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等离子工业清洗机蚀刻钝化层介电材料铝垫的金属蚀刻

  • 分类:公司动态
  • 作者:等离子清洗机-CRF plasma等离子设备-等离子表面处理机厂家-诚峰智造
  • 来源:
  • 发布时间:2020-10-20
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【概要描述】钝化层介电材料的蚀刻: 钝化层是用于保护集成电路器件和金属连线结构,提供一定的应力缓冲,不被后续切割、清洗和封装等工艺破坏和腐蚀的保护层。钝化层使用的介电材料通常为氧化硅和氮化硅材料,其尺寸都是微米级的,对侧壁轮廓曲线没有特殊要求。钝化层介电材料蚀刻使用单一的光刻胶为拖膜,蚀刻气体为[F]基气体,通常是CF4和CHF3或CH2F2的组合并伴有一些稀释气体,等离子工业清洗机通过优化蚀刻气体比例、等离子体的源功率和偏置功率以及温度的方式调节侧壁轮廓角度、尺寸和等离子蚀刻深度的均匀性。 铝垫的金属蚀刻: 铝金属蚀刻通常使用光刻胶为掩膜,在等离子体金属蚀刻反应腔体中进行。由于等离子工业清洗机氟基气体蚀刻金属铝得到的生成物AlF3是低蒸汽压非挥发性的产物,无法用来蚀刻铝,通常用氯基气体蚀刻金属铝。纯氯气蚀刻铝是各向同性的,为获得各向异性的蚀刻工艺以得到需要的轮廓曲线和尺寸,必须在蚀刻过程中使用聚合物来对侧壁进行钝化保护,除了用等离子体物理轰击光刻胶捕获碳来得到一些聚合物外,还要加入容易产生聚合物的气体作为蚀刻剂,如CHF3、N、CH4等;同时,等离子工业清洗机在铝金属蚀刻中还大量使用到BCl3气体,主要目的有BCl3与[O]、[H]离子的反应性极优,优先反应后带走反应腔中及反应过程中产生的[O]、[H]离子以降低铝金属蚀刻终止及未来发生腐蚀的可能性;同时,BCl3气体在等离子体中分解为BClx,原子团和正离子,[BCl3]+正离子具有很大的分子量是形成等离子体物理轰击的重要离子来源,增强物理轰击效果; 而BClx原子团可以与Cl原子发生如式(3-8)的“再结合”反应,这个反应通常会在没有暴露在 BCIx + Cl→BClx+1             (3-8) 粒子轰击下的侧壁表面上进行,这种再结合反应将消耗掉侧壁表面的氯原子,降低侧壁吸附的氟原子从而减少侧面的蚀刻,提高了蚀刻的各向异性,达到很好控制侧壁轮廓剖面的作用。 蚀刻过程中加入可以迅速生成聚合物提供侧壁保护的气体如CHF3、N2、或CH4,使金属铝侧壁上较为优先吸附氟、氮或者碳氢化合物的方式,来进一步减少氯原子与铝侧壁接触发生反应,达到保护侧壁,使得氯基气体对金属铝的各向异性蚀刻能力更好。等离子工业清洗机通过研究这3种不同气体对蚀刻后金属铝侧壁形貌的影响,结果表明,N2保护气体在蚀刻过程中产生太多的侧壁保护,容易形成梯形的侧壁形貌;CHF3对侧壁的保护则不够完善;CF4气体实现了均匀的侧壁保护,并能保持几近垂直的侧壁角度,可以提供侧壁保护。 等离子工业清洗机金属铝蚀刻中的一个难点是其多层金属复合膜的复杂性,在复合膜中常常使用作为像图形曝光抗反射层的TiN或其他的抗反射材料,以及下面的黏附阻挡层如Ti或其他材料,这些都增加了蚀刻工艺的复杂性。为了蚀刻表面的抗反射材料层,可能使用到的化学气体是Cl2/SF6/CF4/CHF3/BCI3/Ar/O2其中的组合,而蚀刻TiN抗反射膜则用CI2/BCI3/N2/CHF3其中的组合。此外,由于暴露于空气中的铝的氧化几乎是同时发生的,要抑制或者控制氧化铝的产生,否则会造成蚀刻终止。下面具体介绍蚀刻铝金属复合膜的典型步骤: ①蚀刻抗反射层。 ②去除表面的自然氧化层的预蚀刻(亦可能与第①步结合)。 ③金属铝的主蚀刻,通常是用反应产物探测器来侦测金属铝的蚀刻终止。 ④去除铝残留物的过蚀刻,这一步猴也可能是主蚀刻步骤的延续。 ⑤底部阻挡层蚀刻(亦可能与第④步结合)。 ⑥为防止具有侵蚀性能的蚀刻残留物的去除(可选,亦可以和下一步骤结合) ⑦去除光刻胶。 等离子工业清洗机铝金属蚀刻后,需要很好地控制铝金属的侵蚀,任何在蚀刻工艺中残留的副产物都具有浸蚀性(主要是都含有氯成分,而氯离子在大气环境下会与方气中的水反应生成强腐蚀性的HCl,它们可以快速反应、腐蚀金属铝),必须很快对其中和或者从硅片表面去除。因此,在健刻和灰化工艺中控制水蒸气和氧气的含量很关键,典型的金属铝蚀刻的等离体蚀刻和处理副产物、灰化处理光刻胶是在同一个蚀刻机台的真空环境下、不同反应青提中连续完成,在光刻胶灰化过程中将腐蚀性的化合物去除后,再将晶片传出到大气环境。

