蝕刻網(wǎng)加工工藝中干法蝕刻的發(fā)展現(xiàn)狀

    在集成電路的制造過程中，蝕刻就是利用化學(xué)或物理方法有選擇性地從硅片表面去除不需要的材料的過程。從工藝上區(qū)分，蝕刻可以分為濕法蝕刻和干法蝕刻。前者的主要特點是各向同性蝕刻；后者是利用等離子體來進行各向異性蝕刻，可以嚴(yán)格控制縱向和橫向蝕刻。根據(jù)應(yīng)用場合的不同，濕法和干法蝕刻工藝都被廣泛用于半導(dǎo)體制造。濕法工藝的優(yōu)勢主要在于相對較低的成本和高的蝕刻選擇性(即兩種材料的蝕刻速率之比，比如光刻膠掩膜和被蝕刻材料的蝕刻速率之比)。然而，由于無法控制蝕刻的方向性，所以濕法蝕刻一般得到各向同性的輪廓。當(dāng)然，這可能正是某些應(yīng)用所需要的，而對另一些需要將材料完全從晶圓上去除的應(yīng)用來說也不存在問題。但是，對于那些需要各向異性蝕刻(比如垂直的側(cè)墻)或特殊輪廓的應(yīng)用而言，干法蝕刻是更好的選擇。

    干法的各向異性蝕刻，可以用表面損傷和側(cè)壁鈍化兩種機制來解釋。表面損傷機制是指，與硅片平行的待蝕刻物質(zhì)的圖形底部，表面的原子鍵被破壞，擴散至此的自由基很容易與其發(fā)生反應(yīng)，使得這個方向的蝕刻得以持續(xù)進行。與硅片垂直的圖形側(cè)壁則因為表面原子鍵完整，從而形態(tài)得到保護。側(cè)壁鈍化機制是指，蝕刻反應(yīng)產(chǎn)生的非揮發(fā)性的副產(chǎn)物，光刻膠蝕刻產(chǎn)生的聚合物，以及側(cè)壁表面的氧化物或氮化物會在待蝕刻物質(zhì)表面形成鈍化層。圖形底部受到離子的轟擊，鈍化層會被擊穿，露出里面的待蝕刻物質(zhì)繼續(xù)反應(yīng)，而圖形側(cè)壁鈍化層受到較少的離子轟擊，阻止了這個方向蝕刻的進一步進行。

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