半導體光刻工藝之刻蝕 幹法刻蝕

2025-04-08 01:15:19 字數 2395 閱讀 3851

為何說刻蝕工藝在微加工工藝中是必不可少的步驟?

1樓:好人一生平安

目前越來越多的微加工中材料多為矽、石英等,硬度高、不導電,性脆,導致普通的機械加工無能為力,只能採用光刻、超聲波、雷射等手段來加工,但成本最低、工藝簡單、應力最小的還屬腐蝕工藝。

刻蝕工藝;把未被抗蝕劑掩蔽的薄膜層除去,從而在薄膜上得到與抗蝕劑膜上完全相同圖形的工藝。在積體電路製造過程中,經過掩模套準、**和顯影,在抗蝕劑膜上覆印出所需的圖形,或者用電子束直接描繪在抗蝕劑膜上產生圖形,然後把此圖形精確地轉移到抗蝕劑下面的介質薄膜(如氧化矽、氮化矽、多晶矽)或金屬薄膜(如鋁及其合金)上去,製造出所需的薄層圖案。

刻蝕就是用化學的、物理的或同時使用化學和物理的方法,有選擇地把沒有被抗蝕劑掩蔽的那一部分薄膜層除去,從而在薄膜上得到和抗蝕劑膜上完全一致的圖形。

刻蝕技術主要分為幹法刻蝕與溼法刻蝕。幹法刻蝕主要利用反應氣體與等離子體進行刻蝕;溼法刻蝕主要利用化學試劑與被刻蝕材料發生化學反應進行刻蝕。

在半導體制造中有兩種基本的刻蝕工藝:幹法刻蝕和溼法腐蝕。幹法刻蝕是把矽片表面曝露於氣態中產生的等離子體,等離子體通過光刻膠中開出的視窗,與矽片發生物理或化學反應(或這兩種反應),從而去掉曝露的表面材料。

幹法刻蝕是亞微公尺尺寸下刻蝕器件的最重要方法。而在溼法腐蝕中,液體化學試劑(如酸、鹼和溶劑等)以化學方式去除矽片表面的材料。溼法腐蝕一般只是用在尺寸較大的情況下(大於3微公尺)。

溼法腐蝕仍然用來腐蝕矽片上某些層或用來去除幹法刻蝕後的殘留物。

基本工藝要求 理想的刻蝕工藝必須具有以下特點:①各向異性刻蝕,即只有垂直刻蝕,沒有橫向鑽蝕。這樣才能保證精確地在被刻蝕的薄膜上複製出與抗蝕劑上完全一致的幾何圖形;②良好的刻蝕選擇性,即對作為掩模的抗蝕劑和處於其下的另一層薄膜或材料的刻蝕速率都比被刻蝕薄膜的刻蝕速率小得多,以保證刻蝕過程中抗蝕劑掩蔽的有效性,不致發生因為過刻蝕而損壞薄膜下面的其他材料;③加工批量大,控制容易,成本低,對環境汙染少,適用於工業生產。

影響蝕刻的主要引數

2樓:蝕刻與仿古

影響蝕刻的引數主要有蝕刻液的組成成分、濃度、酸鹼度、新增劑種類、蝕刻方式等。

下面分別說明:

1,蝕刻液的組成。針對同一種金屬材質來說,蝕刻液的配方可以有好多種,以銅板為例,既可以使用三氯化鐵系列的蝕刻液,也可以使用氯化銅蝕刻液、還有雙氧水蝕刻液等。事實證明,不同系列的蝕刻液蝕刻速度差別很大,同時蝕刻效果(蝕刻面的平整度、側蝕大小)也是存在較大的差別。

2,濃度。濃度大小當然影響蝕刻速度。但並不是說濃度越大蝕刻速度也就越大。實際生產中需要將蝕刻液的濃度控制在一定範圍之內。

3,酸鹼度。對於金屬材質而言,溶液保持一定的酸鹼度是很重要的。我們通常使用的蝕刻液以酸性蝕刻液為主,鹼性蝕刻液使用較少。

4,新增劑和蝕刻方式的影響。蝕刻過程實質是化學反應的過程,但也有一部分物理因素起作用。比如,靜止蝕刻跟噴淋蝕刻的差別還是非常大的。

而新增劑的作用也不容忽視,通過新增合適的新增劑,可以改善蝕刻的均勻性、減小側蝕量等。

蝕刻技術的溼式蝕刻的速率

3樓:驗證碼つ混

通常可藉由改變溶液濃度及溫度予以控制。溶液濃度可改變反應物質到達及離開待蝕刻物表面的速率爛判,一般而言,當溶液濃度增加時,蝕刻速率將會提高。而提高溶液溫度可加速化學反應速率,進而加速蝕刻速率。

除了溶液的選用外,選擇適用的遮蔽物質亦是十分重要的,它必須與待蝕刻材料表面有很好的附著性、並能承受蝕刻溶液的侵蝕且穩定而不變質。而光阻通常是乙個很好的遮蔽材料,且由於其圖案轉印步驟簡單,因此常被使用。但使用光阻作為遮蔽材料時也會發生邊緣剝離或龜裂的情形。

邊緣剝離乃由於蝕刻溶液飢碰改的侵蝕,造成光阻與基材間的黏著性變差所致。解決的方法則可使用黏著促進劑來增加光阻與基材間的黏著性,如hexamethyl-disilazane (hmds)。龜裂則是因為光阻與基材間的應力差異太大,減緩龜裂的方法可利用較具彈性的遮蔽材質來吸收兩者間的應力差。

蝕刻化學反應過程中所產生的氣泡常會造成蝕刻的不均勻性,氣泡留滯於基材上阻止了蝕刻溶液與待蝕刻物表面的接觸,將使得蝕刻速率變慢或停滯,直到氣泡離開基材表面。因此在這種情況下會在溶液中加入一些催化劑增進蝕刻溶液吵粗與待蝕刻物表面的接觸,並在蝕刻過程中予於攪動以加速氣泡的脫離。

幹法刻蝕的介紹

4樓:丙易雲

幹散遊法刻蝕是用等離子體進行薄膜刻蝕的技術。當氣體以等離子體形式存在時,它具備兩個特點:一方面等離子體中的這些氣體化學活性比常態下時要強很多,根據被刻蝕材料的不同,選擇合適的氣體,就可以更者掘笑快地與材料進行反應,實現刻蝕去除的目的;另一方面,還可以利用電場對等離子體進行引導和加速,使其具備一定能量,當其轟擊被刻蝕物的表面時,會將被刻蝕物材料的原子擊出,從而達到利用物理上首含的能量轉移來實現刻蝕的目的。

因此,幹法刻蝕是晶圓片表面物理和化學兩種過程平衡的結果。

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