全部

• 2023-06-07 14:25發布了技術文章

  ALD技術在GaN功率器件上的優勢

  ALD 原子層沉積 PEALD 1212人看過

• 2023-04-12 14:26發布了行業資訊

  季華實驗室磁控濺射系統順利驗收

  557人看過

• 2023-04-12 14:26發布了問答

  季華實驗室磁控濺射系統順利驗收

  季華實驗室磁控濺射系統順利驗收近日，NANO-MASTER工程師至季華實驗室，順利安裝驗收NSC-3500型磁控濺射系統！磁控濺射系統主要用于半導體應用，同時也可以用于各種需要進行微納工藝濺射鍍膜的情形。可用于金屬材料（金、銀、銅、鎳、鉻等）的直流濺射、直流共濺射，絕緣材料（如陶瓷等）的射頻濺射，以及反應濺射能力。基片可支持硅片，氧化硅片，玻璃片，以及對溫度敏感的有機柔性基片等。設備優勢01鍍膜均勻性對于最關鍵的鍍膜的均勻性方面，對于6”硅片的金屬材料鍍膜，NANO-MASTER可以達到優于3%的鍍膜均勻度，而一些設備只能穩定在5%甚至更高。02設備制造工藝在配備相似等級的分子泵及機械泵的情況下，NANO-MASTER具有更快的抽真空速率，比如可以在20-25分鐘左右就達到高真空工藝，而一些設備則需要30-40分鐘。腔體真空的穩定度影響鍍膜的性能。03工藝的可重復性NANO-MASTER設備在工藝控制方面，有更高的自動化能力，通過PC控制，減少人工干預造成的工藝偏差。而一些設備要求人工配合，導致不同人采用同樣的工藝做出來的效果不同，甚至同一個人在不同時間運行相同的工藝做出來的效果也不同。04設備緊湊性一些設備在滿足相同性能情況下，由于加工的精密度方面的差距，造成設備比較龐大，占地面積較大，使得實驗室寶貴的空間被占用嚴重。而NANO-MASTER設備相對而言具有更緊湊的設計，占地面積也較小。05設備穩定性進口設備的維護率較低，可以保證設備較長時間的穩定運行，而一些設備的故障率高，不利于設備的穩定使用，經常因為故障影響實驗的正常進行，影響科研進度。

