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干法刻蚀技术研究
首页 >半导体设备资料 >晶圆制造:光刻-显影-刻蚀-热处理 2024-01-31 报告错误错误问题可与客服联系,感谢您的支持! [获取免费下载] 觉得本站不错记得分享给好友哦! 0
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资料描述

干法刻蚀是集成电路制造图形转移核心工艺,真空环境下依靠等离子体实现物理轰击 + 化学反应协同刻蚀,区别于液相湿法腐蚀;先进制程 90% 以上刻蚀工序全部采用干法刻蚀,是仅次于光刻机的关键半导体设备工艺。

一、基础定义与核心刻蚀机理

1. 基本工作流程

  1. 晶圆传入真空反应腔,腔体高真空密闭;

  2. 精准通入专用工艺气体(F 基、Cl 基、HBr、Ar、O₂等);

  3. RF 射频电离气体生成等离子体(离子、电子、活性自由基);

  4. 离子垂直轰击 + 自由基化学反应同步去除未被掩膜保护的薄膜;

  5. 挥发性反应副产物被真空泵抽出;

  6. 光谱终点检测(EPD)精准停刻,避免欠刻 / 过刻。

2. 三重协同刻蚀机制(干法刻蚀核心)

(1)化学反应(横向刻蚀来源)

等离子体中性自由基与晶圆材料发生反应,生成气态可抽走副产物。

  • F 基气体(CF₄、C₄F₈)刻 SiO₂、SiN;

  • Cl₂/HBr 刻单晶硅、多晶硅;纯化学刻蚀为各向同性,侧壁横向腐蚀严重,无法做精细图形。

(2)物理离子轰击(垂直刻蚀来源)

晶圆基座施加偏压,正离子垂直加速轰击表面:

  • 打断材料化学键、剥离表层反应产物;

  • 压制侧壁横向化学反应,实现各向异性垂直刻蚀;纯物理溅射(Ar 离子轰击)选择性极差,会同步腐蚀光刻胶掩膜。

(3)侧壁聚合钝化(形貌控制关键)

含碳氟气体在沟槽侧壁沉积一层薄高分子钝化膜,阻挡侧向刻蚀;刻蚀 = 底部离子轰击去除钝化膜持续刻蚀 + 侧壁钝化膜保护停止横向腐蚀,动态平衡决定侧壁垂直度、倾角、CD 关键尺寸。


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资料信息
资料ID :303
文件大小:232.8M
资料格式:pdf
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