引言
濕法蝕刻工藝的原理是使用化學(xué)溶液將固體材料轉(zhuǎn)化為液體化合物。選擇性非常高,
因為使用的化學(xué)品可以非常精確地適應(yīng)單個薄膜。對于大多數(shù)解決方案,選擇性大于100:1。
批量蝕刻
在批量蝕刻中,可以同時蝕刻多個晶圓,過濾器和循環(huán)泵可防止顆粒到達(dá)晶圓。由于化學(xué)物質(zhì)的濃度隨著每個處理過的晶圓而降低,因此必須經(jīng)常更新。
蝕刻速率,換句話說,每次磨損,必須是眾所周知的,以確保可重復(fù)的過程。精確的回火是必不可少的,因為蝕刻速率會隨著溫度的升高而增加。(江蘇英思特半導(dǎo)體科技有限公司)
杠桿可以在水平和垂直方向上傳送晶圓。晶片被蝕刻后,通過在單獨的槽中用水清洗來停止蝕刻過程。隨后在旋轉(zhuǎn)干燥器中除去水分。(江蘇英思特半導(dǎo)體科技有限公司)
批量蝕刻的優(yōu)點是產(chǎn)量高且蝕刻工具結(jié)構(gòu)簡單。但是,統(tǒng)一性較低。
__噴涂蝕刻 __
噴霧蝕刻類似于光刻中的噴霧顯影。由于晶圓的旋轉(zhuǎn)同時穩(wěn)定地更新蝕刻化學(xué),均勻性非常好。由于旋轉(zhuǎn)速度快,氣泡不會出現(xiàn),但是,每個晶圓都必須單獨處理。作為單晶圓工藝的替代方案,噴射蝕刻可以一次在多個晶圓上完成。在旋轉(zhuǎn)蝕刻機中,晶圓圍繞噴嘴放置并同心旋轉(zhuǎn)。之后,晶片在熱氮氣氛中干燥。
__硅的各向異性蝕刻 __
盡管液體中的分子可以向各個方向移動,但濕法蝕刻工藝可以產(chǎn)生幾乎各向異性的蝕刻輪廓。對于這種方法,利用了不同晶體方向上的不相等蝕刻速率。(100)和(110)取向晶面的蝕刻速度比(111)取向快得多。因此,可以制造“V”形溝槽(100 硅)或具有垂直側(cè)壁的溝槽。蝕刻使用鉀、蘇打或鋰堿液(KOH、NaOH、LiOH)或使用 EDP 稀釋液(水、吡嗪、兒茶酚和乙二胺的混合物)完成。
__各向同性蝕刻用蝕刻液 __
所有不同的材料都有單獨的稀釋液。例如二氧化硅被氫氟酸(HF)蝕刻:*SiO2+ 6HF → H2SiF6 + 2H2O *釋液用 NH 4F緩沖以保持HF的濃度(所謂的緩沖HF,BHF)。在 40% NH4F和49% HF(比率 10:1)的混合物中,熱氧化物的蝕刻速率為 50 nm/min。TEOS (CVD) 氧化物和PECVD 氧化物的蝕刻速度要快得多(分別為 150 nm/min 和 350 nm/min)。與晶體硅、氮化硅和多晶硅相比,選擇性遠(yuǎn)大于 100:1。氮化硅被熱磷酸(H3PO4)蝕刻。與二氧化硅相比,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。(江蘇英思特半導(dǎo)體科技有限公司)
晶體或多晶硅首先用硝酸 (HNO3) 氧化,然后用 HF 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 (NH4OH)、過氧化氫(H2O2) 和水(比例為 1:3:5)的混合物蝕刻). 因為這種混合物也會腐蝕硅,所以它的壽命很短。
通常,濕法蝕刻適用于去除晶片的整個層。大多數(shù)材料的選擇性都非常高,因此不存在蝕刻錯誤薄膜的風(fēng)險。此外蝕刻速率非常好,在浴蝕刻中一次可以處理許多晶圓。然而,對于小結(jié)構(gòu),不能使用濕法蝕刻,因為它的各向同性特性會導(dǎo)致掩模膜的橫向蝕刻。對于這種方法,通過具有各向異性蝕刻輪廓的干法蝕刻去除層。
江蘇英思特半導(dǎo)體科技有限公司主要從事濕法制程設(shè)備,晶圓清潔設(shè)備,RCA清洗機,KOH腐殖清洗機等設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)和維護(hù)
審核編輯 黃宇
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