Quruq qirqish jarayoni odatda to'rtta asosiy holatdan iborat: o'ymakdan oldin, qisman o'ymak, shunchaki qirqish va yuqoridan chizish. Asosiy xarakteristikalar - qirqish tezligi, selektivlik, tanqidiy o'lcham, bir xillik va oxirgi nuqtani aniqlash.
Chizishdan oldin 1-rasm
2-rasm Qisman qirqish
3-rasm Shunchaki qirqish
4-rasm Ustidan o'yma
(1) Oshlama tezligi: vaqt birligida olib tashlangan chizilgan materialning chuqurligi yoki qalinligi.
5-rasm Oshlama tezligi diagrammasi
(2) Selektivlik: turli xil o'yuvchi materiallarning qirqish tezligi nisbati.
6-rasm Tanlash diagrammasi
(3) Kritik o'lcham: chizma tugallangandan keyin ma'lum bir hududdagi naqshning o'lchami.
7-rasm Kritik o'lchov diagrammasi
(4) Bir xillik: odatda CD ning to'liq xaritasi bilan tavsiflangan tanqidiy o'lchov o'lchamining (CD) bir xilligini o'lchash uchun formula: U = (Maks-Min) / 2 * AVG.
8-rasm Bir xillikning sxematik diagrammasi
(5) Yakuniy nuqtani aniqlash: O'yma jarayonida yorug'lik intensivligining o'zgarishi doimiy ravishda aniqlanadi. Muayyan yorug'lik intensivligi sezilarli darajada ko'tarilganda yoki pasayganda, plyonkaning ma'lum bir qatlamini qirqishning tugallanishini belgilash uchun qirqish tugatiladi.
9-rasm Yakuniy nuqtaning sxematik diagrammasi
Quruq ishlov berishda gaz yuqori chastotada (asosan 13,56 MGts yoki 2,45 GGts) qo'zg'atiladi. 1 dan 100 Pa gacha bo'lgan bosimda uning o'rtacha erkin yo'li bir necha millimetrdan bir necha santimetrga teng. Quruq ishlov berishning uchta asosiy turi mavjud:
•Jismoniy quruq qirqish: tezlashtirilgan zarralar gofret yuzasini jismonan kiyishadi
•Kimyoviy quruq qirqish: gaz gofret yuzasi bilan kimyoviy reaksiyaga kirishadi
•Kimyoviy fizik quruq qirqish: kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lgan fizik eting jarayoni
1. Ion nurlari bilan qirqish
Ion nurlari bilan ishlov berish (Ion Beam Etching) - bu material yuzasini nurlantirish uchun taxminan 1 dan 3 keV gacha energiyaga ega yuqori energiyali argon ion nuridan foydalanadigan fizik quruq ishlov berish jarayoni. Ion nurining energiyasi uning ta'siriga olib keladi va sirt materialini olib tashlaydi. Vertikal yoki qiya tushgan ion nurlari holatida qirqish jarayoni anizotropikdir. Biroq, uning selektivligi yo'qligi sababli, turli darajadagi materiallar o'rtasida aniq farq yo'q. Hosil bo'lgan gazlar va o'yilgan materiallar vakuum pompasi tomonidan chiqariladi, ammo reaksiya mahsulotlari gaz bo'lmagani uchun zarralar gofret yoki kamera devorlariga to'planadi.
Zarrachalar paydo bo'lishining oldini olish uchun kameraga ikkinchi gaz kiritilishi mumkin. Bu gaz argon ionlari bilan reaksiyaga kirishadi va fizik va kimyoviy o'yma jarayonini keltirib chiqaradi. Gazning bir qismi sirt materiali bilan reaksiyaga kirishadi, lekin u gazsimon yon mahsulotlarni hosil qilish uchun sayqallangan zarrachalar bilan ham reaksiyaga kirishadi. Ushbu usul bilan deyarli barcha turdagi materiallarni chizish mumkin. Vertikal nurlanish tufayli vertikal devorlarning aşınması juda kichik (yuqori anizotropiya). Biroq, past selektivligi va sekin qirqish tezligi tufayli, bu jarayon hozirgi yarimo'tkazgich ishlab chiqarishda kamdan-kam qo'llaniladi.
2. Plazma bilan qirqish
Plazma bilan ishlov berish mutlaq kimyoviy ishlov berish jarayoni bo'lib, kimyoviy quruq qirqish deb ham ataladi. Uning afzalligi shundaki, u gofret yuzasiga ion zarar etkazmaydi. Oshlama gazidagi faol turlar erkin harakatlanishi va qirqish jarayoni izotropik bo'lgani uchun, bu usul butun plyonka qatlamini olib tashlash uchun javob beradi (masalan, termal oksidlanishdan keyin orqa tomonni tozalash).
