刻蝕是利用化學或者物理的方法將晶圓表面附著的不必要的材料進行去除的過程??涛g工藝可分為干法刻蝕和濕法刻蝕。目前應用主要以干法刻蝕為主,市場占比90%以上。濕法刻蝕在小尺寸及復雜結(jié)構(gòu)應用中具有局限性,目前主要用于干法刻蝕后殘留物的清洗。其中濕法刻蝕可分為化學刻蝕和電解刻蝕。根據(jù)作用原理,干法刻蝕可分為物理刻蝕(離子銑刻蝕)和化學刻蝕(等離子體刻蝕)。根據(jù)被刻蝕的材料類型,干刻蝕可以分為金屬刻蝕、介質(zhì)刻蝕與硅刻蝕。深硅刻蝕設(shè)備的未來展望是指深硅刻蝕設(shè)備在未來可能出現(xiàn)的新技術(shù)、新應用和新挑戰(zhàn)。吉林氮化硅材料刻蝕加工工廠
深硅刻蝕設(shè)備的技術(shù)發(fā)展之一是氣體分布系統(tǒng)的改進,該系統(tǒng)可以實現(xiàn)氣體在反應室內(nèi)的均勻分布和動態(tài)調(diào)節(jié),從而提高刻蝕速率和均勻性,降低荷載效應和扇形效應。例如,LamResearch公司推出了一種新型的氣體分布系統(tǒng),可以根據(jù)不同的工藝需求,自動調(diào)整氣體流量、壓力和方向1。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)高效率、高精度和高靈活性的深硅刻蝕。深硅刻蝕設(shè)備的技術(shù)發(fā)展之二是檢測系統(tǒng)的改進,該系統(tǒng)可以實時監(jiān)測樣品表面的反射光強度,從而反推出樣品的刻蝕深度和形狀,從而實現(xiàn)閉環(huán)控制和自適應調(diào)節(jié)。例如,LamResearch公司推出了一種新型的光纖檢測系統(tǒng),可以通過光纖傳輸樣品表面的反射光信號,利用光譜分析技術(shù)計算出樣品的刻蝕深度1。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性的深硅刻蝕。江蘇MEMS材料刻蝕加工廠商深硅刻蝕設(shè)備在半導體領(lǐng)域有著重要的應用,主要用于制作通孔硅(TSV)。
干法刻蝕設(shè)備是一種利用等離子體產(chǎn)生的高能離子和自由基,與被刻蝕材料發(fā)生物理碰撞和化學反應,從而去除材料并形成所需特征的設(shè)備。干法刻蝕設(shè)備是半導體制造工藝中不可或缺的一種設(shè)備,它可以實現(xiàn)高縱橫比、高方向性、高精度、高均勻性、高重復性等性能,以滿足集成電路的不斷微型化和集成化的需求。干法刻蝕設(shè)備的制程主要包括以下幾個步驟:一是樣品加載,即將待刻蝕的樣品放置在設(shè)備中的電極上,并固定好;二是氣體供應,即根據(jù)不同的工藝需求,向反應室內(nèi)輸送不同種類和比例的氣體,并控制好氣體流量和壓力;三是等離子體激發(fā),即通過不同類型的電源系統(tǒng),向反應室內(nèi)施加電場或磁場,從而激發(fā)出等離子體;四是刻蝕過程,即通過控制等離子體的密度、溫度、能量等參數(shù),使等離子體中的活性粒子與樣品表面發(fā)生物理碰撞和化學反應,從而去除材料并形成特征;五是終點檢測,即通過不同類型的檢測系統(tǒng),監(jiān)測樣品表面的反射光強度、電容變化、質(zhì)譜信號等指標,從而確定刻蝕是否達到預期的結(jié)果;六是樣品卸載,即將刻蝕完成的樣品從設(shè)備中取出,并進行后續(xù)的清洗、檢測和封裝等工藝。
硅的酸性蝕刻液:Si與HNO3、HF的混合溶液發(fā)生反應,硅的堿性刻蝕液:氫氧化鉀、氫氧化氨或四甲基羥胺(TMAH)溶液,晶片加工中,會用到強堿作表面腐蝕或減薄,器件生產(chǎn)中,則傾向于弱堿,如SC1清洗晶片或多晶硅表面顆粒,一部分機理是SC1中的NH4OH刻蝕硅,硅的均勻剝離,同時帶走表面顆粒。隨著器件尺寸縮減會引入很多新材料(如高介電常數(shù)和金屬柵極),那么在后柵極制程,多晶硅的去除常用氫氧化氨或四甲基羥胺(TMAH)溶液,制程關(guān)鍵是控制溶液的溫度和濃度,以調(diào)整刻蝕對多晶硅和其他材料的選擇比。深硅刻蝕設(shè)備在微電子機械系統(tǒng)(MEMS)領(lǐng)域也有著廣泛的應用,主要用于制作微流體器件、圖像傳感器。
深硅刻蝕設(shè)備在微機電系統(tǒng)(MEMS)領(lǐng)域也有著重要的應用,主要用于制造傳感器、執(zhí)行器、微流體器件、光學開關(guān)等。其中,傳感器是指用于檢測物理量或化學量并將其轉(zhuǎn)換為電信號的器件,如加速度傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等。深硅刻蝕設(shè)備在這些傳感器中主要用于形成懸臂梁、橋式結(jié)構(gòu)、薄膜結(jié)構(gòu)等。執(zhí)行器是指用于接收電信號并將其轉(zhuǎn)換為物理運動或化學反應的器件,如微鏡片、微噴嘴、微泵等。深硅刻蝕設(shè)備在這些執(zhí)行器中主要用于形成可動部件、驅(qū)動機構(gòu)、密封結(jié)構(gòu)等。離子束刻蝕為紅外光學系統(tǒng)提供復雜膜系結(jié)構(gòu)的高精度成形解決方案。天津深硅刻蝕材料刻蝕加工工廠
離子束濺射刻蝕是氬原子被離子化,變?yōu)閹д姾傻母吣軤顟B(tài),會加速沖擊暴露的晶圓層。吉林氮化硅材料刻蝕加工工廠
離子束刻蝕技術(shù)通過惰性氣體離子對材料表面的物理轟擊實現(xiàn)原子級去除,其非化學反應特性為敏感器件加工提供理想解決方案。該技術(shù)特有的方向性控制能力可精確調(diào)控離子入射角度,在量子材料表面形成接近垂直的納米結(jié)構(gòu)側(cè)壁。其真空加工環(huán)境完美規(guī)避化學反應殘留物污染,保障超導量子比特的波函數(shù)完整性。在芯片制造領(lǐng)域,該技術(shù)已成為磁存儲器界面工程的選擇,通過獨特的能量梯度設(shè)計消除熱損傷,使新型自旋電子器件在納米尺度展現(xiàn)完美磁學特性。吉林氮化硅材料刻蝕加工工廠