一种用于5G芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺的制作方法

一种用于5g芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺
技术领域
1.本发明属于蚀刻技术领域，具体涉及一种用于5g芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺。


背景技术：

2.芯片一般是指集成电路的载体，也是集成电路经过设计、制造、封装、测试后的结果，通常是一个可以立即使用的独立的整体。芯片制造时，制作晶圆；使用晶圆切片机将硅晶棒切割出所需厚度的晶圆；晶圆涂膜，在晶圆表面涂上光阻薄膜，该薄膜能提升晶圆的抗氧化以及耐温能力；晶圆光刻显影、蚀刻，使用紫外光通过光罩和凸透镜后照射到晶圆涂膜上，使其软化，然后使用溶剂将其溶解冲走，使薄膜下的硅暴露出来；离子注入，使用刻蚀机在裸露出的硅上刻蚀出n阱和p阱，并注入离子，形成pn结；然后通过化学和物理气象沉淀做出上层金属连接电路；晶圆测试，经过上面的几道工艺之后，晶圆上会形成一个个格状的晶粒，通过针测的方式对每个晶粒进行电气特性检测；封装，将制造完成的晶圆固定，绑定引脚，然后根据用户的应用习惯、应用环境、市场形式等外在因素采用各种不同的封装形式。
3.蚀刻是将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术；蚀刻技术可以分为湿蚀刻和干蚀刻两类；湿法腐蚀：用液体化学试剂以化学的方式去除硅片表面的材料；腐蚀液的搅拌和温度将会影响腐蚀速率，在集成电路工艺中，大多是湿法化学刻蚀是将硅片浸入化学溶剂或向硅片上喷洒刻蚀溶剂；湿法化学刻蚀在进行图形转移的最大缺点是掩模下会出现横向钻蚀，导致刻蚀后图形的分辨率下降；干法腐蚀：干法刻蚀是通过等离子气与硅片发生物理或化学反应的方式将表面材料去除。
4.申请号为cn200710040531.3的一种芯片的蚀刻方法，该专利公开了包括包括保护层、金属层、氧化层及底层；所述蚀刻方法包括突破步骤、主蚀刻步骤、过蚀刻步骤，突破步骤完成保护层的蚀刻，主蚀刻步骤完成金属层的蚀刻，过蚀刻步骤完成氧化层的蚀刻；所述主蚀刻步骤分为第一主蚀刻步骤及第二主蚀刻步骤；所述第一主蚀刻步骤通过控制蚀刻时间来控制蚀刻的结束；所述第二主蚀刻步骤通过金属层端点返回的信号来控制蚀刻的结束。由于本发明的蚀刻方法主蚀刻中两步骤分别使用不同的蚀刻控制方法，可以增加芯片表层的一致性，消除以往在氧化层中间造成的管沟，从而提高芯片的良品率
5.现有的用于5g芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺，在蚀刻时，需要切换不同的蚀刻控制，增加了蚀刻的繁琐，也存在着衔接不良造成蚀刻ng的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种用于5g芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺，简化蚀刻工序，提高蚀刻侧成品率。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于5g芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺，所述蚀刻工艺如下：
8.步骤一：在等离子体不存在的条件下使四氯化硅气体以及氮气蚀刻气体与具有蚀
刻对象物和非蚀刻对象物的被蚀刻构件接触；
9.步骤二：在进行电子功能元件顶部通孔的蚀刻时，在蚀刻设备的同一个处理腔中进行连续四氯化硅气体和氮气蚀刻制程和灰化制程。
