第三章-光刻與刻蝕

1、光刻光刻Photolithography大規(guī)模集成電路制造工藝1圖形的形成圖形的形成2圖形的形成圖形的形成3圖形的形成圖形的形成4黃房(Yellow Room)5光刻工藝6光刻機(jī)光刻機(jī): :光源和曝光設(shè)備光源和曝光設(shè)備掩模板掩模板: :決定將形成圖案決定將形成圖案 光刻膠光刻膠: :實(shí)現(xiàn)圖案的暫時(shí)轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)圖案的暫時(shí)轉(zhuǎn)移掩模板掩模板光刻膠光刻膠光源光源硅工藝的集成電路：硅工藝的集成電路： 20 20次光刻工藝次光刻工藝光刻工藝占總制造成本的光刻工藝占總制造成本的1/31/3掩模板(Mask)7 襯底用石英片襯底用石英片: 熱膨脹系數(shù)非常小熱膨脹系數(shù)非常小;在在UV和深和深UV區(qū)域內(nèi)高的穿透系數(shù)區(qū)

2、域內(nèi)高的穿透系數(shù); 不透光部分不透光部分: 金屬用鉻金屬用鉻(Cr); 標(biāo)準(zhǔn)尺寸標(biāo)準(zhǔn)尺寸: 15x15cm2, 0.6cm厚；厚；亮場(chǎng)亮場(chǎng)(Bright Field)暗場(chǎng)暗場(chǎng)(Dark Field)掩模板(Mask)8DAYeNDAYe10層掩模板層掩模板Y為成品率；D為每單位面積致命缺陷的平均數(shù)；A為IC芯片的面積；N為掩模板個(gè)數(shù)；掩模板的檢查、掩模板的檢查、清洗、保護(hù)很重要清洗、保護(hù)很重要超高潔凈工藝區(qū)很重要超高潔凈工藝區(qū)很重要光刻膠/抗蝕劑(Photoresist)9光刻膠由三種成分組成光刻膠由三種成分組成：樹(shù)脂基材(聚合物)、感光化合物、及有機(jī)溶劑；光刻膠對(duì)可見(jiàn)光不敏感,對(duì)紫外光敏感;

3、光刻膠/抗蝕劑(Photoresist)10光刻膠的類型：光刻膠的類型：正膠：曝光區(qū)化合物吸收光子，聚合物分裂為短鏈，易于溶于顯影液中 -曝光區(qū)易溶解負(fù)膠：曝光區(qū)感光化合物吸收光能而使聚合物分子發(fā)生交聯(lián)，難溶于顯影液中 -曝光區(qū)不溶解區(qū)別區(qū)別: :正膠:分辨率好,易去除,成本高;負(fù)膠:黏附性好,聚合區(qū)/非聚合區(qū)可溶性差別大,分辨率低,去除難;光刻膠/抗蝕劑(Photoresist)11光刻膠的類型：光刻膠的類型：正膠：曝光區(qū)化合物吸收光子，聚合物分裂為短鏈，易于溶于顯影液中 -曝光區(qū)易溶解負(fù)膠：曝光區(qū)感光化合物吸收光能而使聚合物分子發(fā)生交聯(lián)，難溶于顯影液中 -曝光區(qū)不溶解黏附性好；黏附性好；分

4、辨率差；分辨率差；分辨率好；分辨率好；成本高；成本高；光刻步驟12涂膠涂膠曝光曝光顯影顯影l(fā)清洗清洗l前烘和前處理前烘和前處理l涂膠涂膠l涂膠后烘涂膠后烘l對(duì)準(zhǔn)和曝光對(duì)準(zhǔn)和曝光l曝光后烘曝光后烘l顯影顯影l(fā)顯影后烘顯影后烘l圖形檢查圖形檢查涂膠工藝步驟-清洗13 去除沾污去除沾污 提高光刻膠黏附性提高光刻膠黏附性 去除顆粒去除顆粒 減少針孔和其他缺陷減少針孔和其他缺陷目的目的:濕法化學(xué)清洗濕法化學(xué)清洗去離子水沖洗去離子水沖洗甩干甩干涂膠工藝步驟-前烘和前處理14前烘前烘: :去除晶圓表面的水份；去除晶圓表面的水份； 提高光刻膠與表面的黏附性；提高光刻膠與表面的黏附性；前處理前處理: (HMDS

