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我是一名篮球运动的超级粉丝，平时不仅看球赛，也经常打球，看球赛基本只看NBA了，毕竟CBA感觉强度太低了，期待姚主席的改革能有效果；NBA这个商业联盟做得真是好，不论球场上的各种角度的抓拍，还是私下里球员更衣室文化，NBA成功的将篮球文化传播向了世界各地，从各位10 5的选手现在能拿千万年薪就可以看得出来，增加了转播权之后的NBA是“真有钱”，当然除了这些还有一些与娱乐圈有关的“流言”，今天某某球星跟哪个名模好上了，昨天某某球星夜店怎么怎么样了等等，其中就有关大众情人“科比”的好坏段子，“黑曼巴”是对他最好的赞美了，但也有“打铁王”之类的说法，还有就是湖人一输球，科比就要找人“背黑锅”，最惨的要数大加索尔，大加索尔是那种球风不够硬朗，但是另有一种美的境界，看起来就是有点“软”，所以一旦输球，球迷纷纷指责大加索尔“软弱”，而科比在巅峰期前后真是如日中天，场场拼的刺刀见红，自然没有人说他“软”，但是单打独斗的打法确实不利于赢球，所以大加索尔的“锅”背的其实是有点冤的，但私下里，科比和加索尔关系还是不错的，毕竟两个人一起也拿过2座冠军奖杯了，这样的成绩也还算是不错的，不可能年年冠军都是湖人的不是。 说到“背黑锅“，在半导体工厂里，做容易“背锅”的就是干法刻蚀工程师了，我这么说肯定很多刻蚀工程师都心有共鸣的，因为，刻蚀完图形就是真正的从掩膜版上转移到了硅片上了，图形好坏也在这时才看的最清楚，而光刻之所以不容易背锅是因为，很多时候光刻图形是看不出来明显异常的，可能光刻极为细微的profile变化就会造成刻蚀后图形的较大变化，所以，如果刻蚀工程师不够强大的话，这个锅你不背，也不可能让PIE背不是，所以，作为FAB厂的刻蚀工程师，平时就要多操练基本功，要清楚明白什么样的图形才真是刻蚀工艺/设备异常造成的，什么图形不是自己造成的，这样才能少背黑锅，也能更早的发现问题，并及时帮助PIE纠正和改进。 所以，今天的话题就是刻蚀工艺。 从上面讲的不难发现，刻蚀也是十分重要的步骤，因此，学习和了解刻蚀的基本知识，掌握刻蚀的基本原理是必要的，下面就一点点来讲解。 刻蚀这边我不是专家，所以，主要还是搬砖，并加入自己的一些经验和理解，希望对大家有帮助。 刻蚀最重要的参数就是刻蚀速率，选择比和刻蚀的均匀性，刻蚀速率影响着产出速率，选择比则影响着要刻蚀的介质和下层介质的形貌，选择比在一般时候是越高越好，即刻不动下层介质好，均匀性当然越一致越好，但因为设备的关系，往往只能尽量做到均匀性好一些，并不能做到完全一致。 刻蚀分类：湿法腐蚀和干法刻蚀； （一）湿法腐蚀 湿法腐蚀主要是要保证要将需要腐蚀的物质全部腐蚀干净，为保证全部腐蚀干净，就必须加足够的OE量，一般都要加30% OE，以保证正片全部腐蚀干净； 湿法腐蚀是各向同性腐蚀，横向和纵向腐蚀速率几乎相同，因此会导致侧向腐蚀，无法保证小线宽工艺的尺寸均匀性，一般只适用于大尺寸工艺，如5um以上的工艺； 常见介质的湿法腐蚀原理： （1）最常见的是SiO2的腐蚀：一般用BOE腐蚀，或者HF酸腐蚀，工厂中以SiO2形式存在的物质有很多名称，如热氧化的SiO2， BPSG, PSG, TEOS等，各种材料致密程度不同，腐蚀速率自然差别很大，越致密腐蚀速率越低，一般是热氧化的SiO2腐蚀速率最慢，BPSG,PSG,TEOS要视致密程度，会有一定差异； 下面这个表感觉很有用，目测可以直接配来用，有兴趣的朋友可以试试。
（二）干法刻蚀
干法刻蚀可以做到各项同性，也可以做到个性异性，一般以各项异性为主。
干法刻蚀的分类：
等离子体刻蚀：通过辉光放电，形成等离子体，产生活性游离基与薄膜材料发生化学反应，形成恢复性物质，被抽气系统抽走。
