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)。其利用電漿(plasma)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。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,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(xiàn)寬制程技術(shù)的要求,而正被大量使用。濕法刻蝕在半導(dǎo)體工藝中有著普遍應(yīng)用:磨片、拋光、清洗、腐蝕。江西材料刻蝕代工
工藝所用化學(xué)物質(zhì)取決于要刻蝕的薄膜類(lèi)型。介電刻蝕應(yīng)用中通常使用含氟的化學(xué)物質(zhì)。硅和金屬刻蝕使用含氯成分的化學(xué)物質(zhì)。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。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),刻蝕工藝的選擇比就變得非常重要。選擇比是兩個(gè)刻蝕速率的比率:被去除層的刻蝕速率與被保護(hù)層的刻蝕速率(例如刻蝕掩膜或終止層)。掩模或停止層)通常都希望有更高的選擇比。廣東材料刻蝕加工工廠(chǎng)干法刻蝕優(yōu)點(diǎn)是:各向異性好。
鋁膜濕法刻蝕:對(duì)于鋁和鋁合金層有選擇性的刻蝕溶液是居于磷酸的。遺憾的是,鋁和磷酸反應(yīng)的副產(chǎn)物是微小的氫氣泡。這些氣泡附著在晶圓表面,并阻礙刻蝕反應(yīng)。結(jié)果既可能產(chǎn)生導(dǎo)致相鄰引線(xiàn)短路的鋁橋連,又可能在表面形成不希望出現(xiàn)的雪球的鋁點(diǎn)。特殊配方鋁刻蝕溶液的使用緩解了這個(gè)問(wèn)題。典型的活性溶液成分配比是:16:1:1:2。除了特殊配方外,典型的鋁刻蝕工藝還會(huì)包含以攪拌或上下移動(dòng)晶圓舟的攪動(dòng)。有時(shí)超聲波或兆頻超聲波也用來(lái)去除氣泡。
理想情況下,晶圓所有點(diǎn)的刻蝕速率都一致(均勻)。晶圓不同點(diǎn)刻蝕速率不同的情況稱(chēng)為非均勻性(或者稱(chēng)為微負(fù)載),通常以百分比表示。減少非均勻性和微負(fù)載是刻蝕的重要目標(biāo)。應(yīng)用材料公司一直以來(lái)不斷開(kāi)發(fā)具有成本效益的創(chuàng)新解決方案,來(lái)應(yīng)對(duì)不斷變化的蝕刻難題。這些難題可能源自于器件尺寸的不斷縮??;所用材料的變化(例如高k薄膜或多孔較低k介電薄膜);器件架構(gòu)多樣化(例如FinFET和三維NAND晶體管);以及新的封裝方式(例如硅穿孔(TSV)技術(shù))。干法刻蝕優(yōu)點(diǎn)是:處理過(guò)程未引入污染。
同樣的刻蝕條件,針對(duì)不同的刻蝕暴露面積,刻蝕的速率會(huì)有所不一樣。通常來(lái)說(shuō),刻蝕面積越大,刻蝕的速率越慢,暴露面積越小,刻蝕的速率越快。所以在速率調(diào)試的過(guò)程中,要使用尺寸相當(dāng)?shù)臉悠愤M(jìn)來(lái)調(diào)試,這樣調(diào)試的刻蝕速率參考意義比較大。氮化硅濕法刻蝕:對(duì)于鈍化層,另外一種受青睞的化合物是氮化硅??梢杂靡后w化學(xué)的方法來(lái)刻蝕,但是不想其他層那樣容易。使用的化學(xué)品是熱磷酸。因酸液在此溫度下會(huì)迅速蒸發(fā),所以刻蝕要在一個(gè)裝有冷卻蓋的密封回流容器中進(jìn)行。主要問(wèn)題是光刻膠層經(jīng)不起刻蝕劑的溫度和高刻蝕速率。因此,需要一層二氧化硅或其他材料來(lái)阻擋刻蝕劑。這兩個(gè)因素已導(dǎo)致對(duì)于氮化硅使用干法刻蝕技術(shù)。干法刻蝕優(yōu)點(diǎn)是:無(wú)化學(xué)廢液。廣東材料刻蝕加工工廠(chǎng)
物理和化學(xué)綜合作用機(jī)理中,離子轟擊的物理過(guò)程可以通過(guò)濺射去除表面材料,具有比較強(qiáng)的方向性。江西材料刻蝕代工
溫度越高刻蝕效率越高,但是溫度過(guò)高工藝方面波動(dòng)就比較大,只要通過(guò)設(shè)備自帶溫控器和點(diǎn)檢確認(rèn)??涛g流片的速度與刻蝕速率密切相關(guān)噴淋流量的大小決定了基板表面藥液置換速度的快慢,流量控制可保證基板表面藥液濃度均勻。過(guò)刻量即測(cè)蝕量,適當(dāng)增加測(cè)試量可有效控制刻蝕中的點(diǎn)狀不良作業(yè)數(shù)量管控:每天對(duì)生產(chǎn)數(shù)量及時(shí)記錄,達(dá)到規(guī)定作業(yè)片數(shù)及時(shí)更換。作業(yè)時(shí)間管控:由于藥液的揮發(fā),所以如果在規(guī)定更換時(shí)間未達(dá)到相應(yīng)的生產(chǎn)片數(shù)藥液也需更換。首片和抽檢管控:作業(yè)時(shí)需先進(jìn)行首片確認(rèn),且在作業(yè)過(guò)程中每批次進(jìn)行抽檢(時(shí)間間隔約25min)。1、大面積刻蝕不干凈:刻蝕液濃度下降、刻蝕溫度變化。2、刻蝕不均勻:噴淋流量異常、藥液未及時(shí)沖洗干凈等。3、過(guò)刻蝕:刻蝕速度異常、刻蝕溫度異常等。在硅材料刻蝕當(dāng)中,硅針的刻蝕需要用到各向同性刻蝕,硅柱的刻蝕需要用到各項(xiàng)異性刻蝕。江西材料刻蝕代工