  132人看過

• 2023-03-14 12:04發布了問答

  等離子去膠機（Plasma Cleaner）

  等離子去膠機（Plasma Cleaner） 為何要去除光刻膠？在現代半導體生產過程中，會大量使用光刻膠來將電路板圖圖形通過掩模版和光刻膠的感光與顯影，轉移到晶圓光刻膠上，從而在晶圓表面形成特定的光刻膠圖形，然后在光刻膠的保護下，對下層薄膜或晶圓基底完成進行圖形刻蝕或離子注入，最后再將原有的光刻膠徹底去除。去膠是光刻工藝中的最后一步。在刻蝕/離子注入等圖形化工藝完成后，晶圓表面剩余光刻膠已完成圖形轉移和保護層的功能，通過去膠工藝進行完全清除。光刻膠去除是微加工工藝過程中非常重要的環節，光刻膠是否徹底去除干凈、對樣片是否有造成損傷，都會直接影響后續集成電路芯片制造工藝效果。 半導體光刻膠去除工藝有哪些？半導體光刻膠去除工藝，一般分成兩種，濕式去光刻膠和干式去光刻膠。濕式去膠又根據去膠介質的差異，分為氧化去膠和溶劑去膠兩種類別。干式去膠適合大部分去膠工藝，去膠徹底且速度快，是現有去膠工藝中zui好的方式。 一、等離子去膠機簡述：氧等離子去膠是利用氧氣在微波發生器的作用下產生氧等離子體，具有活性的氧等離子體與有機聚合物發生氧化反應，使有機聚合物被氧化成水蒸汽和二氧化碳等排除腔室，從而達到去除光刻膠的目的，這個過程我們有時候也稱之為灰化或者剝離。氧等離子去膠相比于濕法去膠工藝更為簡單、適應性更好，去膠過程純干法工藝，無液體或者有機溶劑參與。當然我們需要注意的是，這里并不是說氧等離子去膠工藝100%好于濕法去膠，同時也不是所有的光刻膠都適用于氧等離子去膠，以下幾種情形我們需要注意：① 部分穩定性極高的光刻膠如SU-8、PI（聚酰亞胺），往往膠厚也比較大，純氧等離子體去膠速率也比較有限，為了保證快速去膠，往往還會在工藝氣體中增加氟基氣體增加去膠速率，因此不只是氧氣是反應氣體，有時候我們也需要其他氣體參與；② 涂膠后形成類非晶態二氧化硅的HSQ光刻膠。由于其構成并不是單純的碳氫氧，所以是無法使用氧等離子去膠機來實現去膠；③ 當我們的樣品中有其他需要保留的結構層本身就是有機聚合物構成的，在等離子去膠的過程中，這些需要保留的層也可能會在氧等離子下發生損傷；④ 樣品是由容易氧化的材料或者有易氧化的結構層，氧等離子去膠過程，這些材料也會被氧化，如金屬AG、C、CR、Fe以及Al，非金屬的石墨烯等二維材料； 市面上常見氧等離子去膠機按照頻率可分為微波等離子去膠機和射頻等離子去膠機兩種，微波等離子去膠機的工作頻率為2.45GHz，射頻等離子去膠機的工作頻率為13.5MHz，更高的頻率決定了等離子體擁有更高的離子濃度、更小的自偏壓，更高的離子濃度決定了去膠速度更快，效率更高；更低的自偏壓決定了其對襯底的刻蝕效應更小，也意味著去膠過程中對襯底無損傷，而射頻等離子去膠機其工作原理與刻蝕機相似，結構上更加簡單。因此，在光電器件的加工中，去膠機的選擇更推薦使用損傷更小的微波等離子去膠機。 二、等離子清洗去膠機的工作原理：氧氣是干式等離子體脫膠技術中的首要腐蝕氣體。它在真空等離子體脫膠機反應室內高頻和微波能的作用下，電離產生氧離子、自由氧原子O*、氧分子和電子混合的等離子體，其間氧化能力強的自由氧原子（約10-20%）在高頻電壓作用下與光刻膠膜發生反應：O2→O*+O*，CxHy+O*→CO2↑+H2O↑。反應后產生的CO2和H2O然后被抽走。 三、等離子去膠機的優勢：1、等離子清洗機的加工過程易于控制、可重復且易于自動化；使用等離子掃膠機可以使得清洗效率獲得更大的提高。整個清洗工藝流程幾分鐘內即可完成，因此具有產率高的特點2、等離子掃膠機清洗對象經等離子清洗之后是干燥的，不需要再經干燥處理即可送往下一道工序，可以提高整個工藝流水線的處理效率；3、等離子掃膠機使得用戶可以遠離有害溶劑對人體的傷害，同時也避免了濕法清洗中容易洗壞清洗對象的問題；4、避免使用ODS有害溶劑，這樣清洗后不會產生有害污染物，因此這種清洗方法屬于環保的綠色清洗方法；5、等離子去膠機采用無線電波范圍的高頻產生的等離子體與激光等直射光線不同，等離子體的方向性不強，這使得它可以深入到物體的微細孔眼和凹陷的內部完成清洗任務，因此不需要過多考慮被清洗物體的形狀；6、等離子去膠機在完成清洗去污的同時，還可以改良材料本身的表面性能，如提高表面的潤濕性能、改良膜的黏著力等，這在許多應用中都是非常重要的。 四、等離子去膠的主要影響因素：頻率選擇：頻率越高，氧越易電離形成等離子體。頻率太高，以至電子振幅比其平均自由程還短，則電子與氣體分子碰撞幾率反而減少，使電離率降低。一般常用頻率為 13.56MHz及2.45GHZ 。功率影響：對于一定量的氣體，功率大，等離子體中的的活性粒子密度也大，去膠速度也快；但當功率增大到一定值，反應所能消耗的活性離子達到飽和，功率再大，去膠速度則無明顯增加。由于功率大，基片溫度高，所以應根據工藝需要調節功率。真空度的選擇：適當提高真空度，可使電子運動的平均自由程變大，因而從電場獲得的能量就大，有利電離。另外當氧氣流量一定時，真空度越高，則氧的相對比例就大，產生的活性粒子濃度也就大。但若真空度過高，活性粒子濃度反而會減小。氧氣流量的影響：氧氣流量大，活性粒子密度大，去膠速率加快；但流量太大，則離子的復合幾率增大，電子運動的平均自由程縮短，電離強度反而下降。若反應室壓力不變，流量增大，則被抽出的氣體量也增加，其中尚沒參加反應的活性粒子抽出量也隨之增加， 因此流量增加對去膠速率的影響也就不甚明顯。 五、等離子去膠機的應用：1、光刻膠的去除、剝離或灰化2、SU-8的去除/ 犧牲層的去除3、有機高分子聚合物的去除4、等離子去除殘膠/去浮渣/打底膜5、失效分析中的扁平化處理6、表面沾污清除和內腐蝕（深腐蝕）應用7、清洗微電子元件，電路板上的鉆孔或銅線框架8、剝離金屬化工藝前去除浮渣9、提高黏附性，消除鍵合問題10、塑料的表面改型：O2處理以改進涂覆性能11、產生親水或疏水表面