10.作为本发明的一种优选的技术方案，所述蚀刻对象物是由四氯化硅蚀刻气体进行蚀刻的对象。
11.作为本发明的一种优选的技术方案，所述非蚀刻对象物不是由四氯化硅蚀刻气体进行蚀刻的对象。
12.作为本发明的一种优选的技术方案，所述非蚀刻对象物用作由蚀刻气体进行的蚀刻对象物的蚀刻中的抗蚀剂。
13.作为本发明的一种优选的技术方案，所述抗蚀剂的制备方法如下：通过使用三氯乙酸，在反应体系中水的含量是500ppm的条件下，将具有聚羟基苯乙烯与乙二醇二乙烯基醚在乙酸乙二醇醚酯中反应后，加入三苯锍乙酸盐。
14.作为本发明的一种优选的技术方案，所述四氯化硅气体和氮气的比例值的范围为0.2-0.6。
15.作为本发明的一种优选的技术方案，所述蚀刻对象物的蚀刻速度相对于非蚀刻对象物的蚀刻速度之比为2。
16.作为本发明的一种优选的技术方案，所述蚀刻的压力为60pa-30kpa。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.1.使用四氯化硅气体以及氮气作为蚀刻气体，从而可在获得更高的蚀刻速度的同时，使得所形成的通孔具有更好的条纹控制和均匀性；本发明有助于简化蚀刻工序，提高蚀刻侧成品率；
19.2.通过使用三氯乙酸，在反应体系中水的含量是500ppm的条件下，将具有聚羟基苯乙烯与乙二醇二乙烯基醚在乙酸乙二醇醚酯中反应后，加入三苯锍乙酸盐，实现了抗蚀剂的快速制备，通过抗蚀剂能够抑制电子功能元件中本来不应被蚀刻的部分被蚀刻的情况，能够防止电子功能元件的特性因蚀刻而丧失。
附图说明
20.图1为本发明的蚀刻工艺流程图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例1
23.请参阅图1，本发明的第一个实施例，该实施例提供一种用于5g芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺，蚀刻工艺如下：
24.步骤一：在等离子体不存在的条件下使四氯化硅气体以及氮气蚀刻气体与具有蚀刻对象物和非蚀刻对象物的被蚀刻构件接触；
25.步骤二：在进行电子功能元件顶部通孔的蚀刻时，在蚀刻设备的同一个处理腔中进行连续四氯化硅气体和氮气蚀刻制程和灰化制程。
26.本实施例中，优选的，蚀刻对象物是由四氯化硅蚀刻气体进行蚀刻的对象。
27.本实施例中，优选的，非蚀刻对象物不是由四氯化硅蚀刻气体进行蚀刻的对象。
28.本实施例中，优选的，非蚀刻对象物用作由蚀刻气体进行的蚀刻对象物的蚀刻中的抗蚀剂。
29.本实施例中，优选的，抗蚀剂的制备方法如下：通过使用三氯乙酸，在反应体系中水的含量是500ppm的条件下，将具有聚羟基苯乙烯与乙二醇二乙烯基醚在乙酸乙二醇醚酯中反应后，加入三苯锍乙酸盐，实现了抗蚀剂的快速制备，通过抗蚀剂能够抑制电子功能元件中本来不应被蚀刻的部分被蚀刻的情况，能够防止电子功能元件的特性因蚀刻而丧失。
30.本实施例中，优选的，四氯化硅气体和氮气的比例值的范围为0.2。
31.本实施例中，优选的，蚀刻对象物的蚀刻速度相对于非蚀刻对象物的蚀刻速度之比为2。
32.本实施例中，优选的，蚀刻的压力为60pa。
33.实施例2
34.请参阅图1，本发明的第一个实施例，该实施例提供一种用于5g芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺，蚀刻工艺如下：
35.步骤一：在等离子体不存在的条件下使四氯化硅气体以及氮气蚀刻气体与具有蚀刻对象物和非蚀刻对象物的被蚀刻构件接触；
36.步骤二：在进行电子功能元件顶部通孔的蚀刻时，在蚀刻设备的同一个处理腔中进行连续四氯化硅气体和氮气蚀刻制程和灰化制程。
37.本实施例中，优选的，蚀刻对象物是由四氯化硅蚀刻气体进行蚀刻的对象。
