集成电路工艺-刻蚀

集成电路工艺刻蚀集成电路工艺刻蚀 联系我联系我: sunl 本章内容本章内容本章内容本章内容 基本介绍基本介绍1. 基本介绍基本介绍 刻蚀的定义刻蚀的定义 典型栅刻蚀工艺 刻蚀术语刻蚀术语 2. 湿法刻蚀湿法刻蚀. 湿法刻蚀湿法刻蚀 3. 干法刻蚀干法刻蚀 4. 刻蚀工艺刻蚀工艺 刻蚀的定义刻蚀的定义刻蚀的定义刻蚀的定义 基光刻技术的腐蚀基光刻技术的腐蚀刻蚀刻蚀 基基于于光刻技术的腐蚀光刻技术的腐蚀：刻蚀刻蚀 湿法称腐蚀湿法称腐蚀？干法称刻蚀干法称刻蚀？ 湿法称腐蚀湿法称腐蚀？干法称刻蚀干法称刻蚀？ 将光刻胶将光刻胶（掩蔽掩蔽）上的上的IC设计图形转移设计图形转移 将光刻胶将光刻胶（掩蔽掩蔽）上的上的IC设计图形转移设计图形转移 到硅片表面到硅片表面 腐蚀未被光刻胶（掩蔽）覆盖的硅片表腐蚀未被光刻胶（掩蔽）覆盖的硅片表 面，实现最终的图形转移面，实现最终的图形转移 化学的化学的物理的或者两者的结合物理的或者两者的结合 化学的化学的，物理的或者两者的结合物理的或者两者的结合 刻蚀术语刻蚀术语刻蚀术语刻蚀术语 刻蚀速率（Etch rate） 选择比（Selectivity） 均匀性（Et h ifit ） 均匀性（Etch uniformity） 侧墙轮廓（Etch profile）侧墙轮廓（Etch profile） 湿法刻蚀（Wet etch） 干法刻蚀（Dry etch） 终点检测（Endpoint） 刻蚀术语刻蚀术语刻蚀速率刻蚀速率刻蚀术语刻蚀术语刻蚀速率刻蚀速率 刻蚀速率是指单位时间内硅片表面被刻蚀的材料去除量刻蚀速率是指单位时间内硅片表面被刻蚀的材料去除量刻蚀速率是指单位时间内硅片表面被刻蚀的材料去除量刻蚀速率是指单位时间内硅片表面被刻蚀的材料去除量 d d d d1 d0 刻蚀前刻蚀后 Etch Rate = d t (/min) 刻蚀前刻蚀后 d = d0- d1() 是材料膜厚度的变化， t 刻蚀时间 (分) t ( /) PE-TEOS PSG 膜,在 22 oC 6:1 BOE 中湿刻1分钟, 刻蚀前 d 1 7 m 刻蚀后 d 1 1 m刻蚀前, d = 1.7 um, 刻蚀后, d = 1.1 um 17000-11000 6 /i - 1min = 6000 /minER = 刻蚀术语刻蚀术语均匀性均匀性 非均匀性表达式非均匀性表达式 刻蚀术语刻蚀术语均匀性均匀性 刻蚀的均匀性是衡量刻蚀 工艺 在硅片内和硅片间的 刻蚀的非均匀性（NU）可由下面 的公式计算(称为Max-Min 非均匀性表达式非均匀性表达式 可重复性 刻蚀本身的均匀性和材料 的公式计算(称为Max Min uniformity, 适用于超净厂房的作 业)刻蚀本身的均匀性和材料 膜厚的均匀性 特征尺寸的负载效应 业) NU(%) = (Emax- Emin)/ 2Eave Emax= 测量到的最大刻蚀速率 特征尺寸的负载效应 （loading effect) 通常用标准偏差来定义 max 测量到的最大刻蚀速率 Emin= 测量到的最小刻蚀速率 Eave= 刻蚀速率平均值 通常用标准偏差来定义 ave 刻蚀速率平均值 非均匀性标准偏差非均匀性标准偏差 + N xxxx x N + + = 321 测量N 点 N xxxxxxxx N 22 3 2 2 2 1 )()()()(+ + = 刻蚀术语刻蚀术语选择比选择比 选择比是不同的材料的刻蚀速率的比值 刻蚀术语刻蚀术语选择比选择比 选择比是不的材料的刻蚀速率的比值 在有图形的刻蚀中是非常重要的 对下层材质和光刻胶的选择性 对下层材质和光刻胶的选择性 E MaskMask E2 Mask BPSGBPSG E1 Poly-Si Si Poly-Si Si Gate SiO2 SiSi 对于PE-TEOS PSG 膜刻蚀速率是 6000 /min, 对于硅 6000/min S li i 对于膜刻蚀速率是/, 对于硅 的刻蚀速率是30 /min, PSG 对 silicon的选择比 - 30/min = 200: 1Selectivity= 本章内容本章内容本章内容本章内容 基本介绍基本介绍1. 