结合实际刻蚀数据的离子刻蚀产额优化建模方法

刻蚀表面仿真是研究等离子体刻蚀工艺过程机理的重要手段.在刻蚀表面仿真方法中,刻蚀表面演化模型和离子刻蚀产额模型直接决定了刻蚀表面演化结果.但现有的刻蚀表面演化模型不够精确,且目前离子刻蚀产额模型主要来自分子动力学仿真和物理实验,而实际加工过程十分复杂,等效的离子刻蚀产额包含很多因素.针对这些问题,首先对当前的刻蚀表面演化模型进行改进,同时重新定义了离子刻蚀产额模型的优化目标,并利用实际刻蚀加工数据来优化离子刻蚀产额模型.为缩短优化模型所用时间,采用并行方法来加速优化过程.最后,将得到的离子刻蚀产额模型参数应用于采用元胞自动机法的刻蚀工艺实际仿真过程中.实验结果表明,该优化建模方法确实提高了仿真的精确度,同时优化过程所用时间也大大减少.     

离子束刻蚀技术研究

本文介绍了离子束刻蚀技术的原理,讨论了刻蚀速率与离子束流密度、离子能量和离子束入射角度的关系。实验结果与理论分析有较好的一致性。     

反应离子刻蚀与离子刻蚀方法的研究与比较

在制备所有的NbN超导隧道结的过程中,为了得到良好的隧道结,刻蚀是很关键的一步,我们对反应离子刻蚀(RIE)和离子刻蚀两种不同的方法进行了研究比较.通过对多层结构用三种不同的方法刻蚀,再进行SEM观察切面图像,发现离子刻蚀出来的薄膜边缘,与离子源与基片摆放的方向有很大的关系,而RIE刻蚀的结区边缘较为平缓且结果稳定,有利于我们制备更好质量的超导隧道结.     

基于刻蚀速率匹配的离子刻蚀产额优化建模方法

随着微电子产业的不断发展,刻蚀特征尺度达到纳米级,等离子体刻蚀工艺过程机理研究越来越受到重视.刻蚀表面仿真是研究离子刻蚀特性的重要方法.在离子刻蚀表面仿真中,离子刻蚀产额模型是研究刻蚀机理的重要模型,也是元胞自动机等仿真方法的重要基础.为了解决利用传统方法无法得到准确刻蚀产额模型参数的问题,本文提出一种基于刻蚀速率匹配的离子刻蚀产额优化建模方法,该方法以实际刻蚀速率与模拟刻蚀速率之间的均方差为优化目标,利用基于分解的多目标进化算法来优化离子的刻蚀产额模型参数,并将得到的刻蚀产额模型参数应用到采用元胞方法的刻蚀工艺的实际仿真过程中.实验结果表明了该刻蚀产额优化建模方法的有效性.     

微波等离子体离子束刻蚀技术

自行设计研制了一台微波电子回旋共振等离子体刻蚀系统。该系统采用微波直接通过石英窗口产生右旋圆极化波，由Nd—Fe—B永磁磁钢形成高强磁场，通过共振磁场区域内的电子回旋共振效应产生均匀的高密度等离子体。利用该系统，结合光刻技术和反应离子束刻蚀技术，在以碳氢（CH）等元素为主要组成的有机聚合物（PMMA）表面制备出线宽3-4μm的光栅形图形。原子力显微镜（AFM）测试结果表明，所得图形线条清晰，侧边比较陡直。     

全息离子束刻蚀衍射光栅

全息离子束刻蚀衍射光栅集中了机械刻划光栅的高效率和全息光栅的无鬼线、低杂散光、高信噪比的优点．全息离子束刻蚀已作为常规工艺手段应用于真空紫外及软x射线衍射光栅的制作．文章对全息离子束刻蚀衍射光栅的制作方法、主要类型、研究现状和应用进行了综述．     

氩离子束刻蚀YBCO薄膜

研究了氩离子束对 YBCO 薄膜和光刻胶掩膜的刻蚀速率,刻蚀了多种精细的图形,刻蚀后薄膜的 T_c 没有下降.通过测量 Ag 膜与 YBCO 膜的接触电阻,研究了离子束轰击后YBCO 膜表面的状况.     

负性光刻胶刻蚀工艺研究

对负性光刻胶的蚀刻特性进行了详尽的数学阐述,推导出了光致抗蚀剂层的刻蚀速度同曝光量以及光刻材料吸收系数之间的微分关系.以该微分方程为理论依据,通过对光刻显影过程进行模拟,得出了蚀刻最佳浮雕面形所需的光刻条件,并以"重铬酸盐-明胶"为光刻材料进行实验,获得了良好的实验结果.     

光刻与等离子体刻蚀技术

介绍了光刻与等离子体刻蚀技术的特点与进展,阐述了等离子体刻蚀的物理机制与前沿问题。     

熔石英的快速激光刻蚀

使用10.6μm连续波CO_2激光和几种工作气体,对熔石英实现了快速的激光刻蚀.得到了刻蚀速度高于200μm/s的干净、光滑的表面;并根据所提出的机理对观察到的实验结果进行了解释.     

