全球电子特种气体市场分布-晶圆刻蚀工艺

在晶圆制程中涉及图案化过程中部分工艺涉及气体刻蚀工艺的应用，也称干法刻蚀，此过程是利用电子特种气体在电离条件下形成等离子体，等离子体通过物理作用和化学作用除去图形化工艺中部分位置，刻蚀气体的分类也是通过基底材料的不同而不同。在刻蚀半导体 Si 基底时，主要选用氟基气体，例如氟利昂-14（CF4），在此过程中需要刻蚀部位的 Si 与 CF4 反应生成 SiF4 而除去，其化学反应式为:Si+CF4+O2->SiF4+CO2。氟利昂-116(C2F6)和氟利昂-23(CHF3)在刻蚀硅时由于容易产生聚合膜从而影响刻蚀效果，但是在刻蚀 SiO2 的时候不会出现此类现象，因此用于 SiO2 的刻蚀。同时由于半导体 Si 薄膜存在各向同性的特点，刻蚀选择性差，因此后续开发中引入氯基（Cl2）和溴基（Br2、HBr）作用，最终生成物中还包括 SiBr4和 SiCl4从而提高选择性。在绝缘层 SiN4 的刻蚀中通常选用氟利昂-32（CH2F2) ,原因是 CH2F2 在刻蚀 Si和 SiO2 过程中均会产生聚合膜从而影响刻蚀效果。

综上所述，目前国内在建产线汇总涉及薄膜的气体包括 CF4 、C2F6 、CHF3、Cl2、 Br2、HBr 和 CH2F2 等，但是此类刻蚀气体用量相对较少，刻蚀过程中需与相关惰性气体 Ar、N2等共同作用实现刻蚀程度的均匀。