微電子制造技術氧化硅的濕法刻蝕微電子制造技術第章刻蝕概述刻蝕是將硅片表面上淀積的各種絕緣介質、金屬薄膜等按照掩膜版的圖形結構選擇性的去除,以便形成各種各樣的器件結構和電路的互連刻蝕工藝是在顯影檢查完后進行,一旦膜層材料被刻蝕去除,在刻蝕過程中所造成的缺陷將無法彌補而使整個硅片報廢。刻蝕的要求取決于要制作的圖形類型。如金屬層、多晶硅柵、隔離槽、通孔等。因為結構的不同,所以具有大量不同刻蝕參數的材料。特征尺寸的縮小使刻蝕工藝對尺寸的控制要求更加嚴格,也更加難以檢測。微電子制造技術電信學院微電子學系2學習目標1.了解9個主要的刻蝕參數2.描述干法刻蝕的優點及基本原理;3.列舉一個介質、硅、金屬干法刻蝕的實際例子;4.熟悉濕法刻蝕及其應用5.了解刻蝕檢查以及相關的重要的質量測量方法。微電子制造技術電信學院微電子學系3刻蝕原理刻蝕是利用化學或者物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要的材料的過程。刻蝕的基本目標是在涂膠的硅片上正確地復制掩膜圖形。因此,刻蝕過程中光刻膠層起著有效保護下面的膜層不受浸蝕的作用。圖16.1是常規COMS柵刻蝕工藝示意圖。光刻膠光刻膠被刻蝕材料被保護層(a)有光刻膠圖形的襯底b)刻蝕后的襯底Figure16.1微電子制造技術電信學院微電子學系4刻蝕工藝刻蝕工藝的類型濕法刻蝕干法刻蝕需要刻蝕的三種主要材料硅介質金屬有圖形的刻蝕和無圖形的刻蝕微電子制造技術電信學院微電子學系5刻蝕參數為了將掩膜圖形復制到硅片表面的材料上,刻蝕必須滿足一些特殊的要求,包括以下刻蝕參數。刻蝕速率刻蝕剖面刻蝕偏差選擇比均勻性殘留物聚合物≯等離子體誘導損傷顆粒沾污和缺陷微電子制造技術電信學院微電子學系6刻蝕速率刻蝕速率是指在刻蝕過程中去除薄膜表面材料的速度(見圖16.3),通常用Amin表示。刻蝕速率由工藝和設備變量決定,如被刻蝕材料類型、刻蝕機的結構、使用的刻蝕氣體和工藝參數等。刻蝕速率可用下式來計算。刻蝕速率=△T/t(Amin)其中,ΔT去掉的材料厚度(A)t刻蝕所用的時間(mn)刻蝕速率通常正比于刻蝕劑的濃度,也與被刻蝕的圖形的幾何形狀有關。刻蝕的面積越大刻蝕速率就越慢,因為刻蝕所需要的刻蝕劑氣體就越多,這被稱為負載效應。微電子制造技術電信學院微電子學系7△T=刻蝕掉的厚度t=刻蝕時間〔2m【25w刻蝕開始刻蝕結束Figure16.3刻蝕速率微電子制造技術電信學院微電子學系8刻蝕剖面刻蝕剖面指的是被刻蝕圖形的惻壁形狀。有兩種基本的刻蝕剖面,分別為各向同性的刻蝕剖面和各向異性刻蝕剖面。各向同性刻蝕剖面是指在所有方向以相同的刻蝕速率進行的刻蝕(見圖1.4)。濕法化學腐蝕就是各向同性刻蝕,因而不能用于亞微米器件制造中的選擇性圖形刻蝕。各向同性刻蝕是在各個方向上同樣的速率進行刻蝕ResistFilmSubstrate微電子制造技術FigureI64濕法各向同性刻蝕電信學院微電子學系9對于亞微米尺寸的圖形來說,希望刻蝕剖面是各向異性的,即刻蝕只在垂直于硅片表面的方向進行(見圖16.5),只有很少的橫向刻蝕。各向異性刻蝕對于亞微米器件的制作來說非常關鍵各向異性刻蝕大部分是通過干法等離子體刻蝕來實現的。各向異性刻蝕是僅在方向刻蝕ResistFilmSubstrateFigureI6.5具有垂直刻蝕剖面的各向異性刻蝕微電子制造技術電信學院微電子學系10END16、業余生活要有意義，不要越軌。——華盛頓

17、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。——羅素·貝克

18、最大的挑戰和突破在于用人，而用人最大的突