《炬丰科技-半导体工艺》利用超临界二氧化碳对MEMS进行刻蚀、冲洗和干燥

书籍：《炬丰科技-半导体工艺》
文章：利用超临界二氧化碳对MEMS进行刻蚀、冲洗和干燥
编号：JFKJ-21-1675
作者：华林科纳

引言
利用现有的超临界二氧化碳进行蚀刻和干燥的工艺由两阶段工艺组成：在高压干燥器外部利用溶剂对晶片进行蚀刻,然后移动到高压干燥器,利用超临界二氧化碳进行清洗和干燥。利用该工艺在本研究中进行了试验,结果证实,无粘可蚀刻、清洗和干燥,但反复试验结果证实,重现性差。这是因为外部蚀刻后移动到烘干机时,蚀刻用溶剂汽化,结构粘着的问题发生了。本研究旨在改善这一问题,不移动晶片,而是在高压干燥器内利用超临界二氧化碳,连续执行微电子启示系统晶片的蚀刻、清洗和干燥工艺。此外,还想探讨在执行连续工艺时,蚀刻工艺中使用的二氧化碳状态（气体、液体、超临界状态)的影响。利用气体二氧化碳冷却的情况下,可以无粘蚀、清洗和干燥,通过反复实验确认了工艺的优化和再现性。另外,通过现有的第二阶段,与这一淘汰过程相比,可以减少清洗用溶剂的量。利用液体二氧化碳进行蚀刻的情况下,液体二氧化碳和蚀刻用共溶剂（丙酮)之间发生了层分离,没有形成完整的蚀刻。使用超临界二氧化炭牛进行蚀刻7.5兆帕，40摄氏度)的情况下,可以无粘地进行蚀刻、清洗和干燥,与传统的第二阶段工艺相比,不仅节省了清洗用溶剂,还可以与使用气体二氧化碳的连续工艺相比,缩短工艺时间。

介绍
微电子启示系统(微机电系统，MEMS)技术利用在一个硅片上有微尺寸的数万个结构(结构)，实现了传统半导体技术无法实现的超精细结构,并实现了现有半导体微体系结构。
但是,由于微电子启示系统的超精细化、超高密度化,现有的湿半导体工艺在清洗过程中使用的超纯、化学溶剂难以渗透,清洗效率下降，图1等蚀刻、清洗过程中溶剂的表面张力和干燥过程中,清洗液从液体变为气体,结构之间的毛细管力(毛细管)另外,现有的湿法半导体工艺技术中使用的昂贵的纯化学溶剂会引起环境污染、废水处理等环境问题。
为了弥补上述现有湿半导体工艺的缺点,开发了使用等离子体(血浆)激光(激光)气溶胶(气溶胶)和臭氧的干清洗技术,但如果单独使用干清洗法,则不能进行完美的清洗,必须与现有的湿清洗工艺并行进行,缺点是破坏了半导体的结构。
由此产生的新的替代方法研究了利用超临界流体的干法