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• 2023-06-07 14:25发布了技术文章

  ALD技术在GaN功率器件上的优势

  ALD 原子层沉积 PEALD 1469人看过

• 2023-04-12 14:26发布了行业资讯

  季华实验室磁控溅射系统顺利验收

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• 2023-04-12 14:26发布了问答

  季华实验室磁控溅射系统顺利验收

  季华实验室磁控溅射系统顺利验收近日，NANO-MASTER工程师至季华实验室，顺利安装验收NSC-3500型磁控溅射系统！磁控溅射系统主要用于半导体应用，同时也可以用于各种需要进行微纳工艺溅射镀膜的情形。可用于金属材料（金、银、铜、镍、铬等）的直流溅射、直流共溅射，绝缘材料（如陶瓷等）的射频溅射，以及反应溅射能力。基片可支持硅片，氧化硅片，玻璃片，以及对温度敏感的有机柔性基片等。设备优势01镀膜均匀性对于最关键的镀膜的均匀性方面，对于6”硅片的金属材料镀膜，NANO-MASTER可以达到优于3%的镀膜均匀度，而一些设备只能稳定在5%甚至更高。02设备制造工艺在配备相似等级的分子泵及机械泵的情况下，NANO-MASTER具有更快的抽真空速率，比如可以在20-25分钟左右就达到高真空工艺，而一些设备则需要30-40分钟。腔体真空的稳定度影响镀膜的性能。03工艺的可重复性NANO-MASTER设备在工艺控制方面，有更高的自动化能力，通过PC控制，减少人工干预造成的工艺偏差。而一些设备要求人工配合，导致不同人采用同样的工艺做出来的效果不同，甚至同一个人在不同时间运行相同的工艺做出来的效果也不同。04设备紧凑性一些设备在满足相同性能情况下，由于加工的精密度方面的差距，造成设备比较庞大，占地面积较大，使得实验室宝贵的空间被占用严重。而NANO-MASTER设备相对而言具有更紧凑的设计，占地面积也较小。05设备稳定性进口设备的维护率较低，可以保证设备较长时间的稳定运行，而一些设备的故障率高，不利于设备的稳定使用，经常因为故障影响实验的正常进行，影响科研进度。