  378人看過

• 2023-03-14 12:04發布了技術文章

  等離子去膠機（Plasma Cleaner）

  等離子去膠機 Plasma 等離子清洗機 1239人看過

• 2023-03-09 12:17發布了技術文章

  MOCVD金屬有機化合物化學氣相沉積

  MOCVD 金屬有機化學 MOVPE 2562人看過

• 2023-03-02 15:31發布了問答

  電子束蒸發鍍膜

  電子束蒸發鍍膜 一、電子束蒸發鍍膜簡述：  電子束蒸發鍍膜（Electron Beam Evaporation）是物理氣相沉積的一種，與傳統蒸鍍方式不同，電子束蒸鍍利用電磁場的配合可以精準地實現利用高能電子轟擊坩堝內靶材，使之融化進而沉積在基片上，電子束蒸鍍可以鍍出高純度高精度的薄膜。在高真空下，電子槍燈絲加熱后發射熱電子，被加速陽極加速，獲得很大的動能轟擊到的蒸發材料上，把動能轉化成熱使蒸發材料加熱氣化，而實現電子束蒸發鍍膜。電子束蒸發源由發射電子的熱陰極、電子加速極和作為陽極的鍍膜材料組成。電子束蒸發源的能量可高度集中，使鍍膜材料局部達到高溫而蒸發。通過調節電子束的功率，可以方便的控制鍍膜材料的蒸發速率，特別是有利于高熔點（Pt、W、Mo、Ta）以及高純金屬和化合物材料。  二、蒸鍍原理：電子束蒸鍍是利用加速電子轟擊鍍膜材料，電子的動能轉換成熱能使鍍膜材料加熱蒸發，并成膜。電子槍有直射式、環型和E型之分。電子束加熱蒸鍍的特點是能獲得極高的能量密度，最高可達109w/cm2，加熱溫度可達3000~6000℃，可以蒸發難熔金屬或化合物。被蒸發材料置于水冷的坩堝中，可避免坩堝材料的污染,制備高純薄膜。另外，由于蒸發物加熱面積小，因而熱輻射損失減少，熱效率高；但結構較復雜，且對較多的化合物，由于電子的轟擊有可能分解，故不適合多數化合物的蒸鍍。電子束蒸鍍常用來制備Al、CO、Ni、Fe的合金或氧化物膜，SiO2、ZrO2膜，抗腐蝕和耐高溫氧化膜。  三、電子束蒸發鍍膜的特點：　　電子束蒸發鍍膜機是在工業中比較常使用的薄膜制造設備，由于蒸發鍍膜機的特點在生產薄膜的時候發揮了巨大的作用，薄膜的產生主要是通過鍍膜機中的電子束的加熱產生的。　　1、電子束加熱蒸發鍍膜的優點　　（1）鍍膜機中的電子束加熱的方法與傳統的電阻加熱的方法相比，電子束加熱會產生更高的通量密度，這樣的話對于高熔點（熔點3000°C以上）的材料的蒸發比較有利，而且還可以使蒸發的速率得到一定程度上的提高。　　（2）蒸發鍍膜機在工作的時候會將需要被蒸發的原材料放入到水冷銅坩堝內，這樣就可以保證材料避免被污染，可以制造純度比較高的薄膜。      （3）電子束蒸發的粒子動能比較的大，這樣會有利于薄膜的精密性和結合力。      （4）熱量可直接加到蒸鍍材料的表面，因而熱效率高，熱傳導和熱輻射的損失少。　　2、電子束加熱蒸發鍍膜的缺點　　（1）電子束蒸發鍍膜機的整體的構造比較復雜，價格相較于其他的鍍膜設備而言比較的偏高。      （2）鍍膜機在工作的時候，如果蒸發源附近的蒸汽的密度比較高的話，就會使得電子束流和蒸汽粒子之間發生一些相互的作用，將會對電子的通量產生影響，使得電子的通量散失或者偏移軌道。同時還可能會引發蒸汽和殘余的氣體的激發和電離，以此影響到整個薄膜的質量。 

