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刻蚀剖面 Etch Cross-section
点击量：272 日期：2023-08-09 编辑：硅时代
刻蚀剖面指的是被刻蚀图形的侧壁形状。有两种基本的刻蚀剖面：各向同性和各向异性刻蚀剖面。各向同性的刻蚀剖面是在所有方向上（横向和纵向）以相同的刻蚀速率进行刻蚀，导致被刻蚀材料在掩模下面产生钻蚀（见图）而形成的，这带来不希望的线宽损失。湿法化学腐蚀本质上是各向同性的，因而湿法腐蚀不用于亚微米器件制作中的选择性图形刻蚀。一些干法等离子体系统也能进行各向同性刻蚀。由于后续工艺步骤或者被刻蚀材料的特殊需要，也有一些要用到各向同性腐蚀的地方。
图1 湿法各向同性化学腐蚀
对于亚微米尺寸的图形来说，希望刻蚀剖面使各向异性的，即刻蚀只在垂直于硅片表面的方向进行（见图2），只有很少的横向刻蚀。这种垂直的侧壁使得芯片上可制作高密度的刻蚀图形。各向异性刻蚀对于小线宽图形亚微米器件的制作来说非常关键。先进集成电路应用上通常需要88到89度垂直度的侧壁。各向异性刻蚀大部分是通过干法等离子体刻蚀来实现的。表1图示了湿法和干法刻蚀后的几种剖面形状。
表1 湿法腐蚀和干法刻蚀的侧壁剖面
各向异性刻蚀的程度可以适度（较小的侧壁倾角）或高各向异性的（垂直的侧壁）。刻蚀剖面指的就是被刻蚀薄膜侧壁的形状。垂直的剖面是高的各向异性刻蚀的结果。各向异性特性通常有下面的公式给出：
上式中，RL，RV分别代表横向和纵向刻蚀速率。如果横向刻蚀速率为0，则将这种刻蚀工艺称为理想的各向异性（A=1）。反之，当A=0时则代表横向与纵向刻蚀速率相同。