基本介绍基本介绍 刻蚀的定义刻蚀的定义 典型栅刻蚀工艺 刻蚀术语刻蚀术语 2. 湿法刻蚀湿法刻蚀. 湿法刻蚀湿法刻蚀 3. 干法刻蚀干法刻蚀 4. 刻蚀工艺刻蚀工艺 湿法刻蚀湿法刻蚀 蚀刻剂浸泡蚀刻剂浸泡 湿法刻蚀湿法刻蚀 化学溶液溶解硅片表面的材质化学溶液溶解硅片表面的材质 刻蚀后产品是气体，液体或是可溶 解在刻蚀溶液中的材质。解在刻蚀溶液中的材质。 三个基本步骤：腐蚀，清洗，干燥。去离子水清洗去离子水清洗 纯化学性工艺各向同性的侧壁形貌 纯化学性工艺，各向同性的侧壁形貌， 高选择比 微米制程前广泛应用图形加工目前已 3微米制程前广泛应用图形加工，目前已 被干法（等离子）刻蚀取代。 仍被应用在先进的IC厂 旋转甩干旋转甩干 仍被应用在先进的IC厂 硅片的清洗 无图形的薄膜去除如氮化硅和钛的去除 无图形的薄膜去除，如氮化硅和钛的去除。 测试硅片的薄膜去除和清洗。 应用于 CVD膜质量的控制 (缓冲氧化层刻蚀应用于 CVD膜质量的控制 (缓冲氧化层刻蚀 剂或BOE) SiO 的湿法刻蚀的湿法刻蚀SiO2的湿法刻蚀的湿法刻蚀 氢氟酸溶液 (HF)，极高的选择比。 通常用缓冲剂或去离子水稀释减少刻 通常用缓冲剂或去离子水稀释减少刻 蚀速率 SiO 6HF H SiF H OSiO2+ 6HF H2SiF6 + 2H2O 广泛的应用于 CVD长膜质量控制 广泛的应用于 CVD长膜质量控制 BOE: Buffered oxide etch缓冲氧化层 腐蚀液 体积比 NH4F (40%) : HF(49%) 6 : 1体积比 NH4F (40%) : HF(49%)6 : 1 BSG CVD生长的SiO2 热氧化形成 的SiO PSG？的SiO2 PSG？ 硅或多晶硅的湿法刻蚀硅或多晶硅的湿法刻蚀硅或多晶硅的湿法刻蚀硅或多晶硅的湿法刻蚀 硅刻蚀通常使用混合的硝酸 (HNO ) 和氢氟酸(HF)。 硅刻蚀通常使用混合的硝酸 (HNO3) 和氢氟酸(HF)。 HNO3氧化硅的同时，氢氟酸移去氧化硅。 去离子水或乙酸可作为稀释剂降低刻蚀速率 去离子水或乙酸可作为稀释剂，降低刻蚀速率。 Si + 2HNO3 + 6HF H2SiF6+ 2HNO2+ 2H2O 腐蚀速度烈依赖掺杂浓度以腐蚀液比 腐蚀速度强烈依赖掺杂浓度以及腐蚀液配比 氮化氮化硅硅的的湿湿法刻蚀法刻蚀 热 ( t oC) 磷酸 H PO 溶液 热 (150 to 200 oC) 磷酸 H3PO4溶液。 对硅、二氧化硅有高选择比。 应用于 LOCOS 和 STI氮化硅去除。 Si3N4 + 4 H3PO4 Si3(PO4)4+ 4NH3 垫层氧化 生长生长SiO /SiN刻蚀刻蚀 氮化硅 P-型衬底 生长生长SiO2/SiN刻蚀刻蚀 SiN/SiO2/Si 垫层氧化,氮化硅淀积和图案形成 SiSi P 型衬底 氮化硅 + SiO2 p+ (a)(b) P-型衬底p+p+ 隔离掺杂 LOCOS 局部氧化 鸟嘴 p+ 氧化氧化 + CVD USG 去掉去掉 SiN/SiO2 P-型衬底p+p+ 隔离掺杂 SiO2 鸟嘴 p+ Si USG P 型衬底pp 隔离掺杂 氮化硅和垫层氧化剥离 p Si (c)(e) RCA 清洗RCA 清洗 1960年Kern and Puotinen 在RCA开发1960年，Kern and Puotinen 在RCA开发 IC fabs中最常用的清洗工艺 SC-1溶液：NH4OH:H2O2:H2O按1:1:5到1:2:7 的比例配制并且温度在70 - 80 C，用于去除的比例配制并且温度在7，用于去除 颗粒沾污. SC 2溶液HCl:H O :H O按1:1:6到1:2:8比 SC-2溶液：HCl:H2O2:H2O按1:1:6到1:2:8比 例配制并且温度在 70-80C，用于去除无机 沾污沾污。 