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1、3.155J/6.152J 微电子工程 秋季，2003Bob OHandleyMartin Schmidt问题 5答案 Out Oct. 29, 2003 Due Nov. 5, 20021. （Plummer 10.3）在某过程中，要求金属线的偏差等于或小于1.0mm （偏差等于金属线宽的加上两金属线间的距离，在形貌的顶端测量）.假设金属线宽和间距相等（即,各0.5 m）.结构的高度也为 0.5 m,最小的光刻线宽为 0.25m.a.要得到此结构最小的各向异性腐蚀速率为多少？b.用湿法刻蚀此结构所得到的最小偏差是多少 ？（最小的光刻线宽为0.25m,厚度为0.5 m金属等宽等间距。）答案（a
2、）.考虑到各向异性腐蚀，为得到0.5 m等 宽等间距的线条，假设掩模版的宽度 1-x,则各向异性腐蚀为：W W21 彳 一 0.5-I 一2x0.5） = 0,5 + inintr） = 0,5 十 0.25 = 0-75（b）.金属一般为多晶结构，在湿法腐蚀中为各向同性腐蚀.因此，我们各向异性腐蚀率为A f = 0.与（a）同，我们用下面的等式表示p和x的关系：min(p)= 2(1+ niin(A) = 2x( + 0,25)=2. （Plummer 10.4）和溅射相比反应离子刻蚀的优缺点是什么（RIE）?阐述你选用溅射而不是RIE的例子？ 回答: 反应离子刻蚀 包括物理 刻蚀和化学腐蚀
3、.衬底放在一小电极上，加低电压用RF能源, 一般在10 -100 mtorr的环境下.在衬底表面，金属的去除采用离子轰击和化学反应。RIE物理腐蚀原理和溅射腐蚀 类似，而化学腐蚀也带来了独特的效应.RIE的最大特点 是腐蚀的 强选择 性。 这由惰 性气体 的替位 和其它化学 反应 完成 。 用化学方 法 , RIE 能 获得高的腐蚀率和低 的破坏 性。最后,在 快速优化中更多的 参数 在 RIE 中 可独立 设置.既然化学 腐蚀是各 项 同性的 , 两 者 结 合可 形 成不 是 垂直 的 侧壁 。 缺 少 方 向性与溅射刻 蚀 类似 . 因为要设 置更 多的 参数 所 以控制就变得 困难了.
4、假设一 个用溅射刻蚀 而不 是 RIE 的 例子， 并且该材料用化学 的 方法很难 腐蚀 , 溅射是 唯 一的腐蚀 方 法 . 溅射也用于在此清洁 蒸发前 的 硅片 。3. (Plummer 10.5) 解释怎样载入终点测试效应答案 :载入 效 应 能 引起 腐蚀的 不均允 性 , 即在晶片 上 有不 同的腐蚀率,每片 晶 片 和 每炉 晶 片的腐蚀率 都不 同 . 加 载效 应分为 宏观 和微观 效应 . 如果 在腔内载入 更多的晶 片或更 多 的表面 暴露 在腐蚀 剂 中， 那 么 每片 晶 片 和 每炉 晶 片 的腐蚀率 不 同 ; 晶 片内 腐蚀率的 不 同是 局部 的纵横 比不 同
5、引起 的. 全部 腐蚀率的 不 同 影响终 点检 测.例如, 终点 设置在腔 体 的某 个 靶种聚合 处 就 会超 过 极 限值 。 如果 腐蚀率因为 载入效 应 减 少则刻蚀系统需 要很 长时 间到 达终 点 。4. (Plummer 10.6)当刻蚀某种特别薄膜时，发现某种等离子化学刻蚀在某一 RIE刻蚀系 统中产生垂直侧壁00刻蚀斜度。加化学式剂A进行化学腐蚀得到 非垂直的侧壁，并 有斜 度。加 化学 式 剂 B 得到最 初 的刻蚀结 果 ， 非陡 直侧壁 ， 无 刻蚀 斜度。 解释将发生 什么 结 果 ？ 答案 :化学 试剂 A 和 薄膜有 高的 自发 反应速率，刻蚀薄膜 是各 项 同
6、性化学试剂B可去除光刻胶.另一种可能是化学试剂B本身或反应的副产物可能会在侧 壁 产生阻挡层 ， 获 得 非陡 直侧壁 无斜 度。5. (Plummer 10.8) 为什么 在腐蚀过程中， 侧壁 的斜 度随温 度的 减小而变 得更倾斜 ？答案 :侧壁 的 斜 度 随温 度的 减 小 而变 得 更 倾斜是 由 负 的 温 度 效 应 产生阻挡层来 解释 的。在等离子刻蚀中， 衬底 的 剥 离速率 受粘 结 物 的 破坏 和形成 限 制 ，即 对 离子 能 量的 敏感 ， 对温 度的 不 敏感 。 而 阻挡层 的 沉积 率 主 要与温 度相关。当温度 降 低 , 阻挡层 的 解吸附作用 变 慢 , 阻挡层 在 侧壁 沉积 的 越快 最 后侧壁 越倾斜 。3
