Bitta Kirish
Integral mikrosxemalar ishlab chiqarish jarayonida kazıma quyidagilarga bo'linadi:
- ho'l surtish;
- Quruq surtish.
Dastlabki kunlarda ho'l qirqish keng qo'llanilgan, ammo chiziq kengligini nazorat qilish va qirqish yo'nalishidagi cheklovlar tufayli 3 mkm dan keyin ko'pchilik jarayonlar quruq qirqishdan foydalanadi. Nam etching faqat ma'lum maxsus materiallar qatlamlarini olib tashlash va qoldiqlarni tozalash uchun ishlatiladi.
Quruq qirqish deganda gofretdagi materiallar bilan reaksiyaga kirishish uchun materialning olinadigan qismini olib tashlash va uchuvchi reaktsiya mahsulotlarini hosil qilish uchun gazsimon kimyoviy o'tlardan foydalanish jarayoni tushuniladi, ular keyinchalik reaksiya kamerasidan olinadi. Etchant, odatda, to'g'ridan-to'g'ri yoki bilvosita o'tlash gazining plazmasidan hosil bo'ladi, shuning uchun quruq qirqish ham plazma bilan o'yma deb ataladi.
1.1 Plazma
Plazma - bu tashqi elektromagnit maydon ta'sirida (masalan, radiochastota quvvat manbai tomonidan hosil bo'lgan) ta'sirlangan gazning porlashi natijasida hosil bo'lgan zaif ionlangan holatdagi gaz. U elektronlar, ionlar va neytral faol zarralarni o'z ichiga oladi. Ularning orasida faol zarralar o'yib ishlangan material bilan to'g'ridan-to'g'ri kimyoviy reaksiyaga kirishishi mumkin, ammo bu sof kimyoviy reaktsiya odatda juda oz miqdordagi materiallarda sodir bo'ladi va yo'nalishli emas; ionlar ma'lum energiyaga ega bo'lganda, ularni to'g'ridan-to'g'ri jismoniy chayqash orqali o'yib olish mumkin, ammo bu sof fizik reaksiyaning o'qlanish tezligi juda past va selektivlik juda yomon.
Ko'pgina plazma qirqish bir vaqtning o'zida faol zarralar va ionlar ishtirokida yakunlanadi. Bu jarayonda ion bombardimoni ikkita funktsiyaga ega. Ulardan biri, chizilgan material yuzasida atom aloqalarini yo'q qilish, shu bilan neytral zarrachalarning u bilan reaksiyaga kirishish tezligini oshirish; ikkinchisi esa, etchantning o'yilgan material yuzasiga to'liq tegishiga yordam berish uchun reaksiya interfeysida yotqizilgan reaktsiya mahsulotlarini urib tushirishdir, shunda kazınma davom etadi.
O'yilgan strukturaning yon devorlariga yotqizilgan reaktsiya mahsulotlarini yo'nalishli ion bombardimon qilish orqali samarali olib tashlash mumkin emas, bu esa yon devorlarning o'qlanishini to'sib qo'yadi va anizotropik qirqish hosil qiladi.
Ikkinchi silliqlash jarayoni
2.1 Nam qirqish va tozalash
Nam ishlov berish integral mikrosxemalar ishlab chiqarishda qo'llaniladigan eng qadimgi texnologiyalardan biridir. Ko'pgina ho'l ishlov berish jarayonlari o'zining izotropik qirqishi tufayli anizotrop quruq qirqish bilan almashtirilgan bo'lsa-da, u hali ham katta o'lchamdagi muhim bo'lmagan qatlamlarni tozalashda muhim rol o'ynaydi. Ayniqsa, oksidni yo'qotish qoldiqlarini va epidermisni tozalashda quruq qirqishdan ko'ra samaraliroq va tejamkor bo'ladi.
