刻蚀选择比研究

光刻胶性能改良与应用研究光刻技术是集光学、化学、物理和机械等多个学科于一体的高科技制造技术。

其中的光刻胶是不可或缺的材料。

光刻胶作为光刻技术的关键材料，能够在微细区域内精确传递光信息并转化成图案，是半导体工业制程中最重要的原材料之一。

随着微电子技术和半导体工业的不断发展，对光刻胶性能的要求不断提高。

硅光刻胶作为一种典型的光刻胶，其性能如分辨率、敏感度、对消显比（CDU）、图案保真度、蚀刻选择比（SER）等等，都与光刻工艺的性能密切相关，因此在光刻技术中起着非常重要的作用。

为了满足工业制程的需求，人们不断地改进和完善光刻胶的性能，开发出新型光刻胶，探索新的改良方法，如双键酮（diketone），巯基化（thiolation）、免曝曝光（Direct-write techniques）等等。

本文将从多个角度介绍光刻胶的性能改良和应用研究。

一、分辨率的提高分辨率是光刻胶的重要指标之一，能够衡量光刻胶对于细微结构的传递能力，是评价光刻工艺的关键之一。

现有的分辨率可以达到10纳米以下，但是在不断发展的工业制程中，要求更高的分辨率是必然的趋势。

分辨率的提高一方面需要提高光源的质量和强度，加强曝光过程中光与物质的相互作用。

另一方面需要注意对光刻胶的配方、溶液处理、清洁和环境控制等方面进行改良，以减小光刻胶在曝光过程中的偏差，提升分辨率。

例如，通过巯基化改性，可得到高分辨率的硅光刻胶。

对于无法通过化学改性获得高分辨率的光刻胶，可引入表面处理、控制溶液 pH 值等方法来提升分辨率。

二、敏感度的提高敏感度是光刻胶材料在曝光过程中的响应能力，它决定了光刻胶材料的曝光时间，即在光源功率一定的情况下，光刻胶材料的曝光时间越短，则敏感度越高。

在工业制程中，提高敏感度可以极大地减小光刻胶曝光的时间，加快生产效率。

通过化学改性，如引入光致酸性、巯基化等，可显著提高光刻胶材料的敏感度。

另外，还可以选用更合适的曝光波长，例如使用波长为193nm的ArF激光，比使用光波长为248nm的KrF激光，能显著提高硅光刻胶的敏感度。

*I C P 刻蚀 S i / P MMA 选择比工艺研究虎 将，蔡长龙，刘卫国，巩燕龙( 西安工业大学光电微系统研究所，西安 710032)摘 要:为了将聚甲基丙烯酸甲酯( P MM A ) 上的图案等比例的转移到硅基材料上，对基于感应耦合等离子体技术( Inductivel y C oupled Plasma ，I C P ) 的 Si 和 P MM A 的刻蚀速率进行了研究。

结合 英国牛津仪器公司的 I C P 180 刻蚀系统，以 SF 6 和 O 2 混合气体为反应气体，研究了在其他参数相同的情况下，不同气体比例对两种材料刻蚀速率的影响，得到刻蚀速率随气体比例变化的曲线，并得 出了对于 S i 和 P MM A 刻蚀速率相同时的气体比例。

实验发现，如果增加反应气体中 SF 6 的比重， 会加快 S i 的刻蚀速率而降低 P MM A 的刻蚀速率，反之，若降低 SF 6 的比重而增加 O 2 的比重，则会 相应降低 Si 的刻蚀速率而增加 P MM A 的刻蚀速率。

据此，通过调节反应气体的比例，实现对 Si 和 P MM A 的同速率去除。

关键词:等离子体刻蚀;S i / P MM A 选择比;图层转移 DOI 编码:10． 3969 / j ． issn ． 1002 － 2279． 2014． 01． 003中图分类号:O439;T N305． 7 文献标识码:A 文章编号:1002 － 2279(2014)01 － 0009 － 03Techn i c a l S tud y on S e l e c ti on Ｒa ti o o f S i / P MM A B ase d on IC P E t ch i ngHU Jiang ，C AI C hang － long ，L IU Wei － guo ，GONG Yan － long( M i cro － Op ti c － El ec t ro ni cs Sy s t e m s L a bor at or y ，Xi ’an T ec hn o l o gi c al U ni vers ity ，Xi ’an 710032，C hina )Ab st ract :In o rder t o trans f er the pattern f r o m P MM A t o silic o n － based m aterials w ith equal pr o p o rti o n ， the etchin g rate of S i and P M M A based o n inducti v el y c o upled plasm a (I C P ) is studie d ． Co m bined w ith the etchin g s y stem of B ritish O xfo rd instrum ents nam ed I C P 180，the m i x ed g as of S F 6 and O 2 ，as reacti o n g as ，areused t o research the etchin g rate e ff ects of the t w o m aterials b y di ff erent g as rati o under the sam eparam eters ．T he cur v e of etchin g rate chan g e ，w ith the rati o of g as ，and the g as rati o under the sam e etchin g rate are o btaine d ． T he e x perim ents sh ow that the etchin g rate of S i w ill increase ，i f the pr o p o rti o n of S F 6 is increased ， and the etchin g rate of P M M A w ill decrease ． A nd v ice v ersa ，i f the pr o p o rti o n of S F 6 is reduced and the pr o p o r ti o no f O 2 is increased ，the e tchin g r ate o f S i w ill be d ecreased a nd t he e tchin g r ate o f P MM A w ill be increase d ． A cc o rdin g l y ，the sam e etchin g rate of S i and P MM A is o btained b y adjustin g the reacti o n g as rati o ．K ey word s :Plasma etching ;S i / P MM A rati o ;Pattern trans f er一个非常有意义的课题。

