反应离子刻蚀

微电子干法腐蚀工艺
反应离子刻蚀(英文名:Reactive Ion Etching),是在中等能量和压力(10-3~10-1Torr)下,结合等离子刻蚀和离子铣削特性的一种干法刻蚀方法,是半导体制造中最常用的干法刻蚀方法[1]。刻蚀气体形成的等离子体在偏置电场作用下向基片轰击,形成物理刻蚀。同时,反应气体的等离子体基团具有很高的化学活性,能够与基片表面进行化学反应,形成化学刻蚀。[2]
反应离子刻蚀是一种在物理刻蚀和化学刻蚀共同作用下的刻蚀方法,刻蚀效率高,且各向异性好[2]

简介

为得到高速而垂直的蚀刻面,经加速的多数离子不能与其他气体分子等碰撞,而直接向试样撞击。为达到此目的,必须对真空度,气体流量,离子加速电压等进行最佳调整,同时,为得到高密度的等离子体,需用磁控管施加磁场,以提高加工能力。
蚀刻的垂直度和条痕很大程度上受到蚀刻掩模的选择比及其掩模图样形状的影响。有了高选择比且优异图样形状的掩模就能保证蚀刻面的性质。但很多时候,两者很难兼得。对石英系列波导,通常用CF4C3F8等CF系列的气体来蚀刻,这些气体与Cr的选择比是数千,比非晶硅高一个数量级,然而Cr本身很难形成无条痕的掩模,亦即它的图样形状不好,因此,高选择比反而会把其掩模的条痕反应到刻蚀面上,带来刻蚀面粗糙度的劣化。虽然非晶硅形成层必须比Cr掩模厚,但由于容易得到良好形状,因此仍使用该掩模得到粗糙度为20nm的良好刻蚀面。