氧化硅刻蝕制程是一種在半導體制造中常用的技術,它可以實現(xiàn)對氧化硅薄膜的精確形貌控制,以滿足不同的器件設計和功能要求。氧化硅刻蝕制程的主要類型有以下幾種:濕法刻蝕:利用氧化硅與酸或堿溶液的化學反應,將氧化硅溶解掉,形成所需的圖案。這種方法的優(yōu)點是刻蝕速率快,選擇性高,設備簡單,成本低。缺點是刻蝕均勻性差,刻蝕側壁傾斜,不適合高分辨率和高深寬比的結構。干法刻蝕:利用高能等離子體束或離子束對氧化硅進行物理轟擊或化學反應,將氧化硅去除,形成所需的圖案。硅濕法刻蝕相對于干法刻蝕是一種相對簡單且成本較低的方法,通常在室溫下使用液體刻蝕介質進行。遼寧材料刻蝕
電容耦合等離子體刻蝕(CCP)是通過匹配器和隔直電容把射頻電壓加到兩塊平行平板電極上進行放電而生成的,兩個電極和等離子體構成一個等效電容器。這種放電是靠歐姆加熱和鞘層加熱機制來維持的。由于射頻電壓的引入,將在兩電極附近形成一個電容性鞘層,而且鞘層的邊界是快速振蕩的。當電子運動到鞘層邊界時,將被這種快速移動的鞘層反射而獲得能量。電容耦合等離子體刻蝕常用于刻蝕電介質等化學鍵能較大的材料,刻蝕速率較慢。電感耦合等離子體刻蝕(ICP)的原理,是交流電流通過線圈產(chǎn)生誘導磁場,誘導磁場產(chǎn)生誘導電場,反應腔中的電子在誘導電場中加速產(chǎn)生等離子體。通過這種方式產(chǎn)生的離子化率高,但是離子團均一性差,常用于刻蝕硅,金屬等化學鍵能較小的材料。電感耦合等離子體刻蝕設備可以做到電場在水平和垂直方向上的控制,可以做到真正意義上的De-couple,控制plasma密度以及轟擊能量。北京納米刻蝕二氧化硅的濕法刻蝕可以使用氫氟酸(HF)作為刻蝕劑,通常在刻蝕溶液中加入氟化銨作為緩沖劑。
現(xiàn)代離子束刻蝕裝備融合等離子體物理與精密工程技術,其多極磁場約束系統(tǒng)實現(xiàn)束流精度質的飛躍。在300mm晶圓量產(chǎn)中,創(chuàng)新七柵離子光學結構與自適應控制算法完美配合,將刻蝕均勻性推至亞納米級別。突破性突破在于發(fā)展出晶圓溫度實時補償系統(tǒng),消除熱形變導致的圖形畸變,支撐半導體制造進入原子精度時代。離子束刻蝕在高級光學制造領域開創(chuàng)非接觸加工新范式,其納米級選擇性去除技術實現(xiàn)亞埃級面形精度。在極紫外光刻物鏡制造中,該技術成功應用駐留時間控制算法,將300mm非球面鏡的面形誤差控制在0.1nm以下。突破性在于建立大氣環(huán)境與真空環(huán)境的精度轉換模型,使光學系統(tǒng)波像差達到0.5nm極限,支撐3nm芯片制造的光學系統(tǒng)量產(chǎn)。
深硅刻蝕設備的工藝參數(shù)是指影響深硅刻蝕反應結果的各種因素,它包括以下幾個方面:一是氣體參數(shù),即影響深硅刻蝕反應氣相化學反應和物理碰撞過程的因素,如氣體種類、氣體流量、氣體壓力等;二是電源參數(shù),即影響深硅刻蝕反應等離子體產(chǎn)生和加速過程的因素,如射頻功率、射頻頻率、偏置電壓等;三是時間參數(shù),即影響深硅刻蝕反應持續(xù)時間和循環(huán)次數(shù)的因素,如總時間、循環(huán)時間、循環(huán)次數(shù)等;四是溫度參數(shù),即影響深硅刻蝕反應溫度分布和熱應力產(chǎn)生的因素,如反應室溫度、電極溫度、樣品溫度等;五是幾何參數(shù),即影響深硅刻蝕反應空間分布和方向性的因素,如樣品尺寸、樣品位置、樣品傾角等。中性束刻蝕技術徹底突破先進芯片介電層無損加工的技術瓶頸。
深硅刻蝕設備的主要性能指標有以下幾個:刻蝕速率:刻蝕速率是指單位時間內硅片上被刻蝕掉的厚度,它反映了深硅刻蝕設備的生產(chǎn)效率和成本??涛g速率受到反應室內的壓力、溫度、氣體流量、電壓、電流等參數(shù)的影響,一般在0.5-10微米/分鐘之間??涛g速率越高,表示深硅刻蝕設備的生產(chǎn)效率越高,成本越低。選擇性:選擇性是指硅片上被刻蝕的材料與未被刻蝕的材料之間的刻蝕速率比,它反映了深硅刻蝕設備的刻蝕精度和質量。選擇性受到反應室內的氣體種類、比例、化學性質等參數(shù)的影響,一般在10-1000之間。選擇性越高,表示深硅刻蝕設備對硅片上不同材料的區(qū)分能力越強,刻蝕精度和質量越高。深硅刻蝕設備的未來展望是指深硅刻蝕設備在未來可能出現(xiàn)的新技術、新應用和新挑戰(zhàn)。福州刻蝕技術
離子束濺射刻蝕是氬原子被離子化,并將晶圓表面轟擊掉一小部分。遼寧材料刻蝕
這種方法的優(yōu)點是刻蝕均勻性好,刻蝕側壁垂直,適合高分辨率和高深寬比的結構。缺點是刻蝕速率慢,選擇性低,設備復雜,成本高?;旌戏涛g:結合濕法和干法的優(yōu)勢,采用交替或同時進行的濕法和干法刻蝕步驟,實現(xiàn)對氧化硅的高效、精確、可控的刻蝕。這種方法可以根據(jù)不同的應用需求,調節(jié)刻蝕參數(shù)和工藝條件,優(yōu)化刻蝕結果。氧化硅刻蝕制程在半導體制造中有著廣泛的應用。例如:金屬-氧化物-半導體場效應晶體管(MOSFET):通過使用氧化硅刻蝕制程,在半導體襯底上形成柵極氧化層、源極/漏極區(qū)域、接觸孔等結構,實現(xiàn)MOSFET的功能;互連層:通過使用氧化硅刻蝕制程,在金屬層之間形成絕緣層、通孔、線路等結構,實現(xiàn)電路的互連。遼寧材料刻蝕