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RIE的质量控制指标

  (1)刻蚀速率:影响因素有刻蚀气体种类、活性基团的密度(例如HDP的刻蚀速率很高)、鞘层电压(通过功率、气体压力、流速、频率、浓度等工艺参量改变)。

  (2)选择性:RIE主要用于图形转移,因而一般要面对刻蚀两种材料  已开窗口的掩模及其下方待刻蚀的材料。要求Plasma对掩模材料的刻蚀速率低于对衬底材料的刻蚀速率。这就是选择性的意思。

  (3)边缘剖面的控制———些因素干扰了准确地复制图形。

  ①钻蚀(Undercutting)。由于离子几乎垂直地入射到衬底表面,因此片子正底面接收到的离子流要比sidewall接收到的离子流要大得多。如果是离子诱发反应,则没有横向刻蚀。但如果是离子增强反应,则掩膜下会有一定程度的钻蚀。

  ②刻面现象(Faceting)。这是与溅射刻蚀速率和离子入射角有关。对大多数材料而言,偏离法线的入射角方向刻蚀速率变大。刻面出现在相应于最大的刻蚀速率方向。它一般不影响边缘轮廓,除非刻蚀过程时间很长,刻面与衬底表面相交了。

  ③挖槽现象(Trenching)。这来自台阶侧壁底部附近的反射,使局部区域离子流密度增加了。

  ④再淀积(Redeposition)。被物理溅射出来的材料并未转化为挥发性产物。而是凝聚到它碰到的任何表面上。如果落到其邻近的掩模图形上,有可能使边缘轮廓及线宽改变。

  (4)副作用:

  ①聚合物的沉积。卤碳气体放电产生非饱和(缺卤)的碎屑(Fragments)(如CF2)。它可以在所碰到的表面上迅速地反应生成聚合物膜。如果在待刻蚀的表面上形成,会阻碍刻蚀。而如果在掩模或侧壁上形成,则可利用来提高选择性或各向异性。过多的不饱和物,较低的离子能量,及还原性材料的表面,一般有利于聚合物膜的淀积。例如CHF,膜可在接地的或浮置的表面上形成。而在Ⅲ功率电极表面上,由于离子能量高,不会形成。

  ②高能离子。远UV光子,X射线的辐射损伤。

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