5、): (HMDS)增強(qiáng)光刻膠的粘附性；增強(qiáng)光刻膠的粘附性； 通常和前烘一起進(jìn)行；通常和前烘一起進(jìn)行； 通常在通常在100100o oC C；涂膠前硅片需冷卻：涂膠前硅片需冷卻：溫度會(huì)影響光刻膠的黏度；溫度會(huì)影響光刻膠的黏度； 影響涂膠厚度；影響涂膠厚度；HMDS:HMDS:六甲基乙硅胺烷六甲基乙硅胺烷涂膠工藝步驟-勻膠機(jī)151）硅片吸附在真空吸盤(pán)上；）硅片吸附在真空吸盤(pán)上；2）液態(tài)的光刻膠滴在硅片的中心；）液態(tài)的光刻膠滴在硅片的中心；3）吸盤(pán)旋轉(zhuǎn)，離心力的作用下光刻膠擴(kuò)散開(kāi)）吸盤(pán)旋轉(zhuǎn)，離心力的作用下光刻膠擴(kuò)散開(kāi), 均勻地覆蓋硅片表面；均勻地覆蓋硅片表面；4）先低速旋轉(zhuǎn)）先低速旋轉(zhuǎn)500 rpm

6、,再上升到再上升到3000-7000 rpm；化學(xué)物質(zhì)排除化學(xué)物質(zhì)排除膠盤(pán)膠盤(pán)邊緣清洗邊緣清洗(去邊去邊)給膠管給膠管排氣口排氣口 真空真空涂膠工藝步驟-勻膠16涂膠工藝步驟-勻膠17ptkk 100,p 光刻膠中固體所占比例光刻膠中固體所占比例,p 越大，粘稠性越高越大，粘稠性越高 轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速，krpm粘稠性越高粘稠性越高,光刻膠厚度越厚光刻膠厚度越厚;轉(zhuǎn)速越快轉(zhuǎn)速越快,光刻膠厚度越薄光刻膠厚度越薄;涂膠工藝步驟-化學(xué)去邊18 光刻膠擴(kuò)散到硅片的邊緣和背面；光刻膠擴(kuò)散到硅片的邊緣和背面； 在搬送過(guò)程中光刻膠可能回剝落成為微粒；在搬送過(guò)程中光刻膠可能回剝落成為微粒；涂膠工藝步驟-光學(xué)去邊19

7、在曝光工藝完成會(huì)后，顯影工藝之前；在曝光工藝完成會(huì)后，顯影工藝之前； 背面光刻膠對(duì)曝光過(guò)程可能造成影響；背面光刻膠對(duì)曝光過(guò)程可能造成影響；涂膠工藝步驟-后烘20為了去除溶劑：為了去除溶劑： 影響吸光和粘附性；影響吸光和粘附性；過(guò)烘過(guò)烘: : 分子聚合分子聚合, ,光敏性降低；光敏性降低；后烘不足后烘不足: : 影響?zhàn)じ叫院推毓庑Ч?；影響?zhàn)じ叫院推毓庑Ч?；涂膠系統(tǒng)21光刻機(jī)-接觸式22p 分辨率分辨率:有微米級(jí)的能力有微米級(jí)的能力;p 掩膜版和硅片直接接觸掩膜版和硅片直接接觸,掩膜版壽掩膜版壽命短命短;光刻機(jī)-接近式23p 掩模板距硅片表面掩模板距硅片表面10-50m;p 無(wú)直接接觸無(wú)直接接觸:

