xxxx毕业设计论文 半导体制造-刻蚀工艺介绍
相干涉。在被刻蚀层的厚度减小时,互相干涉程度也发生变化,也就是要么增强,要么减弱。可以用于干涉光度由最大值到最小值的时间间隔确定刻蚀速率。
此法不仅可以确定刻蚀的终点,也可以测出正在进行刻蚀的刻蚀速度。这种方法的缺点是只检查硅片表面非常有限的一小部分刻蚀状态。在被刻蚀表面时,从表面射回来的光也是非常微弱的,这样有可能产生误差。
4.2刻蚀的损伤
4.2.1等离子体引起的损伤
等离子体内包含有一定能量的离子、电子和处于激发态的分子。在这些处于激发态的离子重新组合时,释放出来有几个电子伏特的能量的光子。此外,离子和电子对晶片表面的轰击,也可能造成机械损伤。等离子体引起的损伤形式多种多样:如一个被俘获的界面电荷、材料缺陷迁移到主体材料中、在材料表面由刻蚀生成的沉淀物引起的污染物引起污染等。
刻蚀的损伤可改变敏感器件的性质。如肖特基二极管,它的整流能力会大幅度降低。在氧化物层接触孔的刻蚀过程中,高分子聚合物的沉积,经常引起高的接触电阻;有时在刻蚀过程中,生成的低挥发性生成物,在刻蚀完之后,没有被完全去除,会引起产品电性能的改变,影响稳定性。比如用HBr和CuCl2在刻蚀多晶硅过程中,生成硅溴化物,在用Cl2刻蚀Au和Cu时,生成物就会有低挥发性的物质。在干法刻蚀Al线时,有可能使铝导线受到腐蚀。因此在刻蚀完成以后,继续加工之前,要把表面的污染物彻底去除并恢复被损伤的区域,这是非常重要的,有时在干法刻蚀以后再用湿法刻蚀液漂洗一下,这样防治污染的效果很好。
在反应离子刻蚀过程中,由于对晶圆片的表面强烈的轰击和等离子体的不均匀性,会造成硅片表面及栅极区电荷积累。这些电荷可能会引起栅极上二氧化硅的击穿。此外,电子及离子流在不同位置上的不均匀性,也会引起电荷在某一局域过分集中造成表面击穿现象。因此,不会造成污染或引起各层损伤程度最小的工艺和设备已经引起人们的普遍的关注。
4.2.2等离子体引起的微粒污染
在刻蚀过程中,等离子体会在硅片表面造成大量微粒。这些微粒是在等离子
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体辉光放电过程中,通过化学反应或机械碰撞等形式形成的,激光散射分析表明,在等离子刻蚀过程中,粒子在等离子层界面上聚集。由于等离子层边界与放硅片的电极表面的电位差,带负电的粒子悬浮在等离子层界表面上。这些粒子的尺寸在十分之几微米至四分之一微米之间,密度为107∕cm3。当维持等离子体放电的电源被切断时,这些粒子就会落到硅片表面上。在刻蚀过程中,包含氟元素在刻蚀时所产生的氟化物地压强比较高。在电极材料或光刻材料变化时,也会引起粒子的积聚,并局部引起等离子体电位升高。刻蚀设备的设计,特别是电极设计十分重要,稍有不慎,就会影响刻蚀的清洁度。
通过适当控制关闭等离子体电源的过程,选择工艺化学物质和良好的设备设计,都可以做到控制这些粒子所带来的污染。在工艺过程即将结束关断电源以前,用适当的改变射频电源功率、气体流量、磁场的方法,可以去除悬浮在等离子体壳层边界的微粒子。同时,粒子也来自等离子体中各种元素成分,所以要正确选择化学物质。比较理想的状况是,通过合适的设备,在工艺中尽量把微粒子排向室外。
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总结
如今半导体应用于人们日常生活的各个方面,在十分复杂的半导体制造过程中刻蚀工艺在其中占有十分重要的地位。本文通过对刻蚀的简单介绍,可知半导体刻蚀工艺简单的工作概要。
本文主要介绍了半导体的干法与湿法刻蚀、以及刻蚀的去胶技术和刻蚀的终点检测,了解到其制造的基本要领。现如今半导体制造的产品在人们日常生活中,可以说无处不在。它除了应用于计算机领域之外,还广泛地应用在通信、消费类电子产品,自动控制以及国防科技领域。
从最开始的方案分析设计、到后来的系统分析选择,再到最后系统的实现,本人从中学到了不少知识,也积累了很多半导体制造的经验。通过对这个工艺的介绍与探讨,使得我自己半导体刻蚀工艺有了一个比较全面的了解,让我真正体会了制造工艺思路和构架。但由于半导体制造的工艺复杂和成本高,论文设计还有许多方面有所不足。
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谢 辞
经过这次设计,我觉得自己学到了不少东西。归纳起来,主要有以下几点: 大学三年的时间都是在学习微电子理论基础知识,并未真正地去应用和实践。但是通过这次设计及和实习中所学到的,使我学到到了更多平时没有接触到的电路知识、半导体制造工艺以及相关的实践经验,发现了自己还有很多不足之处。还体会到了所学理论知识的重要性:知识掌握得越多,设计得就更全面、更顺利、更好。
学会了怎样查阅资料和利用工具书。平时课堂上所学习的知识大多比较陈旧,作为电子类专业的学生,由于专业特点自己更要积极查阅当前的最新半导体制造资料。一个人不可能什么都学过,什么都懂,因此,当在设计过程中需要用一些不曾学过的东西时,就要去有针对性地查找资料,然后加以吸收利用,以提高自己的应用能力,而且还能增长自己见识,补充最新的专业知识。
这个设计对以前学过的理论知识起到了回顾作用,并对其加以进一步的消化和巩固。设计培养了严肃认真和实事求是的科学态度。而且培养了吃苦耐劳的精神以及相对应的工程意识,同学之间的友谊互助也充分的在设计当中体现出来了。
最后,对在本次设计中给予指导的xx老师表示衷心的感谢!
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参考文献
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