刻蚀在晶圆上完成电路图的光刻后|划片机:晶圆加工第四篇—刻蚀的两种方法

刻蚀
在晶圆上完成电路图的光刻后 , 就要用刻蚀工艺来去除任何多余的氧化膜且只留下半导体电路图 。 要做到这一点需要利用液体、气体或等离子体来去除选定的多余部分 。
刻蚀的方法主要分为两种 , 取决于所使用的物质:使用特定的化学溶液进行化学反应来去除氧化膜的湿法刻蚀 , 以及使用气体或等离子体的干法刻蚀 。
1、湿法刻蚀
使用化学溶液去除氧化膜的湿法刻蚀具有成本低、刻蚀速度快和生产率高的优势 。 然而 , 湿法刻蚀具有各向同性的特点 , 及其速度在任何方向上都是相同的 。 这会导致掩膜(或敏感膜)与刻蚀后的氧化膜不能完全对齐 , 因此很难处理非常精细的电路图 。
刻蚀在晶圆上完成电路图的光刻后|划片机:晶圆加工第四篇—刻蚀的两种方法
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2、干法刻蚀
干法刻蚀可分为三种不同类型 。
1)化学刻蚀 ,
其使用的是刻蚀气体(主要是氟化氢) 。 和湿法刻蚀一样 , 这种方法也是各向同性的 , 这意味着它也不适合用于精细的刻蚀 。
2)物理溅射
即用等离子体中的离子来撞击并去除多余的氧化层 。 作为一种各向异性的刻蚀方法 , 溅射刻蚀在水平和垂直方向的刻蚀速度是不同的 , 因此它的精细度也要超过化学刻蚀 。 但这种方法的缺点是刻蚀速度较慢 , 因为它完全依赖于离子碰撞引起的物理反应 。
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3)反应离子刻蚀(RIE)
RIE结合了前两种方法 , 即在利用等离子体进行电离物理刻蚀的同时 , 借助等离子体活化后产生的自由基进行化学刻蚀 。 除了刻蚀速度超过前两种方法以外 , RIE可以利用离子各向异性的特性 , 实现高精细度图案的刻蚀 。
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刻蚀在晶圆上完成电路图的光刻后|划片机:晶圆加工第四篇—刻蚀的两种方法】如今干法刻蚀已经被广泛使用 , 以提高精细半导体电路的良率 。 保持全晶圆刻蚀的均匀性并提高刻蚀速度至关重要 , 当今最先进的干法刻蚀设备正在以更高的性能 , 支持最为先进的逻辑和存储芯片的生产 。