辛耘知識分享家:乾蝕刻的優缺點與應用

乾蝕刻設備是什麼？深入剖析乾蝕刻的原理、優缺點與應用

辛耘知識分享家

乾蝕刻的優缺點與應用

2023年07月電子報

#PLASMA-THERM ® VERSALINE® 乾蝕刻設備 #Verity蝕刻終點偵測設備(End Point Detector) #CORIAL蝕刻和沈積系統

　　乾蝕刻（Dry etching）是一種常用於微電子製程中的表面處理技術，用於在固體材料表面上創建微細的結構和圖案。它是一種非液體化學蝕刻方法，使用高能粒子（例如離子或中性粒子）或氣體化學反應去除材料表面的原子或分子，實現精準且高效的製程。以下將深入探討乾蝕刻設備的原理、優缺點以及廣泛的應用領域。

◉乾蝕刻設備的原理

　　乾蝕刻設備通常包括一個處理室（process chamber）、氣體供應系統（gas delivery system）和能量源（energy source）。在乾蝕刻過程中，首先將待處理的材料樣品放置在處理室內，然後引入特定的氣體或氣體混合物。接下來，使用能量源，如射頻功率、電漿或雷射，來提供足夠的能量以激發氣體，使其產生等離子體。等離子體中的離子或激發態分子將與待處理材料表面相互作用，從而引起蝕刻過程。

◉乾蝕刻設備的優點

　　乾蝕刻設備在微電子製程中扮演著重要角色，具有以下幾個關鍵特性：

高精度：乾蝕刻設備可實現高度精確的蝕刻，可以在微米和奈米尺度上創建結構和圖案。
可選擇性：乾蝕刻設備可以根據需要，選擇蝕刻不同的材料，從而在多層結構中創建複雜的形狀。
均勻性：由於等離子體的性質，乾蝕刻可以實現材料表面的均勻處理，避免了液體蝕刻中可能出現的不均勻性。
清潔效應：乾蝕刻過程中產生的粒子和化學物質可以幫助清除材料表面的污染物，從而提高材料的純淨度。

◉乾蝕刻設備的缺點

　　在使用乾蝕刻設備時，我們需要注意以下幾個缺點：

設備複雜：乾蝕刻設備通常比濕蝕刻設備複雜，需要更多的控制和監測。
較高成本：乾蝕刻設備的成本較高，包括設備本身的價格以及維護和操作所需的成本。
物理損傷：由於乾蝕刻使用高能粒子或能量源，可能導致材料的物理損傷，例如表面粗糙度增加或晶格損壞。
傳輸效應：乾蝕刻中的離子或激發態分子可能會在處理室內移動並沉積在非目標區域，導致不必要的蝕刻或污染。

　　儘管乾蝕刻設備存在這些缺點，但通過適當的操作和控制，我們仍然可以最大限度地發揮其優勢，實現高效的微細加工和製造。

◉乾蝕刻與濕蝕刻的比較

　　乾蝕刻（Dry etching）和濕蝕刻（Wet etching）是兩種常用於微電子製程中的蝕刻技術，它們在處理方式、原理、應用和特點等方面存在不同。以下是乾蝕刻和濕蝕刻的比較：

	乾蝕刻（Dry etching）	濕蝕刻（Wet etching）
處理方式	通常在真空或低壓條件下進行，需要特殊的乾蝕刻設備。	在常壓下進行，不需要高壓設備，但要注意化學液的處理和處理後的清洗。
原理	通過等離子體中的高能粒子或氣體化學反應，直接將材料表面的原子或分子去除。	通過液體化學蝕刻液中的化學反應，使材料表面的原子或分子被溶解或剝離。
優點	高精度：適用於微米和納米尺度。可選擇性：能選擇性地蝕刻不同的材料，適合多層結構的處理。均勻性：由於等離子體的性質，能夠實現材料表面的均勻處理。	簡單：處理設備相對較簡單，不需要高壓設備。成本較低：化學蝕刻液相對較廉價，成本較低。
缺點	設備複雜：需要較複雜的設備，包括真空或低壓系統和能量源。較高成本：設備本身和操作成本較高。物理損傷：可能導致材料的物理損傷。	缺乏可選擇性：難以選擇性地蝕刻不同的材料。難以達到高精度：難以實現高度精確的蝕刻。
應用	主要用於半導體、光學、MEMS和生物醫學等微電子製程中。	主要用於一些簡單的結構製造和樣品的前處理，如常見的蝕刻板或蝕刻晶片的製作。

辛耘可提供服務之產品介紹

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VERSALINE系統模型配置，執行蝕刻和沉積工藝

PLASMA-THERM ® VERSALINE® 乾蝕刻設備

辛耘企業擁有PLASMA-THERM ®在台灣及中國的獨家代理權。PLASMA-THERM ®是一家總部設在美國的半導體設備生產商，為全球電漿蝕刻和薄膜沉積設備的領導廠商，在等離子工藝技術創新的37個專利。

VERSALINE®

VERSALINE 系統模型配置為執行一系列蝕刻和沈積工藝。離子束技術適合一系列應用，從低、可控損傷蝕刻到高速率、高深寬比、深矽蝕刻，再到難加工的材料。該系統通過EndpointWorks®支持過程控制。增強功能包括數據記錄、自動維護調度程序 (AMS) 和 SECS/GEM。我們的Cortex® 控制系統提供穩定、用戶友好的控制界面，專為提高效率和生產力而設計。

VERSALINE平台的模塊化設計允許靈活配置基板處理，以實現各種處理選項，從研發單晶圓或使用負載鎖的載體裝載到大批量、多室生產集群。利用成本和流程開發的清晰升級路徑使未來規劃變得容易。

◎ 感應耦合等離子體(ICP)
◎ 深矽蝕刻 (DSE)
◎ 反應離子蝕刻(RIE)
◎ 離子豆蝕刻(IBE)
◎ 離子束沉積(IBD)
◎ 等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)
◎ 高密度等離子體化學氣相沉積(HDPCVD)
◎ 大面積PECVD系統
◎ 高密度自由基通量 (HDRF)

更多資訊請洽Line小編

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Verity蝕刻終點偵測設備(End Point Detector)

半導體及面板乾蝕刻設備所使用之製程控制及蝕刻終點偵測設備(Een　Point Detector)。應用於Applied Materials, Lam Research, TEL, YAC, ICD, Wonik IPS, INVENIA 等乾式蝕刻設備上。

◎ SD1024X TM–高性能
◎ SD2048XH TM–高性能和高分辨率
◎ SD1024XH TM–超高性能
◎ SD1024XH TM–超高性能
◎ SD1024XM TM–中等性能
◎ SD2048XM TM–中等性能
◎ SD1024XL TM–通用
◎ SD2048XL TM–高分辨率

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CORIAL蝕刻和沈積系統

CORIAL是PLASMA-THERM ®集團旗下的一家公司，提供LED、微機電（MEMS）、化合物半導體（GaAs, GaN, InP,…）、功率半導體之薄膜（Thin Film）及乾蝕刻（Dry Etch）設備。

高通量蝕刻和沈積工具，可批量裝載，適用於最大 200~300 毫米的晶圓加工。
CORIAL 200 系列開發的工藝配方為廣泛的市場提供蝕刻和沈積解決方案，包括故障分析、微機電系統 (MEMS)、光電子、先進封裝、無線設備和功率半導體。CORIAL 300 系列系統非常適合光電子、MEMS、光掩模和功率半導體市場的批量生產薄膜蝕刻和沈積。

◎ RIE蝕刻系統
◎ ICP-RIE蝕刻系統
◎ PECVD系統
◎ ICP-CVD系統