
在微納加工技術(shù)體系中,干法刻蝕是實(shí)現(xiàn)圖形從光刻膠向襯底材料精確轉(zhuǎn)移的核心工藝環(huán)節(jié)。然而,隨著光學(xué)器件、MEMS、光子學(xué)等前沿領(lǐng)域?qū)涛g精度、側(cè)壁形貌和表面質(zhì)量的不斷追求,傳統(tǒng)電感耦合等離子體(ICP)刻蝕技術(shù)在材料適應(yīng)性方面逐漸顯露出局限性。以石英、玻璃、水晶等硬脆介質(zhì)材料為代表的加工對(duì)象,對(duì)刻蝕速率、選擇比、側(cè)壁垂直度和表面粗糙度提出了嚴(yán)苛的綜合要求;而鈮酸鋰(LN)、鉭酸鋰(LT)等對(duì)溫度敏感的功能材料,則更需要一種低電子溫度的等離子體源以減少刻蝕過(guò)程中的物理?yè)p傷。此外,高校和科研院所對(duì)設(shè)備的靈活性和性價(jià)比亦有其獨(dú)特的現(xiàn)實(shí)考量。
日本愛(ài)發(fā)科(ULVAC)推出的NLD-570干法刻蝕設(shè)備,正是為響應(yīng)上述多重技術(shù)交匯點(diǎn)的挑戰(zhàn)而開(kāi)發(fā)的專業(yè)設(shè)備。該設(shè)備搭載愛(ài)發(fā)科的磁中性環(huán)路放電等離子源(NLD, Neutral Loop Discharge) ,實(shí)現(xiàn)了相比傳統(tǒng)ICP方案更低的工作壓力、更高的等離子體密度以及更低的電子溫度,為硬脆介質(zhì)材料和高精度微納加工提供了一個(gè)兼具性能與靈活性的研發(fā)級(jí)技術(shù)平臺(tái)。
NLD-570的定位高度聚焦于研究開(kāi)發(fā)(R&D)環(huán)境。設(shè)備采用單腔室、單晶圓真空負(fù)載鎖(Load-lock)結(jié)構(gòu),配備自動(dòng)化晶圓傳輸系統(tǒng),可支持8英寸及以下規(guī)格的晶圓加工,兼具工藝靈活性與緊湊性。與愛(ài)發(fā)科NE系列ICP干法刻蝕設(shè)備面向LED量產(chǎn)應(yīng)用的定位不同,NLD-570更側(cè)重于研發(fā)環(huán)境下的材料工藝開(kāi)發(fā)和原型驗(yàn)證,在光學(xué)器件、MEMS、光子學(xué)等前沿領(lǐng)域具有獨(dú)特的工藝優(yōu)勢(shì)。
NLD-570的用戶群體和典型部署場(chǎng)景通常包括:
高校及研究機(jī)構(gòu)的微納加工公共平臺(tái)(如北京大學(xué)納光電子前沿科學(xué)中心、中科院蘇州納米所等)
光電企業(yè)研發(fā)中心的工藝開(kāi)發(fā)和原型驗(yàn)證環(huán)節(jié)
MEMS器件制造商的新產(chǎn)品研發(fā)與小批量試制部門
化合物半導(dǎo)體和功率器件領(lǐng)域的材料工藝探索實(shí)驗(yàn)室
NLD-570的設(shè)計(jì)邏輯在于:在保持研究機(jī)構(gòu)對(duì)多材料兼容、快速切換、工藝靈活等核心要求的同時(shí),通過(guò)核心等離子體源的技術(shù)升級(jí)(NLD相比傳統(tǒng)ICP),顯著提升了關(guān)鍵硬脆介質(zhì)材料的刻蝕質(zhì)量和工藝容限。
NLD-570的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)源于其搭載的磁中性環(huán)路放電等離子源。該技術(shù)源于上世紀(jì)90年代愛(ài)發(fā)科的研究成果,其物理機(jī)制具有鮮明的原創(chuàng)特色。
NLD-570在刻蝕反應(yīng)腔體外部設(shè)置一組三個(gè)穩(wěn)態(tài)通電線圈。設(shè)備通過(guò)精確調(diào)節(jié)各線圈的電流,在腔體內(nèi)形成具有磁中性環(huán)路(Neutral Loop)區(qū)域的特定磁場(chǎng)分布。當(dāng)在此磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)施加交變電場(chǎng)時(shí),磁中性環(huán)路區(qū)域內(nèi)的電子展現(xiàn)出獨(dú)特的“蜿蜒運(yùn)動(dòng)",在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電子與中性氣體分子發(fā)生非彈性碰撞并使其電離,從而在低壓條件下維持穩(wěn)定的高密度等離子體。目前NLD-570可實(shí)現(xiàn)等離子體密度≥1×1011 cm?3。