Pastki oqim reaktori odatda plazma bilan ishlov berish uchun ishlatiladigan reaktor turidir. Ushbu reaktorda plazma 2,45 gigagertsli yuqori chastotali elektr maydonida zarba ionizatsiyasi natijasida hosil bo'ladi va gofretdan ajratiladi.
Gaz chiqarish hududida ta'sir va qo'zg'alish natijasida turli zarralar, shu jumladan erkin radikallar hosil bo'ladi. Erkin radikallar neytral atomlar yoki to'yinmagan elektronlarga ega molekulalardir, shuning uchun ular yuqori reaktivdir. Plazma bilan ishlov berish jarayonida tetraflorometan (CF4) kabi ba'zi neytral gazlar tez-tez ishlatiladi, ular ionlanish yoki parchalanish orqali faol turlarni hosil qilish uchun gaz chiqarish maydoniga kiritiladi.
Masalan, CF4 gazida u gaz chiqarish maydoniga kiritiladi va ftor radikallari (F) va karbon diftorid molekulalariga (CF2) parchalanadi. Xuddi shunday, ftor (F) kislorod (O2) qo'shib CF4 dan parchalanishi mumkin.
2 CF4 + O2 —> 2 COF2 + 2 F2
Ftor molekulasi gaz chiqarish hududining energiyasi ostida ikkita mustaqil ftor atomiga bo'linishi mumkin, ularning har biri ftorning erkin radikalidir. Har bir ftor atomida etti valentlik elektron bor va inert gazning elektron konfiguratsiyasiga erishmoqchi bo'lganligi sababli, ularning barchasi juda reaktivdir. Neytral ftorli erkin radikallarga qo'shimcha ravishda gaz chiqarish hududida CF+4, CF+3, CF+2 va boshqalar kabi zaryadlangan zarralar bo'ladi. Keyinchalik, bu barcha zarralar va erkin radikallar keramik trubka orqali qirqish kamerasiga kiritiladi.
Zaryadlangan zarrachalar ekstraksiya panjaralari bilan bloklanishi yoki neytral molekulalarni hosil qilish jarayonida ularning ishqalanish kamerasida harakatlarini nazorat qilish uchun qayta birlashtirilishi mumkin. Ftorning erkin radikallari ham qisman rekombinatsiyaga uchraydi, ammo baribir qirqish kamerasiga kirish, gofret yuzasida kimyoviy reaksiyaga kirishish va materialning parchalanishiga olib kelishi uchun etarlicha faoldir. Boshqa neytral zarralar qirqish jarayonida ishtirok etmaydi va reaksiya mahsulotlari bilan birga iste'mol qilinadi.
Plazma bilan ishlov berishda chizilgan yupqa plyonkalarga misollar:
• Kremniy: Si + 4F—> SiF4
• Kremniy dioksidi: SiO2 + 4F—> SiF4 + O2
• Kremniy nitridi: Si3N4 + 12F—> 3SiF4 + 2N2
3. Reaktiv ion bilan qirqish (RIE)
Reaktiv ion bilan ishlov berish - bu selektivlikni, o'ymakorlik profilini, kesish tezligini, bir xillik va takroriylikni juda aniq nazorat qila oladigan kimyoviy-fizikaviy ishlov berish jarayoni. U izotropik va anizotropik qirqish profillariga erishishi mumkin va shuning uchun yarimo'tkazgich ishlab chiqarishda turli xil nozik plyonkalarni qurish uchun eng muhim jarayonlardan biri hisoblanadi.
RIE vaqtida gofret yuqori chastotali elektrodga (HF elektrod) joylashtiriladi. Ta'sirli ionlanish orqali plazma hosil bo'ladi, unda erkin elektronlar va musbat zaryadlangan ionlar mavjud. Agar HF elektrodiga musbat kuchlanish qo'llanilsa, erkin elektronlar elektrod yuzasida to'planadi va elektronga yaqinligi tufayli yana elektrodni tark eta olmaydi. Shuning uchun elektrodlar -1000V (bias kuchlanish) ga zaryadlanadi, shuning uchun sekin ionlar tez o'zgaruvchan elektr maydonini manfiy zaryadlangan elektrodga kuzatib bora olmaydi.
