光刻膠又稱光致抗蝕劑,是一種對光敏感的混合液體。其組成部分包括:光引發劑(包括光增感劑、光致產酸劑)、光刻膠樹脂、單體、溶劑和其他助劑。光刻膠可以通過光化學反應,經曝光、顯影等光刻工序將所需要的微細圖形從光罩(掩模版)轉移到待加工基片上。依據使用場景,這里的待加工基片可以是集成電路材料,顯示面板材料或者印刷電路板。據第三方機構智研咨詢統計,2019年全球光刻膠市場規模預計近90億美元,自2010年至今CAGR約5.4%。預計該市場未來3年仍將以年均5%的速度增長,至2022年全球光刻膠市場規模將超過100億美元。可以把光刻技術擴展到32nm以下技術節點。干法刻蝕優點是:易實現自動化。江蘇MEMS材料刻蝕代工
濕法刻蝕是化學清洗方法中的一種,是化學清洗在半導體制造行業中的應用,是用化學方法有選擇地從硅片表面去除不需要材料的過程。其基本目的是在涂膠的硅片上正確地復制掩膜圖形,有圖形的光刻膠層在刻蝕中不受到腐蝕源明顯的侵蝕,這層掩蔽膜用來在刻蝕中保護硅片上的特殊區域而選擇性地刻蝕掉未被光刻膠保護的區域。從半導體制造業一開始,濕法刻蝕就與硅片制造聯系在一起。雖然濕法刻蝕已經逐步開始被法刻蝕所取代,但它在漂去氧化硅、去除殘留物、表層剝離以及大尺寸圖形刻蝕應用等方面仍然起著重要的作用。與干法刻蝕相比,濕法刻蝕的好處在于對下層材料具有高的選擇比,對器件不會帶來等離子體損傷,并且設備簡單。工藝所用化學物質取決于要刻蝕的薄膜類型。江蘇Si材料刻蝕技術干法刻蝕優點是:重復性好。
等離子刻蝕是將電磁能量(通常為射頻(RF))施加到含有化學反應成分(如氟或氯)的氣體中實現。等離子會釋放帶正電的離子來撞擊晶圓以去除(刻蝕)材料,并和活性自由基產生化學反應,與刻蝕的材料反應形成揮發性或非揮發性的殘留物。離子電荷會以垂直方向射入晶圓表面。這樣會形成近乎垂直的刻蝕形貌,這種形貌是現今密集封裝芯片設計中制作細微特征所必需的。一般而言,高蝕速率(在一定時間內去除的材料量)都會受到歡迎。反應離子刻蝕(RIE)的目標是在物理刻蝕和化學刻蝕之間達到較佳平衡,使物理撞擊(刻蝕率)強度足以去除必要的材料,同時適當的化學反應能形成易于排出的揮發性殘留物或在剩余物上形成保護性沉積。采用磁場增強的RIE工藝,通過增加離子密度而不增加離子能量(可能會損失晶圓)的方式,改進了處理過程。
材料的濕法化學刻蝕,包括刻蝕劑到達材料表面和反應產物離開表面的傳輸過程,也包括表面本身的反應。如果刻蝕劑的傳輸是限制加工的因素,則這種反應受擴散的限制。吸附和解吸也影響濕法刻蝕的速率,而且在整個加工過程中可能是一種限制因素。半導體技術中的許多刻蝕工藝是在相當緩慢并受速率控制的情況下進行的,這是因為覆蓋在表面上有一污染層。因此,刻蝕時受到反應劑擴散速率的限制。污染層厚度常有幾微米,如果化學反應有氣體逸出,則此層就可能破裂。濕法刻蝕工藝常常有反應物產生,這種產物受溶液的溶解速率的限制。為了使刻蝕速率提高,常常使溶液攪動,因為攪動增強了外擴散效應。多晶和非晶材料的刻蝕是各向異性的。然而,結晶材料的刻蝕可能是各向同性,也可能是各向異性的,它取決于反應動力學的性質。晶體材料的各向同性刻蝕常被稱作拋光刻蝕,因為它們產生平滑的表面。各向異性刻蝕通常能顯示晶面,或者使晶體產生缺陷。因此,可用于化學加工,也可作為結晶刻蝕劑。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。
反應離子刻蝕(RIE)是當前常用技術路徑,屬于物理和化學混合刻蝕。在傳統的反應離子刻蝕機中,進入反應室的氣體會被分解電離為等離子體,等離子體由反應正離子、自由基,浙江氮化硅材料刻蝕服務價格、反應原子等組成。反應正離子會轟擊硅片表面形成物理刻蝕,同時被轟擊的硅片表面化學活性被提高,之后硅片會與自由基和反應原子形成化學刻蝕。這個過程中由于離子轟擊帶有方向性,RIE技術具有較好的各向異性。目前先進集成電路制造技術中用于刻蝕關鍵層的刻蝕方法是高密度等離子體刻蝕技術。傳統的RIE系統難以使刻蝕物質進入高深寬比圖形中并將殘余生成物從中排出,因此不能滿足0.25μm以下尺寸的加工要求,解決辦法是增加等離子體的密度。高密度等離子體刻蝕技術主要分為電子回旋加速振蕩(ECR)、電容或電感耦合等離子體(CCP/ICP)。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。干法刻蝕優點是:選擇比高。廣東半導體材料刻蝕加工廠
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刻蝕也可以分成有圖形刻蝕和無圖形刻蝕。有圖形刻蝕采用掩蔽層(有圖形的光刻膠)來定義要刻蝕掉的表面材料區域,只有硅片上被選擇的這一部分在刻蝕過程中刻掉。有圖形刻蝕可用來在硅片上制作多種不同的特征圖形,包括柵、金屬互連線、通孔、接觸孔和溝槽。無圖形刻蝕、反刻或剝離是在整個硅片沒有掩模的情況下進行的,這種刻蝕工藝用于剝離掩模層。反刻是在想要把某一層膜的總的厚度減小時采用的(如當平坦化硅片表面時需要減小形貌特征)。廣東省科學院半導體研究所。同樣的刻蝕條件,針對不同的刻蝕暴露面積,刻蝕的速率會有所不一樣。江蘇MEMS材料刻蝕代工
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