干法刻蚀的工艺参数

干法刻蚀的工艺参数，一般指刻蚀条件中可以被调整的条件项目。即，刻蚀条件中的工艺气体的流量、各工艺气体之间的比例、腔体的压力、腔体上下电极上设定的功率、下部电极的温度(及腔壁的设定温度)、终点检测系统中检测窗口的设定参数。 通常我们利用工艺参数与刻蚀参数之间的关系，来制定可以满足规格图形需要的刻蚀条件。比如，对于一些尺寸规格较小的接触孔图形，在干法刻蚀的过程中，常会出现中途刻蚀停止的现象，这往往是由于反应聚合物在孔内侧壁聚积引起的。由于接触孔的孔径较小，内 壁上聚合物的堆积回阻止等离子自由活性激团进一步进入孔的底部，最终导致刻蚀停止。针对这种的情况，我们可以适当增加下部电极的功率和降低淀积气体的比例来进行改善。下部电极功率参数可以增加等离子的直进性，也就是物理异方性，达到垂直刻蚀的效果，这样可 以减少内壁上的反应聚合物的淀积。另外，降低淀积气体的比例，是指刻蚀条件中对于淀积气体的设定。所胃淀积气体，是指相对于与表面材料发生反应的主刻蚀气体外的辅助气体，它们可以在刻蚀反应中，帮助产生一些容易淀积的聚合物，反应聚合物淀积在侧壁上，保护侧壁不被刻蚀，从而确保良好的刻蚀形状。但适当降低该气体的比例，可以改善刻蚀停止的问题。

然而，任何一个工艺参数的变化都会引起刻蚀参数的变化。如，功率变化或气体比例的变化，会引起刻蚀速率的变化。硅片面内各点的速率变化了，意味着面内的均一性会发生变化。同时，随着速率的变化，相对于某种表面材料的选择比也发生了变化。因此说，工艺参 数和刻蚀参数之间有着密切的关系。我们虽然推断，通过改变某些工艺参数可能改善图形或解决刻蚀中出现的问题。但是，我们必须制定出适当的工艺条件。比如，按如上的分析，我们增加了下部电极的功率，刻蚀停止的问题可能解决了。但由于功率的增加，刻蚀速率变快 了，光刻胶对于该刻蚀材料的选择比降低了，导致整个孔径尤其是开口处的尺寸或形状恶化了。这样的条件，解决了停止问题，却仍然不能在生产中应用。因此说，调整工艺参数是一个权衡利弊，掌握平衡的过程。掌握工艺参数与刻蚀参数之间的关系非常重要，它可以帮助 我们较为全面的判断和制定出一个完善的工艺条件。

所以，制定刻蚀条件是一种技能。一个优秀的刻蚀工艺工程师，可以在较短的时间内通过准确的数据分析和判断，确立并完善刻蚀条件，使之应用在生产中，解决实际的生产问题。关于工艺参数和刻蚀参数的具体取样、分析及最终图形确认的研究，将于下一章节，在金 属刻刻蚀的具体课题研究中，进行详细的阐述。