NLD技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的電感耦合等離子體技術(shù),具有以下不可替代的特性:
更低的工作壓力:NLD可在0.1 Pa~1 Pa的超低壓條件下產(chǎn)生穩(wěn)定的高密度等離子體。較低的工作壓力意味著更少的粒子碰撞和更長(zhǎng)的平均自由程,使刻蝕過(guò)程中的離子能夠以更高的方向性到達(dá)晶圓表面,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的各向異性刻蝕、更高的深寬比控制和近乎垂直的側(cè)壁形貌。相比之下,常規(guī)ICP系統(tǒng)的工作壓力通常在1 Pa以上。
更低的電子溫度:NLD產(chǎn)生的等離子體電子溫度顯著低于ICP方案。更低的電子溫度意味著等離子體對(duì)晶圓表面的物理轟擊能量更小,熱效應(yīng)更低,離子誘導(dǎo)損傷得到有效抑制。這一特性對(duì)于鈮酸鋰、鉭酸鋰等對(duì)溫度敏感的材料而言尤為關(guān)鍵——較低的電子溫度可在保證刻蝕速率的同時(shí),顯著降低刻蝕工藝對(duì)器件性能的損害。
等離子的空間密度調(diào)控:通過(guò)外部偏壓對(duì)磁場(chǎng)分布的控制,NLD技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)等離子體密度分布的空間調(diào)控。在刻蝕大尺寸晶圓(如8英寸)時(shí),這一能力直接轉(zhuǎn)化為更優(yōu)異的工藝均勻性。
NLD-570的系統(tǒng)配置涵蓋了從真空系統(tǒng)、等離子源、溫度控制到工藝檢測(cè)的完整架構(gòu),體現(xiàn)了ULVAC在刻蝕設(shè)備領(lǐng)域的系統(tǒng)化工程能力。
設(shè)備配備渦輪分子泵與干泵組合。極限真空度可達(dá)≤6.7×10?? Pa,本底真空≤10 Pa。Load-lock真空負(fù)載鎖結(jié)構(gòu)確保了工藝腔體與大氣環(huán)境的隔離,在晶圓交換過(guò)程中可將工藝腔的真空狀態(tài)維持在所需水平,避免腔體暴露于大氣濕氣中,縮短每次工藝準(zhǔn)備時(shí)間,同時(shí)減少腔體污染。
NLD-570采用雙RF電源配置。主源功率(天線RF)用于激發(fā)并維持NLD等離子體,輸出功率0~2000W(13.56 MHz) ;偏置RF功率(下電極)用于控制到達(dá)晶圓表面的離子能量,輸出功率0~1000W(12.5 MHz或更低,如2MHz) ,搭載雙通道自動(dòng)匹配器。等離子體密度可達(dá)到5×101?~1×1011 cm?3(@0.1Pa Ar等離子體)。通過(guò)獨(dú)立的RF功率控制,NLD-570實(shí)現(xiàn)了對(duì)離子通量與離子能量的解耦調(diào)節(jié)——主源功率調(diào)節(jié)等離子體密度(決定刻蝕速率),偏置功率調(diào)節(jié)離子轟擊能量(決定刻蝕方向性和選擇比),兩種控制協(xié)同工作,實(shí)現(xiàn)對(duì)多種材料刻蝕工藝的精密調(diào)控。
NLD-570具備寬范圍的基底溫度控制能力。下電極溫度范圍-20℃至+40℃,采用液氮冷卻/電阻加熱方案,通過(guò)靜電吸盤(ESC,Electrostatic Chuck)實(shí)現(xiàn)8英寸晶圓的背部氦制冷,溫度控制精度達(dá)±0.1℃。低溫刻蝕能力尤為重要——在-20℃條件下,可以顯著抑制刻蝕副產(chǎn)物的側(cè)壁再沉積,優(yōu)化側(cè)壁垂直度和表面粗糙度,尤其適用于高深寬比介質(zhì)刻蝕(≤50nm粗糙度)。腔體本體溫控系統(tǒng)可將腔體加熱至不低于50℃,內(nèi)壁帶防腐蝕涂層,具有抑制Si附著于表面的沉積物的功能,有效延長(zhǎng)腔體壽命和降低顆粒污染。