38.本实施例中，优选的，非蚀刻对象物不是由四氯化硅蚀刻气体进行蚀刻的对象。
39.本实施例中，优选的，非蚀刻对象物用作由蚀刻气体进行的蚀刻对象物的蚀刻中的抗蚀剂。
40.本实施例中，优选的，抗蚀剂的制备方法如下：通过使用三氯乙酸，在反应体系中水的含量是500ppm的条件下，将具有聚羟基苯乙烯与乙二醇二乙烯基醚在乙酸乙二醇醚酯中反应后，加入三苯锍乙酸盐，实现了抗蚀剂的快速制备，通过抗蚀剂能够抑制电子功能元件中本来不应被蚀刻的部分被蚀刻的情况，能够防止电子功能元件的特性因蚀刻而丧失。
41.本实施例中，优选的，四氯化硅气体和氮气的比例值的范围为0.4。
42.本实施例中，优选的，蚀刻对象物的蚀刻速度相对于非蚀刻对象物的蚀刻速度之比为2。
43.本实施例中，优选的，蚀刻的压力为15kpa。
44.由于在四氯化硅中，硅的含量较高，蚀刻所产生的聚合物容易沉积在顶部通孔的侧壁上，阻隔了侧壁表面与蚀刻气体的接触，使得侧壁不受侵蚀，从而使得所形成的顶部通孔的条纹控制以及均匀性都很好，因此使得所形成的电路的rcwat范围较小，提高了所形成的集成电路的电路特性。
45.实施例3
46.请参阅图1，本发明的第一个实施例，该实施例提供一种用于5g芯片用带孔电子功
能元件蚀刻工艺，蚀刻工艺如下：
47.步骤一：在等离子体不存在的条件下使四氯化硅气体以及氮气蚀刻气体与具有蚀刻对象物和非蚀刻对象物的被蚀刻构件接触；
48.步骤二：在进行电子功能元件顶部通孔的蚀刻时，在蚀刻设备的同一个处理腔中进行连续四氯化硅气体和氮气蚀刻制程和灰化制程。
49.本实施例中，优选的，蚀刻对象物是由四氯化硅蚀刻气体进行蚀刻的对象。
50.本实施例中，优选的，非蚀刻对象物不是由四氯化硅蚀刻气体进行蚀刻的对象。
51.本实施例中，优选的，非蚀刻对象物用作由蚀刻气体进行的蚀刻对象物的蚀刻中的抗蚀剂。
52.本实施例中，优选的，抗蚀剂的制备方法如下：通过使用三氯乙酸，在反应体系中水的含量是500ppm的条件下，将具有聚羟基苯乙烯与乙二醇二乙烯基醚在乙酸乙二醇醚酯中反应后，加入三苯锍乙酸盐，实现了抗蚀剂的快速制备，通过抗蚀剂能够抑制电子功能元件中本来不应被蚀刻的部分被蚀刻的情况，能够防止电子功能元件的特性因蚀刻而丧失。
53.本实施例中，优选的，四氯化硅气体和氮气的比例值的范围为0.6。
54.本实施例中，优选的，蚀刻对象物的蚀刻速度相对于非蚀刻对象物的蚀刻速度之比为2。
55.本实施例中，优选的，蚀刻的压力为30kpa。
56.四氯化硅，是生产有机硅、白炭黑和三氯氢硅的原料，根据多晶硅企业的总体设计，副产物四氯化硅都要通过氢化工艺再转化为多晶硅的主要原料三氯氢硅；千吨级以上项目大多配有四氯化硅氢化装置以及氯化氢、氢气回收系统，副产物的回收率也普遍在95％以上；利用多晶硅工业副产物四氯化硅为原料生产的气相法白炭黑是一种纳米级的高新技术精细专用化学添加剂，广泛应用于橡胶、塑料、涂料、胶粘剂、密封胶等高分子工业领域；充分利用四氯化硅，能够降低多晶硅生产成本，达到多晶硅生产节能减排、洁净环保、循环利用的目的，进一步提高晶硅生产企业的技术水平和市场竞争力，从而促进多晶硅工业快速健康发展；同时，四氯化硅又能为气相法白炭黑行业提供大量原料，从而促进我国气相法白炭黑行业的发展，进而推动太阳能及其他高技术和新材料领域的健康发展；多晶硅副产物的利用成为多晶硅行业的节能减排、清洁生产和可持续发展的重要环节。
57.由于在四氯化硅中，硅的含量较高，蚀刻所产生的聚合物容易沉积在顶部通孔的侧壁上，阻隔了侧壁表面与蚀刻气体的接触，使得侧壁不受侵蚀，从而使得所形成的顶部通孔的条纹控制以及均匀性都很好，因此使得所形成的电路的rcwat范围较小，提高了所形成的集成电路的电路特性。
