[发明专利]非接触式物理蚀刻系统

说明书

技术领域

本发明涉及等离子蚀刻的技术领域，尤其涉及具有一种非接触式物理蚀刻系统。

背景技术

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(lithography process)；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(high selectivity)。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(isotropic etching)，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，因此本发明提供一种非接触式物理蚀刻系统。

发明内容

本发明的主要目的，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(lithography process)，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。基于本发明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，为了达成本发明的主要目的，本发明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；