NLD-570支持豐富的氣體組合。設(shè)備配氣包括Ar、O?、CF?、C?F?、CHF?、C?F?、SF?等氣體,多路氣體混合功能與動(dòng)態(tài)氣體流量調(diào)節(jié)確保工藝窗口的靈活性和穩(wěn)定性。
設(shè)備配置光發(fā)射光譜終點(diǎn)檢測(cè)(OES,Optical Emission Spectroscopy),波長(zhǎng)范圍200 nm~950 nm,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)刻蝕過(guò)程中特定譜線的強(qiáng)度變化并檢測(cè)終點(diǎn)信號(hào),在多層膜刻蝕或透明材料刻蝕中確保工藝的重復(fù)性和停止點(diǎn)的精確性。
| 參數(shù)項(xiàng) | 規(guī)格指標(biāo) |
|---|---|
| 適用晶圓尺寸 | 8英寸(Φ200 mm),可向下兼容2~8英寸及不規(guī)則碎片/破片 |
| 單批次處理能力 | 6英寸及以下需使用托盤固定 |
| 最大單次工藝時(shí)間 | 30分鐘 |
| 長(zhǎng)期穩(wěn)定工藝要求 | 刻蝕時(shí)間每超過(guò)30分鐘需要腔體清洗(約15分鐘) |
| 均勻性 | 晶圓內(nèi)均勻性<3%(Si刻蝕);石英/LN刻蝕片內(nèi)均勻性<5% |
NLD-570的工藝能力覆蓋多個(gè)類別的材料刻蝕,其核心優(yōu)勢(shì)集中在介質(zhì)材料和硬脆材料的深刻蝕應(yīng)用。
NLD-570針對(duì)石英和Pyrex玻璃具有出色的刻蝕速率表現(xiàn):
石英(Quartz):刻蝕速率 >1.0 μm/min,典型值可達(dá)1~3 μm/min
Pyrex玻璃:刻蝕速率 >0.8 μm/min
多種玻璃加工:包括高硬玻璃、硼硅酸玻璃等,在形狀控制和表面平滑性方面表現(xiàn)優(yōu)異
深刻蝕能力:以光刻膠(PR)作為厚膜掩膜時(shí),可實(shí)現(xiàn)深度刻蝕 100 μm 以上
硅(Si)深刻蝕:刻蝕速率可達(dá) 2~10 μm/min,滿足MEMS器件微觀結(jié)構(gòu)加工的多數(shù)需求
二氧化硅(SiO?)/氮化硅(SiNx):刻蝕速率 20~150 nm/min,可用于介質(zhì)膜層的精確去除
在石英刻蝕中,典型深寬比可以達(dá)到 3:1(@30 μm孔徑),對(duì)應(yīng)PR選擇比 >1.5:1。在鈮酸鋰(LN)刻蝕中,深寬比 >3:1(@1 μm線寬),金屬掩膜(Cr或Ni)選擇比 >3:1,使LN基板上精細(xì)電極結(jié)構(gòu)和光波導(dǎo)器件的圖形轉(zhuǎn)移成為可能。在更高配置下(NLD-570EXa平臺(tái)),對(duì)光刻膠選擇比可達(dá) ≥20:1。
NLD-570的工藝適用材料清單還廣泛涵蓋:
Si基材料:Si、SiO?、SiNx
碳化硅(SiC):適用于SiC功率器件的前期工藝評(píng)價(jià)和刻蝕
氮化鎵(GaN)藍(lán)寶石基板
銦錫氧化物(ITO)
AlN、ZnO、4元系化合物半導(dǎo)體等多種材料
得益于NLD等離子體的低電子溫度特性,NLD-570可實(shí)現(xiàn)近乎垂直的刻蝕側(cè)壁(90°±0.5°)和優(yōu)異的表面平滑性。側(cè)壁粗糙度可控制在≤50 nm的范圍內(nèi)。在刻蝕過(guò)程中可以靈活實(shí)現(xiàn)垂直溝槽或斜面形貌控制,滿足光學(xué)波導(dǎo)、MEMS懸臂梁等不同器件的加工需求。
| 材料類別 | 典型材料 | 刻蝕速率范圍 | 刻蝕類型 |
|---|---|---|---|
| 硬脆介質(zhì) | 石英、Pyrex、硼硅酸玻璃 | 0.8~3 μm/min | Dielectric Etch |
