在半導(dǎo)體干法刻蝕中,主要有兩種設(shè)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(shè)備是半導(dǎo)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(yīng)用領(lǐng)域。
上海微蕓半導(dǎo)體科技有限公司生產(chǎn)的電容耦合等離子體干法刻蝕機(jī)(CCP)和電感耦合等離子體干法刻蝕機(jī)(ICP)是針對(duì)工藝節(jié)點(diǎn)與生產(chǎn)線各種關(guān)鍵應(yīng)用的大規(guī)模量產(chǎn)型設(shè)備,其性能亦可在各大高校及科研機(jī)構(gòu)展示其科研屬性。
CCP設(shè)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(jié)果的高效與精準(zhǔn)。此外,在刻蝕形貌與工藝性能上表現(xiàn)非凡,高選擇比結(jié)合高速刻蝕特性,有效提升了生產(chǎn)效率。系統(tǒng)靈活性強(qiáng),能夠根據(jù)客戶需求,靈活選擇并配置氣體種類,滿足個(gè)性化生產(chǎn)與研究需求。
ICP設(shè)備8英寸向下兼容,適用于各種刻蝕需求,具備優(yōu)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(jié)果。同時(shí),高選擇比和高各向異性使刻蝕過程更為精準(zhǔn),減少損傷。專業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)與優(yōu)化的操作軟件使該設(shè)備操作簡(jiǎn)便、安全,且工藝穩(wěn)定、重復(fù)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(tǒng)可以根據(jù)客戶要求選擇氣體種類進(jìn)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(chǎn)生等離子體,這種等離子體源適用于各種半導(dǎo)體材料的刻蝕,包括但不限于硅、金屬等。CCP刻蝕設(shè)備通常由多個(gè)真空等離子體反應(yīng)腔和主機(jī)傳遞系統(tǒng)構(gòu)成,是一種大型真空的全自動(dòng)加工設(shè)備。它的應(yīng)用范圍廣泛,包括但不限于薄膜生長(zhǎng)、光刻、清洗、離子注入等半導(dǎo)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(chǎn)生高密度的等離子體,適用于更精細(xì)的線路和結(jié)構(gòu)的刻蝕。ICP刻蝕設(shè)備能夠提供更高的各向異性刻蝕,這對(duì)于提高集成電路的性能至關(guān)重要。
主要用在fab哪些工藝中?
CCP:
主要用于介質(zhì)刻蝕,適用于刻蝕鍵能比較大的物質(zhì)及需要高深寬比的深孔結(jié)構(gòu)。其應(yīng)用的工藝環(huán)節(jié)有:
Oxide(氧化物)刻蝕:在半導(dǎo)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(xué)機(jī)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(dǎo)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(jié)構(gòu)中,需要形成接觸孔以連接不同層的金屬線。CCP技術(shù)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(yīng)用,包括金屬、多晶硅以及部分介質(zhì)的刻蝕。具有刻蝕速率快、選擇比高、各向異性好等優(yōu)點(diǎn)。其應(yīng)用的工藝環(huán)節(jié)有:
Si(硅)刻蝕:在半導(dǎo)體制造過程中,硅基片的刻蝕是基本且重要的步驟。ICP技術(shù)能夠有效地刻蝕硅材料,形成所需的圖形結(jié)構(gòu)。
Poly(多晶硅)刻蝕:多晶硅常用于半導(dǎo)體器件的柵極等結(jié)構(gòu),ICP技術(shù)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(shù)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(diǎn)?
CCP:
1)低功率低密度等離子體:CCP技術(shù)利用靜電場(chǎng)和交流電場(chǎng)的作用產(chǎn)生等離子體,通過電容耦合將交流電場(chǎng)傳遞到氣體中,從而激發(fā)等離子體進(jìn)行刻蝕。這種方法產(chǎn)生的等離子體密度相對(duì)較低,適用于介質(zhì)材料的刻蝕。
2)高精度:CCP刻蝕系統(tǒng)能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體,并且等離子體的能量分布均勻,有利于實(shí)現(xiàn)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(dòng),這有助于減少側(cè)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(diǎn),CCP刻蝕能夠在較低的氣壓下產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體,從而實(shí)現(xiàn)均勻的刻蝕效果。這對(duì)于大面積、復(fù)雜圖形的器件加工尤為重要。
4)廣泛應(yīng)用:CCP刻蝕技術(shù)廣泛用于芯片制造、微電機(jī)系統(tǒng)(MEMS)、光電子器件以及納米材料研究等領(lǐng)域。它能夠以很高的精度和對(duì)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(shù)通過隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流作為能量來源,激發(fā)氣體放電產(chǎn)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(dǎo)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(duì)wafer表面發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng),使得刻蝕速率較快。這對(duì)于提高生產(chǎn)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(shù)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(biāo)材料的同時(shí),盡量減少對(duì)周圍材料的損傷,保護(hù)器件的原有性能。
4)應(yīng)用靈活:ICP刻蝕技術(shù)適用于多種材料的刻蝕,包括Si、poly、metal等STI、gate和導(dǎo)線等etch環(huán)節(jié)。它可以根據(jù)不同的工藝需求選擇合適的刻蝕氣體和反應(yīng)條件,實(shí)現(xiàn)靈活的加工過程。
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