江苏半导体材料刻蚀加工平台

在Si片上形成具有垂直侧壁的高深宽比沟槽结构是制备先进MEMS器件的关键工艺，其各向异性刻蚀要求非常严格。高深宽比的干法刻蚀技术以其刻蚀速率快、各向异性较强、污染少等优点脱颖而出，成为MEMS器件加工的关键技术之一。BOSCH工艺,又名TMDE(Time Multiplexed Deep Etching)工艺，是一个刻蚀—钝化—刻蚀的循环过程，以达到对硅材料进行高深宽比、各向异性刻蚀的目的。 BOSCH工艺的原理是在反应腔室中轮流通入钝化气体C4F8与刻蚀气体SF6与样品进行反应，工艺的整个过程是淀积钝化层步骤与刻蚀步骤的反复交替。其中保护气体C4F8在高密度等离子体的作用下分解生成碳氟聚合物保护层，沉积在已经做好图形的样品表面。介电刻蚀应用中通常使用含氟的化学物质。江苏半导体材料刻蚀加工平台

等离子刻蚀是干法刻蚀中较常见的一种形式。一种或多种气体原子或分子混合于反应腔室中，在外部能量作用下（如射频、微波等）形成等离子体。其原理是暴露在电子区域的气体形成等离子体，由此产生的电离气体和释放高能电子组成的气体，从而形成了等离子或离子，电离气体原子通过电场加速时，会释放足够的力量与表面驱逐力紧紧粘合材料或蚀刻表面。一个等离子体干法刻蚀系统基本部件包括：发生刻蚀反应的反应腔、产生等离子体气的射频电源、气体流量控制系统、去除生成物的真空系统。刻蚀中会用到大量的化学气体，通常用氟刻蚀二氧化硅，氯和氟刻蚀铝，氯、氟和溴刻蚀硅，氧去除光刻胶。半导体材料刻蚀加工平台刻蚀基本目标是在涂胶的硅片上正确地复制掩模图形。

干刻蚀是一类较新型，但迅速为半导体工业所采用的技术。其利用电浆(plasma)来进行半导体薄膜材料的刻蚀加工。其中电浆必须在真空度约10至0.001Torr的环境下，才有可能被激发出来；而干刻蚀采用的气体，或轰击质量颇巨，或化学活性极高，均能达成刻蚀的目的。干刻蚀基本上包括离子轰击与化学反应两部份刻蚀机制。偏「离子轰击」效应者使用氩气(argon)，加工出来之边缘侧向侵蚀现象极微。而偏化学反应效应者则采氟系或氯系气体(如四氟化碳CF4)，经激发出来的电浆，即带有氟或氯之离子团，可快速与芯片表面材质反应。删轿厚干刻蚀法可直接利用光阻作刻蚀之阻绝遮幕，不必另行成长阻绝遮幕之半导体材料。而其较重要的优点，能兼顾边缘侧向侵蚀现象极微与高刻蚀率两种优点，换言之，本技术中所谓活性离子刻蚀已足敷页堡局渗次微米线宽制程技术的要求，而正被大量使用。

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。深硅刻蚀是MEMS器件制作当中一个很重要的工艺。

湿刻蚀：较普遍、也是设备成本较低的刻蚀方法。其影响被刻蚀物之刻蚀速率(etchingrate)的因素有三：刻蚀液浓度、刻蚀液温度、及搅拌(stirring)之有无。定性而言，增加刻蚀温度与加入搅拌，均能有效提高刻蚀速率；但浓度之影响则较不明确。举例来说，以49%的HF刻蚀SiO2，当然比BOE(Buffered-Oxide-Etch；HF：NH4F=1：6)快的多；但40%的KOH刻蚀付淋凶和Si的速率却比20%KOH慢！湿刻蚀的配方选用是一项化学的专业，对于一般不是这方面的研究人员，必须向该化学专业的同侪请教。一个选用湿刻蚀配方的重要观念是（选择性）(selectivity)，意指进行刻蚀时，对被蚀物去除速度与连带对其他材质(如刻蚀掩膜；etchingmask，或承载被加工薄膜之基板；substrate)的腐蚀速度之比值。一个具有高选择性的刻蚀系统，应该只对被加工薄膜有腐蚀作用，而不伤及一旁之刻蚀掩膜或其下的基板材料物理上，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。江西深硅刻蚀材料刻蚀服务

氮化硅湿法刻蚀：对于钝化层，另外一种受青睐的化合物是氮化硅。江苏半导体材料刻蚀加工平台

刻蚀工艺：把未被抗蚀剂掩蔽的薄膜层除去，从而在薄膜上得到与抗蚀剂膜上完全相同图形的工艺。在集成电路制造过程中，经过掩模套准、曝光和显影，在抗蚀剂膜上复印出所需的图形，或者用电子束直接描绘在抗蚀剂膜上产生图形，然后把此图形精确地转移到抗蚀剂下面的介质薄膜（如氧化硅、氮化硅、多晶硅）或金属薄膜（如铝及其合金）上去，制造出所需的薄层图案。刻蚀就是用化学的、物理的或同时使用化学和物理的方法，有选择地把没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜层除去，从而在薄膜上得到和抗蚀剂膜上完全一致的图形。刻蚀技术主要分为干法刻蚀与湿法刻蚀。干法刻蚀主要利用反应气体与等离子体进行刻蚀；湿法刻蚀主要利用化学试剂与被刻蚀材料发生化学反应进行刻蚀。江苏半导体材料刻蚀加工平台

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