材料刻蝕是一種常見的微納加工技術(shù),它可以通過化學(xué)或物理方法將材料表面的一部分或全部去除,從而形成所需的結(jié)構(gòu)或圖案。其原理主要涉及到化學(xué)反應(yīng)、物理作用和質(zhì)量傳遞等方面。在化學(xué)刻蝕中,刻蝕液中的化學(xué)物質(zhì)與材料表面發(fā)生反應(yīng),形成可溶性化合物或氣體,從而導(dǎo)致材料表面的腐蝕和去除。例如,在硅片刻蝕中,氫氟酸和硝酸混合液可以與硅表面反應(yīng),形成可溶性的硅酸和氟化氫氣體,從而去除硅表面的部分材料。在物理刻蝕中,刻蝕液中的物理作用(如離子轟擊、電子轟擊、等離子體反應(yīng)等)可以直接或間接地導(dǎo)致材料表面的去除。例如,在離子束刻蝕中,高能離子束可以轟擊材料表面,使其發(fā)生物理變化,從而去除表面材料。在質(zhì)量傳遞方面,刻蝕液中的質(zhì)量傳遞可以通過擴(kuò)散、對(duì)流和遷移等方式實(shí)現(xiàn)。例如,在濕法刻蝕中,刻蝕液中的化學(xué)物質(zhì)可以通過擴(kuò)散到材料表面,與表面反應(yīng),從而去除表面材料。總之,材料刻蝕的原理是通過化學(xué)反應(yīng)、物理作用和質(zhì)量傳遞等方式,將材料表面的一部分或全部去除,從而形成所需的結(jié)構(gòu)或圖案。不同的刻蝕方法和刻蝕液具有不同的原理和特點(diǎn),可以根據(jù)具體需求選擇合適的刻蝕方法和刻蝕液??涛g技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的局部刻蝕,從而制造出具有特定形狀和功能的微納結(jié)構(gòu)。北京硅材料刻蝕外協(xié)
刻蝕是一種常見的表面處理技術(shù),它可以通過化學(xué)或物理方法將材料表面的一部分物質(zhì)去除,從而改變其形貌和性質(zhì)??涛g后材料的表面形貌和粗糙度取決于刻蝕的方式、條件和材料的性質(zhì)。在化學(xué)刻蝕中,常用的刻蝕液包括酸、堿、氧化劑等,它們可以與材料表面的物質(zhì)反應(yīng),形成可溶性的化合物,從而去除材料表面的一部分物質(zhì)?;瘜W(xué)刻蝕可以得到較為均勻的表面形貌和較小的粗糙度,但需要控制好刻蝕液的濃度、溫度和時(shí)間,以避免過度刻蝕和表面不均勻。物理刻蝕包括離子束刻蝕、電子束刻蝕、激光刻蝕等,它們利用高能粒子或光束對(duì)材料表面進(jìn)行加工,從而改變其形貌和性質(zhì)。物理刻蝕可以得到非常細(xì)致的表面形貌和較小的粗糙度,但需要控制好加工參數(shù),以避免過度刻蝕和表面損傷??偟膩碚f,刻蝕后材料的表面形貌和粗糙度取決于刻蝕的方式、條件和材料的性質(zhì)。合理的刻蝕參數(shù)可以得到理想的表面形貌和粗糙度,從而滿足不同應(yīng)用的需求。廣州黃埔濕法刻蝕等離子體刻蝕是一種高效的刻蝕方法,可以在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高精度的加工。
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(選擇比和形貌控制)。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。
刻蝕技術(shù)是一種在集成電路制造中廣泛應(yīng)用的重要工藝。它是一種通過化學(xué)反應(yīng)和物理過程來去除或改變材料表面的方法,可以用于制造微小的結(jié)構(gòu)和器件。以下是刻蝕技術(shù)在集成電路制造中的一些應(yīng)用:1.制造光刻掩膜:刻蝕技術(shù)可以用于制造光刻掩膜。光刻掩膜是一種用于制造微小結(jié)構(gòu)的模板,它可以通過刻蝕技術(shù)來制造。在制造過程中,先在掩膜上涂上光刻膠,然后使用光刻機(jī)器將圖案投射到光刻膠上,之后使用刻蝕技術(shù)將光刻膠和掩膜上不需要的部分去除。2.制造微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS):刻蝕技術(shù)可以用于制造微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)。MEMS是一種微小的機(jī)械系統(tǒng),可以用于制造傳感器、執(zhí)行器和微型機(jī)器人等。通過刻蝕技術(shù),可以在硅片表面形成微小的結(jié)構(gòu)和器件,從而制造MEMS??涛g技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同材料的刻蝕,如硅、氮化硅、氧化鋁等。
相比刻蝕用單晶硅材料,芯片用單晶硅材料是芯片等終端產(chǎn)品的原材料,市場(chǎng)比較廣闊,國(guó)產(chǎn)替代的需求也十分旺盛。SEMI的統(tǒng)計(jì)顯示,2018年全球半導(dǎo)體制造材料市場(chǎng)規(guī)模為322.38億美元,其中硅材料的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到121.24億美元,占比高達(dá)37.61%??涛g用單晶硅材料和芯片用單晶硅材料在制造環(huán)節(jié)上有諸多相似之處:積累的固液共存界面控制技術(shù)、熱場(chǎng)尺寸優(yōu)化工藝、多晶硅投料優(yōu)化等工藝技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,為進(jìn)入新賽道提供了產(chǎn)業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的支撐。刻蝕成了通過溶液、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。刻蝕技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同深度的刻蝕,從幾納米到數(shù)百微米不等。廣州花都刻蝕設(shè)備
干法刻蝕優(yōu)點(diǎn)是:可控性。北京硅材料刻蝕外協(xié)
材料刻蝕是一種通過化學(xué)反應(yīng)或物理作用,將材料表面的一部分或全部去除的過程。它是一種重要的微納加工技術(shù),被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光電子、生物醫(yī)學(xué)、納米科技等領(lǐng)域。材料刻蝕可以分為濕法刻蝕和干法刻蝕兩種類型。濕法刻蝕是通過將材料浸泡在化學(xué)溶液中,利用化學(xué)反應(yīng)來去除材料表面的一部分或全部。干法刻蝕則是通過在真空或氣氛中使用化學(xué)氣相沉積等技術(shù),利用化學(xué)反應(yīng)或物理作用來去除材料表面的一部分或全部。材料刻蝕的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)高精度、高速度、高可重復(fù)性的微納加工,可以制造出各種形狀和尺寸的微納結(jié)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)各種功能。例如,在半導(dǎo)體工業(yè)中,材料刻蝕可以用于制造微處理器、光電器件、傳感器等;在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中,材料刻蝕可以用于制造微流控芯片、生物芯片等。然而,材料刻蝕也存在一些缺點(diǎn),例如刻蝕過程中可能會(huì)產(chǎn)生毒性氣體和廢液,需要進(jìn)行處理和排放;刻蝕過程中可能會(huì)導(dǎo)致材料表面的粗糙度增加,影響器件性能等。因此,在使用材料刻蝕技術(shù)時(shí),需要注意安全、環(huán)保和工藝優(yōu)化等問題。北京硅材料刻蝕外協(xié)