8、 更長(zhǎng)的壽命更長(zhǎng)的壽命;p 分辨率分辨率: 2-5m; lg:0.25,16,2gum gum lum光源波長(zhǎng)間隙距離 光刻機(jī)-投影式24p掩模板圖形：晶圓圖形掩模板圖形：晶圓圖形=1:1;p光學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)單；光學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)單；p具有接觸式的分辨率但無(wú)直接接觸具有接觸式的分辨率但無(wú)直接接觸;p分辨率分辨率: 1m;步進(jìn)式步進(jìn)式掃描式掃描式光刻機(jī)-投影式25p掩模板圖形：晶圓圖形掩模板圖形：晶圓圖形=M:1;p沒(méi)有缺陷的掩模板容易做；沒(méi)有缺陷的掩模板容易做；p無(wú)直接接觸無(wú)直接接觸;步進(jìn)式步進(jìn)式掃描式掃描式光刻機(jī)-投影式261mNAlkD分辨率：分辨率：1NAkD為工藝參數(shù)， 為光源波長(zhǎng)，為數(shù)值孔徑sin

9、NADnn為介質(zhì)的折射率，為圓錐體光線聚于晶圓上一點(diǎn)的半角度值光刻機(jī)-投影式2722NA/ 2/ 2tansin(D)mmDOFlllk22NA(D)DOFlkDOF: Depth of Focus, 聚焦深度聚焦深度光刻機(jī)-投影式2822NA/2tan(D)mDOFllk1mNAlkDsinNADn1NA0.75=365nmD=0.60.4ummlk，2NANA1=365D0.4,2.3D01.0.6,DODOFFknlumumml，10:15:11:1光刻機(jī)-投影式29 先進(jìn)的先進(jìn)的IC 中最流行的光刻設(shè)備中最流行的光刻設(shè)備; 高分辨率高分辨率, 0.25微米或以下微米或以下; 光學(xué)系統(tǒng)復(fù)

10、雜，價(jià)格昂貴光學(xué)系統(tǒng)復(fù)雜，價(jià)格昂貴; 掩模圖形尺寸常用掩模圖形尺寸常用5X; 10X能夠得到更好的分辨率能夠得到更好的分辨率(更高的更高的DNA)， 曝光時(shí)間是曝光時(shí)間是5X的四倍。的四倍。光源30高壓汞燈光譜高壓汞燈光譜利用波長(zhǎng)更短的準(zhǔn)分子激光利用波長(zhǎng)更短的準(zhǔn)分子激光實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)nm級(jí)的分辨率；級(jí)的分辨率；1mNAlkD分辨率增強(qiáng)技術(shù)分辨率增強(qiáng)技術(shù)31光學(xué)臨近修正光學(xué)臨近修正32在光刻版上進(jìn)行圖形修正，在光刻版上進(jìn)行圖形修正，來(lái)補(bǔ)償衍射帶來(lái)的光刻圖來(lái)補(bǔ)償衍射帶來(lái)的光刻圖形變形。形變形。optical proximity correction光學(xué)臨近修正光學(xué)臨近修正33分辨率增強(qiáng)技術(shù)34表面反射的

11、影響表面反射的影響35避免表面高度差；避免表面高度差；表面平整化；表面平整化；表面反射的影響表面反射的影響36表面反射的影響表面反射的影響37光刻膠下加減反膜光刻膠下加減反膜浸沒(méi)式曝光浸沒(méi)式曝光381NARkD =193 nm, k1=0.3: N=1.0, DNA=0.93, R 60 nm N=1.0, DNA=1.36, R 40 nm21.44H On增加數(shù)值孔徑增加數(shù)值孔徑:sinNADn涂膠工藝步驟涂膠工藝步驟-顯影顯影(Development)39顯影液溶解部分光刻膠顯影液溶解部分光刻膠: 正膠顯影液通常使用弱堿性的溶劑正膠顯影液通常使用弱堿性的溶劑; 最常用的是四甲基氫銨最常用

12、的是四甲基氫銨(TMAH); 將掩膜上的圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上將掩膜上的圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上; 三個(gè)基本步驟三個(gè)基本步驟:顯影清洗干燥顯影清洗干燥;涂膠工藝步驟涂膠工藝步驟-顯影顯影40單片顯影單片顯影:涂膠工藝步驟-顯影41批量顯影批量顯影:涂膠工藝步驟涂膠工藝步驟- -顯影后烘顯影后烘42 使光刻膠中的溶劑蒸發(fā)使光刻膠中的溶劑蒸發(fā) 提高抗刻蝕和抗離子注入性提高抗刻蝕和抗離子注入性 提高光刻膠和硅片表面的黏附性提高光刻膠和硅片表面的黏附性 聚合化并穩(wěn)定光刻膠聚合化并穩(wěn)定光刻膠 光刻膠流動(dòng)填平針孔光刻膠流動(dòng)填平針孔涂膠工藝步驟-光學(xué)檢查43不合格的硅片將被去除光刻膠返工：光刻膠的圖形是臨時(shí)性的刻蝕和

