等離子刻蝕機在半導體制造中的應用案例

 

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%。