| Si基 | Si(深刻蝕) | 2~10 μm/min | Deep Si Etch |
| Si基 | SiO? / SiNx | 20~150 nm/min | Dielectric Etch |
| 聲光材料 | 鈮酸鋰(LN)/鉭酸鋰(LT) | 可調(diào) | Optical / SAW |
| 寬禁帶半導(dǎo)體 | SiC、GaN | 可調(diào) | Semiconductor Etch |
基于NLD等離子源的介質(zhì)深刻蝕能力和低損傷特性,NLD-570在多個(gè)前沿應(yīng)用領(lǐng)域中展現(xiàn)出獨(dú)特的技術(shù)價(jià)值。
NLD-570是實(shí)現(xiàn)石英波導(dǎo)、陣列波導(dǎo)光柵(AWG)等高精度光學(xué)組件的理想設(shè)備。NLD等離子體的低電子溫度保證了刻蝕表面的平滑度和低光學(xué)損耗,設(shè)備能夠滿足光學(xué)器件對(duì)插入損耗和偏振相關(guān)損耗的苛刻要求。具體應(yīng)用包括波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、放大器及光開(kāi)關(guān)等關(guān)鍵光電器件的刻蝕工藝,以及光衍射光柵、光調(diào)制器、微透鏡陣列的制作,還廣泛用于流體微通道(μ-TAS)和光子晶體的加工。
在MEMS領(lǐng)域,NLD-570可完成多種微觀結(jié)構(gòu)加工。設(shè)備支持8英寸晶圓及以下兼容加工,可用于麥克風(fēng)的空腔深刻蝕、加速度計(jì)的梳齒結(jié)構(gòu)制作、射頻濾波器的背面空腔蝕刻,以及光學(xué)MEMS中的波導(dǎo)溝槽垂直刻蝕等技術(shù)要求較高的微結(jié)構(gòu)加工。同時(shí),其優(yōu)異的均勻性控制能力(片內(nèi)均勻性<5%)可滿足從設(shè)計(jì)驗(yàn)證到小批量試制的多層次需求。
LN/LT材料在5G射頻濾波器和光子學(xué)領(lǐng)域有重要應(yīng)用前景,但其對(duì)加工溫度和離子損傷的高敏感性使其刻蝕工藝挑戰(zhàn)性。NLD-570的核心工藝優(yōu)勢(shì)在此類材料中得到充分體現(xiàn):低電子溫度等離子體意味著對(duì)LN/LT等壓電材料和光波導(dǎo)襯底的物理?yè)p傷小,從而避免因加工缺陷引起的電學(xué)性能退化或光學(xué)損耗增加;同時(shí),設(shè)備有效的溫度控制系統(tǒng)(-20℃~+40℃)確保LN/LT材料在低溫下進(jìn)行精細(xì)圖形的形貌轉(zhuǎn)移,使SAW濾波器和光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的加工良率得到顯著保障。對(duì)于SAW(聲表面波)器件中的LN刻蝕,NLD技術(shù)可實(shí)現(xiàn)平滑側(cè)壁和優(yōu)異的形貌控制。
NLD-570在對(duì)石英和玻璃材料進(jìn)行深刻蝕時(shí),刻蝕表面可獲得優(yōu)異的光滑度,這一特性對(duì)于微流控芯片中通道表面性能的控制至關(guān)重要。對(duì)于生物醫(yī)學(xué)微流體應(yīng)用中的通道表面性能敏感器件,刻蝕的垂直度控制和表面粗糙度優(yōu)化直接影響液體流動(dòng)行為和分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
NLD-570能夠?qū)崿F(xiàn)SiC材料的精確刻蝕,為寬禁帶半導(dǎo)體器件的工藝開(kāi)發(fā)提供高精度實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在GaN基LED和藍(lán)寶石襯底的工藝開(kāi)發(fā)中也有相應(yīng)應(yīng)用和成熟工藝方案。
設(shè)備支持BIO-MEMS和Si基底部平滑側(cè)壁的硅通孔(Through Silicon Via,TSV)蝕刻,用于封裝領(lǐng)域的應(yīng)用。部分具備高壓射頻電源和氣體優(yōu)化系統(tǒng)的型號(hào)或配置尤其擅長(zhǎng)低溫刻蝕處理,為后道先進(jìn)封裝和3DIC集成提供可行的制造路徑。