  375人看過

• 2023-03-02 15:31發布了技術文章

  電子束蒸發鍍膜

  蒸發鍍膜設備 電子束蒸發 電子束蒸發臺 540人看過

• 2023-02-15 14:54發布了問答

  真空蒸發鍍膜技術原理

                     真空蒸發鍍膜技術原理 一、蒸發鍍膜簡述：真空蒸發鍍膜（簡稱真空蒸鍍）是指在真空室中，加熱蒸發容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子從表面氣化逸出，形成蒸氣流，入射到固體（稱為襯底或基片）表面，凝結形成固態薄膜的方法。由于真空蒸發法或真空蒸鍍法主要物理過程是通過加熱蒸發材料而產生，所以又稱熱蒸發法或者熱蒸鍍，所配套的設備稱之為熱蒸發真空鍍膜機。這種方法zui早由M.法拉第于1857年提出，現代已成為常用鍍膜技術之一。 盡管后來發展起來的濺射鍍和離子鍍在許多方面要比蒸鍍優越，但真空蒸發技術仍有許多優點，如設備與工藝相對比較簡單，即可鍍制非常純凈的膜層，又可制備具有特定結構和性質的膜層等，仍然是當今非常重要的鍍膜技術。近年來，由于電子轟擊蒸發，高頻感應蒸發及激光蒸發等技術在蒸發鍍膜技術中的廣泛應用，使這一技術更趨完善。  近年來，該法的改進主要是在蒸發源上。為了抑制或避免薄膜原材料與蒸發加熱器發生化學反應，改用耐熱陶瓷坩堝，如 BN坩堝。為了蒸發低蒸氣壓物質，采用電子束加熱源或激光加熱源。為了制造成分復雜或多層復合薄膜，發展了多源共蒸發或順序蒸發法。為了制備化合物薄膜或抑制薄膜成分對原材料的偏離，出現了反應蒸發法等。 二、熱蒸鍍工作原理： 真空蒸發鍍膜包括以下三個基本過程∶（1）加熱蒸發過程。包括由凝聚相轉變為氣相（固相或液相→氣相）的相變過程。每種蒸發物質在不同溫度時有不相同的飽和蒸氣壓;蒸發化合物時，其組分之間發生反應，其中有些組分以氣態或蒸氣進入蒸發空間。（2）氣化原子或分子在蒸發源與基片之間的輸運過程，即這些粒子在環境氣氛中的飛行過程。飛行過程中與真空室內殘余氣體分子發生碰撞的次數，取決于蒸發原子的平均自由程，以及從蒸發源到基片之間的距離，常稱源-基距。（3）蒸發原子或分子在基片表面上的沉積過程，即是蒸氣凝聚、成核、核生長、形成連續薄膜。由于基板溫度遠低于蒸發源溫度，因此，沉積物分子在基板表面將直接發生從氣相到固相的相轉變過程。將膜材置于真空鍍膜室內，通過蒸發源加熱使其蒸發，當蒸發分子的平均自由程大于真空鍍膜室的線性尺寸時，蒸汽的原子和分子從蒸發源表面逸出后，在飛向基片表面過程中很少受到其他粒子（主要是殘余氣體分子）的碰撞阻礙，可直接到達被鍍的基片表面，由于基片溫度較低，便凝結其上而成膜，為了提高蒸發分子與基片的附著力，對基片進行適當的加熱是必要的。為使蒸發鍍膜順利進行，應具備蒸發過程中的真空條件和制膜過程中的蒸發條件。 蒸發過程中的真空條件：真空鍍膜室內蒸汽分子的平均自由程大于蒸發源與基片的距離（稱做蒸距）時，就會獲得充分的真空條件。為此，增加殘余氣體的平均自由程，借以減少蒸汽分子與殘余氣體分子的碰撞概率，把真空鍍膜室抽成高真空是非常必要的。否則，蒸發物原子或分子將與大量空氣分子碰撞，使膜層受到嚴重污染，甚至形成氧化物；或者蒸發源被加熱氧化燒毀；或者由于空氣分子的碰撞阻擋，難以形成均勻連續的薄膜。 三、真空蒸鍍特點:  優點：設備比較簡單 、操作容易；制成的薄膜純度高、質量好，厚度可較準確控制；成膜速率快，效率高；薄膜的生長機理比較簡單；缺點：不容易獲得結晶結構的薄膜；所形成的薄膜在基板上的附著力較小；工藝重復性不夠好等。  四、蒸發源的類型及選擇： 蒸發源是用來加熱膜材使之氣化蒸發的裝置。目前所用的蒸發源主要有電阻加熱，電子束加熱，感應加熱，電弧加熱和激光加熱等多種形式。電阻加熱蒸發裝置結構較簡單，成本低，操作簡便，應用普遍。電阻加熱式蒸發源的發熱材料一般選用W、Mo、Ta、Nb等高熔點金屬，Ni、Ni-Cr合金。把它們加工成各種合適的形狀，在其上盛裝待蒸發的膜材。一般采用大電流通過蒸發源使之發熱，對膜材直接加熱蒸發，或把膜材放入石墨及某些耐高溫的金屬氧化物（如Al2O3，BeO）等材料制成的坩堝中進行間接加熱蒸發。采用電阻加熱法時應考慮的問題是蒸發源的材料及其形狀，主要是蒸發源材料的熔點和蒸氣壓，蒸發源材料與薄膜材料的反應以及與薄膜材料之間的濕潤性。因為薄膜材料的蒸發溫度（平衡蒸氣壓為1. 33 Pa時的溫度）多數在1 000 ~2 000 K之間，所以蒸發源材料的熔點需高于這一溫度。而且．在選擇蒸發源材料時必須考慮蒸發源材料大約有多少隨蒸發而成為雜質進入薄膜的問題。因此，必須了解有關蒸發源常用材料的蒸氣壓。為了使蒸發源材料蒸發的分子數非常少，蒸發溫度應低于蒸發源材料平衡蒸發壓為1. 33×10-6Pa時的溫度。在雜質較多時，薄膜的性能不受什么影響的情況下，也可采用與1. 33×10-2Pa對應的溫度。綜上所述，蒸發源材料的要求：1、高熔點：必須高于待蒸發膜材的熔點（常用膜材熔點1000～2000℃）2、飽和蒸氣壓低：保證足夠低的自蒸發量，不至于影響系統真空度和污染膜層3、化學性能穩定：在高溫下不應與膜材發生反應，生成化合物或合金化4、良好的耐熱性5、原料豐富、經濟耐用 蒸發材料對蒸發源材料的“濕潤性”：選擇蒸發源材料時，必須考慮蒸鍍材料與蒸發材料的“濕潤性”問題。蒸鍍材料與蒸發源材料的濕潤性”與蒸發材料的表面能大小有關。高溫熔化的蒸鍍材料在蒸發源上有擴展傾向時，可以認為是容易濕潤的;如果在蒸發源上有凝聚而接近于形成球形的傾向時，就可以認為是難干濕潤的在濕潤的情況下，材料的蒸發是從大的表面上發生的且比較穩定，可以認為是面蒸發源的蒸發;在濕潤小的時候，一般可認為是點蒸發源的蒸發。如果容易發生濕潤，蒸發材料與蒸發源十分親和，蒸發狀態穩定;如果是難以濕潤的，在采用絲狀蒸發源時，蒸發材料就容易從蒸發源上掉下來。 五、合金與化合物的蒸發： 1、合金的蒸發：采用真空蒸發法制作預定組分的合金薄膜，經常采用瞬時蒸發法、雙蒸發源法。分餾現象：當蒸發二元以上的合金及化合物時，蒸發材料在氣化過程中，由于各成分的飽和蒸氣壓不同，使得其蒸發速率也不同，得不到希望的合金或化合物的比例成分，這種現象稱為分餾現象。（1）瞬時蒸發法：瞬時蒸發法又稱“閃爍”蒸發法。將細小的合金顆粒，逐次送到非常熾熱的蒸發器中，使一個一個的顆粒實現瞬間完全蒸發。關鍵以均勻的速率將蒸鍍材料供給蒸發源粉末粒度、蒸發溫度和粉末比率。如果顆粒尺寸很小，幾乎能對任何成分進行同時蒸發，故瞬時蒸發法常用于合金中元素的蒸發速率相差很大的場合。優點：能獲得成分均勻的薄膜，可以進行摻雜蒸發等。缺點：蒸發速率難以控制，且蒸發速率不能太快。 （2）雙源蒸發法：將要形成合金的每一成分，分別裝入各自的蒸發源中，然后獨立地控制各個蒸發源的蒸發速率，使達到基板的各種原子與所需合金薄膜的組成相對應。為使薄膜厚度分布均勻，基板常需要進行轉動。2、化合物的蒸發：化合物的蒸發方法：（1）電阻加熱法（2）反應蒸發法（3）雙源或多源蒸發法（4）三溫度法（5）分子束外延法反應蒸發法主要用于制備高熔點的絕緣介質薄膜，如氧化物、氮化物和硅化物等。而三溫度法和分子外延法主要用于制作單晶半導體化合物薄膜，特別是III-V族化合物半導體薄膜、超晶格薄膜以及各種單晶外延薄膜等。 將活性氣體導入真空室，使活性氣體的原子、分子和從蒸發源逸出的蒸發金屬原子、低價化合物分子在基板表面淀積過程中發生反應，從而形成所需高價化合物薄膜的方法。不僅用于熱分解嚴重，而且用于因飽和蒸氣壓較低而難以采用電阻加熱蒸發的材料。經常被用來制作高熔點的化合物薄膜，特別是適合制作過渡金屬與易分解吸收的02， N2等反應氣體所組成的化合物薄膜（例如SiO2、ZrN、AlN、SiC薄膜）。在反應蒸發中，蒸發原子或低價化合物分子與活性氣體發生反應的地方有三種可能，即蒸發源表面、蒸發源到基板的空間和基板表面。