Nam ishlov berish ob'ektlari asosan silikon oksidi, kremniy nitridi, monokristalli kremniy va polikristalli kremniyni o'z ichiga oladi. Kremniy oksidini namlashda odatda asosiy kimyoviy tashuvchi sifatida gidroflorik kislota (HF) ishlatiladi. Selektivlikni yaxshilash uchun jarayonda ammoniy ftorid bilan buferlangan suyultirilgan gidroflorik kislota qo'llaniladi. PH qiymatining barqarorligini saqlab qolish uchun oz miqdorda kuchli kislota yoki boshqa elementlar qo'shilishi mumkin. Doplangan kremniy oksidi sof kremniy oksidiga qaraganda osonroq korroziyaga uchraydi. Nam kimyoviy tozalash asosan fotorezist va qattiq niqobni (kremniy nitridi) olib tashlash uchun ishlatiladi. Issiq fosforik kislota (H3PO4) kremniy nitridini olib tashlash uchun nam kimyoviy tozalash uchun ishlatiladigan asosiy kimyoviy suyuqlikdir va kremniy oksidi uchun yaxshi selektivlikka ega.
Nam tozalash ho'l tozalashga o'xshaydi va asosan zarralar, organik moddalar, metallar va oksidlarni o'z ichiga olgan kimyoviy reaktsiyalar orqali kremniy gofretlari yuzasida ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlaydi. Asosiy nam tozalash nam kimyoviy usuldir. Quruq tozalash ko'plab nam tozalash usullarini almashtirishi mumkin bo'lsa-da, nam tozalashni to'liq almashtiradigan usul yo'q.
Nam tozalash uchun keng tarqalgan ishlatiladigan kimyoviy moddalar sulfat kislota, xlorid kislota, gidroflorik kislota, fosfor kislotasi, vodorod periks, ammoniy gidroksid, ammoniy ftorid va boshqalarni o'z ichiga oladi. Amaliy qo'llashda bir yoki bir nechta kimyoviy moddalar kerak bo'lganda ma'lum nisbatda deionlangan suv bilan aralashtiriladi. SC1, SC2, DHF, BHF va boshqalar kabi tozalash eritmasini hosil qiladi.
Tozalash ko'pincha oksid plyonkasini cho'ktirishdan oldin jarayonda qo'llaniladi, chunki oksid plyonkasini tayyorlash mutlaqo toza kremniy gofret yuzasida amalga oshirilishi kerak. Umumiy kremniy gofretni tozalash jarayoni quyidagicha:
2.2 Quruq surtish and Tozalash
2.2.1 Quruq surtish
Sanoatda quruq qirqish, asosan, ma'lum moddalarni ishqalash uchun faolligi yuqori bo'lgan plazmadan foydalanadigan plazma bilan ishlov berishni anglatadi. Keng miqyosli ishlab chiqarish jarayonlarida uskunalar tizimi past haroratli muvozanatsiz plazmadan foydalanadi.
Plazma bilan ishlov berishda asosan ikkita tushirish rejimi qo'llaniladi: sig'imli birlashtirilgan zaryadsizlanish va induktiv bog'langan zaryadsizlanish
Kapasitiv ravishda ulangan tushirish rejimida: plazma tashqi radiochastota (RF) quvvat manbai orqali ikkita parallel plastinka kondansatkichlarida hosil bo'ladi va saqlanadi. Gaz bosimi odatda bir necha millitorrdan o'nlab millitorrgacha, ionlanish darajasi esa 10-5 dan kam. Induktiv bog'langan tushirish rejimida: odatda pastroq gaz bosimida (o'nlab millitorr), plazma induktiv ravishda bog'langan kirish energiyasi bilan hosil bo'ladi va saqlanadi. Ionlanish darajasi odatda 10-5 dan yuqori, shuning uchun uni yuqori zichlikli plazma deb ham atashadi. Yuqori zichlikdagi plazma manbalarini elektron siklotron rezonansi va siklotron to'lqinli razryad orqali ham olish mumkin. Yuqori zichlikdagi plazma ion oqimi va ion bombardimon energiyasini tashqi radio chastotasi yoki mikroto'lqinli elektr ta'minoti va substratdagi radio chastotali quvvat manbai orqali mustaqil ravishda nazorat qilish orqali etching shikastlanishini kamaytirish bilan birga qirqish jarayonining tezligi va selektivligini optimallashtirishi mumkin.
