等離子刻蝕是將電磁能量(通常為射頻(RF))施加到含有化學(xué)反應(yīng)成分(如氟或氯)的氣體中實(shí)現(xiàn)。等離子會(huì)釋放帶正電的離子來(lái)撞擊晶圓以去除(刻蝕)材料,并和活性自由基產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),與刻蝕的材料反應(yīng)形成揮發(fā)性或非揮發(fā)性的殘留物。離子電荷會(huì)以垂直方向射入晶圓表面。這樣會(huì)形成近乎垂直的刻蝕形貌,這種形貌是現(xiàn)今密集封裝芯片設(shè)計(jì)中制作細(xì)微特征所必需的。一般而言,高蝕速率(在一定時(shí)間內(nèi)去除的材料量)都會(huì)受到歡迎。反應(yīng)離子刻蝕(RIE)的目標(biāo)是在物理刻蝕和化學(xué)刻蝕之間達(dá)到較佳平衡,使物理撞擊(刻蝕率)強(qiáng)度足以去除必要的材料,同時(shí)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)能形成易于排出的揮發(fā)性殘留物或在剩余物上形成保護(hù)性沉積(選擇比和形貌控制)。采用磁場(chǎng)增強(qiáng)的RIE工藝,通過(guò)增加離子密度而不增加離子能量(可能會(huì)損失晶圓)的方式,改進(jìn)了處理過(guò)程。 刻蝕技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同材料的刻蝕,如硅、氮化硅、氧化鋁等。貴州硅材料刻蝕外協(xié)
刻蝕技術(shù)是一種重要的微納加工技術(shù),可以在微米和納米尺度上制造高精度的結(jié)構(gòu)和器件。在傳感器制造中,刻蝕技術(shù)被廣泛應(yīng)用于制造微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)傳感器和光學(xué)傳感器等各種類(lèi)型的傳感器。具體來(lái)說(shuō),刻蝕技術(shù)在傳感器制造中的應(yīng)用包括以下幾個(gè)方面:1.制造微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)傳感器:MEMS傳感器是一種基于微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)制造的傳感器,可以實(shí)現(xiàn)高靈敏度、高分辨率和高可靠性的測(cè)量??涛g技術(shù)可以用于制造MEMS傳感器中的微結(jié)構(gòu)和微器件,如微加速度計(jì)、微陀螺儀、微壓力傳感器等。2.制造光學(xué)傳感器:光學(xué)傳感器是一種利用光學(xué)原理進(jìn)行測(cè)量的傳感器,可以實(shí)現(xiàn)高精度、高靈敏度的測(cè)量??涛g技術(shù)可以用于制造光學(xué)傳感器中的光學(xué)元件和微結(jié)構(gòu),如光柵、微透鏡、微鏡頭等。3.制造化學(xué)傳感器:化學(xué)傳感器是一種利用化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行測(cè)量的傳感器,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種化學(xué)物質(zhì)的檢測(cè)和分析??涛g技術(shù)可以用于制造化學(xué)傳感器中的微通道和微反應(yīng)器等微結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)高靈敏度和高選擇性的檢測(cè)。深硅刻蝕刻蝕技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的局部刻蝕,從而制造出具有特定形狀和功能的微納結(jié)構(gòu)。
干刻蝕是一類(lèi)較新型,但迅速為半導(dǎo)體工業(yè)所采用的技術(shù),GaN材料刻蝕工藝。其利用電漿來(lái)進(jìn)行半導(dǎo)體薄膜材料的刻蝕加工。其中電漿必須在真空度約10至0.001Torr的環(huán)境下,才有可能被激發(fā)出來(lái);而干刻蝕采用的氣體,或轟擊質(zhì)量頗巨,或化學(xué)活性極高,均能達(dá)成刻蝕的目的,GaN材料刻蝕工藝。干刻蝕基本上包括離子轟擊與化學(xué)反應(yīng)兩部份刻蝕機(jī)制。偏「離子轟擊」效應(yīng)者使用氬氣(argon),加工出來(lái)之邊緣側(cè)向侵蝕現(xiàn)象極微。而偏化學(xué)反應(yīng)效應(yīng)者則采氟系或氯系氣體(如四氟化碳CF4),經(jīng)激發(fā)出來(lái)的電漿,即帶有氟或氯之離子團(tuán),可快速與芯片表面材質(zhì)反應(yīng)。刪轎厚干刻蝕法可直接利用光阻作刻蝕之阻絕遮幕,不必另行成長(zhǎng)阻絕遮幕之半導(dǎo)體材料。而其較重要的優(yōu)點(diǎn),能兼顧邊緣側(cè)向侵蝕現(xiàn)象極微與高刻蝕率兩種優(yōu)點(diǎn),換言之,本技術(shù)中所謂活性離子刻蝕已足敷頁(yè)堡局滲次微米線寬制程技術(shù)的要求,而正被大量使用。
