在5半导体蚀刻工艺中,由于高密度等离子体的影响,美国LAM公司垄断的传统 HPQ (High Purity Quartz) 窗口极易产生损伤蓄积和微粒,导致晶圆不良。
| 评估项目 (主要性能 Spec) | 单位 | 目标值 | 开发实绩 | 达成度 (%) |
| Chamber Vacuum (真空度) | torr | $10^{-7}$ | $1.2 \times 10^{-8}$ | 100 |
| 平坦度 (Flatness) | mm | $\pm 0.05$ | 0.012 ~ 0.044 | 100 |
| 表面粗糙度 (Ra) | nm | 700 | 352 | 100 |
| 形成 Particle 个数 | ea | $< 10$ | 3 ~ 7 | 100 |
| Plasma Power (等离子体功率) | W | 3200 | 3200 | 100 |
| Window Life (窗口寿命) | hr | 2100 | 2577 | 100 |
表面与粗糙度(Ra)优化技术:
Rotary Polishing:采用 #320 粒度抛光布,在 2500 rpm、40 feed 速度下加工 3分钟,获得极佳的粗糙度。
Lapping:将传统低效的手工研磨转变为机械化(Machine Lapping)系统,使用 #1200 研磨垫,显著提升了表面均一性。
损伤(Damage)去除与蚀刻工艺:
发现窗口表面的初期损伤多由初始研磨粉(Lapping powder)的不均一粒度引起的 notch 现象所致。
确立了最佳蚀刻工艺:使用 20% 浓度的 HF(氢氟酸)溶液处理 60分钟,可完全去除表面的损伤层(Damage layer)。
孔洞(Hole)及边缘加工改良:
通过改良 MCT/NC 加工设备及调整进给速度(Feed speed),使孔洞内部粗糙度达到甚至超越国外同类产品水平。
成功掌握了nm级HPQ窗口的设计、精密加工、Ra控制及损伤评估技术。