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二氧化硅的各向异性气相 HF 蚀刻以释放 Si 微结构
制造微机电系统 (MEMS) 的两种主要方法是体微加工技术和表面微加工技术。在体微加工的情况下，可移动结构的制造是通过选择性蚀刻掉结构层下面的处理基板来完成的，而在表面微加工中，一系列薄膜沉积和对堆栈中特定层（称为牺牲层）的选择性蚀刻产生最终所需的悬浮微结构。这两种 MEMS 制造方法的关键步骤是控制释放区域，从而精确定义柔顺机械结构锚 [1]，如图 1 a 和 b 所示，显示了锚的底蚀。湿法或干法蚀刻工艺都可以去除牺牲层，使用前一种方法会遇到粘滞，而后一种方法会引入污染或残留物 [2]。选择牺牲层时需要考虑的重要设计因素包括：(i) 沉积膜的均匀性和厚度控制、(ii) 沉积的难易程度、(iii) 蚀刻和沉积速率、(iv) 沉积温度以及 (v) 蚀刻选择性。光刻胶由于易于蚀刻（使用氧等离子体或有机溶剂）且不会损害大多数结构材料而被用作牺牲层 [3–6]。然而，该工艺仅限于低温
低偏压六氟化硫等离子体蚀刻硅的现象学建模
使用六氟化硫 (SF 6 ) 等离子体对硅 (Si ) 进行低偏压蚀刻是制造电子设备和微机电系统 (MEMS) 的宝贵工具。这种蚀刻提供了几乎各向同性的蚀刻行为，因为低电压偏置不会为离子提供足够的垂直加速度和动能。由于这种近乎各向同性的行为，上述等离子体蚀刻可作为湿法蚀刻的替代方案，例如在 MEMS 和光学应用中，因为它提供了更清洁、更精确的可控工艺。然而，各向同性的程度以及最终的表面轮廓仍然难以控制。在这项工作中，我们将三维特征尺度地形模拟应用于 Si 中的低偏压 SF 6 蚀刻实验，以帮助工艺开发并研究控制最终表面几何形状的物理蚀刻机制。我们通过准确再现三个不同的实验数据集并详细讨论地形模拟中涉及的现象学模型参数的含义来实现这一点。我们表明，与传统的严格各向同性和自下而上的方法相比，我们的现象学自上而下的通量计算方法更准确地再现了实验结果。反应堆负载效应被视为模型蚀刻速率的普遍降低，这通过比较不同负载状态下模拟的蚀刻深度与实验确定的蚀刻深度得到支持。我们的模型还能够使用给定反应堆配置的单个参数集，准确地再现不同掩模开口和蚀刻时间的报告沟槽几何形状。因此，我们提出模型参数，特别是平均有效粘附系数，可以作为反应堆配置的代理。我们提供了一个经验关系，将反应堆配方的平均粘附系数与可测量的蚀刻几何各向同性程度联系起来。这种经验关系可以在实践中用于 (i) 估计独立实验的平均有效粘附系数和 (ii) 微调蚀刻几何形状。
讲座 3-1 微加工回顾 I：CMOS 工艺，......
蚀刻工艺。等离子系统用于电离反应气体，离子被加速轰击表面。蚀刻是通过化学反应和蚀刻物质的动量传递的组合而发生的。湿蚀刻的典型蚀刻曲线：
脉冲 HBr/O–2 等离子体中的硅蚀刻。II. 图案转移
由 HBr/O 2 组成的等离子体通常用于硅蚀刻工艺，如栅极蚀刻工艺或浅沟槽隔离蚀刻，由于人们对此类化学反应中的硅蚀刻相当了解，因此它成为研究等离子体脉冲对气相和等离子体-表面相互作用的影响的最佳选择。目标是了解连续等离子体和脉冲等离子体之间的根本区别，以及等离子体产生的变化如何影响最终的图案转移。在论文 I 中，我们展示了等离子体脉冲对离子通量和离子能量的强大影响。1 结果显示，占空比 (dc) 而不是脉冲频率对这些参数有显著影响。在本文中，我们重点研究等离子体脉冲对 HBr/O 2 等离子体中的蚀刻机制和图案转移的影响。先前的实验已经证明脉冲等离子体中等离子体引起的损伤有所减少，2 – 4 通常通过使用扫描电子显微镜 (SEM) 成像、椭圆偏振测量和 X 射线光电子能谱 (XPS) 对侧壁钝化层 (SPL) 进行形貌分析。许多作者已经研究了 HBr/O 2 等离子体对硅和 SiO 2 的蚀刻机理。5 – 13 下面总结了 Si 和 SiO 2 蚀刻的基本机理，其中考虑了原料气中极小比例的氧气。含溴、氢和（较少量）氧的离子撞击硅表面、分解、破坏键并形成富含卤素的非晶层，也称为反应蚀刻层 (REL)，其中含有 H、Br 和一些 O 原子。非晶层的厚度和成分会根据离子能量、压力和原料气流量而变化。由于氢原子比其他粒子小得多，它们可以更深地渗透到硅层中，然后硅原子可以因碰撞而解吸，或可以融入挥发性物质，如 SiBr 4。含氢分子如 SiH 2 Br 2 的挥发性更强，13 但硅蚀刻并不