13、注入后的圖形是永久的.光刻是可以返工的刻蝕和注入后不能返工光學(xué)顯微鏡掃描電子顯微鏡(SEM)涂膠工藝步驟-光學(xué)檢查44對(duì)準(zhǔn)精度：對(duì)準(zhǔn)精度： 放大,縮小,掩膜旋轉(zhuǎn),硅片旋轉(zhuǎn), X方向漂移,Y方向漂移關(guān)鍵尺寸關(guān)鍵尺寸(CD)(CD)；表面缺陷如，刮痕，針孔，污點(diǎn)，污染物等；表面缺陷如，刮痕，針孔，污點(diǎn)，污染物等；如果硅片檢查合格，將會(huì)流出光刻模塊，進(jìn)入下一道工藝，進(jìn)行刻蝕或離子注入。光刻膠的去除45濕法濕法: : HH2 2SOSO4 4+H+H2 2O O2 2 120120o oC, C, 腐蝕金屬腐蝕金屬(Al)(Al)；濕法濕法: : 有機(jī)物有機(jī)物(MS2001), (MS2001), 刻

14、蝕金屬很微弱；刻蝕金屬很微弱；干法干法: : OO2 2 Plasma, Plasma, 適合于所有情況；適合于所有情況；光刻膠如果承受了高溫烘焙光刻膠如果承受了高溫烘焙, ,離子注入離子注入, ,干法刻蝕干法刻蝕, ,需要濕法需要濕法( H( H2 2SOSO4 4+H+H2 2O O2 2 )+ )+干法干法( O( O2 2 Plasma) Plasma)去膠去膠; ;曝光能量閾值46正光刻膠正光刻膠負(fù)光刻膠負(fù)光刻膠電子束曝光技術(shù)47優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): : 可以產(chǎn)生亞微米的幾何圖案可以產(chǎn)生亞微米的幾何圖案; ; 自動(dòng)化、高精度控制；自動(dòng)化、高精度控制； 較大的聚焦深度；較大的聚焦深度； 可不用掩

15、模板；可不用掩模板；缺點(diǎn)缺點(diǎn): : 產(chǎn)率低產(chǎn)率低 分辨率小于分辨率小于0.25um0.25um， 10 10片片/ /小時(shí)；小時(shí)；電子束曝光技術(shù)電子束曝光技術(shù)48 順序掃描順序掃描 向量掃描向量掃描電子束圖形電子束圖形:電子束投影曝光電子束投影曝光49電子束曝光光刻膠電子束曝光光刻膠50正性電子光刻膠正性電子光刻膠負(fù)性電子光刻膠負(fù)性電子光刻膠PMMA/PBS分辨率分辨率: 0.1umCOP分辨率分辨率: 1um電子束曝光臨近效應(yīng)電子束曝光臨近效應(yīng)51極遠(yuǎn)紫外光曝光極遠(yuǎn)紫外光曝光52可實(shí)現(xiàn)可實(shí)現(xiàn)50nm圖型；圖型；必須在真空條件下進(jìn)行；必須在真空條件下進(jìn)行；X射線曝光射線曝光53 類似接近式曝光

16、系統(tǒng)；類似接近式曝光系統(tǒng)； 掩模板掩模板: 1-2um厚厚, Si/SiC, 1X； 圖形圖形: 髙原子系數(shù)吸收層；髙原子系數(shù)吸收層； 分辨率分辨率: 100nm; 1nm曝光技術(shù)總結(jié)曝光技術(shù)總結(jié)54局限：局限：光學(xué)圖形曝光中的衍射現(xiàn)象;電子束圖形曝光中的鄰近效應(yīng);X射線圖形曝光中掩模版的制作復(fù)雜;EUV圖形曝光中掩模版空片的制作困難;離子束投影圖形曝光中隨機(jī)空間電荷效應(yīng);對(duì)于IC的制造，多層掩模版是必須的；不是所有的掩模版層并不需要都用相同的圖形曝光方法。采用混合與配合（mix-and-match）的方法，分別改善分辨率 與提高產(chǎn)率：用4：1的電子或EUV方法來(lái)完成最關(guān)鍵的掩模版層；用4：1

