ICP刻蚀技术研究.pdfVIP

维普资讯 第 43卷 增 刊 厦门大学学报 (自然科学版) Vo1．43 Sup． 2004年 8月 JournalofXiamenUniversity (NaturalScience) Aug．2004 文章编号 ：0438—0479(2004)$-365-04 ICP 刻 蚀 技 术 研 究 郑志霞 ，冯勇建。，张春权 (1．厦 门大学机 电工程系．2．厦 门大学萨本栋微机 电研究中心 ．福建 厦 门361005) 摘要 ：介绍感应耦合等离子(ICP)的刻蚀原理．研究以sF 为刻蚀气体．不同的电极功率、气体流量、反应室压强、反 应室温度、样片开槽宽度等工艺参数对 Si和 SiOz的刻蚀速率和选择比的影响．实验结果表明．提高RF 功率和 SFs 流量 ．可 以提高刻蚀速率和选择比．提高RFz功率虽能提高刻蚀速率但降低选择 比，反应室压强上升到 1．2Pa时．刻 蚀速率达最大值，刻蚀温度为零度时 ．Si的刻蚀速率最大．开槽宽度对刻蚀速率影响不大． 关键词 ：感应耦合等离子体；干法刻蚀；选择比 中图分类号 ：TN405 文献标识码：A 微电子机械系统 (MEMS)是近年来发展起来 的高新技术，它采用先进的半导体工艺技术 ，把微机 1 感应耦合等离子体刻蚀技术原理 械结构和电路集成在一起 ，具有信息采集、处理与执 等离子体对材料的刻蚀分为物理刻蚀和化学刻 行的功能，及其 体积小、重量轻、功耗低 的优点． 蚀 ．物理刻蚀是通过加速离子对基片表面的撞击 ，将 MEMS加工工艺是 MEMS技术 的重点，包括表面 基片表面的原子溅射出来 ，以离子能量的损失为代 微机械加工工艺和体微机械加工工艺．刻蚀技术是 价 ，达到刻蚀 目的．化学反应刻蚀是反应等离子体在 体加工的重要部分，即在硅表面光刻图形后 ，通过刻 放电过程中产生许多离子和许多化学活性中性物质 蚀工艺将 图形转移到光刻胶下边的层上．通常刻蚀 即 自由基，这些中性物质是活跃的刻蚀剂 ，它与 Si、 技术分为湿法刻蚀和干法刻蚀两种．本文研究的是 Si0z基片发生化学反应如下 ： 干法刻蚀．干法刻蚀使用的主要技术有反应离子刻 4F +Si—SiF4f (1) 蚀技术(RIE)和感应耦合等离子体刻蚀技术 (ICP)． 4F +SiO2一SiF4+o2 (2) 干法刻蚀的优点是控制精度高 、大面积刻蚀均匀性 这种反应 由于 自由基不带 电荷 只进行 自由运 好 、污染少．利用 ICP技术还可 以刻蚀垂直度和光 动 ，所 以反应是各向同性 的，因此在 MEMS工艺中 洁度都非常好的镜面，还可以提供最稳定和最宽的 要加以抑制．另一类是离子在电场作用下与基片发 工作窗 口．在 ICP工艺中，对不 同材料 的刻蚀过程 生反应 ，而且反应集中在电场方向上进行，反应是各 中需要选择合适的掩蔽膜 ，并要求刻蚀气体对刻蚀