摘要：电学调控通过介电材料（如 SiO₂、Si₃N₄）构建绝缘层，或通过金属（Al、Cu、W）形成导电互连，实现器件结构的电学隔离与导通。

一、涂层的关键作用

作为半导体制造的核心基底材料，晶圆表面涂层通过材料工程技术实现多重功能：

1. 电学调控
通过介电材料（如 SiO₂、Si₃N₄）构建绝缘层，或通过金属（Al、Cu、W）形成导电互连，实现器件结构的电学隔离与导通。

2. 机械增强
采用硬涂层（如 SiC、DLC）提升表面硬度，或通过缓冲层（如聚酰亚胺）改善机械应力分布，确保晶圆在精密加工中的结构完整性。

3. 环境防护

l 化学防护：氟碳涂层抵抗酸液侵蚀

l 物理防护：纳米级 SiO₂膜阻挡微粒污染

l 光学防护：抗反射涂层减少光刻过程中的光反射干扰

二、精密镀膜工艺流

1. 预处理阶段

l 湿法清洗：HPM（H₂SO₄+H₂O₂）去除有机物，DHF 去除自然氧化层

l 表面活化：NH₄OH 溶液调整界面能

l 干燥技术：旋转甩干 + IPA 蒸汽吹扫

2. 成膜工艺

l CVD 类：LPCVD（低应力 Si₃N₄）、APCVD（厚 SiO₂）

l PVD 类：磁控溅射（Cu 籽晶层）、电子束蒸发（Al 电极）

l 溶液工艺：旋涂（光刻胶）、浸涂（ARL）

3. 后处理

l 快速热处理（RTA）：900℃氮气环境下致密化

l 等离子体处理：O₂等离子体去除残留光刻胶

l 在线检测：椭圆偏振仪测膜厚，SEM 观察形貌

四、技术发展趋势

1. 纳米级薄膜：原子层沉积（ALD）实现 Å 级厚度控制

2. 多功能复合膜：梯度材料设计兼顾电学与机械性能

3. 环境友好工艺：无铬钝化、无氟清洗技术应用

4. 智能涂层：光响应 / 温度响应材料用于原位监测

该体系通过材料科学与工艺工程的深度融合，在 90nm 以下制程中实现了：

l 0.1nm 膜厚均匀性控制

l 10⁻⁶ cm/s 以下的金属扩散速率

l 99.9999% 的污染粒子拦截效率
为先进制程中的 3D NAND 堆叠、FinFET 结构提供关键支撑。

来源：无限领域