资料236页:半导体干法等离子刻蚀批量生产工具(ICP/RIE 双频刻蚀机,兼容 Lam/AMAT 平台)
蚀刻的定义
蚀刻 = 选择性地去除图案化晶圆表面的薄膜材料以形成电路微结构,在晶圆制造中分为两类:
湿式蚀刻 :液体化学浴(仅用于辅助清洗,本手册不涵盖)
干式等离子刻蚀机 :主要批量生产设备,核心培训内容在此。
化学反应(各向同性)工艺气体在等离子体作用下电离成自由基,与晶圆薄膜反应生成挥发性气体并被抽出。垂直侧壁和水平表面蚀刻速度相同。
物理离子轰击(各向异性)偏置电压加速正离子垂直向下蚀刻晶圆,物理性地去除材料。垂直蚀刻速率远高于水平蚀刻速率,这对于微小芯片图案至关重要。
大规模生产的蚀刻机将两者结合起来,可获得理想的垂直轮廓和高选择性。
蚀刻速率:每分钟去除的材料厚度(nm/min)
选择性:目标薄膜与掩模层之间的蚀刻速率比;选择性越高,掩模损失越小。
CD 均匀性:整个晶圆上的电路线宽差异;偏差越小,良率越高。
二氧化硅:CHF₃ / CF₄ 氟化学
多晶硅:HBr/Cl₂氯化学
氮化硅 Si₃N₄: SF₆
Metal TiN / AlCu: BCl₃ + Cl₂
标准集群式 ICP 双频蚀刻平台(Lam SABRE / AMAT DPS 系列通用架构)
| 范围 | 单元 | 解释 |
|---|---|---|
| ICP 功率 | W | 上等离子体源功率 |
| 偏置功率 | W | 晶圆离子轰击功率 |
| 压力 | 毫托 | 腔室内部真空压力 |
| 气体流动 | sccm | 每分钟工艺气体流量 |
| 蚀刻时间 | 秒 | 总等离子刻蚀持续时间 |
| ESC 温度 | ℃ | 静电吸盘冷却温度 |
| 他的背面 | 托尔 | 晶圆背面冷却氦压 |