[0001] 本发明实施例涉及一种蚀刻方法、干蚀刻装置及半导体制造系统。

[0002] 半导体集成电路(integrated circuit，IC)工业经历了指数级的成长。藉由集成电路材料以及其设计上的技术进步产生不同的集成电路时代，每一代相较于上一代具有更小、更复杂的电路设计。在集成电路的演进中，在缩减结构的几何维度(例如利用制造制造工艺所做出的最小构件或线路)的同时，其功能密度(functional density)(例如每一晶片面积的内连组件的数量)亦不断提高。一般来说，尺寸缩小的程序可提高生产效率和降低相关的成本。

[0003] 然而，这种尺寸缩小的程序亦提高了集成电路的加工与制造难度。举例来说，传统的干蚀刻程序使用等离子体(plasma)，而干蚀刻系统的物理设计，如排气泵端口(exhaust pumping port)位置的配置，可能对等离子体分布的均匀性(uniformity)产生不利的影响。这将导致不受期望的效果，例如降低横向边缘粗糙度(lateral edge roughness，LER)或用于制造的元件的关键尺寸(critical dimension，CD)的均匀性。

[0004] 因此，在现有的干式蚀刻系统和程序虽可以大致满足其原先所预设的目的，但仍无法于各个方面完全令人满意。也就是说，一种可改善等离子体分布的均匀性的干式蚀刻系统和方式是极为所需的。

[0005] 本发明实施例提供一种蚀刻方法，包括装载工件于干式蚀刻系统内，对工件执行干蚀刻程序，以及于执行干蚀刻程序时旋转工件。

[0006] 为让本发明实施例的上述揭示特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

[0007] 结合附图阅读以下详细说明，会最佳地理解本发明实施例的各个态样。应注意，根据本产业中的标准惯例，各种特征并非按比率绘制。实际上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

[0008] 图1是依照一些实施例显示一种理想的半导体元件图案以及一种实际制造制造的半导体元件图案的示意性俯视图；

[0009] 图2A、图3A、图4A、图5A及图6A是依照一些实施例显示承载装置与被配置定位于承载装置内的可蚀刻工件的示意性俯视图；

[0010] 图2B、图3B、图4B、图5B及图6B分别是图2A、图3A、图4A及图5A的一些实施例中的承载装置与被配置定位于承载装置内的可蚀刻工件的示意性剖面图；

[0011] 图7是依照一些实施例显示一种具有执行旋转式的干蚀刻程序的干式蚀刻系统的示意图；

[0012] 图8A、图8B及图8C是依照一些实施例显示旋转速度与干蚀刻轮廓间的相关性的示意性剖面图；

[0013] 图9是依照一些实施例显示一种执行旋转式干蚀刻的方法的流程图。

[0014] 附图标号说明：

[0015] 50：所设计的理想元件图案；

[0016] 60：实际制造后的元件图案；

[0017] 100：工件、可蚀刻的工件、待蚀刻工件；

[0018] 120：承载装置；

[0019] 130：底部；

[0020] 140：侧部；

[0021] 150：顶部；

[0022] 150A、150B：组件；

[0023] 155：边界；

[0024] 160：凹槽、水平向的凹槽/插槽、横向凹槽；

[0025] 170：横向凸出部/钳、水平凸出部/钳；

[0026] 180：边缘、边界；

[0027] 190：缓冲组件；

[0028] 300：干式蚀刻系统；

[0029] 310：感应耦合等离子体发电机；

[0030] 320：线圈；

[0031] 330：天线；

[0032] 340：干式蚀刻腔室；

[0033] 350：腔室壁；

[0034] 360：基座；

[0035] 400：控制器；

[0036] 500A、500B、500C：图形；

[0037] 550A、550B、550C：沟槽；

[0038] 560A、560B、560C：侧壁；

[0039] 700：方法；

[0040] 710、720、730：步骤；

[0041] A-A'：剖线。

[0042] 本揭示实施例内容提供用于实施不同特征的许多不同实施例或实例。以下所描述的构件及配置的具体实例是为了以简化的方式传达本揭示实施例为目的。当然，这些仅仅为实例而非用以限制。举例来说，在以下描述中，在第一特征上方或在第一特征上形成第二特征可包括第二特征与第一特征形成为直接接触的实施例，且也可包括第二特征与第一特征之间可形成有额外特征使得第二特征与第一特征可不直接接触的实施例。此外，本揭示实施例在各种实例中可使用相同的元件标号和/或字母来指代相同或类似的部件。元件符号的重复使用是为了简化及清楚起见，其本身并不表示所讨论的各个实施例和/或配置本身之间的关系。