去离子水冲洗去离子水冲洗 HF 浸洗或 HF 蒸汽腐蚀去除自然氧化层 典型金属的湿法刻蚀典型金属的湿法刻蚀典型金属的湿法刻蚀典型金属的湿法刻蚀 钛的湿法刻蚀铝的湿法刻蚀 80% 磷酸, 5% 乙酸 钛的湿法刻蚀 1:1 双氧水 (H2O2) 和硫 铝的湿法刻蚀 80% 磷酸, 5% 乙酸 (CH3COOH), 5% 硝 酸 和 10 % 水加热溶 1:1 双氧水 (H2O2) 和硫 酸 (H2SO4) 混合溶液。 将钛氧化成 酸, 和 10 % 水加热溶 液 (42 to 45oC) 硝酸使铝氧化 H2O2将钛氧化成 TiO2 H SO 和 TiO 反应同 硝酸使铝氧化， 同时 磷酸移除被氧化的铝。 H2SO4和 TiO2 反应同 时移除它 乙酸减低硝酸的氧化 速度 H2O2将硅和硅化物氧化 成 SiO2 速度。 成 SiO2 H2SO4不与 SiO2反应 自对准自对准TiSi的形成的形成自对准自对准TiSi的形成的形成 TiSi2 TiSi2 Ti TiSi2 TiSi2 Ti Polysilicon gate - Polysilicon gate - Polysilicon gate Gate oxide n - n - n + n + Gate oxide n - n - n + n + Gate oxide n - n - n + n + 钛淀积硅化物退火湿法去除钛 湿法刻蚀优缺点湿法刻蚀优缺点湿法刻蚀优缺点湿法刻蚀优缺点 高选择比 d 高选择比 相对便宜的设备 批处理高产出 dm film 批处理，高产出 各向同性的形貌 Substrate film 不能形成3微米以下的图形 化学剂用量大 df HF 的特点 化学剂用量大 化学剂的危害性 dm HF 的特点 即使接触也不会感觉到 损伤骨头中和钙 film 损伤骨头，中和钙 剧烈疼痛 不要心存侥幸 视IC工厂中所 Substrate 不要心存侥幸. 视IC工厂中所 有未知的溶液为HF. df 本章内容本章内容 基本介绍基本介绍 本章内容本章内容 1. 基本介绍基本介绍 2 湿法刻蚀湿法刻蚀2. 湿法刻蚀湿法刻蚀 3 干法刻蚀干法刻蚀3. 干法刻蚀干法刻蚀 工作方式工作方式 侧墙形貌控制侧墙形貌控制 4 刻蚀工艺刻蚀工艺4. 刻蚀工艺刻蚀工艺 干法刻蚀干法刻蚀 为等离刻 干法刻蚀干法刻蚀 主要为等离子体刻蚀 等离子体中含有高活性自由基和离子 等离子体中含有高活性自由基和离子 自由基具有强烈的氧化性自由基具有强烈的氧化性 离子具有一定的动能 仅利用活性自由基的纯化学刻蚀：PE 同时化学和物理反应RIE 同时化学和物理反应：RIE 目前大部分图形刻蚀都采用RIE目前大部分图形刻蚀都采用RIE 干法刻蚀的三种方式干法刻蚀的三种方式 化学方式化学方式物理方式物理方式 干法刻蚀的三种方式干法刻蚀的三种方式 化学方式化学方式 纯化学反应 物理方式物理方式 物理反应：从表面移 纯化学反应 反应产物是气体 高选择比 物理反应：从表面移 (轰）走材料 惰性离子如Ar+轰击 高选择比 各向同性的形貌 惰性离子如Ar 轰击 表面进行溅射 等离子体工艺 各向同性的形貌 例如: 干法去胶 等离子体工艺 各向异性形貌 干法去胶 