干法刻蚀工艺总结

干法刻蚀工艺总结离子束刻蚀机〔IBE-150A〕背景:ArKrXe射，到达刻蚀目的，属纯物理过程。技术指标：30minATM1.0×10-3Pa极限真空度：2×10-4PaICP刻蚀机〔OXFORDICP180〕背景:ClBrICP技术指标：ICP：0~3000WRF：0~600W1基底刻蚀温度：0℃-200℃可调。O3 2 2可刻蚀材料包括：GaN、GaAs、InP等Ⅲ-Ⅴ族化合物材料ICP刻蚀机〔STSHRM〕背景：FBosch于对硅材料进展大深宽比刻蚀。技术指标：ICP：0-3000WRF：0-600W装片系统：六英寸，向下兼容0℃-200℃可调。刻蚀气体：SF6、C4F8、O2、Ar可刻蚀材料包括：硅材料反响离子刻蚀机〔Tegal903e〕背景:tegal903eRIE〔ReactiveIonEatching〕设备,其原理是利用含有FSIO2SINxSF6、CHF3、O2、He6英寸单片及不规章小片〔6寸硅片作为托盘〕SiO2Si3N4的刻蚀。技术指标：片四英寸，小片兼容。可刻蚀材料：SiO2，SiNx刻蚀均匀性：±5%以内，刻蚀速率：≤500nm/min。刻蚀种类干法：气态等离子体中，发生物理或化学反响亚微米尺寸湿法：液态化学试剂中，发生化学反响3微米按材料分：金属刻蚀、介质刻蚀、硅〔多晶硅〕刻蚀原理上类似于化学气相沉积过程，除了材料是去除而不是沉积由三步组成：(1)等离子体产物到达被刻蚀外表；(2)与外表膜发生反响；(3)反响物从外表移走刻蚀参数刻蚀速率2.刻蚀剖面3.刻蚀偏差4.选择比5.均匀性6.残留物7.聚合物8.等离子体诱导损伤9.颗粒、沾污和缺陷刻蚀速率R=ΔT/t〔nm/min〕R正比于刻蚀剂的浓度R下降；假设面积小，则刻蚀会快一些。刻蚀剖面两种根本剖面：各项同性：各项异性：小线宽图形亚微米器件，现今集成电路要求88°-89°高深宽比图形窗口：化学刻蚀剂难以进入，反响生成物难以出来刻蚀偏差刻蚀后线宽或关键尺寸间距发生变化，通常由横向刻蚀引起，但也能由刻蚀剖面引起。刻蚀偏差=Wb-Wa选择比被刻蚀材料的刻蚀速率与另一种材料的刻蚀速率之比关键尺寸越小，选择比高求越高。11选择比好：100-1000

ES R Er刻蚀均匀性由于刻蚀速率和刻蚀剖面与图形尺寸和密度有关而产生，深宽比相关的刻蚀或微负载效应残留物产生缘由：被刻蚀膜层中的污染物2.选择比不适宜的化学刻蚀3.胶体中的污染物4.膜层中不均匀的杂质分布方法：刻蚀完成后进展过刻蚀；有时承受湿法化学腐蚀去掉聚合物时有意形成，目的是在侧壁上形成抗腐蚀膜，从而防治横向刻蚀，形成高的各项异性刻蚀。光刻胶中的CF/CF/C〔侧壁钝化〕等离子体诱导损伤等离子体包含大量的离子，电子和激发原子/分子主要损伤：非均匀等离子体在晶体管栅电极产生陷阱电荷，引起薄栅氧化硅的击穿；能量离子对暴露的栅氧化层的轰击〔典型离子流1015/cm2，能量300-700eV〕干法刻蚀获得高精度图形转移的常用方法是承受干法刻蚀。主要目的是完成地把掩模图形复制到硅片外表上。的气体气压下的刻蚀工艺。Kaufman离子源介绍1960年Kaufman教授开头设计一种用于空间飞行打算的宽束Bell试验室的专家们把它应用在地面，名为kaufman离子源。kaufman离子源是栅格式离子源，它主要由真空放电室、离子光学系统和中和器组成。放电室又由阴极、电子经过阴极鞘层被的气体原子相碰撞，气体原子被电离，形成离子及二次电子，电〔一般子加速能量〕。该离子束经聚焦后可形成聚焦离子束斑，能量将工件进展宽束加工。Kaufman离子源可用于离子束纳米薄膜制备、干法离子刻蚀、周密离子铣、材料改性、原子级基板外表清洁等诸多方面。Kaufman离子源产品优点：上的接触，使得局部温度上升〔低温制程〕；2、离子束能量和束流密度可以单独调整与掌握，大大提高了工艺的敏捷性与稳定性；3、更宽的离子束使用范围，适用于大型镀膜机；4、可以在导体、半导体和绝缘体上镀制任何固体物质；5、可以实现原子级薄膜沉积，薄膜均匀、致密、附着力强；6、高真空环境下镀膜，远离等离子体，薄膜污染物小；7、模块化设计，随插即用；8、无高频辐射污染，对操作者无损害。Kaufman离子源镀膜适用领域：1、微纳传感器2MEMS器件3、数据存储4、半导体器件5、医疗科技6、周密光学/光电子学7、平版显示8、太阳能科技9、高频和微波10、材料分析Kaufman离子源的供电系统Kaufman离子源分别由阴极电源、阳极电源、屏栅电源、加速栅电源、中和电源供电，供电原理图如以下图所示。阴极电源命，这是不利的。为此，可以适当加大放电电压和/或增加气体流量来避开阴极放射的空间电荷限制。阳极电源60～70V35～40V的放电弧压所产生的离子根本上是单荷离子48V60～70V10～20%60～70V120～140eV20～35eV，35～40eV的Ar+在离子源内部不会产生明显的轰击阴极灯丝的溅射。40～140eV能量范围溅射额随离子能量快速增加。10～20%Ar++120～140eV能量轰击灯丝外表，溅射量可增加10～100倍，其结果是阴极灯丝被大量溅射逸出而侵蚀，使用寿命大大缩短，同时单荷Ar+离子很少从栅孔抽出形成有效离子流，并W+离子一同抽出在真空室内污染薄膜材料。因此，可。屏栅电源〔因等离子体电位与阳极电压相近〕，由于阳极电压远1