等離子體蝕刻機(jī)工藝介紹
?等離子體蝕刻機(jī)蝕刻可分為兩個(gè)過程:首先,等離子體中的化學(xué)活性組分,這些活性組分與固體材料物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成揮發(fā)性化合物,并向表面擴(kuò)散、排出。以CF4為例,其離解物F與S反應(yīng)生成SiF4氣體,在含Si材料的表面形成微銑削結(jié)構(gòu)。等離子體蝕刻是指離子蝕刻、濺射蝕刻和等離子體灰化等過程。
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等離子體蝕刻機(jī)改性的深度取決于基底溫度、處理時(shí)間和材料擴(kuò)散特性,而改性的類型取決于基底和工藝參數(shù)。等離子體只能在表面蝕刻幾個(gè)微米深,其表面性質(zhì)發(fā)生了變化,但大多數(shù)材料的表面性質(zhì)仍然可以保持。該技術(shù)還可用于表面清洗、固化、粗化、改變親水性和粘附性等,同樣也可用于半導(dǎo)體集成電路的制造過程中,可以在電子顯微鏡下觀察到樣品變薄?;瘜W(xué)反應(yīng)可以通過化學(xué)濺射產(chǎn)生揮發(fā)性產(chǎn)物。常見氣體包括Ar、He、O2、H2、H2O、CO2、Cl2、F2和有機(jī)蒸氣等。惰性離子型濺射比具有化學(xué)反應(yīng)的等離子體濺射更接近物理過程。
? ? ? ? 等離子體F蝕刻Si在半導(dǎo)體設(shè)備制造中得到廣泛應(yīng)用,以下是蝕刻反應(yīng)的三個(gè)步驟:
? ? ? ? 化學(xué)吸附:F2→F2(ads)→2F(ads)
? ? ? ? 反應(yīng):Si+4F(ads)→SiF4(ads)
? ? ? ? 解吸:SiF4(ads)→SiF4(gas)
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在蝕刻工藝中,高密度等離子體源具有許多優(yōu)點(diǎn),可以更準(zhǔn)確地控制工件尺寸,蝕刻率更高,材料選擇性更好。高密的等離子體源能在低電壓下工作,因而能減弱鞘層的振蕩。在晶片的蝕刻過程中,采用高密度的等離子源蝕刻技術(shù),需要利用獨(dú)立的射頻源對(duì)晶圓進(jìn)行偏壓,使能量和離子相互獨(dú)立。由于離子的能量一般在幾個(gè)電子伏特量級(jí),所以當(dāng)離子進(jìn)入負(fù)鞘層后,通過能量加速會(huì)達(dá)到上百電子伏特,并且具有很高的指向性,從而使離子蝕刻具有各向異性。