在含CFx(含氟碳?xì)浠衔铮怏w的刻蝕工藝中,長(zhǎng)期連續(xù)使用設(shè)備會(huì)使副產(chǎn)物在腔體內(nèi)壁沉積導(dǎo)致工藝均勻性下降和顆粒污染。中科院蘇州納米所的NLD-570使用規(guī)范中明確規(guī)定:實(shí)際刻蝕工藝時(shí)間每超過(guò)30分鐘需要進(jìn)行一次腔體清洗清洗(約15分鐘);單次刻蝕工藝時(shí)間最多30分鐘。這一約束對(duì)于研發(fā)環(huán)境中涉及厚膜深刻蝕工藝的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)具有一定時(shí)間和吞吐量的限制,需要用戶進(jìn)行合理的工藝分段設(shè)計(jì)和腔體清洗維護(hù)周期安排。
NLD-570在腔體維護(hù)方面進(jìn)行了專門優(yōu)化,具體體現(xiàn)在以下設(shè)計(jì)決策中:腔體內(nèi)壁采用防腐蝕涂層處理并具備加熱抑制附著功能,氣路和排氣系統(tǒng)經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì)以防止不揮發(fā)刻蝕產(chǎn)物的沉積,腔體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維護(hù)人員無(wú)需復(fù)雜的拆裝操作即可接觸需要清潔的內(nèi)部部件。這種維護(hù)友好性降低了設(shè)備長(zhǎng)期服役過(guò)程中的停機(jī)時(shí)間,對(duì)缺乏全職設(shè)備工程師的學(xué)術(shù)研究環(huán)境尤為重要。
NLD-570在熱管理方面的另一重要設(shè)計(jì)是采用靜電吸盤(ESC)固定晶圓。與機(jī)械夾持方案相比,ESC對(duì)晶圓表面的接觸更均勻,通過(guò)背部氦氣幫助從晶圓背面高效導(dǎo)出熱量。自鎖緊技術(shù)和溫度控制系統(tǒng)協(xié)同工作,使8英寸晶圓在其整個(gè)區(qū)域內(nèi)獲得均勻穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)路徑,從熱力學(xué)角度減少因溫度梯度導(dǎo)致的刻蝕速率差異,并對(duì)整體工藝重復(fù)性帶來(lái)積極影響。
為全面理解NLD-570在干法刻蝕技術(shù)體系中的定位,有必要將其與ULVAC其他主流干法刻蝕設(shè)備以及行業(yè)內(nèi)常見(jiàn)刻蝕技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性對(duì)比分析。
| 技術(shù)類型/型號(hào) | 等離子體源類型 | 工作壓力 | 電子溫度 | 等離子體密度 | 核心優(yōu)勢(shì) | 典型應(yīng)用 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| NLD-570(本產(chǎn)品) | 磁中性環(huán)路放電(NLD) | 0.1~1 Pa | 低(3~5 eV) | ≥1×1011 cm?3 | 石英/玻璃高速刻蝕,低物理?yè)p傷,優(yōu)異側(cè)壁輪廓和表面平滑性,溫度敏感材料適用 | SiO?溝槽深刻蝕、光學(xué)MEMS、石英波導(dǎo)、LN/LT器件、生物MEMS |
| NE-550EX(愛(ài)發(fā)科) | 帶磁場(chǎng)ICP(ISM) | 0.07~6.7 Pa | 低 | 5×101?~1×1011 cm?3 | 化合物半導(dǎo)體、金屬、電介質(zhì)多材料通用性強(qiáng) | LED、GaN、金屬刻蝕、鐵電材料 |
| NE-5700/NE-7800(愛(ài)發(fā)科) | ICP/NLD可選 | 可調(diào) | — | — | 單腔/多腔集群擴(kuò)展,高量產(chǎn)性價(jià)比可擴(kuò)展 | LED、功率器件、SiC量產(chǎn)、干法去膠 |
