Page 41 - 歷經一番寒徹骨DDR5記憶體主流時代即將來臨？

INNOVATIONS
圖1:PVA TePla的GIGAfab模組化平台示意圖。
(來源:PVA TePla)
PVA TePla等製造商提供的基於微波的先進等 離子灰化系統，經常使用氧氣作為主要製程氣體。 氧氣對晶圓的灰化極具選擇性，它只轟擊光阻劑， 而晶圓的其餘部分不受影響。遺憾的是，使用純氧 製程並不總是與所有類型的晶圓表面相容，有些晶 圓表面需要用到混合氣體。
氧氣或氟氣暴露於高功率無線電波中來產生單原子 等離子體。以前，為了達到所需的輸送量，主要使用 批次處理技術進行晶圓灰化。
光阻劑上面或光阻劑裡可能存在僅用氧氣無法 完全剝離的其他材料。為了解決這個問題，可以添加 一些氟化學物質，通常是CF4，將它與氧氣混合在一 起使用。
然而，不同於以標準12吋(300mm)晶圓進行量產 的矽半導體元件，採用碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)、 砷化鎵(GaAs)和藍寶石材料的化合物半導體晶圓尺 寸，由4吋(100mm)到8吋(200mm)不等。在這種情 況下，光阻劑的去除需要比矽製程還要好很多的均 勻性，這意味著需要更好的溫度和製程控制。
由於晶圓中具有使用不同材料的趨勢，而某些 金屬在這個製程過程中很容易被氧化，因此上述方 法並非很理想。在這種情況下可以同時使用低壓的 氫氣和氧氣，添加氫氣可以防止金屬氧化，氧氣則 用於去除光阻劑。這是在晶圓灰化過程中需要非常 嚴格控制的一道製程，需要出色的溫度均勻性才能 順利完成這項任務。
因此，大多數化合物半導體晶圓製造商都需要 快速灰化和高生產力的自動化單晶圓加工工具，或 者說急需想要找到一種能夠實現高溫光阻劑去除和 精密除渣的單晶圓灰化解決方案。
使用MEMS設備時，需要去除基於SU-8或類似 環氧樹脂的負片光阻劑。使用負片光阻劑面臨的一 個挑戰是暴露在紫外線下的光阻劑部分會發生聚 合，而其餘部分仍然是可溶且可以被清洗掉的。此 外，SU-8光阻劑的化學穩定性使其很難被去除。
微波等離子灰化
50年來，大多數等離子工具使用射頻(RF)來剝 離光阻劑。射頻等離子體透過物理過程來蝕刻表 面，該過程實質上是用等離子體以特定的角度轟擊 晶圓表面。
去除SU-8光阻劑必須在較低溫度下進行，通 常需要低於100°C，在某些情況下要低於50°C。化 學方面也需要更大的靈活性，包括可能使用氟和出 色的溫度控制。而所有這一切用單晶圓製程會更容
過去，透過簡單地增加直流偏壓就能將所有東 西去除乾淨，但射頻等離子體在轟擊光阻劑方面不 具備那樣的選擇性。此外，當去除光阻劑時，下方的 晶圓層可能比較敏感而被射頻損壞。
2022年11月 | www.eettaiwan.com
39
今天，基於微波的等離子工具能夠產生非常高 濃度的化學活性物質和很低的離子轟擊能量，因而 能夠確保快速灰化率和無損傷的等離子清洗。微 波製程往往比射頻更快，因而能夠實現更高的灰化 速率。
使用氧氣針對性地去除光阻劑