最新Dry-Etch-工艺基本原理及良率剖析(经典讲解).docx

《最新Dry-Etch-工艺基本原理及良率剖析(经典讲解).docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、精品资料Dry-Etch-工艺基本原理及良率剖析(经典讲解)........................................精品资料【面板制程刻蚀篇】史上最全DryEtch分类、工艺基本原理及良率剖析DryEtch工序的目的广义而言，所谓的刻蚀技术，是将显影后所产生的光阻图案真实地转印到光阻下的材质上，形成由光刻技术定义的图形。它包含了将材质整面均匀移除及图案选择性部分去除，可分为湿式刻蚀(wetetching)和干式刻蚀(dryetching)两种技术。湿式刻蚀具有待刻蚀材料与光阻及下

2、层材质良好的刻蚀选择比（selectivity）。然而，由于化学反应没有方向性，因而湿式刻蚀是各向同性刻蚀。当刻蚀溶液做纵向刻蚀时，侧向的刻蚀将同时发生，进而造成底切（Undercut）现象，导致图案线宽失真，如下图所示。底切现象自1970年以来，元件制造首先开始采用电浆刻蚀技术（也叫等离子体刻蚀技术），人们对于电浆化学性的了解与认识也就越来越深。........................................精品资料在现今的半导体集成电路或面板制造过程中，要求精确地控制各种材料尺寸至次

3、微米大小，而且还必须具有极高的再现性，电浆刻蚀是现今技术中唯一能极有效率地将此工作在高良率下完成的技术，因此电浆刻蚀便成为半导体制造以及TFTLCDArray制造中的主要技术之一。 干式刻蚀通常指利用辉光放电（glowdischarge）方式，产生包含离子、电子等带电粒子以及具有高度化学活性的中性原子、分子及自由基的电浆，来进行图案转印（patterntransfer）的刻蚀技术。干法刻蚀是亚微米尺寸下刻蚀器件的最主要方法，广泛应用于半导体或面板前段制程。DryEtch的分类及工艺的基本原理蚀刻技术中的

4、术语1.各向同性与各向异性蚀刻(IsotropicandAnisotropicEtching)不同的蚀刻机制将对蚀刻后的轮廓(Profile)产生直接的影响。如下图所示，纯粹的化学蚀刻通常没有方向选择性，上下左右刻蚀速度相同，蚀刻后将形成圆弧的轮廓，并在遮罩(Mask)下形成底切(Undercut)，这种刻蚀被称为各向同性蚀刻。各向同性蚀刻通常对下层物质具有很好的选择比，但线宽定义不易控制。而各向异性蚀刻则是借助具有方向性的离子撞击，进行特定方向的蚀刻，形成垂直的轮廓。采用非等向性蚀刻，可定义出较细微的

5、线宽。........................................精品资料各向同性与各向异性刻蚀2.选择比(Selectivity)在刻蚀过程中，被刻蚀物质上层的遮罩物质（如光刻胶）或下层的物质这些本来不需要被刻蚀的膜层也会同时遭到刻蚀，如下图所示。刻蚀前和刻蚀后比较选择比即为不同物质之间蚀刻速率的比值。其中又可分为对遮罩物质的选择比及对待蚀刻物质下层物质的选择比。选择比要求越高越好，高选择比意味着只刻除想要刻去的那一部分材料。选择比可以表示为：选择比＝被刻蚀材料的速率/不需要被刻蚀

6、材料的速率。3.负载效应(LoadingEffect)负载效应就是当被蚀刻材质裸露在反应电浆或溶液时，面积较大者蚀刻速率比面积较小者慢的情形。这是由于反应物质在面积较大的区域中被消耗掉的程度较为严重，导致反应物质浓度变低，而蚀刻速率却又与反应物质浓度成正比关系，大部份的等向性蚀刻都有这种现象。4.RF自偏压（selfbias）电浆是等离子体，其内部正负离子相等，而如果解离腔体电极接上RF........................................精品资料power，由于其电极表面所带

7、电荷的变换，会吸引正负离子及电子的接近，但因电子与带正电的原子核质量相差甚多，使得在经过高频的变换过程后，电子与正离子逐渐分离。质量较小的电子受吸引加速较快到达电极表面，使电极附近形成带负电的鞘层电压，这就是自偏压产生的原理。这个鞘层电压与等离子体之间存在电位差，从而会吸引正离子轰击基板表面，增加刻蚀的效应。电子与正离子分离上下电极之间的电位分布干刻蚀机制的分类在干式蚀刻中，随着制程参数和电浆状态的改变，可以区分为两种极端性质的蚀刻方式即纯物理性蚀刻与纯化学反应性蚀刻，以及物理和化学混合作用刻蚀。1. 

8、物理刻蚀........................................精品资料纯物理性蚀刻可视为一种物理溅镀(Sputter)方式，它是利用辉光放电，将气体如Ar，解离成带正电的离子，再利用自偏压（selfbias）将离子加速，溅击在被蚀刻物的表面，而将被蚀刻物质原子击出。此过程乃完全利用物理上能量的转移，故谓之物理性蚀刻。利用下电极所产生的自偏压会吸引电浆中的正离子轰击基板表面，达到破坏膜层表面的刻蚀目的，这种刻蚀的好处