相比刻蚀用单晶硅材料,芯片用单晶硅材料是芯片等终端产品的原材料,市场更为广阔,国产替代的需求也十分旺盛。SEMI的统计显示,2018年全球半导体制造材料市场规模为322.38亿美元,其中硅材料的市场规模达到121.24亿美元,占比高达37.61%。刻蚀用单晶硅材料和芯片用单晶硅材料在制造环节上有诸多相似之处:积累的固液共存界面控制技术、热场尺寸优化工艺、多晶硅投料优化等工艺技术已经达到国际先进水平,为进入新赛道提供了产业技术和经验的支撑。温度越高刻蚀效率越高,但是温度过高工艺方面波动较大,只要通过设备自带温控器和点检确认。四川材料刻蚀平台
不过,芯片用单晶硅材料对材料内部微缺陷率水平的要求较高,对加工环节的硅片表面颗粒和杂质含量、表面平整度、应力和机械强度等参数指标有更为严格的要求。这些特性导致芯片用单晶硅材料的研发和生产,需要合理设计加工环节的工艺流程,同时也需要更先进的加工设备。通过刻蚀用单晶硅材料在全球半导体产业链中“见缝插针”的,已经拥有了稳定的基本盘。向芯片用单晶硅材料赛道进发,既是对创业初心的回归,更是应对下游需求变化的战略调整,有望再一次驱动的强劲增长。材料是工业之母,随着更多关键材料和设备的突破,中国终将在全球半导体产业链中扬眉吐气。四川材料刻蚀平台深硅刻蚀是MEMS器件制作当中一个很重要的工艺。
等向性刻蚀:大部份的湿刻蚀液均是等向性,换言之,对刻蚀接触点之任何方向腐蚀速度并无明显差异。故一旦定义好刻蚀掩膜的图案,暴露出来的区域,便是往下腐蚀的所在;兰记婚只要刻蚀配方具高选择性,便应当止于所该止之深度。然而有鉴于任何被蚀薄膜皆有其厚度,当其被蚀出某深度时,刻蚀掩膜图案边缘的部位渐与刻蚀液接触,故刻蚀液也开始对刻蚀掩膜图案边缘的底部,进行蚀掏,这就是所谓的下切或侧向侵蚀现象(undercut)。该现象造成的图案侧向误差与被蚀薄膜厚度同数量级,换言之,湿刻蚀技术因之而无法应用在类似次微米线宽的精密弃击乃制程技术!
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。刻蚀技术主要应用于半导体器件,集成电路制造,薄膜电路,印刷电路和其他微细图形的加工等。
湿法刻蚀是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀的技术,是利用合适的化学试剂先将未被光刻胶覆盖的晶片部分分解,然后转成可溶的化合物达到去除的目的。湿法刻蚀是刻蚀的一种方法,其他的有干刻蚀,等离子刻蚀等。湿法刻蚀这种刻蚀技术主要是借助腐蚀液和晶片材料的化学反应,因此我们可以借助化学试剂的选取、配比以及温度的控制等来达到合适的刻蚀速率和良好的刻蚀选择比。湿法刻蚀的过程:(1)反应物扩散到欲被刻蚀材料的表面;(2)反应物与被刻蚀材料反应;(3)反应后的产物离开刻蚀表面扩散到溶液中,随溶液被排出。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。河北MEMS材料刻蚀价格
在激发状态,氟刻蚀二氧化硅,并将其转化为挥发性成分由真空系统排出。四川材料刻蚀平台
温度越高刻蚀效率越高,但是温度过高工艺方面波动较大,只要通过设备自带温控器和点检确认。刻蚀流片的速度与刻蚀速率密切相关喷淋流量的大小决定了基板表面药液置换速度的快慢,流量控制可保证基板表面药液浓度均匀。过刻量即测蚀量,适当增加测试量可有效控制刻蚀中的点状不良作业数量管控:每天对生产数量及时记录,达到规定作业片数及时更换。作业时间管控:由于药液的挥发,所以如果在规定更换时间未达到相应的生产片数药液也需更换。首片和抽检管控:作业时需先进行首片确认,且在作业过程中每批次进行抽检(时间间隔约25min)。1、大面积刻蚀不干净:刻蚀液浓度下降、刻蚀温度变化。2、刻蚀不均匀:喷淋流量异常、药液未及时冲洗干净等。3、过刻蚀:刻蚀速度异常、刻蚀温度异常等。四川材料刻蚀平台
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