[0043] 另外，为了易于描述附图中所示出的一个构件或特征与另一组件或特征的关系，本文中可使用例如“在…下”、“在…下方”、“下部”、“在…上”、“上部”及类似术语的空间相对术语。除了附图中所示出的定向之外，所述空间相对术语意欲涵盖元件在使用或操作时的不同定向。设备可被另外定向(旋转90度或在其他定向)，而本文所用的空间相对术语相应地作出解释。

[0044] 随着半导体的制造发展至需要较小的几何尺寸和更高功能密度的技术节点时，传统的光刻工艺系统和方法可能会遇到各种问题。上述问题的其中一个例如是由传统的干式蚀刻系统和方法所导致的均匀性劣化。更详细地说，传统的干蚀刻在干式蚀刻腔室中进行，其中等离子体(例如，离子化气体)是被施加至蚀刻工件(例如光掩模或晶片)上。被蚀刻的工件被放置在一个载具上，且干蚀刻(使用等离子体)是各向异性(anisotropic)以及不包含回流(reflow)。

[0045] 然而，随着元件的特征尺寸持续缩小，几个问题可能会随之出现。举例来说，上述传统的干式蚀刻腔室的设计可能容易导致元件均匀性的问题。由于待蚀刻的工件被放置在载具的固定位置，故排气泵端口的放置位置(以使得干式蚀刻工艺的一部分产生部分真空)对等离子体分布有显著的影响。换句话说，等离子体的密度取决于其与排气泵端口之间的距离。此外，蚀刻气体注入的位置也可能会影响在干式蚀刻腔室中的等离子体分布(例如，离注入位置愈近则等离子体密度愈高)。由于这些因素的影响，传统的干式蚀刻腔室中的等离子体通常不具有良好的分布均匀性。即，干式蚀刻腔室的某些部分可具有高等离子体密度，而干式蚀刻腔室的其他部分则具有明显较低的等离子体密度。

[0046] 等离子体分布缺少均匀性的，导致了制造上的问题，例如横向边缘粗糙度(LER)或临界尺寸(CD)的均匀性。作为说明，图1提供了一种所设计的理想的元件图案以及一种实际制造后的元件图案的俯视图(可视为轮廓)作为范例。在俯视图中，所设计的理想元件图案50具有细长的矩形形状且为将被蚀刻到工件上的理想或所期望的图案。上述工件可以为光掩模或晶片。在一些实施例中，所设计的理想元件图案50可以是(或对应的)晶体管的栅极。

[0047] 如图1所示，栅极的有效长度Leff(effective length)和有效宽度Weff(effective width)是可能影响半导体元件的电性表现或物理性能的重要参数。因此，实际制造后的元件图案是被期待可以达到类似所设计的理想元件图案50。遗憾地是，如同上方讨论的传统的干式蚀刻腔室等离子体分布缺乏均匀性，相较于所设计的理想元件图案50，实际制造后的元件图案60(例如，通过传统干式蚀刻程序后)有显著的几何偏差(geometric deviations)。由图1可发现，实际制造后的元件图案60的轮廓为锯齿状边缘，且具有以及各种向外突起和向内凹陷，而不是平滑的直线。这可以称为横向边缘粗糙度(LER)。当LER劣化时，栅极的有效长度Leff和有效宽度Weff无法再被准确地计算出来。此外，亦可能发生诸如漏电流的增加等其他的问题。

[0048] 除此之外，由于半导体元件的制造技术的发展，双重图案化技术的使用日益增加。由于双重图案化的应用程序中执行多个蚀刻程序，故更可能导致上述LER问题加剧。其中，LER的问题亦导致临界尺寸均匀性(CD)的问题，因为等离子体分布缺乏均匀性(例如：由光掩模或晶片上的元件图案的位置所导致)，使得不同的实际制造的元件图案具有不同的宽度或长度。CD均匀性的问题也对半导体元件的性能有不利影响。

[0049] 为了克服与传统的干式蚀刻系统和方法相关的这些问题，本揭示涉及一种改善的干蚀刻装置及其使用方法，其中在执行干蚀刻程序时，待蚀刻的工件(例如，光掩模或晶片)被旋转或转动。可蚀刻工件的旋转改善等离子体分布的均匀性，进而改良LER和CD的均匀性。其中，旋转速度也被仔细地设定用以实现所期望的横向蚀刻轮廓(lateral etching profile)。旋转式的干蚀刻装置与方法的各个方面将通过图2A至图8C在下方提出更详细的讨论。