等离子工业清洗机蚀刻钝化层介电材料铝垫的金属蚀刻

【概要描述】钝化层介电材料的蚀刻:

钝化层是用于保护集成电路器件和金属连线结构,提供一定的应力缓冲,不被后续切割、清洗和封装等工艺破坏和腐蚀的保护层。钝化层使用的介电材料通常为氧化硅和氮化硅材料,其尺寸都是微米级的,对侧壁轮廓曲线没有特殊要求。钝化层介电材料蚀刻使用单一的光刻胶为拖膜,蚀刻气体为[F]基气体,通常是CF4和CHF3或CH2F2的组合并伴有一些稀释气体,等离子工业清洗机通过优化蚀刻气体比例、等离子体的源功率和偏置功率以及温度的方式调节侧壁轮廓角度、尺寸和等离子蚀刻深度的均匀性。

铝垫的金属蚀刻:

铝金属蚀刻通常使用光刻胶为掩膜,在等离子体金属蚀刻反应腔体中进行。由于等离子工业清洗机氟基气体蚀刻金属铝得到的生成物AlF3是低蒸汽压非挥发性的产物,无法用来蚀刻铝,通常用氯基气体蚀刻金属铝。纯氯气蚀刻铝是各向同性的,为获得各向异性的蚀刻工艺以得到需要的轮廓曲线和尺寸,必须在蚀刻过程中使用聚合物来对侧壁进行钝化保护,除了用等离子体物理轰击光刻胶捕获碳来得到一些聚合物外,还要加入容易产生聚合物的气体作为蚀刻剂,如CHF3、N、CH4等;同时,等离子工业清洗机在铝金属蚀刻中还大量使用到BCl3气体,主要目的有BCl3与[O]、[H]离子的反应性极优,优先反应后带走反应腔中及反应过程中产生的[O]、[H]离子以降低铝金属蚀刻终止及未来发生腐蚀的可能性;同时,BCl3气体在等离子体中分解为BClx,原子团和正离子,[BCl3]+正离子具有很大的分子量是形成等离子体物理轰击的重要离子来源,增强物理轰击效果; 而BClx原子团可以与Cl原子发生如式(3-8)的“再结合”反应,这个反应通常会在没有暴露在

BCIx + Cl→BClx+1             (3-8)

粒子轰击下的侧壁表面上进行,这种再结合反应将消耗掉侧壁表面的氯原子,降低侧壁吸附的氟原子从而减少侧面的蚀刻,提高了蚀刻的各向异性,达到很好控制侧壁轮廓剖面的作用。


