華林科納半導(dǎo)體高選擇性蝕刻是指在半導(dǎo)體制造等精密加工中，通過化學(xué)或物理手段實(shí)現(xiàn)目標(biāo)材料與非目標(biāo)材料刻蝕速率的顯著差異，從而精準(zhǔn)去除指定材料并保護(hù)其他結(jié)構(gòu)的工藝技術(shù)?。其核心在于通過工藝優(yōu)化控制不同材料的刻蝕速率比，達(dá)到?>5:1?甚至更高的選擇比標(biāo)準(zhǔn)?。

一、核心價(jià)值與定義

l?精準(zhǔn)材料去除?
高選擇性蝕刻通過調(diào)整反應(yīng)條件，使目標(biāo)材料（如多晶硅、氮化硅）的刻蝕速率遠(yuǎn)高于掩膜或底層材料（如氧化硅、光刻膠），實(shí)現(xiàn)納米級結(jié)構(gòu)的精確成型?。

l?保護(hù)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)?
在多層材料體系（如光刻膠/薄膜/襯底）中，高選擇性可避免非目標(biāo)層被意外刻蝕，防止器件性能受損?。

二、實(shí)現(xiàn)方法

l?氣體化學(xué)調(diào)控?

使用?CHF?/O?混合氣體?進(jìn)行干法蝕刻，通過氧氣增加氧化硅的刻蝕選擇性?；

在氮化硅刻蝕中采用?Cl?/HBr/O?混合氣體?，實(shí)現(xiàn)氮化硅與氧化硅的高選擇比?。

l?工藝參數(shù)優(yōu)化?
調(diào)整射頻功率、腔室壓力和溫度等參數(shù)，平衡物理轟擊與化學(xué)反應(yīng)。例如，降低功率可減少物理濺射，增強(qiáng)化學(xué)選擇性?。

l?自由基選擇性反應(yīng)?
利用等離子體產(chǎn)生的自由基與特定材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，例如自由基優(yōu)先與氮化硅反應(yīng)生成揮發(fā)性產(chǎn)物，而對氧化硅幾乎無影響。

三、典型應(yīng)用場景

l?先進(jìn)邏輯器件?

?環(huán)柵晶體管（GAA）?制造中，需對各向同性蝕刻提出更高選擇性要求，以形成納米線或納米片結(jié)構(gòu)?；

?柵極刻蝕?需保證多晶硅對光刻膠的高選擇性，防止掩膜過早損耗?。

l?存儲器件制造?
在?3D NAND?和?3D DRAM?中，高選擇性蝕刻用于垂直孔洞或溝槽的成型，避免損傷多層堆疊結(jié)構(gòu)?。

l?MEMS與光學(xué)器件?
通過選擇性去除犧牲層（如氧化硅），釋放微機(jī)械結(jié)構(gòu)或制備光學(xué)波導(dǎo)?6。

四、影響因素

l?材料特性?
化學(xué)鍵能（如Si-N鍵比Si-O鍵更易被特定氣體刻蝕）、抗蝕性（如金屬掩膜比光刻膠更耐蝕）直接影響固有選擇比?。

l?工藝條件?

氣體類型與比例（如氟碳?xì)怏w增強(qiáng)化學(xué)刻蝕，惰性氣體提高物理濺射）?；

物理與化學(xué)作用的平衡：過度依賴物理濺射會降低選擇性?。

五、挑戰(zhàn)與趨勢

l?技術(shù)瓶頸?
現(xiàn)有蝕刻工具在?2nm以下節(jié)點(diǎn)?面臨選擇性不足的問題，需開發(fā)新型氣體化學(xué)（如原子層蝕刻）和腔室設(shè)計(jì)?。

l?材料創(chuàng)新?
引入新型掩膜材料（如金屬硬掩膜）或低損傷蝕刻氣體，進(jìn)一步提升選擇比。

審核編輯 黃宇