[0050] 根据本揭示的一个实施例，图2A、图2B、图3A及图3B显示待蚀刻的工件100以及于干蚀刻程序中用于固定工件100的承载装置120。更详细地说，图2A是工件100以及承载装置120的简化示意性俯视图，其中工件100尚未插入承载装置120内；图2B是工件100以及承载装置120的简化示意性剖面图，其中工件100尚未插入承载装置120内；图3A是工件100以及承载装置120的简化示意性俯视图，其中工件100已插入承载装置120内；以及图3B是工件
100以及承载装置120的简化示意性剖面图，其中工件100已插入承载装置120内。图2B和3B的示意性剖面图是对应于图2A和图3A的示意性俯视图中的剖线A-A'的横截面侧视图。

[0051] 请参考图2A以及图2B，在所示实施例中，工件100包括光掩模。光掩模的实例可以参照于2012年5月4日提交的标题为“Anisotropic Phase Shifting Mask”的美国专利申请号13/464,325中的光掩模或者是参照于2015年6月11日提交的标题为“EUV Mask and Manufacturing Method by Using the Same”的美国专利申请号14/736,669中的EUV光掩模，所有上述美国专利申请案的整个内容据此以引用的方式并入本文中。在所示实施例中，作为光掩模的工件100的形状可以是大致上为正方形或矩形(从俯视图来看)；然而应该理解的是，在替代实施例中亦可能为其他形状。在另一实施例中，工件100可以包括晶片，例如硅晶片。无论工件100的特定实施例为何者，干蚀刻程序是藉由蚀刻工件100来产生图案，例如，产生栅极线图案(即：MOSFET晶体管的栅极)。

[0052] 请继续参考图2A及图2B，在一些实施例中，承载装置120由陶瓷材料所组成。承载装置120具有可固定及旋转工件100的机械结构或配置，且当干蚀刻程序与旋转时，工件100不会面临掉出或以不被希望的方式运动/移动等风险。在所示实施例中，承载装置120包括底部130、侧部140以及顶部150。其中，底部130、侧部140以及顶部150共同地定义凹槽160，其为一个水平向的凹槽或插槽，亦即横向凹槽。如图2B所示，工件100可水平地插入凹槽160内。在一些实施例中，工件100被插入凹槽160内，直至工件100的侧壁可以与侧部140有物理上的接触。在其他实施例中，工件100例如是以小距离(例如，从0.5毫米至1.5毫米的距离)与侧部140分离开来。

[0053] 底部130可以被成形为平板态样，而可将工件100放置于其上方。即，底部130具有大致上平整的表面，且其平面尺寸比工件100的平面尺寸稍大。侧部140接合底部130，且侧部140具有大致上垂直且平整的侧壁，以便藉由工件100与侧部140的接触来限制工件100的横向运动。在图2A的示意性俯视图中，是以虚线或折线来表示侧部140的内侧边界。

[0054] 由图2A可看出，顶部150包括两个独立的组件150A、150B。组件150A、150B是由边界155分离开来。组件150A和150B共同环绕一个被暴露的区域(例如，在中间的框形区域)；借此，工件100可被执行干蚀刻。组件150A可见于图2B的示意性剖面图中，但是组件150B隐藏于图2B的示意性剖面图中。这是因为，在实际制造过程中，组件150B会先被移开，直至工件
100被定位在承载装置120(如在下面进一步详细讨论)内之后，组件150B才会被放回原处。
因此，为了对此程序过程提供更清楚说明，组件150B未显示于图2B。

[0055] 请继续参考图2B，顶部150(即，两个组件150A和150B)包括被定位在工件100的上方的横向凸出(或水平凸出)部170。为了视觉上的强调，以虚线圆框来环绕横向凸出部170来标示。在一些实施例中，这种横向凸出部170可以被配置为垂直地向上和向下移动。其中，当工件100被水平地插入凹槽160内后，此垂直移动允许横向凸出部170向下夹压在工件100上。因此，此处的横向凸出(或水平凸出)部170可以与后称的横向凸出(或水平凸出)钳170作名词互换。另外，横向凸出钳170的外部边缘(或边界)180亦可见于图2A。

[0056] 在一些实施例中，横向凸出钳170的宽度介于1毫米(mm)至3毫米之间(水平长度，例如2毫米)以及横向凸出钳170的高度介于2毫米至8毫米之间(垂直长度，例如5毫米)。这些维度尺寸被设定用于优化横向凸出钳170的主要功能，即：在旋转工件100时限制工件100的运动，并同时不掩盖工件100可能需要干蚀刻的部分。

