掩膜材料是用于覆蓋在三五族材料上，保護(hù)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(lái)說(shuō)，掩膜材料應(yīng)具有以下特點(diǎn)：與三五族材料有良好的附著性和平整性；對(duì)刻蝕氣體有較高的抗刻蝕性和選擇比；對(duì)三五族材料有較低的擴(kuò)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(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)。一般來(lái)說(shuō)，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(kuò)散等問(wèn)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。深硅刻蝕設(shè)備的發(fā)展前景十分廣闊，深硅刻蝕設(shè)備也需要不斷地進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，以滿足不同應(yīng)用的需求。浙江半導(dǎo)體材料刻蝕廠家
干法刻蝕設(shè)備是一種利用等離子體產(chǎn)生的高能離子和自由基，與被刻蝕材料發(fā)生物理碰撞和化學(xué)反應(yīng)，從而去除材料并形成所需特征的設(shè)備。干法刻蝕設(shè)備是半導(dǎo)體制造工藝中不可或缺的一種設(shè)備，它可以實(shí)現(xiàn)高縱橫比、高方向性、高精度、高均勻性、高重復(fù)性等性能，以滿足集成電路的不斷微型化和集成化的需求。干法刻蝕設(shè)備的制程主要包括以下幾個(gè)步驟：一是樣品加載，即將待刻蝕的樣品放置在設(shè)備中的電極上，并固定好；二是氣體供應(yīng)，即根據(jù)不同的工藝需求，向反應(yīng)室內(nèi)輸送不同種類和比例的氣體，并控制好氣體流量和壓力；三是等離子體激發(fā)，即通過(guò)不同類型的電源系統(tǒng)，向反應(yīng)室內(nèi)施加電場(chǎng)或磁場(chǎng)，從而激發(fā)出等離子體；四是刻蝕過(guò)程，即通過(guò)控制等離子體的密度、溫度、能量等參數(shù)，使等離子體中的活性粒子與樣品表面發(fā)生物理碰撞和化學(xué)反應(yīng)，從而去除材料并形成特征；五是終點(diǎn)檢測(cè)，即通過(guò)不同類型的檢測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)樣品表面的反射光強(qiáng)度、電容變化、質(zhì)譜信號(hào)等指標(biāo)，從而確定刻蝕是否達(dá)到預(yù)期的結(jié)果；六是樣品卸載，即將刻蝕完成的樣品從設(shè)備中取出，并進(jìn)行后續(xù)的清洗、檢測(cè)和封裝等工藝。浙江半導(dǎo)體材料刻蝕加工干法刻蝕設(shè)備根據(jù)不同的等離子體激發(fā)方式和刻蝕機(jī)理，可以分為幾種工藝類型。
深硅刻蝕設(shè)備的主要組成部分有以下幾個(gè)：反應(yīng)室：反應(yīng)室是深硅刻蝕設(shè)備中進(jìn)行刻蝕反應(yīng)的空間，它由一個(gè)密封的金屬或石英容器和一個(gè)加熱系統(tǒng)組成。反應(yīng)室內(nèi)部有一個(gè)放置硅片的載臺(tái)，載臺(tái)上有一個(gè)電極，可以通過(guò)射頻電源產(chǎn)生偏置電壓，加速等離子體中的離子對(duì)硅片進(jìn)行刻蝕。反應(yīng)室外部有一個(gè)感應(yīng)線圈，可以通過(guò)射頻電源產(chǎn)生高密度等離子體，提供刻蝕所需的活性物種。反應(yīng)室內(nèi)部還有一個(gè)氣路系統(tǒng)，可以向反應(yīng)室內(nèi)送入不同的氣體，如SF6、C4F8、O2、N2等，控制刻蝕反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)。
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(yùn)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(qiáng)的原子（分子）團(tuán)，然后原子（分子）團(tuán)會(huì)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。深硅刻蝕設(shè)備的未來(lái)展望是指深硅刻蝕設(shè)備在未來(lái)可能出現(xiàn)的新技術(shù)、新應(yīng)用和新挑戰(zhàn)。
MEMS慣性傳感器領(lǐng)域依賴離子束刻蝕實(shí)現(xiàn)性能突破，其創(chuàng)新的深寬比控制技術(shù)解決高精度陀螺儀制造的痛點(diǎn)。通過(guò)建立雙離子源協(xié)同作用機(jī)制，在硅基底加工出深寬比超過(guò)25:1的微柱陣列結(jié)構(gòu)。該工藝的重心突破在于發(fā)展出智能終端檢測(cè)系統(tǒng)與自補(bǔ)償算法，使諧振結(jié)構(gòu)的熱漂移系數(shù)降至十億分之一級(jí)別，為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提供超越衛(wèi)星精度的慣性導(dǎo)航模塊。中性束刻蝕技術(shù)開啟介電材料加工新紀(jì)元，其獨(dú)特的粒子中性化機(jī)制徹底解決柵氧化層電荷損傷問(wèn)題。在3nm邏輯芯片制造中，該技術(shù)創(chuàng)造性地保持原子級(jí)柵極界面完整性，使電子遷移率提升兩倍。主要技術(shù)突破在于發(fā)展出能量分散控制模塊，在納米鰭片加工中完美維持介電材料的晶體結(jié)構(gòu)，為集成電路微縮提供原子級(jí)無(wú)損加工工藝路線。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(shí)現(xiàn)高深寬比的硅刻蝕。江西MEMS材料刻蝕加工廠
深硅刻蝕設(shè)備在先進(jìn)封裝中的主要應(yīng)用之二是SiP技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)多功能或多模式的系統(tǒng)。浙江半導(dǎo)體材料刻蝕廠家
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(jìn)行優(yōu)化和調(diào)節(jié)。一般來(lái)說(shuō)，需要考慮以下幾個(gè)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(lái)說(shuō)，對(duì)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?yàn)檫@些氣體可以與三五族元素形成易揮發(fā)的鹵化物；對(duì)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?yàn)檫@些氣體可以與三五族元素形成易揮發(fā)的氟化物。浙江半導(dǎo)體材料刻蝕廠家
