应用于TGV的ICP玻璃刻蚀工艺研究

2014-12-08 张名川 中国科学院微电子研究所系统封装研究室

  夹层夹丝玻璃纸通孔( TGV) 技巧被认同是下一批三维立体集成型的主要技巧,该技巧的目标为深孔行成工序。感應解耦等阳离子体(ICP) 刻蚀技巧是半导体技术app科技领域中深孔行成的最重要措施之六。本文作者完成正交调查操作装修设计措施,研究方案ICP 石英石夹层夹丝玻璃纸刻蚀工序中操作压强、C4F8的2g的水流量、Ar 的2g的水流量以下三个工序指标对深孔刻蚀的应响力,找寻提高了刻蚀传输速度的优化调整乐队组合。调查操作效果揭示,C4F8的2g的水流量对夹层夹丝玻璃纸刻蚀传输速度有显著性应响力,还有跟随C4F8 /Ar 的2g的水流量比减小或增大,开口处层面保持垂直性越多越好。调查操作为TGV 技巧开放和app供应了调查操作重要依据。   发生变化半导体方法性打造方法性向深亚2um及微米级不断发展,普通的光刻方法性不断更加接近上限,结合用电线路晶状体管数量英文的提升和表现规格的调小非常迟滞和困难重重,“摩尔运动定律”的继续遭遇硕大挑站。一同,普通封裝中信息输送距里长引来的互连延长困难日趋特别严重,无发满意心片速度和低功能消耗的要。为不要结合用电线路和普通封裝遭遇的瓶颈,三维空间立体结合方法性应运而为。表中硅通孔( Through Silicon Via,TSV) 方法性被觉得是体现三维空间立体结合最有未来发展的方法性。   TSV 技艺性利用在IC电子厂配件与IC电子厂配件、晶圆与晶圆彼此打造垂直于通孔,完成IC电子厂配件彼此的简单互连。它就能使IC电子厂配件在二维空间图像方面堆叠的密度计算公式较大 、IC电子厂配件间的互连线较短、外观设计长度较大,重要提升 IC电子厂配件强度,有效降低了IC电子厂配件功率,故此成现如今电子厂封装类型技艺性中最引人瞩目的一种生活技艺性。尽管,硅是一个种生活半导体设备物料,TSV 周圍的载流子在磁体或磁体能力下能随心所欲运动端,对挨近的用电线路或电磁波存在导致,导致IC电子厂配件能力。窗有机玻璃纸物料无随心所欲运动端的电荷量,介电能力优异,热热膨胀标准值标准值( CTE) 与硅亲近,以窗有机玻璃纸替代品硅物料的窗有机玻璃纸通孔( Through Glass Via,TGV) 技艺能力杜绝TSV的间题,是志向的二维空间图像ibms克服方案怎么写。再者,TGV 技艺性需不需要打造隔热层,有效降低了了工艺设计僵化度和加工工艺成本投入。TGV 及重要性技艺性在光通迅、红外光射频、红外光、微机械平台、微液体配件和二维空间图像ibms领域行业有普遍的选用前途。   TGV 的技木会面临的最为最为关键的的故障是不能接近硅的“Bosch”深入蚀技艺,没办法怏速制作而成玄妙宽比的安全窗户波璃钢深孔或基坑。傳統的喷砂法、湿法刻蚀法和智能机械转孔法等均具备肯定的的片面性性。感应式交叉耦合等阳阳离子体( ICP) 干法刻蚀的技木控住定位精性好,刻蚀从表面弄平细腻,保持垂直线于度好,惯用于刻蚀玄妙宽比架构。历余载来,中国外的科学深入分析方在等阳阳离子体安全窗户波璃钢刻蚀各方面做好了巨大的科学实践科学深入分析。气味材料最主要进行碳氟气味、SF6与Ar、He 等各个惰性气味的组合式。文章有关报道的很高刻蚀浓度都可以以达到1. 7 μm/min,但各向同性男刻蚀状态严重。由安全窗户波璃钢衬底上掩膜基性岩技艺的限止,在深孔刻蚀时,须要肯定的的刻蚀取舍比。在有保障开口处保持垂直线于性与刻蚀取舍比的同一时间加强安全窗户波璃钢刻蚀浓度成了当前科学深入分析的思路。共性此种状态,这篇文章基本概念ICP干法刻蚀操作过程,利于正交科学实践设置措施科学深入分析最为最为关键的的元素对熔融石英安全窗户波璃钢深孔刻蚀浓度( Etch Rate,ER) 的会影响,可以通过简化技艺产品参数,研究在比较好的开口处保持垂直线于度下加强安全窗户波璃钢刻蚀浓度的措施。

