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1、第十章 刻蚀技术,1,第十章 刻蚀技术1,刻蚀的目的,刻蚀是用物理或化学方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程。两种基本刻蚀工艺:干法和湿法,2,刻蚀的目的刻蚀是用物理或化学方法有选择地从硅片表面去除不需要,刻蚀的主要指标,刻蚀速率,通常用A/min来表示 负载效应,3,刻蚀的主要指标刻蚀速率,通常用A/min来表示TStart,刻蚀的主要指标,刻蚀剖面:各向同性和各向异性两种,4,刻蚀的主要指标刻蚀剖面:各向同性和各向异性两种Isotrop,刻蚀侧壁剖面,5,刻蚀侧壁剖面 5,刻蚀的主要指标,刻蚀偏差是指刻蚀以后线宽或关键尺寸间距的变化。通常由于横向刻蚀引起,但也可能由刻蚀剖面引起。,
2、刻蚀偏差=Wb-Wa,6,刻蚀的主要指标刻蚀偏差是指刻蚀以后线宽或关键尺寸间距的变化。,横向钻蚀,7,横向钻蚀UndercutSubstrateResistFil,刻蚀的主要指标,选择比是指在同一条件下一种材料与另一种材料相比刻蚀速率快多少。,8,刻蚀的主要指标选择比是指在同一条件下一种材料与另一种材料相比,刻蚀的主要指标,均匀性 深宽比相关刻蚀:刻蚀速率在小窗口图形中较慢,甚至在具有高深宽比的小尺寸图形上刻蚀停止。,9,刻蚀的主要指标均匀性9,干法刻蚀(等离子体刻蚀过程),在半导体生产中, 干法刻蚀是最主要的用来去除表面材料的刻蚀方法。,10,干法刻蚀(等离子体刻蚀过程)在半导体生产中, 干
3、法刻蚀是最主,干法刻蚀机理,11,干法刻蚀机理Reactive +ions bombard s,各种干法刻蚀方法的比较,12,各种干法刻蚀方法的比较12,平板反应器,平板反应器有两个大小和位置对称的平行金属板,一个硅片背面朝下放在接地的阴极上面,RF信号加在反应器的上电极。,13,平板反应器平板反应器有两个大小和位置对称的平行金属板,一个硅,氟化胺,14,氟化胺14,15,15,硅的各向同性腐蚀,对于半导体材料,湿法化学刻蚀通常是先进行氧化反应,在通过化学反应溶解氧化物。硅常见刻蚀液是:硝酸+氢氟酸+醋酸 氧化过程: 氢氟酸用于溶解氧化硅: 醋酸能够减少硝酸分解,16,硅的各向同性腐蚀对于半导体材料,湿法化学刻蚀通常是先进行氧化,17,17,18,18,19,19,20,20,21,21,微悬臂梁(表面MEMS),22,微悬臂梁(表面MEMS)22,23,23,微化学离子传感器,24,微化学离子传感器24,