文档介绍：集成电路工艺－刻蚀
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本章内容
1. 基本介绍
− 刻蚀的定义
− 典型栅刻蚀工艺
− 刻蚀术语
2. 湿法刻蚀
3. 干法刻蚀
4. 刻蚀工艺
刻蚀的定义
• 基于 光刻技术的腐蚀：刻蚀
• 湿法称腐蚀？干法称刻蚀？
• 将光刻胶（掩蔽）上的IC设计图形转移
到硅片表面
• 腐蚀未被光刻胶（掩蔽）覆盖的硅片表
面，实现最终的图形转移
• 化学的，物理的或者两者的结合
刻蚀术语
• 刻蚀速率（Etch rate）
• 选择比（Selectivity）
• 均匀性（Etc h uniform itity）
• 侧墙轮廓（Etch profile）
• 湿法刻蚀（Wet etch）
• 干法刻蚀（Dry etch）
• 终点检测（Endpoint）
刻蚀术语－刻蚀速率
刻蚀速率是指单位时间内硅片表面被刻蚀的材料去除量
d
d0
d1
刻蚀前 刻蚀后
d
Etch Rate = (Å//)min)
t
d = d0 -d1 (Å) 是材料膜厚度的变化， t 刻蚀时间 (分)
PE-TEOS PSG 膜,在 22 oC6:1 BOE 中湿刻1分钟,
刻蚀前, d = um, 刻蚀后, d = um
17000Å-11000Å
ER = -------------- = 6000 Å/mi n
1min
刻蚀术语－均匀性
非均匀性表达式
• 刻蚀的均匀性是衡量刻蚀 刻蚀的非均匀性（NU）可由下面
工艺 在硅片内和硅片间的 的公式计算(称为Max-Min
可重复性 uniformity, 适用于超净厂房的作
• 刻蚀本身的均匀性和材料 业)
膜厚的均匀性
NU(%) = (Emax -Emin)/ 2Eave
• 特征尺寸的负载效应 Emax = 测量到的最大刻蚀速率
（loading effect) Emin = 测量到的最小刻蚀速率
• 通常用标准偏差来定义 Eave = 刻蚀速率平均值
非均匀性标准偏差
x + x + x + ⋅⋅⋅ + x
测量N 点 x = 1 2 3 N
N
(x − x)2 + (x − x)2 + (x − x)2 + ⋅⋅⋅ + (x − x)2
σ = 1 2 3 N
N
刻蚀术语－选择比
• 选择比是不同 的材料的刻蚀速率的比值
• 在有图形的刻蚀中是非常重要的
• 对下层材质和光刻胶的选择性
Mask Mask
E2
BPSG BPSG
Poly-Si Gate SiO2 Poly-Si E1
Si Si
对于PE-TEOS PSG 膜刻蚀速率是 6000 Å//,min, 对于硅
的刻蚀速率是30 Å/min, PSG 对 silicon的选择比
6000Å//min
SSlelect iiivity = -------------- = 200: 1
30Å/