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Val Glitsch，美国建筑师学会会员，休斯顿，会长；Michael Malone，美国建筑师学会会员，达拉斯，候任会长；Jennifer Workman，美国建筑师学会会员，达拉斯，副会长；Fernando Brave，美国建筑师学会会员，休斯顿，副会长；Paul Bielamowicz，美国建筑师学会会员，奥斯汀，副会长；Robert Lopez，美国建筑师学会会员，圣安东尼奥，副会长；Bibiana Dykema，美国建筑师学会会员，科珀斯克里斯蒂，秘书；James Williams II，美国建筑师学会会员，阿马里洛，财务主管；Adam Gates，美国建筑师学会副会员，奥斯汀，副会员董事；Barrie Scardino Bradley，公共会员董事；Jorge Vanegas，美国建筑师学会副会员，大学城，教育会员董事；Melina Cannon，美国建筑师学会副会员，米德兰，地区副会员董事；Daniel Hart，美国建筑师学会会员，米德兰，美国建筑师学会董事；James Nader，美国建筑师学会会员，沃斯堡，美国建筑师学会董事；John Nyfeler，美国建筑师学会会员，奥斯汀，美国建筑师学会董事； Robert S. Roadcap III，AIA，阿比林分会；Jay Bingham，AIA，阿马里洛分会；Richard Weiss，AIA，奥斯汀分会；Elizabeth Price，AIA，布拉索斯分会；Sheldon Schroeder，AIA，科珀斯克里斯蒂分会；Thomas Powell，AIA，达拉斯分会；Carl Daniel Jr.，AIA，艾尔帕索分会；Sandra Dennehy，AIA，沃斯堡分会；Perry Seeberger Jr.，AIA，休斯顿分会；Christopher Collins，AIA，LRGV 分会；Lenora Clardy，AIA，拉伯克分会；Alan Roberts，AIA，东北德克萨斯分会；Mike McGlone，AIA，圣安东尼奥分会；Philip Long，AIA，东南德克萨斯分会；Jane Kittner，AIA，韦科分会；Christopher Upton，AIA，西德克萨斯分会；Kenneth Dowdy，AIA，威奇托福尔斯分会
H 2 /NH 3 反应离子束刻蚀磁性隧道结材料特性
摘要 利用 H 2 /NH 3 的反应离子束蚀刻 (RIBE) 系统蚀刻磁隧道结 (MTJ) 材料，例如 CoFeB、Co、Pt、MgO，以及硬掩模材料，例如 W 和 TiN。与使用纯 H 2（无蚀刻）和 NH 3 的蚀刻相比，使用 H 2 和 NH 3 的混合气体，尤其是 H 2 /NH 3 (2:1) 比例，可以观察到 MTJ 相关材料的更高蚀刻速率和相对于掩模材料的更高蚀刻选择性 (>30)。此外，在蚀刻的磁性材料表面上没有观察到明显的化学和物理损伤，对于通过 H 2 /NH 3 (2:1) 离子束蚀刻的 CoPt 和 MTJ 纳米级图案，可以观察到高度各向异性的蚀刻轮廓 >83 ◦，没有侧壁再沉积。与 H 2 离子束或 NH 3 离子束相比，H 2 /NH 3 (2:1) 离子束对磁性材料（如 CoFeB）的蚀刻速率更高，这被认为与挥发性金属氢化物（MH，M = Co、Fe 等）的形成有关，这是通过暴露于 NH 3 离子束中在 CoFeB 表面形成的 M-NH x（x = 1 ∼ 3）的还原形成的。人们认为，H 2 /NH 3 RIBE 是一种适用于蚀刻下一代纳米级自旋转移力矩磁性随机存取存储器 (STT-MRAM) 设备的 MTJ 材料的技术。
深sio2用al和aln面具用于mems设备
