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等離子刻蝕的應(yīng)用案例
點擊量：595 日期：2023-08-29 編輯：硅時代
離子刻蝕主要應(yīng)用在微電子制作工藝中，所有主要的處理對象是硅，用于精確圖形轉(zhuǎn)移。此外其還廣泛應(yīng)用于等離子刻蝕平板、薄膜刻蝕以及纖維刻蝕中。
1.精確圖形轉(zhuǎn)移
在微電子制造工藝中，光刻圖形必須最終轉(zhuǎn)移到光刻膠下面組成器件的各薄膜層上，這種圖形的轉(zhuǎn)移是采用刻蝕工藝完成的。但是濕法刻蝕的寬度局限于3μm以上，因此要實現(xiàn)超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)中的微細圖形高保真地從光刻模板轉(zhuǎn)移到硅片上不可替代的工藝只能采用等離子刻蝕。
在等離子刻蝕工藝中，首先是在把硅晶片上面涂抹一層光敏物質(zhì)，并在光敏物質(zhì)上蓋上具有一定圖形的金屬模板。然后進行紫外曝光，使部分晶片的表面裸露出來，接著再把這種待加工的硅晶片放置到具有化學(xué)活性的低溫等離子中，進行等離子刻蝕。這種具有化學(xué)活性的等離子一般采用氯氣或碳氟氣體電離產(chǎn)生，含有電子和離子和其他活性自由基（如·Cl、·Cl2、·F、·CF等）。這些活性基團沉積到裸露的硅晶片上時，與硅原子反應(yīng)生成揮發(fā)性的氯化硅或氟化硅分子，從而對晶片進行各向異性刻蝕。另一方面，為了控制轟擊到晶片上離子的能量分布和角度分布，還通常將晶片放置在一個施加射頻或脈沖偏壓的電極上面，在晶片的上方將形成一個非電中性的等離子區(qū)，即鞘層-等離子中的離子在鞘層電場的作用下，轟擊到裸露的晶片表面上，并與表面層的硅原子進行撞，使其濺射出來，從而實現(xiàn)對晶片的各向異性刻蝕。目前在一些發(fā)達國家的實驗室里，刻蝕線寬已經(jīng)突破0.1μm，并開始考慮挑戰(zhàn)納米芯片的加工技術(shù)。
2.等離子刻蝕平板
兩個大小和位置對稱的平行金屬板作為等離子發(fā)生的電極，平板放置于接地的陰極上面，RF信號加在反應(yīng)器的上電極。由于等離子電勢總是高于地電勢，因而是一種帶能離子進行轟擊的等離子刻蝕模式，進行各向異性刻蝕，可得幾乎垂直的側(cè)邊。另外，旋轉(zhuǎn)晶圓盤可增加刻蝕的均勻性。該系統(tǒng)可設(shè)計成批量和單個晶圓反應(yīng)室，可對刻蝕參數(shù)精密控制，以得到均勻刻蝕。