58.处理腔中还可以通入大流量的氧气来进行去除光阻的灰化制程，因此可在蚀刻设备的同一个处理腔中进行连续四氯化硅气体和氮气蚀刻和灰化制程，先进行蚀刻制程，然后再进行灰化制程，而不用在另一个处理腔中进行灰化制程，从而减小了制程的复杂度以及节省了处理时间，降低了制造成本。
59.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，详见上述详尽的描述，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种用于5g芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺，其特征在于：所述蚀刻工艺如下：步骤一：在等离子体不存在的条件下使四氯化硅气体以及氮气蚀刻气体与具有蚀刻对象物和非蚀刻对象物的被蚀刻构件接触；步骤二：在进行电子功能元件顶部通孔的蚀刻时，在蚀刻设备的同一个处理腔中进行连续四氯化硅气体和氮气蚀刻制程和灰化制程。2.根据权利要求1所述的一种用于5g芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺，其特征在于：所述蚀刻对象物是由四氯化硅蚀刻气体进行蚀刻的对象。3.根据权利要求1所述的一种用于5g芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺，其特征在于：所述非蚀刻对象物不是由四氯化硅蚀刻气体进行蚀刻的对象。4.根据权利要求1所述的一种用于5g芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺，其特征在于：所述非蚀刻对象物用作由蚀刻气体进行的蚀刻对象物的蚀刻中的抗蚀剂。5.根据权利要求4所述的一种用于5g芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺，其特征在于：所述抗蚀剂的制备方法如下：通过使用三氯乙酸，在反应体系中水的含量是500ppm的条件下，将具有聚羟基苯乙烯与乙二醇二乙烯基醚在乙酸乙二醇醚酯中反应后，加入三苯锍乙酸盐。6.根据权利要求1所述的一种用于5g芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺，其特征在于：所述四氯化硅气体和氮气的比例值的范围为0.2-0.6。7.根据权利要求1所述的一种用于5g芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺，其特征在于：所述蚀刻对象物的蚀刻速度相对于非蚀刻对象物的蚀刻速度之比为2。8.根据权利要求1所述的一种用于5g芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺，其特征在于：所述蚀刻的压力为60pa-30kpa。

技术总结
本发明公开了一种用于5G芯片用带孔电子功能元件蚀刻工艺，所述蚀刻工艺如下：步骤一：在等离子体不存在的条件下使四氯化硅气体以及氮气蚀刻气体与具有蚀刻对象物和非蚀刻对象物的被蚀刻构件接触；步骤二：在进行电子功能元件顶部通孔的蚀刻时，在蚀刻设备的同一个处理腔中进行连续四氯化硅气体和氮气蚀刻制程和灰化制程；本发明的有益效果是：使用四氯化硅气体以及氮气作为蚀刻气体，从而可在获得更高的蚀刻速度的同时，使得所形成的通孔具有更好的条纹控制和均匀性；实现了抗蚀剂的快速制备，通过抗蚀剂能够抑制电子功能元件中本来不应被蚀刻的部分被蚀刻的情况，能够防止电子功能元件的特性因蚀刻而丧失。功能元件的特性因蚀刻而丧失。功能元件的特性因蚀刻而丧失。


技术研发人员：吴喜鹏 邵霞
受保护的技术使用者：深圳市盛鸿运科技有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/9/20