微電子工程教學(xué)課件

1、3.155J/6.152J 微電子工程 秋季，2003Bob OHandleyMartin Schmidt問題 5答案 Out Oct. 29, 2003 Due Nov. 5, 20021. （Plummer 10.3）在某過程中，要求金屬線的偏差等于或小于1.0mm （偏差等于金屬線寬的加上兩金屬線間的距離，在形貌的頂端測量）.假設(shè)金屬線寬和間距相等（即,各0.5 m）.結(jié)構(gòu)的高度也為 0.5 m,最小的光刻線寬為 0.25m.a.要得到此結(jié)構(gòu)最小的各向異性腐蝕速率為多少？b.用濕法刻蝕此結(jié)構(gòu)所得到的最小偏差是多少 ？（最小的光刻線寬為0.25m,厚度為0.5 m金屬等寬等間距。）答案（a

2、）.考慮到各向異性腐蝕，為得到0.5 m等 寬等間距的線條，假設(shè)掩模版的寬度 1-x,則各向異性腐蝕為：W W21 彳 一 0.5-I 一2x0.5） = 0,5 + inintr） = 0,5 十 0.25 = 0-75（b）.金屬一般為多晶結(jié)構(gòu)，在濕法腐蝕中為各向同性腐蝕.因此，我們各向異性腐蝕率為A f = 0.與（a）同，我們用下面的等式表示p和x的關(guān)系：min(p)= 2(1+ niin(A) = 2x( + 0,25)=2. （Plummer 10.4）和濺射相比反應(yīng)離子刻蝕的優(yōu)缺點(diǎn)是什么（RIE）?闡述你選用濺射而不是RIE的例子？ 回答: 反應(yīng)離子刻蝕 包括物理 刻蝕和化學(xué)腐蝕

3、.襯底放在一小電極上，加低電壓用RF能源, 一般在10 -100 mtorr的環(huán)境下.在襯底表面，金屬的去除采用離子轟擊和化學(xué)反應(yīng)。RIE物理腐蝕原理和濺射腐蝕 類似，而化學(xué)腐蝕也帶來了獨(dú)特的效應(yīng).RIE的最大特點(diǎn) 是腐蝕的 強(qiáng)選擇 性。 這由惰 性氣體 的替位 和其它化學(xué) 反應(yīng) 完成 。 用化學(xué)方 法 , RIE 能 獲得高的腐蝕率和低 的破壞 性。最后,在 快速優(yōu)化中更多的 參數(shù) 在 RIE 中 可獨(dú)立 設(shè)置.既然化學(xué) 腐蝕是各 項(xiàng) 同性的 , 兩 者 結(jié) 合可 形 成不 是 垂直 的 側(cè)壁 。 缺 少 方 向性與濺射刻 蝕 類似 . 因?yàn)橐O(shè) 置更 多的 參數(shù) 所 以控制就變得 困難了.

4、假設(shè)一 個(gè)用濺射刻蝕 而不 是 RIE 的 例子， 并且該材料用化學(xué) 的 方法很難 腐蝕 , 濺射是 唯 一的腐蝕 方 法 . 濺射也用于在此清潔 蒸發(fā)前 的 硅片 。3. (Plummer 10.5) 解釋怎樣載入終點(diǎn)測試效應(yīng)答案 :載入 效 應(yīng) 能 引起 腐蝕的 不均允 性 , 即在晶片 上 有不 同的腐蝕率,每片 晶 片 和 每爐 晶 片的腐蝕率 都不 同 . 加 載效 應(yīng)分為 宏觀 和微觀 效應(yīng) . 如果 在腔內(nèi)載入 更多的晶 片或更 多 的表面 暴露 在腐蝕 劑 中， 那 么 每片 晶 片 和 每爐 晶 片 的腐蝕率 不 同 ; 晶 片內(nèi) 腐蝕率的 不 同是 局部 的縱橫 比不 同

5、引起 的. 全部 腐蝕率的 不 同 影響終 點(diǎn)檢 測.例如, 終點(diǎn) 設(shè)置在腔 體 的某 個(gè) 靶種聚合 處 就 會超 過 極 限值 。 如果 腐蝕率因?yàn)?載入效 應(yīng) 減 少則刻蝕系統(tǒng)需 要很 長時(shí) 間到 達(dá)終 點(diǎn) 。4. (Plummer 10.6)當(dāng)刻蝕某種特別薄膜時(shí)，發(fā)現(xiàn)某種等離子化學(xué)刻蝕在某一 RIE刻蝕系 統(tǒng)中產(chǎn)生垂直側(cè)壁00刻蝕斜度。加化學(xué)式劑A進(jìn)行化學(xué)腐蝕得到 非垂直的側(cè)壁，并 有斜 度。加 化學(xué) 式 劑 B 得到最 初 的刻蝕結(jié) 果 ， 非陡 直側(cè)壁 ， 無 刻蝕 斜度。 解釋將發(fā)生 什么 結(jié) 果 ？ 答案 :化學(xué) 試劑 A 和 薄膜有 高的 自發(fā) 反應(yīng)速率，刻蝕薄膜 是各 項(xiàng) 同性化學(xué)試劑B可去除光刻膠.另一種可能是化學(xué)試劑B本身或反應(yīng)的副產(chǎn)物可能會在側(cè) 壁 產(chǎn)生阻擋層 ， 獲 得 非陡 直側(cè)壁 無斜 度。5. (Plummer 10.8) 為什么 在腐蝕過程中， 側(cè)壁 的斜 度隨溫 度的 減小而變 得更傾斜 ？答案 :側(cè)壁 的 斜 度 隨溫 度的 減 小 而變 得 更 傾斜是 由 負(fù) 的 溫 度 效 應(yīng) 產(chǎn)生阻擋層來 解釋 的。在等離子刻蝕中， 襯底 的 剝 離速率 受粘 結(jié) 物 的 破壞 和形成 限 制 ，即 對 離子 能 量的 敏感 ， 對溫