基于ICP刻蚀GaN选择比的研究摘要：在干法刻蚀GaN时使用AZ-4620作为掩膜层，为了在较快的GaN刻蚀速率下获得良好的GaN/AZ-4620刻蚀选择比，使用电感耦合等离子刻蚀机（ICP），运用Cl2和BCl3作为刻蚀气体，改变气体总流量、直流自偏压、ICP功率、气体组分等工艺条件，并讨论了这些因素对GaN/AZ-4620刻蚀选择比以及对GaN刻蚀速率的影响。

实验结果获得了GaN在刻蚀速率为225nm/min时的GaN/AZ-4620选择比为0.92，可以应用于实际生产。

关键词： 选择比；电感耦合等离子体；干法刻蚀；偏置功率Research on the Etching Selectivity of GaNGUO Xiong-wei, DONG Chao-jun(Information Engineering School, Wuyi University, Jiangmen Guangdong 529020, China)Abstract: A Cl2/BCl3 inductively-coupled plasma (ICP) was used to etch GaN, using AZ-4620 as the barrier layer, The etching selectivity of GaN/AZ-4620 was improved by changing the total flow rate, DC bias, ICP power, and the ratio of Cl2 was discussed. Experimental results indicate that the selectivity of GaN/AZ-4620 can reach to 0.92 while the etching rate of GaN is 225 nm/min. It fits to the practical production.Keywords: selectivity; inductively-coupled plasma(ICP); dry etch; bias power引言GaN因其宽带隙（Eg=3.4eＶ）以及良好的稳定性而广泛应用于大功率微波器件、短波长发光器件和高温电子器件[1]。

