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ICP 工藝中影響刻蝕效果的因素很多。工藝參數里包括源功率、偏壓功率、刻蝕氣體及流量、工作氣壓和溫度等。此外，掩膜的制備和反應室內壁的情況對刻蝕結果也有很重要的影響。

1.掩膜的影響

ICP 刻蝕是圖形轉移的過(guò)程，因此掩膜的制備對刻蝕非常重要。最常見(jiàn)的掩膜是光刻膠(Photoresist.PR)、SiO2和金屬(如A1、Ni等)。一個(gè)好的掩膜要求陡直度較高，邊緣光滑。底部去除干凈無(wú)殘留，抗高溫和抗轟擊能力強。

掩膜的陡直度和邊緣的光滑程度直接影響刻蝕剖面的陡直度和側壁的光滑程度。雖然可以通過(guò)工藝參數的調整改善刻蝕形貌，但是效果遠不如掩膜質(zhì)量的改善。因此高質(zhì)量的光刻技術(shù)對刻蝕非常重要。

(1)幾乎所有的掩膜制備都需要由光刻制備，光刻膠掩膜的制備最容易，精度也最高。但是，光刻膠的抗高溫和抗轟擊能力很差，只能用于低溫工藝，通常選擇比也較低。

(2)硬掩膜

SIO2 和金屬等硬掩膜一般需要光刻膠圖形的二次轉移，圖形精度會(huì )有所損失。但是它們的抗高溫和抗轟擊能力很好，選擇比高，可以刻蝕更深的深度。

2.工藝參數的影響

(1)ICP Power 源功率

這個(gè)功率源的主要作用是產(chǎn)生高密度等離子體，控制離子通量。功率增加時(shí)，離子和活性基密度增加，刻蝕速率也增加。一般情況下，選擇比也會(huì )增加。但過(guò)高時(shí)，均勻性會(huì )下降。

同時(shí)，源功率增加會(huì )帶給襯底更多的熱負荷，襯底溫度會(huì )明顯升高，對于需要低溫的工藝影響較大，需要更好的溫控系統。

(2)RF Power 偏壓功率

偏壓功率源主要作用是控制離子轟擊能量。對刻蝕速率和臺階角度影響很大。偏壓功率增加，刻蝕速率明顯增加。但是同時(shí)對掩膜的刻蝕也明顯增加，可能導致選擇比下降，臺階形貌變差。偏壓功率過(guò)高有時(shí)會(huì )在臺階底部形成“trenching”溝槽。

(3)工作氣壓

ICP 刻蝕的工作氣壓一般都小于 50mTorr，典型值在幾個(gè) mTorr 至十幾mTorr。在這樣的低氣壓條件下，粒子的平均自由程很長(cháng)，方向性好，離子轟擊作用也較強。同時(shí)，低氣壓也有利于揮發(fā)性刻蝕產(chǎn)物的解吸附，易獲得好的刻蝕結果。氣壓對均勻性影響很大，氣壓減小時(shí)均勻性更好。因此，氣壓減小，刻蝕的各向異性增加，均勻性和臺階角度會(huì )更好。

氣壓對刻蝕速率的影響隨刻蝕材料和氣體的不同而有明顯的差異。對于化學(xué)作用較強的工藝，如 GaAs 的刻蝕，氣壓較大時(shí)因為活性基和離子密度增加，刻蝕速率和選擇比會(huì )有較大增加。而對物理作用較強的工藝，如 SiO2 的刻蝕，氣壓增加時(shí)刻飩速率變化不大。

(4)氣體成分和流量

等離子體刻蝕中經(jīng)常使用含多種成分的混合氣體。這些氣體大體可分為三類(lèi)。第一類(lèi)是

主要刻蝕反應氣體，與被刻蝕材料發(fā)生化學(xué)反應生成揮發(fā)性產(chǎn)物。如 CI2、CF4、SF6 等。

第二類(lèi)是起抑制作用的氣體,可以在側壁形成阻擋層,實(shí)現高的各向異性刻蝕,如 CHF3、 BCl3、SiCI4、CH4等。

第三類(lèi)是起稀釋或特殊作用的惰性氣體，如 Ar、He、N2 等?？梢栽鰪姷入x子體的穩定性，改善刻蝕均勻性，或增加離子轟擊作用在(如 Ar)來(lái)提高各向異性和提高選擇比(如 H2、O2)等。

為了實(shí)現不同的刻蝕結果，平衡每一類(lèi)氣體的作用(選用合適的流量比)非常重要。如果需要獲得較高的刻鐘速率,應選擇和被刻蝕材料反應積極并目生成物非常易干揮發(fā)的反應類(lèi)氣體，同時(shí)可以適當提高其百分比濃度。但是，如果是被刻蝕層偏薄，對下層材料的選擇出又較低的情況，常常提高抑制氣體和稀釋氣體的比例來(lái)降低刻蝕速露，以實(shí)現對刻鐘終點(diǎn)的精確控制。

(5)溫度

溫度對刻蝕速率的影響主要體現在化學(xué)反應速率的變化。因此為了保證刻蝕速率的均勻性和重復性，必須精確的控制襯底溫度。

高溫可以促進(jìn)化學(xué)反應的進(jìn)行，同時(shí)也有利于揮發(fā)性產(chǎn)物的解吸附。對于刻蝕生成物揮發(fā)溫度較高的工藝，如 InP的刻蝕，高溫會(huì )帶來(lái)有利的影響，但是對于以光刻膠為掩膜的低溫工藝來(lái)說(shuō)，溫度必須控制在較低的水平。溫度過(guò)高時(shí)光刻膠會(huì )軟化變形，造成刻蝕圖形的偏差。嚴重時(shí)光刻膠會(huì )碳化，導致刻蝕后很難去除。如果必須使用較高的襯底溫度，需要改為 SiO2、金屬等硬掩膜。

外加功率在很大程度上會(huì )轉化為熱量。對于ICP 這種等離子體，功率一般很高，反應中襯底溫升很快。如果工藝對溫度非常敏感，在參數設置時(shí)應更加注意。