半导体光刻工艺之刻蚀干法刻蚀
️为何说刻蚀工艺在微加工工艺中是必不可少的步骤?
好人一生平安的回答:
目前越来越多的微加工中材料多为硅、石英等,硬度高、不导电,性脆,导致普通的机械加工无能为力,只能採用光刻、超声波、雷射等手段来加工,但成本最低、工艺简单、应力最小的还属腐蚀工艺。
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。在积体电路製造过程中,经过掩模套準、**和显影,在抗蚀剂膜上覆印出所需的图形,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,製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溼法刻蚀。干法刻蚀主要利用反应气体与等离子体进行刻蚀;溼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。
在半导体制造中有两种基本的刻蚀工艺:干法刻蚀和溼法腐蚀。干法刻蚀是把硅片表面曝露于气态中产生的等离子体,等离子体通过光刻胶中开出的视窗,与硅片发生物理或化学反应(或这两种反应),从而去掉曝露的表面材料。
干法刻蚀是亚微公尺尺寸下刻蚀器件的最重要方法。而在溼法腐蚀中,液体化学试剂(如酸、硷和溶剂等)以化学方式去除硅片表面的材料。溼法腐蚀一般只是用在尺寸较大的情况下(大于3微公尺)。
溼法腐蚀仍然用来腐蚀硅片上某些层或用来去除干法刻蚀后的残留物。
基本工艺要求 理想的刻蚀工艺必须具有以下特点:①各向异性刻蚀,即只有垂直刻蚀,没有横向钻蚀。这样才能保证精确地在被刻蚀的薄膜上複製出与抗蚀剂上完全一致的几何图形;②良好的刻蚀选择性,即对作为掩模的抗蚀剂和处于其下的另一层薄膜或材料的刻蚀速率都比被刻蚀薄膜的刻蚀速率小得多,以保证刻蚀过程中抗蚀剂掩蔽的有效性,不致发生因为过刻蚀而损坏薄膜下面的其他材料;③加工批量大,控制容易,成本低,对环境汙染少,适用于工业生产。
️影响蚀刻的主要引数
蚀刻与仿古的回答:
影响蚀刻的引数主要有蚀刻液的组成成分、浓度、酸硷度、新增剂种类、蚀刻方式等。
下面分别说明:
1,蚀刻液的组成。针对同一种金属材质来说,蚀刻液的配方可以有好多种,以铜板为例,既可以使用三氯化铁系列的蚀刻液,也可以使用氯化铜蚀刻液、还有双氧水蚀刻液等。事实证明,不同系列的蚀刻液蚀刻速度差别很大,同时蚀刻效果(蚀刻面的平整度、侧蚀大小)也是存在较大的差别。
2,浓度。浓度大小当然影响蚀刻速度。但并不是说浓度越大蚀刻速度也就越大。实际生产中需要将蚀刻液的浓度控制在一定範围之内。
3,酸硷度。对于金属材质而言,溶液保持一定的酸硷度是很重要的。我们通常使用的蚀刻液以酸性蚀刻液为主,硷性蚀刻液使用较少。
4,新增剂和蚀刻方式的影响。蚀刻过程实质是化学反应的过程,但也有一部分物理因素起作用。比如,静止蚀刻跟喷淋蚀刻的差别还是非常大的。
而新增剂的作用也不容忽视,通过新增合适的新增剂,可以改善蚀刻的均匀性、减小侧蚀量等。
️蚀刻技术的溼式蚀刻的速率
验证码つ混的回答:
通常可藉由改变溶液浓度及温度予以控制。溶液浓度可改变反应物质到达及离开待蚀刻物表面的速率烂判,一般而言,当溶液浓度增加时,蚀刻速率将会提高。而提高溶液温度可加速化学反应速率,进而加速蚀刻速率。
除了溶液的选用外,选择适用的遮蔽物质亦是十分重要的,它必须与待蚀刻材料表面有很好的附着性、并能承受蚀刻溶液的侵蚀且稳定而不变质。而光阻通常是乙个很好的遮蔽材料,且由于其图案转印步骤简单,因此常被使用。但使用光阻作为遮蔽材料时也会发生边缘剥离或龟裂的情形。
边缘剥离乃由于蚀刻溶液饥碰改的侵蚀,造成光阻与基材间的黏着性变差所致。解决的方法则可使用黏着促进剂来增加光阻与基材间的黏着性,如hexamethyl-disilazane (hmds)。龟裂则是因为光阻与基材间的应力差异太大,减缓龟裂的方法可利用较具弹性的遮蔽材质来吸收两者间的应力差。
蚀刻化学反应过程中所产生的气泡常会造成蚀刻的不均匀性,气泡留滞于基材上阻止了蚀刻溶液与待蚀刻物表面的接触,将使得蚀刻速率变慢或停滞,直到气泡离开基材表面。因此在这种情况下会在溶液中加入一些催化剂增进蚀刻溶液吵粗与待蚀刻物表面的接触,并在蚀刻过程中予于搅动以加速气泡的脱离。
️干法刻蚀的介绍
丙易云的回答:
干散游法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术。当气体以等离子体形式存在时,它具备两个特点:一方面等离子体中的这些气体化学活性比常态下时要强很多,根据被刻蚀材料的不同,选择合适的气体,就可以更者掘笑快地与材料进行反应,实现刻蚀去除的目的;另一方面,还可以利用电场对等离子体进行引导和加速,使其具备一定能量,当其轰击被刻蚀物的表面时,会将被刻蚀物材料的原子击出,从而达到利用物理上首含的能量转移来实现刻蚀的目的。
因此,干法刻蚀是晶圆片表面物理和化学两种过程平衡的结果。
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