等離子體蝕刻可能是半導(dǎo)體制造中最重要的工藝，其發(fā)展的三個(gè)階段分別為：

1、確定需要什么蝕刻劑、氣體、輔助層等來執(zhí)行蝕刻；

2、演示在規(guī)格范圍內(nèi)完全去除薄膜的性能，并在一片晶圓上實(shí)現(xiàn)勻性。

3、確定如何在HVM中以高產(chǎn)量和小漂移的方式在數(shù)千個(gè)晶片上重復(fù)該過程。

       通常，熟練的蝕刻和集成工程師處理開發(fā)的前兩個(gè)階段。第三階段將再次利用工程專業(yè)知識(shí)——機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析，它可以訪問大量數(shù)據(jù)，并且可以理解一百萬個(gè)相互作用的東西。第三階段使用了數(shù)千片晶圓——至少比第一階段和第二階段使用的晶圓大一個(gè)數(shù)量級(jí)。從標(biāo)稱工藝流程和布局中獲得概念驗(yàn)證，并在晶圓上開發(fā)一個(gè)或多個(gè)工作裝置，然后將該P(yáng)OC轉(zhuǎn)移到晶圓廠的產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)，以擴(kuò)大流程并提高產(chǎn)量。這與盈利能力可能會(huì)產(chǎn)生巨大差距。工藝窗口建模通過將晶圓廠的變化引入研發(fā)尋路的早期階段來縮小這一差距。

       在蝕刻工藝中有多個(gè)參數(shù)影響蝕刻速率、輪廓和選擇性。一個(gè)關(guān)鍵是溫度，在控制蝕刻速率、選擇性和蝕刻輪廓時(shí)，可以看到蝕刻工藝中熱效應(yīng)的影響，蝕刻過程取決于晶片的表面溫度，這取決于幾種熱通量，包括熱傳導(dǎo)、離子沖擊能、表面反應(yīng)和等離子體輻射熱通量。因此，等離子體模型需要結(jié)合所有這些物理特征，以準(zhǔn)確描述晶片表面的溫度變化。工藝模擬軟件可以對(duì)一系列蝕刻屬性進(jìn)行建模，能夠更快地獲得更好的蝕刻結(jié)果，并加快客戶提高產(chǎn)量或優(yōu)化產(chǎn)量的能力。

       隨著設(shè)計(jì)規(guī)則的縮小，許多蝕刻工藝都轉(zhuǎn)向了非?？焖俚牡入x子體蝕刻工藝步驟，這些步驟需要對(duì)所有反應(yīng)輸入進(jìn)行高度精確的控制：功率、壓力、化學(xué)和溫度。優(yōu)化等離子體脈沖行為也有一種趨勢(shì)，即產(chǎn)生特定的離子與中性比，然后清除副產(chǎn)物。這種情況的高級(jí)建模對(duì)于進(jìn)一步擴(kuò)大設(shè)備規(guī)模至關(guān)重要。

       一段時(shí)間以來，蝕刻系統(tǒng)的制造商一直在使用建模軟件來加快下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的開發(fā)或斜坡產(chǎn)量。在開發(fā)下一個(gè)節(jié)點(diǎn)技術(shù)時(shí)，根本沒有足夠的時(shí)間或足夠的晶圓來執(zhí)行所有可能的工藝實(shí)驗(yàn)。蝕刻設(shè)備設(shè)置組合的數(shù)量可能達(dá)到數(shù)百萬，甚至數(shù)十億，使用所有工藝可能性進(jìn)行強(qiáng)力晶圓開發(fā)根本不可能。當(dāng)然，所有好的模型都是在實(shí)際芯片上驗(yàn)證的。一個(gè)準(zhǔn)確的模型應(yīng)該是預(yù)測(cè)性的，它應(yīng)該解決用戶想要解決的有針對(duì)性的問題。工具供應(yīng)商也在開發(fā)先進(jìn)的蝕刻工藝，以更緊密地集成生產(chǎn)線，并將曾經(jīng)的兩個(gè)掩模級(jí)工藝（兩個(gè)光刻步驟）轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)工藝，從而簡(jiǎn)化工藝并降低成本。

       蝕刻工藝中最關(guān)鍵的蝕刻步驟包括偽柵極蝕刻、各向異性柱蝕刻、各向同性間隔物蝕刻和溝道釋放步驟。通過硅和SiGe交替層的輪廓蝕刻是各向異性的，并且使用氟化化學(xué)。內(nèi)部間隔物蝕刻（壓痕）和溝道釋放步驟被優(yōu)化以去除硅損失極低的SiGe。

        在蝕刻中，罪魁禍?zhǔn)资蔷哂懈呷蜃兣瘽撃埽℅WP）的氟化氣體。芯片制造商和材料供應(yīng)商正在尋求替代化學(xué)品來減少碳排放。PFAS之所以有問題，是因?yàn)樗姆肿臃浅７€(wěn)定，大氣中的光或化學(xué)反應(yīng)不足以分解它。許多氧氣含量較高的替代氣體混合物更容易離解，全球升溫潛能值較低。但可持續(xù)性并不是一個(gè)特別的蝕刻或沉積挑戰(zhàn)。從光刻到封裝，這是一個(gè)全面的行業(yè)挑戰(zhàn)，新材料的影響會(huì)影響整個(gè)器件加工。

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