等离子刻蚀机在半导体制造中的应用案例

 

GaNLED阵列制造：厦门中芯晶研半导体有限公司采用NordsonMarchRIE-1701等离子体蚀刻系统，使用SF6等离子体制造氮化镓（GaN）发光二极管（LED）阵列。将2英寸蓝宝石基GaNLED外延晶片切成1cm×1cm的芯片，以Cu作为掩模材料，通过紫外光刻进行图案化。在刻蚀过程中研究了不同射频功率和载体衬底对GaN刻蚀速率的影响，以及蚀刻引起的表面粗糙度。最终成功制造出高密度LED阵列，通过添加载体衬底提高了蚀刻均匀性和表面粗糙度，经高温退火降低了金属和GaN之间的接触阻抗。

 

先进芯片前道工序刻蚀：中微公司的Primonanova®电感耦合等离子体刻蚀设备，应用于7纳米、5纳米及更先进的半导体器件刻蚀。该设备采用自主知识产权的电感耦合等离子体刻蚀技术，具有完全对称的反应腔、超高的分子泵抽速等创新设计。可用于多种导体刻蚀工艺，如浅沟槽隔离刻蚀（STI）、多晶硅栅极刻蚀；也可用于介质刻蚀，如间隙壁刻蚀（SpacerEtch）等，能为芯片制造提供更宽的工艺窗口，实现较低的制造成本，已在多家客户生产线上正常运行，良率稳定。

 

8英寸晶圆栅极刻蚀：在8英寸晶圆的栅极刻蚀工艺中，使用GXS组合的复合系统搭配等离子刻蚀机。芯片代工厂的生产数据显示，该组合可将刻蚀腔体的真空度稳定在5×10⁻⁴mbar，使SiO₂刻蚀速率达到1200Å/min，且片内均匀性误差≤1.5%。相比之前使用的油封泵方案，刻蚀后缺陷率从0.35%降至0.08%，单台设备年产能提升约2300片。

 

半导体铜互连工艺：在半导体铜互连工艺中，利用等离子刻蚀机处理金属氧化层。通过特定工艺，可将氧化层残留控制在＜0.5nm，有效提升了工艺质量。在晶圆级封装中，使用该工艺后良品率从92%提升至99.6%。