常压射频冷等离子体刻蚀硅的研究

介绍一种新型的常压射频低温冷等离子放电设备,并用该设备进行硅刻蚀的工艺实验.研究了刻蚀硅的速率随等离子体放电功率、气体流量以及衬底温度的变化规律,并得到了最大刻蚀速率为390nm/min.利用台阶仪、显微镜和扫描电镜(SEM)对刻蚀效果进行检测与分析,证实了该设备对硅的浅刻蚀具有较好的均匀性和较高的各向异性.结果表明,该设备在常压下刻蚀硅,操作简单且不易对材料表面产生损伤.     

常压射频激励低温冷等离子体刻蚀光刻胶

介绍了一种新型的常压射频激励低温冷等离子体喷射装置,利用电流和电压探针研究了该等离子体的放电特性,利用热电偶研究了喷射出的等离子体束流温度,得到其放电与传统的真空室中电容耦合放电具有一致的特性.利用该等离子体装置在大气压下对AZ9918光刻胶进行了干法刻蚀实验,用电镜观察了刻蚀留胶前后硅表面的效果,研究了放电等离子体功率以及衬底温度对刻蚀速率的影响,在放电功率为300W时,得到刻蚀速率接近500nm/min.     

常压射频激励低温冷等离子体刻蚀光刻胶

介绍了一种新型的常压射频激励低温冷等离子体喷射装置,利用电流和电压探针研究了该等离子体的放电特性,利用热电偶研究了喷射出的等离子体束流温度,得到其放电与传统的真空室中电容耦合放电具有一致的特性．利用该等离子体装置在大气压下对AZ9918光刻胶进行了干法刻蚀实验,用电镜观察了刻蚀留胶前后硅表面的效果,研究了放电等离子体功率以及衬底温度对刻蚀速率的影响,在放电功率为300W时,得到刻蚀速率接近500nm/min．     

硅深槽ICP刻蚀中刻蚀条件对形貌的影响

以SF6/C2 H4为刻蚀气体,使用Corial200IL感应耦合等离子体(ICP)刻蚀系统,进行Si等离子刻蚀技术研究.通过调节刻蚀气体SF6与侧壁钝化保护气体C2H4的流量比和绝对值等工艺参数,对深Si刻蚀的形貌以及侧壁钻蚀情况进行改善,使该设备能够满足深硅刻蚀的基本要求,解决MEMS工艺及TSV工艺中的深硅刻蚀问题.实验结果表明,Corial200IL系统用SF6作等离子体刻蚀气体,对Si的刻蚀具有各向同性;C2H4作钝化气体,能够对刻蚀侧壁进行有效的保护,但由于C2H4的含量直接影响刻蚀速率和选择比,需对其含量及配比严格控制.研究结果为:SF6含量为40 sccm、C2H4含量为15 sccm时能够有效控制侧壁钻蚀,且具有较大的选择比,初步满足深硅槽刻蚀的条件.     

常压射频低温冷等离子体清洗光刻胶研究

介绍了一种新型的常压射频低温冷等离子体放电设备,用该设备进行了清洗光刻胶的工艺实验研究.实验结果表明:在100mm硅片表面涂上9912光刻胶,用等离子体进行清洗的速率可达500nm/min,测量了清洗速率与放电功率、氧气流量和衬底温度之间的变化关系;并对离子注入(B ,5×1015cm-2)后的光刻胶进行了清洗实验,得到清洗速率为300nm/min.清洗后的电镜分析证明,经等离子体清洗后,硅片表面无损伤、无残胶.     

