第九章 干刻工艺技术
TFT干刻(dry etching)工艺主要用于非金属膜图形的刻蚀。在第5代生产线的4次光刻工艺中,主要用来刻蚀硅岛(I-DE)、光刻胶(PR-DE)、沟道(CH-DE)和接触孔(C-DE),如图9.1的黑框所示。干刻的方式有等离子刻蚀(plasma etching,PE),反应性离子刻蚀(reactive ion etching,RIE),和传导耦合等离子刻蚀(inductive couple plasma etching,ICP)等,见表9.1。
图9.1 干刻在4Mask工艺中的位置
等离子刻蚀是利用高能量惰性气体离子轰击被刻蚀物体的表面,达到溅射刻蚀的作用。因为采用这种方法,所以可以得到非常小的特征尺寸和垂直的侧壁形貌。这是一种“通用”的刻蚀方式,可以在任何材料上形成图形。它的弱点是刻蚀速度较低,选择性比较差。
表9.1 几种干刻方式的比较
传导耦合性等离子体刻蚀的优势在于刻蚀速率高、良好的物理形貌和通过对反应气体的选择,达到针对光刻胶和衬底的高选择比。一般用于对特征形貌没有要求的去胶(ashing,灰化)工艺。
反应离子刻蚀是上述两种刻蚀方法相结合的产物,它是利用有化学反应性气体产生具有化学活性的基团和离子。经过电场加速的高能离子轰击被刻蚀材料,使表面受损,提高被刻蚀材料表面活性,加速与活性刻蚀反应基团的反应速度,从而获得较高的刻蚀速度。这种化学和物理反应的相互促进,使得反应离子刻蚀具有上述两种干法刻蚀所没有的优越性:良好的形貌控制能力(各向异性)、较高的选择比、可以接受的刻速率。因此在干法刻蚀工艺中反应性离子刻蚀得到广泛应用。
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