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• 2023-03-14 12:04发布了问答

  等离子去胶机（Plasma Cleaner）

  等离子去胶机（Plasma Cleaner） 为何要去除光刻胶？在现代半导体生产过程中，会大量使用光刻胶来将电路板图图形通过掩模版和光刻胶的感光与显影，转移到晶圆光刻胶上，从而在晶圆表面形成特定的光刻胶图形，然后在光刻胶的保护下，对下层薄膜或晶圆基底完成进行图形刻蚀或离子注入，最后再将原有的光刻胶彻底去除。去胶是光刻工艺中的最后一步。在刻蚀/离子注入等图形化工艺完成后，晶圆表面剩余光刻胶已完成图形转移和保护层的功能，通过去胶工艺进行完全清除。光刻胶去除是微加工工艺过程中非常重要的环节，光刻胶是否彻底去除干净、对样片是否有造成损伤，都会直接影响后续集成电路芯片制造工艺效果。 半导体光刻胶去除工艺有哪些？半导体光刻胶去除工艺，一般分成两种，湿式去光刻胶和干式去光刻胶。湿式去胶又根据去胶介质的差异，分为氧化去胶和溶剂去胶两种类别。干式去胶适合大部分去胶工艺，去胶彻底且速度快，是现有去胶工艺中zui好的方式。 一、等离子去胶机简述：氧等离子去胶是利用氧气在微波发生器的作用下产生氧等离子体，具有活性的氧等离子体与有机聚合物发生氧化反应，使有机聚合物被氧化成水蒸汽和二氧化碳等排除腔室，从而达到去除光刻胶的目的，这个过程我们有时候也称之为灰化或者剥离。氧等离子去胶相比于湿法去胶工艺更为简单、适应性更好，去胶过程纯干法工艺，无液体或者有机溶剂参与。当然我们需要注意的是，这里并不是说氧等离子去胶工艺100%好于湿法去胶，同时也不是所有的光刻胶都适用于氧等离子去胶，以下几种情形我们需要注意：① 部分稳定性极高的光刻胶如SU-8、PI（聚酰亚胺），往往胶厚也比较大，纯氧等离子体去胶速率也比较有限，为了保证快速去胶，往往还会在工艺气体中增加氟基气体增加去胶速率，因此不只是氧气是反应气体，有时候我们也需要其他气体参与；② 涂胶后形成类非晶态二氧化硅的HSQ光刻胶。由于其构成并不是单纯的碳氢氧，所以是无法使用氧等离子去胶机来实现去胶；③ 当我们的样品中有其他需要保留的结构层本身就是有机聚合物构成的，在等离子去胶的过程中，这些需要保留的层也可能会在氧等离子下发生损伤；④ 样品是由容易氧化的材料或者有易氧化的结构层，氧等离子去胶过程，这些材料也会被氧化，如金属AG、C、CR、Fe以及Al，非金属的石墨烯等二维材料； 市面上常见氧等离子去胶机按照频率可分为微波等离子去胶机和射频等离子去胶机两种，微波等离子去胶机的工作频率为2.45GHz，射频等离子去胶机的工作频率为13.5MHz，更高的频率决定了等离子体拥有更高的离子浓度、更小的自偏压，更高的离子浓度决定了去胶速度更快，效率更高；更低的自偏压决定了其对衬底的刻蚀效应更小，也意味着去胶过程中对衬底无损伤，而射频等离子去胶机其工作原理与刻蚀机相似，结构上更加简单。因此，在光电器件的加工中，去胶机的选择更推荐使用损伤更小的微波等离子去胶机。 二、等离子清洗去胶机的工作原理：氧气是干式等离子体脱胶技术中的首要腐蚀气体。它在真空等离子体脱胶机反应室内高频和微波能的作用下，电离产生氧离子、自由氧原子O*、氧分子和电子混合的等离子体，其间氧化能力强的自由氧原子（约10-20%）在高频电压作用下与光刻胶膜发生反应：O2→O*+O*，CxHy+O*→CO2↑+H2O↑。反应后产生的CO2和H2O然后被抽走。 三、等离子去胶机的优势：1、等离子清洗机的加工过程易于控制、可重复且易于自动化；使用等离子扫胶机可以使得清洗效率获得更大的提高。整个清洗工艺流程几分钟内即可完成，因此具有产率高的特点2、等离子扫胶机清洗对象经等离子清洗之后是干燥的，不需要再经干燥处理即可送往下一道工序，可以提高整个工艺流水线的处理效率；3、等离子扫胶机使得用户可以远离有害溶剂对人体的伤害，同时也避免了湿法清洗中容易洗坏清洗对象的问题；4、避免使用ODS有害溶剂，这样清洗后不会产生有害污染物，因此这种清洗方法属于环保的绿色清洗方法；5、等离子去胶机采用无线电波范围的高频产生的等离子体与激光等直射光线不同，等离子体的方向性不强，这使得它可以深入到物体的微细孔眼和凹陷的内部完成清洗任务，因此不需要过多考虑被清洗物体的形状；6、等离子去胶机在完成清洗去污的同时，还可以改良材料本身的表面性能，如提高表面的润湿性能、改良膜的黏着力等，这在许多应用中都是非常重要的。 四、等离子去胶的主要影响因素：频率选择：频率越高，氧越易电离形成等离子体。频率太高，以至电子振幅比其平均自由程还短，则电子与气体分子碰撞几率反而减少，使电离率降低。一般常用频率为 13.56MHz及2.45GHZ 。功率影响：对于一定量的气体，功率大，等离子体中的的活性粒子密度也大，去胶速度也快；但当功率增大到一定值，反应所能消耗的活性离子达到饱和，功率再大，去胶速度则无明显增加。由于功率大，基片温度高，所以应根据工艺需要调节功率。真空度的选择：适当提高真空度，可使电子运动的平均自由程变大，因而从电场获得的能量就大，有利电离。另外当氧气流量一定时，真空度越高，则氧的相对比例就大，产生的活性粒子浓度也就大。但若真空度过高，活性粒子浓度反而会减小。氧气流量的影响：氧气流量大，活性粒子密度大，去胶速率加快；但流量太大，则离子的复合几率增大，电子运动的平均自由程缩短，电离强度反而下降。若反应室压力不变，流量增大，则被抽出的气体量也增加，其中尚没参加反应的活性粒子抽出量也随之增加， 因此流量增加对去胶速率的影响也就不甚明显。 五、等离子去胶机的应用：1、光刻胶的去除、剥离或灰化2、SU-8的去除/ 牺牲层的去除3、有机高分子聚合物的去除4、等离子去除残胶/去浮渣/打底膜5、失效分析中的扁平化处理6、表面沾污清除和内腐蚀（深腐蚀）应用7、清洗微电子元件，电路板上的钻孔或铜线框架8、剥离金属化工艺前去除浮渣9、提高黏附性，消除键合问题10、塑料的表面改型：O2处理以改进涂覆性能11、产生亲水或疏水表面

