有哪些方法可以提高等離子刻蝕機的刻蝕均勻性?

來源：上海沛沅儀器設(shè)備有限公司 2025年09月22日 17:00

提高等離子刻蝕機的刻蝕均勻性可以從設(shè)備設(shè)計優(yōu)化和工藝參數(shù)調(diào)節(jié)等方面入手，具體方法如下：

設(shè)備設(shè)計優(yōu)化

安裝聚焦環(huán)：聚焦環(huán)安裝于晶圓邊緣周圍，可填補晶圓邊緣與電極之間的高度差，使鞘層更加平坦，確保離子能夠垂直轟擊晶圓表面，避免刻蝕失真現(xiàn)象，從而改善刻蝕均勻性。

優(yōu)化反應(yīng)氣體分布：通過優(yōu)化反應(yīng)氣體的注入方式來提升刻蝕均勻性。例如，硅刻蝕腔體可從晶圓周邊注入氣體的方式逐步演變?yōu)閺木A中心上方注入。

調(diào)整上下極板間隔距離：在電容耦合等離子體（CCP）腔體中，陰極與陽極之間的間隙是影響離子通量均勻性的關(guān)鍵參數(shù)。通常間隙越小，等離子體的均勻性越好，可采用可調(diào)間隙技術(shù)根據(jù)不同工藝條件優(yōu)化離子通量分布。

采用分區(qū)溫控：晶圓溫度是影響刻蝕均勻性的關(guān)鍵因素，靜電卡盤（ESC）可通過引入不同的加熱或冷卻區(qū)域來優(yōu)化溫度均勻性，如從早期的單區(qū)控溫發(fā)展為雙區(qū)控溫、四區(qū)控溫，甚至可部署超過100個局部加熱元件，進一步提升溫度控制精度。

工藝參數(shù)調(diào)節(jié)

優(yōu)化氣體組成和注入方式：調(diào)整主要反應(yīng)氣體的注入位置，或者在不同位置注入調(diào)節(jié)氣體，以控制晶圓上的氣相化學(xué)環(huán)境，改善刻蝕均勻性。

增加射頻功率：適當(dāng)提高射頻功率可以增加入射粒子的能量，使其更加垂直地轟擊目標(biāo)表面，從而減少側(cè)壁的刻蝕速率差異，對于減少微溝槽效應(yīng)、提高刻蝕均勻性有一定幫助。

實施間歇式刻蝕：通過周期性中斷刻蝕過程，給予電子足夠的時間逃逸，可以顯著減輕充電效應(yīng)，進而提高刻蝕均勻性。

進行補償性工藝控制：當(dāng)某一步驟的刻蝕速率在中心區(qū)域較快時，可通過增加邊緣刻蝕速率來進行補償，如借助BevelEtch機臺實現(xiàn)精準(zhǔn)控制。

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