一文看懂刻蝕角度與ICP-RIE射頻功率的關(guān)系

本文介紹了用ICP-RIE刻蝕接觸孔工藝中，側(cè)壁的角度與射頻功率關(guān)系大不大，以及如何通過調(diào)節(jié)功率來調(diào)節(jié)側(cè)壁角度。

什么是刻蝕的側(cè)壁角度？

如上圖，側(cè)壁角度是側(cè)壁相對于襯底的傾斜角度，是衡量刻蝕質(zhì)量的重要指標之一。理想的側(cè)壁角度接近90°，垂直于襯底，但是大多數(shù)情況下的側(cè)壁角度是傾斜的，即錐形。

垂直或傾斜的刻蝕角度均有其應用的場景，垂直角度更適合高密度互連的要求，可以避免錐形角度帶來的空間浪費。而錐形角度可以使填孔工藝大大降低。

ICP-RIE的功率調(diào)節(jié)？

如上圖，改變上位機電源的功率，可以改變等離子體的密度；改變偏置電源的功率可以改變正離子轟擊晶圓的能量。增大ICP-source的電源時，等離子體濃度會增大；增大偏置電源的功率時等離子體中的正離子受到的吸引力增大，正離子具有更大的動能轟擊晶圓表面。

上下位機電源功率的比值與刻蝕角度的關(guān)系？

當ICP-source:RF-source的功率比值上升時，側(cè)壁的角度下降，比如從89°下降到85°，即側(cè)壁更傾斜了。

原因是當ICP-source:RF-source的功率比值上升時，等離子體濃度增加的更加明顯，即化學作用的比值上升，側(cè)壁角度下降。當ICP-source:RF-source的功率比值下降時，正離子的動能增加明顯，物理轟擊的比值上升，側(cè)壁角度更加陡直。