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等離子體清洗技術(shù)在刻蝕工藝中的應(yīng)用介紹
等離子清洗的應(yīng)用，起源于20世紀(jì)初，隨著高科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，其應(yīng)用越來越廣，目前已在眾多高科技領(lǐng)域中，居于關(guān)鍵技術(shù)的地位。等離子清洗技術(shù)對產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)和人類文明影響最大，首推電子資訊工業(yè)，尤其是半導(dǎo)體業(yè)與光電工業(yè)。等離子清洗已應(yīng)用于各種電子元件的制造，可以確信，沒有等離子清洗技術(shù)，就沒有今日這么發(fā)達(dá)的電子、資訊和通訊產(chǎn)業(yè)。下面為大家介紹一下刻蝕工藝中的等離子體清洗技術(shù)。
生產(chǎn)集成電路的第一步是通過掩模向基底透射電路圖案。光敏性聚合物光刻膠經(jīng)紫外線曝光后，受照射部分通過顯影作用去除。一旦電路圖案在光刻膠上定型后，即可通過刻蝕工藝將圖案復(fù)制到多晶硅等質(zhì)地的基底薄膜上，從而形成晶體管門電路，同時用鋁或銅實(shí)現(xiàn)元器件之間的互連，或用二氧化硅來阻斷互連路徑。刻蝕的作用在于將印刷圖案以極高的準(zhǔn)確性轉(zhuǎn)移到基底上，因此刻蝕工藝必須有選擇地去除不同薄膜，基底的刻蝕要求具備高度選擇性。否則，不同導(dǎo)電金屬層之間就會出現(xiàn)短路。另外，刻蝕工藝還應(yīng)具有各向異性，那樣可保證將印刷圖案精確復(fù)制到基底上。
20世紀(jì)70年代，微電子元器件產(chǎn)業(yè)開始采用等離子刻蝕技術(shù)。等離子體可將氣體分子離解或分解為化學(xué)活性組分，后者與基底的固體表面發(fā)生反應(yīng)，生成揮發(fā)性物質(zhì)，然后被真空泵抽走。通常有四種材料必須進(jìn)行刻蝕處理：硅（慘雜硅或非慘雜硅）、電介質(zhì)（如SiO2或SiN）、金屬（通常為鋁、銅）以及光刻膠。每種材料的化學(xué)性質(zhì)都各不相同。等離子體刻蝕為一種各向異性刻蝕工藝，可以確保刻蝕圖案的精確性、對特定材料的選擇性以及刻蝕效果的均勻性。等離子體刻蝕中，同時發(fā)生著基于等離子作用的物理刻蝕和基于活性基團(tuán)作用的化學(xué)刻蝕。等離子體刻蝕工藝始于比較簡單的平板二極管技術(shù)，已經(jīng)發(fā)展到時用價值數(shù)百萬美元的組合腔室，配備有多頻發(fā)生器、靜電吸盤、外部壁溫控制器以及針對特定薄膜專門設(shè)計得多種流程控制傳感器。
可進(jìn)行刻蝕處理的電介質(zhì)為二氧化硅和氮化硅。這兩種電介質(zhì)的化學(xué)鍵鍵能很高，一般需采用由碳氟化合物氣體（如CF4、C4F8等）產(chǎn)生的高活性氟等離子體才能將其刻蝕。上述氣體所產(chǎn)生的等離子體化學(xué)性質(zhì)極為復(fù)雜，往往會在基底表面產(chǎn)生聚合物沉積，一般采用高能離子將上述沉積物去除。