[0057] 请参照图3A及图3B，工件100被小心地装载至承载装置120内。图2A及图2B与图3A及图3B中相同或相似的构件以相同的或相似的符号表示，不再重复说明；此外为了简化起见，不是所有构件都再次于图3A及图3B中进行讨论。相较于直接从插槽的上方放入可蚀刻的工件的传统载具，本揭示的承载装置120的独特设计必须通过平行传输(parallel transfer)的方式仔细地将工件100装入承载装置120内。更详细地说，由于横向凸出钳170的存在(有助于定义凹槽160，即上述的水平向的凹槽或插槽、横向凹槽)，工件100水平地插入凹槽160内。即，工件100先与承载装置120的底部130相接触，并远离侧部140和横向凸出钳170；此后，工件100被横向地推压以朝向侧部140移动(参考图2B中的箭头方向)且不与横向凸出钳170相磨擦(或被横向凸出钳170以其他方式阻止工件100朝向侧部140移动)。凹槽160的尺寸比工件100的尺寸稍大，使得工件100可以插入其中。

[0058] 在一些实施例中，工件100完全插入到水平向的凹槽160意即工件100的侧壁边缘与承载装置120的侧部140的平整侧壁有直接的物理接触。此时，横向凸出钳170亦设置在工件100一部分的上方。分离横向凸出钳170和工件100的顶表面之间的距离非常的小，使得横向凸出钳170和工件100彼此之间几乎是可以被认为有物理接触。再次，工件100和承载装置120(即：侧部140和横向凸出钳170)之间的物理接触有助于限制工件100的运动，特别是当工件100处于旋转状态或进行干蚀刻；举例来说，运动涉及倾斜、旋转或其它的位置偏移等等。

[0059] 图3A的俯视图有助于理解当工件100被正确地装载至承载装置120之后工件100与承载装置120的相对状态。图3A中的内部矩形(用实线画出)为横向凸出钳170的外部边缘180。图3A中的外部矩形(用虚线画出)为工件100的外部边缘或边界。横向凸出钳170位于工件100一部分的上方(覆盖工件100的一部分)。因此，当大部分的工件100被暴露出来并直接可见于图3A时，位于横向凸出钳170正下方的部分工件100无法直接从图3A的示意性俯视图看见。

[0060] 图4A及图4B与图5A及图5B为承载装置120的另一个实施例。为了揭示内容的一致性和简化起见，图2A至图3B以及图4A至图5B中相同或相似的构件以相同的或相似的符号表示，不再于图4A至图5B中重复说明这些构件。图4A及图4B与图5A及图5B所示的实施例中的特征是横向凸出钳170可在垂直方向移动。以此，横向凸出钳170最初可配置而处于“上”的位置，如图4B所示的位置。当横向凸出钳170保持在“上”的位置时，工件100与承载装置120的底部130相接触，并以水平地朝侧部140滑动，直至工件100的侧壁与侧部140有物理上的接触。之后，横向凸出钳170垂直向下移动，直到横向凸出钳170的底表面与工件100的顶表面有物理接触，如图5B所示。以这种方式，横向凸出钳170向下夹压在工件100上，确保工件100与底部130相结合。藉由向下夹压工件100，有助于确保工件100不会在干蚀刻或旋转过程中移动。

[0061] 横向凸出钳170的垂直可动性可大幅减少工件100在无意中被损伤(例如，由横向凸出钳170所造成的工件100的上表面的刮损)，而有利于工件100的水平插入。换句话说，相较于图2B的实施例中的凹槽160，当横向凸出钳170的位置被升高到“上”的位置时(如图4B所示)，图4B的凹槽160具有较大的高度(在垂直方向上测量)。这使得工件100可更容易被插入凹槽160中，而不会发生刮损/刮伤。在完成工件100的插入后，横向凸出钳170的下降可以确保横向凸出钳170与工件100在物理上的接触，进而限制工件100于后续过程中的产生不被希望的运动/移动。

[0062] 图6A及图6B为承载装置120的另一个实施例。为了揭示内容的一致性和简化起见，图2A至图2B、图3A至图3B以及图6A至图6B中相同或相似的构件以相同的或相似的符号表示，不再于重复说明这些构件。在图6A及图6B所示的实施例中，承载装置120包括位于凹槽160内的缓冲部件190。缓冲部件190设置于侧部140的侧壁。缓冲部件190增加工件100和承载装置120之间的物理接触。举例来说，缓冲部件190的存在可让工件100更紧密地插入承载装置120内。此架构更进一步减少了工件100于干蚀刻程序中可能发生的风险，例如不被希望的运动/移动。在一些实施例中，缓冲组件190包括弹性材料，例如海绵状的材料。在其他实施例中，缓冲组件190包括不具弹性的硬质材料。

