深硅刻蚀设备的主要组成部分有以下几个:反应室:反应室是深硅刻蚀设备中进行刻蚀反应的空间,它由一个密封的金属或石英容器和一个加热系统组成。反应室内部有一个放置硅片的载台,载台上有一个电极,可以通过射频电源产生偏置电压,加速等离子体中的离子对硅片进行刻蚀。反应室外部有一个感应线圈,可以通过射频电源产生高密度等离子体,提供刻蚀所需的活性物种。反应室内部还有一个气路系统,可以向反应室内送入不同的气体,如SF6、C4F8、O2、N2等,控制刻蚀反应的化学性质。放电参数包括放电功率、放电频率、放电压力、放电时间等,它们直接影响着等离子体的密度、能量、温度。北京IBE材料刻蚀加工平台

硅的酸性蚀刻液:Si与HNO3、HF的混合溶液发生反应,硅的碱性刻蚀液:氢氧化钾、氢氧化氨或四甲基羟胺(TMAH)溶液,晶片加工中,会用到强碱作表面腐蚀或减薄,器件生产中,则倾向于弱碱,如SC1清洗晶片或多晶硅表面颗粒,一部分机理是SC1中的NH4OH刻蚀硅,硅的均匀剥离,同时带走表面颗粒。随着器件尺寸缩减会引入很多新材料(如高介电常数和金属栅极),那么在后栅极制程,多晶硅的去除常用氢氧化氨或四甲基羟胺(TMAH)溶液,制程关键是控制溶液的温度和浓度,以调整刻蚀对多晶硅和其他材料的选择比。温州刻蚀液深硅刻蚀设备在光电子领域也有着重要的应用,主要用于制造光纤通信、光存储和光计算等方面的器件。

TSV制程的主要工艺流程包括以下几个步骤:•深反应离子刻蚀(DRIE)法形成通孔,通孔的直径、深度、形状和位置都需要精确控制;•化学气相沉积(CVD)法沉积绝缘层,绝缘层的厚度、均匀性和质量都需要满足要求;•物理的气相沉积(PVD)法沉积阻挡层和种子层,阻挡层和种子层的连续性、覆盖率和粘合强度都需要保证;•电镀法填充铜,铜填充的均匀性、完整性和缺陷都需要检测;•化学机械抛光(CMP)法去除多余的铜,使表面平整;•晶圆减薄和键合,将含有TSV的晶圆与其他晶圆或基板进行垂直堆叠。
深硅刻蚀设备的关键硬件包括等离子体源、反应室、电极、温控系统、真空系统、气体供给系统和控制系统等。等离子体源是产生高密度等离子体的装置,常用的有感应耦合等离子体(ICP)源和电容耦合等离子体(CCP)源。ICP源利用射频电磁场激发等离子体,具有高密度、低压力和低电势等优点,适用于高纵横比结构的制造。CCP源利用射频电场激发等离子体,具有低成本、简单结构和易于控制等优点,适用于低纵横比结构的制造。而反应室是进行深硅刻蚀反应的空间,通常由金属或陶瓷等材料制成,具有良好的耐腐蚀性和导热性。湿法蚀刻的影响因素分别为:反应温度,溶液浓度,蚀刻时间和溶液的搅拌作用。

电容耦合等离子体刻蚀(CCP)是通过匹配器和隔直电容把射频电压加到两块平行平板电极上进行放电而生成的,两个电极和等离子体构成一个等效电容器。这种放电是靠欧姆加热和鞘层加热机制来维持的。由于射频电压的引入,将在两电极附近形成一个电容性鞘层,而且鞘层的边界是快速振荡的。当电子运动到鞘层边界时,将被这种快速移动的鞘层反射而获得能量。电容耦合等离子体刻蚀常用于刻蚀电介质等化学键能较大的材料,刻蚀速率较慢。电感耦合等离子体刻蚀(ICP)的原理,是交流电流通过线圈产生诱导磁场,诱导磁场产生诱导电场,反应腔中的电子在诱导电场中加速产生等离子体。通过这种方式产生的离子化率高,但是离子团均一性差,常用于刻蚀硅,金属等化学键能较小的材料。电感耦合等离子体刻蚀设备可以做到电场在水平和垂直方向上的控制,可以做到真正意义上的De-couple,控制plasma密度以及轰击能量。离子束刻蚀通过倾角控制技术解决磁存储器件的界面退化难题。温州刻蚀液
离子束蚀刻是氩离子以约1至3keV的离子束辐射到表面上。由于离子的能量,它们会撞击表面的材料完成刻蚀。北京IBE材料刻蚀加工平台
深硅刻蚀设备在先进封装中的主要应用之二是SiP技术,该技术是指在一个硅片上集成不同类型或不同功能的芯片或器件,从而实现一个多功能或多模式的系统。SiP技术可以提高系统性能、降低系统成本、缩小系统尺寸和重量。深硅刻蚀设备在SiP技术中主要用于实现不同形状或不同角度的槽道或凹槽刻蚀,以及后续的器件嵌入和连接等工艺。深硅刻蚀设备在SiP技术中的优势是可以实现高灵活性、高精度和高效率的刻蚀,以及多种气体选择和功能模块集成。北京IBE材料刻蚀加工平台