什么是蚀刻机
或许在很多人看来,刻蚀技术并不如光刻机那般“”,但刻蚀在芯片的加工和生产过程中同样不可或缺。刻蚀机主要工作是按照前段光刻机“描绘”出来的线路来对晶片进行更深入的微观雕刻,刻出沟槽或接触孔,然后除去表面的光刻胶,从而形成刻蚀线路图案。
在芯片制造领域,光刻机像是前端,而蚀刻机就是后端。光刻机的作用是把电路图描绘至覆盖有光刻胶的硅片上,而蚀刻机的作用就是按照光刻机
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什么是蚀刻机
或许在很多人看来,刻蚀技术并不如光刻机那般“”,但刻蚀在芯片的加工和生产过程中同样不可或缺。刻蚀机主要工作是按照前段光刻机“描绘”出来的线路来对晶片进行更深入的微观雕刻,刻出沟槽或接触孔,然后除去表面的光刻胶,从而形成刻蚀线路图案。
在芯片制造领域,光刻机像是前端,而蚀刻机就是后端。光刻机的作用是把电路图描绘至覆盖有光刻胶的硅片上,而蚀刻机的作用就是按照光刻机描绘的电路图把硅片上其它不需要的光刻胶腐蚀去除,完成电路图的雕刻转移至硅片表面。两者一个是设计者,一个是执行者,整个芯片生产过程中,需要重复使用两种设备,直至将完整的电路图蚀刻到硅晶圆上为止。
目前,我国在蚀刻机领域已达到世界水平,尤其是中微半导体成功突破研制的5nm蚀刻机已于其它企业,而且得到了台积电的验证。真正面临技术挑战,也是被卡脖子的领域是光刻机。不过日前中科院院长白春礼表示,已将光刻机等技术难度较高的产品列入科研清单,未来将集中力量对这些“卡脖子”的技术进行攻关。相信未来光刻机技术也会实现重大突破。
碱性蚀刻液一般适用于多层印制板的外层电路图形制作,这种蚀刻方法在线路板制作中应用非常广泛,特别是图形电镀,这是较好的蚀刻方法之一。同时碱性蚀刻速度快,侧蚀刻小,溶铜量大,蚀刻液可以再生连续使用。
碱性CuCl2蚀刻液主要是由CuCl2和NH3-H2O组成,在CuCl2溶液中加入NH3-H2O会发生如下络合反应:CuCl2+4NH3-H2O=[Cu(NH3)4]Cl2+4H2O,在蚀刻机药箱内,铜被[Cu(NH3)4]2+络离子氧化成Cu+。其氧化反应如下:[Cu(NH3)4]Cl2+Cu=2[Cu(NH3)2]Cl。生成的[Cu(NH3)2]+为Cu+的络离子,不具有氧化能力,在有过量NH3-H2O和Cl-存在的前提下,能很快被空气中的氧气所氧化,生产具有蚀刻能力的[Cu(NH3)4]2+。其络离子再生反应如下:
2[Cu(NH3)2]Cl+2NH4Cl+2NH3-H2O+1/2O2=2[Cu(NH3)4]Cl2+2H2O。
从上面的化学方程式可以看出,在蚀刻机工作过程中,每腐蚀1mol铜需要消耗2mol NH3-H2O和2mol NH4Cl。因此在腐蚀机蚀刻过程中,随着铜的溶解,应不断补充NH3-H2O和NH4Cl。
蚀刻液中PH值对蚀刻速度的影响:蚀刻液PH值应保持在8~8.8之间,当PH<8时,一方面对金属抗蚀层不利,另一方面,蚀刻液中的铜不能完全络合成铜氨络离子,药液出现沉淀,造成蚀刻困难。如果药液PH值过高,蚀刻液中氨过饱和,游离氨释放到大气中,导致对环境的污染,同时药液PH值的过高也会增大侧蚀量,从而影响到蚀刻精度。

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