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)了處理過程。 溫度越高刻蝕效率越高,但是溫度過高工藝方面波動(dòng)較大,要通過設(shè)備自帶溫控器和點(diǎn)檢確認(rèn)。廣州越秀刻蝕公司
刻蝕工藝是:把未被抗蝕劑掩蔽的薄膜層除去,從而在薄膜上得到與抗蝕劑膜上完全相同圖形的工藝。在集成電路制造過程中,經(jīng)過掩模套準(zhǔn)、曝光和顯影,在抗蝕劑膜上復(fù)印出所需的圖形,或者用電子束直接描繪在抗蝕劑膜上產(chǎn)生圖形,然后把此圖形精確地轉(zhuǎn)移到抗蝕劑下面的介質(zhì)薄膜(如氧化硅、氮化硅、多晶硅)或金屬薄膜(如鋁及其合金)上去,制造出所需的薄層圖案??涛g就是用化學(xué)的、物理的或同時(shí)使用化學(xué)和物理的方法,有選擇地把沒有被抗蝕劑掩蔽的那一部分薄膜層除去,從而在薄膜上得到和抗蝕劑膜上完全一致的圖形??涛g技術(shù)主要分為干法刻蝕與濕法刻蝕。干法刻蝕主要利用反應(yīng)氣體與等離子體進(jìn)行刻蝕;濕法刻蝕主要利用化學(xué)試劑與被刻蝕材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行刻蝕。在工藝中可能會(huì)對(duì)一個(gè)薄膜層或多個(gè)薄膜層執(zhí)行特定的刻蝕步驟。反應(yīng)離子刻蝕設(shè)備按材料來分,刻蝕主要分成3種:金屬刻蝕、介質(zhì)刻蝕、和硅刻蝕。
二氧化硅的干法刻蝕方法是:刻蝕原理氧化物的等離子體刻蝕工藝大多采用含有氟碳化合物的氣體進(jìn)行刻蝕。使用的氣體有四氟化碳(CF)、八氟丙烷(C,F(xiàn)8)、三氟甲烷(CHF3)等,常用的是CF和CHFCF的刻蝕速率比較高但對(duì)多晶硅的選擇比不好,CHF3的聚合物生產(chǎn)速率較高,非等離子體狀態(tài)下的氟碳化合物化學(xué)穩(wěn)定性較高,且其化學(xué)鍵比SiF的化學(xué)鍵強(qiáng),不會(huì)與硅或硅的氧化物反應(yīng)。選擇比的改變?cè)诋?dāng)今半導(dǎo)體工藝中,Si02的干法刻蝕主要用于接觸孔與金屬間介電層連接洞的非等向性刻蝕方面。前者在S102下方的材料是Si,后者則是金屬層,通常是TiN(氮化鈦),因此在Si02的刻蝕中,Si07與Si或TiN的刻蝕選擇比是一個(gè)比較重要的因素。
隨著光刻膠技術(shù)的進(jìn)步,只需要一次涂膠,兩次光刻和一次刻蝕的雙重光刻工藝也成為可能。浸沒光刻和雙重光刻技術(shù)在不改變193nm波長(zhǎng)ArF光刻光源的前提下,將加工分辨率推向10nm的數(shù)量級(jí)。與此同時(shí),這兩項(xiàng)技術(shù)對(duì)光刻膠也提出了新的要求。在浸沒工藝中;光刻膠首先不能與浸沒液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或浸出擴(kuò)散,損傷光刻膠自身和光刻鏡頭;其次,光刻膠的折射率必須大于透鏡,液體和頂部涂層。因此光刻膠中主體樹脂的折射率一般要求達(dá)到1.9以上;接著,光刻膠不能在浸沒液體的浸泡下和后續(xù)的烘烤過程中發(fā)生形變,影響加工精度;較后,當(dāng)浸沒工藝目標(biāo)分辨率接近10nm時(shí),將對(duì)于光刻膠多個(gè)性能指標(biāo)的權(quán)衡都提出了更加苛刻的挑戰(zhàn)。浸沒ArF光刻膠制備難度大于干性ArF光刻膠,是ArF光刻加工分辨率突破45nm的關(guān)鍵之一。光刻噴嘴噴霧模式和硅片旋轉(zhuǎn)速度是實(shí)現(xiàn)硅片間溶解率和均勻性的可重復(fù)性的關(guān)鍵調(diào)節(jié)參數(shù)。干法刻蝕優(yōu)點(diǎn)是:潔凈度高。
干刻蝕是一類較新型,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;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。浸沒光刻和雙重光刻技術(shù)在不改變193nm波長(zhǎng)ArF光刻光源的前提下,將加工分辨率推向10nm的數(shù)量級(jí)。反應(yīng)離子刻蝕設(shè)備
刻蝕是指用化學(xué)或物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要的材料的過程。廣州越秀刻蝕公司
刻蝕用單晶硅材料和芯片用單晶硅材料在制造環(huán)節(jié)上有諸多相似之處:公司積累的固液共存界面控制技術(shù)、熱場(chǎng)尺寸優(yōu)化工藝、多晶硅投料優(yōu)化等工藝技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,為公司進(jìn)入新賽道提供了產(chǎn)業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的支撐。不過,芯片用單晶硅材料對(duì)材料內(nèi)部微缺陷率水平的要求較高,對(duì)加工環(huán)節(jié)的硅片表面顆粒和雜質(zhì)含量、表面平整度、應(yīng)力和機(jī)械強(qiáng)度等參數(shù)指標(biāo)有更為嚴(yán)格的要求。這些特性導(dǎo)致芯片用單晶硅材料的研發(fā)和生產(chǎn),需要合理設(shè)計(jì)加工環(huán)節(jié)的工藝流程,同時(shí)也需要更先進(jìn)的加工設(shè)備。通過刻蝕用單晶硅材料在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中“見縫插針”的公司,已經(jīng)擁有了穩(wěn)定的基本盤。向芯片用單晶硅材料賽道進(jìn)發(fā),既是對(duì)創(chuàng)業(yè)初心的回歸,更是應(yīng)對(duì)下游需求變化的戰(zhàn)略調(diào)整,有望再一次驅(qū)動(dòng)公司的強(qiáng)勁增長(zhǎng)。廣州越秀刻蝕公司
廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所是以提供微納加工技術(shù)服務(wù),真空鍍膜技術(shù)服務(wù),紫外光刻技術(shù)服務(wù),材料刻蝕技術(shù)服務(wù)為主的****,公司成立于2016-04-07,旗下芯辰實(shí)驗(yàn)室,微納加工,已經(jīng)具有一定的業(yè)內(nèi)水平。廣東省半導(dǎo)體所致力于構(gòu)建電子元器件自主創(chuàng)新的競(jìng)爭(zhēng)力,廣東省半導(dǎo)體所將以精良的技術(shù)、優(yōu)異的產(chǎn)品性能和完善的售后服務(wù),滿足國(guó)內(nèi)外廣大客戶的需求。