【正文】 F4等離子體中加入適量的氫氣，可以增強(qiáng) SiO2/Si刻蝕的選擇性。 ? 如果 F/C比較高 (添加氧氣 )，其影響傾向于加快刻蝕。 ? 如果 F/C比較低 (添加氫氣 )，刻蝕過程傾向于形成高分子聚合物薄膜。 在 CF4等離子體中添加氣體成份，影響等離子體內(nèi) F/C原子比。 目前集成電路的干法刻蝕工藝中，通常 CHF3等離子體進(jìn)行 SiO2的刻蝕，加入少量氧來提高刻蝕速度。 、 Si3N4的干法刻蝕 在 ULSI工藝中， Si3N4的用途主要有兩種： 一是在 SiO2層上面，通過 LPCVD淀積 Si3N4，做為氧化或擴(kuò)散的掩蔽層 ，不成為器件的組成部分。 可以采用 CF4等離子刻蝕。 另一種是通過 PECVD淀積 Si3N4做為器件保護(hù)層 。這層 Si3N4在經(jīng)過光刻和干法刻蝕之后， Si3N4下面的金屬化層露出來，形成器件的壓焊點(diǎn)，然后進(jìn)行測試和封裝。 可以采用 CF4O2等離子體進(jìn)行刻蝕。 實(shí)際上用于刻蝕 SiO2的方法，都可以用來刻蝕 Si3N4 。由于 SiN鍵的結(jié)合能介于 SiO鍵與 SiSi鍵之間，所以 Si3N4的刻蝕速度在刻蝕 SiO2和刻蝕 Si之間。因此， Si3N4/ SiO2 的刻蝕選擇性比較差。 、多晶硅與金屬硅化物的干法刻蝕 集成電路中一般采用 polycide（ 多晶硅 /難熔 金屬硅化物 ）多層?xùn)沤Y(jié)構(gòu) ，也稱 多晶硅化金屬 。 在 MOSFET中， 柵極的尺寸控制是決定性能的關(guān)鍵，對刻蝕的各向異性和選擇性的要求都很高 。 由于多晶硅的刻蝕速度比金屬硅化物的刻蝕速度快得多，會造成金屬硅化物下方的多晶硅被刻蝕，導(dǎo)致多晶硅化金屬對 SiO2的附著力下降。 對多 晶 硅化金屬的各向異性刻蝕通常需要分兩步進(jìn)行 ： 首先是對多晶硅上方的金屬硅化物進(jìn)行 刻 蝕 。 當(dāng)上層的金屬硅化物完成刻蝕之后，開始刻蝕多 晶 硅。 目前 廣泛應(yīng)用的金屬硅化物是 WSi2和 TiSi2。 對于 刻 蝕 WSi2和 TiSi2的情況 ， 氟原子及 氯 原子都可以與兩者反應(yīng)形成揮發(fā)性的化合物 (如 WF4和 WCl4)。 CF4， SF6， Cl2及 HCl都可以做為刻蝕金屬硅化物的反應(yīng)氣體 。 刻蝕 金屬硅化物 ? 采用氟 化物等離 子 體刻蝕多晶硅為各向同性刻蝕 ，因此， 使用氯化物的等離 子 體對多 晶 硅進(jìn)行各向異性的刻蝕 ， 主要的反應(yīng)氣體有 Cl2，HCl以及 SiCl4。 ? 使用 Cl2和 Cl2Ar等離 子 體反應(yīng)離子刻蝕 未 摻雜的多晶硅，刻蝕的各向異性度 A值 約為 1，而 反應(yīng)離子刻蝕 重?fù)诫s的 n型多 晶 硅 時 ，出現(xiàn)了橫向刻蝕現(xiàn)象 。 ? 使用氯化物的等離子體對多晶硅進(jìn)行刻蝕， 刻蝕對多晶硅 /SiO2具有很好的選擇性。 這樣就可以 通過過刻來徹底除去多晶硅 ，不會對下方的二氧化硅造成太大 的 傷害。 刻蝕多晶 硅 、鋁及鋁合金的干法刻蝕 ? 純鋁 的刻蝕比鋁合金容易。在刻蝕之前，必須 用 濺射或化學(xué)還原法除去自然氧化層 (約 30197。) 。 新鮮 Al可自發(fā)地與 Cl或 Cl2反應(yīng)，形成準(zhǔn)揮發(fā)性的 AlCl3。 ? 由于硅可用含氯等離子體 刻 蝕， AlSi合金 也 可在含氯氣體中刻蝕 ，形成揮發(fā)性的氯化物。 ? 對 AlCu合金 的刻蝕，由于 銅 不容易形成揮發(fā)性鹵化物，故 刻 蝕之后 ， 有含銅的殘余物留在硅片上 。 用高能離子轟擊可以去除這類物質(zhì)，或者用濕法化學(xué)處理清除。 刻蝕選擇性： 金屬鋁或者合金對 SiO2的 刻蝕 選擇性很好 ， 但是由于氯也能刻蝕硅和多 晶 硅，故 鋁對硅和多 晶 硅的 刻蝕 選擇性 較 差 。 干法刻蝕鋁 所遇到的另一個問題是刻蝕之后的 侵蝕現(xiàn)象 ?？諝庵械臐駳夂秃鹊臍埓嫖锓磻?yīng)，形成 HCl，使鋁層受到腐蝕。 因此 在刻蝕之后，在碳氟化合物中將殘留氯化物轉(zhuǎn)變?yōu)闊o反應(yīng)的氟化物。 、其他材料的干法刻蝕 鉬 (Mo)、 鉭 (Ta)、鎢 (W)和 鈦 (Ti)這些 金屬 能形成揮發(fā)性氟化物，故可以 在 含 氟的刻蝕 劑 中進(jìn)行刻蝕 。 對 SiO2有較高的選擇性，但對 Si不能進(jìn)行選擇刻蝕。 可 在 含 氯氣體中刻蝕包括 Cr、 Au和 Pt等金屬 。 Au和 Pt常用濺射法刻蝕。Cr(鉻 )和 V(釩 )能形成揮發(fā)性很強(qiáng)的氯氧化合物，因此，這兩種 金屬 可在氧氣及 含 氯的混合氣體中 刻蝕。 刻蝕速率強(qiáng)烈地依賴于 金屬 膜的淀積條件和淀積方法 。 