| NLD-5700(愛(ài)發(fā)科) | 磁中性環(huán)路放電(NLD) | 低 | 低 | 高 | 量產(chǎn)型NLD設(shè)備,可擴(kuò)展至雙腔體 | 光學(xué)器件、MEMS量產(chǎn)線 |
| RIE/ICP通用技術(shù) | ICP | 1~10 Pa | 較高(5 eV以上) | 通常≤1×1011 cm?3 | 技術(shù)成熟,設(shè)備種類多,初期投資相對(duì)較低 | 通用半導(dǎo)體Si、SiNx、SiO?刻蝕 |
工藝數(shù)據(jù)綜合自多個(gè)來(lái)源。
從上表可見(jiàn),NLD-570與其他ULVAC干法刻蝕設(shè)備形成了明確的市場(chǎng)分層:NE-550EX以帶磁場(chǎng)ICP為特征,主打化合物半導(dǎo)體、金屬、電介質(zhì)等多材料通用性和LED專用刻蝕;NE-5700/7800系列面向大批量生產(chǎn),重視性價(jià)比和配置擴(kuò)展性,支持從單腔體到集群平臺(tái)的不同配置,通過(guò)集成多個(gè)工藝腔體實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能提升和工藝靈活性;NLD-5700是NLD-570的量產(chǎn)級(jí)對(duì)應(yīng)版本,在維持NLD等離子源核心性能的基礎(chǔ)上增加了雙腔體擴(kuò)展結(jié)構(gòu)并面向量產(chǎn)線進(jìn)行產(chǎn)能優(yōu)化和自動(dòng)化集成。
NLD-570在上述體系中的獨(dú)特定位在于:它是一款以研發(fā)應(yīng)用為核心導(dǎo)向、具有NLD等離子源的低壓高密度低電子溫度平臺(tái),并針對(duì)硬脆介質(zhì)材料深刻蝕進(jìn)行了系統(tǒng)性優(yōu)化的干法刻蝕設(shè)備。相較于ICP技術(shù),NLD在低氣壓放電能力、電子溫度控制和硬脆材料刻蝕表面質(zhì)量方面具有顯著性能優(yōu)勢(shì)。相較于NLD-5700量產(chǎn)版,NLD-570的整機(jī)復(fù)雜性更低、初期投資更具成本效益、占地面積更緊湊,更適合多材料頻繁切換和多工藝快速迭代的研發(fā)場(chǎng)景。
以下為NLD-570各項(xiàng)關(guān)鍵規(guī)格的綜合匯總,數(shù)據(jù)來(lái)源已標(biāo)注于各參數(shù)后方,供用戶在使用和選型時(shí)參考。
| 參數(shù)類別 | 指標(biāo) | 說(shuō)明/來(lái)源 |
|---|---|---|
| 型號(hào) | NLD-570(部分配置型號(hào)為NLD-570EXa) | 研究開(kāi)發(fā)用干法刻蝕設(shè)備 |
| 晶圓規(guī)格 | 最大8英寸(Φ200 mm),向下兼容(需托盤) | 廠家覆蓋研發(fā)晶圓的關(guān)鍵支持,適用于6寸以下及碎片襯底 |
| 刻蝕材料 | 石英、Pyrex/SiO?/Si/SiN /SiC / LN/LT / GaN藍(lán)寶石 / 金屬/ITO/化合物半導(dǎo)體等 | 較寬的材料適用范圍 |
| 石英刻蝕速率 | >1.0 μm/min | 支持高速厚膜刻蝕 |
| Pyrex刻蝕速率 | >0.8 μm/min | 高硼硅玻璃刻蝕性能同樣出色 |
| Si深刻蝕速率 | 2~10 μm/min | 滿足MEMS多種結(jié)構(gòu)的厚硅加工 |
| SiO?/SiNx蝕刻速率 | 20~150 nm/min | 薄膜介質(zhì)層去除 |
| 最深刻蝕 | >100 μm | 采用光刻膠(PR)作為掩膜時(shí)實(shí)現(xiàn) |
| 電源系統(tǒng) | 天線RF:0~2000W(13.56 MHz);偏置RF:0~1000W;雙自動(dòng)匹配器 | 離子通量與離子能量解耦控制 |
| 氣體種類 | Ar、O?、CF?、C?F?、CHF?、C?F?、SF? | 支持混合氣體的實(shí)時(shí)流量和壓力調(diào)節(jié) |
