素都能影响硅片与硅片之间的刻蚀速率。要刻蚀硅片表面的大面积区域,则会耗尽刻蚀剂浓度使划蚀速率慢下来:如果刻蚀的面积比较小,则刻蚀就会快些。这被称为负载效应。刻蚀速率的减小是由于在等离子体刻蚀反应过程中会消耗大部分的气相刻蚀基。由于负载效应带来的刻蚀速率的变化是有效的终点检测变得非常重要的原因。4.2刻蚀剖面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(横向和垂直方向)以相同的刻蚀速率进行刻蚀,导致被刻蚀材料在掩膜下面产生钻蚀(见图16.4)面形成的,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。由于后续上艺步骤或者被刻蚀材料的特殊需要,也自一些要用到各向同性腐蚀的地方。4.3刻蚀偏差刻蚀偏差是指刻蚀以后线宽或关键尺寸间距的变化(见图16.6)。它通常是由于横向钻蚀引起的(见图16.7),但也能由刻蚀剖面引起。当刻蚀中要去除掩膜下过量的材料时,会引起被刻蚀材料的上表面向光刻胶边缘凹进去,这样就会产生横向钻蚀。计算划蚀偏差的公式如下:刻蚀偏差=Wb---Wa其中,Wb=刻蚀前光刻胶的线宽Wa=光划胶去掉后被刻蚀材料的线宽4.4选择比选择比指的是在同一刻蚀条件下一种材料与另一种材料相比刻蚀速率快多少。它定义为被刻蚀材料的刻蚀速率与另一种材料的刻蚀速率的比(见图16.8)。高选择比意味着只刻除想要刻去的那一层材料。一个高选择比的刻蚀工艺不刻蚀下面一层材料(刻蚀到恰当的深度时停止)并且保护的光刻胶也未被刻蚀。图形几何尺寸的缩小要求减薄光刻胶厚度:高选择比在摄先进的工艺中为了确保关键尺寸和剖而控制是必需的。特别是关键尺寸越小,选择比要求越高。对于被刻蚀材料和掩蔽层材料(例如光刻胶)的选择比S。可以通过下式计算:
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