電漿蝕刻(Plasma Etching)是在真空腔體內產生電漿,利用電漿中的活性物種(自由基、離子)去除晶圓表面材料的蝕刻方法總稱。有時也作為廣義用語,泛指包含RIE(反應性離子蝕刻)在內的整體乾式蝕刻技術。
電漿蝕刻最大的特點,是可透過調整電漿條件,在廣泛範圍內控制蝕刻的非等向性、選擇比與速率。藉由改變電漿源(CCP、ICP、微波ECR)、氣體壓力、RF偏壓功率、氣體組成、流量與溫度,可對應各種材料、圖案形狀與尺寸的要求。
主要適用材料與代表性蝕刻氣體的例子:矽(Si)使用SF₆/Cl₂/HBr,矽氧化膜(SiO₂)使用C₄F₈/CF₄/CHF₃系氟碳化合物,矽氮化膜(SiN)使用CHF₃/CF₄系,鎢(W)使用SF₆/Cl₂,銅(Cu)使用Cl₂/N₂,多晶矽(Poly-Si)使用Cl₂/HBr/O₂系等。
先進節點最重要的技術課題,是控制「微負載效應」(因圖案密度造成的蝕刻速率不均)、「ARDE(Aspect Ratio Dependent Etching)」(深寬比增加導致蝕刻速率下降),以及「缺口效應(notching)、弓形(bowing)」(側壁形狀變形)。為克服這些問題,脈衝電漿、溫度控制與新型蝕刻劑的開發持續推進。
ALE(Atomic Layer Etching,原子層蝕刻)是以每次去除1個原子層的方式精密蝕刻的次世代電漿蝕刻技術,已逐步實用化於GAA奈米片形成(選擇性去除SiGe)、High-k閘極金屬蝕刻,以及EUV後的圖案精修(EUV圖案修正)等。設備廠商方面,科林研發(Lam Research)、東京威力科創(TEL)與應用材料(Applied Materials)在市場上居領先地位。