等离子表面刻蚀解决方案
刻蚀（Etch）是半导体制造、微电子IC制造以及微纳制造工艺中的一个重要的步骤，是与光刻相联系的图形化处理的主要工艺。刻蚀狭义理解就是光刻腐蚀，先通过光刻将光刻胶进行光刻曝光处理，然后通过其它方式进行腐蚀，处理掉所需除去的部分。广义上来讲，刻蚀是通过溶液、反应离子或其它机械方式来剥离、去除材料的一种统称，成为微加工制造的一种普适叫法。
湿法刻蚀、干法刻蚀比较
-
湿法刻蚀
湿法刻蚀是使用特定的溶液与需要被刻蚀的薄膜材料进行化学反应，选择性地刻蚀掉该薄膜层上未被掩蔽的部分。
三个基本步骤： 腐蚀，清洗，干燥 -
干法刻蚀
干法刻蚀一般指等离子表面刻蚀（Plasma Surface Etching），材料表面通过反应气体等离子被选择性地刻蚀，被刻蚀的材料转化为气相并被真空泵排出，处理后的材料微观比表面积增加并具良好亲水性。
干法刻蚀和湿法刻蚀性能对比表
| 湿法刻蚀 | 干法刻蚀 | |
| 刻蚀图形 | 不大于3μm | 亚微米级 |
| 刻蚀剖面 | 各向同性，易侧向钻蚀 | 各向异性、各向同性 |
| 刻蚀速率 | 快 | 可控 |
| 选择性 | 高 | 可控 |
| 均匀性 | 放热放气，腐蚀不均匀 | 片内、片间、批次间的刻蚀均匀 |
| 产量 | 量大（批量） | 可控 |
| 药剂使用量 | 大量 | 少量 |
| 后续工艺 | 干燥 | 无 |
-
-
湿法刻蚀引起侧蚀
湿法刻蚀广泛应用于将多晶硅、氧化物、氮化物、金属与Ⅲ-V族化合物等作整片（即覆盖整个晶片表面）的腐蚀，搅动、腐蚀液的温度都会影响腐蚀速率。IC工艺中，大多数WCE是将晶片浸入化学溶液中，或是喷射腐蚀液在晶片表面湿法刻蚀局限于3µm以上的图形尺寸，各向同性刻蚀导致边侧形成斜坡，要求冲洗和干燥步骤，存在潜在的试剂污染，光刻胶粘结力失效导致底切，因此各种先进电路的小尺寸精细刻蚀只能用干法刻蚀来实现。
等离子体刻蚀系统已由应用于简单的、整批的光刻胶剥蚀快速发展到大的单片晶片加工。刻蚀系统为符合深亚微米器件的图案转移，从传统的反应离子刻蚀持续改进到高密度等离子体刻蚀。
等离子刻蚀可以通过调整大量的工艺参数来将刻蚀速率、选择比、轮廓控制、临界尺寸、工艺导致损伤等最佳化。
解决案例
-
精细图形转移
在微电子制造工艺中，光刻图形必须最终转移到光刻胶下面组成器件的各薄膜层上，这种图形的转移是采用刻蚀工艺完成的。但是湿法刻蚀的宽度局限于3μm以上，因此要实现超大规模集成电路生产中的微细图形高保真地从光刻模板转移到硅片上不可替代的工艺只能采用等离子刻蚀。
在等离子体刻蚀工艺中，首先是在把硅晶片上面涂抹一层光敏物质，并在光敏物质上盖上具有一定图形的金属模板。然后进行紫外曝光，使部分晶片的表面裸露出来，接着再把这种待加工的硅晶片放置到具有化学活性的低温等离子体中，进行等离子体刻蚀。这种具有化学活性的等离子体一般采用氯气或碳氟气体电离产生，含有电子和离子和其他活性自由基（如•Cl、•Cl2、•F、•CF等）。这些活性基团沉积到裸露的硅晶片上时，与硅原子反应生成挥发性的氯化硅或氟化硅分子，从而对晶片进行各向异性刻蚀。另一方面，为了控制轰击到晶片上离子的能量分布和角度分布，还通常将晶片放置在一个施加射频或脉冲偏压的电极上面，在晶片的上方将形成一个非电中性的等离子体区，即鞘层-等离子体中的离子在鞘层电场的作用下，轰击到裸露的晶片表面上，并与表面层的硅原子进行碰撞，使其溅射出来，从而实现对晶片的各向异性刻蚀。
目前在一些发达国家的实验室里，刻蚀线宽已经突破0.1μm，并开始考虑挑战纳米芯片的加工技术。
-
等离子刻蚀平板
两个大小和位置对称的平行金属板作为等离子发生的电极，平板放置于接地的阴极上面，RF信号加在反应器的上电极。由于等离子体电势总是高于地电势，因而是一种带能离子进行轰击的等离子体刻蚀模式，进行各向异性刻蚀，可得几乎垂直的侧边。另外，旋转晶圆盘可增加刻蚀的均匀性。该系统可设计成批量和单个晶圆反应室，可对刻蚀参数精密控制，以得到均匀刻蚀。
-
薄膜刻蚀
刻蚀技术是电子信息领域实现薄膜的微图形化的关键技术之一。为了提高芯片的集成度，要求铁电薄膜的图形线宽在微米或亚微米量级，目前多采用高密度等离子体刻蚀方法，刻蚀后能够形成很好的刻蚀剖面，且具有较高的刻蚀速度。
-
纤维刻蚀
等离子对纤维材料的轰击作用不但可以显示出纤维表层和内部的结构特征，而且可以渗入使表层分子活化，使纤维得以改性。如吸湿性较差的化学纤维，经过等离子刻蚀处理，吸湿性变得优良。羊毛纤维的差微摩擦效应易于引起织物的毡缩，刻蚀处理后，防粘缩性提高；某些纤维原成纱性较差，刻蚀改性后，其可纺性和纱线强力提高。
等离子刻蚀过程及微观
