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行放電而生成的,兩個電極和等離子體構(gòu)成一個等效電容器。這種放電是靠歐姆加熱和鞘層加熱機制來維持的。由于射頻電壓的引入,將在兩電極附近形成一個電容性鞘層,而且鞘層的邊界是快速振蕩的。當(dāng)電子運動到鞘層邊界時,將被這種快速移動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。深硅刻蝕設(shè)備在光電子領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用,制作光波導(dǎo)、光諧振器、光調(diào)制器等 。珠海MEMS材料刻蝕公司

干法刻蝕使用氣體作為主要刻蝕材料,不需要液體化學(xué)品沖洗。干法刻蝕主要分為等離子刻蝕,離子濺射刻蝕,反應(yīng)離子刻蝕三種,運用在不同的工藝步驟中。等離子體刻蝕是將刻蝕氣體電離,產(chǎn)生帶電離子,分子,電子以及化學(xué)活性很強的原子(分子)團,然后原子(分子)團會與待刻蝕材料反應(yīng),生成具有揮發(fā)性的物質(zhì),并被真空設(shè)備抽氣排出。根據(jù)產(chǎn)生等離子體方法的不同,干法刻蝕主要分為電容性等離子體刻蝕和電感性等離子體刻蝕。電容性等離子體刻蝕主要處理較硬的介質(zhì)材料,刻蝕高深寬比的通孔,接觸孔,溝道等微觀結(jié)構(gòu)。電感性等離子體刻蝕,主要處理較軟和較薄的材料。這兩種刻蝕設(shè)備涵蓋了主要的刻蝕應(yīng)用。北京半導(dǎo)體材料刻蝕平臺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。

硅的酸性蝕刻液:Si與HNO3、HF的混合溶液發(fā)生反應(yīng),硅的堿性刻蝕液:氫氧化鉀、氫氧化氨或四甲基羥胺(TMAH)溶液,晶片加工中,會用到強堿作表面腐蝕或減薄,器件生產(chǎn)中,則傾向于弱堿,如SC1清洗晶片或多晶硅表面顆粒,一部分機理是SC1中的NH4OH刻蝕硅,硅的均勻剝離,同時帶走表面顆粒。隨著器件尺寸縮減會引入很多新材料(如高介電常數(shù)和金屬柵極),那么在后柵極制程,多晶硅的去除常用氫氧化氨或四甲基羥胺(TMAH)溶液,制程關(guān)鍵是控制溶液的溫度和濃度,以調(diào)整刻蝕對多晶硅和其他材料的選擇比。
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;三是時間參數(shù),即影響深硅刻蝕反應(yīng)持續(xù)時間和循環(huán)次數(shù)的因素,如總時間、循環(huán)時間、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。深硅刻蝕設(shè)備在微機電系統(tǒng)領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用,主要用于制造傳感器、執(zhí)行器等。

三五族材料的干法刻蝕工藝需要根據(jù)不同的材料類型、結(jié)構(gòu)形式、器件要求等因素進行優(yōu)化和調(diào)節(jié)。一般來說,需要考慮以下幾個方面:刻蝕氣體:刻蝕氣體的選擇主要取決于三五族材料的化學(xué)性質(zhì)和刻蝕產(chǎn)物的揮發(fā)性。一般來說,對于含有砷、磷、銻等元素的三五族材料,可以選擇氯氣、溴氣、碘氣等鹵素氣體作為刻蝕氣體,因為這些氣體可以與三五族元素形成易揮發(fā)的鹵化物;對于含有銦、鎵、鋁等元素的三五族材料,可以選擇氟氣、硫六氟化物、四氟化碳等含氟氣體作為刻蝕氣體,因為這些氣體可以與三五族元素形成易揮發(fā)的氟化物。氧化硅刻蝕制程在半導(dǎo)體制造中有著較廣的應(yīng)用。山西氧化硅材料刻蝕版廠家
TSV制程是一種通過硅片或芯片的垂直電氣連接的技術(shù),它可以實現(xiàn)三維封裝和三維集成電路的高性能互連。珠海MEMS材料刻蝕公司
掩膜材料是用于覆蓋在三五族材料上,保護不需要刻蝕的部分的材料。掩膜材料的選擇主要取決于其與三五族材料和刻蝕氣體的相容性和選擇性。一般來說,掩膜材料應(yīng)具有以下特點:與三五族材料有良好的附著性和平整性;對刻蝕氣體有較高的抗刻蝕性和選擇比;對三五族材料有較低的擴散性和反應(yīng)性;易于去除和清洗。常用的掩膜材料有光刻膠、金屬、氧化物、氮化物等??涛g溫度是指固體表面的溫度,它影響著固體與氣體之間的反應(yīng)動力學(xué)和熱力學(xué)。一般來說,刻蝕溫度越高,固體與氣體之間的反應(yīng)速率越快,刻蝕速率越快;但也可能造成固體的熱變形、熱應(yīng)力、熱擴散等問題。因此,需要根據(jù)不同的三五族材料和刻蝕氣體選擇合適的刻蝕溫度,一般在室溫到200℃之間。珠海MEMS材料刻蝕公司