、刻蝕速率 濺射 刻 蝕 是利用物理濺射現(xiàn)象來完成的，因 此 刻蝕速率由濺射 率 、離子束入射角和入射 流 密度決定 。 ? 在刻 蝕 工藝中離子的能量一般 ≤2keV，在這個能量范圍內(nèi)，大多數(shù)材料的 濺 射 率 隨離子能量的增加單調(diào)上升， 刻蝕速率增大， 當(dāng)離子能量達(dá)到一定程度后，刻蝕速率隨能量的增加 變 緩慢。 ? 離子入射角 θ表示離子射向襯底表面的角度， 當(dāng)入射角大于零并逐漸增加時， 襯底原子脫離表面飛出的幾率增大， 濺射 率增大， 當(dāng) θ＝ θmax時，濺射 率 達(dá)到最大值， 入射角繼續(xù)增大， 在表面反射的離子增多，濺射 率下降。 、離子能量和入射角 在等離子體刻蝕和反應(yīng)離子刻蝕中， 重要的是離子與材料表面之間的化學(xué)反應(yīng)。 但實(shí)驗(yàn)證明，由等離子體產(chǎn)生的中性粒子與固體表面之間的作用將加速反應(yīng)，這種 離子加速反應(yīng) 在許多干法 刻 蝕工藝中都起著重要作用。 圖中分別給出 Ar+和 XeF2離子束射向硅表面的情況， 每種離子束單獨(dú)入射時，刻蝕速率都相當(dāng)?shù)?。 Ar+離子束是物理濺射刻蝕， XeF2解離為Xe和兩個 F原子，然后， F原子自發(fā)地和硅反應(yīng)形成揮發(fā)性氟化硅。 當(dāng) Ar+離子和 XeF2氣體同時入射時，刻蝕速率非常高，大約為兩種離子束 刻 蝕速率總和的 8倍。 離子加速 刻蝕 圖中給出的是有 Ar+存在時， Cl2與硅的反應(yīng)。與 F原子不同， Cl2不能自發(fā)地刻蝕硅 。 當(dāng) Ar+離子束和 Cl2同時射向表面時，硅被刻蝕，而且 刻 蝕速率比 Ar+濺射的刻蝕速率高得多。 離子加速反應(yīng)機(jī)理 的幾種解釋 ： ①離子轟擊將在襯底表面產(chǎn)生 損 傷或缺陷，加速了化學(xué)反應(yīng)過程； ②離子轟擊可 直接 離解反應(yīng)劑分子 ； ③離子轟擊可以 清除 表面不揮發(fā)的殘余物質(zhì)。 、氣體成份 選擇氣體的主要依據(jù)是 ： 在等離子刻蝕溫度 （ 室溫 附近 )下，它們是否能和刻蝕材料形成 揮發(fā)性或準(zhǔn)揮發(fā)性鹵化物 。 在反應(yīng)刻蝕中 ，經(jīng)常使用由一種主要?dú)怏w加入一種或幾種添加劑組成 的 混合氣體， 添加劑 的作用是 改善刻蝕速率、選擇性、均勻性和刻蝕剖面。 氣體成份 在等離子體刻蝕或反應(yīng)離子刻蝕中是 影響刻蝕速率和選擇性 的關(guān)鍵因素 ，干法刻蝕中 ，除了刻蝕光刻膠和有機(jī)膜外，主要用 鹵素氣體 。 在一般工作條件中， 氣體流速對刻蝕速率 R的影響不大 。在極端情況下，可以觀察到氣體流速的影響，例如，流速很小，刻蝕速率受反應(yīng)劑供給量的限制；相反 ， 當(dāng)流速很大時，輸運(yùn)成為反應(yīng)劑損失的主要原因。 、氣體流速 、溫度 在反應(yīng)刻蝕中， 溫度對刻蝕速率的影響主要是通過化學(xué)反應(yīng)速率體現(xiàn)的 。為獲得均勻、可重復(fù)的刻蝕速率，必須認(rèn)真控制襯底溫度。 襯底溫度上升的主要原因：等離子體加熱；刻蝕過程的放熱效應(yīng)。 、壓力、功率密度和頻率 、負(fù)載效應(yīng) 在反應(yīng)刻蝕的過程中，刻蝕的速率往往隨刻蝕面積的增大而減小，這種現(xiàn)象稱為 負(fù)載效應(yīng) 。 在反應(yīng)離子刻蝕的過程中，刻蝕速率 R與 被 刻蝕的面積成反比。說明在一次刻蝕的過程中，需要刻蝕的硅片數(shù)目越多 ， 由于反應(yīng)原子和原子團(tuán)的消耗 ， 整體的刻蝕速率就越慢。 在集成電路工藝中，負(fù)載效應(yīng)的出現(xiàn)，將 影響圖形尺寸的精確控制 。因?yàn)椋?隨著刻蝕到達(dá)終點(diǎn) ， 被刻 材料的表面積迅速減小，此時的刻蝕速率就會比正?？涛g速率高得多，不但 可能出現(xiàn) 過刻蝕， 而 且也加速了 側(cè)向 刻 蝕，給條寬的控制造成困難。 1. 簡述光刻的工藝流程 2. 什么是光刻的分辨率，若曝光波長為 ?，理論最高分辨率是多少？ 3. 如何改善光刻中的駐波效應(yīng)？ 4. 比較分析接觸式光刻、接近式光刻和投影光刻。 5. 離軸照明的優(yōu)點(diǎn)。 6. 電子束光刻中，產(chǎn)生鄰近效應(yīng)的原因是什么？ 7. 什么是干法刻蝕、濕法腐蝕及其主要特點(diǎn)。 8. 反應(yīng)離子刻蝕。 第八章作業(yè) ? 靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。 , January 24, 2023 ? 雨中黃葉樹，燈下白頭人。 02:39:5702:39:5702:391/24/2023 2:39:57 AM ? 