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3.155J/6.152J微电子工程秋季，2003BobO'HandleyMartinSchmidt问题5答案____________________OutOct.29,2003________DueNov.5,20021.(Plummer10.3)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0.5m).结构的高度也为0.5m,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0.5m金属等宽等间距。)答案(a).考虑到各向异性腐蚀,为得到0.5m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:(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Af=0.与(a)同,我们用下面的等式表示p和x的关系:2.(Plummer10.4)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:11反应离子刻蚀包括物理刻蚀和化学腐蚀.衬底放在一小电极上，加低电压用RF能源,一般在10–100mtorr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.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.(Plummer10.5)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.(Plummer10.6)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.(Plummer10.8)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