濕法刻蝕是化學(xué)清洗方法中的一種,也是化學(xué)清洗在半導(dǎo)體制造行業(yè)中的應(yīng)用,是用化學(xué)方法有選擇地從硅片表面去除不需要材料的過程。其基本目的是在涂膠的硅片上正確地復(fù)制掩膜圖形,有圖形的光刻膠層在刻蝕中不受到腐蝕源明顯的侵蝕,這層掩蔽膜用來在刻蝕中保護(hù)硅片上的特殊區(qū)域而選擇性地刻蝕掉未被光刻膠保護(hù)的區(qū)域。從半導(dǎo)體制造業(yè)一開始,濕法刻蝕就與硅片制造聯(lián)系在一起。雖然濕法刻蝕已經(jīng)逐步開始被法刻蝕所取代,但它在漂去氧化硅、去除殘留物、表層剝離以及大尺寸圖形刻蝕應(yīng)用等方面仍然起著重要的作用。與干法刻蝕相比,濕法刻蝕的好處在于對(duì)下層材料具有高的選擇比,對(duì)器件不會(huì)帶來等離子體損傷,并且設(shè)備簡(jiǎn)單。工藝所用化學(xué)物質(zhì)取決于要刻蝕的薄膜類型。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)。廣州刻蝕公司
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)。其利用電漿(plasma)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。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堡局滲次微米線寬制程技術(shù)的要求,而正被大量使用。福建材料刻蝕加工平臺(tái)刻蝕流片的速度與刻蝕速率密切相關(guān)噴淋流量的大小決定基板表面藥液置換速度的快慢。
溫度越高刻蝕效率越高,但是溫度過高工藝方面波動(dòng)就比較大,只要通過設(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。
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??涛g的工藝所用化學(xué)物質(zhì)取決于要刻蝕的薄膜類型。
材料的濕法化學(xué)刻蝕,一般包括刻蝕劑到達(dá)材料表面和反應(yīng)產(chǎn)物離開表面的傳輸過程,也包括表面本身的反應(yīng)。如果刻蝕劑的傳輸是限制加工的因素,則這種反應(yīng)受擴(kuò)散的限制。吸附和解吸也影響濕法刻蝕的速率,而且在整個(gè)加工過程中可能是一種限制因素。半導(dǎo)體技術(shù)中的許多刻蝕工藝是在相當(dāng)緩慢并受速率控制的情況下進(jìn)行的,這是因?yàn)楦采w在表面上有一污染層。因此,刻蝕時(shí)受到反應(yīng)劑擴(kuò)散速率的限制。污染層厚度常有幾微米,如果化學(xué)反應(yīng)有氣體逸出,則此層就可能破裂。濕法刻蝕工藝常常有反應(yīng)物產(chǎn)生,這種產(chǎn)物受溶液的溶解速率的限制。為了使刻蝕速率提高,常常使溶液攪動(dòng),因?yàn)閿噭?dòng)增強(qiáng)了外擴(kuò)散效應(yīng)。多晶和非晶材料的刻蝕是各向異性的。然而,結(jié)晶材料的刻蝕可能是各向同性,也可能是各向異性的,它取決于反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的性質(zhì)。晶體材料的各向同性刻蝕常被稱作拋光刻蝕,因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生平滑的表面。各向異性刻蝕通常能顯示晶面,或者使晶體產(chǎn)生缺陷。因此,可用于化學(xué)加工,也可作為結(jié)晶刻蝕劑。微觀結(jié)構(gòu)差的薄膜,包括多孔膜和疏松結(jié)構(gòu)的膜,將被迅速刻蝕。氮化硅材料刻蝕
理想情況下,晶圓所有點(diǎn)的刻蝕速率都一致。廣州刻蝕公司
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)。其利用電漿(plasma)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。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堡局滲次微米線寬制程技術(shù)的要求,而正被大量使用。廣州刻蝕公司