等離子刻蝕機在半導體制造中應用廣泛,以下是一些具體案例:
GaNLED陣列制造:廈門中芯晶研半導體有限公司采用NordsonMarchRIE-1701等離子體蝕刻系統,使用SF6等離子體制造氮化鎵(GaN)發光二極管(LED)陣列。將2英寸藍寶石基GaNLED外延晶片切成1cm×1cm的芯片,以Cu作為掩模材料,通過紫外光刻進行圖案化。在刻蝕過程中研究了不同射頻功率和載體襯底對GaN刻蝕速率的影響,以及蝕刻引起的表面粗糙度。最終成功制造出高密度LED陣列,通過添加載體襯底提高了蝕刻均勻性和表面粗糙度,經高溫退火降低了金屬和GaN之間的接觸阻抗。
先進芯片前道工序刻蝕:中微公司的Primonanova®電感耦合等離子體刻蝕設備,應用于7納米、5納米及更先進的半導體器件刻蝕。該設備采用自主知識產權的電感耦合等離子體刻蝕技術,具有完全對稱的反應腔、超高的分子泵抽速等創新設計。可用于多種導體刻蝕工藝,如淺溝槽隔離刻蝕(STI)、多晶硅柵極刻蝕;也可用于介質刻蝕,如間隙壁刻蝕(SpacerEtch)等,能為芯片制造提供更寬的工藝窗口,實現較低的制造成本,已在多家客戶生產線上正常運行,良率穩定。
8英寸晶圓柵極刻蝕:在8英寸晶圓的柵極刻蝕工藝中,使用GXS組合的復合系統搭配等離子刻蝕機。芯片代工廠的生產數據顯示,該組合可將刻蝕腔體的真空度穩定在5×10??mbar,使SiO?刻蝕速率達到1200Å/min,且片內均勻性誤差≤1.5%。相比之前使用的油封泵方案,刻蝕后缺陷率從0.35%降至0.08%,單臺設備年產能提升約2300片。
半導體銅互連工藝:在半導體銅互連工藝中,利用等離子刻蝕機處理金屬氧化層。通過特定工藝,可將氧化層殘留控制在<0.5nm,有效提升了工藝質量。在晶圓級封裝中,使用該工藝后良品率從92%提升至99.6%。