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晶圆制造蚀刻技术概述
2026年01月10日 10:01   浏览:145   来源:小萍子

干法蚀刻技术
干法蚀刻是芯片制造中最重要的表面材料去除方法,具备更优异的轮廓控制能力。根据作用机理,可分为物理蚀刻、化学蚀刻及物理-化学综合蚀刻三类。物理-化学综合蚀刻:通过离子轰击(物理过程)增强反应性元素与硅表面物质的化学反应效率,结合离子溅射与表面反应的双重优势,实现更高的选择比和线宽控制精度。  

集成电路制造中的干法蚀刻应用  
集成电路制造需针对硅片上的不同材料采用多种干法蚀刻工艺,通过与光刻、沉积等工艺的多次配合,形成完整的底层电路、栅极、绝缘层及金属路径。主要应用场景包括:  
 1. 介质干法蚀刻  
介质干法蚀刻是最复杂的蚀刻工艺,主要包括氧化物蚀刻和氮化硅蚀刻:  
氧化物蚀刻:用于制备接触孔和通孔,需刻蚀高深宽比窗口,通常采用碳氟化合物化学体系。  

2. 硅的等离子干法蚀刻  
硅的等离子干法蚀刻是硅片制造的关键工艺,具体包括:  
多晶硅栅极蚀刻:对底层栅氧化层需具备高选择比,并要求优异的均匀性和重复性,通常采用氟基气体。  
单晶硅蚀刻:主要用于制备沟槽,需保证沟槽表面一致性、近垂直侧壁、精确深度及圆角顶部/底部。其中:  
 - 浅沟槽蚀刻采用氟气,对光刻胶选择比高;  
 - 深沟槽蚀刻多采用氯基或溴基气体,蚀刻速率快且对氧化硅选择比高。  

3. 金属蚀刻  
金属蚀刻主要应用于金属互连线、通孔、接触金属等环节:  
铝合金互连线:采用氯基气体及部分聚合物进行蚀刻。  
钨(多层金属结构通孔填充):通常使用氟基或氯基气体蚀刻。  

超声波涂层系统在半导体制造中的应用
超声波涂层系统通过先进的分层技术,可精确控制流量、涂覆速度和沉积量,其低速喷雾成形技术能将雾化喷雾定义为精确可控的图案,避免制备超薄均匀涂层时的过度喷涂。实践表明,超声技术直接喷涂是在3D微结构上沉积光刻胶的可靠有效方法,可减少金属因过度暴露于蚀刻剂而导致的设备故障。  

超声波的涂层系统具有以下优势:
厚度可控:支持亚微米至100微米以上涂层厚度;  
适用范围广:可涂覆任意形状和尺寸的基材,是旋涂、传统喷涂等技术的可行替代方案;  
无堵塞技术:喷嘴的超声振动能有效分散悬浮液中的颗粒,使膜层中颗粒分布均匀,且导电颗粒不会从悬浮液中沉降,尤其适用于功能材料和保护材料的超薄微米层涂覆。  

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