氧化硅刻蝕制程是一種在半導(dǎo)體制造中常用的技術(shù),它可以實(shí)現(xiàn)對氧化硅薄膜的精確形貌控制,以滿足不同的器件設(shè)計(jì)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(xué)反應(yīng),將氧化硅溶解掉,形成所需的圖案。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是刻蝕速率快,選擇性高,設(shè)備簡單,成本低。缺點(diǎn)是刻蝕均勻性差,刻蝕側(cè)壁傾斜,不適合高分辨率和高深寬比的結(jié)構(gòu)。干法刻蝕:利用高能等離子體束或離子束對氧化硅進(jìn)行物理轟擊或化學(xué)反應(yīng),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(zhì)進(jìn)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(jìn)行放電而生成的,兩個(gè)電極和等離子體構(gòu)成一個(gè)等效電容器。這種放電是靠歐姆加熱和鞘層加熱機(jī)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(gè)電容性鞘層,而且鞘層的邊界是快速振蕩的。當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)到鞘層邊界時(shí),將被這種快速移動(dòng)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(zhì)等化學(xué)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(dǎo)磁場,誘導(dǎo)磁場產(chǎn)生誘導(dǎo)電場,反應(yīng)腔中的電子在誘導(dǎo)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(tuán)均一性差,常用于刻蝕硅,金屬等化學(xué)鍵能較小的材料。電感耦合等離子體刻蝕設(shè)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(shù),其多極磁場約束系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)束流精度質(zhì)的飛躍。在300mm晶圓量產(chǎn)中,創(chuàng)新七柵離子光學(xué)結(jié)構(gòu)與自適應(yīng)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(shí)時(shí)補(bǔ)償系統(tǒng),消除熱形變導(dǎo)致的圖形畸變,支撐半導(dǎo)體制造進(jìn)入原子精度時(shí)代。離子束刻蝕在高級光學(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(shí)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(shí)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(dá)到0.5nm極限,支撐3nm芯片制造的光學(xué)系統(tǒng)量產(chǎn)。
深硅刻蝕設(shè)備的工藝參數(shù)是指影響深硅刻蝕反應(yīng)結(jié)果的各種因素,它包括以下幾個(gè)方面:一是氣體參數(shù),即影響深硅刻蝕反應(yīng)氣相化學(xué)反應(yīng)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(yīng)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(shí)間參數(shù),即影響深硅刻蝕反應(yīng)持續(xù)時(shí)間和循環(huán)次數(shù)的因素,如總時(shí)間、循環(huán)時(shí)間、循環(huán)次數(shù)等;四是溫度參數(shù),即影響深硅刻蝕反應(yīng)溫度分布和熱應(yīng)力產(chǎn)生的因素,如反應(yīng)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(yīng)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(shù)徹底突破先進(jìn)芯片介電層無損加工的技術(shù)瓶頸。
深硅刻蝕設(shè)備的主要性能指標(biāo)有以下幾個(gè):刻蝕速率:刻蝕速率是指單位時(shí)間內(nèi)硅片上被刻蝕掉的厚度,它反映了深硅刻蝕設(shè)備的生產(chǎn)效率和成本??涛g速率受到反應(yīng)室內(nèi)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(shè)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(shè)備的刻蝕精度和質(zhì)量。選擇性受到反應(yīng)室內(nèi)的氣體種類、比例、化學(xué)性質(zhì)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(shè)備對硅片上不同材料的區(qū)分能力越強(qiáng),刻蝕精度和質(zhì)量越高。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(yīng)用和新挑戰(zhàn)。福州刻蝕技術(shù)
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(diǎn)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(diǎn)是刻蝕速率慢,選擇性低,設(shè)備復(fù)雜,成本高。混合法刻蝕:結(jié)合濕法和干法的優(yōu)勢,采用交替或同時(shí)進(jìn)行的濕法和干法刻蝕步驟,實(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)電路的互連。遼寧材料刻蝕