LOCOS 和STI 的氮 化硅去除 低选择比 例如: 化硅去除 例如: 氩溅射刻蚀 物理物理/化学混合方式化学混合方式(RIE)物理物理/化学混合方式化学混合方式(RIE) 结合物理和化学的刻蚀 等离子体离子轰击加上自由基反应 等离子体：离子轰击加上自由基反应 名字的误导, 应该称为离子辅助刻蚀 (Ion 名字的误导, 应该称为离子辅助刻蚀 ( o Assisted Etching, IAE) 高速可控的刻蚀速率 高速可控的刻蚀速率 各向异性可控的形貌 好的可控的选择比 在8英寸厂所有的图形刻蚀都使用RIE工艺 在8英寸厂所有的图形刻蚀都使用RIE工艺。 侧墙形貌控制侧墙形貌控制侧墙形貌控制侧墙形貌控制 各向异性产生机理：损伤机理 强烈的离子轰击破坏 各向异性产生机理：损伤机理 强烈的离子轰击破坏 化学键。 暴露在表面的原子更 Ions PRPR 暴露在表面的原子更 易和自由基反应。 Ions 离子轰击是垂直方向 的。的。 各向异性刻蚀垂直 方向的刻蚀速率远大方向的刻蚀速率远大 于水平方向。 Broken bonds Exposed atom Etch ByproductEtchant free radical yp Etched Atom or molecule 侧墙形貌控制侧墙形貌控制侧墙形貌控制侧墙形貌控制 各向异性产生机理：保护机理 溅出光刻胶和/或化学 反应生成副产品 各向异性产生机理：保护机理 反应生成副产品。 副产品物质淀积在表 Ions PRPR 副产品物质淀积在表 面。 离子轰击是垂直方向 离子轰击是垂直方向 的。 底部淀积不会发生 底部淀积不会发生。 刻蚀主要是垂直方向 的 Sidewall deposition Knocked away bottom deposition 的。 侧壁淀积保护侧壁。 p Etch Byproduct Etched Atom or molecule Etchant free radical Etched Atom or molecule 淀积淀积/回刻回刻/再淀积填孔再淀积填孔淀积淀积/回刻回刻/再淀积填孔再淀积填孔 Al Cu USG1Deposition AlCu AlCu USG Etch Cu Deposition USG p AlCu 1 USG: Undoped Silicate Glass 等离子体应用回顾等离子体应用回顾RIE等离子体应用回顾等离子体应用回顾RIE Plasma radicals Plasma + SheathTypical parameters + Sheath region Typical parameters Gas: Cl2, CF4, O2(ashing) Pressure: 10 mT Plasma density: 109- 1011cm-3y Electron Temperature: 5-10 eV 等离子体中的活性基向衬底表面漂移 阳离子经鞘层加速后轰击衬底表面促阳离子经鞘层加速后轰击衬底表面，促 进表面反应发生 反应生成物以气相离开衬底表面 反应生成物以气相离开衬底表面 等离子体应用回顾等离子体应用回顾PECVD等离子体应用回顾等离子体应用回顾PECVD Plasma radicals + Sheath region Typical parameters Gas: SiH4Silane, for a-Si SiH /O for SiO region S b tt SiH4/O2, for SiO2 Si(OC2H5)4TEOS/O21%/99% Pressure: 200 -1000 mT Temperature: 100-800oC 反应气离化成为活性基并向衬底表面漂移 