第四步 · 刻蝕

 

在晶圓上完成電路圖的光刻後，就要用刻蝕工藝來去除任何多餘的氧化膜且隻留下半導體電路圖。要做到這一點需要利用液體
、氣體或等離子體來去除選定的多餘部分。

 

刻蝕的方法主要分為兩種，取決於所使用的物質：使用特定的化學溶液進行化學反應來去除氧化膜的濕法刻蝕，以及使用氣體或等離子體的幹法刻蝕。

 

濕法刻蝕

 

 

使用化學溶液去除氧化膜的濕法刻蝕具有成本低、刻蝕速度快和生產率高的優勢。然而

，濕法刻蝕具有各向同性的特點，即其速度在任何方向上都是相同的。這會導致掩膜（或敏感膜）與刻蝕後的氧化膜不能完全對齊
，因此很難處理非常精細的電路圖。

 

幹法刻蝕

 

幹法刻蝕可分為三種不同類型。第一種為化學刻蝕
，其使用的是刻蝕氣體（主要是氟化氫）。和濕法刻蝕一樣，這種方法也是各向同性的

，這意味著它也不適合用於精細的刻蝕。

 

dierzhongfangfashiwulijianshe
，jiyongdenglizitizhongdelizilaizhuangjibingquchuduoyudeyanghuaceng。zuoweiyizhonggexiangyixingdekeshifangfa，jianshekeshizaishuipinghechuizhifangxiangdekeshisudushibutongde，yincitadejingxiduyeyaochaoguohuaxuekeshi。danzhezhongfangfadequedianshikeshisudujiaoman，yinweitawanquanyilaiyulizipengzhuangyinqidewulifanying。

 

 

最後的第三種方法就是反應離子刻蝕(RIE)。RIE結(jie)合(he)了(le)前(qian)兩(liang)種(zhong)方(fang)法(fa)，即(ji)在(zai)利(li)用(yong)等(deng)離(li)子(zi)體(ti)進(jin)行(xing)電(dian)離(li)物(wu)理(li)刻(ke)蝕(shi)的(de)同(tong)時(shi)，借(jie)助(zhu)等(deng)離(li)子(zi)體(ti)活(huo)化(hua)後(hou)產(chan)生(sheng)的(de)自(zi)由(you)基(ji)進(jin)行(xing)化(hua)學(xue)刻(ke)蝕(shi)。除(chu)了(le)刻(ke)蝕(shi)速(su)度(du)超(chao)過(guo)前(qian)兩(liang)種(zhong)方(fang)法(fa)以(yi)外(wai)，RIE可以利用離子各向異性的特性，實現高精細度圖案的刻蝕。

 

 

如ru今jin幹gan法fa刻ke蝕shi已yi經jing被bei廣guang泛fan使shi用yong，以yi提ti高gao精jing細xi半ban導dao體ti電dian路lu的de良liang率lv。保bao持chi全quan晶jing圓yuan刻ke蝕shi的de均jun勻yun性xing並bing提ti高gao刻ke蝕shi速su度du至zhi關guan重zhong要yao
，當dang今jin最zui先xian進jin的de幹gan法fa刻ke蝕shi設she備bei正zheng在zai以yi更geng高gao的de性xing能neng
，支zhi持chi最zui為wei先xian進jin的de邏luo輯ji和he存cun儲chu芯xin片pian的de生sheng產chan。

 

針對不同的刻蝕應用，泛林集團提供多個刻蝕產品係列，包括用於深矽刻蝕的DSiE™係列和Syndion®係列
、關鍵介電刻蝕產品Flex®係列
、用於導體刻蝕的Kiyo®係列、用於金屬刻蝕的Versys® Metal係列。在行業領先的Kiyo和Flex工藝模塊的基礎上，泛林集團還於去年3月推出Sense.i®係列，其高性能表現能夠滿足前述生產過程所需的精確性和一致性要求
，適合各種關鍵和半關鍵性刻蝕應用。

 

第五步 · 薄膜沉積

 

