文章來源：芯學知

原文作者：芯啟未來

本文介紹了干法刻蝕的速率、選擇比和均勻性三個評價參數。

在MEMS制造工藝中，干法刻蝕是通過等離子體、離子束等氣態物質對薄膜材料或襯底進行刻蝕的工藝，其評價參數直接影響器件的結構精度和性能。那么干法刻蝕有哪些評價參數呢？

刻蝕速率

刻蝕速率是單位時間內材料被刻蝕的厚度，通常以nm/min或μm/min表示，為什么刻蝕速率是最重要的一個刻蝕指標，是因為它決定工藝效率，速率過低會延長生產周期，同時需與其他材料的刻蝕速率匹配（如掩膜層），以控制刻蝕深度。一般干法刻蝕硅襯底的速率為5~6μm/min，也就是刻蝕300μm硅槽大約需要50min，但是刻蝕速率除了與刻蝕機器設定參數和材料本身有關，還與刻蝕面積相關，因此干法刻蝕一定需要有足夠的驗證參數才能做到好的刻蝕形貌。

干法刻蝕過程示意圖

刻蝕選擇比

刻蝕選擇比有兩種，待刻膜與襯底的刻蝕速率比稱為襯底選擇比，待刻膜與掩膜的刻蝕速率比稱為掩膜選擇比。理想情況需要選擇一種刻蝕氣體，對襯底選擇比低，而對掩膜選擇比高，但是實際情況很難完全滿足，因此需要綜合襯底和待刻膜的材料性質，選擇合適的刻蝕氣體和掩膜。

英寸晶圓SiO2刻蝕速率面內分別

刻蝕均勻性

晶圓表面不同位置刻蝕速率的一致性，通常用偏差百分比表示。刻蝕均勻性分為片內均勻性和片間均勻性，片內均勻性是指同一晶圓上不同位置的刻蝕速率一致性，片間均勻性是指不同晶圓之間的刻蝕速率一致性。片內均勻性差會導致器件尺寸偏差，影響MEMS結構的對稱性，6英寸晶圓片內均勻性通常需控制在±5%以內。片間均勻性會造成器件批次間一致性差，器件批次間精度浮動。