ICP刻蝕機簡介

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一．系統(tǒng)概況

該系統(tǒng)主要用于常規(guī)尺寸樣片（不超過Φ6）的刻蝕，可刻蝕的材料主要有SiO2、Si3N4、多晶硅、

硅、SiC、GaN、GaAs、ITO、AZO、光刻膠、半導體材料、部分金屬等。設備具有選擇比高、刻

蝕速率快、重復性好等優(yōu)點。具體描述如下：

1.系統(tǒng)采用單室方箱式結構，手動上開蓋結構；

2.真空室組件及配備零部件全部采用鋁材料制造，真空尺寸為400mm×400×197mm，

內腔尺寸Ф340mm×160mm；

3.極限真空度：≤6.6x10-4 Pa (經(jīng)烘烤除氣后，采用FF160/600分子泵抽氣)；

系統(tǒng)真空檢漏漏率：≤5.0x10-7 Pa.l/S；

系統(tǒng)從大氣開始抽氣到5.0x10-3 Pa，20分鐘可達到（采用分子泵抽氣)；

停泵關機12小時后真空度：≤5 Pa；

4.采用樣品在下，噴淋頭在上噴淋式進氣方式；

5.樣品水冷：由循環(huán)水冷水機進行控制；

7.ICP頭尺寸：340mm mm，噴淋頭與樣品之間電極間距50mm；

8. 沉積工作真空：1-20Pa；

9. 氣路設有勻氣系統(tǒng)，真空室內設有保證抽氣均勻性抽氣裝置；

10. 射頻電源：2臺頻率 13.56MHz，功率600W，全自動匹配；

11. 6路氣體，共計使用6個質量流量控制器控制進氣。

氣體：氦氣/氧氣/四氟化碳/六氟化硫

12. 刻蝕速率

SiO2：≥0.5μm/min

Si：≥1μm/min

光刻膠：≥1μm/min

13. 刻蝕不均勻性：

優(yōu)于±5%（Φ4英寸范圍內）

優(yōu)于±6%（Φ6英寸范圍內）

14. 選擇比

CF4的選擇比為50,

ICP刻蝕機檢測技術

高密度等離子體刻蝕是當今超大規(guī)模集成電路制造過程中的關鍵步驟。已經(jīng)開發(fā)出許多終點檢測技術，終點檢測設備就是為實現(xiàn)刻蝕過程的實時監(jiān)控而設計的。

光學發(fā)射:

光學發(fā)射光譜法（OES）是使用較為廣泛的終點檢測手段。其原理是利用檢測等離子體中某種反應性化學基團或揮發(fā)性基團所發(fā)射波長的光強的變化來實現(xiàn)終點檢測。等離子體中的原子或分子被電子激發(fā)到激發(fā)態(tài)后，在返回到另一個能態(tài)時，伴隨著這一過程所發(fā)射出來的光線。由于等離子體中的電子溫度高達10000K，電子與氣相分子的碰撞可以促進反應氣體分子的化學鍵斷裂和重新組合，生成活性更高的化學基團，同時整個反應體系卻保持較低的溫度。

光線的強度變化可從反應腔室側壁上的觀測孔進行觀測。不同原子或分子所激發(fā)的光波波長各不相同，光線強度的變化反應出等離子體中原子或分子濃度的變化。被檢測的波長可能會有兩種變化趨式：一種是在刻蝕終點時， 反應物所發(fā)出的光線強度增加；等離子刻蝕機的典型應用包括：等離子體清除浮渣光阻材料剝離表面處理各向異性和各向同性失效分析應用等離子刻蝕反應材料改性包裝清洗鈍化層蝕刻聚亞酰胺蝕刻增強粘接力生物醫(yī)學應用聚合反應混合物清洗預結合清洗。另一種情形是光線強度減弱。

激光干涉：

激光干涉終點法（IEP）是用激光光源檢測透明薄膜厚度的變化，當厚度變化停止時，則意味著到達了刻蝕終點。其原理是當激光垂直入射薄膜表面時，在透明薄膜前被反射的光線與穿透該薄膜后被下層材料反射的光線相互干涉。

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ICP刻蝕機的檢測技術

預報式檢測

隨著主流半導體工藝技術由0.18 μm 逐漸轉移到0.13 μm工藝，以及較新的90 nm 工藝成功研發(fā)及投入使用。半導體器件的特征尺寸進一步減小，柵氧層的厚度越來越薄。90 nm工藝中，柵氧層的厚度僅為1.2 nm。如果等離子體刻蝕工藝控制不好， 則非常容易出現(xiàn)柵氧層的損傷；想要了解更多化學氣相沉積的相關資訊，歡迎撥打圖片上的熱線電話。同時， 所使用的晶片尺寸增至300mm， 暴露在等離子體轟擊下的被刻蝕面積不斷縮小，所檢測到的終點信號的強度下降，信號的信噪比降低。所有這些因素都對終點檢測技術本身及其測量結果的可靠性提出了更加嚴格的要求。在0.18 μm工藝時，使用單一的OES檢測手段就可滿足工藝需求;進入0.13 μm 工藝后，就必須結合使用OES 及IEP 兩種檢測手段。由于IEP技術可以在刻蝕終點到達之前進行預報，因而被稱為預報式終點檢測技術。

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