溅射刻蚀：就是物理轰击，将物质原子撞出来，然后别真空系统抽走
RIE：物理 化学作用共同起作用，达到刻蚀的目的；
三种刻蚀方法一比较就高下立判了；
干法刻蚀的特点：所以RIE最好，设备最贵。
各种介质的干法刻蚀原理介绍： 1）SiO2的干法刻蚀：可以通过调节氧气和氢气的含量来调节刻蚀速率及选择比
2）Si3N4的干法刻蚀：Si3N4刻蚀对SiO2的选择比较高，但对Si的选择比非常低，同样的刻蚀菜单，可能比刻蚀Si3N4还要快很多，所以如果下层SiO2太薄就会有问题。
3）AL的干法刻蚀：金属的刻蚀与非金属刻蚀不同，金属刻蚀为了得到挥发性产物，要用到氯，结果就是刻蚀的残余气体以及刻蚀后的AL条周围很可能含有氯气，而我们知道氯气遇水就会变成酸，酸的作用就会腐蚀金属，从而导致金属后腐蚀，严重的AL条会出现缺口，或者表面被腐蚀的坑坑洼洼，造成产品的报废，因此，一般FAB都会在AL的干法刻蚀后进入EKC这种碱性液体中将残余的氯气去掉，从而防止了AL后腐蚀缺陷的出现。
4） 铜和钨的干法刻蚀： 铜可以采用物理轰击去除，也可以通过工艺来做到，双大马士革工艺就是先在介质层中刻蚀出铜的区域，然后将铜电镀进去，再通过CMP将多余的铜磨掉，保留介质层中的铜，从而避免了铜的刻蚀，之所以成为双大马士革工艺，是因为在铜电镀前，除了要刻蚀出铜的区域外，还要在前面刻蚀出接触孔的区域，然后淀积钨塞； 钨的回刻：钨也可以用CMP来磨掉，但CMP磨的速率控制是关键，钨塞中心容易先被磨平，从而造成钨塞表面凹陷下去，造成平坦化效果变差，这个是CMP优化范畴，这里就不讲了。
（三）常见刻蚀系统示意图： 1）多片工艺系统：产出速率快。
2）单片工艺系统：产出速率低，但均匀性控制好。
（四）终点检测：End Point 对于大面积打开的区域，终点检测一般不会有问题，但对于小面积打开区域的层次，一般比较难于抓到终点，比如contact和Via孔，一般打开面积比例在5%以下，设备很难抓到终点，必须通过给定刻蚀时间的方法来保证所有孔都打开，所以这个给定的时间一般就有比较大的over etch时间，这就要求刻蚀介质与下层介质的选择比足够高才行，否则很可能会刻穿下层介质，造成失效。
（五）干法刻蚀的特点： 一般干法刻蚀中心和边缘会有差异，有的是边缘刻蚀速率快，有的是中心刻蚀速率快，所以如果无论发现WAT/PCM参数mapping呈现中心边缘差异，或者良率mapping呈现中心边缘差异，一般会考虑干法刻蚀问题，然后再循着干法刻蚀的层次，去对比WAT/PCM即良率关系，必要的时候采取FA的手段对失效进行分析，确认了层次之后就比较容易确认问题了。 给一个中心边缘差异的良率mapping图，中心失效，同心圆很明显，确认是刻蚀Poly问题。
好了，今天搬砖到此结束，刻蚀的东西还是有很多东西要研究的，从刻蚀的Profile来分析是否光刻异常还是刻蚀造成的，根据刻蚀EOP曲线来分析是否刻蚀异常，有时候对于高压器件，刻蚀的EOP曲线不够灵敏，看不出对器件的影响，但是规律分析还是可以确认是否是刻蚀问题的，这个需要长期经验的积累，尤其是要对这个FAB的设备有着充分的了解的基础上才能比较容易的找到问题。 Ok，今天就简单谈到这里，我们明天再见，感谢订阅“半导体内功修炼“，有没有练了一级的感觉，哈哈！武侠片一搞就是练成高明武功的第一层，感觉就有大的进步的感觉，是的，已经第十二篇文章了，必然有进步的，后面会越来越强的，“降龙十八掌“郭靖练的时候也是第一掌最难学，毕竟摸不着门道的时候是最难的，到后面就越来越容易了，道理是一样的，大家一起加油！
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来自： Long_龙1993 > 《Etch》
