摘要
薄晶片已成为各种新型微电子产品的基本需求。更薄的模具需要装进更薄的包装中。与标准的机械背磨相比,在背面使用最终的湿法蚀刻工艺而变薄的晶片的应力更小。硅的各向同性湿式蚀刻通常是用硝酸和氢氟酸的混合物进行的,并添加化学物质,以调整单个晶圆旋转加工的粘度和表面润湿性。 随着硅被蚀刻并加入到蚀刻溶液中,蚀刻速率将随时间而减小。这种变化已经被建模了。本文的重点是比较过程控制技术,以保持一致的蚀刻率作为时间和晶片处理的函数。这些模型允许延长时间,补充化学品或这些物质的组合。
硅蚀刻:
硅的各向同性湿法蚀刻最常用的化学方法是硝酸和氢氟酸的结合物。它通常被称为HNA系统(HF:一基氮:醋酸与醋酸) ,作为湿式工作台应用程序的缓冲区添加。硝酸作为一种氧化剂,将其表面转化为二氧化硅,然后用高频蚀刻(溶解)该氧化物。
Si + 4HNO3 SiO2 + 4NO2 + 2H2O SiO2 + 6HF H2SiF6 + 2H2O
单个晶圆旋转处理器提供了蚀刻晶圆一侧的能力,同时保护另一侧。对于单一晶圆旋转处理器,需要添加具有更高粘度的化学物质,以在晶片表面提供更均匀的蚀刻。上述溶液中的醋酸被磷酸和硫酸的组合所取代。这些厚粘性酸不通过化学方式参与蚀刻反应,因此不会改变化学动力学,但会增加 由于粘度的增加而产生的传质阻力。有文献报道,在相同的去除率下,在高频和一硝酸的混合物中加入少量粘性酸会更有效地降低晶片的粗糙度。此外,HF和一氮的比值会影响蚀刻率和表面粗糙度。在高高频和低氮浓度下,该过程非常依赖于温度,反应速率控制,导致不稳定的硅表面。在低高频和高硝酸含量下,由于扩散限制反应,表面光滑抛光。化学反应的速率与sp有关。
实验:
实验结果在SSEC 3300系列单晶圆自旋处理器系统上进行。所采用的化学成分是氢氟酸、一硝酸、硫酸酸和磷酸酸的混合物,比例为1:6:1:2。使用SSEC的收集环技术进行了化学反应的再循环。在蚀刻过程中有许多工艺参数可以变化,从以往的工作中选择了一个优化工艺。
随着硅晶片被蚀刻的时间不变,我们可以看到蚀刻的深度逐渐减少(蚀刻率降低)。下面的图表显示了一个扩展的尺度,以便仔细查看数据和一个趋势线。这种经过加工的晶片的蚀刻深度(蚀刻率)的变化对于制造工艺是不可接受的。
图1:恒定蚀刻时间下的硅蚀刻深度。
时间vs化学品
图3:每4小时增加蚀刻时间1秒。
在从蚀刻到冲洗的转换过程中,我们关闭收集杯并停止收集化学物质,以避免在化学物质中加入水。在此过程中损失的化学物质的量 短暂的时间(小于一秒)在我们所使用的流量下大约是30毫升。因此,在处理了400个晶片后,我们将消耗12升的化学供应,它将需要重新填充。此外,在某个时候,溶液中硅的含量将达到最大值,其化学性质将需要被取代。
另一种保持恒定蚀刻速率的方法是在化学混合物中加入活性成分(HF),或者不断地去除和补充化学溶液或这些溶液的某种组合。
下图显示了在每个晶圆片后加入30毫升化学物质的结果,其中加入的化学物质是5毫升HF和25毫升1:6:1:2混合物的混合物。
图4:添加化学品以保持恒定的蚀刻速率。
继续添加400片化学物质,我们看到了保持蚀刻率的能力。
图5:增加时间或添加化学品的比较。
总结
随着硅晶片的蚀刻,可以观察到蚀刻速率的下降。HF峰值提供了一种补充活性成分的方法。与此同时,硅正以六氟硅酸的形式在溶液中积累起来。去除硅的唯一方法是在每个晶片上去掉一些溶液。晶圆尺寸将确定尖峰、去除和新鲜补充量,以达到稳定的平衡。就化学成本和系统停机时间而言,这是最低的拥有成本,并将导致随时间不变的蚀刻率。
审核编辑:汤梓红
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项工作中,使用光刻和蚀刻技术将晶体硅(c- Si)晶片深度蚀刻至厚度小于20 μm。使用SPR 220-7.0和SU-8光刻胶,使用四甲基氢氧化铵(TMAH)湿法各向异性蚀刻和基于等离子体的反应离子蚀刻(RIE)。二氧化硅用作TMAH蚀刻的制造层。4英寸c-Si晶片的TMAH
发表于 06-10 17:22
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蚀刻,加入CHCI以控制各向异性。大量的氦有助于光致抗蚀剂的保存。已经进行了支持添加剂作用的参数研究。 高速率各向异性等离子体蚀刻工艺对于提高加工VLSI晶片器件的机器的效率非常重要。这篇论文描述了这样一种用于以高速率( 5000埃/分
发表于 06-13 14:33
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的逐层秘密。随着制造工艺的变化和半导体结构的变化,这些技术需要在时间和程序上不断调整。虽然有许多工具有助于这些分析,如RIE(反应离子蚀刻-一种干法蚀刻技术)、离子铣削和微切割,但钨的湿法化学蚀刻有时比RIE技术更具重现性。
发表于 06-20 16:38
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通过使用多级等离子体蚀刻实验设计、用于蚀刻后光致抗蚀剂去除的替代方法,以及开发自动蚀刻后遮盖物去除顺序;一种可再现的基板通孔处理方法被集成到大批量GaAs制造中。对于等离子体蚀刻部分,使用光学显微镜
发表于 06-23 14:26
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本文描述了我们华林科纳一种新的和简单的方法,通过监测腐蚀过程中薄膜的电阻来研究湿法腐蚀ITO薄膜的动力学,该方法能够研究0.1至150纳米/分钟之间的蚀刻速率。通常可以区分三种不同的状态:(1)缓慢
发表于 07-01 14:39
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薄晶片已经成为各种新型微电子产品的基本需求。这些产品包括用于RFID系统的功率器件、分立半导体、光电元件和集成电路。此外,向堆叠管芯组件的转变、垂直系统集成和MEMS器件中的新概念要求晶片厚度薄至小于150 μm。