摘要。氧化硅基材料（例如石英和二氧化硅）被广泛用于微机电系统（MEMS）。增强其深等离子体蚀刻能力的一种方法是通过使用硬面膜来提高选择性。尽管以前研究了这种方法，但有关在200 mM底物上使用硬面膜来蚀刻基于硅氧化物材料的信息很少。我们提出了使用Al和Aln掩模的无定形氧化硅蚀刻过程开发的结果，并展示了用于蚀刻二氧化硅和石英的结果。在具有两个血浆源的工业反应性离子蚀刻室（RIE）室中比较了三个气体化学（C 4 F 8 /O 2，CF 4和SF 6）及其混合物。已经确定，纯SF 6是最好的蚀刻剂，而ALN比Al更好地提供了较高的选择性和靠近垂直的侧壁角度。建立了无微量蚀刻的一系列蚀刻参数，并使用蚀刻速率为0.32-0.36m/min的工艺在21M-厚的氧化物中创建了高达4：1纵横比的蚀刻结构，并且对（38-49）的Aln Mask的选择性为0.32-0.36m/min。
使用C3H2F6使用C3H2F6
下一代半导体设备需要超低介电常数（ULK）材料，例如线结构后端的多孔SICOH，以使较低的电阻和电容（RC）时间延迟，但是，这些ULK材料在蚀刻过程中容易受到损坏。在这项研究中，纳米级牙线掩盖多孔的sicoH的蚀刻特征，例如蚀刻速率，蚀刻效果，表面损伤等。和等离子体特性，已使用双电频电容性耦合等离子体系统（DF-CCP）进行了研究，并通过使用用于低k介电蚀刻的常规C 4 F 8基于CC 4 F-CCP的气体进行了比较。结果表明，对于多孔SICOH的相似蚀刻速率和蚀刻率，与C 3 H 2 F 6的蚀刻相比，观察到较低的侧壁损伤。The analysis showed that it was related to less UV (less than 400 nm) emission and less fluorine radicals in the plasma for C 3 H 2 F 6 compared to C 4 F 8 , which leads to less fluorine diffusion to the sidewall surface of the etched porous SiCOH by the fluorine scavenging by hydrogen in C 3 H 2 F 6 .
熔盐蚀刻 Nb2CTz MXene 纳米片的剥离、分层和氧化稳定性
自 2011 年首次合成 MXene 以来，MXene 的安全且可扩展的生产一直是一个重要但难以实现的目标 1 。MXene 是二维纳米材料，通式为 M n+1 X n T z ，其中 M 是早期过渡金属（通常是 Ti、Nb 或 V），X 是碳和/或氮，T z 代表表面终止（例如 -F、-Cl、-OH、-O）。MXene 源自一种称为 MAX 相的母材料，该母材料将 M-X 与来自周期表 13-16 2,3 族的层间 (A) 元素结合在一起。已经合成了 50 多个 MAX 相；但是，只有一些 MAX 相可以通过传统的酸蚀技术剥离成感兴趣的二维 MXene 纳米片。之前的研究大多集中在 Ti 基 MXenes 上。MXene 纳米片可用于储能、催化、EMI 屏蔽、传感器和复合材料 4-10 等一系列应用。高浓度氢氟酸 (HF) 通常用于从 MAX 相中选择性去除 A 层以生产 MXenes。其他方法通常使用盐形成原位 HF 溶液，例如将氟化锂 (LiF) 和盐酸 (HCl) 结合或使用氟化氢铵 (NH 4 )HF 2 1,11 。然而，使用水性氟化物蚀刻剂具有许多固有的风险和挑战。与处理 HF 相关的危害使得 MXene 合成工艺难以扩大到商业水平。酸蚀 MXene 合成路线的另一个缺点是废物管理 12 。此外，传统的 HF 酸蚀技术仅限于少数 MAX 相，因此需要
致谢：半导体 PFAS 联盟谨感谢半导体 PFAS 联盟等离子蚀刻和去
作为行业专家，我们将必要用途定义为“半导体制造中极为重要的用途所必需的，但尚未找到替代品”。我们打算以此定义为视角，扩大对 PFAS 在我们行业中的使用情况的分析，而不仅仅是泛泛的总结。当然，一篇出版物无法涵盖半导体制造中每种 PFAS 用途的详细技术讨论。因此，在本白皮书中，我们将重点介绍三个工艺：等离子（干法）蚀刻、薄膜沉积和确保某些制造步骤稳定性所必需的腔室清洁工艺。对于那些对其他方面感兴趣的人，Ober 等人讨论了含 PFAS 材料在光刻中的使用（Ober、Kafer 和 Deng 2022），半导体 PFAS 联盟正在发布单独的白皮书，重点介绍湿化学和封装。