电子束光刻技术与ICP刻蚀技术分析

电子束光刻技术与ICP刻蚀技术分析

朱祥普

东莞南玻光伏科技有限公司广东东莞523000

摘要：本文主要从电子束的光刻系统、2ZEP520A正性的抗蚀剂基本工艺条件这两个方面入手，分析了电子束的光刻技术。同时，从ICP刻蚀装置基本架构及特征、运行原理、ICP刻蚀的参数影响这三个方面入手，分析了ICP的刻蚀技术。从而能够让广大专业的技术人员全面了解与掌握电子束的光刻技术、ICP的刻蚀技术，不断提高电子束的光刻与ICP的刻蚀技术专业水平，以为微电子的集成领域后期发展提供强大的技术支持及保障。

关键词：电子束；光刻技术；ICP刻蚀技术

前言

电子束的光刻技术（Electronbeamlithographytechnology），它主要是借助于电子束进行图样加工的一种操作工艺，属于光刻技术延伸性应用，从属于一种微细加工科学技术，以非接触及接触曝光模式为主。电子束的光刻装置结构主要包含着电子枪、光阑、消像散器、电磁透镜等。该电子束的光刻技术，其自身具有着较高灵敏度的应用优势。ICP的刻蚀技术（inductivelycoupledplasma），它主要指的是借助于化学及物理方法，把下层材料当中未被上层的隐蔽膜类材料所隐蔽部分去除掉，以在下层的材料上获取与其隐蔽膜的图形相对应的一个图形，也属于一种微电子的加工处理技术。ICP的刻蚀技术，它是以干法刻蚀与湿法刻蚀两种方法为主，具有着刻蚀速率及均匀性相对较高的应用优势。那么，为了能够更好地运用电子束的光刻技术、ICP的刻蚀技术，还需相关专业技术员结合以往实践操作经验，对电子束的光刻技术、ICP的刻蚀技术，予以细致地分析及研究。从而能够更好地把握电子束的光刻技术、ICP的刻蚀技术各项应用优势，为微电子的集成领域长足发展奠定基础。

1、电子束的光刻技术

1.1电子束的光刻系统

在该电子束的光刻科学系统当中，电子通常可在曝光期间将加速电压提高，并将抗蚀剂在成像期间电子束前散射及背散射的影响降低。如此一来，可有效抑制电子散射期间所形成邻近的效应，还可对较高深度、宽度超细微的结构图形深加工起到一定促进作用。在该电子束的光刻科学技术系统当中，矢量扫描的圆形该种电子束的光刻科学技术系统，是目前应用范围最广的一类系统，它主要采用发射的电子枪及电子束的聚焦系统等装置，实际运行期间，电子束的曝光系统具有较强稳定性及效率性，可长时间处于运行状态之中，确保加工样品具有着较强均匀性特征。同时，实际运行期间，它可借助纳米光刻系统模式及极速模式实现高效加工操作，该两种系统模式并不会形成不同扫描场。曝光最细微的设计线宽，通常取决于电子束实际束宽。故设计线宽需超过束斑三倍左右。电子束光阑及束流大小等各项因素，均会直接影响到电子束斑实际大小。在实际使用期间，需结合各项客观因素，合理择选束流及系统运行模式。

1.2ZEP520A正性的抗蚀剂基本工艺条件

ZEP520A正性的抗蚀剂，它从属于非化学性质正性放大电子的抗蚀剂。在一定程度上，它具有着较高分辨率优势特征。相比较PMMA来说，ZEP520A正性的抗蚀剂实际灵敏度极高，且实际曝光速度可超过3倍。因该ZEP520A正性的抗蚀剂自身具有着较强抗蚀特性，曝光显影后期，可直接运用至干法刻蚀的抗蚀剂掩模图形，缓慢转移至衬底部位。在该电子束的光刻系统当中，ZEP520A正性的抗蚀剂，其属于常用类电子束的抗蚀剂。因该电子束的光刻系统实际运行期间，电子束的邻近效应通常会直接影响到其曝光显影图形。故需对于其予以合理修正及校正处理。在低于百纳米的图形曝光期间，因曝光实际条件相对苛刻及复杂，曝光窗口较为狭窄，需科学控制其曝光的剂量，以防止因曝光不足而出现曝光欠缺情况，避免显影期间抗蚀剂不能够显底及很难分辨出图形等情况出现。同时，还需避免曝光的剂量过于大，以免出现过曝光情况，还可防止显影后期，该线条会变得较为狭窄，记忆会逐渐塌陷。实际加工操作期间，倘若更胶厚度较高，则不同的设计线宽实际所需最小的剂量便会随之改变。