Substrate Temperature: 100 800 C Plasma density: 107- 109cm-3 Electron Temperature: 5-10 eV 反应气离化成为活性基并向衬底表面漂移 活性基与衬底不发生化学反应（衬底表面材料不会 损失） 活性基之间反应形成固相生成物活性基之间反应形成固相生成物 鞘层加速的阳离子可以促进生成物之间成膜 等离子体应用回顾等离子体应用回顾Sputtering等离子体应用回顾等离子体应用回顾Sputtering Deposited layer Plasma n n n + + Sheath region n+ + + Typical parametersypp Gas: Ar, N2, O2(reactive) Pressure: 100 mT Plasma density: 109- 1010cm-3 加速的阳离子向靶表面轰击 Electron Temperature: 5-15 eV 加速的阳离子向靶表面轰击 获能的靶材料脱离靶表面 脱离的靶材料原子或原子团向衬底表面运动 脱离的靶材料原子或原子团向衬底表面运动 等离子体应用回顾等离子体应用回顾Implantation等离子体应用回顾等离子体应用回顾Implantation Plasma + + Sheath region + + + + Typical parameters Gas: BF3, AsH3, (Si Doping) N2, O2(Metal hardening) Pressure: 10 mT 离子以脉冲形式加速 Pressure: 10 mT Plasma density: 109- 1010cm-3 Electron Temperature: 5-15 eV 离子以脉冲形式加速 离子轰击阴极，进入阴极材料表面（碰撞阻止） 进入的离对极材料表改性表耐磨 进入的离子对阴极材料表面改性（e.g. 表面耐磨 性，电阻率) 单片单片RIE系统图示系统图示单片单片RIE系统图示系统图示 Process gases Process chamber Plasma Process chamber Magnet coils Wafer Chk Wafer By-products to the pump Chuck RF PowerRF Power Heli m For backside coolingHelium For backside cooling 刻蚀腔的气压要求刻蚀腔的气压要求刻蚀腔的气压要求刻蚀腔的气压要求 超深亚微米后，要求低气压系统。 低压下： 自由基更长的平均自由程，较少的碰撞高离子能量,自基更长的平均自程，较少的碰撞高离子能, 低离子散射和更好的各向异性形貌。有助于去除刻蚀 副产物。 刻蚀腔通常都希望在低压状态下运行。 但低压下，难以离化！但低压下，难以离化！ 应用磁场增强离化应用磁场增强离化 低压下长的平均自由程, 离化碰撞率低 在磁场中 电子被迫旋转 在磁场中, 电子被迫旋转 电子必须运行更长的距离 碰撞的几率增加碰撞的几率增加 在低压下增加了等离子体的密度 高密度等离子高密度等离子(HDP)源源高密度等离子高密度等离子(HDP)源源 刻蚀工艺要求低压力 刻蚀工艺要求低压力 在长的平均自由程中电子很容易因为碰撞电在长的平均自由程中电子很容易因为碰撞电 极或腔壁而丢失，较难产生等离子体 平行板系统或电容耦合系统不能产生高密度 平行板系统或电容耦合系统不能产生高密度 的等离子体 在低压下生成高密度的等离子体需要新的系 统：统： 感应耦合等离子体 (ICP) 电旋加速谐振 电子回旋加速谐振 (ECR) ICP 1腔图示腔图示 Process gasesSource