典型的硅刻蝕是用含氮的物質(zhì)與氫氟酸的混合水溶液。這一配比規(guī)則在控制刻蝕中成為一個(gè)重要的因素。在一些比率上,刻蝕硅會(huì)有放熱反應(yīng)。加熱反應(yīng)所產(chǎn)生的熱可加速刻蝕反應(yīng),接下來(lái)又產(chǎn)生更多的熱,這樣進(jìn)行下去會(huì)導(dǎo)致工藝無(wú)法控制。有時(shí)醋酸和其他成分被混合進(jìn)來(lái)控制加熱反應(yīng)。一些器件要求在晶圓上刻蝕出槽或溝??涛g配方要進(jìn)行調(diào)整以使刻蝕速率依靠晶圓的取向。取向的晶圓以45°角刻蝕,取向的晶圓以“平”底刻蝕。其他取向的晶圓可以得到不同形狀的溝槽。多晶硅刻蝕也可用基本相同的規(guī)則。晶圓的不同點(diǎn)刻蝕速率不同的情況稱(chēng)為非均勻性,通常以百分比表示。東莞Si材料刻蝕外協(xié)
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)。深圳材料刻蝕加工廠商物理和化學(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。
反應(yīng)離子刻蝕:這種刻蝕過(guò)程同時(shí)兼有物理和化學(xué)兩種作用。輝光放電在零點(diǎn)幾到幾十帕的低真空下進(jìn)行。硅片處于陰極電位,放電時(shí)的電位大部分降落在陰極附近。大量帶電粒子受垂直于硅片表面的電場(chǎng)加速,垂直入射到硅片表面上,以較大的動(dòng)量進(jìn)行物理刻蝕,同時(shí)它們還與薄膜表面發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生化學(xué)刻蝕作用。選擇合適的氣體組分,不僅可以獲得理想的刻蝕選擇性和速度,還可以使活性基團(tuán)的壽命短,這就有效地阻止了因這些基團(tuán)在薄膜表面附近的擴(kuò)散所能造成的側(cè)向反應(yīng),提高了刻蝕的各向異性特性。反應(yīng)離子刻蝕是超大規(guī)模集成電路工藝中比較有發(fā)展前景的一種刻蝕方法。
反應(yīng)離子刻蝕:這種刻蝕過(guò)程同時(shí)兼有物理和化學(xué)兩種作用。輝光放電在零點(diǎn)幾到幾十帕的低真空下進(jìn)行。硅片處于陰極電位,放電時(shí)的電位大部分降落在陰極附近。大量帶電粒子受垂直于硅片表面的電場(chǎng)加速,垂直入射到硅片表面上,以較大的動(dòng)量進(jìn)行物理刻蝕,同時(shí)它們還與薄膜表面發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生化學(xué)刻蝕作用。選擇合適的氣體組分,不僅可以獲得理想的刻蝕選擇性和速度,還可以使活性基團(tuán)的壽命短,這就有效地阻止了因這些基團(tuán)在薄膜表面附近的擴(kuò)散所能造成的側(cè)向反應(yīng),較大提高了刻蝕的各向異性特性。反應(yīng)離子刻蝕是超大規(guī)模集成電路工藝中比較有發(fā)展前景的一種刻蝕方法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。
濕法刻蝕是化學(xué)清洗方法中的一種,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(guò)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(lái)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(kāi)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(kāi)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(lái)等離子體損傷,并且設(shè)備簡(jiǎn)單。在物理上,等離子體刻蝕劑由反應(yīng)室、真空系統(tǒng)、氣體供應(yīng)、終點(diǎn)檢測(cè)和電源組成。上海材料刻蝕技術(shù)
按材料來(lái)分,刻蝕主要分成3種:金屬刻蝕、介質(zhì)刻蝕、和硅刻蝕。東莞Si材料刻蝕外協(xié)
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(xiàn)條操作安全,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,無(wú)化學(xué)廢液,處理過(guò)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(guò)程(如屏蔽式,下游式,桶式),純物理過(guò)程(如離子銑),物理化學(xué)過(guò)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。東莞Si材料刻蝕外協(xié)