二氧化硅的反应离子刻蚀工艺研究_杨光

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1、第3期微处理机No．32012年6月MICROPROCESSORSJun．，2012·大规模集成电路设计、制造与应用·二氧化硅的反应离子刻蚀工艺研究杨光，苟君，李伟，袁凯(电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都610054)摘要:采用CHF3、CF4、CHF3+CF4、CHF3+O2和CF4+O2五种工艺气体体系对二氧化硅(SiO2)作反应离子刻蚀实验，在确定最优刻蚀气体基础上，研究射频功率和气体流量配比对刻蚀速率、均匀性和选择比等主要刻蚀参数的影响。通过对实验结果比较分析，确定了刻蚀速率79nm/min、非均匀性4%、对光刻胶的选择比0．81

2、的优化工艺。关键词:反应离子刻蚀;二氧化硅;刻蚀速率;优化工艺DOI编码:10．3969/j．issn．1002－2279．2012．03．001中图分类号:TN4文献标识码:A文章编号:1002－2279(2012)03－0001－03OptimizationStudyontheReactiveIonEtchingforSiO2YANGGuang，GOUJun，LIWei，YUANKai(UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，StateKeyLaboratoryofElectronicThin

3、FilmsandIntegratedDevices，Chengdu610054，China)Abstract:ThereactiveionetchingforSiO2wasperformedusingCHF3，CF4，CHF3+CF4，CHF3+O2，andCF4+O2asetchinggasesrespectively．Aftertheoptimaletchinggashadbeenascertained，therelationshipbetweenRFpower＆theratioofdifferentgasesandthethreemajorparam

4、etersofetchingrate，uniformity＆selectivitywasresearched．Bycomparativeanalysisoftheetchingresults，theoptimizedetchingprocesswasobtainedwiththeetchingrateof79nm/min，theuniformityof4%andthePRselectivityof0．81．Keywords:RIE;SiO2;Etchingrate;Optimizedprocess［2］工艺中，SiO2常被用作绝缘层、牺牲层材料。目1引言［

5、3－4］前，对SiO2干法刻蚀工艺的研究较多，但采用刻蚀是半导体微机械加工中关键的工艺之一，不同气体体系对SiO2刻蚀进行对比研究的报道较在器件生产过程中被广泛应用，是影响制造成品率少。采用CHF3、CF4、CHF3+CF4、CHF3+O2和和可靠性的重要因素。湿法刻蚀和干法刻蚀是半导CF4+O2五种工艺气体体系对SiO2作反应离子刻体制造中两种基本的刻蚀工艺。相比于湿法刻蚀，蚀，并优化射频功率和气体流量比，可得到优化工干法刻蚀具有各向异性、精度高、刻蚀均匀性好和工艺。艺清洁度高等优点，满足器件微细加工的要求，成为2二氧化硅的反应离子刻蚀原理目前主要的刻蚀

6、方式。反应离子刻蚀有较高的刻蚀速率、良好的均匀性和方向性，是现今广泛应用和很反应离子刻蚀(reactiveionetching，RIE)包含物有发展前景的干法刻蚀技术［1］。理性刻蚀和化学性刻蚀两种刻蚀作用，是本论文采二氧化硅(SiO2)具有硬度高、耐磨性好、绝热性用的干法刻蚀技术。刻蚀时，反应室中的气体辉光好、光透过率高、抗侵蚀能力强等优点以及良好的介放电，产生含有离子、电子及游离基等活性物质的等电性质［2］，在电子器件和集成器件、光学薄膜器件、离子体，可扩散并吸附到被刻蚀样品表面与表面的传感器等相关器件中得到广泛应用。在微机械加工原子发生化学反应，形成

7、挥发性物质，达到刻蚀样品作者简介:杨光(1987－)，男，江苏宿迁人，硕士研究生，主研方向:半导体制造工艺与器件。收稿日期:2011－08－15·2·微处理机2012年表层的目的。同时，高能离子在一定的工作压力下，功率为500W，反应腔室温度为45℃，基片冷却温度射向样品表面，进行物理轰击和刻蚀，去除再沉积的为5℃，CHF3、CF4、CHF3+CF4、CHF3+O2和CF4+反应产物或聚合物。化学反应产生的挥发性物质与O2气体流量分别为40sccm、40sccm、20sccm+［5］物理轰击的副产物均通过真空系统被抽走。20sccm、30sccm+5scc

8、m和30sccm+5sccm。实验结刻蚀SiO2的反应气体主要为含