Si材料刻蝕技術(shù)是半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)工藝之一,經(jīng)歷了從濕法刻蝕到干法刻蝕的演變過程。濕法刻蝕主要利用化學(xué)溶液對Si材料進(jìn)行腐蝕,具有成本低、工藝簡單等優(yōu)點,但精度和均勻性相對較差。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展,干法刻蝕技術(shù)逐漸嶄露頭角,其中ICP刻蝕技術(shù)以其高精度、高均勻性和高選擇比等優(yōu)點,成為Si材料刻蝕的主流技術(shù)。ICP刻蝕技術(shù)通過精確調(diào)控等離子體的能量和化學(xué)活性,實現(xiàn)了對Si材料表面的高效、精確去除,為制備高性能集成電路提供了有力保障。此外,隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展,Si材料刻蝕技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和完善,如采用原子層刻蝕等新技術(shù),進(jìn)一步提高了刻蝕精度和加工效率,為半導(dǎo)體技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步提供了有力支撐。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。廣州海珠半導(dǎo)體刻蝕
。ICP類型具有較高的刻蝕速率和均勻性,但由于離子束和自由基的比例難以控制,導(dǎo)致刻蝕的方向性和選擇性較差,以及扇形效應(yīng)較大等缺點;三是磁控增強(qiáng)反應(yīng)離子刻蝕(MERIE),該類型是指在RIE類型的基礎(chǔ)上,利用磁場增強(qiáng)等離子體的密度和均勻性,從而提高刻蝕速率和均勻性,同時降低離子束的能量和方向性,從而減少物理損傷和加熱效應(yīng),以及改善刻蝕的方向性和選擇性。MERIE類型具有較高的刻蝕速率、均勻性、方向性和選擇性,但由于磁場的存在,導(dǎo)致設(shè)備的結(jié)構(gòu)和控制較為復(fù)雜,以及磁場對樣品表面造成的影響難以預(yù)測等缺點。干法刻蝕隨著生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)璧牟粩嗵岣?,深硅刻蝕設(shè)備也需要不斷地進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)。
深硅刻蝕設(shè)備是一種用于在硅片上制作深度和高方面比的孔或溝槽的設(shè)備,它利用化學(xué)氣相沉積(CVD)和等離子體輔助刻蝕(PAE)的原理,交替進(jìn)行刻蝕和保護(hù)膜沉積的循環(huán),形成垂直或傾斜的刻蝕剖面。深硅刻蝕設(shè)備在半導(dǎo)體、微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)、光電子、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,如制作通孔硅(TSV)、微流體器件、圖像傳感器、微針、微模具等。深硅刻蝕設(shè)備的原理是基于博世(Bosch)過程或低溫(Cryogenic)過程,這兩種過程都是利用氟化物等離子體對硅進(jìn)行刻蝕,并利用氟碳化合物等離子體對刻蝕壁進(jìn)行保護(hù)膜沉積,從而實現(xiàn)高速、高選擇性和高各向異性的刻蝕。
刻蝕是利用化學(xué)或者物理的方法將晶圓表面附著的不必要的材料進(jìn)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(yīng)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(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)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(xué)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(xué)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。TSV制程是目前半導(dǎo)體制造業(yè)中先進(jìn)的技術(shù)之一,已經(jīng)應(yīng)用于很多產(chǎn)品生產(chǎn)。
ICP材料刻蝕技術(shù),作為半導(dǎo)體制造和微納加工領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù),近年來在技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用拓展方面取得了卓著進(jìn)展。該技術(shù)通過優(yōu)化等離子體源設(shè)計、改進(jìn)刻蝕腔體結(jié)構(gòu)以及引入先進(jìn)的刻蝕氣體配比,卓著提高了刻蝕速率、均勻性和選擇性。在集成電路制造中,ICP刻蝕技術(shù)被普遍應(yīng)用于制備晶體管柵極、接觸孔、通孔等關(guān)鍵結(jié)構(gòu),為提升芯片性能和集成度提供了有力保障。此外,在MEMS傳感器、生物芯片、光電子器件等領(lǐng)域,ICP刻蝕技術(shù)也展現(xiàn)出了普遍的應(yīng)用前景,為這些高科技產(chǎn)品的微型化、集成化和智能化提供了關(guān)鍵技術(shù)支持。Bosch工藝作為深硅刻蝕的基本工藝,采用SF6和C4F8循環(huán)刻蝕實現(xiàn)高深寬比的硅刻蝕。貴州氧化硅材料刻蝕
離子束刻蝕為大功率激光系統(tǒng)提供達(dá)到波長級精度的衍射光學(xué)元件。廣州海珠半導(dǎo)體刻蝕
材料刻蝕技術(shù)作為半導(dǎo)體制造和微納加工領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一,其發(fā)展趨勢呈現(xiàn)出以下幾個特點:一是高精度、高均勻性和高選擇比的要求越來越高,以滿足器件制造的精細(xì)化和高性能化需求;二是干法刻蝕技術(shù)如ICP刻蝕、反應(yīng)離子刻蝕等逐漸成為主流,因其具有優(yōu)異的刻蝕性能和加工精度;三是濕法刻蝕技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和完善,通過優(yōu)化化學(xué)溶液和工藝條件,提高刻蝕效率和降低成本;四是隨著新材料的不斷涌現(xiàn),如二維材料、柔性材料等,對刻蝕技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,需要不斷探索新的刻蝕方法和工藝以適應(yīng)新材料的需求。未來,材料刻蝕技術(shù)將繼續(xù)向更高精度、更高效率和更低成本的方向發(fā)展,為半導(dǎo)體制造和微納加工領(lǐng)域的發(fā)展提供有力支持。廣州海珠半導(dǎo)體刻蝕