在半導體干法刻蝕中,主要有兩種設備:電容耦合等離子體(Capacitively Coupled Plasma、CCP)刻蝕、電感耦合等離子體(Inductively CoupledPlasma,lCP)刻蝕。這兩種設備是半導體制造過程中不缺少的部分,它們各自具有不一樣的工作原理和應用領域。
上海微蕓半導體科技有限公司生產的電容耦合等離子體干法刻蝕機(CCP)和電感耦合等離子體干法刻蝕機(ICP)是針對工藝節點與生產線各種關鍵應用的大規模量產型設備,其性能亦可在各大高校及科研機構展示其科研屬性。
CCP設備8英寸向下兼容,廣泛滿足各類刻蝕需求,憑借刻蝕均勻性和高速刻蝕能力,確保了工藝結果的高效與精準。此外,在刻蝕形貌與工藝性能上表現非凡,高選擇比結合高速刻蝕特性,有效提升了生產效率。系統靈活性強,能夠根據客戶需求,靈活選擇并配置氣體種類,滿足個性化生產與研究需求。
ICP設備8英寸向下兼容,適用于各種刻蝕需求,具備優異的刻蝕均勻性和快速刻蝕速率,確保了高效、精確的刻蝕工藝結果。同時,高選擇比和高各向異性使刻蝕過程更為精準,減少損傷。專業的機械設計與優化的操作軟件使該設備操作簡便、安全,且工藝穩定、重復性、均勻性佳。此外,高斷面輪廓可控性保證了刻蝕表面的平整光滑。該系統可以根據客戶要求選擇氣體種類進行配置。
電容耦合等離子體(CCP)刻蝕
電容耦合等離子體(CCP)刻蝕?主要依賴于電容耦合原理來產生等離子體,這種等離子體源適用于各種半導體材料的刻蝕,包括但不限于硅、金屬等。CCP刻蝕設備通常由多個真空等離子體反應腔和主機傳遞系統構成,是一種大型真空的全自動加工設備。它的應用范圍廣泛,包括但不限于薄膜生長、光刻、清洗、離子注入等半導體制造工藝?。
電感耦合等離子體(ICP)刻蝕?
電感耦合等離子體(ICP)刻蝕?則采用電感耦合原理來產生高密度的等離子體,適用于更精細的線路和結構的刻蝕。ICP刻蝕設備能夠提供更高的各向異性刻蝕,這對于提高集成電路的性能至關重要。
主要用在fab哪些工藝中?
CCP:
主要用于介質刻蝕,適用于刻蝕鍵能比較大的物質及需要高深寬比的深孔結構。其應用的工藝環節有:
Oxide(氧化物)刻蝕:在半導體制造中,氧化物層(如SiO?)的刻蝕是常見的步驟,CCP由于其特定的物理和化學機制,非常適合用于氧化物的精確刻蝕。
Nitride(氮化物)刻蝕:氮化物層(如Si?N?)也常作為半導體器件的組成部分,CCP同樣適用于氮化物的刻蝕工藝。
Contact(接觸孔)刻蝕:在多層金屬布線結構中,需要形成接觸孔以連接不同層的金屬線。CCP技術因其高精度和低損傷特性,常被用于接觸孔的刻蝕。
ICP:
適用于較廣泛的應用,包括金屬、多晶硅以及部分介質的刻蝕。具有刻蝕速率快、選擇比高、各向異性好等優點。其應用的工藝環節有:
Si(硅)刻蝕:在半導體制造過程中,硅基片的刻蝕是基本且重要的步驟。ICP技術能夠有效地刻蝕硅材料,形成所需的圖形結構。
Poly(多晶硅)刻蝕:多晶硅常用于半導體器件的柵極等結構,ICP技術能夠精確地刻蝕多晶硅,滿足器件制造的高精度要求。
Metal(金屬)刻蝕:在金屬布線層的制作過程中,需要刻蝕金屬以形成特定的電路圖案。ICP技術因其高效的刻蝕能力和良好的選擇比,非常適合用于金屬層的刻蝕。
有哪些特點?
CCP:
1)低功率低密度等離子體:CCP技術利用靜電場和交流電場的作用產生等離子體,通過電容耦合將交流電場傳遞到氣體中,從而激發等離子體進行刻蝕。這種方法產生的等離子體密度相對較低,適用于介質材料的刻蝕。
2)高精度:CCP刻蝕系統能夠產生穩定的等離子體,并且等離子體的能量分布均勻,有利于實現高精度的刻蝕過程。在刻蝕過程中,離子的轟擊方向性較好,主要是垂直于待刻蝕表面的方向移動,這有助于減少側向刻蝕,提高刻蝕的深寬比。
3)均勻性好:由于電容耦合的特點,CCP刻蝕能夠在較低的氣壓下產生穩定的等離子體,從而實現均勻的刻蝕效果。這對于大面積、復雜圖形的器件加工尤為重要。
4)廣泛應用:CCP刻蝕技術廣泛用于芯片制造、微電機系統(MEMS)、光電子器件以及納米材料研究等領域。它能夠以很高的精度和對材料的最小損傷來刻蝕晶圓材料,是微納加工中的重要工藝之一。
ICP:
1)高功率高密度等離子體:ICP技術通過隨時間變化的磁場電磁感應產生電流作為能量來源,激發氣體放電產生高密度等離子體。這種等離子體具有更高的能量和密度,能夠快速刻蝕導電材料。
2)刻蝕速率快:ICP刻蝕過程中,高密度的等離子體在RF射頻作用下對wafer表面發生物理和化學反應,使得刻蝕速率較快。這對于提高生產效率、縮短加工周期具有重要意義。
3)選擇比高、損傷小:ICP刻蝕技術具有較高的選擇比和較低的損傷特性。它能夠在精確去除目標材料的同時,盡量減少對周圍材料的損傷,保護器件的原有性能。
4)應用靈活:ICP刻蝕技術適用于多種材料的刻蝕,包括Si、poly、metal等STI、gate和導線等etch環節。它可以根據不同的工藝需求選擇合適的刻蝕氣體和反應條件,實現靈活的加工過程。
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