Yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarish jarayonida,oymatexnologiya murakkab sxemalarni shakllantirish uchun substratdagi keraksiz materiallarni aniq olib tashlash uchun ishlatiladigan muhim jarayondir. Ushbu maqola ikkita asosiy etching texnologiyasini batafsil tanishtiradi - sig'imli bog'langan plazma qirqish (CCP) va induktiv ravishda bog'langan plazma qirqish (ICP) va ularning turli materiallarni o'rashda qo'llanilishini o'rganing.
Kapasitiv bog'langan plazma qirqish (CCP)
Kapasitiv ravishda bog'langan plazma qirqish (CCP) moslashtiruvchi va DC blokirovka qiluvchi kondansatkich orqali ikkita parallel plastinka elektrodlariga RF kuchlanishini qo'llash orqali erishiladi. Ikki elektrod va plazma birgalikda ekvivalent kondansatör hosil qiladi. Bu jarayonda RF kuchlanishi elektrod yaqinida sig'imli qobiq hosil qiladi va kuchlanishning tez tebranishi bilan qobiq chegarasi o'zgaradi. Elektronlar tez o'zgaruvchan bu qobiqqa etib borgach, ular aks etadi va energiya oladi, bu esa o'z navbatida plazma hosil qilish uchun gaz molekulalarining dissotsiatsiyasini yoki ionlanishini qo'zg'atadi. CCP qirqish odatda dielektriklar kabi yuqori kimyoviy bog'lanish energiyasiga ega bo'lgan materiallarga qo'llaniladi, ammo pastroq ishlov berish tezligi tufayli u nozik nazoratni talab qiladigan ilovalar uchun javob beradi.
Induktiv bog'langan plazma qirqish (ICP)
Induktiv bog'langan plazmaoyma(ICP) induksiyalangan magnit maydon hosil qilish uchun o'zgaruvchan tokning g'altakdan o'tishi printsipiga asoslanadi. Ushbu magnit maydon ta'sirida reaktsiya kamerasidagi elektronlar tezlashadi va induktsiyalangan elektr maydonida tezlashishda davom etadi, natijada reaksiya gaz molekulalari bilan to'qnashadi, molekulalarning dissotsiatsiyasi yoki ionlanishi va plazma hosil bo'lishiga olib keladi. Ushbu usul yuqori ionlanish tezligini ishlab chiqishi va plazma zichligi va bombardimon energiyasini mustaqil ravishda sozlash imkonini beradi, bu esaICP qirqishkremniy va metall kabi past kimyoviy bog'lanish energiyasiga ega bo'lgan materiallar uchun juda mos keladi. Bundan tashqari, ICP texnologiyasi ham yaxshi bir xillik va qirqish tezligini ta'minlaydi.
1. Metall bilan o'ymakorlik
Metall bilan ishlov berish asosan o'zaro bog'lanishlar va ko'p qatlamli metall simlarni qayta ishlash uchun ishlatiladi. Uning talablari quyidagilardan iborat: yuqori silliqlash tezligi, yuqori selektivlik (niqob qatlami uchun 4: 1 dan katta va qatlamlararo dielektrik uchun 20: 1 dan katta), yuqori silliqlash bir xilligi, yaxshi tanqidiy o'lchamlarni nazorat qilish, plazma shikastlanishi yo'q, kamroq qoldiq ifloslantiruvchi moddalar va metallga korroziya yo'q. Metall qirqish odatda induktiv ravishda bog'langan plazma bilan qirqish uskunasidan foydalanadi.
•Alyuminiy bilan ishlov berish: Alyuminiy chip ishlab chiqarishning o'rta va orqa bosqichlarida eng muhim simli material bo'lib, past qarshilik, oson cho'kish va qirqish afzalliklariga ega. Alyuminiyni kesish odatda xlorid gazi (masalan, Cl2) tomonidan ishlab chiqarilgan plazmadan foydalanadi. Alyuminiy xlor bilan reaksiyaga kirishib, uchuvchi alyuminiy xlorid (AlCl3) hosil qiladi. Bundan tashqari, alyuminiy yuzasida oksid qatlamini olib tashlash uchun SiCl4, BCl3, BBr3, CCl4, CHF3 va boshqalar kabi boshqa halidlar qo'shilishi mumkin.
• Volfram bilan ishlov berish: Ko'p qatlamli metall simli o'zaro bog'liqlik konstruktsiyalarida volfram chipning o'rta qismini o'zaro bog'lash uchun ishlatiladigan asosiy metalldir. Ftorga asoslangan yoki xlorga asoslangan gazlar metall volframni kesish uchun ishlatilishi mumkin, ammo ftorga asoslangan gazlar kremniy oksidi uchun yomon selektivlikka ega, xlorga asoslangan gazlar (masalan, CCl4) yaxshi tanlovga ega. Azot odatda yuqori elim selektivligini olish uchun reaksiya gaziga qo'shiladi va uglerod birikmasini kamaytirish uchun kislorod qo'shiladi. Volframni xlor asosidagi gaz bilan qirqish anizotropik o'yma va yuqori selektivlikka erishish mumkin. Volframni quruq qirqishda ishlatiladigan gazlar asosan SF6, Ar va O2 bo'lib, ular orasida SF6 flor atomlarini va ftorid ishlab chiqarish uchun kimyoviy reaktsiya uchun volframni ta'minlash uchun plazmada parchalanishi mumkin.