17、或5：1的光學(xué)圖形曝光系統(tǒng)來(lái)完成其他的掩模版層。刻蝕刻蝕Etching大規(guī)模集成電路制造工藝55圖形的形成圖形的形成I56圖形的形成圖形的形成II57描述刻蝕工藝參數(shù)描述刻蝕工藝參數(shù)58刻蝕速率：刻蝕速率：- 刻蝕前厚度 刻蝕后厚度刻蝕速率刻蝕時(shí)間500nm通過(guò)干氧方法生長(zhǎng)的通過(guò)干氧方法生長(zhǎng)的SiO2，在，在BOE溶液中刻蝕溶液中刻蝕30s，剩下厚度為剩下厚度為450nm：- R=100nm/min500 4500.5描述刻蝕工藝參數(shù)描述刻蝕工藝參數(shù)刻蝕前：刻蝕前： 3500 3510 3499 3501 3493 ( )1min刻蝕后：刻蝕后： 1500 1455 1524 1451 156

18、3 ( )刻蝕速率：刻蝕速率： 2000 2055 1975 2055 1930 ( /min)平均刻蝕速率：平均刻蝕速率：標(biāo)準(zhǔn)偏差不均勻性：標(biāo)準(zhǔn)偏差不均勻性：最大最小不均勻性：最大最小不均勻性：oR=2003A/ minNU(%)=/x100%=53.7/2003x100%=2.7%Rmaxminx-xNU(%)=x100%=125/ 2006x100%=3.1%2RoAoAoA描述刻蝕工藝參數(shù)描述刻蝕工藝參數(shù)60刻蝕選擇比：刻蝕選擇比： 同一刻蝕工藝對(duì)不同材料的刻蝕速率比同一刻蝕工藝對(duì)不同材料的刻蝕速率比12RS=R刻蝕方法刻蝕方法61 干法刻蝕干法刻蝕 濕法刻蝕濕法刻蝕濕法刻蝕的三個(gè)主要

19、步驟：濕法刻蝕的三個(gè)主要步驟：（1）反應(yīng)物通過(guò)擴(kuò)散方式到達(dá)反應(yīng)表面；（2）化學(xué)反應(yīng)在表面發(fā)生；（3）反應(yīng)生成物通過(guò)擴(kuò)散離開(kāi)表面。影響濕法刻蝕因素：影響濕法刻蝕因素：（1）溫度；（2）刻蝕溶液濃度；濕法刻蝕方式：濕法刻蝕方式：（1）將晶圓浸入刻蝕溶液；（2）將刻蝕溶液噴灑在晶圓表面；濕法刻蝕的特點(diǎn)濕法刻蝕的特點(diǎn)62 選擇比高選擇比高 各向同性各向同性(isotropic)鉆蝕(undercut)濕法刻蝕濕法刻蝕63二氧化硅刻蝕：二氧化硅刻蝕：2262SiO6HFH SiF2H OBOE: Buffered-Oxide-Etchant (40%NH4F:49%HF=6:1)442NH F+HFNH

20、HF濕法刻蝕濕法刻蝕64氮化硅刻蝕：氮化硅刻蝕：343434 43Si N4H POSi (PO )4NH刻蝕條件：刻蝕條件：180180o oC,C,濃度為濃度為91.5%91.5% 刻蝕選擇比：對(duì)熱氧刻蝕選擇比：對(duì)熱氧: : 10:110:1；對(duì)；對(duì)SiSi：33:133:1 刻蝕速率：刻蝕速率：10nm/min10nm/min濕法刻蝕濕法刻蝕65酸性溶液酸性溶液(Freckle)刻蝕硅：刻蝕硅：3222 Si4HNOSiO2H O4NO可用于刻蝕單晶硅，多晶硅（可用于刻蝕單晶硅，多晶硅（10nm/min10nm/min）；）；2262SiO6HFH SiF2H O室溫下刻蝕；室溫下刻蝕；