1以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。 :39:5702:39Jan2324Jan23 ? 1故人江海別，幾度隔山川。 02:39:5702:39:5702:39Tuesday, January 24, 2023 ? 1乍見翻疑夢，相悲各問年。 :39:5702:39:57January 24, 2023 ? 1他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。 2023年 1月 24日星期二 上午 2時 39分 57秒 02:39: ? 1比不了得就不比，得不到的就不要。 。 2023年 1月 上午 2時 39分 :39January 24, 2023 ? 1行動出成果，工作出財富。 2023年 1月 24日星期二 2時 39分 57秒 02:39:5724 January 2023 ? 1做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。 上午 2時 39分 57秒 上午 2時 39分 02:39: ? 沒有失敗，只有暫時停止成功！。 , January 24, 2023 ? 很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。 02:39:5702:39:5702:391/24/2023 2:39:57 AM ? 1成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。 :39:5702:39Jan2324Jan23 ? 1世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。 02:39:5702:39:5702:39Tuesday, January 24, 2023 ? 1不知香積寺，數(shù)里入云峰。 :39:5702:39:57January 24, 2023 ? 1意志堅強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 2023年 1月 24日星期二 上午 2時 39分 57秒 02:39: ? 1楚塞三湘接，荊門九派通。 。 2023年 1月 上午 2時 39分 :39January 24, 2023 ? 1少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。 2023年 1月 24日星期二 2時 39分 57秒 02:39:5724 January 2023 ? 1空山新雨后，天氣晚來秋。 上午 2時 39分 57秒 上午 2時 39分 02:39: ? 楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。 , January 24, 2023 ? 閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。 02:39:5702:39:5702:391/24/2023 2:39:57 AM ? 1越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。 :39:5702:39Jan2324Jan23 ? 1越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。 02:39:5702:39:5702:39Tuesday, January 24, 2023 ? 1知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。 :39:5702:39:57January 24, 2023 ? 1意志堅強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 2023年 1月 24日星期二 上午 2時 39分 57秒 02:39: ? 1最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。 2023年 1月 上午 2時 39分 :39January 24, 2023 ? 1業(yè)余生活要有意義，不要越軌。 2023年 1月 24日星期二 2時 39分 57秒 02:39:5724 January 2023 ? 1一個人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。 上午 2時 39分 57秒 上午 2時 39分 02:39: MOMODA POWERPOINT Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. 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