掃碼添加微信,獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料
濕式蝕刻過(guò)程的原理是利用化學(xué)溶液將固體材料轉(zhuǎn)化為液體化合物,選擇性非常高,因?yàn)樗褂玫幕瘜W(xué)物質(zhì)可以非常精確地適應(yīng)于單個(gè)薄膜。對(duì)于大多數(shù)溶液的選擇性大于100:1。液體化學(xué)必須滿足以下要求:掩模層不能攻擊選擇性必須高蝕刻過(guò)程必須能夠停止稀釋水反應(yīng)產(chǎn)物必須是氣態(tài),因?yàn)樗麄兛梢躁幱捌渌麉^(qū)域恒定蝕刻率整個(gè)過(guò)程反應(yīng)產(chǎn)物必須溶解,以避免顆粒環(huán)境安全和易于處置是必要的。
在批量蝕刻中,多個(gè)晶片可以同時(shí)蝕刻,過(guò)濾器和循環(huán)泵可以防止顆粒到達(dá)晶片,由于化學(xué)濕蝕刻的濃度隨著每個(gè)加工晶圓而降低,因此必須經(jīng)常更新。蝕刻率,換句話說(shuō)每次磨損,必須知道以確保一個(gè)可重復(fù)的過(guò)程,精確的回火是必要的,因?yàn)槲g刻速率隨著溫度的增加而增加。杠桿可以將晶圓的水平和葉片方向,在晶片被蝕刻后,蝕刻過(guò)程通過(guò)在單獨(dú)的浴缸中用水吹蝕而停止,隨后,在自旋干燥器中去除水分,批蝕刻的優(yōu)點(diǎn)是通量高,蝕刻工具構(gòu)造簡(jiǎn)單,但均勻性較低。
?
圖1.1批處理
華林科納認(rèn)為噴霧蝕刻技術(shù)可與光刻技術(shù)的發(fā)展相媲美,晶片同時(shí)旋轉(zhuǎn),蝕刻化學(xué),均勻性很好,由于旋轉(zhuǎn)速度快,氣泡不能出現(xiàn),但每個(gè)晶片都必須單獨(dú)處理,作為單晶片工藝的替代品,噴霧蝕刻可以一次在多個(gè)晶片上進(jìn)行,在一個(gè)旋轉(zhuǎn)蝕刻器中,晶片被放置在噴嘴周圍,并集中旋轉(zhuǎn),然后,這些晶片在熱的氮?dú)鈿夥罩懈稍?。雖然液體中的分子可以向各個(gè)方向移動(dòng),但濕蝕刻過(guò)程可以形成一個(gè)幾乎各向異性的蝕刻輪廓。這種方法采用了不同晶體方向上的不等蝕刻率。(100)和(110)取向的晶體面的蝕刻速度比(111)取向的要快得多。因此,可以制造“V”形溝(100硅)或具有垂直側(cè)壁的溝。
?
圖1.2噴蝕
蝕刻可以用鉀、鈉或鋰溶液(氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰)或EDP稀釋液(水、吡嗪、兒茶酚和乙二胺的混合物)完成,在任何一種情況下,負(fù)責(zé)反應(yīng)的都是氫氧根離子(羥基)。然而,各向異性稀釋并不適用于微電子器件,而是適用于微力學(xué)。對(duì)所有不同的材料都有單獨(dú)的稀釋劑。用NH4F緩沖稀釋液,以保持HF(所謂的緩沖HF,BHF)的濃度,在40%NH4F和49%HF(比值10:1)的混合物中,熱氧化物上的蝕刻速率為50nm/min,TEOS(CVD)氧化物和PECVD氧化物的蝕刻速度更快(分別為150nm/分鐘和350nm/分鐘),與晶體硅、氮化硅和多晶硅相比,其選擇性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于100:1。
用熱磷酸(磷酸)蝕刻氮化硅,與二氧化硅相比,其選擇性較低(10:1),在多晶硅中,與氮化硅相比的選擇性主要由磷酸的濃度決定,晶體或多晶硅首先被硝酸(次硝酸)氧化,然后用高頻蝕刻氧化物,鋁可以在60?C下用硝酸和磷酸的混合物蝕刻,鈦可以用氨水(氫氧化銨)、過(guò)氧化氫(過(guò)氧化氫)和水(比例1:3:5)的混合物蝕刻。因?yàn)檫@種混合物也能攻擊硅,而且它的使用壽命很低。一般來(lái)說(shuō),濕式蝕刻適用于去除晶片的整個(gè)層,對(duì)大多數(shù)材料的選擇性非常高,因此沒(méi)有蝕刻錯(cuò)誤的膜的風(fēng)險(xiǎn)。
此外,蝕刻率很好,在浴槽蝕刻中,可以一次處理許多晶片。然而,對(duì)于小的結(jié)構(gòu),不能使用濕式蝕刻,因?yàn)樗母飨蛲蕴匦詴?huì)導(dǎo)致掩蔽膜的橫向蝕刻。對(duì)于這種方法,通過(guò)具有各向異性蝕刻輪廓的干蝕刻來(lái)去除層。