在半导体制造中有两种基本的刻蚀工艺是:干法刻蚀和湿法腐蚀。干法刻蚀是把硅片表面曝露于气态中产生的等离子体,等离子体通过光刻胶中开出的窗口,与硅片发生物理或化学反应(或这两种反应),从而去掉曝露的表面材料。干法刻蚀是亚微米尺寸下刻蚀器件的较重要方法。而在湿法腐蚀中,液体化学试剂(如酸、碱和溶剂等)以化学方式去除硅片表面的材料。湿法腐蚀一般只是用在尺寸较大的情况下(大于3微米)。湿法腐蚀仍然用来腐蚀硅片上某些层或用来去除干法刻蚀后的残留物。二氧化硅湿法刻蚀:较普通的刻蚀层是热氧化形成的二氧化硅。刻蚀技术可以实现微纳加工中的表面处理,如纳米结构、微纳米孔等。广州从化纳米刻蚀
双等离子体源刻蚀机加装有两个射频(RF)功率源,能够更精确地控制离子密度与离子能量。位于上部的射频功率源通过电感线圈将能量传递给等离子体从而增加离子密度,但是离子浓度增加的同时离子能量也随之增加。下部加装的偏置射频电源通过电容结构能够降低轰击在硅表面离子的能量而不影响离子浓度,从而能够更好地控制刻蚀速率与选择比。原子层刻蚀(ALE)为下一代刻蚀工艺技术,能够精确去除材料而不影响其他部分。随着结构尺寸的不断缩小,反应离子刻蚀面临刻蚀速率差异与下层材料损伤等问题。原子层刻蚀(ALE)能够精密控制被去除材料量而不影响其他部分,可以用于定向刻蚀或生成光滑表面,这是刻蚀技术研究的热点之一。目前原子层刻蚀在芯片制造领域并没有取代传统的等离子刻蚀工艺,而是被用于原子级目标材料精密去除过程。干法刻蚀加工公司刻蚀技术可以实现不同形状的刻蚀,如线形、点形、面形等。
湿法刻蚀是化学清洗方法中的一种,是化学清洗在半导体制造行业中的应用,是用化学方法有选择地从硅片表面去除不需要材料的过程。其基本目的是在涂胶的硅片上正确地复制掩膜图形,有图形的光刻胶层在刻蚀中不受到腐蚀源明显的侵蚀,这层掩蔽膜用来在刻蚀中保护硅片上的特殊区域而选择性地刻蚀掉未被光刻胶保护的区域。从半导体制造业一开始,湿法刻蚀就与硅片制造联系在一起。虽然湿法刻蚀已经逐步开始被法刻蚀所取代,但它在漂去氧化硅、去除残留物、表层剥离以及大尺寸图形刻蚀应用等方面仍然起着重要的作用。与干法刻蚀相比,湿法刻蚀的好处在于对下层材料具有高的选择比,对器件不会带来等离子体损伤,并且设备简单。工艺所用化学物质取决于要刻蚀的薄膜类型。
二氧化硅的干法刻蚀方法是:刻蚀原理氧化物的等离子体刻蚀工艺大多采用含有氟碳化合物的气体进行刻蚀。使用的气体有四氟化碳(CF)、八氟丙烷(C,F8)、三氟甲烷(CHF3)等,常用的是CF和CHFCF的刻蚀速率比较高但对多晶硅的选择比不好,CHF3的聚合物生产速率较高,非等离子体状态下的氟碳化合物化学稳定性较高,且其化学键比SiF的化学键强,不会与硅或硅的氧化物反应。选择比的改变在当今半导体工艺中,Si02的干法刻蚀主要用于接触孔与金属间介电层连接洞的非等向性刻蚀方面。前者在S102下方的材料是Si,后者则是金属层,通常是TiN(氮化钛),因此在Si02的刻蚀中,Si07与Si或TiN的刻蚀选择比是一个比较重要的因素。混合刻蚀是将化学刻蚀和物理刻蚀结合起来的方法,可以实现更高的加工精度。
在进行材料刻蚀时,保证刻蚀的均匀性和一致性是非常重要的,因为这直接影响到器件的性能和可靠性。以下是一些常用的方法来实现这个目标:1.控制刻蚀参数:刻蚀参数包括刻蚀气体、功率、压力、温度等。这些参数的选择和控制对于刻蚀的均匀性和一致性至关重要。例如,选择合适的刻蚀气体可以提高刻蚀速率的均匀性,而控制功率和压力可以避免过度刻蚀或欠刻蚀。2.使用掩模:掩模是一种用于保护材料不被刻蚀的薄膜。通过使用掩模,可以在需要刻蚀的区域形成一个保护层,从而实现刻蚀的均匀性和一致性。3.旋转样品:旋转样品可以使刻蚀气体均匀地分布在样品表面,从而提高刻蚀的均匀性。此外,旋转样品还可以避免刻蚀气体在样品表面积聚,导致刻蚀不均匀。4.实时监测:实时监测刻蚀过程中的参数可以及时发现刻蚀不均匀的情况,并采取措施进行调整。例如,可以使用光学显微镜或扫描电子显微镜等设备来观察刻蚀过程中的样品表面形貌。综上所述,刻蚀的均匀性和一致性是材料刻蚀过程中需要重视的问题。通过控制刻蚀参数、使用掩模、旋转样品和实时监测等方法,可以有效地提高刻蚀的均匀性和一致性,从而得到高质量的器件。材料刻蚀技术可以用于制造光学元件,如反射镜和衍射光栅等。福州纳米刻蚀
刻蚀技术可以使用化学或物理方法,包括湿法刻蚀、干法刻蚀和等离子体刻蚀等。广州从化纳米刻蚀
同样的刻蚀条件,针对不同的刻蚀暴露面积,刻蚀的速率会有所不一样。通常来说,刻蚀面积越大,刻蚀的速率越慢,暴露面积越小,刻蚀的速率越快。所以在速率调试的过程中,要使用尺寸相当的样品进来调试,这样调试的刻蚀速率参考意义比较大。氮化硅湿法刻蚀:对于钝化层,另外一种受青睐的化合物是氮化硅。可以用液体化学的方法来刻蚀,但是不想其他层那样容易。使用的化学品是热磷酸。因酸液在此温度下会迅速蒸发,所以刻蚀要在一个装有冷却盖的密封回流容器中进行。主要问题是光刻胶层经不起刻蚀剂的温度和高刻蚀速率。因此,需要一层二氧化硅或其他材料来阻挡刻蚀剂。这两个因素已导致对于氮化硅使用干法刻蚀技术。广州从化纳米刻蚀