[精选]图形刻蚀技术

第7章：图形刻蚀技术(Chapter11)ImplantDiffusionTest/SortEtchPolishPhotoCompletedwaferUnpatternedwaferWaferstartThinFilmsWaferfabrication(front-end)问题：常见的刻蚀对象：SiO2、Si3N4、Poly-Si、磷硅玻璃、铝或铝合金、衬底材料等即：金属刻蚀、介质刻蚀、硅（半导体）刻蚀PhotoresistmaskFilmtobeetched(a)Photoresist-patternedsubstrate(b)SubstrateafteretchPhotoresistmaskProtectedfilmEtchBias、Undercut、SlopeandOveretch(a)BiasResistFilmSubstrateWbWaUndercutSubstrateResistFilmOveretchS=EfErEfNitrideOxideEr选择比：SEf=被刻蚀材料的刻蚀速率Er=掩蔽层材料的刻蚀速率对刻蚀的基本要求：图形的高保真：横向腐蚀和各向异性腐蚀刻蚀剖面：选择比：光刻胶和不同材料的腐蚀速度关键尺寸（CD）控制均匀性：小线条和大硅片清洁：残渣沾污损伤：7.1.湿法腐蚀：即，化学腐蚀(S11.1)8.1.1腐蚀液：SiO2：HF:NH4F:H2O=3毫升：6克：10毫升（36°C）Al：H2PO4、70~80°C、乙醇稀释Si3N4：H2PO4、H2PO4：HNO3=3：1（SiO2膜）HF（Cr膜）其它定向腐蚀(P265~263)7.1.2刻蚀中的质量问题：图形畸变：曝光时间、显影时间、刻蚀速度浮胶：粘附、前烘时间、曝光时间、显影时间、刻蚀速度、腐蚀液毛刺和钻蚀：清洁、显影时间、腐蚀液针孔：膜厚不足、曝光不足、清洁、掩膜版小岛：曝光、清洁、湿法显影、掩膜版湿法腐蚀工艺的特点：速度快，成本底，精度不高。7.2.干法腐蚀：即，等离子刻蚀Section11.3（重点阅读）7.2.1.原理和特点：是一种物理-化学刻蚀；是一种选择性很强的刻蚀在低压中进行，污染小与去胶工艺同时进行表面损伤置入等离子场中的分子因等离子能量的激励生成了性的游离基分子、原子，以这些活性游离基分子、原子引起的化学反应，形成挥发性产物，而使被蚀物剥离去掉。活性游离基分子、原子不受电场影响，因而各向同性。RF装置：RootspumpProcessgasesExhaustGas-flowcontrollerPressurecontrollerGaspanelRFgeneratorMatchingnetworkMicrocontrollerOperatorInterfaceGasdispersionscreenElectrodesEndpointsignalPressuresignalRoughingpumpWaferF基刻蚀原理：（SiO2为例）CF42F+CF2（游离基）SiO2+4FSiF4+2OSiO2+2CF2SiF4+2COCl基…等离子激发8)By-productremoval1)EtchantgasesenterchamberSubstrateEtchprocesschamber2)Dissociationofreactantsbyelectricfields5)Adsorptionofreactiveionsonsurface4)Reactive+ionsbombardsurface6)SurfacereactionsofradicalsandsurfacefilmExhaustGasdeliveryRFgeneratorBy-products3)Recombinationofelectronswithatomscreatesplasma7)Desorptionofby-productsCathodeAnodeElectricfieldllAnisotropicetchIsotropicetch氧的作用：加快氢的作用：减慢高分子生成：刻蚀速度、选择性反应气体：CF4、CHF3、CF6SeeTable11.3InGaAs刻蚀仿真刻蚀前结构PIN结构。10um厚的本征InP衬底，在衬底上生长3um厚的掺杂Si浓度为2×1018的InP层（N＋），然后再淀积3um厚的Si掺杂4×1016的n－,InGaAs，InGaAs中In的组分为0.53。上层淀积1um厚的InP，掺杂为2×1018（P＋）。刻蚀阻挡层采用Si3N4，厚度1um。Rate.EtchMachine=PEMach\Plasma\Pressure=3.75Tgas=300.0Tion=3000.0Vpdc=32.5Vpac=32.5\Lshdc=0.005Lshac=0.0\Freq=13.56Nparticles=4000\Mgas=40.0Mion=40.0\Constant\Energy.Div=50\Qio=1.7e-19Qcht=2.1e-19#DefinetheplasmaetchparametersforInGaAsRate.EtchMachine=PEMach\Plasma\Material=InGaAs\k.i=1.1k.f=k.d=等离子体刻蚀中可以改变的参数及默认值等离子体腔及刻蚀气体的物理特性刻蚀气体的化学特性[PRESSURE=<n>]＃定义等离子体刻蚀机反应腔的压强[TGAS=<n>]＃定义等离子体刻蚀机反应腔中气体的温度[TION=<n>]＃定义等离子体刻蚀机反应腔中离子的温度[VPDC=<n>]＃等离子体外壳的DC偏压[VPAC=<n>]＃等离子外壳和电珠之间的AC电压[LSHDC=<n>]＃外壳的平均厚度[LSHAC=<n>]＃外壳厚度的AC组成[FREQ=<n>]＃AC电流的频率[NPARTICLES=<n>]＃用蒙托卡诺计算来自等离子体的离子流的颗粒数[MGAS=<n>]＃气体原子的原子质量[MION=<n>]＃等离子体离子的原子量[(CHILD.LANGM|COLLISION|LINEAR|CONSTANT)]＃计算等离子体外壳的电压降的模型，默认为CONSTANT[MAX.IONFLUX=<n>][IONFLUX.THR=<n>][K.I=<n>]＃定义等离子体刻蚀速率的线性系数[K.F]#定义化学流相关的等离子刻蚀速率[K.D]#定义淀积流量相关的等离子体刻蚀速率各参数的意义：改变刻蚀腔压强刻蚀腔压强越大，刻蚀速率变小、刻蚀效果也变差。这从离子的能量－角度分布中也可以得出结论改变气体温度刻蚀腔中气体的温度高时刻蚀剖面要好，但影响较小改变离子温度离子温度低时刻蚀效果要好，但刻蚀速率几乎不变改变ac偏压AC偏压变化时，刻蚀体现不出差别改变dc偏压DC偏压大时刻蚀效果要好，刻蚀速率几乎不变改变等离子体刻蚀速率的线性部分等离子体刻蚀速率的线性系数与刻蚀速率成线性改变刻蚀腔压强时的刻蚀剖面改变刻蚀腔压强对离子的能量－角度分布的影响压强较小时，离子的方向性要好各向异性刻蚀Section11.3（重点阅读）反应离子刻蚀（RIE）ReactiveIonEtch与前面的等离子刻蚀相比，等离子体的激励增大，反应气体发生了电子从原子脱离出去的正离子化，成为离子和游离基分子、原子混在一起的状态。