TSV制程的主要工藝流程包括以下幾個步驟:?深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)法形成通孔,通孔的直徑、深度、形狀和位置都需要精確控制;?化學(xué)氣相沉積(CVD)法沉積絕緣層,絕緣層的厚度、均勻性和質(zhì)量都需要滿足要求;?物理的氣相沉積(PVD)法沉積阻擋層和種子層,阻擋層和種子層的連續(xù)性、覆蓋率和粘合強度都需要保證;?電鍍法填充銅,銅填充的均勻性、完整性和缺陷都需要檢測;?化學(xué)機械拋光(CMP)法去除多余的銅,使表面平整;?晶圓減薄和鍵合,將含有TSV的晶圓與其他晶圓或基板進行垂直堆疊。深硅刻蝕設(shè)備在光電子領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用,主要用于制造光纖通信、光存儲和光計算等方面的器件。江西氮化硅材料刻蝕
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(yīng)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(yīng)和扇形效應(yīng)。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(yīng)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。浙江刻蝕加工廠深硅刻蝕設(shè)備在半導(dǎo)體、微電子機械系統(tǒng)(MEMS)、光電子、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著較廣應(yīng)用。
深硅刻蝕設(shè)備的缺點是指深硅刻蝕設(shè)備相比于其他類型的硅刻蝕設(shè)備或其他類型的微納加工設(shè)備所存在的不足或問題,它可以展示深硅刻蝕設(shè)備的技術(shù)難點和改進空間。以下是一些深硅刻蝕設(shè)備的缺點:一是扇形效應(yīng),即由于Bosch工藝中交替進行刻蝕和沉積步驟而導(dǎo)致特征壁上出現(xiàn)周期性變化的扇形結(jié)構(gòu),影響特征壁的平滑度和均勻性;二是荷載效應(yīng),即由于不同位置或不同時間等離子體密度不同而導(dǎo)致不同位置或不同時間去除速率不同,影響特征形狀和尺寸的一致性和穩(wěn)定性;三是表面粗糙度,即由于物理碰撞或化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致特征表面出現(xiàn)不平整或不規(guī)則的結(jié)構(gòu),影響特征表面的光滑度和清潔度;四是環(huán)境影響,即由于使用含氟或含氯等有害氣體而導(dǎo)致反應(yīng)室內(nèi)外產(chǎn)生有毒或有害的物質(zhì),影響深硅刻蝕設(shè)備的環(huán)境安全和健康;五是成本壓力,即由于深硅刻蝕設(shè)備的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、高級技術(shù)和大量消耗而導(dǎo)致深硅刻蝕設(shè)備的制造成本和運行成本較高,影響深硅刻蝕設(shè)備的經(jīng)濟效益和競爭力。
深硅刻蝕通是MEMS器件中重要的一環(huán),其中使用較廣的是Bosch工藝,Bosch工藝的基本原理是在刻蝕腔體內(nèi)循環(huán)通入SF6和C4F8氣體,SF6在工藝中作為刻蝕氣體,C4F8作為保護氣體,C4F8在腔體內(nèi)被激發(fā)會生成CF2-CF2高分子薄膜沉積在刻蝕區(qū)域,在SF6和RFPower的共同作用下,底部的刻蝕速率高于側(cè)壁,從而對側(cè)壁形成保護,這樣便能實現(xiàn)高深寬比的硅刻蝕,通常深寬比能達到40:1。離子束蝕刻 (Ion beam etch) 是一種物理干法蝕刻工藝。由此,氬離子以約1至3keV的離子束輻射到表面上。深硅刻蝕設(shè)備在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用,主要用于制造生物芯片、微針、微梳等。
這種方法的優(yōu)點是刻蝕均勻性好,刻蝕側(cè)壁垂直,適合高分辨率和高深寬比的結(jié)構(gòu)。缺點是刻蝕速率慢,選擇性低,設(shè)備復(fù)雜,成本高?;旌戏涛g:結(jié)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(yīng)用需求,調(diào)節(jié)刻蝕參數(shù)和工藝條件,優(yōu)化刻蝕結(jié)果。氧化硅刻蝕制程在半導(dǎo)體制造中有著廣泛的應(yīng)用。例如:金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET):通過使用氧化硅刻蝕制程,在半導(dǎo)體襯底上形成柵極氧化層、源極/漏極區(qū)域、接觸孔等結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu),實現(xiàn)電路的互連。離子束刻蝕為紅外光學(xué)系統(tǒng)提供復(fù)雜膜系結(jié)構(gòu)的高精度成形解決方案。湖北GaN材料刻蝕外協(xié)
氧化鎵刻蝕制程是一種在半導(dǎo)體制造中用于形成氧化鎵(Ga2O3)結(jié)構(gòu)的技術(shù)。江西氮化硅材料刻蝕
離子束刻蝕帶領(lǐng)磁性存儲器制造,其連續(xù)變角刻蝕策略解決界面磁特性退化難題。在STT-MRAM量產(chǎn)中,該技術(shù)創(chuàng)造性地實現(xiàn)0-90°動態(tài)角度調(diào)整,完美保護垂直磁各向異性的關(guān)鍵特性。主要技術(shù)突破在于發(fā)展出自適應(yīng)角度控制算法,根據(jù)圖形特征優(yōu)化束流軌跡,使存儲單元熱穩(wěn)定性提升300%,推動存算一體芯片提前三年商業(yè)化。離子束刻蝕在光學(xué)制造領(lǐng)域開創(chuàng)非接觸加工新范式,其納米級選擇性去除技術(shù)實現(xiàn)亞埃級面形精度。在極紫外光刻物鏡制造中,該技術(shù)成功應(yīng)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(zhuǎn)換模型,使光學(xué)系統(tǒng)波像差達到0.5nm極限,支撐3nm芯片制造的光學(xué)系統(tǒng)量產(chǎn)。江西氮化硅材料刻蝕