刻蚀五大评价参数1.刻蚀速率刻蚀速率是指在刻蚀过程中去除硅片表面材料的速度通常用Å/min表示，刻蚀窗口的深度称为台阶高度。

为了高的产量，希望有高的刻蚀速率。

在采用单片工艺的设备中，这是一个很重要的参数。

刻蚀速率由工艺和设备变量决定，如被刻蚀材料类型、蚀机的结构配置、使用的刻蚀气体和工艺参数设置。

2.刻蚀剖面刻蚀剖面指的是被刻蚀图形的侧壁形状。

有两种基本的刻蚀剖面：各向同性和各向异性刻蚀剖面。

各向同性的刻蚀剖面是在所有方向上(横向和垂直方向) 以相同的刻蚀速率进行刻蚀，导致被刻蚀材料在掩膜下面产生钻蚀面形成的，这带来不希望的线宽损失。

湿法化学腐蚀本质上是各向同性的，因而湿法腐蚀不用于亚微米器件制作中的选择性图形刻蚀。

一些干法等离子体系统也能进行各向同性刻蚀。

由于后续上艺步骤或者被刻蚀材料的特殊需要，也自一些要用到各向同性腐蚀的地方。

3.刻蚀偏差刻蚀偏差是指刻蚀以后线宽或关键尺寸间距的变化。

它通常是由于横向钻蚀引起的，但也能由刻蚀剖面引起。

当刻蚀中要去除掩膜下过量的材料时，会引起被刻蚀材料的上表面向光刻胶边缘凹进去，这样就会产生横向钻蚀。

4.选择比选择比指的是在同一刻蚀条件下一种材料与另一种材料相比刻蚀速率快多少。

它定义为被刻蚀材料的刻蚀速率与另一种材料的刻蚀速率的比。

高选择比意味着只刻除想要刻去的那一层材料。

一个高选择比的刻蚀工艺不刻蚀下面一层材料(刻蚀到恰当的深度时停止) 并且保护的光刻胶也未被刻蚀。

图形几何尺寸的缩小要求减薄光刻胶厚度，特别是关键尺寸越小，选择比要求越高。

5.均匀性刻蚀均匀性是一种衡量刻蚀工艺在整个硅片上，或整个一批，或批与批之间刻蚀能力的参数。

均匀性与选择比有密切的关系，因为非均匀性刻蚀会产生额外的过刻蚀。

保持硅片的均匀性是保证制造性能一致的关键。

难点在于刻蚀工艺必须在刻蚀具有不同图形密度的硅片上保证均匀性，例如图形密的硅片区域，大的图形间隔和高深宽比图形。

均匀性的一些问题是因为刻蚀速率和刻蚀剖面与图形尺寸和密度有关而产生的。

二氧化硅干刻选择比较湿刻的优势一、什么是干刻和湿刻？干刻和湿刻都是半导体工艺中常用的刻蚀方式。

干刻（Dry Etching）是指在真空或惰性气体环境下，利用高能离子束或化学反应等方式将材料表面的物质去除。

而湿刻（Wet Etching）则是利用化学反应在液体中溶解掉材料表面的物质。

二、二氧化硅干刻和湿刻的区别1. 制程速度二氧化硅干刻速度较快，可以达到几十纳米至几百纳米每分钟；而二氧化硅湿刻速度较慢，一般只有几纳米至十几纳米每分钟。

2. 制程精度二氧化硅干刻精度高，可以实现亚微米级别的制程；而二氧化硅湿刻精度相对较低，只能实现微米级别的制程。

3. 制程复杂度二氧化硅干刻需要更复杂的设备和工艺流程，成本也更高；而二氧化硅湿刻则相对简单，设备和工艺流程也较为简单，成本相对较低。

三、二氧化硅干刻选择比较湿刻的优势1. 制程速度快二氧化硅干刻速度快，可以大大缩短制程时间。

这对于半导体工艺来说非常重要，因为制程时间的缩短可以提高生产效率和降低成本。

2. 制程精度高二氧化硅干刻精度高，可以实现亚微米级别的制程。

这对于一些需要高精度加工的应用来说非常重要，如MEMS器件、微纳加工等。

3. 制程可控性好二氧化硅干刻可以通过调节离子束能量、功率等参数来控制刻蚀深度和形状。

这样可以实现更加精细的制程控制，从而提高产品质量和稳定性。

4. 制程兼容性强二氧化硅干刻可以与其他半导体工艺步骤兼容，如光刻、蒸镀等。

这样可以实现更加完整的工艺流程，并且不会影响其他步骤的质量和稳定性。

5. 环保性好二氧化硅干刻不需要使用任何液体溶剂，不会产生废水和废气等污染物。

这对于环保和可持续发展来说非常重要。

四、结论总的来说，二氧化硅干刻相比较湿刻具有制程速度快、制程精度高、制程可控性好、制程兼容性强、环保性好等优势。

但是，干刻设备和工艺流程更加复杂，成本也更高。

因此，在选择刻蚀方式时需要根据具体应用需求和经济效益进行权衡。

ekc刻蚀比例摘要：1.EKC 刻蚀原理2.EKC 刻蚀比例的定义3.EKC 刻蚀比例的计算方法4.EKC 刻蚀比例的影响因素5.EKC 刻蚀比例在实际应用中的意义正文：1.EKC 刻蚀原理EKC（Etching 昆山）刻蚀是一种在微电子制造中广泛应用的化学反应过程，主要用于去除硅片表面的不必要材料。

EKC 刻蚀采用氯气和氧气混合气体作为刻蚀气体，通过加热和在气压下进行反应，以去除硅片表面的杂质和氧化层。

EKC 刻蚀具有选择性好、刻蚀速度快、刻蚀深度均匀等优点，因此在微电子制造领域具有重要的应用价值。

2.EKC 刻蚀比例的定义EKC 刻蚀比例是指在EKC 刻蚀过程中，氯气和氧气的摩尔比例。

通常用Cl2/O2 表示，其中Cl2 表示氯气的摩尔数，O2 表示氧气的摩尔数。

EKC 刻蚀比例对于刻蚀效果和刻蚀选择性具有重要影响。

3.EKC 刻蚀比例的计算方法EKC 刻蚀比例的计算方法是根据氯气和氧气的流量来计算其摩尔比例。

具体计算公式为：Cl2/O2 = (Q_Cl2 / F2) / (Q_O2 / F1)其中，Q_Cl2 和Q_O2 分别是氯气和氧气的流量（单位：立方米/小时），F1 和F2 分别是氧气和氯气的摩尔浓度（单位：mol/L）。