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• 2023-03-14 12:04发布了技术文章

  等离子去胶机（Plasma Cleaner）

  等离子去胶机 Plasma 等离子清洗机 1681人看过

• 2023-03-09 12:17发布了技术文章

  MOCVD金属有机化合物化学气相沉积

  MOCVD 金属有机化学 MOVPE 2937人看过

• 2023-03-02 15:31发布了问答

  电子束蒸发镀膜

  电子束蒸发镀膜 一、电子束蒸发镀膜简述：  电子束蒸发镀膜（Electron Beam Evaporation）是物理气相沉积的一种，与传统蒸镀方式不同，电子束蒸镀利用电磁场的配合可以精准地实现利用高能电子轰击坩埚内靶材，使之融化进而沉积在基片上，电子束蒸镀可以镀出高纯度高精度的薄膜。在高真空下，电子枪灯丝加热后发射热电子，被加速阳极加速，获得很大的动能轰击到的蒸发材料上，把动能转化成热使蒸发材料加热气化，而实现电子束蒸发镀膜。电子束蒸发源由发射电子的热阴极、电子加速极和作为阳极的镀膜材料组成。电子束蒸发源的能量可高度集中，使镀膜材料局部达到高温而蒸发。通过调节电子束的功率，可以方便的控制镀膜材料的蒸发速率，特别是有利于高熔点（Pt、W、Mo、Ta）以及高纯金属和化合物材料。  二、蒸镀原理：电子束蒸镀是利用加速电子轰击镀膜材料，电子的动能转换成热能使镀膜材料加热蒸发，并成膜。电子枪有直射式、环型和E型之分。电子束加热蒸镀的特点是能获得极高的能量密度，最高可达109w/cm2，加热温度可达3000~6000℃，可以蒸发难熔金属或化合物。被蒸发材料置于水冷的坩埚中，可避免坩埚材料的污染,制备高纯薄膜。另外，由于蒸发物加热面积小，因而热辐射损失减少，热效率高；但结构较复杂，且对较多的化合物，由于电子的轰击有可能分解，故不适合多数化合物的蒸镀。电子束蒸镀常用来制备Al、CO、Ni、Fe的合金或氧化物膜，SiO2、ZrO2膜，抗腐蚀和耐高温氧化膜。  三、电子束蒸发镀膜的特点：　　电子束蒸发镀膜机是在工业中比较常使用的薄膜制造设备，由于蒸发镀膜机的特点在生产薄膜的时候发挥了巨大的作用，薄膜的产生主要是通过镀膜机中的电子束的加热产生的。　　1、电子束加热蒸发镀膜的优点　　（1）镀膜机中的电子束加热的方法与传统的电阻加热的方法相比，电子束加热会产生更高的通量密度，这样的话对于高熔点（熔点3000°C以上）的材料的蒸发比较有利，而且还可以使蒸发的速率得到一定程度上的提高。　　（2）蒸发镀膜机在工作的时候会将需要被蒸发的原材料放入到水冷铜坩埚内，这样就可以保证材料避免被污染，可以制造纯度比较高的薄膜。      （3）电子束蒸发的粒子动能比较的大，这样会有利于薄膜的精密性和结合力。      （4）热量可直接加到蒸镀材料的表面，因而热效率高，热传导和热辐射的损失少。　　2、电子束加热蒸发镀膜的缺点　　（1）电子束蒸发镀膜机的整体的构造比较复杂，价格相较于其他的镀膜设备而言比较的偏高。      （2）镀膜机在工作的时候，如果蒸发源附近的蒸汽的密度比较高的话，就会使得电子束流和蒸汽粒子之间发生一些相互的作用，将会对电子的通量产生影响，使得电子的通量散失或者偏移轨道。同时还可能会引发蒸汽和残余的气体的激发和电离，以此影响到整个薄膜的质量。 

