电子束光刻技术与ICP刻蚀技术的研究

电子束光刻技术与ICP 刻蚀技术的研究

摘要在微电子集成领域当中，电子束光刻技术和ICP 刻蚀技术是十分重要的技术，能够通过一系列的生产步骤，去除晶圆表面薄膜的特定部分，并在晶圆表面留下微圆形结构的薄膜。光刻与刻蚀技术的应用，对于微电子集成的生产和优化具有重要的作用，因而得到了十分广泛的应用。基于此，本文对电子束光刻技术和ICP 刻蚀技术进行了研究，以期能够为这一领域的发展做出贡献。

【关键词】电子束光刻技术ICP 刻蚀技术研究随着微电子集成领域的不断发展，相应的微纳米加工能力和微细加工技术也得到了极大的提高。在当前的相关微电子集成领域当中，对光刻和ICP 刻蚀技术都提出了更高的要求，因此传统技术已经难以满足实际的发展和应用需求。在此基础上，对电子束光刻技术与ICP 刻蚀技术进行研究，掌握其工作原理和工艺特点，从而不断进行优化和改进，最终推动微电子集成领域的更高发展。

1 电子束光刻技术工艺

1.1 电子束光刻系统

在电子束光刻系统中，电子能够在曝光过程中提高加速电压，从而降低抗蚀剂成像中电子束的背散射、前散射等方面的影响。这样，能够对电子散射带来的邻近效应进行抑制，对于深宽比较高的超细微结构图形加工很有很有帮助。在电子束曝光系统中，矢量扫描圆形电子束曝光系统是一种应用较为广泛的系统，其中主要采用了电子束聚焦系统、发射电子枪等设备。在工作过程中，电子束曝光系统的稳定性较为良好，工作效率较高，能够进行长时间工作，并能保证加工样品的均匀性。在工作工程中，可以采用纳米光刻模式和快速模式进行加工，两种模式会产生大小不同的扫描场。曝光最细设计线宽是由电子束的束宽大小所决定的，因此，设计线宽应当达到束斑的三倍以生直接的影响，因此在实际应用中，应当综合各方面电子束的光阑、束流等大小因素，能够电子束的束斑

大小产

的因素来选择工作模式和束流。

1.2 正性抗蚀剂ZEP520A 工艺条件

ZEP520A 是一种非化学放大正性电子抗蚀剂，具有较高的分辨率。相比于PMMA ，其具有更高的灵敏度，曝光速度也能够达到三倍以上。该电子抗蚀剂的抗蚀能力较强，在曝光显影之后，能够直接利用干法刻蚀抗蚀剂图形掩模，并向衬底上转移，在电子束光

刻中，是一种最为常用的电子束抗蚀剂。在电子束光 刻过程中，电子束邻近效应会对曝光显影的图形产生 一定的影响，因此需要进行校正和修正。在百纳米以 下图形的曝光过程中 并且记忆坍塌。在加工过程中 于不同设计线宽需要的最小计量也会发生变化。

2 ICP 刻蚀技术

2.1 ICP 刻蚀设备的结构和特点

在 ICP 刻蚀设备中，采用了分立射频电源，对离 子轰击能量和等离子体密度进行控制，从而实现了刻 蚀工艺参数的优化。电感耦合等离子体产生模式具有 较高的效率，能够获得密度较高的活性粒子，从而实 现了刻蚀速率的提高。在气压较低的环境中，设备也 能够进行稳定的辉光放电，从而使刻蚀的均匀性和离 子轰击的方向性得到了确保。对于大面积亚微米陡直 刻蚀来说，以上这些条件都具有较大的帮助。在刻蚀 过程中，利用自动匹配网络能够对流量、抽速、射频 电源等进行有效的自动调控，从而提高了刻蚀过程的，由于曝光条件较为苛刻，曝光 窗口比较窄。因此，应当合理的控制曝光剂量，避免 曝光不足造成的欠曝光，防止在显影时抗蚀剂无法显 底或图形难以分辨。但同时也要防止曝光剂量过大， 否则容易造成过曝光，在显影之后，线条将会变窄，

，如果将胶厚改变，对

自动化程度。

2.2 ICP 刻蚀的基本机理

在ICP 刻蚀的过程中，其物理过程和化学过程都较为复杂。物理过程主要是离子轰击基片表面的过程，该物理轰击作用与溅射刻蚀当中的物理过程不同，它能够较为有效的辅助化学反应，发挥出引起晶格损伤、加速反应物脱附、去除基片表面非挥发性残留、促进基片表面化学反应、增强附着性、打断化学键等作用。在刻蚀过程中的产物脱附、形成挥发性产物、刻蚀物质吸附等过程中，离子轰击都能够产生较大的影响。化学过程主要是利用电感耦合的方式进行辉光放电，从而产生原子、亚稳态粒子、活性游离基等，并且促进相互之间的化学作用。同时，还包括基片固体表面与这些活性粒子之间的相互作用。

3 ICP 刻蚀参数的影响

在ICP 刻蚀的过程中，很多参数都能够对可是结果产生影响。例如刻蚀气体、工作气压、电极位置、射频功率和偏压、温度、气体流量等因素。而对于刻蚀结果和重复性来说，刻蚀腔室内壁的情况也能够产生较为显著的影响。这些影响ICP 刻蚀结果的因素较为复杂，并刻蚀技术是一种商业且相互之间还会发生作用和影响。由于ICP

化的技术，因此对于刻蚀的稳定性和效率要求都比较高。对此，应当严

格的控制刻蚀腔室内壁的情况，从而满足以上的这些要求。在刻蚀过程中，会有反应物、聚合物等物质生成的薄层，这些产物附着在腔室侧壁上，会影响活性离子和电子的复合、吸附与碰撞。同时还会形成绝缘薄膜式的腔室侧壁沉积物，从而对电磁场造成影响，并且干扰等离子体的性质。如果累积了一定厚度的沉积物，还会造成颗粒污染的情况，从而将刻蚀表面损坏。

4 结论在微电子学领域当中，光刻技术和刻蚀技术是十分重要的技术，对于微电子产业的发展和进步有着十分重大的意义。随着科技手段的发展，在该领域当中，光刻技术和刻蚀技术也得到了极大的发展。在实际应用中，电子束光刻技术和ICP 刻蚀技术发挥出了更为良好的效果，提高了刻蚀的效率和质量，为该领域的发展做出了巨大贡献。

（通讯作者：王国政）

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