  605人看過

• 2023-02-15 14:54發布了技術文章

  真空蒸發鍍膜技術原理

  蒸發鍍膜設備 蒸發鍍膜機 熱蒸發鍍膜機 4569人看過

• 2022-12-29 16:14發布了技術文章

  PECVD原理及應用

  PECVD 等離子沉積 化學氣相沉積 5528人看過

• 2022-12-13 18:01發布了問答

  一文讀懂ICP刻蝕技術

  ICP刻蝕技術電感耦合等離子體刻蝕（ICP，Inductively Couple Plasma）刻蝕工作原理是：用高頻火花引燃時，部分Ar工作氣體被電離，產生的電子和氬離子在高頻電磁場中被加速，它們與中性原子碰撞，使更多的工作氣體電離，形成等離子體氣體。導電的等離子體氣體在磁場作用下感生出的強大的感生電流產生大量的熱能又將等離子體加熱，使其溫度達到1×10^4K，形成ICP放電。電感耦合等離子體刻蝕是物理過程和化學過程共同作用的結果，在真空低氣壓下，ICP射頻電源產生的射頻輸出到環形耦合線圈，以一定比例混合的氣體經耦合輝光放電，產生高密度的等離子體，在下電極RF射頻作用下，這些等離子對基片表面進行轟擊，基片材料的化學鍵被打斷，與刻蝕氣體反應生成揮發性物質，以氣體形式脫離基片，從真空管路被抽走。 ICP刻蝕的優勢：ICP刻蝕技術具有刻蝕速率快、選擇比高、各向異性高、刻蝕損傷小、大面積均勻性好、刻蝕斷面輪廓可控性高和刻蝕表面平整光滑等優點；ICP刻蝕設備結構簡單、外形小、操作簡便、便于自動控制、適合大面積基片刻蝕。近年來，ICP刻蝕技術被廣泛應用在硅、二氧化硅、III-V族化合物、金屬等材料的刻蝕上 ICP刻蝕相比RIE刻蝕的優勢 ICP刻蝕設備的一般構造 電感耦合等離子體（ICP）刻蝕機包括兩套通過自動匹配網絡控制的13.56MHz 射頻電源，一套連接纏繞在腔室外的螺線圈，使線圈產生感應耦合的電場， 在電場作用下， 刻蝕氣體輝光放電產生高密度等離子體。功率的大小直接影響等離子體的電離率， 從而影響等離子體的密度。第二套射頻電源連接在腔室內下方的電極上，主要為等離子提供能量。這樣兩套RF電源的配置，使得在低離子能量條件下，可以增加離子密度，從而提高刻蝕速率的同時，保證對晶片的損傷降到最低。  刻蝕的基本要求（1）負載效應刻蝕中還存在負載效應，即發生刻蝕速率變慢的情況。分為宏觀負載效應和微觀負載效應。刻蝕面積很大時，因為氣體傳輸受限和刻蝕氣體耗盡，刻蝕速率會較慢，這稱為宏觀負載效應。在微細圖形的局部區域內， 被刻蝕材料的密度過高造成刻蝕氣體耗盡的情況稱為微觀負載效應。 （2）圖形保真度設橫向刻蝕速率為V1，縱向刻蝕速率為V2，通常用A 表示刻蝕的各向異性刻蝕的程度，定義如下：A=1，表示圖形轉移中沒有失真， 刻蝕具有很好的各向異性。A=0，圖形失真情況嚴重，刻蝕為各向同性。（3）均勻性在材料制備時， 薄膜厚度一般有一定的不均勻性， 而刻蝕時同一襯底片的不同位置的刻蝕速率也不同。這些都會造成圖形轉移的不均勻。刻蝕的均勻性在很大程度上依賴于設備的硬件參數， 如反應室的設置， 氣流， 離子濃度等均勻性情況。其次是工藝參數的影響。對于大襯底的刻蝕， 如果刻蝕時間不夠， 膜厚處沒有刻蝕完全；但是刻蝕時間太長，膜薄處會造成過刻蝕，實際情況中需要綜合考慮。也可以在被刻蝕材料的下層制備截止層，截止層選用和被刻蝕材料有很高選擇比的材料， 這樣可以加長刻蝕時間， 保證膜厚處被刻蝕干凈，膜薄處也不會造成明顯的過刻蝕。除了同一樣片不同位置的均勻性問題， 同一刻蝕條件不同樣片的刻蝕均勻性（也稱重復性）也很重要。重復性與反應室的狀況有很大的關聯性。（4）表面形貌一般情況下， 刻蝕后的表面形貌都希望側壁陡直光滑， 刻蝕地面平滑。但對于不同的器件有時也有特殊要求，如需傾斜剖面、微透鏡結構等。（5）刻蝕的清潔刻蝕中防止玷污是非常重要的。如果在接觸孔的位置出現重金屬沾污也會造成漏電。對于干法刻蝕，刻蝕表面還會出現聚合物的再淀積。 等離子刻蝕的基本過程等離子體刻蝕有四種基本的過程，他們分別是物理濺射刻蝕（Sputtering）、純化學刻蝕（Chemical）、離子增強刻蝕（Ion enhanced energetic）、側壁抑制刻蝕（Ion enhanced inhibitor）。1) 物理濺射刻蝕（Sputtering）濺射工藝是以一定能量的粒子（離子或中性原子、分子）轟擊固體表面，使固體近表面的原子或分子獲得足夠大的能量而最終逸出固體表面的工藝。等離子體所提供的離子能量約為幾百eV，一般來說會高于濺射產生的閾值（幾十eV）。在等離子提供的能量范圍內，濺射率隨著離子本身能量的增大而急劇增加。不同材料的濺射速率在離子能量一定的情況下相差不大，因此濺射是純物理的過程，這個過程選擇性差，速率低。但是物理濺射刻蝕，離子轟擊具有很強的方向性，使得被刻蝕材料具有很好的各向異性。2) 純化學刻蝕（Chemical）在純化學刻蝕中，等離子體提供中性的活性基團，這些活性基團與薄膜表面發生化學反應，生成相應的氣相產物。