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• 2023-03-02 15:31发布了技术文章

  电子束蒸发镀膜

  蒸发镀膜设备 电子束蒸发 电子束蒸发台 723人看过

• 2023-02-15 14:54发布了问答

  真空蒸发镀膜技术原理

                     真空蒸发镀膜技术原理 一、蒸发镀膜简述：真空蒸发镀膜（简称真空蒸镀）是指在真空室中，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到固体（称为衬底或基片）表面，凝结形成固态薄膜的方法。由于真空蒸发法或真空蒸镀法主要物理过程是通过加热蒸发材料而产生，所以又称热蒸发法或者热蒸镀，所配套的设备称之为热蒸发真空镀膜机。这种方法zui早由M.法拉第于1857年提出，现代已成为常用镀膜技术之一。 尽管后来发展起来的溅射镀和离子镀在许多方面要比蒸镀优越，但真空蒸发技术仍有许多优点，如设备与工艺相对比较简单，即可镀制非常纯净的膜层，又可制备具有特定结构和性质的膜层等，仍然是当今非常重要的镀膜技术。近年来，由于电子轰击蒸发，高频感应蒸发及激光蒸发等技术在蒸发镀膜技术中的广泛应用，使这一技术更趋完善。  近年来，该法的改进主要是在蒸发源上。为了抑制或避免薄膜原材料与蒸发加热器发生化学反应，改用耐热陶瓷坩埚，如 BN坩埚。为了蒸发低蒸气压物质，采用电子束加热源或激光加热源。为了制造成分复杂或多层复合薄膜，发展了多源共蒸发或顺序蒸发法。为了制备化合物薄膜或抑制薄膜成分对原材料的偏离，出现了反应蒸发法等。 二、热蒸镀工作原理： 真空蒸发镀膜包括以下三个基本过程∶（1）加热蒸发过程。包括由凝聚相转变为气相（固相或液相→气相）的相变过程。每种蒸发物质在不同温度时有不相同的饱和蒸气压;蒸发化合物时，其组分之间发生反应，其中有些组分以气态或蒸气进入蒸发空间。（2）气化原子或分子在蒸发源与基片之间的输运过程，即这些粒子在环境气氛中的飞行过程。飞行过程中与真空室内残余气体分子发生碰撞的次数，取决于蒸发原子的平均自由程，以及从蒸发源到基片之间的距离，常称源-基距。（3）蒸发原子或分子在基片表面上的沉积过程，即是蒸气凝聚、成核、核生长、形成连续薄膜。由于基板温度远低于蒸发源温度，因此，沉积物分子在基板表面将直接发生从气相到固相的相转变过程。将膜材置于真空镀膜室内，通过蒸发源加热使其蒸发，当蒸发分子的平均自由程大于真空镀膜室的线性尺寸时，蒸汽的原子和分子从蒸发源表面逸出后，在飞向基片表面过程中很少受到其他粒子（主要是残余气体分子）的碰撞阻碍，可直接到达被镀的基片表面，由于基片温度较低，便凝结其上而成膜，为了提高蒸发分子与基片的附着力，对基片进行适当的加热是必要的。为使蒸发镀膜顺利进行，应具备蒸发过程中的真空条件和制膜过程中的蒸发条件。 蒸发过程中的真空条件：真空镀膜室内蒸汽分子的平均自由程大于蒸发源与基片的距离（称做蒸距）时，就会获得充分的真空条件。为此，增加残余气体的平均自由程，借以减少蒸汽分子与残余气体分子的碰撞概率，把真空镀膜室抽成高真空是非常必要的。否则，蒸发物原子或分子将与大量空气分子碰撞，使膜层受到严重污染，甚至形成氧化物；或者蒸发源被加热氧化烧毁；或者由于空气分子的碰撞阻挡，难以形成均匀连续的薄膜。 三、真空蒸镀特点:  优点：设备比较简单 、操作容易；制成的薄膜纯度高、质量好，厚度可较准确控制；成膜速率快，效率高；薄膜的生长机理比较简单；缺点：不容易获得结晶结构的薄膜；所形成的薄膜在基板上的附着力较小；工艺重复性不够好等。  四、蒸发源的类型及选择： 蒸发源是用来加热膜材使之气化蒸发的装置。目前所用的蒸发源主要有电阻加热，电子束加热，感应加热，电弧加热和激光加热等多种形式。电阻加热蒸发装置结构较简单，成本低，操作简便，应用普遍。电阻加热式蒸发源的发热材料一般选用W、Mo、Ta、Nb等高熔点金属，Ni、Ni-Cr合金。把它们加工成各种合适的形状，在其上盛装待蒸发的膜材。一般采用大电流通过蒸发源使之发热，对膜材直接加热蒸发，或把膜材放入石墨及某些耐高温的金属氧化物（如Al2O3，BeO）等材料制成的坩埚中进行间接加热蒸发。采用电阻加热法时应考虑的问题是蒸发源的材料及其形状，主要是蒸发源材料的熔点和蒸气压，蒸发源材料与薄膜材料的反应以及与薄膜材料之间的湿润性。因为薄膜材料的蒸发温度（平衡蒸气压为1. 33 Pa时的温度）多数在1 000 ~2 000 K之间，所以蒸发源材料的熔点需高于这一温度。而且．在选择蒸发源材料时必须考虑蒸发源材料大约有多少随蒸发而成为杂质进入薄膜的问题。因此，必须了解有关蒸发源常用材料的蒸气压。为了使蒸发源材料蒸发的分子数非常少，蒸发温度应低于蒸发源材料平衡蒸发压为1. 33×10-6Pa时的温度。在杂质较多时，薄膜的性能不受什么影响的情况下，也可采用与1. 33×10-2Pa对应的温度。综上所述，蒸发源材料的要求：1、高熔点：必须高于待蒸发膜材的熔点（常用膜材熔点1000～2000℃）2、饱和蒸气压低：保证足够低的自蒸发量，不至于影响系统真空度和污染膜层3、化学性能稳定：在高温下不应与膜材发生反应，生成化合物或合金化4、良好的耐热性5、原料丰富、经济耐用 蒸发材料对蒸发源材料的“湿润性”：选择蒸发源材料时，必须考虑蒸镀材料与蒸发材料的“湿润性”问题。蒸镀材料与蒸发源材料的湿润性”与蒸发材料的表面能大小有关。高温熔化的蒸镀材料在蒸发源上有扩展倾向时，可以认为是容易湿润的;如果在蒸发源上有凝聚而接近于形成球形的倾向时，就可以认为是难干湿润的在湿润的情况下，材料的蒸发是从大的表面上发生的且比较稳定，可以认为是面蒸发源的蒸发;在湿润小的时候，一般可认为是点蒸发源的蒸发。如果容易发生湿润，蒸发材料与蒸发源十分亲和，蒸发状态稳定;如果是难以湿润的，在采用丝状蒸发源时，蒸发材料就容易从蒸发源上掉下来。 五、合金与化合物的蒸发： 1、合金的蒸发：采用真空蒸发法制作预定组分的合金薄膜，经常采用瞬时蒸发法、双蒸发源法。分馏现象：当蒸发二元以上的合金及化合物时，蒸发材料在气化过程中，由于各成分的饱和蒸气压不同，使得其蒸发速率也不同，得不到希望的合金或化合物的比例成分，这种现象称为分馏现象。（1）瞬时蒸发法：瞬时蒸发法又称“闪烁”蒸发法。将细小的合金颗粒，逐次送到非常炽热的蒸发器中，使一个一个的颗粒实现瞬间完全蒸发。关键以均匀的速率将蒸镀材料供给蒸发源粉末粒度、蒸发温度和粉末比率。如果颗粒尺寸很小，几乎能对任何成分进行同时蒸发，故瞬时蒸发法常用于合金中元素的蒸发速率相差很大的场合。优点：能获得成分均匀的薄膜，可以进行掺杂蒸发等。缺点：蒸发速率难以控制，且蒸发速率不能太快。 （2）双源蒸发法：将要形成合金的每一成分，分别装入各自的蒸发源中，然后独立地控制各个蒸发源的蒸发速率，使达到基板的各种原子与所需合金薄膜的组成相对应。为使薄膜厚度分布均匀，基板常需要进行转动。2、化合物的蒸发：化合物的蒸发方法：（1）电阻加热法（2）反应蒸发法（3）双源或多源蒸发法（4）三温度法（5）分子束外延法反应蒸发法主要用于制备高熔点的绝缘介质薄膜，如氧化物、氮化物和硅化物等。而三温度法和分子外延法主要用于制作单晶半导体化合物薄膜，特别是III-V族化合物半导体薄膜、超晶格薄膜以及各种单晶外延薄膜等。 将活性气体导入真空室，使活性气体的原子、分子和从蒸发源逸出的蒸发金属原子、低价化合物分子在基板表面淀积过程中发生反应，从而形成所需高价化合物薄膜的方法。不仅用于热分解严重，而且用于因饱和蒸气压较低而难以采用电阻加热蒸发的材料。经常被用来制作高熔点的化合物薄膜，特别是适合制作过渡金属与易分解吸收的02， N2等反应气体所组成的化合物薄膜（例如SiO2、ZrN、AlN、SiC薄膜）。在反应蒸发中，蒸发原子或低价化合物分子与活性气体发生反应的地方有三种可能，即蒸发源表面、蒸发源到基板的空间和基板表面。