Quruq ishlov berish jarayoni quyidagicha bo'ladi: aşındırma gazi vakuumli reaktsiya kamerasiga AOK qilinadi va reaksiya kamerasidagi bosim barqarorlashgandan so'ng, plazma radiochastota porlashi bilan hosil bo'ladi; yuqori tezlikdagi elektronlar ta'siridan so'ng, u substrat yuzasiga tarqaladigan va adsorbsiyalangan erkin radikallarni hosil qilish uchun parchalanadi. Ion bombardimoni ta'sirida adsorbsiyalangan erkin radikallar substrat yuzasida atomlar yoki molekulalar bilan reaksiyaga kirishib, reaksiya kamerasidan chiqariladigan gazsimon qo'shimcha mahsulotlarni hosil qiladi. Jarayon quyidagi rasmda ko'rsatilgan:
Quruq ishlov berish jarayonlarini quyidagi to'rt toifaga bo'lish mumkin:
(1)Jismoniy otilib chiqish: O'yilgan materialning sirtini bombardimon qilish uchun asosan plazmadagi energetik ionlarga tayanadi. O'chirilgan atomlar soni zarrachalarning energiyasi va burchagiga bog'liq. Energiya va burchak o'zgarishsiz qolganda, turli materiallarning chayqalish tezligi odatda faqat 2 dan 3 marta farq qiladi, shuning uchun selektivlik yo'q. Reaktsiya jarayoni asosan anizotropikdir.
(2)Kimyoviy ishlov berish: Plazma gaz fazali o'yuvchi atomlar va molekulalarni ta'minlaydi, ular uchuvchi gazlarni hosil qilish uchun material yuzasi bilan kimyoviy reaksiyaga kirishadilar. Bu sof kimyoviy reaksiya yaxshi selektivlikka ega va panjara tuzilishini hisobga olmagan holda izotropik xususiyatlarni namoyon etadi.
Masalan: Si (qattiq) + 4F → SiF4 (gazsimon), fotorezist + O (gazsimon) → CO2 (gazsimon) + H2O (gazsimon)
(3)Ion energiyasi bilan ishlov berish: Ionlar ikkala zarrachalar bo'lib, ular zarrachalar bo'lib, ular o'qlanishni keltirib chiqaradi va energiya tashuvchi zarralardir. Bunday energiya tashuvchi zarrachalarning ishqalanish samaradorligi oddiy fizik yoki kimyoviy o'ymakdan ko'ra bir necha marta yuqoriroqdir. Ular orasida jarayonning fizik-kimyoviy parametrlarini optimallashtirish qirqish jarayonini nazorat qilishning asosidir.
(4)Ion-to'siqli kompozit qirqish: Bu, asosan, kesish jarayonida kompozit zarralar tomonidan polimer to'siqni himoya qatlamini yaratishga ishora qiladi. Plazma o'rnatish jarayonida yon devorlarning etching reaktsiyasini oldini olish uchun bunday himoya qatlamini talab qiladi. Misol uchun, Cl va Cl2 qirqishga C qo'shilishi yon devorlarni o'yib ishlanganidan himoya qilish uchun qirqish paytida xlorokarbonli birikma qatlamini hosil qilishi mumkin.
2.2.1 Quruq tozalash
Quruq tozalash asosan plazma tozalashga tegishli. Plazmadagi ionlar tozalanadigan sirtni bombardimon qilish uchun ishlatiladi va faollashtirilgan holatdagi atomlar va molekulalar tozalanishi kerak bo'lgan sirt bilan o'zaro ta'sir qiladi, shuning uchun fotorezistni olib tashlash va kullash. Quruq ishlov berishdan farqli o'laroq, quruq tozalashning jarayon parametrlari odatda yo'nalishli selektivlikni o'z ichiga olmaydi, shuning uchun jarayon dizayni nisbatan sodda. Katta miqyosli ishlab chiqarish jarayonlarida, asosan, reaksiya plazmasining asosiy tanasi sifatida ftorga asoslangan gazlar, kislorod yoki vodorod ishlatiladi. Bundan tashqari, ma'lum miqdorda argon plazmasini qo'shish ion bombardimon ta'sirini kuchaytirishi va shu bilan tozalash samaradorligini oshirishi mumkin.