21、32622 Si+4HNO +6HFH SiF +4NO +4H O總反應(yīng)：總反應(yīng)：濕法刻蝕濕法刻蝕662232Si2KOHH OK SiO2H堿性溶液刻蝕硅：堿性溶液刻蝕硅：323324422 CHNOH+Si+H OCHNSiO +HTMAH常用刻蝕溫度為常用刻蝕溫度為8080o oC C；刻蝕各向異性刻蝕各向異性(anisotropic)(anisotropic)；TMAHTMAH刻蝕對(duì)刻蝕對(duì)SiOSiO2 2有非常高的選擇比；有非常高的選擇比；刻蝕速度：刻蝕速度： KOH 1um/minKOH 1um/min 25%TMAH 0.3um/min 25%TMAH 0.3um/min硅的濕

22、法刻蝕硅的濕法刻蝕67薄膜薄膜刻蝕速率：刻蝕速率：(100): (110): (111)=100: 16: 1硅的濕法刻蝕硅的濕法刻蝕68 可用于制備亞微米尺寸器件可用于制備亞微米尺寸器件;濕法刻蝕濕法刻蝕69金屬的刻蝕金屬的刻蝕:濕法刻蝕濕法刻蝕70金屬的刻蝕金屬的刻蝕:1) Al-2%Si的刻蝕的刻蝕2) Cu的刻蝕的刻蝕濕法刻蝕濕法刻蝕71Cu的刻蝕的刻蝕:Damascene Technology濕法刻蝕濕法刻蝕72GaAs的刻蝕的刻蝕:H2SO4-H2O2-H2O或或H3PO4-H2O2-H2O 222H OH O+ O 23232GaAs+6 OGa O +As O222424 33

23、322GaAs+6H O +3H SO Ga (SO ) +2H AsO +6H O總反應(yīng)方程式：總反應(yīng)方程式：各向異性比值各向異性比值:73光刻膠光刻膠111llffvvRtRlAhRtR 干法刻蝕干法刻蝕/等離子體輔助刻蝕等離子體輔助刻蝕74等離子體： 具有相等數(shù)量正電荷和負(fù)電荷的離化氣體； 準(zhǔn)中性氣體；等離子體組成: 電中性的原子或氣體;負(fù)電荷(電子);正電荷(離子)等離子體的產(chǎn)生: 電中性的原子或氣體;負(fù)電荷(電子);正電荷(離子)電離率：電離率：=+電子濃度電離率離子濃度 中性原子/分子濃度電離率：電離率：普通平板電極等離子刻蝕，0.01%高等離子體濃度刻蝕機(jī)，1-5%干法刻蝕干法刻

24、蝕75利用基態(tài)或者中性激發(fā)狀態(tài)物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)將固態(tài)薄膜去除；等離子體中的帶能量的離子可以增強(qiáng)或引發(fā)刻蝕;干法刻蝕干法刻蝕76基本的刻蝕方式：基本的刻蝕方式：物理方式：物理方式：正離子高速轟擊樣品表面（Ar+清潔)；化學(xué)方式：化學(xué)方式：等離子體中產(chǎn)生的中性反應(yīng)物與樣品表面相互作用產(chǎn)生揮發(fā)產(chǎn)物（O去光刻膠)；優(yōu)點(diǎn)： 高刻蝕速率，高選擇比，低轟擊缺陷缺點(diǎn)：各向同性優(yōu)點(diǎn)：各向異性，缺點(diǎn)：選擇比低，離子轟擊造成損傷RIERIE方式：方式：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：各向異性，適當(dāng)選擇比，低轟擊損傷；各向異性，適當(dāng)選擇比，低轟擊損傷；RIERIE：Reactive Ion EtchingReactive Ion Etch