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• 2023-02-15 14:54发布了技术文章

  真空蒸发镀膜技术原理

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• 2022-12-29 16:14发布了技术文章

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• 2022-12-13 18:01发布了问答

  一文读懂ICP刻蚀技术

  ICP刻蚀技术电感耦合等离子体刻蚀（ICP，Inductively Couple Plasma）刻蚀工作原理是：用高频火花引燃时，部分Ar工作气体被电离，产生的电子和氩离子在高频电磁场中被加速，它们与中性原子碰撞，使更多的工作气体电离，形成等离子体气体。导电的等离子体气体在磁场作用下感生出的强大的感生电流产生大量的热能又将等离子体加热，使其温度达到1×10^4K，形成ICP放电。电感耦合等离子体刻蚀是物理过程和化学过程共同作用的结果，在真空低气压下，ICP射频电源产生的射频输出到环形耦合线圈，以一定比例混合的气体经耦合辉光放电，产生高密度的等离子体，在下电极RF射频作用下，这些等离子对基片表面进行轰击，基片材料的化学键被打断，与刻蚀气体反应生成挥发性物质，以气体形式脱离基片，从真空管路被抽走。 ICP刻蚀的优势：ICP刻蚀技术具有刻蚀速率快、选择比高、各向异性高、刻蚀损伤小、大面积均匀性好、刻蚀断面轮廓可控性高和刻蚀表面平整光滑等优点；ICP刻蚀设备结构简单、外形小、操作简便、便于自动控制、适合大面积基片刻蚀。近年来，ICP刻蚀技术被广泛应用在硅、二氧化硅、III-V族化合物、金属等材料的刻蚀上 ICP刻蚀相比RIE刻蚀的优势 ICP刻蚀设备的一般构造 电感耦合等离子体（ICP）刻蚀机包括两套通过自动匹配网络控制的13.56MHz 射频电源，一套连接缠绕在腔室外的螺线圈，使线圈产生感应耦合的电场， 在电场作用下， 刻蚀气体辉光放电产生高密度等离子体。功率的大小直接影响等离子体的电离率， 从而影响等离子体的密度。第二套射频电源连接在腔室内下方的电极上，主要为等离子提供能量。这样两套RF电源的配置，使得在低离子能量条件下，可以增加离子密度，从而提高刻蚀速率的同时，保证对晶片的损伤降到最低。  刻蚀的基本要求（1）负载效应刻蚀中还存在负载效应，即发生刻蚀速率变慢的情况。分为宏观负载效应和微观负载效应。刻蚀面积很大时，因为气体传输受限和刻蚀气体耗尽，刻蚀速率会较慢，这称为宏观负载效应。在微细图形的局部区域内， 被刻蚀材料的密度过高造成刻蚀气体耗尽的情况称为微观负载效应。 （2）图形保真度设横向刻蚀速率为V1，纵向刻蚀速率为V2，通常用A 表示刻蚀的各向异性刻蚀的程度，定义如下：A=1，表示图形转移中没有失真， 刻蚀具有很好的各向异性。A=0，图形失真情况严重，刻蚀为各向同性。（3）均匀性在材料制备时， 薄膜厚度一般有一定的不均匀性， 而刻蚀时同一衬底片的不同位置的刻蚀速率也不同。这些都会造成图形转移的不均匀。刻蚀的均匀性在很大程度上依赖于设备的硬件参数， 如反应室的设置， 气流， 离子浓度等均匀性情况。其次是工艺参数的影响。对于大衬底的刻蚀， 如果刻蚀时间不够， 膜厚处没有刻蚀完全；但是刻蚀时间太长，膜薄处会造成过刻蚀，实际情况中需要综合考虑。也可以在被刻蚀材料的下层制备截止层，截止层选用和被刻蚀材料有很高选择比的材料， 这样可以加长刻蚀时间， 保证膜厚处被刻蚀干净，膜薄处也不会造成明显的过刻蚀。除了同一样片不同位置的均匀性问题， 同一刻蚀条件不同样片的刻蚀均匀性（也称重复性）也很重要。重复性与反应室的状况有很大的关联性。（4）表面形貌一般情况下， 刻蚀后的表面形貌都希望侧壁陡直光滑， 刻蚀地面平滑。但对于不同的器件有时也有特殊要求，如需倾斜剖面、微透镜结构等。（5）刻蚀的清洁刻蚀中防止玷污是非常重要的。如果在接触孔的位置出现重金属沾污也会造成漏电。对于干法刻蚀，刻蚀表面还会出现聚合物的再淀积。 等离子刻蚀的基本过程等离子体刻蚀有四种基本的过程，他们分别是物理溅射刻蚀（Sputtering）、纯化学刻蚀（Chemical）、离子增强刻蚀（Ion enhanced energetic）、侧壁抑制刻蚀（Ion enhanced inhibitor）。1) 物理溅射刻蚀（Sputtering）溅射工艺是以一定能量的粒子（离子或中性原子、分子）轰击固体表面，使固体近表面的原子或分子获得足够大的能量而最终逸出固体表面的工艺。等离子体所提供的离子能量约为几百eV，一般来说会高于溅射产生的阈值（几十eV）。在等离子提供的能量范围内，溅射率随着离子本身能量的增大而急剧增加。不同材料的溅射速率在离子能量一定的情况下相差不大，因此溅射是纯物理的过程，这个过程选择性差，速率低。但是物理溅射刻蚀，离子轰击具有很强的方向性，使得被刻蚀材料具有很好的各向异性。