





影响离子束刻蚀的因素
影响刻蚀效果的因素很多,还有诸如离子刻蚀的二次效应、光刻胶掩模图形的形状和厚度、源靶距效应、离子刻蚀弓起的材料损伤及温度效应等。
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离子刻蚀简介
离子刻蚀是利用高能量惰性气体离子轰击被刻蚀物体的表面,达到溅射刻蚀的作用。因为采用这种方法,所以可以得到非常小的特征尺寸和垂直的侧壁形貌。这是一种“通用”的刻蚀方式,可以在任何材料上形成图形。它的弱点是刻蚀速度较低,选择性比较差。传导耦合性等离子体刻蚀的优势在于刻蚀速率高、良好的物理形貌和通过对反应气体的选择,轰击离子束刻蚀机品牌,达到针对光刻胶和衬底的高选择比。一般用于对特征形貌没有要求的去胶(ashing,灰化)工艺。反应离子刻蚀是上述两种刻蚀方法相结合的产物,它是利用有化学反应性气体产生具有化学活性的基团和离子。经过电场加速的高能离子轰击被刻蚀材料,使表面受损,提高被刻蚀材料表面活性,加速与活性刻蚀反应基团的反应速度,从而获得较高的刻蚀速度。这种化学和物理反应的相互促进,使得反应离子刻蚀具有上述两种干法刻蚀所没有的优越性:良好的形貌控制能力(各向异性)、较高的选择比、可以接受的刻蚀速率。因此在于法刻蚀工艺中反应性离子刻蚀得到广泛应用。
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反应离子刻蚀的工作原理
通常情况下,反应离子刻蚀机的整个真空壁接地, 作为阳极, 阴极是功率电极, 阴极侧面的接地屏蔽罩可防止功率电极受到溅射。要腐蚀的基片放在功率电极上。腐蚀气体按照一定的工作压力和搭配比例充满整个反应室。对反应腔中的腐蚀气体, 加上大于气体击穿临界值的高频电场, 在强电场作用下, 被高频电场加速的杂散电子与气体分子或原子进行随机碰撞, 当电子能量大到一定程度时, 随机碰撞变为非弹性碰撞, 产生二次电子发射, 它们又进一步与气体分子碰撞, 不断激发或电离气体分子。这种激烈碰撞引起电离和复合。当电子的产生和消失过程达到平衡时, 放电能继续不断地维持下去。由非弹性碰撞产生的离子、电子及及游离基(游离态的原子、分子或原子团) 也称为等离子体, 具有很强的化学活性, 可与被刻蚀样品表面的原子起化学反应, 形成挥发性物质, 达到腐蚀样品表层的目的。同时, 由于阴极附近的电场方向垂直于阴极表面,轰击离子束刻蚀机, 高能离子在一定的工作压力下, 垂直地射向样品表面, 进行物理轰击, 使得反应离子刻蚀具有很好的各向异性 。
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