[0063] 缓冲组件190的尺寸经设计可用于优化工件100和承载装置120之间的物理接触。缓冲组件190的高度相同或大于工件100的高度。在一些实施例中，缓冲组件190的宽度介于
0.5毫米至1.5毫米之间(水平长度，例如1毫米)。在图6B的实施例中，缓冲组件190与横向凸出钳170之间的距离约介于2毫米至4毫米的范围内(例如，3毫米)。然而，在其他实施例中，应当理解，横向凸出钳170可被降低直到与工件和/或缓冲组件190相接触(类似图5B所示的实施例)。

[0064] 图7是根据本揭示的实施例的干式蚀刻系统300的三维立体图。干式蚀刻系统300包括感应耦合等离子体发电机(Induced Coupled Plasma(ICP)Power Generator，也被称为Inductively Coupled Plasma Power Generator)310。感应耦合等离子体发电机310包括多个线圈320和天线330。感应耦合等离子体发电机310所产生的电压被提供给线圈320，使线圈320产生对应的电磁场，最后上述电磁场所诱发的电流用于天线330。各种蚀刻气体被供给到干式蚀刻系统300内，且藉由这些气体与电流间的相互作用来产生(用于干蚀刻的)等离子体。

[0065] 干式蚀刻系统300包括干式蚀刻腔室340，并且干式蚀刻腔室340具有腔室壁350。承载装置120被放置在干式蚀刻腔室340。上述可蚀刻的工件100可通过例如上面讨论的水平插入方式被装载在承载装置120内。然后，工件100被干式蚀刻腔室340内的等离子体蚀刻。承载装置120贴合基座360。基座360被配置以顺时针和/或逆时针等方式进行转动或旋转。因此，当基座360转动或旋转时，承载装置120以及位于承载装置120内的工件100亦会一起转动。

[0066] 在一些实施例中，干式蚀刻系统300包括控制器400。控制器400可以是配置在干式蚀刻系统300的本体或作为干式蚀刻系统300的远端装置，也可以是半导体制造系统中的一部分。控制器400可以包括电子存储器和一个或多个电子处理器用以执行存储在电子存储器中的程序指令(例如，蚀刻方法/配方)。基于上述蚀刻方法/配方，控制器400控制基座360或耦合到基座360的马达依据特定的旋转速度、旋转时间和/或旋转方向(例如，顺时针或逆时针方向)来转动或旋转。

[0067] 承载装置120以及位于承载装置120内的工件100随着基座360旋转。因此，控制器400可以控制工件100的旋转速率/速度。在一些实施例中，控制器400被配置用以设定工件
100的旋转速率/速度为每分钟1转数(revolutions-per-minute，RPM)至每分钟100转数的范围内(例如，20RPM至50RPM)。其中，旋转速度的范围被优化以加强干蚀刻过程中等离子体分布的均匀性(通过工件100的旋转)，同时避免工件100被无意间地移动(例如，工件100被旋转得太快)。

[0068] 应该理解的是，在一些实施例中，基座360(及与其耦合的马达)以及承载装置120事实上是与干式蚀刻腔室340处于“分离”状态。即：位于干式蚀刻腔室340内的基座360和承载装置120在旋转时，干式蚀刻腔室340本身不旋转。

[0069] 如上方讨论，横向凸出钳170有助于防止在于干蚀刻程序中的工件100的运动(例如，倾斜、位置偏移、或非本意/原始设定的转动)。横向凸出钳170的设置是有益于避免因工件100于干蚀刻程序中移动/旋转所导致的错误。举例来说，工件100的旋转可能会额外造成非本意/原始设定的运动(例如当无使用横向凸出钳170)，而这可能会导致工件100的部分区域被错误蚀刻。然而，由于横向凸出钳170限制了工件100的运动，即使工件100是以各种旋转速度进行旋转，仍然可以正确无误地干蚀刻工件100。

[0070] 相较于传统使用等离子体的干式蚀刻系统，由于基座360以及工件100改变了等离子体干蚀刻的机制，使得本揭示的干式蚀刻系统300具有不同的功率、偏压、气体流量等参数。举例来说，相较于无旋转的传统等离子体干式蚀刻系统，旋转式的干蚀刻让更多的电子和其他颗粒之间产生更多的碰撞。这意味着，干式蚀刻系统300的功率可以低于传统等离子体干式蚀刻系统的功率。相似地，考量上述的旋转，其他等离子体干蚀刻的参数可能需要被重新设定。

[0071] 在一些实施例中，在干蚀刻程序实际开始之前，承载装置120和工件100先行转动。例如，根据实施例的蚀刻方法/配方，依序执行下述的步骤：(1)稳定地输入蚀刻气体，并开始工件100(例如，光掩模)的转动；(2)启动感应耦合等离子体发电机310，以产生等离子体；
(3)主蚀刻(main etching)：开始蚀刻程序，其中工件100边旋转边进行干蚀刻；(4)过蚀刻(over etching)：在步骤(3)停止，延长更多的蚀刻时间，以确保无残留物的存在；(5)关闭干式蚀刻系统300的电源。