2) 纯化学刻蚀（Chemical）在纯化学刻蚀中，等离子体提供中性的活性基团，这些活性基团与薄膜表面发生化学反应，生成相应的气相产物。如刻蚀Si材料常用F基气体，因为会生成易挥发的SiF4.化学刻蚀是各项同性的，活性基团会以近似角分布到达被刻蚀材料表面，反应过程中反应产物必须是可挥发的。一般来说化学刻蚀可以获得高的速率以及选择比。3) 离子增强刻蚀（Ion enhanced energetic）离子增强刻蚀是物理溅射和化学刻蚀互相结合的工艺方式。物理溅射中物理轰击的作用可以大大增强薄膜表面的化学反应的活性，刻蚀的效果相较单一的物理和化学刻蚀，效果显著。等离子体既提供了粒子通量又赋予离子能量。4) 侧壁抑制刻蚀（Ion enhanced inhibitor）这种刻蚀方式主要应用于深刻蚀，如Bosch工艺，深硅刻蚀运用分子量较大的钝化气体C4F8与SF6搭配，刻蚀和钝化交替进行，实现侧壁垂直的深刻蚀工艺。 影响刻蚀效果的因素ICP 工艺中影响刻蚀效果的因素很多。工艺参数里包括源功率、偏压功率、刻蚀气体及流量、工作气压和温度等。此外，掩膜的制备和反应室内壁的情况对刻蚀结果也有很重要的影响。1.掩膜的影响ICP 刻蚀是图形转移的过程，因此掩膜的制备对刻蚀非常重要。最常见的掩膜是光刻胶(Photoresist.PR)、SiO2和金属(如A1、Ni等)。一个好的掩膜要求陡直度较高，边缘光滑。底部去除干净无残留，抗高温和抗轰击能力强。掩膜的陡直度和边缘的光滑程度直接影响刻蚀剖面的陡直度和侧壁的光滑程度。虽然可以通过工艺参数的调整改善刻蚀形貌，但是效果远不如掩膜质量的改善。因此高质量的光刻技术对刻蚀非常重要。(1)几乎所有的掩膜制备都需要由光刻制备，光刻胶掩膜的制备最容易，精度也最高。但是，光刻胶的抗高温和抗轰击能力很差，只能用于低温工艺，通常选择比也较低。(2)硬掩膜SIO2 和金属等硬掩膜一般需要光刻胶图形的二次转移，图形精度会有所损失。但是它们的抗高温和抗轰击能力很好，选择比高，可以刻蚀更深的深度。2.工艺参数的影响(1)ICP Power 源功率这个功率源的主要作用是产生高密度等离子体，控制离子通量。功率增加时，离子和活性基密度增加，刻蚀速率也增加。一般情况下，选择比也会增加。但过高时，均匀性会下降。同时，源功率增加会带给衬底更多的热负荷，衬底温度会明显升高，对于需要低温的工艺影响较大，需要更好的温控系统。(2)RF Power 偏压功率偏压功率源主要作用是控制离子轰击能量。对刻蚀速率和台阶角度影响很大。偏压功率增加，刻蚀速率明显增加。但是同时对掩膜的刻蚀也明显增加，可能导致选择比下降，台阶形貌变差。偏压功率过高有时会在台阶底部形成“trenching”沟槽。(3)工作气压ICP 刻蚀的工作气压一般都小于 50mTorr，典型值在几个 mTorr 至十几mTorr。在这样的低气压条件下，粒子的平均自由程很长，方向性好，离子轰击作用也较强。同时，低气压也有利于挥发性刻蚀产物的解吸附，易获得好的刻蚀结果。气压对均匀性影响很大，气压减小时均匀性更好。因此，气压减小，刻蚀的各向异性增加，均匀性和台阶角度会更好。气压对刻蚀速率的影响随刻蚀材料和气体的不同而有明显的差异。对于化学作用较强的工艺，如 GaAs 的刻蚀，气压较大时因为活性基和离子密度增加，刻蚀速率和选择比会有较大增加。而对物理作用较强的工艺，如 SiO2 的刻蚀，气压增加时刻饨速率变化不大。(4)气体成分和流量等离子体刻蚀中经常使用含多种成分的混合气体。这些气体大体可分为三类。第一类是主要刻蚀反应气体，与被刻蚀材料发生化学反应生成挥发性产物。如 CI2、CF4、SF6 等。第二类是起抑制作用的气体,可以在侧壁形成阻挡层,实现高的各向异性刻蚀,如 CHF3、 BCl3、SiCI4、CH4等。第三类是起稀释或特殊作用的惰性气体，如 Ar、He、N2 等。可以增强等离子体的稳定性，改善刻蚀均匀性，或增加离子轰击作用在(如 Ar)来提高各向异性和提高选择比(如 H2、O2)等。为了实现不同的刻蚀结果，平衡每一类气体的作用(选用合适的流量比)非常重要。如果需要获得较高的刻钟速率,应选择和被刻蚀材料反应积极并目生成物非常易干挥发的反应类气体，同时可以适当提高其百分比浓度。但是，如果是被刻蚀层偏薄，对下层材料的选择出又较低的情况，常常提高抑制气体和稀释气体的比例来降低刻蚀速露，以实现对刻钟终点的精确控制。(5)温度温度对刻蚀速率的影响主要体现在化学反应速率的变化。因此为了保证刻蚀速率的均匀性和重复性，必须精确的控制衬底温度。高温可以促进化学反应的进行，同时也有利于挥发性产物的解吸附。对于刻蚀生成物挥发温度较高的工艺，如 InP的刻蚀，高温会带来有利的影响，但是对于以光刻胶为掩膜的低温工艺来说，温度必须控制在较低的水平。温度过高时光刻胶会软化变形，造成刻蚀图形的偏差。严重时光刻胶会碳化，导致刻蚀后很难去除。如果必须使用较高的衬底温度，需要改为 SiO2、金属等硬掩膜。外加功率在很大程度上会转化为热量。对于ICP 这种等离子体，功率一般很高，反应中衬底温升很快。如果工艺对温度非常敏感，在参数设置时应更加注意。