Plazma quruq tozalash jarayonida odatda masofaviy plazma usuli qo'llaniladi. Buning sababi shundaki, tozalash jarayonida ion bombardimonidan kelib chiqadigan zararni nazorat qilish uchun plazmadagi ionlarning bombardimon ta'sirini kamaytirishga umid qilinadi; va kimyoviy erkin radikallarning kuchaytirilgan reaktsiyasi tozalash samaradorligini oshirishi mumkin. Masofaviy plazma reaktsiya kamerasidan tashqarida barqaror va yuqori zichlikdagi plazma hosil qilish uchun mikroto'lqinlardan foydalanishi mumkin, bu esa tozalash uchun zarur bo'lgan reaktsiyaga erishish uchun reaktsiya kamerasiga kiradigan ko'p miqdordagi erkin radikallarni hosil qiladi. Sanoatdagi quruq tozalash gaz manbalarining aksariyati NF3 kabi ftorga asoslangan gazlardan foydalanadi va NF3 ning 99% dan ortig'i mikroto'lqinli plazmada parchalanadi. Quruq tozalash jarayonida deyarli hech qanday ion bombardimon ta'siri yo'q, shuning uchun silikon gofretni shikastlanishdan himoya qilish va reaktsiya kamerasining ishlash muddatini uzaytirish foydalidir.
Uchta nam tozalash va tozalash uskunasi
3.1 Tank tipidagi gofretni tozalash mashinasi
Olukli gofretni tozalash mashinasi asosan old tomondan ochiladigan gofret uzatish qutisi uzatish moduli, gofretni yuklash/tushirish uzatish moduli, chiqindi havo olish moduli, kimyoviy suyuqlik tank moduli, deionizatsiyalangan suv idishi moduli, quritish idishidan iborat. modul va boshqaruv moduli. U bir vaqtning o'zida bir nechta gofret qutilarini tozalashi mumkin va gofretlarning quruq va quruqligiga erisha oladi.
3.2 Xandaq gofreti
3.3 Yagona gofretli nam ishlov berish uskunasi
Turli xil texnologik maqsadlarga ko'ra, bitta gofretli nam texnologik uskunalarni uchta toifaga bo'lish mumkin. Birinchi toifa - bu bitta gofretni tozalash uskunasi bo'lib, ularning tozalash maqsadlari zarralar, organik moddalar, tabiiy oksid qatlami, metall aralashmalari va boshqa ifloslantiruvchi moddalarni o'z ichiga oladi; ikkinchi toifa - bitta gofretni tozalash uskunasi, uning asosiy texnologik maqsadi gofret yuzasidagi zarralarni olib tashlashdir; uchinchi toifa - bu asosan yupqa plyonkalarni olib tashlash uchun ishlatiladigan yagona gofret bilan ishlov berish uskunasi. Turli xil texnologik maqsadlarga ko'ra, bitta gofret bilan ishlov berish uskunasini ikki turga bo'lish mumkin. Birinchi turdagi yumshoq qirqish uskunasi bo'lib, u asosan yuqori energiyali ion implantatsiyasi natijasida yuzaga keladigan sirt plyonkasi shikastlangan qatlamlarni olib tashlash uchun ishlatiladi; ikkinchi tur - qurbonlik qatlamini olib tashlash uskunasi, bu asosan gofretni yupqalash yoki kimyoviy mexanik polishingdan keyin to'siq qatlamlarini olib tashlash uchun ishlatiladi.
Mashinaning umumiy arxitekturasi nuqtai nazaridan, barcha turdagi bitta gofretli nam texnologik uskunalarning asosiy arxitekturasi o'xshash bo'lib, odatda olti qismdan iborat: asosiy ramka, gofret uzatish tizimi, kamera moduli, kimyoviy suyuqlik etkazib berish va uzatish moduli, dasturiy ta'minot va elektron boshqaruv moduli.
3.4 Yagona gofretni tozalash uskunasi
Yagona gofretni tozalash uskunasi an'anaviy RCA tozalash usuli asosida ishlab chiqilgan va uning jarayon maqsadi zarralar, organik moddalar, tabiiy oksid qatlami, metall aralashmalari va boshqa ifloslantiruvchi moddalarni tozalashdir. Jarayonni qo'llash nuqtai nazaridan, bitta gofretni tozalash uskunasi hozirgi vaqtda integral mikrosxemalar ishlab chiqarishning old va orqa qismlarida, shu jumladan plyonka hosil bo'lishidan oldin va keyin tozalash, plazma bilan ishlov berishdan keyin tozalash, ion implantatsiyasidan keyin tozalash, kimyoviy moddalardan keyin tozalashda keng qo'llaniladi. mexanik sayqallash va metallni cho'ktirgandan keyin tozalash. Yuqori haroratli fosforik kislota jarayonidan tashqari, bitta gofretni tozalash uskunasi asosan barcha tozalash jarayonlariga mos keladi.
