CCl F 及CHF 氣體在活性離子蝕刻系統中對Si及SiO 表面之蝕刻及成膜行為

Abstract

在CCl F 與CHF 之活性離子蝕刻系統中, si與sio 表面於蝕刻時亦有薄膜沈積 , 而且此薄膜之生成具有選擇性, 使用CCl F 氣體, 較易沈積在si表面, 而在sio 表面則否; 如使用CHF 則以sio 表面較易沈積薄膜, si表面則否; 另外, 此二種氣 體在si及sio 側壁比有大量薄膜之沈積。 本研究亦探討了蝕刻時間, 射頻功率, 氣體流速以及壓力的影響。兩種氣體於相同反 應條件下, 在基材上所沈積薄膜的厚度均隨蝕刻時間, 射頻功率之增加而增厚, CCl F 於si及sio 表面上所沈積薄膜之厚度因氣體流速之增加而減少, 而CHF 則增加; CCl F 於高壓時, 在si及sio 表面薄膜皆不易沈積, 而CHF 於高壓時在si表面易沈積 薄膜, 在sio 表面薄膜皆不易沈積, 以ESCA作表面分析發現, sign sio 表面所沈積 薄膜之組成不相同。 在本研究條件下, 蝕刻與沈積反應係同時進行。由於側壁亦有薄膜之沈積, 可抑制底 削(undercut)之發生, 由於此薄膜之沉積, 會使側壁向外傾斜。 同時探討了蝕刻時間、流速、射頻功率、壓力等條件對於si與sio 表面之蝕刻及成膜 行為, 與薄膜之組成和鍵結, 以及側壁輸廓之形狀。 一般的研究均指出在sio 表面不易有薄膜形成, 但亦有報導指出, 在特殊反應條件下 , sio 表面亦有薄膜之形成。 在各種不同的反應條件之下, 基材的蝕刻速度、沉積膜的成長趨勢, 在不同基材表面 薄膜的厚度、化學結構以及組成含量之多寡, 在本文中對於其理由與現象均有所討論 。