1、实验

  1.1、ICP 有机玻璃刻蚀主要的关键技术   研究采取华北地区微网上有限公司的GSE200C 刻蚀机台。体统有四公里率均为13.56 MHz 的微波rf频射公率源。微波rf频射源公率进行衔接机械泵影响腔室上面的次级线圈来增进腔房间的刻蚀空气,微波rf频射偏压公率进行衔接机械泵影响腔房间的静电自放电卡爪来调整铝铁离子能量转换和路径。石英晶体玻离的一般的部分为SiO2,Si-O 键的键强为200 kcal /mol( 约8 eV) ,大于等于Si-Si 键80 kcal /mol( 约3.4 eV) 键强的2 倍,这就是SiO2的ER 慢于Si 的一般的的原因。所以,SiO2刻蚀以工具刻蚀遵循,化学反应刻蚀条块结合,基本上采取碳氟空气,如CF4、CHF3、C4F8等,并申请加入需要量的惰性空气。一般的并不是,碳电子层数与氟电子层数的比越高,就能形成了就越多的缩聚物和越高的刻蚀挑选比,有助于于深孔刻蚀,故本研究碳氟空气挑选C4F8。惰性空气中He、Ar 为半导加工制作工艺 经常用到空气,且直接费用较一些惰性空气有其优势。而相比较来说于He,Ar 更具用作工具刻蚀的相比较大的产品,有助于于改善SiO2的ER,故本研究惰性空气挑选Ar。C4F8在等铝铁离子体自放电步骤中一般的离解为C2F4,C2F4进两步离解为更小的CFx随意基。在CFx( CF,CF2,CF3) 随意基中,CF2含水量多。   工艺技术时中主要化学反应为:

应用于TGV的ICP玻璃刻蚀工艺研究

  1.2、进行实验形式   影晌石英晶体石玻璃窗钢ER 的原因分析关键有微波rf射频源效率、微波rf射频偏压效率、工作上压强、有毒气体的热度和保压器( chiller)室温等。从文中关键能够 正交實驗结构设计的方式研究探讨压强、C4F8的热度、Ar 气的热度这几个原因分析对石英晶体石玻璃窗钢ER 的影晌。通过L9 (34 ) 正交表让實驗,取压强、C4F8的热度、Ar 气的热度这几个原因分析,每一个原因分析取这几个程度,做三原因分析三程度實驗,第四步列空列当做出现偏差的原因项,缺少原因分析间的交互设计使用。實驗中三原因分析所取程度标准资料通讯报道和前中期游戏经验挑选,如表1 已知。同一工艺设计参数设置固定好,源效率为2500 W,偏压效率为600 W,Chiller室温T = 20℃,刻蚀日子为100 min。 表1 ICP 有机玻璃刻蚀的因素和的水平规划表

ICP 玻璃刻蚀因素和水平分布表

  正交去检测拟定如表2。要为消减或增大被人故意缘由导致的软件误差度的决定,其实去检测时中对表上去检测次序去随机函数化操作。 表2 L9( 34 ) 正交科学实验构思正交表

 L9( 34 ) 正交实验设计正交表

  1.3、打样定制制作   试验合格品为两面镜面抛光石英砂玻璃板窗,色度为SiO2 >99.995%,板材厚度为500 μm。玻璃板窗掩膜设计采取机械气质联用沉淀(PVD) Al 层,Al 层厚6 μm; 采取Cl2 /BCl3干法刻蚀完成组合图形化,有内径为50 μm,节距( pitch) 为70 μm 的TGV 通孔阵列。

3、结论

  从文中为ICP 等阳离子体干法刻蚀的原理,根据正交进行实验设计制作能力深入分析了压强、C4F8客数据流量、Ar 气客数据流量两个重要环境因素对熔融石英夹层玻璃板长度50 μm 深孔ER 的影响力下列关于不错性,才能得到了好内壁多角度下主要758 nm/min的ER。进那步还需考虑的各级重要环境因素直接的交互性帮助,全面性改善加工过程参数设置搭配组合,在保护好内壁铅直性的条件下,才能得到很快的ER。夹层玻璃板ICP 刻蚀加工过程深入分析是TGV 能力的内在和基本条件,在光通讯网络、rf射频、微波射频、微机电设备整体、微气体电子元器件和三维图集成型区域有广泛的的软件应用前途。