如刻蝕Si材料常用F基氣體，因為會生成易揮發的SiF4.化學刻蝕是各項同性的，活性基團會以近似角分布到達被刻蝕材料表面，反應過程中反應產物必須是可揮發的。一般來說化學刻蝕可以獲得高的速率以及選擇比。3) 離子增強刻蝕（Ion enhanced energetic）離子增強刻蝕是物理濺射和化學刻蝕互相結合的工藝方式。物理濺射中物理轟擊的作用可以大大增強薄膜表面的化學反應的活性，刻蝕的效果相較單一的物理和化學刻蝕，效果顯著。等離子體既提供了粒子通量又賦予離子能量。4) 側壁抑制刻蝕（Ion enhanced inhibitor）這種刻蝕方式主要應用于深刻蝕，如Bosch工藝，深硅刻蝕運用分子量較大的鈍化氣體C4F8與SF6搭配，刻蝕和鈍化交替進行，實現側壁垂直的深刻蝕工藝。 影響刻蝕效果的因素ICP 工藝中影響刻蝕效果的因素很多。工藝參數里包括源功率、偏壓功率、刻蝕氣體及流量、工作氣壓和溫度等。此外，掩膜的制備和反應室內壁的情況對刻蝕結果也有很重要的影響。1.掩膜的影響ICP 刻蝕是圖形轉移的過程，因此掩膜的制備對刻蝕非常重要。最常見的掩膜是光刻膠(Photoresist.PR)、SiO2和金屬(如A1、Ni等)。一個好的掩膜要求陡直度較高，邊緣光滑。底部去除干凈無殘留，抗高溫和抗轟擊能力強。掩膜的陡直度和邊緣的光滑程度直接影響刻蝕剖面的陡直度和側壁的光滑程度。雖然可以通過工藝參數的調整改善刻蝕形貌，但是效果遠不如掩膜質量的改善。因此高質量的光刻技術對刻蝕非常重要。(1)幾乎所有的掩膜制備都需要由光刻制備，光刻膠掩膜的制備最容易，精度也最高。但是，光刻膠的抗高溫和抗轟擊能力很差，只能用于低溫工藝，通常選擇比也較低。(2)硬掩膜SIO2 和金屬等硬掩膜一般需要光刻膠圖形的二次轉移，圖形精度會有所損失。但是它們的抗高溫和抗轟擊能力很好，選擇比高，可以刻蝕更深的深度。2.工藝參數的影響(1)ICP Power 源功率這個功率源的主要作用是產生高密度等離子體，控制離子通量。功率增加時，離子和活性基密度增加，刻蝕速率也增加。一般情況下，選擇比也會增加。但過高時，均勻性會下降。同時，源功率增加會帶給襯底更多的熱負荷，襯底溫度會明顯升高，對于需要低溫的工藝影響較大，需要更好的溫控系統。(2)RF Power 偏壓功率偏壓功率源主要作用是控制離子轟擊能量。對刻蝕速率和臺階角度影響很大。偏壓功率增加，刻蝕速率明顯增加。但是同時對掩膜的刻蝕也明顯增加，可能導致選擇比下降，臺階形貌變差。偏壓功率過高有時會在臺階底部形成“trenching”溝槽。(3)工作氣壓ICP 刻蝕的工作氣壓一般都小于 50mTorr，典型值在幾個 mTorr 至十幾mTorr。在這樣的低氣壓條件下，粒子的平均自由程很長，方向性好，離子轟擊作用也較強。同時，低氣壓也有利于揮發性刻蝕產物的解吸附，易獲得好的刻蝕結果。氣壓對均勻性影響很大，氣壓減小時均勻性更好。因此，氣壓減小，刻蝕的各向異性增加，均勻性和臺階角度會更好。氣壓對刻蝕速率的影響隨刻蝕材料和氣體的不同而有明顯的差異。對于化學作用較強的工藝，如 GaAs 的刻蝕，氣壓較大時因為活性基和離子密度增加，刻蝕速率和選擇比會有較大增加。而對物理作用較強的工藝，如 SiO2 的刻蝕，氣壓增加時刻飩速率變化不大。(4)氣體成分和流量等離子體刻蝕中經常使用含多種成分的混合氣體。這些氣體大體可分為三類。第一類是主要刻蝕反應氣體，與被刻蝕材料發生化學反應生成揮發性產物。如 CI2、CF4、SF6 等。第二類是起抑制作用的氣體,可以在側壁形成阻擋層,實現高的各向異性刻蝕,如 CHF3、 BCl3、SiCI4、CH4等。第三類是起稀釋或特殊作用的惰性氣體，如 Ar、He、N2 等。可以增強等離子體的穩定性，改善刻蝕均勻性，或增加離子轟擊作用在(如 Ar)來提高各向異性和提高選擇比(如 H2、O2)等。為了實現不同的刻蝕結果，平衡每一類氣體的作用(選用合適的流量比)非常重要。如果需要獲得較高的刻鐘速率,應選擇和被刻蝕材料反應積極并目生成物非常易干揮發的反應類氣體，同時可以適當提高其百分比濃度。但是，如果是被刻蝕層偏薄，對下層材料的選擇出又較低的情況，常常提高抑制氣體和稀釋氣體的比例來降低刻蝕速露，以實現對刻鐘終點的精確控制。(5)溫度溫度對刻蝕速率的影響主要體現在化學反應速率的變化。因此為了保證刻蝕速率的均勻性和重復性，必須精確的控制襯底溫度。高溫可以促進化學反應的進行，同時也有利于揮發性產物的解吸附。對于刻蝕生成物揮發溫度較高的工藝，如 InP的刻蝕，高溫會帶來有利的影響，但是對于以光刻膠為掩膜的低溫工藝來說，溫度必須控制在較低的水平。溫度過高時光刻膠會軟化變形，造成刻蝕圖形的偏差。嚴重時光刻膠會碳化，導致刻蝕后很難去除。如果必須使用較高的襯底溫度，需要改為 SiO2、金屬等硬掩膜。外加功率在很大程度上會轉化為熱量。對于ICP 這種等離子體，功率一般很高，反應中襯底溫升很快。如果工藝對溫度非常敏感，在參數設置時應更加注意。

