在本篇文章中,我們主要介紹刻蝕工藝評(píng)價(jià)的工藝參數(shù)以及如何做好刻蝕工藝。
一、刻蝕工藝質(zhì)量評(píng)價(jià) 1)刻蝕速率 刻蝕速率是指在蝕刻過(guò)程中被去除的材料的速率,通常以單位時(shí)間內(nèi)的厚度減少量來(lái)表示,單位通常是納米/秒(nm/s)或埃/秒(?/s)。厚度可用膜厚儀、臺(tái)階儀或SEM等表征。 刻蝕速率=△d/t (?/min) △d=去掉的材料厚度(?或um) t=刻蝕所用的時(shí)間 (min)

2)刻蝕選擇比 在刻蝕過(guò)程中,被刻蝕物質(zhì)上層的抗蝕劑(如光刻膠)或下層的物質(zhì)這些本來(lái)不需要被刻蝕的膜層會(huì)同時(shí)遭到刻蝕,那么在抗蝕劑和刻蝕材料間需要有一個(gè)定義,即刻蝕選擇比。 刻蝕選擇比=被刻蝕材料的速率/掩膜材料的速率 在微納加工中,刻蝕選擇比是一個(gè)重要的參數(shù),它決定了在蝕刻過(guò)程中目標(biāo)材料相對(duì)于掩模材料的去除速率。通常情況下,刻蝕選擇比越高,表示目標(biāo)材料相對(duì)于掩模材料的去除速率越快,蝕刻過(guò)程更具有選擇性。高刻蝕選擇比對(duì)于制造微納米結(jié)構(gòu)和器件至關(guān)重要,因?yàn)樗梢源_保所需的結(jié)構(gòu)只在特定的區(qū)域進(jìn)行蝕刻,而不影響其他區(qū)域。

用于刻蝕的掩膜材料對(duì)比參考下表,對(duì)于常規(guī)工藝,通常采用光刻膠即可,但是圍繞一些耐刻蝕材料,如碳化硅、石英、藍(lán)寶石等則需要硬掩模才能實(shí)現(xiàn)。

3)均勻性 均勻性通常用于刻蝕速率在整個(gè)晶片上的一致性情況。衡量刻蝕工藝在整個(gè)晶片上,或整個(gè)一批,或批與批之間刻蝕能力的參數(shù)。(片內(nèi)、片間及批間)。Emax為最大值,Emin為最小值,Eave為平均值。


4)刻蝕偏差 刻蝕以后線寬或關(guān)鍵尺寸間距的變化??涛g工藝之后線寬、圖形高度、深度等尺寸的變化。只要涉及化學(xué)反應(yīng)就一定或多或少存在側(cè)蝕,有效利用側(cè)蝕可以實(shí)現(xiàn)一些特殊結(jié)構(gòu)。 刻蝕偏差=Wb - Wa Wb=刻蝕前掩膜的線寬 Wa=掩膜去掉后被刻蝕材料的線寬

5)刻蝕角度 刻蝕角度通常是指刻蝕過(guò)程中垂直于表面的刻蝕方向與表面水平線之間的夾角??涛g角度可以通過(guò)控制刻蝕速率的比例來(lái)實(shí)現(xiàn)。假設(shè) Vh表示垂直方向的刻蝕速率,Vv表示水平方向的刻蝕速率,則刻蝕角度θ可以通過(guò)以下公式進(jìn)行估算:
? ?

在刻蝕過(guò)程中,刻蝕角度的控制對(duì)于制備特定形狀或結(jié)構(gòu)的器件非常重要。通過(guò)調(diào)整刻蝕角度,可以控制材料在特定方向上的刻蝕速率,從而實(shí)現(xiàn)所需的形狀或結(jié)構(gòu)。例如,如果需要制備具有斜面的器件或結(jié)構(gòu),可以通過(guò)調(diào)整刻蝕角度來(lái)實(shí)現(xiàn)。 二、如何做好刻蝕工藝 那么如何能夠得到希望的刻蝕效果呢?可以參照如下流程進(jìn)行設(shè)計(jì),再通過(guò)刻蝕后形成的工藝質(zhì)量評(píng)價(jià)后再進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和調(diào)節(jié)。
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原文標(biāo)題:想要做好刻蝕工藝需要評(píng)價(jià)哪些指標(biāo)?
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