教您進(jìn)入等離子體刻蝕,讀懂新科技新時(shí)代
通過其等離子表面處理,能夠改善材料表面的潤濕能力,使多種材料能夠進(jìn)行涂覆、涂鍍等操作,增強(qiáng)粘合力、鍵合力,同時(shí)去除有機(jī)污染物、油污或油脂。等離子刻蝕,是王法刻蝕中常見的一種形式,其原理是暴露在電子區(qū)域的氣體形成等離子體,由此產(chǎn)生的電離氣體和釋放高能電子組成的氣體,從而形成了等離子或離子,電離氣體原子通過電場加速時(shí),會釋放足夠的力里與表面驅(qū)逐力緊緊粘合材料或蝕刻表面。
等離子體刻蝕(也稱干法刻蝕)是集成電路制造中的關(guān)鍵工藝之一,其目的是完整地將掩膜圖形復(fù)制到硅片表面, 其范圍涵蓋前端cMos柵極(Gate) 大小的控制, 以及后端金屬鋁的刻蝕及Via和Trench的刻蝕。在今天沒有一個(gè)集成電路芯片能在缺乏等離子體刻蝕技術(shù)情況下完成??涛g設(shè)備的投資在整個(gè)芯片廠的設(shè)備投資中約占10%~12%比重,它的工藝水平將直接影響到終產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)技術(shù)的*性。
早報(bào)道等離子體刻蝕的技術(shù)文獻(xiàn)于1973年在日本發(fā)表,并很快引起了工業(yè)界的重視。至今還在集成電路制造中廣泛應(yīng)用的平行電極刻蝕反應(yīng)室(Reactive Ion Etch-RIE) 是在1974年提出的設(shè)想。
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等離子刻蝕的原理可以概括為以下幾個(gè)步驟:
●在低壓下,反應(yīng)氣體在射頻功率的激發(fā)下,產(chǎn)生電離并形成等離子體,等離子體是由帶電的電子和離子組成,反應(yīng)腔體中的氣體在電子的撞擊下,除了轉(zhuǎn)變成離子外,還能吸收能量并形成大量的活性基團(tuán)(Radicals)
活性反應(yīng)基團(tuán)和被刻蝕物質(zhì)表面形成化學(xué)反應(yīng)并形成揮發(fā)性的反應(yīng)生成物
反應(yīng)生成物脫離被刻蝕物質(zhì)表面,并被真空系統(tǒng)抽出腔體。
在平行電極等離子體反應(yīng)腔體中,被刻蝕物是被置于面積較小的電極上,在這種情況,一個(gè)直流偏壓會在等離子體和該電極間形成,并使帶正電的反應(yīng)氣體離子加速撞擊被刻蝕物質(zhì)表面,這種離子轟擊可大大加快表面的化學(xué)反應(yīng),及反應(yīng)生成物的脫附,從而導(dǎo)致很高的刻蝕速率,正是由于離子轟擊的存在才使得各向異性刻蝕得以實(shí)現(xiàn)。