半导体刻蚀设备是什么,半导体刻蚀工艺有哪些分类?

2024-12-16

一、半导体刻蚀是什么


半导体制造主要步骤包括光刻、刻蚀、以及薄膜沉积三大步骤。


刻蚀是利用化学或者物理的方法将晶圆表面附着的不必要的材质进行去除的过程。刻蚀工艺顺序位于镀膜和光刻之后,即在晶圆上先将用于刻画电路的材料进行薄膜沉积,其上沉积光刻胶。然后根据掩膜版的电路设计,通过光照对晶圆进行光刻,受光刺激的光刻胶留存,其他地方则将需要刻蚀的材料暴露在外,该步骤称作显影。随后即利用刻蚀步骤,对暴露在外的材质进行去除,留下晶圆所需要的材质和附着在其上的光刻胶,然后再将光刻胶通过刻蚀去除。此后多次重复上述步骤,得到构造复杂的集成电路。


二、半导体刻蚀设备是什么


现代半导体工业和微电子技术的迅速发展,使得微电子元件制造中的精密加工工艺得到了广泛的应用和发展。其中,刻蚀技术是微电子加工中不可或缺的一项技术。刻蚀机是刻蚀技术中的重要设备之一,它主要用于将微电子元件的芯片表面进行加工,以获得所需的结构、形状和尺寸,从而制造出高精度的微电子元件。


刻蚀机最初应用于半导体制造行业,但现在已被广泛应用于光学器件、生物芯片、微机械和表面微纳加工等领域。刻蚀机根据其刻蚀原理的不同,可分为湿式刻蚀机和干式刻蚀机两种基本类型。


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三、半导体刻蚀工艺有哪些分类


按照工艺划分,刻蚀主要分为湿法刻蚀和干法刻蚀两大类。


湿法刻蚀:湿法刻蚀主要利用化学试剂与被刻蚀材料发生化学反应进行刻蚀,由于采用化学方法刻蚀,因此其刻蚀是各向同性的(横向纵向的材料均会被腐蚀),侧壁容易产生横向刻蚀造成刻蚀偏差,通常用于工艺尺寸较大的应用(局限于3μm以上的图形尺寸);此外,湿法刻蚀还存在后续冲洗和干燥、液体化学品有毒害、潜在的工艺污染等问题。


干法刻蚀:干法刻蚀主要利用反应气体与等离子体进行刻蚀,具有各向异性(刻蚀的时候可以控制仅垂直方向的材料被刻蚀,而不影响横向的材料)的优点,适用于尺寸较小的先进制造工艺。同时其以气体为主要媒介,不需要液体化学品或冲洗。干法刻蚀进一步又可以分为等离子体、离子铣和反应离子刻蚀三种技术,其中以干法等离子体刻蚀为主导。


四、PFA管在半导体刻蚀机中的应用


1、化学品输送


在刻蚀机中,PFA管被广泛应用于化学品的输送。刻蚀工艺通常涉及使用强酸、强碱和其他腐蚀性化学物质来去除材料表面的不需要部分。PFA管因其卓越的耐腐蚀性能,能够抵抗这些化学物质的侵蚀,确保化学品在输送过程中不会与管道材料发生反应,保持高纯度,从而保证刻蚀工艺的精确性和可靠性。


2、气体传输


刻蚀机在操作过程中需要使用高纯度的气体,如氧气、氮气等。三氟莱PFA管具有优异的气密性和低渗透性,能够有效防止气体泄漏和污染,确保气体在传输过程中的纯度和稳定性。此外,PFA管的耐高温性能使其能够承受高温气体的传输,满足刻蚀工艺的要求3。


3、高温环境下的应用


刻蚀工艺中的一些步骤可能需要在高温环境下进行。PFA管能够在高温范围内保持其物理和化学性能,最高使用温度可达260℃,因此适用于高温环境下的化学品输送和气体传输,确保刻蚀过程的稳定性和安全性。


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