微細加工11刻蝕

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1、第第1111章章刻刻蝕蝕選擇曝光顯影（第1次圖形轉(zhuǎn)移）刻蝕（第22次圖形轉(zhuǎn)移）去膠對刻蝕的要求1、適當?shù)目涛g速率通常要求刻蝕速率為每分鐘幾十到幾百納米。2、刻蝕的均勻性好（片內(nèi)、片間、批次間）刻蝕均勻性一般為?5%。大量或大面積硅片同時刻蝕時，刻蝕速率會減小，這稱為刻蝕的負載效應。3、選擇比大選擇比指對不同材料的刻蝕速率的比值。4、鉆蝕小5、對硅片的損傷小6、安全環(huán)保鉆蝕（undercut）現(xiàn)象對刻蝕速率的各向異性的定量描述RLA??1RV式中，R和R分別代表橫向刻蝕速率和縱向刻蝕速率。LVA=1表示理想的各向異性，無鉆蝕；A=0表示各向同性，有

2、嚴重的鉆蝕?？涛g技術的種類化學刻蝕濕法電解刻蝕刻蝕技術離子銑刻蝕（物理作用）干法等離子體刻蝕（化學作用）反應離子刻蝕（物理化學作用）與濕法化學刻蝕相比，干法刻蝕對溫度不那么敏感，工藝重復性好；有一定的各向異性；等離子體中的顆粒比腐蝕液中的少得多；產(chǎn)生的化學廢物也少得多。11.111.1濕法刻蝕濕法刻蝕濕法刻蝕是一種純粹的化學反應過程。優(yōu)點1、應用范圍廣，適用于幾乎所有材料；2、選擇比大，易于光刻膠的掩蔽和刻蝕終點的控制；3、操作簡單，成本低，適宜于大批量加工。缺點1、為各向同性腐蝕，容易出現(xiàn)鉆蝕；2、由于液體存在表面張力，不適宜于腐蝕極細的線條；

3、3、化學反應時往往伴隨放熱與放氣，導致腐蝕不均勻。常用腐蝕液舉例1、SiO22腐蝕液BHF：28mlHF+170mlHO+113gNHF242、SiSi腐蝕液Dashetch:1mlHF+3mlHNO+10mlCHCOOH33Sirtletch:1mlHF+1mlCrO(5M水溶液)3Silveretch:2mlHF+1mlHNO+2mlAgNO（0.65M33水溶液），（用于檢測外延層缺陷）Wrightetch:60mlHF+30mlHNO+60mlCHCOOH+3360mlHO+30mlCrO(1gin2mlHO)+2g232(CuNO)3H

4、O，（此腐蝕液可長期保存）3223、Si33N44腐蝕液HFHPO(140oC~200oC)344、AlAl腐蝕液4mlHPO+1mlHNO+4mlCHCOOH+1mlHO，34332（35nm/min）0.1MKBrO+0.51MKOH+0.6MKFe(CN)，24736（1?m/min，腐蝕時不產(chǎn)生氣泡）5、AuAu腐蝕液王水：3mlHCl+1mlHNO，（25~50?m/min）34gKI+1gI+40mlHO（0.5~1?m/min，不損傷光刻膠）211.311.3干法刻蝕基本分類干法刻蝕基本分類等離子體刻蝕（化學作用）反應離子刻蝕（物理

5、化學作用）離子銑刻蝕（物理作用）11.411.4等離子體刻蝕等離子體刻蝕一、等離子體刻蝕機理在低溫等離子體中，除了含有電子和離子外，還含有大量處于激發(fā)態(tài)的游離基和化學性質(zhì)活潑的中性原子團。正是利用游離基和中性原子團與被刻蝕材料之間的化學反應，來達到刻蝕的目的。對硅基材料的基本刻蝕原理是用““硅--鹵””鍵代替““硅--硅””鍵，從而產(chǎn)生揮發(fā)性的硅鹵化合物?？涛g硅基材料時的刻蝕氣體有CF、CF和SF等。其中4266最常用的是CF。4CF本身并不會直接刻蝕硅。等離子體中的高能電子撞擊4CF分子使之裂解成CF、CF、C和F，這些都是具有極強432化學反

6、應性的原子團。CF等離子體對Si和SiO有很高的刻蝕選擇比，室溫下可42高達50，所以很適合刻蝕SiO上的Si或多晶Si。2在CF中摻入少量其它氣體可改變刻蝕選擇比。摻入少量4氧氣可提高對Si的刻蝕速率；摻入少量氫氣則可提高對SiO2的刻蝕速率，從而適合刻蝕Si上的SiO。2二、等離子體刻蝕反應器1、圓筒式反應器這種反應器最早被用于去膠，采用的刻蝕氣體是O。后來2又利用F基氣體來刻蝕硅基材料。屏蔽筒的作用是避免晶片與等離子體接觸而產(chǎn)生損傷，同時可使刻蝕均勻。GasinWafersWafersRFelectrodeReactionchamberRF

7、generatorQuartzboatVacuumpump典型工藝條件射頻頻率：13.56MHz射頻功率：300~600W工作氣體：O（去膠）2F基（刻蝕Si、Poly-Si、SiN等）34F基+H（刻蝕SiO等）22氣壓（真空度）：0.1~10Torr分辨率：2?m筒式等離子體刻蝕反應器的缺點1、為各向同性腐蝕，存在側向鉆蝕，分辨率不高；2、負載效應大，刻蝕速率隨刻蝕面積的增大而減?。?、均勻性差；4、不適于刻蝕SiO和Al。22、平板式反應器射頻源陰極陽極氣體硅片放在陽極上。這種刻蝕以化學刻蝕為主，也有微弱的物理濺射刻蝕作用。離子的能量可以促

8、進原子團與硅片之間的化學反應，提高刻蝕速率，同時使刻蝕具有一定的各向異性，使分辨率有所提高。非揮發(fā)性的反應產(chǎn)物在側壁的淀積也可實現(xiàn)一定程