4.EKC 刻蚀比例的影响因素EKC 刻蚀比例的影响因素主要包括以下几个方面：（1）氯气和氧气的流量：氯气和氧气的流量越大，刻蚀速度越快，但可能会导致刻蚀选择性降低。

（2）氯气和氧气的摩尔浓度：氯气和氧气的摩尔浓度越高，刻蚀深度越深，但过高的浓度可能会导致刻蚀过度。

（3）反应温度和压力：反应温度和压力的升高可以提高刻蚀速度，但过高的温度和压力可能会对刻蚀选择性产生负面影响。

5.EKC 刻蚀比例在实际应用中的意义EKC 刻蚀比例在实际应用中具有重要意义，因为它可以影响刻蚀过程的选择性和刻蚀效果。

合适的EKC 刻蚀比例可以获得较好的刻蚀效果和较高的刻蚀选择性，从而提高微电子器件的性能和可靠性。

ＩＳＳＮ１００６－７１６７ＣＮ３１－１７０７／ＴＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＩＮＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ第３９卷第６期　Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．６２０２０年６月Ｊｕｎ．２０２０　氮化镓的干法刻蚀工艺研究李　攀，　卢　宏（华中科技大学武汉光电国家研究中心，武汉４３００７４）摘　要：为了研究氮化镓刻蚀倾角、选择性和形貌与刻蚀参数之间的关系，对氮化镓的干法刻蚀工艺进行了优化。

通过研究不同掩膜种类下的选择比、刻蚀形貌，记录了自偏压，测量了刻蚀速率。

通过改变包括气体流量、不同气体比例、射频功率、温度、自偏压等干法刻蚀工艺参数，研究了倾斜侧壁氮化镓的刻蚀工艺。

结果表明，采用氯基气体可以对氮化镓材料进行刻蚀，刻蚀侧壁及底部形貌光滑；采用氧化硅做掩膜可以获得垂直的侧壁形貌；增大钝化气体比例可以获得倾斜侧壁的氮化镓刻蚀形貌。

关键词：半导体材料；感应耦合等离子；干法刻蚀；氮化镓中图分类号：ＴＮ４０５．９８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６－７１６７（２０２０）０６－００１９－０３ＳｔｕｄｙｏｎＤｒｙＥｔｃｈｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＧａＮＬＩＰａｎ，　ＬＵＨｏｎｇ（ＷｕｈａｎＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎａｎｇｌｅ，ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｅｔｃｈｅｄＧａＮａｎｄｅｔｃｈｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅｄｒｙｅｔｃｈｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆＧａＮｉｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｂｙｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｒａｔｉｏａｎｄｅｔｃｈｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｓｋｔｙｐｅｓ，ｔｈｅｓｅｌｆ ｂｉａｓｖｏｌｔａｇｅｉｓｒｅｃｏｒｄｅｄａｎｄｔｈｅｅｔｃｈｒａｔｅｉｓｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｂｙｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｄｒｙｅｔｃｈｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｇａｓｆｌｏｗｒａｔｅ，ｒａｔｉｏｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇａｓｅｓ，ＲＦｐｏｗｅｒ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄｓｅｌｆ ｂｉａｓｖｏｌｔａｇｅ，ｔｈｅｅｔｃｈｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆＧａＮｗｉｔｈｉｎｃｌｉｎｅｄｓｉｄｅｗａｌｌｓｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｈｌｏｒｉｎｅ ｂａｓｅｄｇａｓｅｓｃａｎｅｔｃｈｔｈｅｇａｌｌｉｕｍｎｉｔｒｉｄｅｍａｔｅｒｉａｌ，ａｎｄｔｈｅｅｔｃｈｉｎｇｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｂｏｔｈｓｉｄｅｗａｌｌａｎｄｂｏｔｔｏｍｉｓｓｍｏｏｔｈ；ｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｄｉｏｘｉｄｅｉｓｕｓｅｄａｓａｍａｓｋｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｓｉｄｅｗａｌｌ．Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎｇａｓｃａｎｏｂｔａｉｎｔｈｅｇａｌｌｉｕｍｎｉｔｒｉｄｅｅｔｃｈｉｎｇｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｉｎｃｌｉｎｅｄｓｉｄｅｗａｌｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｍａｔｅｒｉａｌ；ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙｃｏｕｐｌｅｄｐｌａｓｍａ（ＩＣＰ）；ｄｒｙｅｔｃｈｉｎｇ；ＧａＮ收稿日期：２０１９ １０ ０８基金项目：国家自然科学基金资助项目（６１９７４０４７）作者简介：李　攀（１９８６－），男，河南虞城人，硕士，工程师，从事ＩＣＰ、ＰＥＣＶＤ工艺研究。