為(wei)了(le)創(chuang)建(jian)芯(xin)片(pian)內(nei)部(bu)的(de)微(wei)型(xing)器(qi)件(jian)，我(wo)們(men)需(xu)要(yao)不(bu)斷(duan)地(di)沉(chen)積(ji)一(yi)層(ceng)層(ceng)的(de)薄(bo)膜(mo)並(bing)通(tong)過(guo)刻(ke)蝕(shi)去(qu)除(chu)掉(diao)其(qi)中(zhong)多(duo)餘(yu)的(de)部(bu)分(fen)，另(ling)外(wai)還(hai)要(yao)添(tian)加(jia)一(yi)些(xie)材(cai)料(liao)將(jiang)不(bu)同(tong)的(de)器(qi)件(jian)分(fen)離(li)開(kai)來(lai)。每(mei)個(ge)晶(jing)體(ti)管(guan)或(huo)存(cun)儲(chu)單(dan)元(yuan)就(jiu)是(shi)通(tong)過(guo)上(shang)述(shu)過(guo)程(cheng)一(yi)步(bu)步(bu)構(gou)建(jian)起(qi)來(lai)的(de)。我(wo)們(men)這(zhe)裏(li)所(suo)說(shuo)的(de)“薄膜”是指厚度小於1微米（μm，百萬分之一米）、無法通過普通機械加工方法製造出來的“膜”。將包含所需分子或原子單元的薄膜放到晶圓上的過程就是“沉積”。

 

 

要形成多層的半導體結構，我們需要先製造器件疊層，即在晶圓表麵交替堆疊多層薄金屬（導電）膜和介電（絕緣）膜，之後再通過重複刻蝕工藝去除多餘部分並形成三維結構。可用於沉積過程的技術包括化學氣相沉積 (CVD)
、原子層沉積 (ALD) 和物理氣相沉積 (PVD)，采用這些技術的方法又可以分為幹法和濕法沉積兩種。

 

01 化學氣相沉積

 

 

在化學氣相沉積中，前驅氣體會在反應腔發生化學反應並生成附著在晶圓表麵的薄膜以及被抽出腔室的副產物。

 

denglizitizengqianghuaxueqixiangchenjizexuyaojiezhudenglizitichanshengfanyingqiti。zhezhongfangfajiangdilefanyingwendu，yincifeichangshiheduiwendumingandejiegou。shiyongdenglizitihaikeyijianshaochenjicishu，wangwangkeyidailaigenggaozhiliangdebomo。

 

02 原子層沉積

 

 

原yuan子zi層ceng沉chen積ji通tong過guo每mei次ci隻zhi沉chen積ji幾ji個ge原yuan子zi層ceng從cong而er形xing成cheng薄bo膜mo。該gai方fang法fa的de關guan鍵jian在zai於yu循xun環huan按an一yi定ding順shun序xu進jin行xing的de獨du立li步bu驟zhou並bing保bao持chi良liang好hao的de控kong製zhi。在zai晶jing圓yuan表biao麵mian塗tu覆fu前qian驅qu體ti是shi第di一yi步bu，之zhi後hou引yin入ru不bu同tong的de氣qi體ti與yu前qian驅qu體ti反fan應ying即ji可ke在zai晶jing圓yuan表biao麵mian形xing成cheng所suo需xu的de物wu質zhi。

 

03 物理氣相沉積

 

 

顧(gu)名(ming)思(si)義(yi)，物(wu)理(li)氣(qi)相(xiang)沉(chen)積(ji)是(shi)指(zhi)通(tong)過(guo)物(wu)理(li)手(shou)段(duan)形(xing)成(cheng)薄(bo)膜(mo)。濺(jian)射(she)就(jiu)是(shi)一(yi)種(zhong)物(wu)理(li)氣(qi)相(xiang)沉(chen)積(ji)方(fang)法(fa)，其(qi)原(yuan)理(li)是(shi)通(tong)過(guo)氬(ya)等(deng)離(li)子(zi)體(ti)的(de)轟(hong)擊(ji)讓(rang)靶(ba)材(cai)的(de)原(yuan)子(zi)濺(jian)射(she)出(chu)來(lai)並(bing)沉(chen)積(ji)在(zai)晶(jing)圓(yuan)表(biao)麵(mian)形(xing)成(cheng)薄(bo)膜(mo)。

 

在某些情況下，可以通過紫外線熱處理 (UVTP) 等技術對沉積膜進行處理並改善其性能。

 

泛林集團的沉積設備均具備出色的精度
、性能和靈活性，包括適用於鎢金屬化工藝的ALTUS®係列、具有後薄膜沉積處理能力的SOLA®係列、高密度等離子體化學氣相沉積SPEED®係列、采用先進ALD技術的Striker®係列以及VECTOR® PECVD係列等。

 

下一期
，我們將為大家介紹半導體製造中的最後三個重要步驟——互連、測試和封裝，敬請期待！

 

來源：泛林半導體設備技術

 

 

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