二氧化硅的干法刻蚀: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。刻蚀是用化学或物理方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程。云南深硅刻蚀材料刻蚀公司
材料的湿法化学刻蚀,包括刻蚀剂到达材料表面和反应产物离开表面的传输过程,也包括表面本身的反应。如果刻蚀剂的传输是限制加工的因素,则这种反应受扩散的限制。吸附和解吸也影响湿法刻蚀的速率,而且在整个加工过程中可能是一种限制因素。半导体技术中的许多刻蚀工艺是在相当缓慢并受速率控制的情况下进行的,这是因为覆盖在表面上有一污染层。因此,刻蚀时受到反应剂扩散速率的限制。污染层厚度常有几微米,如果化学反应有气体逸出,则此层就可能破裂。湿法刻蚀工艺常常有反应物产生,这种产物受溶液的溶解速率的限制。为了使刻蚀速率提高,常常使溶液搅动,因为搅动增强了外扩散效应。多晶和非晶材料的刻蚀是各向异性的。然而,结晶材料的刻蚀可能是各向同性,也可能是各向异性的,它取决于反应动力学的性质。晶体材料的各向同性刻蚀常被称作抛光刻蚀,因为它们产生平滑的表面。各向异性刻蚀通常能显示晶面,或使晶体产生缺陷。因此,可用于化学加工,也可作为结晶刻蚀剂。深圳氮化镓材料刻蚀平台等离子体刻蚀机要求相同的元素:化学刻蚀剂和能量源。
在微细加工中,刻蚀和清洗处理过程包括许多内容。对于适当取向的半导体薄片的锯痕首先要机械抛光,以除去全部的机械损伤,之后进行化学刻蚀和抛光,以获得无损伤的光学平面。这种工艺往往能去除以微米级计算的材料表层。对薄片进行化学清洗和洗涤,可以除去因操作和贮存而产生的污染,然后用热处理的方法生长Si0(对于硅基集成电路),或者沉积氮化硅(对于砷化镓电路),以形成初始保护层。刻蚀过程和图案的形成相配合。广东省科学院半导体研究所。
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。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。
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。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。黑龙江半导体材料刻蚀版厂家
刻蚀基本目标是在涂胶的硅片上正确地复制掩模图形。云南深硅刻蚀材料刻蚀公司
典型的硅刻蚀是用含氮的物质与氢氟酸的混合水溶液。这一配比规则在控制刻蚀中成为一个重要的因素。在一些比率上,刻蚀硅会有放热反应。加热反应所产生的热可加速刻蚀反应,接下来又产生更多的热,这样进行下去会导致工艺无法控制。有时醋酸和其他成分被混合进来控制加热反应。一些器件要求在晶圆上刻蚀出槽或沟。刻蚀配方要进行调整以使刻蚀速率依靠晶圆的取向。取向的晶圆以45°角刻蚀,取向的晶圆以“平”底刻蚀。其他取向的晶圆可以得到不同形状的沟槽。多晶硅刻蚀也可用基本相同的规则。云南深硅刻蚀材料刻蚀公司
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