過(guò)去50年里，影響最深遠(yuǎn)的技術(shù)成就也許就是晶體管小型化的穩(wěn)步推進(jìn)，它們的集成密度越來(lái)越高、功耗越來(lái)越低。

自從20多年前，我們就一直聽(tīng)到這樣的警告：這種無(wú)窮小的演變即將結(jié)束。然而年復(fù)一年，優(yōu)秀的新型創(chuàng)新成果還在繼續(xù)推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展

刻蝕可以分為濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕各向異性較差，側(cè)壁容易產(chǎn)生橫向刻蝕造成刻蝕偏差，通常用于工藝尺寸較大的應(yīng)用，或用于干法刻蝕后清洗殘留物等。 等離子體刻蝕設(shè)備是一種大型真空的全自動(dòng)的加工設(shè)備，一般由多個(gè)真空等離子體反應(yīng)腔和主機(jī)傳遞系統(tǒng)構(gòu)成。等離子體刻蝕設(shè)備的分類(lèi)與刻蝕工藝密切相關(guān)，其原理是利用等離子體放電產(chǎn)生的帶化學(xué)活性的粒子，在離子的轟擊下，與表面的材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生可揮發(fā)的氣體，從而在表面的材料上加工出微觀結(jié)構(gòu)。

根據(jù)產(chǎn)生等離子體方法的不同，干法刻蝕主要分為電容性等離子體刻蝕和電感性等離子體刻蝕。 電感性等離子體刻蝕(ICP)技術(shù)通過(guò)射頻電源激發(fā)氣體產(chǎn)生等離子體，是物理過(guò)程和化學(xué)過(guò)程共同作用的結(jié)果，在真空低氣壓下，ICP射頻電源產(chǎn)生的射頻輸出到環(huán)形耦合線圈，以一定比例混合的氣體經(jīng)耦合輝光放電，產(chǎn)生高密度的等離子體，在下電極RF射頻作用下，這些等離子對(duì)基片表面進(jìn)行轟擊，基片材料的化學(xué)鍵被打斷，與刻蝕氣體反應(yīng)生成揮發(fā)性物質(zhì)，以氣體形式脫離基片，從真空管路被抽走。

ICP刻蝕的優(yōu)勢(shì)包括：

能夠在較低的壓力下運(yùn)行，從而提供更好的剖面控制。

刻蝕速率快、選擇比高、各向異性高、刻蝕損傷小、大面積均勻性好、刻蝕斷面輪廓可控性高和刻蝕表面平整光滑等優(yōu)點(diǎn)。

廣泛應(yīng)用在硅、二氧化硅、III-V族化合物、金屬等材料的刻蝕上。

電容式等離子刻蝕(CCP)技術(shù)則是通過(guò)在電極上施加射頻電壓來(lái)產(chǎn)生等離子體，其中電極與等離子體之間形成一個(gè)電容。在CCP刻蝕過(guò)程中，電子在電場(chǎng)的作用下獲得能量，進(jìn)而引發(fā)氣體分子的電離。CCP刻蝕通常在較高的壓力下進(jìn)行，適用于氧化物、氮化物等絕緣材料的刻蝕。

CCP刻蝕的特點(diǎn)包括：

適用于刻蝕絕緣材料，如氧化硅、氮化硅等。

刻蝕過(guò)程中產(chǎn)生的離子能量較高，有利于實(shí)現(xiàn)深孔或高方面比結(jié)構(gòu)的刻蝕。

由于其較高的工作氣壓，CCP刻蝕通常需要考慮等離子體的均勻性和刻蝕速率的平衡。

實(shí)際應(yīng)用角度為：

刻蝕鍵能較大如oxide的物質(zhì)，用CCP；刻蝕金屬/多晶，ICP更好。

前道難點(diǎn)工藝，深硅槽刻fin這種，都還是要應(yīng)用ICP。后段互聯(lián)層挖深孔刻lowk這種，還是要用到CCP。

具體設(shè)備選型，要結(jié)合實(shí)際刻蝕layer的材料，現(xiàn)有工藝benchmark，成本、產(chǎn)能綜合考慮。

審核編輯：黃飛