一元二次方程的基本方法_光刻的两种基本方法简介

之前我们讨论过光刻是将图案转移到覆盖半导体硅片表面的光刻胶上的过程。这些图案必须转移到光致抗蚀剂下面构成器件的薄层上。这个过程被称为蚀刻，即选择性地蚀刻掉薄层的未掩蔽部分。今天，我们将简要讨论光刻的两种基本方法:湿化学蚀刻和干蚀刻。

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湿化学蚀刻

让我们先看看湿化学腐蚀的示意图:

一元二次方程的基本方法

湿化学蚀刻的机理主要包括三个阶段:反应物扩散到反应物表面，在表面进行化学反应，然后通过扩散将反应产物从表面去除。

蚀刻溶液的搅拌和温度将影响蚀刻速率。在集成电路工艺中，大多数湿法化学蚀刻是将硅晶片浸入化学溶剂中或者将蚀刻溶剂喷射到硅晶片上。浸没刻蚀将硅片放入化学溶剂中，通过所需的搅拌，保证刻蚀过程以一致或恒定的速率进行；通过向硅片表面连续供应新的蚀刻剂，喷射蚀刻大大提高了蚀刻速率和一致性。喷射蚀刻比浸没蚀刻好。

湿化学蚀刻更适合多晶硅、氧化物、氮化物、金属和iii-v化合物的表面蚀刻。

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干法刻蚀

图案转移中湿化学蚀刻的最大缺点是横向钻孔将发生在掩模下，导致蚀刻图案的分辨率降低。为了实现大规模集成电路工艺所需的高精度光刻胶图形转移，干法刻蚀得到了迅速发展。

干蚀刻包括等离子蚀刻、反应离子蚀刻、溅射蚀刻、磁增强反应离子蚀刻、反应离子束蚀刻、高密度等离子蚀刻等。

让我们简单谈谈等离子蚀刻。

等离子体是完全或部分电离的气体离子，包括相同数量的正电荷和负电荷以及不同数量的非电离分子。当足够大的电场施加到气体上并导致气体击穿和电离时，就会产生等离子体。等离子体由自由电子触发，自由电子可以由负偏置电极发射，也可以由其他方法产生。自由电子从电场中获得动能，并在气体分子穿过气体的过程中与气体分子碰撞而失去能量。碰撞中传递的能量使气体分子电离并产生自由电子。这些自由电子从电场中获得动能，上述过程继续进行。因此，当施加的电压大于击穿电压时，可以在整个反应室中形成连续的等离子体。用于干法蚀刻的等离子体具有相对低的电子浓度，并且等离子体辅助干法蚀刻是低温工艺。

等离子干法刻蚀的几个基本步骤的示意图如下:

一元二次方程的基本方法

包括在等离子体中产生蚀刻反应物；试剂通过非流动气体边界层扩散到达表面；试剂吸附在表面上；随后发生化学反应，伴随着物理反应，如离子轰击，产生挥发性化合物；最后，这些化合物从表面被分解，扩散回等离子体气体，然后被真空装置提取。

等离子体蚀刻技术是基于低压气体中产生的等离子体。常用的两种基本方法是物理方法和化学方法。前者包括溅射蚀刻，后者包括纯化学蚀刻。

干蚀刻与等离子体辅助蚀刻同义，用于高精度图案转移。目前，中国的蚀刻技术和设备已达到世界领先的光刻水平。它可以实现更高的蚀刻选择性、更好的尺寸控制、低纵横比相关蚀刻和更低的等离子体损伤。