湖北Si材料刻蚀加工平台 广东省科学院半导体研究所供应

等离子刻蚀是将电磁能量（通常为射频（RF））施加到含有化学反应成分（如氟或氯）的气体中实现。等离子会释放带正电的离子来撞击晶圆以去除（刻蚀）材料，并和活性自由基产生化学反应，与刻蚀的材料反应形成挥发性或非挥发性的残留物。离子电荷会以垂直方向射入晶圆表面，湖北Si材料刻蚀加工平台。这样会形成近乎垂直的刻蚀形貌，这种形貌是现今密集封装芯片设计中制作细微特征所必需的。一般而言，高蚀速率（在一定时间内去除的材料量）都会受到欢迎。反应离子刻蚀（RIE）的目标是在物理刻蚀和化学刻蚀之间达到较佳平衡，使物理撞击（刻蚀率）强度足以去除必要的材料，湖北Si材料刻蚀加工平台，湖北Si材料刻蚀加工平台，同时适当的化学反应能形成易于排出的挥发性残留物或在剩余物上形成保护性沉积（选择比和形貌控制）。采用磁场增强的RIE工艺，通过增加离子密度而不增加离子能量（可能会损失晶圆）的方式，改进了处理过程。等离子会释放带正电的离子来撞击晶圆以去除（刻蚀）材料，并和活性自由基产生化学反应。湖北Si材料刻蚀加工平台

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。广东硅材料刻蚀代工刻蚀也可以分成有图形刻蚀和无图形刻蚀。

等离子刻蚀的原理可以概括为以下几个步骤：1、在低压下，反应气体在射频功率的激发下，产生电离并形成等离子体，等离子体是由带电的电子和离子组成，反应腔体中的气体在电子的撞击下，除了转变成离子外，还能吸收能量并形成大量的活性基团（Radicals）2、活性反应基团和被刻蚀物质表面形成化学反应并形成挥发性的反应生成物3、反应生成物脱离被刻蚀物质表面，并被真空系统抽出腔体。在平行电极等离子体反应腔体中，被刻蚀物是被置于面积较小的电极上，在这种情况，一个直流偏压会在等离子体和该电极间形成，并使带正电的反应气体离子加速撞击被刻蚀物质表面，这种离子轰击可较大加快表面的化学反应，及反应生成物的脱附，从而导致比较高的刻蚀速率，正是由于离子轰击的存在才使得各向异性刻蚀得以实现。

湿法刻蚀是化学清洗方法中的一种，是化学清洗在半导体制造行业中的应用，是用化学方法有选择地从硅片表面去除不需要材料的过程。其基本目的是在涂胶的硅片上正确地复制掩膜图形，有图形的光刻胶层在刻蚀中不受到腐蚀源明显的侵蚀，这层掩蔽膜用来在刻蚀中保护硅片上的特殊区域而选择性地刻蚀掉未被光刻胶保护的区域。从半导体制造业一开始，湿法刻蚀就与硅片制造联系在一起。虽然湿法刻蚀已经逐步开始**法刻蚀所取代，但它在漂去氧化硅、去除残留物、表层剥离以及大尺寸图形刻蚀应用等方面仍然起着重要的作用。与干法刻蚀相比，湿法刻蚀的好处在于对下层材料具有高的选择比，对器件不会带来等离子体损伤，并且设备简单。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。

干法刻蚀是芯片制造领域较主要的表面材料去除方法，拥有更好的剖面控制。干刻蚀法按作用机理分为：物理刻蚀、化学刻蚀和物理化学综合作用刻蚀。物理和化学综合作用机理中，离子轰击的物理过程可以通过溅射去除表面材料，具有比较强的方向性。离子轰击可以改善化学刻蚀作用，使反应元素与硅表面物质反应效率更高。综合型干刻蚀法综合离子溅射与表面反应的优点，使刻蚀具有较好的选择比和线宽控制。在集成电路制造过程中需要多种类型的干法刻蚀工艺，应用涉及硅片上各种材料。被刻蚀材料主要包括介质、硅和金属等，通过与光刻、沉积等工艺多次配合可以形成完整的底层电路、栅极、绝缘层以及金属通路等。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。甘肃氧化硅材料刻蚀

对于二氧化硅刻蚀，气体一般使用CF4和氧的混合剂。湖北Si材料刻蚀加工平台

理想情况下，晶圆所有点的刻蚀速率都一致（均匀）。晶圆不同点刻蚀速率不同的情况称为非均匀性（或者称为微负载），通常以百分比表示。减少非均匀性和微负载是刻蚀的重要目标。应用材料公司一直以来不断开发具有成本效益的创新解决方案，来应对不断变化的蚀刻难题。这些难题可能源自于器件尺寸的不断缩小；所用材料的变化（例如高k薄膜或多孔较低k介电薄膜）；器件架构多样化（例如FinFET和三维NAND晶体管）；以及新的封装方式（例如硅穿孔（TSV）技术）。湖北Si材料刻蚀加工平台

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