河南硅材料刻蚀平台

在半导体制造中有两种基本的刻蚀工艺：干法刻蚀和湿法腐蚀。干法刻蚀是把硅片表面曝露于气态中产生的等离子体，等离子体通过光刻胶中开出的窗口，与硅片发生物理或化学反应（或这两种反应），从而去掉曝露的表面材料。干法刻蚀是亚微米尺寸下刻蚀器件的较重要方法。而在湿法腐蚀中，液体化学试剂（如酸、碱和溶剂等）以化学方式去除硅片表面的材料。湿法腐蚀一般只是用在尺寸较大的情况下（大于3微米）。湿法腐蚀仍然用来腐蚀硅片上某些层或用来去除干法刻蚀后的残留物。二氧化硅湿法刻蚀：较普通的刻蚀层是热氧化形成的二氧化硅。反应离子刻蚀（RIE）是当前常用技术路径，属于物理和化学混合刻蚀。河南硅材料刻蚀平台

理想情况下，晶圆所有点的刻蚀速率都一致（均匀）。晶圆不同点刻蚀速率不同的情况称为非均匀性（或者称为微负载），通常以百分比表示。减少非均匀性和微负载是刻蚀的重要目标。应用材料公司一直以来不断开发具有成本效益的创新解决方案，来应对不断变化的蚀刻难题。这些难题可能源自于器件尺寸的不断缩小；所用材料的变化（例如高k薄膜或多孔较低k介电薄膜）；器件架构多样化（例如FinFET和三维NAND晶体管）；以及新的封装方式（例如硅穿孔（TSV）技术）。干法刻蚀优点是：细线条操作安全，易实现自动化，无化学废液，处理过程未引入污染，洁净度高。河南硅材料刻蚀平台金属刻蚀主要是在金属层上去掉铝合金复合层，制作出互连线。

干法刻蚀也可以根据被刻蚀的材料类型来分类。按材料来分，刻蚀主要分成三种：金属刻蚀、介质刻蚀、和硅刻蚀。介质刻蚀是用于介质材料的刻蚀，如二氧化硅。接触孔和通孔结构的制作需要刻蚀介质，从而在ILD中刻蚀出窗口，而具有高深宽比（窗口的深与宽的比值）的窗口刻蚀具有一定的挑战性。硅刻蚀（包括多晶硅）应用于需要去除硅的场合，如刻蚀多晶硅晶体管栅和硅槽电容。金属刻蚀主要是在金属层上去掉铝合金复合层，制作出互连线。广东省科学院半导体研究所。晶圆不同点刻蚀速率不同的情况称为非均匀性（或者称为微负载），通常以百分比表示。

双等离子体源刻蚀机加装有两个射频（RF）功率源，能够更精确地控制离子密度与离子能量。位于上部的射频功率源通过电感线圈将能量传递给等离子体从而增加离子密度，但是离子浓度增加的同时离子能量也随之增加。下部加装的偏置射频电源通过电容结构能够降低轰击在硅表面离子的能量而不影响离子浓度，从而能够更好地控制刻蚀速率与选择比。原子层刻蚀（ALE）为下一代刻蚀工艺技术，能够精确去除材料而不影响其他部分。随着结构尺寸的不断缩小，反应离子刻蚀面临刻蚀速率差异与下层材料损伤等问题。原子层刻蚀（ALE）能够精密控制被去除材料量而不影响其他部分，可以用于定向刻蚀或生成光滑表面，这是刻蚀技术研究的热点之一。目前原子层刻蚀在芯片制造领域并没有取代传统的等离子刻蚀工艺，而是被用于原子级目标材料精密去除过程。理想情况下，晶圆所有点的刻蚀速率都一致。

介质刻蚀是用于介质材料的刻蚀，如二氧化硅。干法刻蚀优点是：各向异性好，选择比高，可控性、灵活性、重复性好，细线条操作安全，易实现自动化，无化学废液，处理过程未引入污染，洁净度高。缺点是：成本高，设备复杂。干法刻蚀主要形式有纯化学过程（如屏蔽式，下游式，桶式），纯物理过程（如离子铣），物理化学过程，常用的有反应离子刻蚀RIE，离子束辅助自由基刻蚀ICP等。干法刻蚀方式比较多，一般有：溅射与离子束铣蚀，等离子刻蚀（PlasmaEtching），高压等离子刻蚀，高密度等离子体（HDP）刻蚀，反应离子刻蚀（RIE）。另外，化学机械抛光CMP，剥离技术等等也可看成是广义刻蚀的一些技术。刻蚀基本目标是在涂胶的硅片上正确地复制掩模图形。刻蚀就是用化学的、物理的或同时使用化学和物理的方法，有选择地把没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜层除去。河南硅材料刻蚀平台

刻蚀是指用化学或物理方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程。河南硅材料刻蚀平台

“刻蚀”指的是用化学和物理方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料，是晶圆制造中不可或缺的关键步骤。刻蚀技术按工艺可以分为湿法刻蚀与干法刻蚀，其中干法刻蚀是目前8英寸、12英寸先进制程中的主要刻蚀手段，干法刻蚀又多以“等离子体刻蚀”为主导。在刻蚀环节中，硅电极产生高电压，令刻蚀气体形成电离状态，其与芯片同时处于刻蚀设备的同一腔体中，并随着刻蚀进程而逐步被消耗，因此刻蚀电极也需要达到与晶圆一样的半导体级的纯度（11个9）。河南硅材料刻蚀平台

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