绍兴刻蚀工艺
刻蚀,它是半导体制造工艺,微电子IC制造工艺以及微纳制造工艺中的一种相当重要的步骤。是与光刻相联系的图形化处理的一种主要工艺。所谓刻蚀,实际上狭义理解就是光刻腐蚀,先通过光刻将光刻胶进行光刻曝光处理,然后通过其它方式实现腐蚀处理掉所需除去的部分。刻蚀是用化学或物理方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程,其基本目标是在涂胶的硅片上正确地复制掩模图形。随着微制造工艺的发展,广义上来讲,刻蚀成了通过溶液、反应离子或其它机械方式来剥离、去除材料的一种统称,成为微加工制造的一种普适叫法。刻蚀技术可以实现微纳加工中的表面处理,如纳米结构、微纳米孔等。绍兴刻蚀工艺
干法刻蚀也可以根据被刻蚀的材料类型来分类。按材料来分,刻蚀主要分成三种:金属刻蚀、介质刻蚀、和硅刻蚀。介质刻蚀是用于介质材料的刻蚀,如二氧化硅。接触孔和通孔结构的制作需要刻蚀介质,从而在ILD中刻蚀出窗口,而具有高深宽比(窗口的深与宽的比值)的窗口刻蚀具有一定的挑战性。硅刻蚀(包括多晶硅)应用于需要去除硅的场合,如刻蚀多晶硅晶体管栅和硅槽电容。金属刻蚀主要是在金属层上去掉铝合金复合层,制作出互连线。广东省科学院半导体研究所氧化硅材料刻蚀加工平台有图形的光刻胶层在刻蚀中不受腐蚀源明显的侵蚀。杭州半导体刻蚀材料刻蚀技术可以用于制造微型光学传感器和微型光学放大器等光学器件。
等离子体刻蚀机要求相同的元素是:化学刻蚀剂和能量源。物理上,等离子体刻蚀剂由反应室、真空系统、气体供应、终点检测和电源组成。晶圆被送入反应室,并由真空系统把内部压力降低。在真空建立起来后,将反应室内充入反应气体。对于二氧化硅刻蚀,气体一般使用CF4和氧的混合剂。电源通过在反应室中的电极创造了一个射频电场。能量场将混合气体激发或等离子体状态。在激发状态,氟刻蚀二氧化硅,并将其转化为挥发性成分由真空系统排出。ICP刻蚀设备能够进行(氮化镓)、(氮化硅)、(氧化硅)、(铝镓氮)等半导体材料进行刻蚀。
反应离子刻蚀:这种刻蚀过程同时兼有物理和化学两种作用。辉光放电在零点几到几十帕的低真空下进行。硅片处于阴极电位,放电时的电位大部分降落在阴极附近。大量带电粒子受垂直于硅片表面的电场加速,垂直入射到硅片表面上,以较大的动量进行物理刻蚀,同时它们还与薄膜表面发生强烈的化学反应,产生化学刻蚀作用。选择合适的气体组分,不仅可以获得理想的刻蚀选择性和速度,还可以使活性基团的寿命短,这就有效地阻止了因这些基团在薄膜表面附近的扩散所能造成的侧向反应,提高了刻蚀的各向异性特性。反应离子刻蚀是超大规模集成电路工艺中比较有发展前景的一种刻蚀方法。刻蚀技术可以实现对材料表面的改性,如增加表面粗糙度和改变表面化学性质等。
介质刻蚀是用于介质材料的刻蚀,如二氧化硅。干法刻蚀优点是:各向异性好,选择比高,可控性、灵活性、重复性好,细线条操作安全,易实现自动化,无化学废液,处理过程未引入污染,洁净度高。缺点是:成本高,设备复杂。干法刻蚀主要形式有纯化学过程(如屏蔽式,下游式,桶式),纯物理过程(如离子铣),物理化学过程,常用的有反应离子刻蚀RIE,离子束辅助自由基刻蚀ICP等。干法刻蚀方式比较多,一般有:溅射与离子束铣蚀,等离子刻蚀(PlasmaEtching),高压等离子刻蚀,高密度等离子体(HDP)刻蚀,反应离子刻蚀(RIE)。另外,化学机械抛光CMP,剥离技术等等也可看成是广义刻蚀的一些技术。刻蚀技术可以实现对材料的选择性刻蚀,从而制造出复杂的微纳结构。广州反应离子刻蚀
材料刻蚀技术可以用于制造微型机械臂和微型机器人等微型机械系统。绍兴刻蚀工艺
刻蚀也可以分成有图形刻蚀和无图形刻蚀。有图形刻蚀采用掩蔽层(有图形的光刻胶)来定义要刻蚀掉的表面材料区域,只有硅片上被选择的这一部分在刻蚀过程中刻掉。有图形刻蚀可用来在硅片上制作多种不同的特征图形,包括栅、金属互连线、通孔、接触孔和沟槽。无图形刻蚀、反刻或剥离是在整个硅片没有掩模的情况下进行的,这种刻蚀工艺用于剥离掩模层(如STI氮化硅剥离和用于制备晶体管注入侧墙的硅化物工艺后钛的剥离)。反刻是在想要把某一层膜的总的厚度减小时采用的(如当平坦化硅片表面时需要减小形貌特征)。绍兴刻蚀工艺