刻蚀中湿法刻蚀机理

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刻蚀中湿法刻蚀机理刻蚀⽅法分为:⼲法刻蚀和湿法刻蚀,湿法刻蚀是将被刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进⾏腐蚀的技术,这是各向同性的刻蚀⽅法,利⽤化学反应过程去除待刻蚀区域的薄膜材料,通常SiO2采⽤湿法刻蚀技术,有时⾦属铝也采⽤湿法刻蚀技术,国内的苏州华林科纳在湿法这块做得⽐较好。

下⾯分别介绍各种薄膜的腐蚀⽅法流程:

⼆氧化硅腐蚀:

在⼆氧化硅硅⽚腐蚀机中进⾏,国内⽬前腐蚀机做的⽐较好的有苏州华林科纳,腐蚀液是由HF、NH4F、与H2O按⼀定⽐例配成的缓冲溶液。腐蚀温度⼀定时,腐蚀速率取决于腐蚀液的配⽐和SiO2掺杂情况。掺磷浓度越⾼,腐蚀越快,掺硼则相反。SiO2腐蚀速率对温度最敏感,温度越⾼,腐蚀越快。

具体步骤为:1、华林科纳设备⼯程师认为将装有待腐蚀硅⽚的⽚架放⼊浸润剂(FUJI FILM DRIWEL)中浸泡10—15S,上下晃动,浸润剂(FUJI FILM DRIWEL)的作⽤是减⼩硅⽚的表⾯张⼒,使得腐蚀液更容易和⼆氧化硅层接触,从⽽达到充分腐蚀;2、将⽚架放⼊装有⼆氧化硅腐蚀液(氟化铵溶液)的槽中浸泡,上下晃动⽚架使得⼆氧化硅腐蚀更充分,腐蚀时间可以调整,直到⼆氧化硅腐蚀⼲净为⽌;3、冲纯⽔;

4、甩⼲。

⼆氧化硅腐蚀机理为:H2SiF6(六氟硅酸)是可溶于⽔的络合物,利⽤这个性质可以很容易通过光刻⼯艺实现选择性腐蚀⼆氧化硅。为了获得稳定的腐蚀速率,腐蚀⼆氧化硅的腐蚀液⼀般⽤HF、NH4F与纯⽔按⼀定⽐例配成缓冲液。

由于基区的氧化层较发射区的厚,以前⼩功率三极管的三次光刻(引线孔光刻)⼀般基极光刻和发射极光刻分步光刻,现在⼤部分都改为⼀步光刻,只有少部分品种还分步光刻,⽐如2XN003,2XN004,2XN013,2XP013等。但是由于基区的氧化层⼀般⽐发射区的厚,所以刻蚀时容易发⽣氧化区的侵蚀。

⼆氧化硅腐蚀后检查:1、窗⼝内⽆残留SiO2(去胶重新光刻);

2、窗⼝内⽆氧化物⼩岛(去胶重新光刻);

3、窗⼝边缘⽆过腐蚀(去胶重新光刻);

4、窗⼝内⽆染⾊现象(报废);

5、氧化膜⽆腐蚀针孔(去胶重新光刻);

6、氧化膜⽆划伤等(去胶重新光刻)。

Al上CVD腐蚀:

掺磷的SiO2是磷硅玻璃,如果PSG是长在铝上做钝化层,这时采⽤⼆氧化硅腐蚀液腐蚀会伤及铝层,所以⼀般采⽤如下腐蚀液:冰⼄酸:氟化铵=2:3。具体步骤为:1、将装有待腐蚀硅⽚的⽚架放⼊浸润剂(FUJI FILM DRIWEL)中浸泡10—15S;

2、将⽚架放⼊装有腐蚀液(冰⼄酸:氟化铵=2:3)的槽中浸泡,并且上下晃动⽚架;

3、将⽚架放⼊装有甲醇溶液(甲醇:纯⽔=1:1)的槽中浸泡;

4、在溢流槽中溢流冲⽔;

5、冲纯⽔;

6、甩⼲。

铝腐蚀:

在铝腐蚀清洗机中进⾏,具体步骤为:1、将装有待铝腐蚀硅⽚的⽚架放⼊浸润剂(FUJI FILM DRIWEL)中浸泡10-15s,并且上下晃动;

2、将⽚架放⼊装有45℃左右的铝腐蚀液(磷酸+硝酸+醋酸+纯⽔)的槽中浸泡,上下晃动⽚架,使得铝腐蚀更充分,腐蚀的时间根据先⾏⽚的腐蚀时间进⾏调整,直到腐蚀后看到⼆氧化硅表⾯为⽌;3、冲纯⽔;

4、甩⼲:在甩⼲机中甩⼲后烘⼲。

磷酸约占80%,主要起腐蚀铝的作⽤,硝酸占1%-5%,其与铝反应⽣成溶于⽔的硝酸盐,可以提⾼腐蚀速率,但含量过多会影响光刻胶抗蚀刻能⼒,醋酸占10%左右,它能降低腐蚀液的表⾯张⼒,增加硅⽚与腐蚀液的浸润效果,提⾼腐蚀均匀性,同时具有缓冲作⽤,纯⽔占5%左右。

玻璃腐蚀:1、 配制5%HF溶液,配制腐蚀液:5%HF溶液:H2O=3:50;

2、常温下,将硅⽚放⼊腐蚀液中浸泡;

3、在溢流槽中冲洗;

4、冲纯⽔;

5、甩⼲。

湿法去胶:

铝淀积前去胶在SH去胶机(湿法腐蚀机)中进⾏,采⽤SH溶液将胶氧化的⽅法去胶,具体步骤为:1、在SH清洗剂(98%H2SO4:H2O2=3:1)中浸泡;

2、在温纯⽔中溢流冲⽔;

3、在溢流槽中溢流冲⽔;

4、甩⼲。

由于酸对铝有腐蚀作⽤,淀积铝后去胶就不能⽤酸,在此采⽤有机溶剂OMR502剥离液去胶,在OMR剥离清洗机中进由于酸对铝有腐蚀作⽤,淀积铝后去胶就不能⽤酸,在此采⽤有机溶剂OMR502剥离液去胶,在OMR剥离清洗机中进⾏,具体步骤为:1、在剥离液(OMR-83剥离液)中浸泡去除光刻胶;

2、再在H-1清洗剂中浸泡去除剥离液;

3、在异丙醇中浸泡去除H-1清洗剂;

4、冲纯⽔;

5、甩⼲。

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