蚀刻过程中加入可以迅速生成聚合物提供侧壁保护的气体如CHF3、N2、或CH4,使金属铝侧壁上较为优先吸附氟、氮或者碳氢化合物的方式,来进一步减少氯原子与铝侧壁接触发生反应,达到保护侧壁,使得氯基气体对金属铝的各向异性蚀刻能力更好。等离子工业清洗机通过研究这3种不同气体对蚀刻后金属铝侧壁形貌的影响,结果表明,N2保护气体在蚀刻过程中产生太多的侧壁保护,容易形成梯形的侧壁形貌;CHF3对侧壁的保护则不够完善;CF4气体实现了均匀的侧壁保护,并能保持几近垂直的侧壁角度,可以提供侧壁保护。

等离子工业清洗机金属铝蚀刻中的一个难点是其多层金属复合膜的复杂性,在复合膜中常常使用作为像图形曝光抗反射层的TiN或其他的抗反射材料,以及下面的黏附阻挡层如Ti或其他材料,这些都增加了蚀刻工艺的复杂性。为了蚀刻表面的抗反射材料层,可能使用到的化学气体是Cl2/SF6/CF4/CHF3/BCI3/Ar/O2其中的组合,而蚀刻TiN抗反射膜则用CI2/BCI3/N2/CHF3其中的组合。此外,由于暴露于空气中的铝的氧化几乎是同时发生的,要抑制或者控制氧化铝的产生,否则会造成蚀刻终止。下面具体介绍蚀刻铝金属复合膜的典型步骤:

①蚀刻抗反射层。

②去除表面的自然氧化层的预蚀刻(亦可能与第①步结合)。

③金属铝的主蚀刻,通常是用反应产物探测器来侦测金属铝的蚀刻终止。

④去除铝残留物的过蚀刻,这一步猴也可能是主蚀刻步骤的延续。

⑤底部阻挡层蚀刻(亦可能与第④步结合)。

⑥为防止具有侵蚀性能的蚀刻残留物的去除(可选,亦可以和下一步骤结合)

⑦去除光刻胶。

等离子工业清洗机铝金属蚀刻后,需要很好地控制铝金属的侵蚀,任何在蚀刻工艺中残留的副产物都具有浸蚀性(主要是都含有氯成分,而氯离子在大气环境下会与方气中的水反应生成强腐蚀性的HCl,它们可以快速反应、腐蚀金属铝),必须很快对其中和或者从硅片表面去除。因此,在健刻和灰化工艺中控制水蒸气和氧气的含量很关键,典型的金属铝蚀刻的等离体蚀刻和处理副产物、灰化处理光刻胶是在同一个蚀刻机台的真空环境下、不同反应青提中连续完成,在光刻胶灰化过程中将腐蚀性的化合物去除后,再将晶片传出到大气环境。

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等离子工业清洗机蚀刻钝化层介电材料铝垫的金属蚀刻:

钝化层介电材料的蚀刻:

        钝化层是用于保护集成电路器件和金属连线结构,提供一定的应力缓冲,不被后续切割、清洗和封装等工艺破坏和腐蚀的保护层。钝化层使用的介电材料通常为氧化硅和氮化硅材料,其尺寸都是微米级的,对侧壁轮廓曲线没有特殊要求。钝化层介电材料蚀刻使用单一的光刻胶为拖膜,蚀刻气体为[F]基气体,通常是CF4和CHF3或CH2F2的组合并伴有一些稀释气体,等离子工业清洗机通过优化蚀刻气体比例、等离子体的源功率和偏置功率以及温度的方式调节侧壁轮廓角度、尺寸和等离子蚀刻深度的均匀性。

铝垫的金属蚀刻:

        铝金属蚀刻通常使用光刻胶为掩膜,在等离子体金属蚀刻反应腔体中进行。由于等离子工业清洗机氟基气体蚀刻金属铝得到的生成物AlF3是低蒸汽压非挥发性的产物,无法用来蚀刻铝,通常用氯基气体蚀刻金属铝。纯氯气蚀刻铝是各向同性的,为获得各向异性的蚀刻工艺以得到需要的轮廓曲线和尺寸,必须在蚀刻过程中使用聚合物来对侧壁进行钝化保护,除了用等离子体物理轰击光刻胶捕获碳来得到一些聚合物外,还要加入容易产生聚合物的气体作为蚀刻剂,如CHF3、N、CH4等;同时,等离子工业清洗机在铝金属蚀刻中还大量使用到BCl3气体,主要目的有BCl3与[O]、[H]离子的反应性极优,优先反应后带走反应腔中及反应过程中产生的[O]、[H]离子以降低铝金属蚀刻终止及未来发生腐蚀的可能性;同时,BCl3气体在等离子体中分解为BClx,原子团和正离子,[BCl3]+正离子具有很大的分子量是形成等离子体物理轰击的重要离子来源,增强物理轰击效果; 而BClx原子团可以与Cl原子发生如式(3-8)的“再结合”反应,这个反应通常会在没有暴露在

        BCIx + Cl→BClx+1             (3-8)

        粒子轰击下的侧壁表面上进行,这种再结合反应将消耗掉侧壁表面的氯原子,降低侧壁吸附的氟原子从而减少侧面的蚀刻,提高了蚀刻的各向异性,达到很好控制侧壁轮廓剖面

        蚀刻过程中加入可以迅速生成聚合物提供侧壁保护的气体如CHF3、N2、或CH4,使金属铝侧壁上较为优先吸附氟、氮或者碳氢化合物的方式,来进一步减少氯原子与铝侧壁接触发生反应,达到保护侧壁,使得氯基气体对金属铝的各向异性蚀刻能力更好。等离子工业清洗机通过研究这3种不同气体对蚀刻后金属铝侧壁形貌的影响,结果表明,N2保护气体在蚀刻过程中产生太多的侧壁保护,容易形成梯形的侧壁形貌;CHF3对侧壁的保护则不够完善;CF4气体实现了均匀的侧壁保护,并能保持几近垂直的侧壁角度,可以提供侧壁保护。

        等离子工业清洗机金属铝蚀刻中的一个难点是其多层金属复合膜的复杂性,在复合膜中常常使用作为像图形曝光抗反射层的TiN或其他的抗反射材料,以及下面的黏附阻挡层如Ti或其他材料,这些都增加了蚀刻工艺的复杂性。为了蚀刻表面的抗反射材料层,可能使用到的化学气体是Cl2/SF6/CF4/CHF3/BCI3/Ar/O2其中的组合,而蚀刻TiN抗反射膜则用CI2/BCI3/N2/CHF3其中的组合。此外,由于暴露于空气中的铝的氧化几乎是同时发生的,要抑制或者控制氧化铝的产生,否则会造成蚀刻终止。下面具体介绍蚀刻铝金属复合膜的典型步骤:

        ①蚀刻抗反射层。

        ②去除表面的自然氧化层的预蚀刻(亦可能与第①步结合)。

        ③金属铝的主蚀刻,通常是用反应产物探测器来侦测金属铝的蚀刻终止。

        ④去除铝残留物的过蚀刻,这一步猴也可能是主蚀刻步骤的延续。

        ⑤底部阻挡层蚀刻(亦可能与第④步结合)。

        ⑥为防止具有侵蚀性能的蚀刻残留物的去除(可选,亦可以和下一步骤结合)

        ⑦去除光刻胶。

        等离子工业清洗机铝金属蚀刻后,需要很好地控制铝金属的侵蚀,任何在蚀刻工艺中残留的副产物都具有浸蚀性(主要是都含有氯成分,而氯离子在大气环境下会与方气中的水反应生成强腐蚀性的HCl,它们可以快速反应、腐蚀金属铝),必须很快对其中和或者从硅片表面去除。因此,在健刻和灰化工艺中控制水蒸气和氧气的含量很关键,典型的金属铝蚀刻的等离体蚀刻和处理副产物、灰化处理光刻胶是在同一个蚀刻机台的真空环境下、不同反应青提中连续完成,在光刻胶灰化过程中将腐蚀性的化合物去除后,再将晶片传出到大气环境。

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