干法刻蚀常用设备的原理及结构
来源:开云体育网页版登录    发布时间:2024-07-28 04:27:59| 阅读次数:518

  干法刻蚀技术是一种在大气或真空条件下进行的刻蚀过程,通常使用气体中的离子或化学物质来去除材料表面的部分,通过掩膜和刻蚀的调控,能轻松实现各向异性及各向同性刻蚀的任意切换,从而形成所需的图案或结构。常见的干法刻蚀设备有反应离子刻蚀机(RIE)、电感P)、磁性中性线等离子体刻蚀机(NLD)、离子束刻蚀机(IBE),本文目的对各刻蚀设备的结构可以进行剖析,以及分析技术的优缺点。

  RIE设备的结构通常比较简单,一般由、阳极、阴极、气源和真空泵组成,其中,晶圆位于阴极上,射频电源与阴极相连接,在刻蚀开始时,射频电源施加电场到气体上,气体被电离为离子、电子、原子和分子,其中由于电子的运动速度远大于其他离子,在刻蚀腔中会形成明显的鞘区,在晶圆上方会形成自偏压的电场,RIE利用该效应吸引并加速等离子体中的离子与被刻蚀材料产生物理化学作用,最终产生的副产物气体挥发被排出。然而,这种由自偏压效应引起的刻蚀过程中各物质的运动速度不同,造成了RIE刻蚀离子与反应自由基的不匹配,在RIE刻蚀过程中,经常产生的“黑硅”现象就是该原理造成的。

  随着工艺要求的逐步的提升,研发人员开发了电感耦合等离子体刻蚀机(ICP),该设备克服了自由基、离子不匹配的问题,常用的ICP刻蚀机结构如图2所示,一般由顶部通入刻蚀气体,经过刻蚀腔侧壁的RF线圈,被RF线圈施加的电场激发为等离子体,在腔体中形成明显的辉光层;然后,通过在位于下电极上施加Bias的功率吸收等离子体中的刻蚀离子。相比RIE刻蚀技术,ICP刻蚀腔体一般具有较低的气压,更高密度的等离子体,能够最终靠射频线圈功率、气体流量、Bias功率的调控,实现更高速率,更高精度以及更大深宽比的刻蚀。

  图2右给出了ICP用C4F8刻蚀石英的过程,其中射频放电C4F8产生的氟碳自由基会自发的形成钝化层沉积在表面,然后在施加在晶圆表面的Bias作用下,正离子具有较高的速率延垂直于晶圆表面轰击钝化层以及刻蚀石英,实现石英的高深宽比刻蚀。

  传统ICP刻蚀射频线圈会对刻蚀腔中的磁场产生一定的影响,使得径向的等离子体密度不一致,并干扰刻蚀离子的运动,进而影响刻蚀均匀性。研发人员进一步开发了磁中性环路放电,该设备的结构如图3所示,其在ICP刻蚀线圈的外围施加了三个控制磁场的线圈,经过控制三个线圈磁场的大小从而能够在刻蚀腔中形成磁中环强度为0的环境,由此产生更高密度以及分布均匀的等离子体。加以Bias的控制,NLD技术具有更好的刻蚀均匀性,更高的刻蚀速率。除常用的介质层外,也经常用于刻蚀碳化硅等耐刻蚀材料。

  IBE刻蚀为纯物理轰击刻蚀,常用于氟基或者氯基等离子体无法刻蚀的材料,例如,金、铜、铂等。常规IBE刻蚀机的结构如图4所示,氩气通过灯丝提供的电子将其离子化形成等离子体并离子源,然后通过电子引出加速系使离子均匀射向晶圆工件台,最后通过轰击固体表面原子,使材料原子发生溅射,达到刻蚀目的。

  IBE的特点主要有:1)高方向性的中性离子束能够控制侧壁轮廓,优化刻蚀过程中的径向均匀性和结构形貌。2)通过调整工件台的角度能够最终靠倾斜晶圆从而改变离子束的撞击方向实现侧壁角度的控制。

  文章出处:【微信号:bdtdsj,微信公众号:中科院半导体所】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

  本帖最后由 gk320830 于 2015-3-7 11:21 编辑 释放MEMS机械

  是MEMS 器件去除牺牲材料的传统工艺,总部在苏格兰的Point 35

  气体使用的是SF6+O2,碳化硅上面没有做任何掩膜,就为了去除SiC表面损伤层达到表面改性的效果。但是实际

  是MEMS 器件去除牺牲材料的传统工艺,总部在苏格兰的Point 35 Microstructures在SEMICON C

  反刻是在想要把某一层膜的总的厚度减小时采用的(如当平坦化硅片表面时需要减小形貌特征)。光刻胶是另一个剥离的例子。总的来说,有图形

  工艺在器件工艺中存在广泛的应用 /

  就是利用化学或物理方法有选择性地从硅片表面去除不需要的材料的过程。从工艺上区分,

  的介绍,它的原理是怎样的 /

  气体注入真空反应室,待压力稳定后,利用射频辉光放电产生等离子体;受高速电子撞击后分解产生自由基,并扩散到圆片表面被吸附。

  9月17日,北方华创在投资者互动平台表示,公司前期已经发布了首台国产12英寸CCP晶边

  研发成功有关信息,目前已在客户端实现量产,其优秀的工艺均匀性、稳定性赢得客户高度评价。

  ,这两种技术各有优势,也各有一定的局限性,理解它们之间的差异是至关重要的。

  各有什么利弊? /

  测试方法》等196个行业标准、1个行业标准外文版、38个推荐性国家标准计划项目的意见。

  测试方法等行业标准公开征集意见 /

  ICP和CCP优势介绍 /

  Moldex3D模流分析之CUF Simulation Quick Start