论文部分内容阅读
近年来,感应耦合等离子体刻蚀(ICP刻蚀)技术随着MEMS的发展而变得愈加重要,得到了广泛的应用。比喻的说,现在ICP刻蚀还处在青少年时期,呈现出朝气蓬勃的势头,发展前景非常明朗,但是同时还不成熟,存在很多未知角落需要等待研究和发掘。为了使ICP刻蚀得到更好的发展和更广阔的应用,本文展开了研究。 本文针对较为成熟的博世过程(Bosch Process)进行了详细周密的实验,对几个重要的刻蚀参数都进行了研究分析。其中包括参与刻蚀的气体的流量、反应腔室内的压强、反应腔室内的温度、基板偏压功率、线圈功率和平板功率等参数。研究并绘制了这些参数对刻蚀速率,选择比,形貌等的影响,制作了直观的折线图。用正交试验的方法获得了优化的刻蚀参数,并进行了实验。 在采用博世过程刻蚀时,经常出现的现象包括Footing效应,Lag效应。Footing效应又称钻蚀效应。在SOI硅片的硅-绝缘体交接出,容易出现横向钻蚀。Lag效应又称负载效应,较宽的沟槽刻蚀速率快于较窄沟槽刻蚀速率的现象。由于博世过程的原理限制,侧壁上不可避免的会出现粗糙的细纹,需要一些解决办法来减小这些细纹,是侧壁变得更加光滑。上述问题在本文中都提到了解决方法。 与成熟的博世过程相比,还有一些应用比较广泛的ICP刻蚀工艺,这里面的佼佼者是低温硅刻蚀工艺(Cryogenic Silicon Etching)。低温硅刻蚀工艺能够获得比博世过程更光滑的侧壁,同时刻蚀速率相近。因为需要零下一百摄氏度左右的低温,所以在应用中不及博世过程广泛。但是其在加工纳米尺度的器件的突出表现,使其获得了新的机会。 ICP刻蚀的应用越来越广泛,比如加工纳米尺度的线条和沟槽,加工有一定倾角的光学微镜结构等。在微光机械系统(MOEMS)、纳机械系统(NEMS)中得到应用空间。随着MEMS、NEMS、MOEMS的发展,ICP刻蚀技术的应用也会更加广泛。ICP技术的发展,也会推动MEMS、NEMS、MOEMS的蓬勃发展。