一种定向离子束刻蚀设备的制作方法

本发明属于半导体制造领域，涉及一种定向离子束刻蚀设备。

背景技术：

1、刻蚀(etching)是半导体制造工艺、微电子制造工艺以及微纳米级制造工艺中的一种相当重要的步骤，是与光刻相联系的图形化(pattern)处理的一种主要工艺。

2、刻蚀最简单最常用分类是：干法刻蚀(dry etching)和湿法刻蚀(wet etching)。其中，湿法刻蚀的优点是：选择性好、重复性好、生产效率高、设备简单、成本低，缺点是：钻刻严重、对图形的控制性较差、不能用于小的特征尺寸、会产生大量的化学废液；干法刻蚀的优点是：各向异性好、选择比高、可控性，灵活性，重复性好、细线条操作安全、易实现自动化、无化学废液、处理过程未引入污染、洁净度高，缺点是：成本高、设备复杂。

3、参附图1，显示为现有技术中，在半导体制造中，离子轰击蚀刻机在刻蚀晶圆时的结构示意图，其中，由离子源10解离的气体的离子射线20对位于承载台30上的晶圆40的表面进行轰击，以达到刻蚀晶圆30的效果，但因离子源10是固定的，所以工艺过程中是对整片晶圆40一起进行刻蚀，如果要实现定向精准刻蚀，需要在晶圆40的表面形成具有特殊形貌的光刻胶50，即在形成具有图像化的光刻胶50后，通过光刻胶50形成对晶圆40的覆盖后，再通过离子射线20对晶圆40的表面进行轰击刻蚀。

4、然而，在微机电系统(mems，micro-electro-mechanical system)等一些特殊器件设计中，有时只需对晶圆的很小的一部分区域进行刻蚀，因此，目前的操作方式大多为采用图形化的光刻胶进行覆盖式的刻蚀方式，这种光刻胶覆盖式的刻蚀方法，对于一些量产的产品类型来说，虽然只有部分区域需要刻蚀，但仍需要使用大量的光刻胶进行图形化的覆盖，不仅费用较高，也增加了工艺制程的步骤，使得整个工艺制程的生产成本较高。

5、因此，提供一种定向离子束刻蚀设备，实属必要。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种定向离子束刻蚀设备，用于解决现有技术中在干法刻蚀时，采用光刻胶覆盖法进行刻蚀所带来的费用及工艺复杂的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种定向离子束刻蚀设备，所述定向离子束刻蚀设备包括：

3、离子源，所述离子源提供离子射线；

4、承载台，所述承载台位于所述离子源下方，通过所述承载台承载待刻蚀的晶圆；

5、离子射线隔离罩，所述离子射线隔离罩位于所述离子源与所述承载台之间，且所述离子射线隔离罩上设置有贯通槽，所述离子源提供的所述离子射线，通过所述贯通槽作用于所述晶圆的表面，以对所述晶圆进行刻蚀。

6、可选地，所述离子射线隔离罩为表面具有三氧化二钇涂层的离子射线隔离罩。

7、可选地，所述离子射线隔离罩包括平面型离子射线隔离罩。

8、可选地，所述离子射线隔离罩包括具有圆弧面的圆弧型离子射线隔离罩或边缘具有倾斜面的倾斜型离子射线隔离罩，通过所述圆弧面及所述倾斜面反射所述离子射线。

9、可选地，所述贯通槽的形貌包括圆孔及条形槽中的一种或组合。

10、可选地，所述贯通槽的尺寸的范围为1mm-10mm。

11、可选地，所述定向离子束刻蚀设备包括离子轰击刻蚀机、等离子体刻蚀机及反应离子刻蚀机中的一种。

12、如上所述，本发明的定向离子束刻蚀设备，所述定向离子束刻蚀设备包括离子源、承载台及位于所述离子源与所述承载台之间且具有贯通槽的离子射线隔离罩，通过所述定向离子束刻蚀设备，可使得所述离子源提供的所述离子射线，通过所述贯通槽作用于待刻蚀的晶圆的表面，以对所述晶圆进行刻蚀，从而本发明无需使用光刻胶，即可以实现对所述晶圆的定向刻蚀，以满足制程工艺的开发，且可节省生产制程步骤和人力及物力的成本。

技术特征：

1.一种定向离子束刻蚀设备，其特征在于，所述定向离子束刻蚀设备包括：

2.根据权利要求1所述的定向离子束刻蚀设备，其特征在于：所述离子射线隔离罩为表面具有三氧化二钇涂层的离子射线隔离罩。

3.根据权利要求1所述的定向离子束刻蚀设备，其特征在于：所述离子射线隔离罩包括平面型离子射线隔离罩。

4.根据权利要求1所述的定向离子束刻蚀设备，其特征在于：所述离子射线隔离罩包括具有圆弧面的圆弧型离子射线隔离罩或边缘具有倾斜面的倾斜型离子射线隔离罩，通过所述圆弧面及所述倾斜面反射所述离子射线。

5.根据权利要求1所述的定向离子束刻蚀设备，其特征在于：所述贯通槽的形貌包括圆孔及条形槽中的一种或组合。

6.根据权利要求1所述的定向离子束刻蚀设备，其特征在于：所述贯通槽的尺寸的范围为1mm-10mm。

7.根据权利要求1所述的定向离子束刻蚀设备，其特征在于：所述定向离子束刻蚀设备包括离子轰击刻蚀机、等离子体刻蚀机及反应离子刻蚀机中的一种。

技术总结
本发明提供一种定向离子束刻蚀设备，所述定向离子束刻蚀设备包括离子源、承载台及位于所述离子源与所述承载台之间且具有贯通槽的离子射线隔离罩，通过所述定向离子束刻蚀设备，可使得所述离子源提供的所述离子射线，通过所述贯通槽作用于待刻蚀的晶圆的表面，以对所述晶圆进行刻蚀，从而本发明无需使用光刻胶，即可以实现对所述晶圆的定向刻蚀，以满足制程工艺的开发，且可节省生产制程步骤和人力及物力的成本。

技术研发人员：曹兴龙
受保护的技术使用者：上海新微技术研发中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13