刻蚀衍射光栅色散特性分析

对作为波分复用关键器件之一的刻蚀衍射光栅(EDG)的色散特性提出了一种完整的计算方案,分析了器件强度响应和相位响应之间的内在关系.同时通过模拟计算提出并验证了平坦化的同时加剧了色散,以及适当改善频谱响应带通纹波大小可以在一定程度上降低器件的色散.最终指出了使用渐变的抛物线结构多模干涉更有利于得到综合性能最优的平坦频谱.     

同步辐射激发直接干化学刻蚀

同步辐射激发直接光化学刻蚀是近年来发展的一项新技术 ,它不需要常规光刻中的光刻胶工艺 ,用表面光化学反应直接将图形写到半导体材料的表面上。由于所用的同步辐射在真空紫外 (VUV)波段 ,理论上的分辨率可以达到电子学的量子极限 ,且没有常规工艺中的表面损伤和化学污染 ,是一种非常具有应用潜力的技术。本文的最后部份重点讨论了与上述技术密切相关的VUV和软X射线激发的表面光化学反应机理。     

等离子体刻蚀工艺的物理基础

介绍了等离子体刻蚀工艺背景以及有关等离子体刻蚀机理的研究进展，综述了等离子体刻蚀机理的研究方法，着重阐述了电容耦合放电和电感耦合放电等离子体物理特性，特别是双频电容耦合放电等离子体和等离子体鞘层研究中的关键问题。     

多孔材料的低温刻蚀技术

随着半导体芯片特征尺寸的持续减小,低介电常数的多孔材料在微电子领域得到广泛应用.然而,多孔材料在等离子体刻蚀工艺中面对严峻的挑战.等离子体中的活性自由基很容易在多孔材料内部扩散,并与材料发生不可逆的化学反应,在材料内部造成大面积损伤.本文介绍了业内比较前沿的低温刻蚀技术,通过降低基片台的温度,使得刻蚀产物或者刻蚀前驱气体在多孔材料内部凝结成液态或者固态,进而在等离子体刻蚀过程中,阻止活性自由基在材料内部的扩散,保护多孔材料免受损伤.刻蚀完毕后,再通过升高基片台的温度,使凝结物挥发,得到完整无损的刻蚀结构.这一刻蚀技术只需要控制基片台的温度,无需增加工艺的复杂度以及调整等离子体状态,在半导体工艺中具有较好的应用前景.     

一维原子刻蚀的数值模拟

通过直接的数值模拟，分析了原子束在激光驻波场下传播的动力学行为．估计了Cr原子沉积在基片上的焦点的大小，同时还发现一些实验参数会影响原子刻蚀的精度：如原子束的速度分布、激光的失谐量和激光束的直径等．     

聚四氟乙烯材料表面激光改性与刻蚀

利用波长为248 nm的准分子激光束在不同激光能量密度下照射聚四氟乙烯(PTFE)材料的表面,并用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼(Raman)光谱等手段对激光处理前后样品的表面形貌、化学成分和结构进行测量和分析,进而对激光与聚四氟乙烯相互作用的机理进行了研究。实验结果表明,激光辐照使聚四氟乙烯表面产生去氟效应,导致表面碳化、分子链的交联以及含氧基团的产生,随着激光能量密度的增加,C=C双键逐渐形成。这些结构的变化可以导致表面硬度和粘结性增强。激光能量密度的大小对照射后样品表面的物理性质和化学结构有着重要的影响,它是聚合物表面激光改性和烧蚀的关键因素。     

组合刻蚀法制备窄带滤光片列阵

介绍了组合刻蚀法制备窄带滤光片列阵的基本原理和制备工艺,这是一种效率非常高的制备方法,只需N次刻蚀就可以完成2N通道窄带滤光片列阵的制备,而且可以用于制备不同波段窄带滤光片列阵。展示了可见-近红外波段32通道窄带滤光片列阵和中红外波段16通道窄带滤光片列阵的实验结果,其中32通道窄带滤光片列阵的带通峰位基本呈线性分布在774.7~814.2 nm之间,所有滤光片的半峰全宽都非常窄(δλ<1.5 nm),相应于δλ/λ<0.2%,半峰全宽最窄的滤光片达到0.8 nm,相应于δλ/λ<0.1%,其带通峰位λ=794.3 nm;各通道的带通透过率在21.2%~32.4%之间,大部分在30%左右。     

光栅干法刻蚀与湿法刻蚀的研究

在光栅的制作中有两种方法：其中一个是湿法，另外一个是干法。本文分别就湿法和干法的实验结果，进行比较。用干法刻蚀方法做出了比较好的一级光栅，证明了干法刻蚀优于湿法刻蚀。