25、ing（Ion-Assisted EtchingIon-Assisted Etching) )物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)77RIE刻蝕刻蝕78干法刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)干法刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)79探測(cè)等離子體發(fā)出的射線，與已知發(fā)射光譜對(duì)比，可知等離子中中性或離子物質(zhì)的存在；根據(jù)光譜強(qiáng)度的變化，可以知道物質(zhì)濃度的變化；由于刻蝕劑或副產(chǎn)物在刻蝕終點(diǎn)開(kāi)始上升/下降。 利用激光干涉法：利用激光干涉法： d = /2 n 等離子探測(cè)：等離子探測(cè)：三極反應(yīng)離子刻蝕三極反應(yīng)離子刻蝕80上下電極控制等離子的輸送（等離子體能量）上下電極控制等離子的輸送（等離子體能量）左右電極控制等離子的產(chǎn)生（等離子體濃度）左右電極控制

26、等離子的產(chǎn)生（等離子體濃度）增加刻蝕選擇比；減小離子轟擊損傷；增加刻蝕選擇比；減小離子轟擊損傷；高密度等離子體高密度等離子體81低氣壓低氣壓(mTorr): (mTorr): 長(zhǎng)的平均自由程長(zhǎng)的平均自由程高等離子密度高等離子密度: : 更多的活性自由基更多的活性自由基傳統(tǒng)電容耦合等離子體源：傳統(tǒng)電容耦合等離子體源： 很難產(chǎn)生高密度等離子體很難產(chǎn)生高密度等離子體; ; 在低壓下很難產(chǎn)生等離子體在低壓下很難產(chǎn)生等離子體: :電子平均自由程長(zhǎng)于電極間距，電子平均自由程長(zhǎng)于電極間距， 離化碰撞不充分；離化碰撞不充分； 離子密度和能量都和離子密度和能量都和RFRF功率相關(guān)功率相關(guān), ,無(wú)法分別獨(dú)立控制無(wú)

27、法分別獨(dú)立控制. .電感耦合等離子體電感耦合等離子體: : Inductively Coupled Plasma,ICPInductively Coupled Plasma,ICP電子回旋共振等離子體電子回旋共振等離子體: : Electron Cyclotron Resonance,ECRElectron Cyclotron Resonance,ECRICP刻蝕刻蝕所以可以在低壓強(qiáng)下產(chǎn)生高密度的等離子體；所以可以在低壓強(qiáng)下產(chǎn)生高密度的等離子體；RFRF電流源：電流源： RFRF電流線圈電流線圈, ,產(chǎn)生產(chǎn)生RFRF磁場(chǎng)磁場(chǎng), ,變化的電場(chǎng)；變化的電場(chǎng)；電場(chǎng)給電子加速電場(chǎng)給電子加速, ,產(chǎn)生碰

28、撞離化；產(chǎn)生碰撞離化；RF偏壓控制轟擊的能量偏壓控制轟擊的能量;氦氣用來(lái)冷卻晶圓氦氣用來(lái)冷卻晶圓;磁場(chǎng)是電子做螺旋運(yùn)動(dòng)；磁場(chǎng)是電子做螺旋運(yùn)動(dòng)；電子可以飛越很長(zhǎng)的路徑而不與腔壁發(fā)生碰撞；電子可以飛越很長(zhǎng)的路徑而不與腔壁發(fā)生碰撞；ECR刻蝕刻蝕83電子在磁場(chǎng)中會(huì)旋轉(zhuǎn)電子在磁場(chǎng)中會(huì)旋轉(zhuǎn); ;旋轉(zhuǎn)的頻率旋轉(zhuǎn)的頻率( (共振頻率共振頻率) )決定于磁場(chǎng)強(qiáng)度決定于磁場(chǎng)強(qiáng)度; ;()2.8 ()eMHzB Gauss當(dāng)外加微波的頻率等于共振頻率的時(shí)候，電子可以從微波中得到能量；當(dāng)外加微波的頻率等于共振頻率的時(shí)候，電子可以從微波中得到能量； 與其他原子分子碰撞，產(chǎn)生跟多電子。與其他原子分子碰撞，產(chǎn)生跟多電子。金屬的干法刻蝕金屬的干法刻蝕84集成電路里常用的金屬材料集成電路里常用的金屬材料: Al ,Cu, W.3Al+3FAlF3AlF不具有揮發(fā)性3Al+3ClAlCl 側(cè)壁上殘留的側(cè)壁上殘留的Cl與水汽反應(yīng)生成與水汽反應(yīng)生成HCl 刻蝕刻蝕Al； Cl刻蝕刻蝕A