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下層材料具有高的選擇比,對器件不會帶來等離子體損傷,并且設(shè)備簡單。工藝所用化學(xué)物質(zhì)取決于要刻蝕的薄膜類型。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。東莞ICP材料刻蝕外協(xié)
反應(yīng)離子刻蝕是當(dāng)前常用技術(shù)路徑,屬于物理和化學(xué)混合刻蝕。在傳統(tǒng)的反應(yīng)離子刻蝕機(jī)中,進(jìn)入反應(yīng)室的氣體會被分解電離為等離子體,等離子體由反應(yīng)正離子、自由基,浙江氮化硅材料刻蝕服務(wù)價(jià)格、反應(yīng)原子等組成。反應(yīng)正離子會轟擊硅片表面形成物理刻蝕,同時(shí)被轟擊的硅片表面化學(xué)活性被提高,之后硅片會與自由基和反應(yīng)原子形成化學(xué)刻蝕。這個(gè)過程中由于離子轟擊帶有方向性,RIE技術(shù)具有較好的各向異性。目前先進(jìn)集成電路制造技術(shù)中用于刻蝕關(guān)鍵層的刻蝕方法是高密度等離子體刻蝕技術(shù)。傳統(tǒng)的RIE系統(tǒng)難以使刻蝕物質(zhì)進(jìn)入高深寬比圖形中并將殘余生成物從中排出,因此不能滿足0.25μm以下尺寸的加工要求,解決辦法是增加等離子體的密度。高密度等離子體刻蝕技術(shù)主要分為電子回旋加速振蕩(ECR)、電容或電感耦合等離子體(CCP/ICP)??涛g成了通過溶液、反應(yīng)離子或其它機(jī)械方式來剝離、去除材料的一種統(tǒng)稱。吉林半導(dǎo)體材料刻蝕按材料來分,刻蝕主要分成3種:金屬刻蝕、介質(zhì)刻蝕、和硅刻蝕。
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。刻蝕技術(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。在工藝中可能會對一個(gè)薄膜層或多個(gè)薄膜層執(zhí)行特定的刻蝕步驟。
介質(zhì)刻蝕是用于介質(zhì)材料的刻蝕,例如二氧化硅。干法刻蝕優(yōu)點(diǎn)是:各向異性好,選擇比高,可控性、靈活性、重復(fù)性好,細(xì)線條操作安全,易實(shí)現(xiàn)自動化,無化學(xué)廢液,處理過程未引入污染,潔凈度高。缺點(diǎn)是:成本高,設(shè)備復(fù)雜。干法刻蝕主要形式有純化學(xué)過程(如屏蔽式,下游式,桶式),純物理過程(如離子銑),物理化學(xué)過程,常用的有反應(yīng)離子刻蝕RIE,離子束輔助自由基刻蝕ICP等。干法刻蝕方式比較多,一般有:濺射與離子束銑蝕,等離子刻蝕(PlasmaEtching),高壓等離子刻蝕,高密度等離子體(HDP)刻蝕,反應(yīng)離子刻蝕(RIE)。另外,化學(xué)機(jī)械拋光CMP,剝離技術(shù)等等也可看成是廣義刻蝕的一些技術(shù)??涛g基本目標(biāo)是在涂膠的硅片上正確地復(fù)制掩模圖形。離子轟擊可以改善化學(xué)刻蝕作用,使反應(yīng)元素與硅表面物質(zhì)反應(yīng)效率更高。
工藝所用化學(xué)物質(zhì)取決于要刻蝕的薄膜型號。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)。在工藝中可能會對一個(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),以及刻蝕中必須停在某個(gè)特定薄膜層而不對其造成損傷時(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?;蛲V箤樱┩ǔ6枷M懈叩倪x擇比。MEMS材料刻蝕價(jià)格在硅材料刻蝕當(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。干法刻蝕優(yōu)點(diǎn)是:重復(fù)性好。常州反應(yīng)性離子刻蝕
干法刻蝕優(yōu)點(diǎn)是:易實(shí)現(xiàn)自動化。東莞ICP材料刻蝕外協(xié)
選擇比指的是在同一刻蝕條件下一種材料與另一種材料相比刻蝕速率快多少,它定義為被刻蝕材料的刻蝕速率與另一種材料的刻蝕速率的比?;緝?nèi)容:高選擇比意味著只刻除想要刻去的那一層材料。一個(gè)高選擇比的刻蝕工藝不刻蝕下面一層材料(刻蝕到恰當(dāng)?shù)纳疃葧r(shí)停止)并且保護(hù)的光刻膠也未被刻蝕。圖形幾何尺寸的縮小要求減薄光刻膠厚度。高選擇比在較先進(jìn)的工藝中為了確保關(guān)鍵尺寸和剖面控制是必需的。特別是關(guān)鍵尺寸越小,選擇比要求越高。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所。東莞ICP材料刻蝕外協(xié)