[0072] 在本揭示中，当工件100进行干蚀刻程序时，工件100与基座360的旋转亦改善了等离子体分布的均匀性。这种改善的其中一个原因是因为工件100与基座360的旋转有助于在整个干式蚀刻腔室340内部重新分布等离子体。因此，等离子体不容易受到因排气泵的位置或供给至干式蚀刻腔室340内的蚀刻气体注入的位置等因素影响而引起不平均的等离子体分布。换句话说，事实上，藉由工件100与承载装置120的转动校正干式蚀刻系统300内等离子体分布，使得固定的排气泵(其产生比环境压力还小的压力)或蚀刻气体注入的位置对干式蚀刻系统300内等离子体分布的影响已大不如传统的等离子体干式蚀刻系统

[0073] 此外，工件100于干蚀刻程序时旋转亦影响工件100的横向蚀刻。具体来说，传统的干式蚀刻系统仅能由上而下的作出非等向性的蚀刻，然而藉由工件100的旋转，使得工件100亦可以发生侧面或横向蚀刻。实际上，工件100的旋转速度/速率与横向蚀刻的轮廓相关。即，可藉由工件100的旋转速度/速率的设定来调整顶部蚀刻与横向蚀刻的比率(以下称为T/L的蚀刻比)。其中，旋转速度/速率愈快，T/L比值愈小。举例来说，在一些实施例中，当旋转速度约为5RPM时，T/L的蚀刻比为约1：0.1(即：每1等份的顶部蚀刻将对应有0.1等份的横向蚀刻)，而当旋转速度约为100RPM时，T/L的蚀刻比为约1：2(即：每1等份的顶部蚀刻将对应有2等份的横向蚀刻)。应理解的是，在其他实施例中，这些旋转速度/速率范围和蚀刻比可具有不同的设定；但因旋转速度/速率的改变确实影响T/L的蚀刻比，故旋转速度/速率可经由特定地设定进而实现理想的横向干蚀刻轮廓。

[0074] 图8A，8B和8C为本揭示的一些实施例用以说明的工件100的旋转速度和横向蚀刻轮廓之间的关系。更详细地，图8A为传统的干式蚀刻系统，其待蚀刻的工件不旋转(即，旋转速度为0)，图8B为干式蚀刻系统300的一个实施例，其工件100的旋转速度为5RPM，和图8C为干式蚀刻系统300的另一个实施例，其工件100的旋转速度为20RPM。

[0075] 图8A至图8C分别包含图形500A、500B及500C，其中图形500A、500B及500C显示已执行的干蚀刻后的所得工件100的一部分。换句话说，图形500A、500B及500C中的X轴代表工件100的宽度(即水平方向上的尺寸)，而图形500A、500B及500C中的Y轴代表工件100的高度(即垂直方向上的尺寸)。工件100所被蚀刻掉的部分形成相应的沟槽(或凹槽)550A/550B/
550C，如图8A至图8C所示。由图8A至图8C可以看出，这些沟槽具有不同的形状和不同的侧壁轮廓。在图8A中(即没有旋转)，沟槽550A类似于倒梯形，且其侧壁560A相对来说是比较直的。在图8B中(即5RPM的旋转速度)，沟槽550B类似于矩形，但其侧壁560B的底部部分由沟槽
550B往工件100s内延伸(即：往工件100内部凹陷的凹洞)。在图8C中(即20RPM的旋转速度)，沟槽550C亦类似于矩形，但其侧壁560C的底部部分由工件100往沟槽550C内延伸。

[0076] 根据这些实施例可以看出，当被蚀刻工件的旋转速度增加，其横向蚀刻亦随之增加；图形500A(不旋转)表现出最少的横向蚀刻，图形500B(具有相对较慢的旋转速度)表现出中等的横向蚀刻，以及图形500C(在三实施例中具有相对较快的旋转速度)表现出最显著的横向蚀刻。实际上，通过工件100的旋转速度的设定，可以控制工件100的被蚀刻的侧壁轮廓。依据这种方式，在传统的干式蚀刻系统中不可能达到的理想的蚀刻侧壁轮廓是可以被实现的。基于此，本揭示提供改善的半导体工艺的表现，例如：横向边缘粗糙度(LER)或临界尺寸(CD)的均匀性。

