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初始屏蔽檢查
對蝕刻工藝的良好理解始于理解初始掩模輪廓，無論是光致抗蝕劑還是硬掩模。掩模的重要參數(shù)是厚度和側壁角度。如果可能，對橫截面進行SEM檢查，以確定適用于您的蝕刻步驟的不同特征尺寸的側壁角度。對于大特征和非關鍵蝕刻，可能只需要測量掩模厚度。
檢查抗蝕劑掩模是否需要去渣。一般來說，通過去除顯影步驟留下的有機殘留物，去渣將使蝕刻步驟在每次運行之間更加一致。在某些情況下，不管曝光和顯影時間如何，這種殘留物都會殘留，并且去渣步驟是蝕刻工作所必需的步驟。二氧化硅上的AZ抗蝕劑的例子如下:
要測量掩模厚度，您可以使用橫截面掃描電鏡和補充軟件。此外，對于透明薄膜，如光致抗蝕劑和電介質，您可以使用反射計或橢偏儀工具。掩模的初始厚度很重要，因為蝕刻過程的結果稱為選擇性，定義為材料對掩模的蝕刻速率。如果你選擇的工藝的選擇性很差，你將不能蝕刻到你的材料很深，或者你可能需要一個更厚的掩模。另一方面，對于某些工藝，例如深硅蝕刻，對于適當選擇的掩模，選擇性可能非常高，超過100比1。
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工具選擇
蝕刻工具是高度專業(yè)化的，每種工具都有自己的一套工藝氣體、材料和樣品尺寸限制。為您的工藝選擇合適的樣品并確保您的設備符合材料限制非常重要。在蝕刻過程中使用錯誤的材料會破壞你自己的工藝，也會污染以后的工具。將腔室恢復到初始狀態(tài)可以使整個蝕刻室停工一整天來清潔污染物。
使用下表作為工具選擇的指南。與員工一起檢查以確保您的樣品和過程是兼容的，這從來都不是一個壞主意。
大多數(shù)蝕刻工具很容易接受4英寸的晶片，并可以重新配置為2英寸或6英寸。然而，不規(guī)則的形狀，例如小片和正方形襯底，需要載體將它們保持在室內(nèi)。選擇載體與選擇工藝化學同樣重要。在蝕刻過程中，氣體會與載體相互作用，產(chǎn)生會影響樣品的副產(chǎn)品。此外，熱導率對掩模的選擇性和蝕刻速率有很大影響。盡管一些工具提供了備用惰性載體，但為您的工藝配備自己的載體以防止交叉污染始終是一個好主意。
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準備試驗箱:清潔和調(diào)節(jié)
在多用戶設施中，當?shù)谝淮问褂霉ぞ邥r，人們永遠無法確定工具和蝕刻室的狀態(tài)。盡管大多數(shù)蝕刻工具都有使用后清潔處理室的規(guī)定，但最好檢查一下，確保之前的用戶已經(jīng)執(zhí)行了正確的清潔步驟。您也可以使用標準清潔方法，使用空室或提供的清潔載體運行您自己的清潔步驟。
下一步是調(diào)節(jié)試驗箱。這意味著用我們的實際配方運行虛擬樣品或載體一小段時間，通常不超過5分鐘。該步驟將準備質量流量控制器，并確保氣缸打開。此外，這一步會用您的樣品在蝕刻過程中會看到的材料覆蓋反應室的側壁。在沒有調(diào)節(jié)的情況下，樣品在蝕刻開始時(清潔室)與蝕刻結束時(調(diào)節(jié)室)將經(jīng)歷不同的室條件。一個接一個地運行多個樣本具有相似的效果。理想情況下，您希望您的樣品在整個過程中看到相同的反應室條件，并且調(diào)節(jié)步驟為第一次蝕刻的第一部分準備反應室。調(diào)節(jié)是可選的，但強烈建議確?？芍貜偷慕Y果。在所有的蝕刻之后，通常需要另一個清潔步驟，以便為下一個使用者留下清潔的、可預測的工具。下圖總結了所有步驟。
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蝕刻后的計量
在執(zhí)行蝕刻工藝之后，需要進行幾個測量來適當?shù)乇碚髟摴に?。其中包括蝕刻速率、選擇性、均勻性和側壁角度。采用橫截面掃描電鏡將有助于您提取蝕刻材料厚度和掩模最終厚度的數(shù)據(jù)。這些蝕刻速率的比率決定了選擇性。你也可以測量側壁角度，如果這很重要的話，并且，如果圖案是為其設計的，提取蝕刻速率對特征類型和尺寸的依賴性的數(shù)據(jù)。小的隔離孔與大的開放區(qū)域蝕刻不同。這被稱為縱橫比依賴蝕刻(ARDE)。下面是深硅蝕刻的例子。
為了測量較大樣品或晶片的均勻性，在五個點進行測量:十字圖案的中心和四個邊緣。使用下面的公式快速測量均勻度:(最大‐最小)/(2 *最大)*100%
均勻性可能不適用于小芯片。
關于選擇性有一個重要注意事項，它主要與光致抗蝕劑和有機掩模相關。蝕刻配方有時在配方的第一部分包括去渣步驟。這可以去除大量的抗蝕劑，并且可以給出選擇性取決于蝕刻時間的概念，時間越長，選擇性越高。確保您了解去渣對掩模厚度的影響，并在適當?shù)臅r間進行掩模測量。在某些情況下，重要的是僅測量第一個去渣步驟的抗蝕劑去除速率，以了解在配方中實際蝕刻步驟開始時的起始抗蝕劑厚度。
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后續(xù)步驟
根據(jù)結果，可以修改蝕刻配方以滿足您的需求。在某些情況下，可能需要改變掩模而不是蝕刻步驟本身。過程價值和最終結果之間有許多關系，但大多數(shù)相互作用不是線性的。員工在這里支持您的項目，幫助您取得成功。