干法刻蚀工艺步骤及注意事项

1.原理 干法刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基。这些活性粒子扩散到需要刻蚀的部位，在那里与被刻蚀的材料进行各相同性反应，形成挥发性生成物而被去除。其优点是刻蚀快速，同时可获得良好的物理形貌。

干法刻蚀的具体步骤如下：

1）母体分子CF₄在高能量的电子碰撞作用下，分解成多种中性基团或离子CF₄、CF₃、CF₂、CF、C等。

2）这些活性粒子由于扩散，或者在电场作用下到达SiO₂表面，并在表面上发生化学反应。如果掺入O₂，可以提高刻蚀速率。

3）生成易挥发性的物质，达到刻蚀效果。

2.工艺

（1）准备工作。检查真空泵是否能正常运行。

（2）开机

1）合上等离子刻蚀设备电源和操作台面板上的电源开关。

2）启动真空泵。

3）在空载情况下，启动射频电源开关，预热6min。

（3）装片

1）戴上口罩、橡胶手套。

2）拧松夹具上的螺栓，取下压板。把硅片放在与硅片大小相同的聚四氟板上，把另一块同样大小的聚四氟板压在硅片上，然后轻轻理整齐。

3）把叠好的硅片一起放在夹具底座上，注意不要弄错正反面（规定正面一律朝下），压上压板，拧紧螺栓。螺栓不要拧得太紧，只要片子没有相对滑动就可以了。

（4）刻蚀

1）设定参数如下：射频电源放电时间700～800s；射频功率500～750W；四氟化碳100～200mL/min；氧气10～20mL/min；氮气大于1000mL/min。

2）把夹装好的硅片放入反应室中，夹具的凹槽嵌入反应室中的支撑架。

3）按下操作台上的“运行”按钮，系统开始自动运行：

关门→开调节阀→开主抽阀门→关主抽阀门→开工艺气体（氧气和四氟化碳）→开高频放电→关高频电源和工艺气体→通氮气→关氮气→关调节阀门→充气→停止充气→自动开门。(www.xing528.com)

4）从反应室取出夹具放到工作台上。

5）用万用表测量刻蚀周边端面内相距2.0cm的两点电阻，把它记录在流程卡上。

（5）卸片

1）拧松压板螺栓，取下聚四氟板。

2）把硅片按正面朝下放好，并和流程卡一起送交给清洗间。

表7-11列出干法刻蚀工艺。表7-12列出工作阶段时间。

表7-11干法刻蚀工艺

表7-12工作阶段时间（单位：s）

（6）生产注意事项

1）禁止裸手接触硅片。

2）刻蚀边缘在1mm左右。

3）刻蚀清洗完后，硅片要尽快镀膜，滞留时间不超过1h。

3.干法刻蚀设备（MCP刻边机）

（1）MCP刻边机采用不锈钢材质做反应腔，解决石英腔在使用过程中频繁更换腔体带来的消耗。

（2）电极内置，克服了射频泄漏产生臭氧的危害。

（3）射频辐射低于国家职业辐射标准。