[0077] 应当理解的，承载装置120(以及工件100)在干蚀刻程序中不限于仅以一个方向转动或旋转。具体来说，本揭示的承载装置120(以及工件100)，除了以顺时针方向或仅以逆时针方向进行转动或旋转外，更可以依据顺时针方向以及逆时针方向的组合方式进行转动或旋转。例如，工件100可以为以每分钟X个转数沿着顺时针方向旋转，再以每分钟Y个转数沿着逆时针方向旋转，其中X以及Y的数值可以是相同或不同的；反之亦然。在干蚀刻程序中，承载装置120(以及工件100)以顺时针方向和逆时针方向的交替方式旋转可进一步提高干式蚀刻腔室340内的等离子体分布的均匀性，因此可以改善干蚀刻表现，进一步提高横向边缘粗糙度或临界尺寸的均匀性。

[0078] 图9是依照一些实施例显示一种执行旋转式干蚀刻程序的简化方法700的流程图。方法700包括装载工件至干式蚀刻系统内的步骤710。在一些实施例中，工件包括光掩模(photomask)。在其他实施例中，工件包括晶片(wafer)。

[0079] 方法700包括对工件执行干蚀刻程序的步骤720。

[0080] 方法700包括执行干蚀刻程序时同时旋转工件的步骤730。

[0081] 在一些实施例中，装载工件的方式包括水平地将工件插入承载装置的横向(或水平向)凹槽，横向凹槽限制工件在旋转时的运动。在一些实施例中，横向凹槽至少是部分地由横向凸出钳所定义，其中在工件水平地插入横向凹槽内后，横向凸出钳位于工件的上方。在一些实施例中，横向凸出钳是可垂直移动的，其中装载工件于干式蚀刻系统内的步骤更包括垂直地移动横向凸出钳直至横向凸出钳物理性地接触工件的一部分的上表面。

[0082] 在一些实施例中，旋转工件包括沿着第一方向旋转工件后再沿着第二方向旋转工件。第一方向以及第二方向中的一者为顺时钟方向，第一方向以及第二方向中的另一者为逆时钟方向。

[0083] 在一些实施例中，旋转工件的转速介于每分钟1转数(RPM)至每分钟100转数。

[0084] 应当理解的，在图9的步骤710至步骤730之前、期间或者之后可以进行额外的制造程序。举例来说，方法700可以包括执行干蚀刻程序、湿蚀刻程序或沉积等附加步骤。然为了简明起件，这些额外的制造程序没有在本揭示中进行详细地讨论。

[0085] 基于上方讨论，本揭示的实施例提供各种干蚀刻的优点/功效。然而，可以理解的是，本揭示的实施例并未包含所有的干蚀刻的优点/功效，且在其他实施例中亦可以提供不同的干蚀刻的优点/功效；没有特定的干蚀刻的优点/功效是必须为所有实施例所需。

[0086] 本揭示的其中一个优点/功效是改善的干蚀刻性能。相对于传统的干式蚀刻系统，待蚀刻工件(和承载装置)的转动/旋转增加等离子体在干式蚀刻腔室内的碰撞。上述转动/旋转降低因排气泵的位置或蚀刻气体注入的位置等因素所引起的等离子体分布的不均匀性。其中，更均匀的等离子体分布有助于改善横向边缘粗糙度和临界尺寸的均匀性。再者，上述转动/旋转亦可改善横向蚀刻轮廓。实际上，可控制的横向蚀刻轮廓可以通过仔细地设定旋转速度来实现。同时，承载装置的新颖和独特设计(例如，具有横向凸出钳)有助于防止在干蚀刻程序中待蚀刻工件的位置变化，从而减少了可能发生的潜在错误。此外，本揭示所讨论的程序是简单且容易执行的，且其可与现有的程序流程相容。

[0087] 本揭示实施例提供一种蚀刻方法包括装载工件于干式蚀刻系统内，对工件执行干蚀刻程序以及于执行干蚀刻程序时旋转工件。

[0088] 根据本揭示实施例，上述蚀刻方法中，其中所述工件包含光掩模。

[0089] 根据本揭示实施例，上述蚀刻方法中，其中所述工件包含晶片。

[0090] 根据本揭示实施例，上述蚀刻方法中，其中装载所述工件于所述干式蚀刻系统内包括水平地插入所述工件于承载装置的横向凹槽内，且所述横向凹槽限制所述工件于旋转时的运动。

[0091] 根据本揭示实施例，上述蚀刻方法中，其中装载所述工件于所述干式蚀刻系统内包括水平地插入所述工件于承载装置的横向凹槽内，且所述横向凹槽限制所述工件于旋转时的运动，且至少一部分的所述横向凹槽是由横向凸出钳所定义，且在所述工件插入所述横向凹槽内后，所述横向凸出钳位于所述工件的上方。

