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5.1.3干法刻蚀技术的发展历程
20世纪70年代初,干法刻蚀技术主要以辉光放电产生等离子体的方式进行加工,经过30多年多样化的发展过程,干法刻蚀技术不断得到完善和创新,并且出现过多种干法刻蚀形式,它们各有各自的时代背景,也各有所长。表5.1列出了曾经得到较多应用、具有一定普遍性的干法刻蚀形式,其中:
1.屏蔽筒式———直到现在仍是等离体去胶机的基本结构形式;
2.下游式———属纯游离基的化学刻蚀;
3.平行板式———带低能离子轰击的游离基刻蚀;
4.反应离子式———兼有离子轰击和游离基刻蚀,是目前实验室和生产中应用最多的结构;
5.磁控反应离子式———比反应离子刻蚀有更高的刻蚀速率;
6.三级式———可分别控制离子能量和离子密度;
7.离子铣———对所有材料,包括铁磁和陶瓷材料均能刻蚀;
8.反应离子束———可调整离子入射角度,独立控制离子能量和离子密度;
9.化学辅助离子束———可调节刻蚀过程中的游离基刻蚀和离子轰击比例。
表5.1各种干法刻蚀形式的不同区别
按刻蚀原理来分,1.2.3.可统称为等离子刻蚀,主要是化学反应过程;4.5.6.属反应离子刻蚀,是物理—化学反应过程;7.8.9.属离子束刻蚀,除了离子铣是纯物理过程
外,其余为物理—化学反应过程。高刻蚀速率和高均匀性一直是微细加工技术发展的主要追求目标。随着基片尺寸不断增大,器件结构尺寸不断缩小,这方面的要求就更为突出。新的等离子体产生方式是近年来干法刻蚀技术研发的重点。比如电子回旋共振(ECR)技术,它是1984年前后日本日立公司最早研究的,但开始并未得到充分重视,只在日本有所发展。直到八十年代末,美英法德的少数公司才开始开发,随后进展很快。曾有人认为ECR技术将是今后的发展主流,但九十年代初,美国LaN公司与IGM公司合作发展了感应耦合等离子体(ICP)技术,随后又出现螺线式、螺线共振式、空心阳极式和共振感应式等新型等离子体结构。这些新开拓技术的共同特点是能够产生高密度的等离子体,以提高刻蚀速率和刻蚀均匀性。
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