发表于 07-05 15:53
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本文介绍了我们华林科纳在半导体制造过程中进行的湿法蚀刻过程和使用的药液,在晶圆表面,为了形成LSI布线,现在几乎所有的半导体器件都使用干蚀刻方式,这是因为干法蚀刻与湿法蚀刻相比,各向异性较好,对于形成细微的布线是有利的。
发表于 07-06 16:50
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在半导体器件制造中,蚀刻指的是从衬底上的薄膜选择性去除材料并通过这种去除在衬底上产生该材料的图案的任何技术,该图案由抗蚀刻工艺的掩模限定,其产生在光刻中有详细描述,一旦掩模就位,可以通过湿法化学或“干法”物理方法对不受掩模保护的材料进行蚀刻,图1显示了这一过程的示意图。
发表于 07-06 17:23
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本文描述了我们华林科纳用于III族氮化物半导体的选择性侧壁外延的具有平面侧壁刻面的硅微米和纳米鳍的形成。通过湿法蚀刻取向的硅晶片生产鳍片。使用等离子体增强化学气相沉积来沉积二氧化硅,以产生硬掩模
发表于 07-08 15:46
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本文主要阐述我们华林科纳在补救InGaP/GaAs NPN HBT的喷雾湿法化学腐蚀过程中光刻胶粘附失效的几个实验的结果。确定了可能影响粘附力的几个因素,并使用实验设计(DOE)方法来研究所选因素
发表于 07-12 14:01
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50纳米,4,5,尽管最近有报道称rms粗糙度低至4–6纳米的表面。6光增强电化学(PEC)湿法蚀刻也已被证明适用于氮化镓(GaN)的蚀刻。7–10 PEC蚀刻具有设备成本相对较低和表面损伤较低的优势
发表于 07-12 17:19
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本次在补救InGaP/GaAs NPN HBT的喷雾湿法化学腐蚀过程中光刻胶粘附失效的几个实验的结果。确定了可能影响粘附力的几个因素,并使用实验设计(DOE)方法来研究所选因素的影响和相互作用。确定
发表于 07-13 16:55
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引言 氢氧化钾(KOH)是一种用于各向异性湿法蚀刻技术的碱金属氢氧化物,是用于硅晶片微加工的最常用的硅蚀刻化学物质之一。各向异性蚀刻优先侵蚀衬底。也就是说,它们在某些方向上的蚀刻速度比在其
发表于 07-14 16:06
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湿法蚀刻工艺的原理是利用化学溶液将固体材料转化为liquid化合物。由于采用了高选择性化学物质可以非常精确地适用于每一部电影。对于大多数解决方案选择性大于100:1。
发表于 07-27 15:50
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蚀刻工艺 蚀刻过程分类
发表于 08-08 16:35
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在半导体湿法蚀刻中, 热磷酸广泛地用于对氮化硅的去除工艺, 实践中发现温下磷酸对氮化硅蚀刻率很难控制。 从热磷酸在氮化硅湿法蚀刻中的蚀刻原理出发, 我们华林科纳分析了影响蚀刻率的各个因素, 并通过
发表于 08-30 16:41
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传统的光刻工艺是相对目前已经或尚未应用于集成电路产业的先进光刻工艺而言的,普遍认为 193nm 波长的 ArF 深紫外光刻工艺是分水岭(见下表)。这是因为 193nm 的光刻依靠浸没式和多重曝光技术的支撑,可以满足从 0.13um至7nm 共9个技术节点的光刻需要。
发表于 10-18 11:20
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蚀刻不是像沉积或键合那样的“加”过程,而是“减”过程。另外,根据刮削方式的不同,分为两大类,分别称为“湿法蚀刻”和“干法蚀刻”。简单来说,前者是熔法,后者是挖法。
发表于 01-29 09:39
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金属蚀刻是一种通过化学反应或物理冲击去除金属材料的技术。金属蚀刻技术可分为湿蚀刻和干蚀刻。金属蚀刻由一系列化学过程组成。不同的蚀刻剂对不同的金属材料具有不同的腐蚀特性和强度。
发表于 03-20 12:23
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印刷线路板从光板到显出线路图形的过程是一个比较复杂的物理和化学反应的过程,本文就对其最后的一步--蚀刻进行解析。目前,印刷电路板(PCB)加工的典型工艺采用"图形电镀法"。即先在
发表于 03-29 10:04
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关键词:氢能源技术材料,耐高温耐酸碱耐湿胶带,高分子材料,高端胶粘剂引言:蚀刻(etching)是将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术。蚀刻技术可以分为湿蚀刻(wetetching)和干蚀刻
发表于 03-15 17:57
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