RFProcess gasesSource RF ICP 1腔图示腔图示 Plasma Process chamberRF coils Plasma Process chamberRF coils Plasma RF coils Wafer Plasma RF coils Wafer Byproducts to the pump E-Chuck Bias RF Byproducts to the pump E-Chuck Bias RF Pressure: 10 mT Plasma density: 109- 1011 cm-3 to the pump Bias RF Heliumbackside cooling to the pump Bias RF Heliumbackside cooling Electron Temperature: 5- 10 eV 腔上部: 陶瓷或石英 源 RF 产生等离子体并且控 制离子密度 感应耦合 RF power 变化的磁场产生电场 g g 制离子密度 射频偏压控制离子轰击能量 离子能量和密度独立受控 电子在一定的方向上被加速 可在低压下得到高密度的等 离子体 离子能量和密度独立受控离子体 1ICP: Inductively Coupled Plasma IC RFPECVDIC RFPECVD Pressure: 200 -1000 mT Temperature: 100-800oC Plasma density: 107- 109cm-3 电感线圈 射频源 陶瓷盖 y Electron Temperature: 5-10 eV 射频源 陶瓷盖 硅片 等离子体 硅片 腔体 射频偏压 静电吸盘 氦 本章内容本章内容 基本介绍基本介绍 本章内容本章内容 1. 基本介绍基本介绍 2 湿法刻蚀湿法刻蚀2. 湿法刻蚀湿法刻蚀 3 干法刻蚀干法刻蚀3. 干法刻蚀干法刻蚀 4. 刻蚀工艺刻蚀工艺4. 刻蚀工艺刻蚀工艺 介质刻蚀 硅（单晶多晶）刻蚀硅（单晶、多晶）刻蚀 金属刻蚀 介质刻蚀介质刻蚀介质刻蚀介质刻蚀 特点：主要利用损伤机理物理反应比化学反应多特点：主要利用损伤机理，物理反应比化学反应多。 较高的 RF power ，较低的压力。 氧化物刻蚀 掺杂或没掺杂的硅酸盐 强氧化剂：氟自由基 氟碳化合物（CF C F C F 掺杂或没掺杂的硅酸盐 玻璃 接触孔 (PSG BPSG) 氟碳化合物（CF4, C3F8 ,C4F8 ,CHF3)通常被用来做为氟源 NFSF也被应用于氟源 接触孔 (PSG or BPSG) 过孔 (USG, FSG or low- k 介质) NF3、SF6、也被应用于氟源。 通常掺入O2或H2、N2等提高选 择比 k 介质) 氮化物刻蚀 择比 化学反应方程式： (自由基） LOCOS (LPCVD SiN) 压焊点 (PECVD SiN) CF4+ e CF3 + F (自由基）+ e F + SiO2SiF4 +O2 压焊点 (PECVD SiN) F + Si4N3SiF4 +N2 刻蚀与聚合刻蚀与聚合刻蚀与聚合刻蚀与聚合 F/C 比率F/C 刻蚀占主导 F/C 比率F/C 3, 刻蚀占主导 F/C 3, 刻蚀占主导 F/C 2, 聚合占主导 聚合物屏蔽了进一步的刻蚀 C2F4C2F6CF4 -200 ) -100 Etching as (Volts) Polymerization Bia F/C Ratio 1234 0 聚合反应的应用聚合反应的应用聚合反应的应用聚合反应的应用 氧化物刻蚀时 生成物氧会与 反应释放 氧化物刻蚀时, 生成物氧会与C反应释放 更多的F更多的F 刻蚀硅或金属硅化物时，没有氧生成， 被耗率降F被消耗，F/C 