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刻蝕剖面 Etch Cross-section

點擊量:521 日期:2023-08-17 編輯:硅時代

刻蝕剖面指的是被刻蝕圖形的側壁形狀。有兩種基本的刻蝕剖面:各向同性和各向異性刻蝕剖面。各向同性的刻蝕剖面是在所有方向上(橫向和縱向)以相同的刻蝕速率進行刻蝕,導致被刻蝕材料在掩模下面產生鉆蝕(見圖)而形成的,這帶來不希望的線寬損失。濕法化學腐蝕本質上是各向同性的,因而濕法腐蝕不用于亞微米器件制作中的選擇性圖形刻蝕。一些干法等離子體系統(tǒng)也能進行各向同性刻蝕。由于后續(xù)工藝步驟或者被刻蝕材料的特殊需要,也有一些要用到各向同性腐蝕的地方。

圖1 濕法各向同性化學腐蝕

對于亞微米尺寸的圖形來說,希望刻蝕剖面使各向異性的,即刻蝕只在垂直于硅片表面的方向進行(見圖2),只有很少的橫向刻蝕。這種垂直的側壁使得芯片上可制作高密度的刻蝕圖形。各向異性刻蝕對于小線寬圖形亞微米器件的制作來說非常關鍵。先進集成電路應用上通常需要88到89度垂直度的側壁。各向異性刻蝕大部分是通過干法等離子體刻蝕來實現的。表1圖示了濕法和干法刻蝕后的幾種剖面形狀。

表1 濕法腐蝕和干法刻蝕的側壁剖面

各向異性刻蝕的程度可以適度(較小的側壁傾角)或高各向異性的(垂直的側壁)??涛g剖面指的就是被刻蝕薄膜側壁的形狀。垂直的剖面是高的各向異性刻蝕的結果。各向異性特性通常有下面的公式給出:

上式中,RL,RV分別代表橫向和縱向刻蝕速率。如果橫向刻蝕速率為0,則將這種刻蝕工藝稱為理想的各向異性(A=1)。反之,當A=0時則代表橫向與縱向刻蝕速率相同。

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