反應離子刻蝕工藝

相比刻蝕用單晶硅材料，芯片用單晶硅材料是芯片等終端產(chǎn)品的原材料，市場比較廣闊，國產(chǎn)替代的需求也十分旺盛。SEMI的統(tǒng)計顯示，2018年全球半導體制造材料市場規(guī)模為322.38億美元，其中硅材料的市場規(guī)模達到121.24億美元，占比高達37.61%。刻蝕用單晶硅材料和芯片用單晶硅材料在制造環(huán)節(jié)上有諸多相似之處：積累的固液共存界面控制技術(shù)、熱場尺寸優(yōu)化工藝、多晶硅投料優(yōu)化等工藝技術(shù)已經(jīng)達到國際先進水平，為進入新賽道提供了產(chǎn)業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗的支撐?？涛g成了通過溶液、反應離子或其它機械方式來剝離、去除材料的一種統(tǒng)稱。在物理上，等離子體刻蝕劑由反應室、真空系統(tǒng)、氣體供應、終點檢測和電源組成。反應離子刻蝕工藝

刻蝕，它是半導體制造工藝，微電子IC制造工藝以及微納制造工藝中的一種相當重要的步驟。是與光刻相聯(lián)系的圖形化處理的一種主要工藝。所謂刻蝕，實際上狹義理解就是光刻腐蝕，先通過光刻將光刻膠進行光刻曝光處理，然后通過其它方式實現(xiàn)腐蝕處理掉所需除去的部分?？涛g是用化學或物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要的材料的過程，其基本目標是在涂膠的硅片上正確地復制掩模圖形。隨著微制造工藝的發(fā)展，廣義上來講，刻蝕成了通過溶液、反應離子或其它機械方式來剝離、去除材料的一種統(tǒng)稱，成為微加工制造的一種普適叫法。江蘇刻蝕炭材料硅材料刻蝕廠商有圖形刻蝕可以用來在硅片上制作多種不同的特征圖形。

介質(zhì)刻蝕是用于介質(zhì)材料的刻蝕，如二氧化硅。干法刻蝕優(yōu)點是：各向異性好，選擇比高，可控性、靈活性、重復性好，細線條操作安全，易實現(xiàn)自動化，無化學廢液，處理過程未引入污染，潔凈度高。缺點是：成本高，設備復雜。干法刻蝕主要形式有純化學過程（如屏蔽式，下游式，桶式），純物理過程（如離子銑），物理化學過程，常用的有反應離子刻蝕RIE，離子束輔助自由基刻蝕ICP等。干法刻蝕方式比較多，一般有：濺射與離子束銑蝕，等離子刻蝕（PlasmaEtching），高壓等離子刻蝕，高密度等離子體（HDP）刻蝕，反應離子刻蝕（RIE）。另外，化學機械拋光CMP，剝離技術(shù)等等也可看成是廣義刻蝕的一些技術(shù)。

    等離子刻蝕是將電磁能量（通常為射頻（RF））施加到含有化學反應成分（如氟或氯）的氣體中實現(xiàn)。等離子會釋放帶正電的離子來撞擊晶圓以去除（刻蝕）材料，并和活性自由基產(chǎn)生化學反應，與刻蝕的材料反應形成揮發(fā)性或非揮發(fā)性的殘留物。離子電荷會以垂直方向射入晶圓表面。這樣會形成近乎垂直的刻蝕形貌，這種形貌是現(xiàn)今密集封裝芯片設計中制作細微特征所必需的。一般而言，高蝕速率（在一定時間內(nèi)去除的材料量）都會受到歡迎。反應離子刻蝕（RIE）的目標是在物理刻蝕和化學刻蝕之間達到較佳平衡，使物理撞擊（刻蝕率）強度足以去除必要的材料，同時適當?shù)幕瘜W反應能形成易于排出的揮發(fā)性殘留物或在剩余物上形成保護性沉積（選擇比和形貌控制）。采用磁場增強的RIE工藝，通過增加離子密度而不增加離子能量（可能會損失晶圓）的方式，改進了處理過程。 半導體材料刻蝕加工廠等離子體刻蝕機要求相同的元素：化學刻蝕劑和能量源。

二氧化硅濕法刻蝕：較普通的刻蝕層是熱氧化形成的二氧化硅。基本的刻蝕劑是氫氟酸，它有刻蝕二氧化硅而不傷及硅的優(yōu)點。然而，飽和濃度的氫氟酸在室溫下的刻蝕速率約為300A/s。這個速率對于一個要求控制的工藝來說太快了。在實際中，氫氟酸與水或氟化銨及水混合。以氟化銨來緩沖加速刻蝕速率的氫離子的產(chǎn)生。這種刻蝕溶液稱為緩沖氧化物刻蝕或BOE。針對特定的氧化層厚度，他們以不同的濃度混合來達到合理的刻蝕時間。一些BOE公式包括一個濕化劑用以減小刻蝕表面的張力，以使其均勻地進入更小的開孔區(qū)。在微細加工中，刻蝕和清洗處理過程包括許多內(nèi)容。徐州離子刻蝕

按材料來分，刻蝕主要分成3種：金屬刻蝕、介質(zhì)刻蝕、和硅刻蝕。反應離子刻蝕工藝

ArF浸沒式兩次曝光技術(shù)已被業(yè)界認為是32nm節(jié)點較具競爭力的技術(shù)；在更低的22nm節(jié)點甚至16nm節(jié)點技術(shù)中，浸沒式光刻技術(shù)一般也具有相當大的優(yōu)勢。浸沒式光刻技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)主要有：如何解決曝光中產(chǎn)生的氣泡和污染等缺陷的問題；研發(fā)和水具有良好的兼容性且折射率大于1．8的光刻膠的問題；研發(fā)折射率較大的光學鏡頭材料和浸沒液體材料；以及有效數(shù)值孔徑NA值的拓展等問題。針對這些難題挑戰(zhàn)，國內(nèi)外學者以及公司已經(jīng)做了相關(guān)研究并提出相應的對策。浸沒式光刻機將朝著更高數(shù)值孔徑發(fā)展，以滿足更小光刻線寬的要求。反應離子刻蝕工藝