一种改善射频芯片薄膜膜厚精度和均匀性的工艺的制作方法

本发明涉及射频芯片修频、刻蚀减薄，尤其涉及一种改善射频芯片薄膜膜厚精度和均匀性的工艺。

背景技术：

1、随着科技的快速发展，手机、平板电脑等小型电子设备发展迅速，对射频芯片的需求也日益提高，因此，射频芯片制程中各工序的精度都大幅提高。目前，射频芯片薄膜成膜，是使用镀膜机，将晶圆放置于伞架上，伞架中心有转动轴，带动伞架转动，达到每一片都晶圆均匀镀膜的目的，但由于伞架内外圈行程不同，导致同一批晶圆和同一片晶圆膜厚存在一定差值，该工艺各位置膜厚的数据如图1所示，各位置膜厚差值较大，直接影响后制程的良品率和性能。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明设计了一种改善射频芯片薄膜膜厚精度和均匀性的工艺，确保改善后的射频芯片参数能精确匹配设计值，从而提高性能和可靠性，提升制程稳定性和良率。

2、本发明采用如下技术方案：

3、一种改善射频芯片薄膜膜厚精度和均匀性的工艺，其工艺步骤为：

4、s1、镀膜：镀膜时，镀膜厚度以设计值为基准，在其基础上加5-10nm，为离子修平、离子刻蚀减薄留一定的余量；

5、s2、前值检测：采用膜厚仪对晶圆薄膜进行膜厚测量分选、均匀性判定；

6、s3、离子修平：将均匀性判定不合格的射频芯片，使用修频机用小直径离子束，在真空中轰击产品表面，通过离子束在各点位停留时间长短来精确控制所需去除量的材料厚度，达到整面膜厚一致；

7、s4、过程检测：采用膜厚仪对修平后的晶圆进行膜厚测量分选、均匀性判定，如未达到要求，调整修频机离子修平的刻蚀速率和刻蚀时间重新进行离子修平，直到达到要求；

8、s5、离子刻蚀减薄：将步骤s2和步骤s4分选达到要求的射频芯片，使用离子刻蚀设备，用大直径离子源发射的离子束，在真空环境中轰击产品表面，通过离子刻蚀设备伞架转动转速、离子束照射时间长短、修正板尺寸来精确控制所需去除的材料厚度和均匀性；

9、s6、最终检测：最后用膜厚仪对晶圆薄膜厚度、均匀性进行测量分析，如未达到要求，重新调整离子刻蚀减薄的时间、转速、修正板尺寸重新进行离子刻蚀减薄，直到达到要求，得到最终检测需要的薄膜厚度，且薄膜膜厚的精度要求为±1nm，均匀性≤0.5nm。

10、作为优选，步骤s2中，膜厚测量分选的精度要求为分选范围选择膜厚±1nm，均匀性判定基准为≤0.5nm。

11、作为优选，步骤s3中，修频机离子修平的刻蚀量为0.5～3nm，刻蚀时间为1～3分钟。

12、作为优选，步骤s3中，小直径离子束的直径≤20mm。

13、作为优选，步骤s4中，步骤s4中，膜厚测量分选的精度要求为分选范围选择膜厚±1nm，均匀性判定基准为≤0.5nm。

14、作为优选，步骤s5中，大直径离子源的直径≥200mm。

15、作为优选，步骤s5中，伞架转动转速为20～30rpm，离子束照射时长为：5～20分钟，离子刻蚀的刻蚀量为3～10nm；修正板尺寸根据验证阶段结果来进行调整。

16、本发明的有益效果是：（1）、本发明通过离子修平后，同一晶圆膜厚均匀性可以控制在0.5nm以内；极大的提高了后制程的合格率；（2）、本发明通过离子刻蚀后，晶圆膜厚精度可以控制在±1nm以内；使芯片的参数能精确匹配设计值，提高了性能和可靠性、可靠性；（3）、本发明设计先进行离子修平，再进行离子刻蚀减薄，能大幅降低离子刻蚀减薄的难度，提升稳定性，并避免了均匀性合格片的无效作业，提高生产效率，降低生产成本。

技术特征：

1.一种改善射频芯片薄膜膜厚精度和均匀性的工艺，其特征是，其工艺步骤为：

2.根据权利要求1所述的一种改善射频芯片薄膜膜厚精度和均匀性的工艺，其特征是，步骤s2中，膜厚测量分选的精度要求为分选范围选择膜厚±1nm，均匀性判定基准为≤0.5nm。

3.根据权利要求1所述的一种改善射频芯片薄膜膜厚精度和均匀性的工艺，其特征是，步骤s3中，修频机离子修平的刻蚀量为0.5～3nm，刻蚀时间为1～3分钟。

4.根据权利要求1所述的一种改善射频芯片薄膜膜厚精度和均匀性的工艺，其特征是，步骤s3中，小直径离子束的直径≤20mm。

5.根据权利要求1所述的一种改善射频芯片薄膜膜厚精度和均匀性的工艺，其特征是，步骤s4中，膜厚测量分选的精度要求为分选范围选择膜厚±1nm，均匀性判定基准为≤0.5nm。

6.根据权利要求1所述的一种改善射频芯片薄膜膜厚精度和均匀性的工艺，其特征是，步骤s5中，大直径离子源的直径≥200mm。

7.根据权利要求1所述的一种改善射频芯片薄膜膜厚精度和均匀性的工艺，其特征是，步骤s5中，伞架转动转速为20～30rpm，离子束照射时长为：5～20分钟，离子刻蚀的刻蚀量为3～10nm；修正板尺寸根据验证阶段结果来进行调整。

技术总结
本发明公开了一种改善射频芯片薄膜膜厚精度和均匀性的工艺，确保改善后的射频芯片参数能精确匹配设计值，从而提高性能和可靠性，提升制程稳定性和良率。本发明通过离子修平后，同一晶圆膜厚均匀性可以控制在0.5nm以内；极大的提高了后制程的合格率；本发明通过离子刻蚀后，晶圆膜厚精度可以控制在±1nm以内；使芯片的参数能精确匹配设计值，提高了性能和可靠性、可靠性；本发明设计先进行离子修平，再进行离子刻蚀减薄，能大幅降低离子刻蚀减薄的难度，提升稳定性，并避免了均匀性合格片的无效作业，提高生产效率，降低生产成本。

技术研发人员：纪枭,汪正午
受保护的技术使用者：浙江美迪凯光学半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4