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  • 珠海氧化硅材料刻蝕工藝,材料刻蝕
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材料刻蝕企業商機

介質刻蝕是用于介質材料的刻蝕,如二氧化硅。干法刻蝕優點是:各向異性好,選擇比高,可控性、靈活性、重復性好,細線條操作安全,易實現自動化,無化學廢液,處理過程未引入污染,潔凈度高。缺點是:成本高,設備復雜。干法刻蝕主要形式有純化學過程(如屏蔽式,下游式,桶式),純物理過程(如離子銑),物理化學過程,常用的有反應離子刻蝕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,反應離子刻蝕。另外,化學機械拋光CMP,剝離技術等等也可看成是廣義刻蝕的一些技術??涛g可以分成有圖形刻蝕和無圖形刻蝕。珠海氧化硅材料刻蝕工藝

珠海氧化硅材料刻蝕工藝,材料刻蝕

刻蝕也可以分成有圖形刻蝕和無圖形刻蝕。有圖形刻蝕采用掩蔽層(有圖形的光刻膠)來定義要刻蝕掉的表面材料區域,只有硅片上被選擇的這一部分在刻蝕過程中刻掉。有圖形刻蝕可用來在硅片上制作多種不同的特征圖形,包括柵、金屬互連線、通孔、接觸孔和溝槽。無圖形刻蝕、反刻或剝離是在整個硅片沒有掩模的情況下進行的,這種刻蝕工藝用于剝離掩模層。反刻是在想要把某一層膜的總的厚度減小時采用的(如當平坦化硅片表面時需要減小形貌特征)。廣東省科學院半導體研究所。同樣的刻蝕條件,針對不同的刻蝕暴露面積,刻蝕的速率會有所不一樣。珠海氧化硅材料刻蝕工藝刻蝕,英文為Etch,它是半導體制造工藝,微電子IC制造工藝以及微納制造工藝中的一種相當重要的步驟。

珠海氧化硅材料刻蝕工藝,材料刻蝕

在氧化物中開窗口的過程,可能導致氧化物—硅界面層附近的Si0處發生鉆蝕。在極端情況下,可以導致氧化物層的脫落。在淺擴散高速晶體管的制造中有時會遇到這一問題。薄膜材料刻蝕所用的化學物與溶解這一類物體的材料是相同的,其作用是將材料轉變成可溶性的鹽或復合物。對于每種材料,都有多種刻蝕化學物可選用,它們的特性取決于膜的參數(如膜的微結構、疏松度和膜的形成過程),同時也取決于所提供的前加工過程的性質。它一般有下述特點:(1)膜材料比相應的體材料更容易刻蝕。因此,必須用稀釋的刻蝕劑,以便控制刻蝕速率。(2)受照射的膜一般將被迅速刻蝕。這種情況,包括離子注入的膜,電子束蒸發生成的膜,甚至前工序中曾在電子束蒸發環境中受照射的膜。而某些光刻膠受照射則屬于例外,因為這是由于聚合作用而變得更難刻蝕的緣故。負性膠就是一例。(3)內應力大的膜將迅速被刻蝕。膜的應力通常由沉積溫度、沉積技術和基片溫度所控制。(4)微觀結構差的薄膜,包括多孔膜和疏松結構的膜,將被迅速刻蝕。這樣的膜,??梢酝ㄟ^高于生長溫度的熱處理使其致密化。鈍化層基本的刻蝕劑是氫氟酸,它有刻蝕二氧化硅而不傷及硅的優點

隨著光刻膠技術的進步,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在不改變193nm波長ArF光刻光源的前提下,將加工分辨率推向10nm的數量級。與此同時,這兩項技術對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生化學反應或浸出擴散,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到1.9以上;接著,光刻膠不能在浸沒液體的浸泡下和后續的烘烤過程中發生形變,影響加工精度;較后,當浸沒工藝目標分辨率接近10nm時,將對于光刻膠多個性能指標的權衡都提出了更加苛刻的挑戰。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的關鍵之一。光刻噴嘴噴霧模式和硅片旋轉速度是實現硅片間溶解率和均勻性的可重復性的關鍵調節參數。在集成電路制造過程中需要多種類型的干法刻蝕工藝,應用涉及硅片上各種材料。

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濕法刻蝕是化學清洗方法中的一種,是化學清洗在半導體制造行業中的應用,是用化學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硅片上的特殊區域而選擇性地刻蝕掉未被光刻膠保護的區域。從半導體制造業一開始,濕法刻蝕就與硅片制造聯系在一起。雖然濕法刻蝕已經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,并且設備簡單。工藝所用化學物質取決于要刻蝕的薄膜類型。浸沒式光刻機將朝著更高數值孔徑發展,以滿足更小光刻線寬的要求。珠海氧化硅材料刻蝕工藝

在雙重曝光工藝中,若光刻膠可以接受多次光刻曝光而不在光罩遮擋的區域發生光化學反應。珠海氧化硅材料刻蝕工藝

在微細加工中,刻蝕和清洗處理過程包括許多內容。對于適當取向的半導體薄片的鋸痕首先要機械拋光,以除去全部的機械損傷,之后進行化學刻蝕和拋光,以獲得無損傷的光學平面。這種工藝往往能去除以微米級計算的材料表層。對薄片進行化學清洗和洗滌,可以除去因操作和貯存而產生的污染,然后用熱處理的方法生長Si0(對于硅基集成電路),或者沉積氮化硅(對于砷化鎵電路),以形成初始保護層??涛g過程和圖案的形成相配合。廣東省科學院半導體研究所。半導體材料刻蝕加工廠等離子體刻蝕機要求相同的元素:化學刻蝕劑和能量源。珠海氧化硅材料刻蝕工藝

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