干法刻蚀通常要用到等离子,等离子被称作物质的第四态,它可以被看作部分或全部放电的气体,在这气体中,包含有电子、离子、中性的原子和/或分子。从总体上看,等离子保持电中性。这样的气体电离率较低,即只有一小部分分子被电离了。然而,如此低的电离率

却可以产生足够大的局部电荷,这些电荷具有足够长的寿命。这就为等离子刻蚀消耗材料提供了可能。等离子刻蚀的广泛应用取决于等离子的状态、几何形状、激励方法等多种条件。刻蚀[Ⅱ31是当今世上最大的制造业―――超大规模集成电路(UL⒏)制造中影响重大且 至关重要的技术之一。在集成电路(IC)制造中,刻蚀是一种在暴露的硅衬底或晶圆表面未保护的薄膜上去除材料的△艺。回溯到20世纪60年代后期,湿法刻蚀,即把要被刻蚀的目 标材料浸泡在腐蚀液中的方法,曾经是低成本集成电路制造的关键技术。然而,它特有的各 向同性刻蚀的性质,严重地阻碍了其在高密度IC制造中的应用。具有各向异性刻蚀特性的 干法刻蚀,成为能够满足器件尺寸持续缩小的不可替代的制造技术。从⒛世纪70年代早 期开始,以CF4/02为刻蚀剂的干法刻蚀已经广泛地应用于刻蚀出高分辨的图形,并且仍然 流行于当今32nmェ艺节点的氧化物刻蚀中。

   在等离子刻蚀过程中,适当的混合气体被激发产生带电的或者中性的反应粒子。被激发元素的原子嵌在要被刻蚀材料的表面上或者表面以下,因此改变了晶圆上的薄膜或者是晶圆衬底的物理性质。实际上,等离子在室温下形成了易挥发的刻蚀产物。等离子刻蚀主要包括6个步骤:①电子/分子的碰撞形成了活性粒子;②刻蚀剂粒子扩散到被刻蚀材料的表面;③刻蚀剂粒子在材料表面积累;④活性粒子与材料间发生化学或者物理反应,产生易挥发的副产物;⑤易挥发的副产物解吸,从表面释放出来;⑥释放出来的副产物扩散返回到主气体中,并被泵抽走。