先是游离基分子、原子被吸附在待蚀物上产生反应产物，离子在电场中加速并向基片垂直轰击，加快反应产物的脱离，且在待蚀物上形成损伤—吸附活性点，加快底部刻蚀速率，实现各向异性刻蚀。Reactive+ionsbombardsurfaceSurfacereactionsofradicals+surfacefilmDesorptionofby-productsAnisotropicetchIsotropicetchSputteredsurfacematerialChemicalEtchingPhysicalEtchingChemicalVersusPhysicalDryPlasmaEtching工艺控制RF功率测量与控制真空测量与控制等离子场测量与控制温度测量与控制工艺条件对结果的影响侧壁钝化提高各向异性PlasmaionsResistOxidePolymerformationSilicon刻蚀终点—诊断和控制技术（简述）终点监视仪—等离子体发射光谱（0ES）扫描单色光谱仪残余气体分析（RGA）/质谱分析射频和偏置电压也可以终点检测信号检测Measureetchrateat5to9locationsoneachwafer,thencalculateetchuniformityforeachwaferandcomparewafer-to-wafer.Randomlyselect3to5wafersinalot损伤（11.7阅读）习题：列出5点以上干法刻蚀的优点和3点以上的工艺注意事项。剥离技术：（11.9)牺牲层缕空刻蚀热隔离是阵列设计的关键2阵列版图的设计1热隔离结构的设计与分析=1.73×10-6（W/K）c引线制作流程e镂空结构的实现d悬臂梁图形的制作（SEM照片）9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。六月-21六月-21Thursday,June17,202110、雨中黄叶树，灯下白头人。。09:43:1309:43:1309:436/17/20219:43:13AM11、以我独沈久，愧君相见频。。六月-2109:43:1309:43Jun-2117-Jun-2112、故人江海别，几度隔山川。。09:43:1309:43:1309:43Thursday,June17,202113、乍见翻疑梦，相悲各问年。。六月-21六月-2109:43:1309:43:13June17,202114、他乡生白发，旧国见青山。。17六月20219:43:13上午09:43:13六月-2115、比不了得就不比，得不到的就不要。。。六月219:43上午六月-2109:43June17,202116、行动出成果，工作出财富。。2021/6/179:43:1309:43:1317June202117、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。9:43:13上午9:43上午09:43:13六月-219、没有失败，只有暂时停止成功！。六月-21六月-21Thursday,June17,202110、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。。09:43:1309:43:1309:436/17/20219:43:13AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。六月-2109:43:1309:43Jun-2117-Jun-2112、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。。09:43:1309:43:1309:43Thursday,June17,202113、不知香积寺，数里入云峰。。六月-21六月-2109:43:1309:43:13June17,202114、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。17六月20219:43:13上午09:43:13六月-2115、楚塞三湘接，荆门九派通。。。六月219:43上午六月-2109:43June17,202116、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。。2021/6/179:43:1309:43:1317June202117、空山新雨后，天气晚来秋。。9:43:13上午9:43上午09:43:13六月-219、杨柳散和风，青山澹吾虑。。六月-21六月-21Thursday,June17,202110、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。09:43:1309:43:1309:436/17/20219:43:13AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。六月-2109:43:1309:43Jun-2117-Jun-2112、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。09:43:1309:43:1309:43Thursday,June17,202113、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。六月-21六月-2109:43:1309:43:13June17,202114、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。17六月20219:43:13上午09:43:13六月-2115、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。六月219:43上午六月-2109:43June17,202116、业余生活要有意义，不要越轨。2021/6/179:43:1409:43:1417June202117、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。9:43:14上午9:43上午09:43:14六月-21MOMODAPOWERPOINTLoremipsumdolorsitamet,consecteturadipiscingelit.Fusceidurnablandit,eleifendnullaac,fringillapurus.Nullaiaculistemporfelisutcursus.感谢您的下载观看专家告诉