貴州半導(dǎo)體材料刻蝕平臺(tái)

二氧化硅的干法刻蝕：刻蝕原理氧化物的等離子體刻蝕工藝大多采用含有氟碳化合物的氣體進(jìn)行刻蝕。使用的氣體有四氟化碳(CF)、八氟丙烷(C，F(xiàn)8)、三氟甲烷(CHF3)等，常用的是CF和CHFCF的刻蝕速率比較高但對(duì)多晶硅的選擇比不好，CHF3的聚合物生產(chǎn)速率較高，非等離子體狀態(tài)下的氟碳化合物化學(xué)穩(wěn)定性較高，且其化學(xué)鍵比SiF的化學(xué)鍵強(qiáng)，不會(huì)與硅或硅的氧化物反應(yīng)。選擇比的改變?cè)诋?dāng)今半導(dǎo)體工藝中，Si02的干法刻蝕主要用于接觸孔與金屬間介電層連接洞的非等向性刻蝕方面。前者在S102下方的材料是Si，后者則是金屬層，通常是TiN（氮化鈦），因此在Si02的刻蝕中，Si07與Si或TiN的刻蝕選擇比是一個(gè)比較重要的因素。刻蝕也可以分成有圖形刻蝕和無(wú)圖形刻蝕。光刻膠又稱光致抗蝕劑，是一種對(duì)光敏感的混合液體。貴州半導(dǎo)體材料刻蝕平臺(tái)

在刻蝕環(huán)節(jié)中，硅電極產(chǎn)生高電壓，令刻蝕氣體形成電離狀態(tài)，其與芯片同時(shí)處于刻蝕設(shè)備的同一腔體中，并隨著刻蝕進(jìn)程而逐步被消耗，因此刻蝕電極也需要達(dá)到與晶圓一樣的半導(dǎo)體級(jí)的純度（11個(gè)9）。芯片工藝的迭代發(fā)展，離不開(kāi)上游產(chǎn)業(yè)的制造水平提升。在刻蝕過(guò)程中，為了讓晶圓表面面向刻蝕的深度均勻一致，硅單晶電極的面積必須要大于被加工的晶圓面積，所以，目前主流的先進(jìn)刻蝕機(jī)，硅電極的直徑趨于向更大尺寸發(fā)展，一般來(lái)說(shuō)，45nm至7nm線寬的12英寸的晶圓，對(duì)應(yīng)的刻蝕用單晶硅材料尺寸通常在14英寸以上，較大直徑要求達(dá)到19英寸。并且，越是先進(jìn)制程，越追求刻蝕的極限線寬，這樣，對(duì)硅電極的材料內(nèi)在缺陷、面向均勻性的要求，也提高了許多。上海GaN材料刻蝕服務(wù)在集成電路制造過(guò)程中需要多種類(lèi)型的干法刻蝕工藝，應(yīng)用涉及硅片上各種材料。

干刻蝕是一類(lèi)較新型，但迅速為半導(dǎo)體工業(yè)所采用的技術(shù)，GaN材料刻蝕工藝。其利用電漿(plasma)來(lái)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(lái)；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，GaN材料刻蝕工藝。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(lái)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(lái)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(yè)堡局滲次微米線寬制程技術(shù)的要求，而正被大量使用。

干法刻蝕也可以根據(jù)被刻蝕的材料類(lèi)型來(lái)分類(lèi)。按材料來(lái)分，刻蝕主要分成三種：金屬刻蝕、介質(zhì)刻蝕、和硅刻蝕。介質(zhì)刻蝕是用于介質(zhì)材料的刻蝕，如二氧化硅。接觸孔和通孔結(jié)構(gòu)的制作需要刻蝕介質(zhì)，從而在ILD中刻蝕出窗口，而具有高深寬比（窗口的深與寬的比值）的窗口刻蝕具有一定的挑戰(zhàn)性。硅刻蝕（包括多晶硅）應(yīng)用于需要去除硅的場(chǎng)合，如刻蝕多晶硅晶體管柵和硅槽電容。金屬刻蝕主要是在金屬層上去掉鋁合金復(fù)合層，制作出互連線。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所。晶圓不同點(diǎn)刻蝕速率不同的情況稱為非均勻性（或者稱為微負(fù)載），通常以百分比表示。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)。

在半導(dǎo)體制造中有兩種基本的刻蝕工藝：干法刻蝕和濕法腐蝕。干法刻蝕是把硅片表面曝露于氣態(tài)中產(chǎn)生的等離子體，等離子體通過(guò)光刻膠中開(kāi)出的窗口，與硅片發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)（或這兩種反應(yīng)），從而去掉曝露的表面材料。干法刻蝕是亞微米尺寸下刻蝕器件的較重要方法。而在濕法腐蝕中，液體化學(xué)試劑（如酸、堿和溶劑等）以化學(xué)方式去除硅片表面的材料。濕法腐蝕一般只是用在尺寸較大的情況下（大于3微米）。濕法腐蝕仍然用來(lái)腐蝕硅片上某些層或用來(lái)去除干法刻蝕后的殘留物。濕法刻蝕特點(diǎn)是：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。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。佛山氮化硅材料刻蝕加工廠

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。貴州半導(dǎo)體材料刻蝕平臺(tái)

ArF浸沒(méi)式兩次曝光技術(shù)已被業(yè)界認(rèn)為是32nm節(jié)點(diǎn)較具競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)；在更低的22nm節(jié)點(diǎn)甚至16nm節(jié)點(diǎn)技術(shù)中，浸沒(méi)式光刻技術(shù)也具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。浸沒(méi)式光刻技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)主要有：如何解決曝光中產(chǎn)生的氣泡和污染等缺陷的問(wèn)題；研發(fā)和水具有良好的兼容性且折射率大于1．8的光刻膠的問(wèn)題；研發(fā)折射率較大的光學(xué)鏡頭材料和浸沒(méi)液體材料；以及有效數(shù)值孔徑NA值的拓展等問(wèn)題。針對(duì)這些難題挑戰(zhàn)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者以及公司已經(jīng)做了相關(guān)研究并提出相應(yīng)的對(duì)策。浸沒(méi)式光刻機(jī)將朝著更高數(shù)值孔徑發(fā)展，以滿足更小光刻線寬的要求。貴州半導(dǎo)體材料刻蝕平臺(tái)