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干法刻蚀
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干法刻蚀
干法刻蚀是用等离子体化学活性较强的性质进行薄膜刻蚀的技术。 根据使用离子的刻蚀机理，干法刻蚀分为三种：物理性刻蚀、化学性刻蚀、物理化学性刻蚀。其中物理性刻蚀又称为溅射刻蚀，方向性很强，可以做到各向异性刻蚀，但不能进行选择性刻蚀。化学性刻蚀利用等离子体中的化学活性原子团与被刻蚀材料发生化学反应，从而实现刻蚀目的。由于刻蚀的核心还是化学反应，因此刻蚀的效果和湿法刻蚀有些相近，具有较好的选择性，但各向异性较差。
根据等离子体产生方式分为ICP感应耦合等离子体（inductively coupled plasma），CCP容性耦合等离子体（capacitively coupled plasma），ECR微波电子回旋共振等离子体（microwave electron cyclotron resonance）. AEMD设备涉及名词： 离子束刻蚀是物理性刻蚀。反应离子刻蚀（RIE）是指利用带电离子对基底的物理轰击与活性自由基与基底化学反应的双重作用进行刻蚀。DRIE（深反应离子刻蚀）与反应离子刻蚀原理相同，通过化学作用和物理作用进行刻蚀。不同在于DRIE有两个射频源：1）将等离子的产生和自偏压的产生分离，有效避免了RIE刻蚀中射频功率和等离子密度之间的矛盾；2）采用了刻蚀和钝化交替进行的Bosch工艺，通过对侧壁的保护能够实现可控的侧向刻蚀，可以制作出陡峭或其他倾斜角度的侧壁。ICP（inductively coupled plasma）是通过随时间变化的磁场电磁感应产生电流作为能量来源的等离子体源，对基片进行物理轰击及化学反应，以去除需要去除的区域。表1. AEMD干法刻蚀工艺能力汇总可用掩模SiO2Shallow SiDeep SiSi3N4SiNOSiCAlCrNiTiAuPolymerSentech ICP反应离子刻蚀机（用于金属薄膜）PR, Si3N4, SiO2√√√√√√NMC ICP反应离子刻蚀机（用于介质薄膜）PR√√√√SPTS反应离子式深硅刻蚀系统(DRIE-I)PR, Si3N4, SiO2√NMC反应离子式深硅刻蚀系统(DRIE-II)PR, Si3N4, SiO2√ADVANCED离子束刻蚀系统PR, Si3N4, SiO2√√√√√PVA-TePla微波等离子去胶机/表面处理机√DQJ-150等离子去胶机√PE-100等离子去胶（刻蚀）仪√HARRICK等离子清洗机（表面改性）√表2.反应离子刻蚀中刻蚀常见薄膜常用的气体组合 刻蚀对象典型刻蚀气体AEMD每组刻蚀气体特点二氧化硅SF6 偏各向同性，侧向刻蚀严重，对硅的选择性差CF4+O2 CF4+H2 偏各向异性，对硅有选择性CHF3+Ar√偏各向异性，对氮化硅选择性高氮化硅CF4+O2 偏各向同性，对硅的选择性差，对二氧化硅的好CF4+H2 偏各向异性，对硅的选择性好，对二氧化硅的差CHF3+Ar√偏各向异性，对硅和二氧化硅选择性都好多晶硅SF6√偏各向同性，侧向刻蚀严重，对二氧化硅的选择性差C4F8 CF4+H2 偏各向异性，对二氧化硅没有选择性CHF3+Ar AlCl2+BCl3√CrCl2+O2√TiCl2+BCl3√
高深宽比图形加工 （设备：SPTS反应离子深硅刻蚀系统） Micopattern fabrication with high aspect ratio (Tool:SPTS ICP-RIE deep silicon etching system) 《干法刻蚀设备列表》 |
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