第351章 芯片制造当中的诸多配套耗材和设备[1/2页]

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    在光刻工艺中，光刻胶、掩模版、显影液和去胶剂是最关键的几项耗材。

    光刻胶如同芯片制造的

    “画笔”，它对光线极为敏感，通过曝光、显影等步骤，能够将芯片设计图案精准地转移到硅片上，不同类型的光刻胶适用于不同的制程工艺，其质量直接影响芯片的分辨率与性能。

    现阶段的光刻胶可分为正胶与负胶，正胶以

    AZ

    系列为代表，负胶则以

    KTFR

    系列为典型，它们基于酚醛树脂或环化橡胶体系制成，在光源适配方面，主要使用

    gline（436nm）和

    iline（365nm）汞灯光源。

    而光刻环节所用到的光刻机，堪称芯片制造设备中的

    “皇冠”，如今接触式光刻机和接近式光刻机较为常见，前者通过光刻掩模版与硅片直接接触实现曝光，后者则让掩模版与硅片保持微小间隙进行曝光。

    这类光刻机相比几十年之后的光刻机来说虽精度有限，但能满足

    4

    英寸、6

    英寸硅片的常规光刻需求。

    掩膜版方面，目前材料为石英玻璃镀铬，仪器通过电子束或激光直写技术制作精细图形，就如同光刻过程的

    “模板”，光线透过掩膜版照射到光刻胶上，实现图案的复制，高精度掩膜版的制作工艺复杂，对材料和设备要求极高。

    显影液能将曝光后的光刻胶溶解，显现出所需图案，正胶一般使用碱性溶液，如

    KOH、TMAH，负胶则使用有机溶剂，去胶时，一般采用氧等离子体灰化，或使用硫酸

    过氧化氢混合液，以去除光刻过程完成后残留的光刻胶，保证硅片表面的洁净。

    蚀刻工艺同样需要多种特定耗材，其有湿法刻蚀和干法刻蚀两种。

    湿法蚀刻以液体形式对硅片表面进行腐蚀，去除不需要的材料，具有蚀刻速率快、均匀性好的特点，化学品方面，二氧化硅蚀刻使用氢氟酸缓冲液，如

    BOE；氮化硅蚀刻需用到热磷酸；金属蚀刻时，铝使用磷酸、硝酸及醋酸混合液，铜则用硝酸。

    不过湿法刻蚀因为方向性难以控制的问题，在亚微米级的制造过程就不太能用了，干法蚀刻气体则通过等离子体反应，实现对硅片的精确蚀刻，当下制造工艺里面一般会使用

    CF4、Cl2、BCl3

    等气体，用于硅、金属和介质层蚀刻，能够满足更高精度的制程要求。

    和工艺相对应的，蚀刻设备也分为湿法蚀刻设备和干法蚀刻设备。

    湿法蚀刻设备通过化学溶液对硅片进行腐蚀，设备相对简单但需精确控制溶液流量和温度；干法蚀刻设备则借助等离子体技术，实现更精准的蚀刻，像反应离子蚀刻设备，通过射频电源激发反应气体产生等离子体，对硅片表面进行蚀刻。

    薄膜沉积环节工艺分为两种，分别是简称为

    PVD

    的物理气相沉积和简称为

    CVD

    的化学气相沉积。

    PVD

    工艺中，靶材采用铝、钛、钨等金属，用于金属化层，辅助气体则使用氩气作为溅射气体

    工艺里，介质层通过硅烷沉积二氧化硅，氨气与硅烷反应生成氮化硅，多晶硅则通过硅烷在高温下分解沉积而成。

    这两种工艺相互配合，满足芯片制造中对不同薄膜材料和性能的需求。

    PVD

    设备主要有溅射镀膜设备，通过离子轰击靶材，使靶材原子溅射出来沉积在硅片表面；CVD
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