Cl2/Ar感应耦合等离子体刻蚀Si工艺研究

采用Cl2/Ar感应耦合等离子体（ICP）对单晶硅进行了刻蚀,工艺中用光刻胶作掩膜。研究了气体组分、ICP功率和RF功率等工艺参数对硅刻蚀速率和硅与光刻胶刻蚀选择比的影响,同时还研究了不同工艺条件对侧壁形貌的影响。结果表明,由于物理刻蚀机制和化学刻蚀机制的相对强度受到混合气体中Cl2和Ar比例的影响,硅刻蚀速率随着Ar组分的增加而降低,同时选择比也随之降低。硅刻蚀速率随着ICP功率的增大先增大继而减小,选择比则成上升趋势。硅刻蚀速率和选择比均随RF功率的增大单调增大。在Cl2/Ar混合气体的刻蚀过程中,离子辅助溅射是决定硅刻蚀效果的重要因素。同时,文中还研究分析了刻蚀工艺对于微槽效应和刻蚀侧壁形貌的影响,结果表明,通过提高ICP功率可以有效减小微槽和平滑侧壁。进一步研究了SiO2掩膜下,压强改变对于硅刻蚀形貌的影响,发现通过降低压强,可以明显地抑制杂草的产生。     

聚焦离子束刻蚀性能的研究

对聚焦离子束 (FIB)的基本刻蚀性能进行了实验和研究 .通过扫描电镜对 FIB刻蚀坑的观测 ,给出了在不同材料上 (硅、铝和二氧化硅 ) FIB的刻蚀速率及刻蚀坑的形貌同离子束流大小的关系 .由于不同材料的原子结合能、原子量及晶体结构等因素对离子束溅射产额的影响 ,从而影响着离子束的刻蚀速率 ;随着离子束流的增大 ,刻蚀速率并非线性增加 ,且刻蚀坑的形貌越来越不均匀 ,对此也作了系统的分析和探讨     

聚焦离子束溅射刻蚀与增强刻蚀的性能研究

利用聚集离子束(F IB)对小线度下(≤3μm)的溅射刻蚀与增强刻蚀的性能进行了实验和分析。通过对硅和铝的刻蚀实验,研究在溅射刻蚀与增强刻蚀方法下刻蚀速率、蚀坑形貌与离子束流大小的关系。实验发现,铝和硅的刻蚀速率与刻蚀束流近似成线性关系;束流增大到一定程度后由于束斑变大及瞬时重淀积的作用,刻蚀速率曲线偏离线性。使用卤化物气体的增强刻蚀,硅和铝的刻蚀速率得到不同程度地提高。根据蚀坑形貌与束流大小的关系分析,发现瞬时重淀积是影响小线度刻蚀质量的主要因素。增强刻蚀大大减小了蚀坑的坑璧倾角,而坑底倾斜问题需综合考虑。     

SF6/O2/CHF3混合气体对硅材料的反应离子刻蚀研究

采用统计实验方法研究了利用SF6/O2/CHF3混合气体产生的等离子体进行硅的反应离子刻蚀技术.为了优化刻蚀条件,将刻蚀速率和选择比表示为SF6、O2、CHF3各自的流量以及气压和射频功率的函数.文中讨论了各种变量的变化对刻蚀速率和选择比的影响以及刻蚀机理,证实了加入CHF3可以显著地减小表面粗糙的结论.     

用于悬浮纳米结构制作的氢氟酸气相刻蚀研究

针对纳米悬浮结构的制作,对不同温度和不同气相条件下的氢氟酸(HF)气相刻蚀进行了研究.利用自制的研究装置,使用HF/水混合气体和HF/乙醇混合气体分别进行了HF对PECVD SiO_2的气相刻蚀实验,同时测量了不同衬底温度下刻蚀速率的变化.研究结果表明,在常温常压下,HF/乙醇混合气体气相刻蚀速率约为7.6 nm/s,而HF/水混合气体气相刻蚀速率约为11.5 nm/s.在衬底温度分别为35,40和50℃时,HF/水混合气体的气相刻蚀速率分别为10.25,7.95和5.18 nm/s.利用HF气相腐蚀进行SiO_2牺牲层释放,得到了悬浮的纳米梁结构,梁与衬底的间距为400 nm.