集成电路去加工用等离子体蚀刻化学

五种最常用的材料，在处理ic时被蚀刻，它们是二氧化硅，氮欧洲杯足球竞彩化硅，聚酰亚胺，多晶硅和铝。这篇文章提供了这些材料的详细的分解配方和使用这些特定材料的原因。欧洲杯足球竞彩

常用的材料欧洲杯足球竞彩

表一显示了常用的材料和所有这些材料的常见蚀刻化学成分。欧洲杯足球竞彩

表1。常用材料和蚀刻欧洲杯足球竞彩工艺

材料	腐蚀气体	活性物种	副产品
聚酰亚胺	1圣步骤：O2CF / 6%42nd一步:50%啊2/基于“增大化现实”技术	单原子氧和/或臭氧与CF中的C4协助有机物去除	公司和H20
氮化硅	氟利昂14 (CF4)还是科幻小说6/ 10% 02	免费的氟	SiF4和N2
二氧化硅	CF4/10%O2	CF3＋查阅２＋	SiF4和有限公司
铝	三氯化硼(BCl3.)和氯(Cl2）	游离氯	间变性大细胞淋巴瘤引起3.
多晶硅	CF4/科幻610%啊2，或氯	游离氟或游离氯	SiF4或SiCl4

聚酰亚胺

目前有不同类型的聚酰亚胺可用。它们有许多固体含量、固化特性等，但它们都是碳氢化合物，很容易在氧等离子体中蚀刻。该反应是有机物的简单氧化反应，由以下方程式描述：

C_xH_y(s) + O₂（g） +等离子体------->CO（g）+H₂O（g）

去除聚酰亚胺的关键挑战是确保聚酰亚胺在加工过程中不会过热。在这种情况下，聚酰亚胺发生碳化，产生草状残留物，几乎不可能去除。这个问题可以通过最小化离子轰击、运行最小功率级、样品漂浮在样品中或使用混合反应器来解决。去除聚酰亚胺的适当起始配方如表II所示

表2。聚酰亚胺腐蚀配方

参数	价值	评论
压力	200公吨	压力相对较高=电压较低
权力(RIE / ICP)	20 / 500瓦	功率较低，电压较低
O2/ CF4	47 / 3-sccm	大多数流程都有足够的流
蚀刻速率	1 -µm / min

氮化硅

氮化硅通常由IC的最终钝化层组成。它容易在含有大量游离氟（如CF）的等离子体中蚀刻₄/ O₂或科幻小说₆/ O₂或者等离子体。旧金山₆本质上是各向同性的。在这种特殊情况下，该特性有利于去除顶部金属周围的氮化物侧壁。该反应的方程式如下所示：

如果_3.N₄（s） +SF₆+等离子体------->SiF₄(g) +科幻₂（g） +N₂（g）

表III给出了氮化物的良好起始配方。

表3。氮化硅腐蚀配方

参数	价值	评论
压力	150公吨	压力相对较高=电压较低
RIE电源	100 -瓦	相对低功率=低电压
科幻小说6/ O2	45/5-sccm	足够的流量6不是一个速率限制因素，在10%的氧气帮助加快蚀刻速度。
蚀刻速率	0.2 -恩/分钟

二氧化硅

现在使用的二氧化硅有几种。蚀刻的化学成分对所有的类型都是一样的，但是蚀刻速率和配方与类型略有不同。对于高掺杂氧化物，蚀刻过程通常更快，并且使用含碳量高的氧化物进行的蚀刻不是很精细。该过程的化学反应如下所示：

SiO₂（s） +CF₄(g) +等离子体--------> SiF₄（g） +CO（g）

二氧化硅蚀刻本质上是各向异性的，因为氧和硅之间的强化学键和氧需要离子轰击才能断裂。

上层SiO的惊人配方₂如表IV-a所示。

表4-a。SiO₂蚀刻配方

参数	价值	评论
压力	150公吨	压力相对较高=电压较低
权力	100 -瓦	相对低功率=低电压
CF4/ O2流动	45/5-sccm	足够的流量4不是一个速率限制因素，在10%的氧气帮助加快蚀刻速度。
蚀刻速率	0.15-um/min

如果层间介质(ILD)是SiO，则首选腐蚀₂另一种方法是首选的。这个过程依赖于极低的压力来防止草的形成。当该过程在较低的压力下进行时，平均自由程(MFP)和IC表面会受到具有更多能量的高活性物质的轰击。低RIE电源或电压被用来维持IC的功能，并允许更少的热量在它上面堆积。通过创建HDP，使用ICP功率来保持相对较高的蚀刻速率。这一过程见表四-b。

表4-b。ILD蚀刻配方

参数	价值	评论
压力	5-mTorr	非常低的压力，以减少草的形成
电力(RIE / ICP)	30/350瓦	RIE功率较低=电压较低
CF4流动	25-sccm	较低的聚合流量，且无氧气，因此腐蚀或金属提升不会影响铝线。
蚀刻速率	0.1-um/min

铝

纯铝在氯中容易腐蚀₂等离子体本身。但是，一个天然的氧化层覆盖了所有的铝膜。纯氯₂不会腐蚀这种氧化物，所以_3.的加入，以增加溅射量和清除氧化铝层中的氧气。

在大多数先进的集成电路中，铝与微量（0.5%到2%）的硅和铜进行合金化。RIE刻蚀铜特别困难，因此_3.也有助于增加物理溅射的数量，以去除铜。铝本身的去除非常迅速，但完全清除其他金属残留物需要更长的蚀刻时间。

一系列的湿化学蚀刻剂也可以用来去除金属化，但化学剂将进入通道并各向同性地削弱下一个较低的金属线。重要的是，铝蚀刻是在一个单独的反应器或一个已彻底清洁的反应器中进行的，而不是一个用于硅化合物蚀刻的反应器。这是因为这些化学物质实际上可能“毒害”彼此。含氟聚合物残留物用氧化物蚀刻时，会与铝反应在金属表面形成氟化铝，而氟化铝对氯蚀刻是惰性的。铝蚀刻留下的氯化铝的副产物，当接触到含氟的等离子体时，形成氟化铝粉末。这导致粉末随后掉落并污染样品表面。在铝蚀刻中另一个重要的考虑是水分的污染。强烈建议在此应用程序中使用真空负载锁定。铝蚀刻是最困难的工艺之一。如果处理得当，可以得到很好的蚀刻效果。 A good starting recipe for a more uniform but isotropic etching of the Al is given in Table V.

表5所示。铝蚀刻配方

参数	价值	评论
压力	180 -毫托	良好均匀性的最佳压力
RIE电源	200瓦	高腐蚀速率，但需要去除天然氧化物
基类库3.流动	30立方厘米
Cl2流动	10 sccm	太多的这些可能会导致削弱
蚀刻速率	0.5-um/min

多晶硅

多晶硅在氯气中可以各向异性和各向同性腐蚀，对氧化也有很强的选择性。下表概述了使用氯化学的各向同性和各向异性蚀刻配方。

表6所示。多晶硅腐蚀配方

参数	价值	评论
压力	各向同性:180 -毫托 各向异性:30-mtorr
权力	100 -瓦	低功率=高选择性=低电压
流动	各向同性:30-sccm Cl2 各向异性:5-sccm Cl2, 25-sccm哈佛商业评论
蚀刻速率	各向同性:0.5 -恩/分钟 各向异性:0.3 /分钟

该信息来源于Trion Technology提供的材料，经过审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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