• Titan nitridi bilan ishlov berish: Titanium nitridi, qattiq niqob materiali sifatida, dual damascene jarayonida an'anaviy kremniy nitridi yoki oksidi niqobini almashtiradi. Titanium nitridi bilan ishlov berish asosan qattiq niqobni ochish jarayonida qo'llaniladi va asosiy reaktsiya mahsuloti TiCl4 hisoblanadi. An'anaviy niqob va past-k dielektrik qatlami o'rtasidagi selektivlik yuqori emas, bu past-k dielektrik qatlamining yuqori qismida yoy shaklidagi profilning paydo bo'lishiga va ishlangandan keyin truba kengligining kengayishiga olib keladi. Cho'ktirilgan metall chiziqlar orasidagi masofa juda kichik, bu ko'prikning oqishi yoki to'g'ridan-to'g'ri buzilishiga moyil.
2. Izolyatorni qirqish
Izolyatorni o'rnatish ob'ekti odatda silikon dioksid yoki kremniy nitridi kabi dielektrik materiallar bo'lib, ular turli xil elektron qatlamlarni ulash uchun aloqa teshiklari va kanal teshiklarini hosil qilish uchun keng qo'llaniladi. Dielektrik o'ymak odatda sig'imli bog'langan plazma qirqish printsipiga asoslangan etcherdan foydalanadi.
• Kremniy dioksid plyonkasini plazma bilan qirqish: Kremniy dioksid plyonkasi odatda CF4, CHF3, C2F6, SF6 va C3F8 kabi ftor o'z ichiga olgan gazlar yordamida ishlanadi. Oqlash gazidagi uglerod oksid qatlamidagi kislorod bilan reaksiyaga kirishib, CO va CO2 qo'shimcha mahsulotlarni ishlab chiqarishi mumkin va shu bilan oksid qatlamidagi kislorodni olib tashlaydi. CF4 eng ko'p ishlatiladigan o'yuvchi gazdir. CF4 yuqori energiyali elektronlar bilan to'qnashganda turli ionlar, radikallar, atomlar va erkin radikallar hosil bo'ladi. Ftorning erkin radikallari SiO2 va Si bilan kimyoviy reaksiyaga kirishib, uchuvchi kremniy tetraflorid (SiF4) hosil qilishi mumkin.
• Kremniy nitrit plyonkasini plazma bilan qirqish: Kremniy nitridi plyonkani CF4 yoki CF4 aralash gaz (O2, SF6 va NF3 bilan) bilan plazma bilan qirqish yordamida chizish mumkin. Si3N4 plyonkasi uchun, CF4-O2 plazmasi yoki F atomlarini o'z ichiga olgan boshqa gaz plazmasi bilan ishlov berish uchun foydalanilganda, kremniy nitridining silliqlash tezligi 1200Å / min ga yetishi mumkin va selektivlik 20: 1 gacha bo'lishi mumkin. Asosiy mahsulot uchuvchi kremniy tetraflorid (SiF4) bo'lib, uni olish oson.
4. Yagona kristalli kremniy bilan ishlov berish
Yagona kristalli kremniy bilan ishlov berish asosan sayoz xandaq izolyatsiyasini (STI) hosil qilish uchun ishlatiladi. Bu jarayon odatda yutuq jarayonini va asosiy etching jarayonini o'z ichiga oladi. Siqilish jarayoni kuchli ionli bombardimon va ftor elementlarning kimyoviy ta'siri orqali yagona kristalli kremniy yuzasidagi oksid qatlamini olib tashlash uchun SiF4 va NF gazidan foydalanadi; asosiy etching asosiy etchant sifatida vodorod bromid (HBr) foydalanadi. Plazma muhitida HBr tomonidan parchalangan brom radikallari kremniy bilan reaksiyaga kirishib, uchuvchi kremniy tetrabromid (SiBr4) hosil qiladi va shu bilan kremniyni olib tashlaydi. Yagona kristalli kremniyni qirqish odatda induktiv ravishda bog'langan plazma qirqish mashinasidan foydalanadi.
5. Polisilikon bilan ishlov berish
Polisilikon bilan ishlov berish tranzistorlarning eshik o'lchamini aniqlaydigan asosiy jarayonlardan biri bo'lib, eshik o'lchami integral mikrosxemalarning ishlashiga bevosita ta'sir qiladi. Polisilikon bilan ishlov berish yaxshi selektivlik nisbatini talab qiladi. Xlor (Cl2) kabi halogen gazlar, odatda, anizotropik qirqishga erishish uchun ishlatiladi va yaxshi selektivlik nisbatiga ega (10: 1 gacha). Vodorod bromidi (HBr) kabi brom asosidagi gazlar yuqori selektivlik nisbatini (100: 1 gacha) olishlari mumkin. HBr ning xlor va kislorod bilan aralashmasi qirqish tezligini oshirishi mumkin. Halojen gaz va kremniyning reaktsiya mahsulotlari himoya rolini o'ynash uchun yon devorlarga yotqiziladi. Polisilikon qirqish odatda induktiv ravishda bog'langan plazma qirqish mashinasidan foydalanadi.
U sig'imli bog'langan plazma qirqish yoki induktiv ravishda bog'langan plazma qirqish bo'ladimi, ularning har biri o'ziga xos afzalliklarga va texnik xususiyatlarga ega. Tegishli etching texnologiyasini tanlash nafaqat ishlab chiqarish samaradorligini oshirish, balki yakuniy mahsulotning hosildorligini ham ta'minlashi mumkin.
Xabar vaqti: 2024 yil 12-noyabr