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• 2022-12-13 18:01发布了技术文章

  一文读懂ICP刻蚀技术

  ICP刻蚀 等离子体刻蚀 ICP刻蚀机 16577人看过

• 2022-11-25 16:10发布了问答

  离子束刻蚀（IBE）技术研究

  离子束刻蚀（IBE）技术研究 1.离子束刻蚀（IBE）技术的原理？离子束刻蚀（IBE，Ion Beam Etching）也称为离子铣（IBM，Ion Beam Milling），也有人称之为离子溅射刻蚀，是利用辉光放电原理将氩气分解为氩离子，氩离子经过阳极电场的加速对样品表面进行物理轰击，以达到刻蚀的作用。刻蚀过程即把Ar气充入离子源放电室并使其电离形成等离子体，然后由栅极将离子呈束状引出并加速，具有一定能量的离子束进入工作室，射向固体表面轰击固体表面原子，使材料原子发生溅射，达到刻蚀目的，属纯物理刻蚀。工件表面有制备沟槽的掩膜，最后裸露的部分就会被刻蚀掉，而掩膜部分则被保留，形成所需要的沟槽图形。离子束刻蚀使高方向性的中性离子束能够控制侧壁轮廓，优化纳米图案化过程中的径向均匀性和结构形貌。另外倾斜结构可以通过倾斜样品以改变离子束的撞击方向这一独特能力来实现。在离子束刻蚀过程中，通常情况下，样品表面采用厚胶作为掩模层，刻蚀期间富有能量的离子流会使得基片和光刻胶过热。为了便于后面光刻胶的剥离清洗，一般需要对样品台进行冷却处理，使整个刻蚀过程中温度控制在一个比较好的范围。 图1 离子束刻蚀设备结构图图2 离子束刻蚀工艺原理图 2.离子束刻蚀（IBE）适合的材料体系？可用于刻蚀加工各种金属（Ni、Cu、Au、Al、Pb、Pt、Ti等）及其合金，以及非金属、氧化物、氮化物、碳化物、半导体、聚合物、陶瓷、红外和超导等材料。目前离子束刻蚀在非硅材料方面优势明显，在声表面波、薄膜压力传感器、红外传感器等方面具有广泛的用途。 3. 离子束刻蚀（IBE）技术的优点和缺点？a 优点： （1）方向性好、无钻蚀、陡直度高； （2）刻蚀速率可控性好，图形分辨率高，可达0.01um； （3）属于物理刻蚀，可以刻蚀各种材料（Si、SiO2、GaAs、Ag、Au、光刻胶等）； （4）刻蚀过程中可改变离子束入射角来控制图形轮廓，加工特殊的结构；b 缺点： （1）刻蚀速率慢、效率比ICP更低； （2）难以完成晶片的深刻蚀； （3）属于物理刻蚀，常常会有过刻的现象。 4.反应离子束刻蚀（RIBE）技术简介及优点？反应离子束刻蚀（RIBE）是在离子束刻蚀的基础上，增加了腐蚀性气体，因此它不但保留了离子束物理刻蚀能力，还增加了腐蚀性气体（氟基气体、O2）离化后对样品的化学反应能力（反应离子束刻蚀：RIBE），也支持腐蚀性气体非离化态的化学辅助刻蚀能力（化学辅助离子束刻蚀：CAIBE），对适用于化学辅助的材料可以大幅度提升刻蚀速率，提高刻蚀质量。 5. 离子束刻蚀（IBE）的案例展示  典型应用：1、三族和四族光学零件2、激光光栅3、高深宽比的光子晶体刻蚀4、在二氧化硅、硅和金属上深沟刻蚀5、微流体传感器电极6、测热式微流体传感器

