刻蚀过程

普通的刻蚀过程大致如下：先在表面涂敷一层光致抗蚀剂，然后透过掩模对抗蚀剂层进行选择性***，由于抗蚀剂层的已***部分和未***部分在显影液中溶解速度不同，经过显影后在衬底表面留下了抗蚀剂图形，以此为掩模就可对衬底表面进行选择性腐蚀。如果衬底表面存在介质或金属层，则选择腐蚀以后，图形就转移到介质或金属层上。

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反应离子刻蚀的原理

在反应离子刻蚀中，气体放电产生的等离子体中有大量化学活性的气体离子，这些离子与材料表面相互作用导致表面原子产生化学反应，生成可挥发产物。这些挥发产物随真空抽气系统被排走。随着材料表层的“反应-剥离-排放”的周期循环，材料被逐层刻蚀到特定深度。除了表面化学反应外，带能量的离子轰击材料表面也会使表面原子溅射，产生一定的刻蚀作用。所以，反应离子刻蚀包括物理和化学刻蚀两者的结合。

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刻蚀气体的选择

对于多晶硅栅电极的刻蚀，腐蚀气体可用Cl2或SF6，要求对其下层的栅氧化膜具有高的选择比。刻蚀单晶硅的腐蚀气体可用Cl2/SF6或SiCl4/Cl2；刻蚀SiO2的腐蚀气体可用CHF3或CF4/H2；刻蚀Si3N4的腐蚀气体可用CF4/O2、SF6/O2或CH2F2/CHF3/O2；刻蚀Al（或Al-Si-Cu合金）的腐蚀气体可用Cl2、BCl3或SiCl4；刻蚀W的腐蚀气体可用SF6或CF4；刻蚀光刻胶的腐蚀气体可用氧气。对于石英材料，可选择气体种类较多，比如CF4、CF4 H2、CHF3 等。我们选用CHF3 气体作为石英的腐蚀气体。其反应过程可表示为：CHF3 e——CHF 2 F (游离基) 2e，SiO 2 4F SiF4 (气体) O 2 (气体)。SiO 2 分解出来的氧离子在高压下与CHF 2 基团反应， 生成CO ↑、CO 2↑、H2O ↑、O F↑等多种挥发性气体 [3] 。

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离子束刻蚀机

加工

离子束刻蚀可达到很高的分辨率，适合刻蚀精细图形。离子束加工小孔的优点是孔壁光滑，邻近区域不产生应力和损伤能加_工出任意形状的小孔，且孔形状只取决于掩模的孔形。

加工线宽为纳米级的窄槽是超精微加工的需要。如某零件要求在10nm的碳膜上，用电子束蒸镀10nm的金一铝(60/40)膜。

首先将样品置于真空系统中，其表面自然形成---种污染抗蚀剂掩模，用电子束***显影后形成线宽为8nm的图形，然后用ya离子束刻蚀，离子束流密度为0.1mA/cm， 离子能量是1keV;另一种是在20nm厚的金一钯膜上刻出线宽为8nm的图形、深宽比提高到2.5:10。 由此可见离子束加工可达到很高的精度。