2、ICP刻蚀科学技术

2.1ICP刻蚀装置基本架构及特征

在该ICP刻蚀装置当中，主要采用的是分立式射频电源，合理控制等离子体的密度及离子的轰击能量，以实现合理优化刻蚀的加工工艺各项参数。电感耦合的等离子体，其实际形成模式通常具有着高效率化特征，可获取到高密度活性的粒子，有效提高刻蚀的速率。在较低气压条件之下，该ICP刻蚀装置可实现稳定辉光放电操作，确保实现离子方向性轰击及均匀性刻蚀。针对低面积刻蚀，上述工艺条件均可起到最佳的促进作用。刻蚀期间，可借助于自动化匹配网络系统，实现自动化调控射频的电源、流量等，以将刻蚀自动化运行程度有效提升。

2.2运行原理

ICP刻蚀装置实际运行期间，通常需经过极具复杂性的化学及物理过程。这里所提及到的物理过程，其主要指的是离子轰击其基片表面全过程。物理的轰击作用，其相比较于溅射刻蚀物理过程存在较大差异性。在一定程度上，ICP刻蚀的物理过程，它对于化学反应可起到一定辅助作用，能够发挥去除基片的表面残留非挥发性物质、反应物的加速脱附、提高附着性、阻隔化学键、辅助化学反应等各项功能作用。ICP刻蚀运行全过程当中产物的脱附、刻蚀物质的吸附、挥发性的产物形成等，离子轰击均可起一定作用。化学过程，它主要指的是借助于电感耦合手段实现辉光放电，进而形成活性的游离基、亚稳态的粒子及原子等，让它们相互间起到一定促进作用。此外，基片的固体表面与活性的粒子相互间也会起到一定促进作用。

2.3ICP刻蚀的参数影响

在该ICP刻蚀装置实际运行期间，多数参数均可影响到最终结果。如刻蚀的气体、气体流量、温度、电极的位置、射频的偏压与功率、工作的气压等各项影响因素。针对于刻蚀的最终结果及重复性，其刻蚀腔室的内壁状况，通常也会起到一定影响。在一定程度上，这些所存在的各类影响因素极具复杂性，相互间均会产生一定促进作用。因该ICP刻蚀科学技术，它从属于一类商业技术，故对刻蚀效率及稳定性等各项要求极高，需合理控制该刻蚀腔室的内壁状况，以能够切实地满足于刻蚀效率及稳定性等各项要求。在刻蚀期间，通常会有聚合物及反应物等这些物质薄层形成，产物会附着于腔内室的侧壁当中，对于电子与活性离子复合、碰撞、吸附等均会产生一定影响，还会形成一定绝缘薄膜沉积物，附着于腔内室的侧壁，对电磁场会产生一定影响，会对离子体基本特性产生一定干扰作用。倘若该沉积物积累到一定厚度，便会诱发较为严重的颗粒污染问题，致使损坏刻蚀的表面。

3、结语

综上所述，伴随着微电子的集成领域持续性发展，对于微电子各种加工处理技术的各项要求也逐渐提高。基于电子束的光刻技术、ICP的刻蚀技术，均属于微电子的集成领域核心技术，为能够进一步推动微电子的集成领域实现突破性发展，就需相关专业的技术员积极投身于实践探索当中，以积累更多的实践经验，充分把握电子束的光刻技术与ICP的刻蚀技术应用优势，将其完美地运用至微电子的集成领域当中，开启微电子的集成领域全新发展空间。

参考文献：

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