刻蝕,它是半導體制造工藝,微電子IC制造工藝以及微納制造工藝中的一種相當重要的步驟。是與光刻相聯系的圖形化處理的一種主要工藝。所謂刻蝕,實際上狹義理解就是光刻腐蝕,先通過光刻將光刻膠進行光刻曝光處理,然后通過其它方式實現腐蝕處理掉所需除去的部分。刻蝕是用化學或物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要的材料的過程,其基本目標是在涂膠的硅片上正確地復制掩模圖形。隨著微制造工藝的發展,廣義上來講,刻蝕成了通過溶液、反應離子或其它機械方式來剝離、去除材料的一種統稱,成為微加工制造的一種普適叫法。離子轟擊可以改善化學刻蝕作用,使反應元素與硅表面物質反應效率更高。深圳光明刻蝕外協
選擇比指的是在同一刻蝕條件下一種材料與另一種材料相比刻蝕速率快多少,它定義為被刻蝕材料的刻蝕速率與另一種材料的刻蝕速率的比。基本內容:高選擇比意味著只刻除想要刻去的那一層材料。一個高選擇比的刻蝕工藝不刻蝕下面一層材料(刻蝕到恰當的深度時停止)并且保護的光刻膠也未被刻蝕。圖形幾何尺寸的縮小要求減薄光刻膠厚度。高選擇比在較先進的工藝中為了確保關鍵尺寸和剖面控制是必需的。特別是關鍵尺寸越小,選擇比要求越高。廣東省科學院半導體研究所。深圳光明刻蝕外協刻蝕流片的速度與刻蝕速率密切相關噴淋流量的大小決定基板表面藥液置換速度的快慢。
在微細加工中,刻蝕和清洗處理過程包括許多內容。對于適當取向的半導體薄片的鋸痕首先要機械拋光,除去全部的機械損傷,之后進行化學刻蝕和拋光,以獲得無損傷的光學平面。這種工藝往往能去除以微米級計算的材料表層。對薄片進行化學清洗和洗滌,可以除去因操作和貯存而產生的污染,然后用熱處理的方法生長Si0(對于硅基集成電路),或者沉積氮化硅(對于砷化鎵電路),以形成初始保護層。刻蝕過程和圖案的形成相配合。廣東省科學院半導體研究所。半導體材料刻蝕加工廠等離子體刻蝕機要求相同的元素:化學刻蝕劑和能量源。
干法刻蝕也可以根據被刻蝕的材料類型來分類。按材料來分,刻蝕主要分成三種:金屬刻蝕、介質刻蝕、和硅刻蝕。介質刻蝕是用于介質材料的刻蝕,如二氧化硅。接觸孔和通孔結構的制作需要刻蝕介質,從而在ILD中刻蝕出窗口,而具有高深寬比(窗口的深與寬的比值)的窗口刻蝕具有一定的挑戰性。硅刻蝕(包括多晶硅)應用于需要去除硅的場合,如刻蝕多晶硅晶體管柵和硅槽電容。金屬刻蝕主要是在金屬層上去掉鋁合金復合層,制作出互連線。廣東省科學院半導體研究所。光刻是平面型晶體管和集成電路生產中的一個主要工藝。
介質刻蝕是用于介質材料的刻蝕,例如二氧化硅。干法刻蝕優點是:各向異性好,選擇比高,可控性、靈活性、重復性好,細線條操作安全,易實現自動化,無化學廢液,處理過程未引入污染,潔凈度高。缺點是:成本高,設備復雜。干法刻蝕主要形式有純化學過程(如屏蔽式,下游式,桶式),純物理過程(如離子銑),物理化學過程,常用的有反應離子刻蝕RIE,離子束輔助自由基刻蝕ICP等。干法刻蝕方式比較多,一般有:濺射與離子束銑蝕,等離子刻蝕(PlasmaEtching),高壓等離子刻蝕,高密度等離子體(HDP)刻蝕,反應離子刻蝕(RIE)。另外,化學機械拋光CMP,剝離技術等等也可看成是廣義刻蝕的一些技術。刻蝕基本目標是在涂膠的硅片上正確地復制掩模圖形。光刻膠又稱光致抗蝕劑,是一種對光敏感的混合液體。深圳光明刻蝕外協
隨著光刻膠技術的進步,只需要一次涂膠,兩次光刻和一次刻蝕的雙重光刻工藝也成為可能。深圳光明刻蝕外協
反應離子刻蝕:這種刻蝕過程同時兼有物理和化學兩種作用。輝光放電在零點幾到幾十帕的低真空下進行。硅片處于陰極電位,放電時的電位大部分降落在陰極附近。大量帶電粒子受垂直于硅片表面的電場加速,垂直入射到硅片表面上,以較大的動量進行物理刻蝕,同時它們還與薄膜表面發生強烈的化學反應,產生化學刻蝕作用。選擇合適的氣體組分,不僅可以獲得理想的刻蝕選擇性和速度,還可以使活性基團的壽命短,這就有效地阻止了因這些基團在薄膜表面附近的擴散所能造成的側向反應,提高了刻蝕的各向異性特性。反應離子刻蝕是超大規模集成電路工藝中比較有發展前景的一種刻蝕方法。深圳光明刻蝕外協