Ion bilan ishlov berish (RIE) paytida, agar ionlarning o'rtacha erkin yo'li yuqori bo'lsa, ular gofret yuzasiga deyarli perpendikulyar yo'nalishda uriladi. Shunday qilib, tezlashtirilgan ionlar materialni urib yuboradi va fizik qirqish orqali kimyoviy reaktsiya hosil qiladi. Yon yon devorlarga ta'sir qilmaganligi sababli, etch profili anizotrop bo'lib qoladi va sirt aşınması kichikdir. Biroq, selektivlik juda yuqori emas, chunki jismoniy etching jarayoni ham sodir bo'ladi. Bundan tashqari, ionlarning tezlashishi gofret yuzasiga zarar etkazadi, bu esa ta'mirlash uchun termal tavlanishni talab qiladi.
Aşınma jarayonining kimyoviy qismi sirt bilan reaksiyaga kirishadigan erkin radikallar va ionlarning materialga jismoniy urishi bilan yakunlanadi, shunda u gofret yoki kamera devorlariga qayta joylashmaydi va ion nurlarining o'qlanishi kabi qayta joylashish hodisasidan qochadi. O'chirish kamerasida gaz bosimini oshirganda, ionlarning o'rtacha erkin yo'li kamayadi, bu ionlar va gaz molekulalari o'rtasidagi to'qnashuvlar sonini oshiradi va ionlar ko'proq turli yo'nalishlarda tarqaladi. Bu kamroq yo'nalishli qirqishga olib keladi, bu esa qirqish jarayonini ko'proq kimyoviy qiladi.
Anizotropik etch profillariga kremniy bilan ishlov berish paytida yon devorlarni passivlashtirish orqali erishiladi. Kislorod qirqish kamerasiga kiritiladi, u erda u ishlangan kremniy bilan reaksiyaga kirishib, kremniy dioksidini hosil qiladi va u vertikal yon devorlarga yotqiziladi. Ion bombardimoni tufayli gorizontal joylardagi oksid qatlami olib tashlanadi, bu esa lateral o'rnatish jarayonini davom ettirishga imkon beradi. Ushbu usul qirqish profilining shaklini va yon devorlarning tikligini nazorat qilishi mumkin.
Etch tezligiga bosim, HF generator quvvati, texnologik gaz, haqiqiy gaz oqimi tezligi va gofret harorati kabi omillar ta'sir qiladi va uning o'zgarish diapazoni 15% dan past bo'ladi. Anizotropiya HF quvvatining oshishi, bosimning pasayishi va haroratning pasayishi bilan ortadi. Oshlama jarayonining bir xilligi gaz, elektrod oralig'i va elektrod materiali bilan belgilanadi. Agar elektrod masofasi juda kichik bo'lsa, plazma teng ravishda tarqalib bo'lmaydi, natijada bir xil bo'lmaydi. Elektrod masofasini ko'paytirish o'rash tezligini pasaytiradi, chunki plazma kattaroq hajmda taqsimlanadi. Uglerod afzal qilingan elektrod materialidir, chunki u bir xil kuchlanishli plazma hosil qiladi, shunda gofretning chetiga gofret markazi bilan bir xil tarzda ta'sir qiladi.
Texnologik gaz selektivlik va ishlov berish tezligida muhim rol o'ynaydi. Silikon va kremniy birikmalari uchun, asosan, qirqishga erishish uchun ftor va xlor ishlatiladi. Tegishli gazni tanlash, gaz oqimini va bosimini sozlash va jarayonda harorat va quvvat kabi boshqa parametrlarni nazorat qilish kerakli o'chirish tezligi, selektivlik va bir xillikka erishish mumkin. Ushbu parametrlarni optimallashtirish odatda turli xil ilovalar va materiallar uchun o'rnatiladi.
Aşınma jarayoni bir gaz, gaz aralashmasi yoki qattiq jarayon parametrlari bilan cheklanmaydi. Misol uchun, polisilikondagi tabiiy oksidni avval yuqori o'tlash tezligi va past selektivlik bilan olib tashlash mumkin, polisilikon esa pastki qatlamlarga nisbatan yuqori selektivlik bilan keyinroq ishqalanishi mumkin.
——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— ————————————
Semicera taqdim etishi mumkingrafit qismlari, yumshoq/qattiq namat, kremniy karbid qismlari,CVD silikon karbid qismlari,vaSiC/TaC bilan qoplangan qismlar 30 kun ichida.
Agar siz yuqoridagi yarimo'tkazgich mahsulotlariga qiziqsangiz,Iltimos, birinchi marta biz bilan bog'lanishdan qo'rqmang.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 12-sentabr