等離子刻蝕是將電磁能量(通常為射頻(RF))施加到含有化學(xué)反應(yīng)成分(如氟或氯)的氣體中實(shí)現(xiàn)。等離子會(huì)釋放帶正電的離子來(lái)撞擊晶圓以去除(刻蝕)材料,并和活性自由基產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),與刻蝕的材料反應(yīng)形成揮發(fā)性或非揮發(fā)性的殘留物。離子電荷會(huì)以垂直方向射入晶圓表面。這樣會(huì)形成近乎垂直的刻蝕形貌,這種形貌是現(xiàn)今密集封裝芯片設(shè)計(jì)中制作細(xì)微特征所必需的。一般而言,高蝕速率(在一定時(shí)間內(nèi)去除的材料量)都會(huì)受到歡迎。反應(yīng)離子刻蝕(RIE)的目標(biāo)是在物理刻蝕和化學(xué)刻蝕之間達(dá)到較佳平衡,使物理撞擊(刻蝕率)強(qiáng)度足以去除必要的材料,同時(shí)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)能形成易于排出的揮發(fā)性殘留物或在剩余物上形成保護(hù)性沉積(選擇比和形貌控制)。采用磁場(chǎng)增強(qiáng)的RIE工藝,通過(guò)增加離子密度而不增加離子能量(可能會(huì)損失晶圓)的方式,改進(jìn)了處理過(guò)程。當(dāng)需要處理多層薄膜時(shí),以及刻蝕中必須精確停在某個(gè)特定薄膜層而不對(duì)其造成損傷時(shí)。刻蝕技術(shù)可以通過(guò)控制刻蝕條件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)材料表面形貌的調(diào)控,可以制造出不同形狀的器件。
早期的刻蝕技術(shù)為濕法刻蝕,是將刻蝕材料浸泡在腐蝕液中進(jìn)行腐蝕的技術(shù)。這個(gè)過(guò)程是純化學(xué)腐蝕的過(guò)程。濕法刻蝕具有良好的選擇性,例如實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常采用磷酸來(lái)腐蝕鋁金屬化,而不會(huì)腐蝕金屬化層間的介質(zhì)層材料;半導(dǎo)體制造過(guò)程中用調(diào)配后的氫氟酸(加入NH4F緩沖液)來(lái)腐蝕二氧化硅,而不會(huì)對(duì)光刻膠造成過(guò)量的傷害。隨著半導(dǎo)體特征尺寸的不斷減小,濕法刻蝕逐漸被一些干法刻蝕所替代。其原因在于濕法刻蝕是各向同性的,橫向刻蝕的寬度接近于縱向刻蝕的深度,因此會(huì)產(chǎn)生鉆蝕的現(xiàn)象,因此在小尺寸的制程中,濕法刻蝕的精度控制非常困難,并且可重復(fù)性差?;瘜W(xué)刻蝕是利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)溶解材料表面的方法,適用于大多數(shù)材料。河南深硅刻蝕材料刻蝕外協(xié)
刻蝕技術(shù)可以通過(guò)選擇不同的刻蝕介質(zhì)和條件來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的刻蝕效果。貴州硅材料刻蝕外協(xié)
在等離子蝕刻工藝中,發(fā)生著許多的物理現(xiàn)象。當(dāng)在腔體中使用電極或微波產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)的時(shí)候,這個(gè)電場(chǎng)會(huì)加速所有的自由電子并提高他們的內(nèi)部能量(由于宇宙射線的原因,在任何環(huán)境中都會(huì)存在一些自由電子)。自由電子與氣體中的原子/分子發(fā)生撞擊,如果在碰撞過(guò)程中,電子傳遞了足夠的能量給原子/分子,就會(huì)發(fā)生電離現(xiàn)象,并且產(chǎn)生正離子和其他自由電子若碰撞傳遞的能量不足以激發(fā)電離現(xiàn)象則無(wú)法產(chǎn)生穩(wěn)定且能發(fā)生反應(yīng)的中性物當(dāng)足夠的能量提供給系統(tǒng),一個(gè)穩(wěn)定的,氣相等離子體包含自由電子,正離子和反應(yīng)中性物等離子蝕刻工藝中等離子體中的原子、分子離子、反應(yīng)中性物通過(guò)物理和化學(xué)方式移除襯底表面的材料。純物理蝕刻采用強(qiáng)電場(chǎng)來(lái)加速正原子離子(通常使用重量較重,惰性的氬原子)朝向襯底,加速過(guò)程將能量傳遞給了離子,當(dāng)它們撞擊到襯底表面時(shí),內(nèi)部的能量傳遞給襯底表面的原子,如果足夠的能量被傳遞,襯底表面的原子會(huì)被噴射到氣體中,較終被真空系統(tǒng)抽走。貴州硅材料刻蝕外協(xié)