濕法刻蝕是化學(xué)清洗方法中的一種,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??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??涛g成了通過溶液、反應(yīng)離子或其它機(jī)械方式來進(jìn)行剝離、去除材料的一種統(tǒng)稱。吉林Si材料刻蝕公司
電子元器件產(chǎn)業(yè)作為電子信息制造業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),其自身市場(chǎng)的開放及格局形成與國(guó)內(nèi)電子信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展有著密切關(guān)聯(lián),目前在不斷增長(zhǎng)的新電子產(chǎn)品市場(chǎng)需求、全球電子產(chǎn)品制造業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移、中美貿(mào)易戰(zhàn)加速國(guó)產(chǎn)品牌替代等內(nèi)外多重作用下,國(guó)內(nèi)電子元器件分銷行業(yè)會(huì)長(zhǎng)期處在活躍期,與此同時(shí),在市場(chǎng)已出現(xiàn)的境內(nèi)外電子分銷商共存競(jìng)爭(zhēng)格局中,也誕生了一批具有新商業(yè)模式的電子元器件分銷企業(yè),并受到了資本市場(chǎng)青睞。中國(guó)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)行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)古群表示5G時(shí)代下微納加工技術(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)產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。認(rèn)為,在當(dāng)前不穩(wěn)定的國(guó)際貿(mào)易關(guān)系局勢(shì)下,通過2018一2019年中國(guó)電子元件行業(yè)發(fā)展情況可以看到,被美國(guó)加征關(guān)稅的微納加工技術(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)產(chǎn)品的出口額占電子元件出口總額的比重只為10%。佛山半導(dǎo)體材料刻蝕工藝刻蝕技術(shù)主要分為干法刻蝕與濕法刻蝕。
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。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。
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)。物理和化學(xué)綜合作用機(jī)理中,離子轟擊的物理過程可以通過濺射去除表面材料,具有比較強(qiáng)的方向性。
在微細(xì)加工中,刻蝕和清洗處理過程包括許多內(nèi)容。對(duì)于適當(dāng)取向的半導(dǎo)體薄片的鋸痕首先要機(jī)械拋光,以除去全部的機(jī)械損傷,之后進(jìn)行化學(xué)刻蝕和拋光,以獲得無損傷的光學(xué)平面。這種工藝往往能去除以微米級(jí)計(jì)算的材料表層。對(duì)薄片進(jìn)行化學(xué)清洗和洗滌,可以除去因操作和貯存而產(chǎn)生的污染,然后用熱處理的方法生長(zhǎng)Si0(對(duì)于硅基集成電路),或者沉積氮化硅(對(duì)于砷化鎵電路),以形成初始保護(hù)層。刻蝕過程和圖案的形成相配合。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所。半導(dǎo)體材料刻蝕加工廠等離子體刻蝕機(jī)要求相同的元素:化學(xué)刻蝕劑和能量源。反應(yīng)離子刻蝕(RIE)是當(dāng)前常用技術(shù)路徑,屬于物理和化學(xué)混合刻蝕。天津GaN材料刻蝕
干法刻蝕優(yōu)點(diǎn)是:靈活性。吉林Si材料刻蝕公司
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)聲波或兆頻聲波也用來去除氣泡。按材料來分,刻蝕主要分成三種:金屬刻蝕、介質(zhì)刻蝕、和硅刻蝕。吉林Si材料刻蝕公司