1.刻蝕速率

刻蝕速率是指在刻蝕過程中去除硅片表面材料的速度通常用?/min表示， 刻蝕窗口的深度稱為臺(tái)階高度。 為了高的產(chǎn)量， 希望有高的刻蝕速率。 在采用單片工藝的設(shè)備中， 這是一個(gè)很重要的參數(shù)。 刻蝕速率由工藝和設(shè)備變量決定， 如被刻蝕材料類型、 蝕機(jī)的結(jié)構(gòu)配置、 使用的刻蝕氣體和工藝參數(shù)設(shè)置。

2.刻蝕剖面

刻蝕剖面指的是被刻蝕圖形的側(cè)壁形狀。 有兩種基本的刻蝕剖面： 各向同性和各向異性刻蝕剖面。各向同性的刻蝕剖面是在所有方向上(橫向和垂直方向) 以相同的刻蝕速率進(jìn)行刻蝕， 導(dǎo)致被刻蝕材料在掩膜下面產(chǎn)生鉆蝕面形成的，這帶來不希望的線寬損失。 濕法化學(xué)腐蝕本質(zhì)上是各向同性的，因而濕法腐蝕不用于亞微米器件制作中的選擇性圖形刻蝕。一些干法等離子體系統(tǒng)也能進(jìn)行各向同性刻蝕。 由于后續(xù)上藝步驟或者被刻蝕材料的特殊需要， 也自一些要用到各向同性腐蝕的地方。

3.刻蝕偏差

刻蝕偏差是指刻蝕以后線寬或關(guān)鍵尺寸間距的變化(見圖16. 6) 。它通常是由于橫向鉆蝕引起的(見圖16. 7) ， 但也能由刻蝕剖面引起。 當(dāng)刻蝕中要去除掩膜下過量的材料時(shí)， 會(huì)引起被刻蝕材料的上表面向光刻膠邊緣凹進(jìn)去， 這樣就會(huì)產(chǎn)生橫向鉆蝕。

4.選擇比

選擇比指的是在同一刻蝕條件下一種材料與另一種材料相比刻蝕速率快多少。 它定義為被刻蝕材料的刻蝕速率與另一種材料的刻蝕速率的比。高選擇比意味著只刻除想要刻去的那一層材料。一個(gè)高選擇比的刻蝕工藝不刻蝕下面一層材料(刻蝕到恰當(dāng)?shù)纳疃葧r(shí)停止) 并且保護(hù)的光刻膠也未被刻蝕。圖形幾何尺寸的縮小要求減薄光刻膠厚度，特別是關(guān)鍵尺寸越小，選擇比要求越高。

5.均勻性

刻蝕均勻性是一種衡量刻蝕工藝在整個(gè)硅片上， 或整個(gè)一批， 或批與批之間刻蝕能力的參數(shù)。 均勻性與選擇比有密切的關(guān)系， 因?yàn)榉蔷鶆蛐钥涛g會(huì)產(chǎn)生額外的過刻蝕。 保持硅片的均勻性是保證制造性能一致的關(guān)鍵。 難點(diǎn)在于刻蝕工藝必須在刻蝕具有不同圖形密度的硅片上保證均勻性， 例如圖形密的硅片區(qū)域，大的圖形間隔和高深寬比圖形。均勻性的一些問題是因?yàn)榭涛g速率和刻蝕剖面與圖形尺寸和密度有關(guān)而產(chǎn)生的。 刻蝕速率在小窗口圖形中較慢， 甚至在具有高深寬比的小尺寸圖形上刻蝕居然停止。

6.殘留物

刻蝕殘留物是刻蝕以后留在硅片表面不想要的材料。它常常覆蓋在腔體內(nèi)壁或被刻蝕圖形的底部。 它的產(chǎn)生有多種原因， 例如被刻蝕膜層中的污染物、 選擇了不合適的化學(xué)刻蝕劑(如刻蝕太快) 、 腔體中的污染物、 膜層中不均勻的雜質(zhì)分布。 刻蝕以后的殘留物有不同的名稱，包括長(zhǎng)細(xì)線條、遮蔽物、冠狀物和柵條。

7.聚合物

聚合物的形成有時(shí)是有意的， 是為了在刻蝕圖形的側(cè)壁上形成抗腐蝕膜從而防止橫向刻蝕 ，這樣做能形成高的各向異性圖形，因?yàn)榫酆衔锬茏钃鯇?duì)側(cè)壁的刻蝕， 增強(qiáng)刻蝕的方向性， 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形關(guān)鍵尺寸的良好控制。 這些聚合物是在刻蝕過程中由光刻膠中的碳轉(zhuǎn)化而來并與刻蝕氣體(如C2F4) 和刻蝕生成物結(jié)合在一起而形成的。 能否形成側(cè)壁聚合物取決于所使用的刻蝕氣體類型。

8.等離子體誘導(dǎo)損傷

包含帶能離子、電子和激發(fā)分子的等離子體可引起對(duì)硅片上的敏感器件引起等離子體誘導(dǎo)損傷。 一種主要的損傷是非均勻等離子體在晶體管柵電極產(chǎn)生陷阱電荷， 引起薄柵氧化硅的擊穿。 差的設(shè)備或在優(yōu)化的工藝窗口之外進(jìn)行刻蝕工藝會(huì)使等離子體變得不均勻。 另一種器件損傷是能量離子對(duì)曝露的柵氧化層的轟擊。 在刻蝕過程中， 這種損傷在刻蝕的時(shí)候能在柵電極的邊緣發(fā)生。 等離子體損傷有時(shí)可以通過退火或濕法化學(xué)腐蝕消除。

9.顆粒沾污

子體帶來的硅片損傷有時(shí)也由硅片表面附近的等離子體產(chǎn)生的顆粒沾污而引起。 研究表明， 由于電勢(shì)的差異， 顆粒產(chǎn)生在等離子體和殼層的界面處。 當(dāng)沒有了等離子體時(shí)， 這些顆粒就會(huì)掉到硅片表面。 氟基化學(xué)氣體等離子體比氯基或溴基等離子體產(chǎn)生較少的顆粒， 因?yàn)榉a(chǎn)生的刻蝕生成物具有較高的蒸氣壓。顆粒沾污的控制可通過優(yōu)化刻蝕設(shè)備， 合適的操作和關(guān)機(jī)， 對(duì)被刻蝕的膜層選用合適的化學(xué)氣體。

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審核編輯：湯梓紅