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• 2022-11-25 16:10发布了技术文章

  离子束刻蚀（IBE）技术研究

  离子束刻蚀 IBE刻蚀 离子束刻蚀机 3934人看过

• 2022-11-18 16:15发布了问答

  反应离子刻蚀技术

  反应离子刻蚀概述：反应离子腐蚀技术是一种各向异性很强、选择性高的干法腐蚀技术。它是在真空系统中利用分子气体等离子来进行刻蚀的，利用了离子诱导化学反应来实现各向异性刻蚀，即是利用离子能量来使被刻蚀层的表面形成容易刻蚀的损伤层和促进化学反应，同时离子还可清除表面生成物以露出清洁的刻蚀表面的作用。主要用于Si、SiO2、SiNx、半导体材料、聚合物、金属的刻蚀以及光刻胶的去除等，广泛应用于物理，生物，化学，材料，电子等领域。 工作原理：通常情况下，反应离子刻蚀机的整个真空壁接地, 作为阳极, 阴极是功率电极, 阴极侧面的接地屏蔽罩可防止功率电极受到溅射。要腐蚀的基片放在功率电极上。腐蚀气体按照一定的工作压力和搭配比例充满整个反应室。对反应腔中的腐蚀气体, 加上大于气体击穿临界值的高频电场, 在强电场作用下, 被高频电场加速的杂散电子与气体分子或原子进行随机碰撞, 当电子能量大到一定程度时, 随机碰撞变为非弹性碰撞, 产生二次电子发射, 它们又进一步与气体分子碰撞, 不断激发或电离气体分子。这种激烈碰撞引起电离和复合。当电子的产生和消失过程达到平衡时, 放电能继续不断地维持下去。由非弹性碰撞产生的离子、电子及及游离基(游离态的原子、分子或原子团) 也称为等离子体, 具有很强的化学活性, 可与被刻蚀样品表面的原子起化学反应, 形成挥发性物质, 达到腐蚀样品表层的目的。同时, 由于阴极附近的电场方向垂直于阴极表面, 高能离子在一定的工作压力下, 垂直地射向样品表面, 进行物理轰击, 使得反应离子刻蚀具有很好的各向异性。所以，反应离子刻蚀包括物理和化学刻蚀两者的结合。  刻蚀气体的选择对于多晶硅栅电极的刻蚀，腐蚀气体可用Cl2或SF6，要求对其下层的栅氧化膜具有高的选择比。刻蚀单晶硅的腐蚀气体可用Cl2/SF6或SiCl4/Cl2；刻蚀SiO2的腐蚀气体可用CHF3或CF4/H2；刻蚀Si3N4的腐蚀气体可用CF4/O2、SF6/O2或CH2F2/CHF3/O2；刻蚀Al（或Al-Si-Cu合金）的腐蚀气体可用Cl2、BCl3或SiCl4；刻蚀W的腐蚀气体可用SF6或CF4；刻蚀光刻胶的腐蚀气体可用氧气。对于石英材料, 可选择气体种类较多, 比如CF4、CF4+ H2、CHF3 等。我们选用CHF3 气体作为石英的腐蚀气体。其反应过程可表示为：CHF3 + e——CHF+2 + F (游离基) + 2e，SiO 2 + 4F SiF4 (气体) + O 2 (气体)。SiO 2 分解出来的氧离子在高压下与CHF+2 基团反应， 生成CO ↑、CO 2↑、H2O ↑、O F↑等多种挥发性气体。对于锗材料、选用含F 的气体是十分有效的。然而, 当气体成份中含有氢时, 刻蚀将受到严重阻碍, 这是因为氢可以和氟原子结合, 形成稳定的HF, 这种双原子HF 是不参与腐蚀的。实验证明, SF6 气体对Ge 有很好的腐蚀作用。反应过程可表示为：SF6 + e——SF+5 + F (游离基) + 2e，Ge + 4F——GeF4 (挥发性气体)   。 设备：典型的（平行板）RIE系统包括圆柱形真空室，晶片盘位于室的底部。晶片盘与腔室的其余部分电隔离。气体通过腔室顶部的小入口进入，并通过底部离开真空泵系统。所用气体的类型和数量取决于蚀刻工艺;例如，六氟化硫通常用于蚀刻硅。通过调节气体流速和/或调节排气孔，气体压力通常保持在几毫托和几百毫托之间的范围内。存在其他类型的RIE系统，包括电感耦合等离子体（ICP）RIE。在这种类型的系统中，利用RF供电的磁场产生等离子体。虽然蚀刻轮廓倾向于更加各向同性，但可以实现非常高的等离子体密度。平行板和电感耦合等离子体RIE的组合是可能的。在该系统中，ICP被用作高密度离子源，其增加了蚀刻速率，而单独的RF偏压被施加到衬底（硅晶片）以在衬底附近产生定向电场以实现更多的各向异性蚀刻轮廓。  操作方法：通过向晶片盘片施加强RF（射频）电磁场，在系统中启动等离子体。该场通常设定为13.56兆赫兹的频率，施加在几百瓦特。振荡电场通过剥离电子来电离气体分子，从而产生等离子体 。在场的每个循环中，电子在室中上下电加速，有时撞击室的上壁和晶片盘。同时，响应于RF电场，更大质量的离子移动相对较少。当电子被吸收到腔室壁中时，它们被简单地送到地面并且不会改变系统的电子状态。然而，沉积在晶片盘片上的电子由于其DC隔离而导致盘片积聚电荷。这种电荷积聚在盘片上产生大的负电压，通常约为几百伏。由于与自由电子相比较高的正离子浓度，等离子体本身产生略微正电荷。由于大的电压差，正离子倾向于朝向晶片盘漂移，在晶片盘中它们与待蚀刻的样品碰撞。离子与样品表面上的材料发生化学反应，但也可以通过转移一些动能来敲除（溅射）某些材料。由于反应离子的大部分垂直传递，反应离子蚀刻可以产生非常各向异性的蚀刻轮廓，这与湿化学蚀刻的典型各向同性轮廓形成对比。RIE系统中的蚀刻条件很大程度上取决于许多工艺参数，例如压力，气体流量和RF功率。 RIE的改进版本是深反应离子蚀刻，用于挖掘深部特征。

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