比率下降至低于 2 时聚 合物的淀积开始合物的淀积开始 可以获得高BPSG-to-TiSi2选择比 PolySiO2SiNx CF4Isotropic/FastIsotropic/Fast CF4/O2Isotropic/FastIsotropic/SlowIsotropic/Fast CF4/H2Anisotropic/Slow(?)Isotropic/FastAnisotropic/Fast HBrAnisotropic/Fast(?)Slow(?)Slow CHF3/O2(?)Anisotropic/(?)SlowAnisotropic/NormalAnisotropic/Fast 终点检测终点检测终点检测终点检测 Film Etchant Wavelength () Emitter Al Cl BCl 6 AlCl 每个原子有自已的 光波 Al Cl2, BCl3 2614 AlCl 3962 Al Poly Si Cl2 2882 Si 6156 O 光波 不同的介质刻蚀时 6156 O Si3N4 CF4/O2 3370 N2 3862 CN 7037 F 等离子体发出不同 颜色的光 7 37 6740 N SiO2 CF4 and CHF3 7037 F 4835 CO 66 O 颜色的光 光传感器可用来检 测这变化并指出 6156 O PSG, BPSG CF4 and CHF3 2535 P W SF6 7037 F 测这一变化并指出 等离子刻蚀工艺的 终点 W SF6 7037 F 终点 刻蚀终点波长 负载效应负载效应 宏负载 负载效应负载效应 硅片的刻蚀速率在大的开放区域和小的开放区 域不同 宏负载 域不同 主要影响批处理刻蚀工艺 在单片处理工艺中影响非常小 在单片处理工艺中影响非常小 微负载 小孔的刻蚀速率小于大孔 PRPR 微负载 蚀刻剂更难以被传递到小孔中 刻蚀副产物更难扩散出来 Substrate Film 低压力可以减少影响 MFP(平均自由程)越长 蚀刻剂到达材质膜刻蚀副产物 Substrate MFP(平均自由程)越长, 蚀刻剂到达材质膜、刻蚀副产物 扩散出来就越容易。 过刻蚀过刻蚀OverEtch过刻蚀过刻蚀OverEtch 残留物去除 薄膜厚度和刻蚀速率 不均匀 残物去除 充分的过刻蚀 去除不挥发性的副产 不均匀。 过刻蚀：确保去除全 去除不挥发性的副产 物残留过刻蚀：确保去除全 部待刻薄膜 刻蚀薄膜衬底的选 物残留 充分的离子轰击移去 残留 刻蚀薄膜和衬底的选 择比高 残留 充分的化学反应 择比高 反应离子刻蚀使用光 氧气等离子去胶: 有 机残留 学终点检测从主刻蚀 切换到过刻蚀 机残留 湿法化学清洗: 无机切换到过刻蚀湿法化学清洗: 无机 残留 最有可能的不充分过刻蚀最有可能的不充分过刻蚀 Fil 侧壁残留 最有可能的不充分过刻蚀最有可能的不充分过刻蚀 Film 侧壁残留 SubstrateSubstrate 刻蚀前 不充分的过刻蚀 Film 2 line A Film 2 line B 可采用各向 同性但是 film 2残留 同性，但是 Film 1 RF功率与刻蚀速度和选择比功率与刻蚀速度和选择比RF功率与刻蚀速度和选择比功率与刻蚀速度和选择比 增加RF power增加p 离子密度,离子轰击能 量 和自由基的数量量, 和自由基的数量 刻蚀速率显著提高 Rate Selec 是最重要的控制刻蚀 速率的因素 Etch R ER ctivity 速率的因素 但增加RF power 导 E ER Selectivity 但增加RF power 导 致选择比降低 RF Power 多晶硅栅刻蚀多晶硅栅刻蚀多晶硅栅刻蚀多晶硅栅刻蚀 Photoresi