  3671人看過

• 2022-12-13 18:01發布了技術文章

  一文讀懂ICP刻蝕技術

  ICP刻蝕 等離子體刻蝕 ICP刻蝕機 15252人看過

• 2022-11-25 16:10發布了問答

  離子束刻蝕（IBE）技術研究

  離子束刻蝕（IBE）技術研究 1.離子束刻蝕（IBE）技術的原理？離子束刻蝕（IBE，Ion Beam Etching）也稱為離子銑（IBM，Ion Beam Milling），也有人稱之為離子濺射刻蝕，是利用輝光放電原理將氬氣分解為氬離子，氬離子經過陽極電場的加速對樣品表面進行物理轟擊，以達到刻蝕的作用。刻蝕過程即把Ar氣充入離子源放電室并使其電離形成等離子體，然后由柵極將離子呈束狀引出并加速，具有一定能量的離子束進入工作室，射向固體表面轟擊固體表面原子，使材料原子發生濺射，達到刻蝕目的，屬純物理刻蝕。工件表面有制備溝槽的掩膜，最后裸露的部分就會被刻蝕掉，而掩膜部分則被保留，形成所需要的溝槽圖形。離子束刻蝕使高方向性的中性離子束能夠控制側壁輪廓，優化納米圖案化過程中的徑向均勻性和結構形貌。另外傾斜結構可以通過傾斜樣品以改變離子束的撞擊方向這一獨特能力來實現。在離子束刻蝕過程中，通常情況下，樣品表面采用厚膠作為掩模層，刻蝕期間富有能量的離子流會使得基片和光刻膠過熱。為了便于后面光刻膠的剝離清洗，一般需要對樣品臺進行冷卻處理，使整個刻蝕過程中溫度控制在一個比較好的范圍。 圖1 離子束刻蝕設備結構圖圖2 離子束刻蝕工藝原理圖 2.離子束刻蝕（IBE）適合的材料體系？可用于刻蝕加工各種金屬（Ni、Cu、Au、Al、Pb、Pt、Ti等）及其合金，以及非金屬、氧化物、氮化物、碳化物、半導體、聚合物、陶瓷、紅外和超導等材料。目前離子束刻蝕在非硅材料方面優勢明顯，在聲表面波、薄膜壓力傳感器、紅外傳感器等方面具有廣泛的用途。 3. 離子束刻蝕（IBE）技術的優點和缺點？a 優點： （1）方向性好、無鉆蝕、陡直度高； （2）刻蝕速率可控性好，圖形分辨率高，可達0.01um； （3）屬于物理刻蝕，可以刻蝕各種材料（Si、SiO2、GaAs、Ag、Au、光刻膠等）； （4）刻蝕過程中可改變離子束入射角來控制圖形輪廓，加工特殊的結構；b 缺點： （1）刻蝕速率慢、效率比ICP更低； （2）難以完成晶片的深刻蝕； （3）屬于物理刻蝕，常常會有過刻的現象。 4.反應離子束刻蝕（RIBE）技術簡介及優點？反應離子束刻蝕（RIBE）是在離子束刻蝕的基礎上，增加了腐蝕性氣體，因此它不但保留了離子束物理刻蝕能力，還增加了腐蝕性氣體（氟基氣體、O2）離化后對樣品的化學反應能力（反應離子束刻蝕：RIBE），也支持腐蝕性氣體非離化態的化學輔助刻蝕能力（化學輔助離子束刻蝕：CAIBE），對適用于化學輔助的材料可以大幅度提升刻蝕速率，提高刻蝕質量。 5. 離子束刻蝕（IBE）的案例展示  典型應用：1、三族和四族光學零件2、激光光柵3、高深寬比的光子晶體刻蝕4、在二氧化硅、硅和金屬上深溝刻蝕5、微流體傳感器電極6、測熱式微流體傳感器

