专题-4: Unit Process–Etch(蚀刻) （转）
编者注: Etch是PIE不得不好好学习的课程，玄机太多了。我曾经花太多时间研究这玩意，结果连皮毛都碰不上，每次跟人家讨论还是云里雾里~~~感谢Joph Chen，曾经的ETCH专家。
如果把黄光比作是拍照，那他就是完成了底片的功能，还需要蚀刻来帮忙把底片的图像转移到Wafer上。蚀刻通常分为Wet Etch(湿蚀刻)和Dry Etch (干蚀刻)，湿蚀刻主要各向同性蚀刻(Isotropic)，所以profile是横向等于纵向，但是througput比较快，选择比高，而且陈本低。
我们在8寸制程的湿蚀刻都是用来做strip，只有dual gate etch或者Silicide前面的RPO的Dry+Wet。这两个都是尺寸比较大，而且不能直接用plasma轰击Si。而干蚀刻主要用plasma离化反应气体(RIE: Reactived Ionized Etch)，与被蚀刻物质反应成气态副产物被抽走(反应副产物一定的是气体，所以Cu制程无法用蚀刻。)，主要用来吃小pattern的，因为他的各向异性(Anisotropic)优点，但是他的制程复杂，tune recipe factor非常困难，价格昂贵。需要澄清一点，干蚀刻的anisotropic的各项异性，不是指他吃的时候侧边就不会吃，是因为process会产生一种叫做polymer的物质，保护在侧壁使得侧边不会被吃掉。polymer的形成主要靠F-C比（氟-碳比)，来控制polymer多少来进一步控制profile （F-base的比例比C-base的比例多还是少？）
蚀刻制程必须了解plasma，啥是plasma？说白了就是一群被充电了的准中性气体（类似闪电），其实就是一锅等离子汤(电浆)。在这锅汤里有电子(elctrons)的雪崩碰撞(Avalanche)用于产生和维持等离子体汤，碰撞产生的离子Ions在电场的作用下撞击(bombardment)晶园表面也达到物理蚀刻的目的，如Ar+ e -->Ar* or Ar+ 和两个电子，而另一部分被离化的ions可以作为化学反应气体，与被蚀刻物质发生化学反应产生气态副产物达到化学蚀刻的目的(如CF4+e-->CFx[+] + Fx[-] + e, F[-]+Si-->SiFx(g) )。
等离子体是会发光的哦，因为被激发的电子会再与周边的离子复合(Recombination)回到电中性过程中必须以光的形式释放能量(Light Emission)。而且各种不同能级的等离子体光波长是不一样的，所以颜色也会不一样，这样很容易用来做制程诊断(diagnostics)或者做process的结束信号探测(End-Point detection).
另外plasma里面还有个名词叫做“sheath” or “dark space”，主要是因为电子放电结束产生的黑暗区域，因为电子比离子跑得快，所以有一段距离的电子还没来得及与离子复合就跑出去了到后面才开始复合产生放电发光效应，而在开始那里还没来得及复合没有光的区域就是sheath，主要靠电场大小来balance。这里咱不是专业就不深入讲解了。
Plasma理论讲完了，就该讲硬件上怎么生成plasma了，早期的plasma，都是CCP (Capacitive-Coupled Plasma)，两个电极板中间充气体加电压(是不是很像日光灯管？其实就是)。后来因为uniformity太差，在旁边加了个磁场通过洛伦磁力来改善他的电场收敛性提高了均匀性，这就是后来的MERIE (Magnetically Enhanced RIE)。但是他们的缺点是没有办法控制plamsa的密度和轰击(bombardment)强度，为了解决这个问题又发展到Dual source CCP system，用两个独立的source去decouple plasma density和bombardment。一个source叫做HF (Hi-Frequency) source用来控制plasma density，一个叫做LF (Low-Freqency) source用来控制Bombardment。
