干法蚀刻（dry etch）基础知识介绍.docx

2.干法蚀刻(dry etch )基础知识介绍图1 ETCH动画蚀刻是半导体制造过程中关键技术之一，lith曝光完成对图案的 传递后，再利用蚀刻技术把图案转移到光刻胶下面的film中蚀刻可 分为湿法(wet etch )和干法(dry etch ),湿法蚀刻是将wafer浸 泡在腐蚀液中，它具有各项同性(isotropic ),即蚀刻的横向等于纵向，干法蚀刻是利用等离子体(plasma )轰击光刻胶下面的film并产生化学反响，完成图案的传递过程,具有各向异性(anisotropic ),随着技术节点的进步，线宽不断缩小，湿法蚀刻逐渐被淘汰等离子 蚀刻主要包括以下四个步骤：a.气体分子在电磁场作用下形成plasma ;b. plasma在电磁场作用下扩散到wafer外表；c. plasma与wafer外表发生物理、化学反响；d.产生的气体副产物被泵抽走主要过程如下图,概况一下就是物理轰击、化学反响，polymer沉积，副产物去除等步骤：diffusionPump awayAccumulation/reactionBy productP-substrate图2 ETCH步骤干法蚀刻(dry etch )工艺通常由四个基本状态构成：蚀刻前(before etch ),局部蚀刻(partial etch )，蚀刻到位(just etch ),过度蚀刻(over etch ),主要表征有蚀刻速率，选择比，关 键尺寸，均匀性，终点探测。

Before etch图3蚀刻前Partial etch图4局部蚀刻Just etchP-substrate图5蚀刻到位Over etch图6过蚀刻(1 )蚀刻速率(etch rate ):单位时间内去除蚀刻材料的深度或厚度ER=high/tim©P-sub$trate功蟒图7蚀刻速率示意图(2 )选择比(selectivity ):不同蚀刻材料的蚀刻速率比值S=ER1/ER2功;专图8选择比示意图(3 )关键尺寸(critical dimension ):蚀刻完成后特定区域图形尺 寸大小CD气功;冷图9关键尺寸示意图(4 )均匀性(uniformity )彳断量蚀刻关键尺寸(CD )均匀性，一般 用 CD 的 full map 表征,公式为:U = (Max-Min)/2*AVGDistribution of CDs after LithoDistribution of CDs after EtchDistribution of CDs after Etch1.8 nm3o variation图10均匀性示意图(5 )终点探测(end point ):在蚀刻过程中时刻检测光强的变化， 当某一特定光强发生明显上升或下降时终止蚀刻，以此标志某一层 film蚀刻的完成。

C5U6-S UO£UJUJ_EU二 do厂 Perturbation Indicating EndpointTime图11 end point示意图。