[0092] 根据本揭示实施例，上述蚀刻方法中，其中装载所述工件于所述干式蚀刻系统内包括水平地插入所述工件于承载装置的横向凹槽内，且所述横向凹槽限制所述工件于旋转时的运动，至少一部分的所述横向凹槽是由横向凸出钳所定义，且在所述工件插入所述横向凹槽内后，所述横向凸出钳位于所述工件的上方，且所述横向凸出钳是可垂直移动的，装载所述工件于所述干式蚀刻系统内更包括垂直地移动所述横向凸出钳直至所述横向凸出钳物理性地接触所述工件一部分的上表面。

[0093] 根据本揭示实施例，上述蚀刻方法中，其中所述旋转所述工件包括沿着第一方向旋转所述工件后再沿着第二方向旋转所述工件，其中所述第一方向以及所述第二方向其中一者为顺时钟方向，所述第一方向以及所述第二方向其中另一者为逆时钟方向。

[0094] 根据本揭示实施例，上述蚀刻方法中，其中所述旋转所述工件的速率在1RPM至100RPM之间。

[0095] 本揭示提供一种干蚀刻装置包括干式蚀刻腔室以及用于承载待干蚀刻工件的承载装置，其中当工件进行干蚀刻程序时，承载装置被设置以顺时钟方向或逆时钟方向进行转动。

[0096] 根据本揭示实施例，上述干蚀刻装置中，其中所述承载装置被配置用于承载作为所述工件的光掩模。

[0097] 根据本揭示实施例，上述干蚀刻装置中，其中所述承载装置被配置用于承载作为所述工件的晶片。

[0098] 根据本揭示实施例，上述干蚀刻装置中，其中所述承载装置包括配置横向凹槽用于所述工件的水平插入，且在所述承载装置转动时，所述横向凹槽限制所述工件的运动。

[0099] 根据本揭示实施例，上述干蚀刻装置中，其中所述承载装置包括配置横向凹槽用于所述工件的水平插入，且在所述承载装置转动时，所述横向凹槽限制所述工件的运动，且至少一部分的所述横向凹槽是由横向凸出钳所定义，且在所述工件插入所述横向凹槽内后，所述横向凸出钳位于所述工件的上方。

[0100] 根据本揭示实施例，上述干蚀刻装置中，其中所述承载装置包括配置横向凹槽用于所述工件的水平插入，且在所述承载装置转动时，所述横向凹槽限制所述工件的运动，至少一部分的所述横向凹槽是由横向凸出钳所定义，且在所述工件插入所述横向凹槽内后，所述横向凸出钳位于所述工件的上方，且所述横向凸出钳是可垂直移动的，在所述工件插入所述横向凹槽内后，使得所述横向凸出钳物理性地接触所述工件的一部分的上表面。

[0101] 根据本揭示实施例，上述干蚀刻装置中，其中所述承载装置包括配置横向凹槽用于所述工件的水平插入，且在所述承载装置转动时，所述横向凹槽限制所述工件的运动，至少一部分的所述横向凹槽是由横向凸出钳所定义，且在所述工件插入所述横向凹槽内后，所述横向凸出钳位于所述工件的上方，且所述横向凸出钳具有介于1毫米至3毫米范围内的水平尺寸。

[0102] 根据本揭示实施例，上述干蚀刻装置中，其中所述承载装置被设置以在顺时钟方向与逆时钟方向交替转动。

[0103] 根据本揭示实施例，上述干蚀刻装置中，其中所述旋转所述工件的速率在1RPM至100RPM之间。

[0104] 本揭示提供一种半导体制造系统包括干式蚀刻腔室、承载装置以及控制器，其中于干式蚀刻腔室的内部执行干蚀刻程序。承载装置配置有横向凹槽用于可蚀刻工件的水平插入，其中可蚀刻工件包括光掩模或晶片。控制器耦合于承载装置，其中于执行干蚀刻程序时，控制器被配置以顺时钟方向或逆时钟方向转动承载装置。其中，承载装置于执行干蚀刻程序中旋转时，藉由可蚀刻工件插入横向凹槽内限制可蚀刻工件的运动。

[0105] 根据本揭示实施例，上述半导体制造系统中，其中至少一部分的所述横向凹槽是由横向凸出钳所定义，其中在所述可蚀刻工件插入所述横向凹槽内后，所述横向凸出钳位于所述可蚀刻工件的上方。

[0106] 根据本揭示实施例，上述半导体制造系统中，其中所述控制器被配置以顺时钟方向及逆时钟方向间的交替方式来转动所述承载装置。

[0107] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本揭示实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。