| 極限/本底真空 | ≤6.7×10?? Pa / ≤10 Pa | 高標(biāo)準(zhǔn)清潔刻蝕環(huán)境的優(yōu)化保障 |
| 等離子密度 | ≥1×1011 cm?3 或更高(5×101?~1×1011 cm?3) | 兼顧高刻蝕速率和精度分辨率 |
| 溫度控制范圍 | 下電極-20℃~+40℃;屏柵溫控可達(dá)200℃ | 采取ESC靜電吸盤加背部氦氣冷卻 |
| 腔體內(nèi)壁 | 帶加熱系統(tǒng)(≥50℃),內(nèi)壁防腐蝕涂層,抑制附著 | 有效減少副產(chǎn)物積累和延長(zhǎng)腔體壽命 |
| 終點(diǎn)檢測(cè) | OES光譜終點(diǎn)監(jiān)測(cè)(200~950 nm) | 精確檢測(cè)反應(yīng)終點(diǎn),提升工藝魯棒性 |
| 均勻性指標(biāo) | 晶圓內(nèi)刻蝕均勻性<3%(Si)/<5%(石英/LN) | 不同材料刻蝕工藝下保持較好均勻度 |
| 設(shè)備外形/質(zhì)量 | 單腔干法刻蝕設(shè)備(緊湊化設(shè)計(jì)) | 潔凈室環(huán)境工程占用面積較小 |
| 維護(hù)及工藝限制 | 含CFx氣體連續(xù)刻蝕30分鐘需進(jìn)行一次15分鐘清洗;單次最高30分鐘 | 適用于高頻介質(zhì)底膜材料深刻蝕的權(quán)衡邏輯 |
日本愛(ài)發(fā)科NLD-570干法刻蝕設(shè)備以原創(chuàng)“磁中性環(huán)路放電(NLD)"等離子源為技術(shù)根基,將超低壓放電、高等離子體密度與低電子溫度三大核心特性匯入同一聲干法刻蝕系統(tǒng),為石英、玻璃、鈮酸鋰/鉭酸鋰等硬脆介質(zhì)材料的高精度、高深寬比、低損傷加工提供了國(guó)際主流大廠級(jí)的精準(zhǔn)工藝支持。與傳統(tǒng)ICP系統(tǒng)相比,NLD等離子體在更低壓范疇內(nèi)的優(yōu)異性能和低電子溫度使其在LN、SiC等對(duì)溫度敏感材料的刻蝕工藝中具有獨(dú)特的可靠性和面內(nèi)質(zhì)量。
NLD-570穩(wěn)固地定位于研究開(kāi)發(fā)場(chǎng)景——直接服務(wù)于高校微納加工平臺(tái)、科研機(jī)構(gòu)和光電企業(yè)R&D部門對(duì)新器件結(jié)構(gòu)工藝開(kāi)發(fā)和材料特性探索的多元且高標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)需求。從石英波導(dǎo)和陣列光柵光開(kāi)關(guān)的精密加工,到MEMS麥克風(fēng)和加速度計(jì)的微結(jié)構(gòu)成形,再到LN-SAW濾波器和光子結(jié)晶的加工驗(yàn)證,NLD-570以緊湊的工程占位、全面的工藝能力和可擴(kuò)展的cassette室選配,提供了一套經(jīng)過(guò)廣泛驗(yàn)證的、學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)兼容的研究平臺(tái)。
對(duì)于正在構(gòu)建微納加工平臺(tái)的高?;蜓芯繖C(jī)構(gòu)、需要高精度硬脆材料刻蝕工藝的企業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì),以及希望在多元化新材料上自主開(kāi)發(fā)刻蝕工藝的科研人員而言,NLD-570提供了一條以單一設(shè)備覆蓋多種關(guān)鍵材料刻蝕需求的可靠技術(shù)路徑——從工藝開(kāi)發(fā),原型驗(yàn)證到小批量試制,NLD-570在刻蝕精度、材料適應(yīng)性和系統(tǒng)靈活性三個(gè)維度之間,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)過(guò)市場(chǎng)長(zhǎng)期檢驗(yàn)的平衡。
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