  493人看過

• 2022-11-25 16:10發布了技術文章

  離子束刻蝕（IBE）技術研究

  離子束刻蝕 IBE刻蝕 離子束刻蝕機 3327人看過

• 2022-11-18 16:15發布了問答

  反應離子刻蝕技術

  反應離子刻蝕概述：反應離子腐蝕技術是一種各向異性很強、選擇性高的干法腐蝕技術。它是在真空系統中利用分子氣體等離子來進行刻蝕的，利用了離子誘導化學反應來實現各向異性刻蝕，即是利用離子能量來使被刻蝕層的表面形成容易刻蝕的損傷層和促進化學反應，同時離子還可清除表面生成物以露出清潔的刻蝕表面的作用。主要用于Si、SiO2、SiNx、半導體材料、聚合物、金屬的刻蝕以及光刻膠的去除等，廣泛應用于物理，生物，化學，材料，電子等領域。 工作原理：通常情況下，反應離子刻蝕機的整個真空壁接地, 作為陽極, 陰極是功率電極, 陰極側面的接地屏蔽罩可防止功率電極受到濺射。要腐蝕的基片放在功率電極上。腐蝕氣體按照一定的工作壓力和搭配比例充滿整個反應室。對反應腔中的腐蝕氣體, 加上大于氣體擊穿臨界值的高頻電場, 在強電場作用下, 被高頻電場加速的雜散電子與氣體分子或原子進行隨機碰撞, 當電子能量大到一定程度時, 隨機碰撞變為非彈性碰撞, 產生二次電子發射, 它們又進一步與氣體分子碰撞, 不斷激發或電離氣體分子。這種激烈碰撞引起電離和復合。當電子的產生和消失過程達到平衡時, 放電能繼續不斷地維持下去。由非彈性碰撞產生的離子、電子及及游離基(游離態的原子、分子或原子團) 也稱為等離子體, 具有很強的化學活性, 可與被刻蝕樣品表面的原子起化學反應, 形成揮發性物質, 達到腐蝕樣品表層的目的。同時, 由于陰極附近的電場方向垂直于陰極表面, 高能離子在一定的工作壓力下, 垂直地射向樣品表面, 進行物理轟擊, 使得反應離子刻蝕具有很好的各向異性。所以，反應離子刻蝕包括物理和化學刻蝕兩者的結合。  刻蝕氣體的選擇對于多晶硅柵電極的刻蝕，腐蝕氣體可用Cl2或SF6，要求對其下層的柵氧化膜具有高的選擇比。刻蝕單晶硅的腐蝕氣體可用Cl2/SF6或SiCl4/Cl2；刻蝕SiO2的腐蝕氣體可用CHF3或CF4/H2；刻蝕Si3N4的腐蝕氣體可用CF4/O2、SF6/O2或CH2F2/CHF3/O2；刻蝕Al（或Al-Si-Cu合金）的腐蝕氣體可用Cl2、BCl3或SiCl4；刻蝕W的腐蝕氣體可用SF6或CF4；刻蝕光刻膠的腐蝕氣體可用氧氣。對于石英材料, 可選擇氣體種類較多, 比如CF4、CF4+ H2、CHF3 等。我們選用CHF3 氣體作為石英的腐蝕氣體。其反應過程可表示為：CHF3 + e——CHF+2 + F (游離基) + 2e，SiO 2 + 4F SiF4 (氣體) + O 2 (氣體)。SiO 2 分解出來的氧離子在高壓下與CHF+2 基團反應， 生成CO ↑、CO 2↑、H2O ↑、O F↑等多種揮發性氣體。對于鍺材料、選用含F 的氣體是十分有效的。然而, 當氣體成份中含有氫時, 刻蝕將受到嚴重阻礙, 這是因為氫可以和氟原子結合, 形成穩定的HF, 這種雙原子HF 是不參與腐蝕的。實驗證明, SF6 氣體對Ge 有很好的腐蝕作用。反應過程可表示為：SF6 + e——SF+5 + F (游離基) + 2e，Ge + 4F——GeF4 (揮發性氣體)   。 設備：典型的（平行板）RIE系統包括圓柱形真空室，晶片盤位于室的底部。晶片盤與腔室的其余部分電隔離。氣體通過腔室頂部的小入口進入，并通過底部離開真空泵系統。所用氣體的類型和數量取決于蝕刻工藝;例如，六氟化硫通常用于蝕刻硅。通過調節氣體流速和/或調節排氣孔，氣體壓力通常保持在幾毫托和幾百毫托之間的范圍內。存在其他類型的RIE系統，包括電感耦合等離子體（ICP）RIE。在這種類型的系統中，利用RF供電的磁場產生等離子體。雖然蝕刻輪廓傾向于更加各向同性，但可以實現非常高的等離子體密度。平行板和電感耦合等離子體RIE的組合是可能的。在該系統中，ICP被用作高密度離子源，其增加了蝕刻速率，而單獨的RF偏壓被施加到襯底（硅晶片）以在襯底附近產生定向電場以實現更多的各向異性蝕刻輪廓。  操作方法：通過向晶片盤片施加強RF（射頻）電磁場，在系統中啟動等離子體。該場通常設定為13.56兆赫茲的頻率，施加在幾百瓦特。振蕩電場通過剝離電子來電離氣體分子，從而產生等離子體 。在場的每個循環中，電子在室中上下電加速，有時撞擊室的上壁和晶片盤。同時，響應于RF電場，更大質量的離子移動相對較少。當電子被吸收到腔室壁中時，它們被簡單地送到地面并且不會改變系統的電子狀態。然而，沉積在晶片盤片上的電子由于其DC隔離而導致盤片積聚電荷。這種電荷積聚在盤片上產生大的負電壓，通常約為幾百伏。由于與自由電子相比較高的正離子濃度，等離子體本身產生略微正電荷。由于大的電壓差，正離子傾向于朝向晶片盤漂移，在晶片盤中它們與待蝕刻的樣品碰撞。離子與樣品表面上的材料發生化學反應，但也可以通過轉移一些動能來敲除（濺射）某些材料。由于反應離子的大部分垂直傳遞，反應離子蝕刻可以產生非常各向異性的蝕刻輪廓，這與濕化學蝕刻的典型各向同性輪廓形成對比。RIE系統中的蝕刻條件很大程度上取決于許多工藝參數，例如壓力，氣體流量和RF功率。 RIE的改進版本是深反應離子蝕刻，用于挖掘深部特征。

  288人看過

加載更多