在半导体制造中有两种基本的刻蚀工艺: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。工艺所用化学物质取决于要刻蚀的薄膜类型。重庆ICP材料刻蚀加工厂
早期的刻蚀技术为湿法刻蚀,就是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液中进行腐蚀的技术。这个过程是纯化学腐蚀的过程。湿法刻蚀具有良好的选择性,例如实验室经常采用磷酸来腐蚀铝金属化,而不会腐蚀金属化层间的介质层材料;半导体制造过程中用调配后的氢氟酸(加入NH4F缓冲液)来腐蚀二氧化硅,而不会对光刻胶造成过量的伤害。随着半导体特征尺寸的不断减小,湿法刻蚀逐渐**法刻蚀所替代。其原因在于湿法刻蚀是各向同性的,横向刻蚀的宽度接近于纵向刻蚀的深度,因此会产生钻蚀的现象,因此在小尺寸的制程中,湿法刻蚀的精度控制非常困难,并且可重复性差。佛山ICP材料刻蚀加工厂商在半导体制造中有两种基本的刻蚀工艺:干法刻蚀和湿法腐蚀。
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,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。
刻蚀也可以分成有图形刻蚀和无图形刻蚀。有图形刻蚀采用掩蔽层(有图形的光刻胶)来定义要刻蚀掉的表面材料区域,只有硅片上被选择的这一部分在刻蚀过程中刻掉。有图形刻蚀可用来在硅片上制作多种不同的特征图形,包括栅、金属互连线、通孔、接触孔和沟槽。无图形刻蚀、反刻或剥离是在整个硅片没有掩模的情况下进行的,这种刻蚀工艺用于剥离掩模层。反刻是在想要把某一层膜的总的厚度减小时采用的(如当平坦化硅片表面时需要减小形貌特征)。广东省科学院半导体研究所。刻蚀也可以分成有图形刻蚀和无图形刻蚀。
刻蚀工艺去除晶圆表面的特定区域,以沉积其它材料。“干法”(等离子)刻蚀用于形成电路,而“湿法”刻蚀(使用化学浴)主要用于清洁晶圆。干法刻蚀是半导体制造中较常用的工艺之一。开始刻蚀前,晶圆上会涂上一层光刻胶或硬掩膜(通常是氧化物或氮化物),然后在光刻时将电路图形曝光在晶圆上。刻蚀只去除曝光图形上的材料。在芯片工艺中,图形化和刻蚀过程会重复进行多次。等离子刻蚀是将电磁能量(通常为射频(RF))施加到含有化学反应成分(如氟或氯)的气体中实现。等离子会释放带正电的离子来撞击晶圆以去除(刻蚀)材料,并和活性自由基产生化学反应,与刻蚀的材料反应形成挥发性或非挥发性的残留物。离子电荷会以垂直方向射入晶圆表面。这样会形成近乎垂直的刻蚀形貌,这种形貌是现今密集封装芯片设计中制作细微特征所必需的。一般而言,高蚀速率(在一定时间内去除的材料量)都会受到欢迎。晶圆不同点刻蚀速率不同的情况称为非均匀性(或者称为微负载),通常以百分比表示。山东半导体材料刻蚀价格
在硅材料刻蚀当中,硅针的刻蚀需要用到各向同性刻蚀,硅柱的刻蚀需要用到各项异性刻蚀。重庆ICP材料刻蚀加工厂
硅材料在MEMS器件当中是很重要的一种材料。在硅材料刻蚀当中,应用于医美方向的硅针刻蚀需要用到各向同性刻蚀,纵向和横向同时刻蚀,硅柱的刻蚀需要用到各项异性刻蚀,主要是在垂直方向刻蚀,而横向尽量少刻蚀。氮化镓基超表面结构当中,氮化镓材料的刻蚀需要使用氧化硅作为掩膜来刻蚀,而氧化硅的刻蚀需要使用Cr充当硬掩模。所以工艺当中,需要先在氮化镓表面使用PECVD沉积一层氧化硅,采用剥离的方法在氧化硅表面生长一层Cr,使用ICP设备依次刻蚀氧化硅和氮化镓。ICP刻蚀可以调节的刻蚀参数有:ICP 功率,功率值越大,等离子体密度越大,射频功率,功率值越大,等离子体能量越大,物理溅射加强。GaN的刻蚀一般是采用氯气和三氯化硼,气体比例的变化可以调节物理轰击和化学反应的平衡。重庆ICP材料刻蚀加工厂
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