反應(yīng)性離子刻蝕

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反應(yīng)性離子刻蝕 （reaction ionetching；RIE）是制作半導(dǎo)體集成電路的蝕刻工藝之一。在除去不需要的集成電路板上的保護膜時，利用反應(yīng)性氣體的離子束，切斷保護膜物質(zhì)的化學(xué)鍵，使之產(chǎn)生低分子物質(zhì)，揮發(fā)或游離出板面，這樣的方法稱為反應(yīng)性離子刻蝕。

離子刻蝕簡介

離子刻蝕是利用高能量惰性氣體離子轟擊被刻蝕物體的表面，達到濺射刻蝕的作用。因為采用這種方法，所以可以得到非常小的特征尺寸和垂直的側(cè)壁形貌。這是一種“通用”的刻蝕方式，可以在任何材料上形成圖形。它的弱點是刻蝕速度較低，選擇性比較差。傳導(dǎo)耦合性等離子體刻蝕的優(yōu)勢在于刻蝕速率高、良好的物理形貌和通過對反應(yīng)氣體的選擇，達到針對光刻膠和襯底的高選擇比。一般用于對特征形貌沒有要求的去膠(ashing，灰化)工藝。反應(yīng)離子刻蝕是上述兩種刻蝕方法相結(jié)合的產(chǎn)物，它是利用有化學(xué)反應(yīng)性氣體產(chǎn)生具有化學(xué)活性的基團和離子。經(jīng)過電場加速的高能離子轟擊被刻蝕材料，使表面受損，提高被刻蝕材料表面活性，加速與活性刻蝕反應(yīng)基團的反應(yīng)速度，從而獲得較高的刻蝕速度。這種化學(xué)和物理反應(yīng)的相互促進，使得反應(yīng)離子刻蝕具有上述兩種干法刻蝕所沒有的優(yōu)越性：良好的形貌控制能力(各向異性)、較高的選擇比、可以接受的刻蝕速率。因此在于法刻蝕工藝中反應(yīng)性離子刻蝕得到廣泛應(yīng)用。

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離子束刻蝕機

加工

離子束刻蝕可達到很高的分辨率，適合刻蝕精細圖形。離子束加工小孔的優(yōu)點是孔壁光滑，鄰近區(qū)域不產(chǎn)生應(yīng)力和損傷能加_工出任意形狀的小孔，且孔形狀只取決于掩模的孔形。

加工線寬為納米級的窄槽是超精微加工的需要。如某零件要求在10nm的碳膜上，用電子束蒸鍍10nm的金一鋁(60/40)膜。

首先將樣品置于真空系統(tǒng)中，其表面自然形成---種污染抗蝕劑掩模，用電子束曝光顯影后形成線寬為8nm的圖形，然后用ya離子束刻蝕，離子束流密度為0.1mA/cm， 離子能量是1keV;另一種是在20nm厚的金一鈀膜上刻出線寬為8nm的圖形、深寬比提高到2.5:10。 由此可見離子束加工可達到很高的精度。

離子束刻蝕

離子束刻蝕技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種微細加工技術(shù)，它利用反應(yīng)離子束轟擊團體表面時發(fā)生的濺射效應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)剝離加工工作上的幾何圖形。具有極高的分辨率，能夠控制槽深和槽壁角度，表面應(yīng)力小。反應(yīng)離子束刻蝕技術(shù)已有效地用于研究和制造大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，聲表面波器件，磁泡存儲器，微波器件，集成光路，超導(dǎo)器件，閃爍光柵等。