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兩種基本的刻蝕工藝:干法刻蝕和濕法腐蝕

kus1_iawbs2016 ? 來(lái)源:lq ? 2018-12-14 16:05 ? 次閱讀

半導(dǎo)體制造中有兩種基本的刻蝕工藝:干法刻蝕和濕法腐蝕。干法刻蝕是把硅片表面曝露于氣態(tài)中產(chǎn)生的等離子體,等離子體通過(guò)光刻膠中開(kāi)出的窗口,與硅片發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)(或這兩種反應(yīng)),從而去掉曝露的表面材料。干法刻蝕是亞微米尺寸下刻蝕器件的最重要方法。而在濕法腐蝕中,液體化學(xué)試劑(如酸、堿和溶劑等)以化學(xué)方式去除硅片表面的材料。濕法腐蝕一般只是用在尺寸較大的情況下(大于3微米)。濕法腐蝕仍然用來(lái)腐蝕硅片上某些層或用來(lái)去除干法刻蝕后的殘留物。

干法刻蝕也可以根據(jù)被刻蝕的材料類(lèi)型來(lái)分類(lèi)。按材料來(lái)分,刻蝕主要分成三種:金屬刻蝕、介質(zhì)刻蝕、和硅刻蝕。介質(zhì)刻蝕是用于介質(zhì)材料的刻蝕,如二氧化硅。接觸孔和通孔結(jié)構(gòu)的制作需要刻蝕介質(zhì),從而在ILD中刻蝕出窗口,而具有高深寬比(窗口的深與寬的比值)的窗口刻蝕具有一定的挑戰(zhàn)性。硅刻蝕(包括多晶硅)應(yīng)用于需要去除硅的場(chǎng)合,如刻蝕多晶硅晶體管柵和硅槽電容。金屬刻蝕主要是在金屬層上去掉鋁合金復(fù)合層,制作出互連線。

刻蝕也可以分成有圖形刻蝕和無(wú)圖形刻蝕。有圖形刻蝕采用掩蔽層(有圖形的光刻膠)來(lái)定義要刻蝕掉的表面材料區(qū)域,只有硅片上被選擇的這一部分在刻蝕過(guò)程中刻掉。有圖形刻蝕可用來(lái)在硅片上制作多種不同的特征圖形,包括柵、金屬互連線、通孔、接觸孔和溝槽。無(wú)圖形刻蝕、反刻或剝離是在整個(gè)硅片沒(méi)有掩模的情況下進(jìn)行的,這種刻蝕工藝用于剝離掩模層(如STI氮化硅剝離和用于制備晶體管注入側(cè)墻的硅化物工藝后鈦的剝離)。

反刻是在想要把某一層膜的總的厚度減小時(shí)采用的(如當(dāng)平坦化硅片表面時(shí)需要減小形貌特征)。光刻膠是另一個(gè)剝離的例子??偟膩?lái)說(shuō),有圖形刻蝕和無(wú)圖形刻蝕工藝條件能夠采用干法刻蝕或濕法腐蝕技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了復(fù)制硅片表面材料上的掩膜圖形,刻蝕必須滿足一些特殊的要求。

包括幾方面刻蝕參數(shù):刻蝕速率、刻蝕剖面、刻蝕偏差、選擇比、均勻性、殘留物、聚合物、等離子體誘導(dǎo)損傷、顆粒玷污和缺陷等??涛g是用化學(xué)或物理方法有選擇的從硅片表面去除不需要的材料的過(guò)程??涛g的基本目標(biāo)是在涂膠的硅片上正確的復(fù)制掩模圖形。有圖形的光刻膠層在刻蝕中不受腐蝕源顯著的侵蝕。這層掩蔽膜用來(lái)在刻蝕中保護(hù)硅片上特殊區(qū)域而選擇性的刻蝕掉未被光刻膠保護(hù)的區(qū)域如圖一。

在通常的CMOS工藝流程中刻蝕都是在光刻工藝之后進(jìn)行的如圖二。從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō),刻蝕可以看成在硅片上復(fù)制所想要的圖形的最后主要圖形轉(zhuǎn)移工藝步驟[1]。

圖一:刻蝕在CMOS技術(shù)中的應(yīng)用

圖二:通常的CMOS工藝流程

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原文標(biāo)題:刻蝕工藝中的干法刻蝕和濕法腐蝕

文章出處:【微信號(hào):iawbs2016,微信公眾號(hào):寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

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