其中，该第一腔室作为一等离子供给腔室，且该第二腔室作为一等离子蚀刻腔室；一空心腔体，设于该分隔件的上并同时贯穿该第一腔室与该第二腔室；一工作气体供应装置，连接该工作腔体以供应一工作气体至该工作腔体，使得该工作气体于位于该第一腔室的该空心腔体之中形成一等离子；一第一遮罩，设于该第二腔室之中并连接于该空心腔体，用以防止该等离子形成之后便直接地沿着该空心腔体内部而自该第一腔室往该第二腔室移动；同时，该第一遮罩更作为该等离子的一自发边界电场的一触发件；以及一载台，可移动式地设于该第二腔室之中，并相对于该第一遮罩；其中，该空心腔体之中的该等离子会为了维持其整体的电中性而在该第一遮罩的表面产生该自发边界电场；其中，受到垂直于该第一遮罩表面的该自发边界电场的作用，该等离子内的多个等离子的离子会穿过该第一遮罩之上的至少一第一图形而轰击该载台上的一靶材，进而蚀刻或切割该靶材。

【技术特征摘要】
2014.04.17 TW 1031140941.一种非接触式物理蚀刻系统，其特征在于，包括：一工作腔体，其内部设有一分隔件，且该分隔件将该工作腔体分隔为一第一腔室与一第二腔室；其中，该第一腔室作为一等离子供给腔室，且该第二腔室作为一等离子蚀刻腔室；一空心腔体，设于该分隔件的上并同时贯穿该第一腔室与该第二腔室；一工作气体供应装置，连接该工作腔体以供应一工作气体至该工作腔体，使得该工作气体于位于该第一腔室的该空心腔体之中形成一等离子；一第一遮罩，设于该第二腔室之中并连接于该空心腔体，用以防止该等离子形成之后便直接地沿着该空心腔体内部而自该第一腔室往该第二腔室移动；同时，该第一遮罩更作为该等离子的一自发边界电场的一触发件；以及一载台，可移动式地设于该第二腔室之中，并相对于该第一遮罩；其中，该空心腔体之中的该等离子会为了维持其整体的电中性而在该第一遮罩的表面产生该自发边界电场；其中，受到垂直于该第一遮罩表面的该自发边界电场的作用，该等离子内的多个等离子的离子会穿过该第一遮罩之上的至少一第一图形而轰击该载台上的一靶材，进而蚀刻或切割该靶材。2.根据权利要求1所述的非接触式物理蚀刻系统，其特征在于，该空心腔体具有一通入开口以及一通出开口，该工作气体自该通入开口之上通入该空心腔体之中，且该第一遮罩遮盖该通出开口。3.根据权利要求1所述的非接触式物理蚀刻系统，其特征在于，更包括一等离子产生装置，连接该工作气体供应装置与该工作腔体；其中，该工作气体供应装置供应一工作气体至该等离子产生装置，使得该等离子产生装置能够通过该工作腔体供应该等离子至该空心腔体之中。4.根据权利要求1所述的非接触式物理蚀刻系统，其特征在于，更包括至少一第二遮罩，设置于该第二腔室之中，并位于该第一遮罩与载有该靶材的该载台之间；如此，穿过该至少一第一图形的该多个等离子的离子会进一步通过该第二遮罩之上的至少一第二图形，进而在减少该等离子的离子的横向发散的状况下使得该等离子的离子能够精准地轰击该靶材。5.根据权利要求1所述的非接触式物理蚀刻系统，其特征在于，更包括连接于该工作腔体的一冷却装置，用以冷却该空心腔体、该载台与该靶材。6.根据权利要求4所述的非接触式物理蚀刻系统，其特征在于，该第一遮罩的该至少一第一图形由至少一第一孔洞或多个第一孔洞所构成，且该第二遮罩的该至少一第二图形由至少一第二孔洞或多个第二孔洞所构成。7.根据权利要求4所述的非接触式物理蚀刻系统，其特征在于，该第一遮罩的该至少一第一图形由至少一第一线状孔洞...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨政卫，
申请(专利权)人：紫焰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71