3.5 Yagona gofret bilan ishlov berish uskunasi
Yagona gofret bilan ishlov berish uskunasining texnologik maqsadi asosan yupqa plyonka bilan ishlov berishdir. Jarayon maqsadiga ko'ra, uni ikkita toifaga bo'lish mumkin, ya'ni yorug'lik bilan ishlov berish uskunalari (yuqori energiyali ion implantatsiyasi natijasida yuzaga keladigan sirt plyonkasi shikastlanish qatlamini olib tashlash uchun ishlatiladi) va qurbonlik qatlamini olib tashlash uskunalari (gofretdan keyin to'siq qatlamini olib tashlash uchun ishlatiladi) yupqalash yoki kimyoviy mexanik abraziv). Jarayonda olib tashlanishi kerak bo'lgan materiallar odatda silikon, silikon oksidi, silikon nitridi va metall plyonka qatlamlarini o'z ichiga oladi.
To'rtta quruq ishlov berish va tozalash uskunasi
4.1 Plazma qirqish uskunasining tasnifi
Sof fizik reaktsiyaga yaqin bo'lgan ionli purkagichni tozalash uskunasiga va sof kimyoviy reaktsiyaga yaqin bo'lgan degumming uskunasiga qo'shimcha ravishda, plazma bilan ishlov berish turli plazma ishlab chiqarish va nazorat qilish texnologiyalariga ko'ra taxminan ikki toifaga bo'linishi mumkin:
-Capasitively Coupled Plazma (CCP) qirqish;
- Induktiv ravishda bog'langan plazma (ICP) bilan qirqish.
4.1.1 CCP
Kapasitiv ravishda bog'langan plazma bilan ishlov berish radio chastotali quvvat manbaini reaksiya kamerasidagi yuqori va pastki elektrodlarning biriga yoki ikkalasiga ulashdir va ikkita plastinka orasidagi plazma soddalashtirilgan ekvivalent sxemada kondansatör hosil qiladi.
Bunday eng qadimgi ikkita texnologiya mavjud:
Ulardan biri, RF quvvat manbaini yuqori elektrodga bog'laydigan va gofret joylashgan pastki elektrodga erga ulanadigan erta plazma qirqishdir. Shu tarzda hosil bo'lgan plazma gofret yuzasida etarlicha qalin ion qobig'ini hosil qila olmasligi sababli, ion bombardimon qilish energiyasi past bo'ladi va u odatda faol zarrachalarni asosiy o'chiruvchi sifatida ishlatadigan kremniy bilan ishlov berish kabi jarayonlarda qo'llaniladi.
Ikkinchisi, RF quvvat manbaini gofret joylashgan pastki elektrodga bog'laydigan va yuqori elektrodni kattaroq maydon bilan erga ulaydigan erta reaktiv ionli qirqish (RIE). Ushbu texnologiya qalinroq ion qobig'ini hosil qilishi mumkin, bu reaktsiyada ishtirok etish uchun yuqori ion energiyasini talab qiladigan dielektrik o'yma jarayonlari uchun mos keladi. Erta reaktiv ionlarni kesish asosida, ExB driftini hosil qilish uchun RF elektr maydoniga perpendikulyar DC magnit maydoni qo'shiladi, bu elektronlar va gaz zarralarining to'qnashuvi ehtimolini oshiradi va shu bilan plazma kontsentratsiyasini va parchalanish tezligini samarali ravishda yaxshilaydi. Ushbu matritsa magnit maydon kuchaygan reaktiv ionli etching (MERIE) deb ataladi.
Yuqoridagi uchta texnologiya umumiy kamchilikka ega, ya'ni plazma kontsentratsiyasi va uning energiyasini alohida nazorat qilib bo'lmaydi. Masalan, kesish tezligini oshirish uchun plazma kontsentratsiyasini oshirish uchun RF kuchini oshirish usulidan foydalanish mumkin, ammo ortib borayotgan RF quvvati muqarrar ravishda ion energiyasining oshishiga olib keladi, bu esa qurilmalarning shikastlanishiga olib keladi. gofret. So'nggi o'n yillikda sig'imli ulanish texnologiyasi yuqori va pastki elektrodlarga yoki ikkala pastki elektrodga ulangan bir nechta RF manbalarining dizaynini qabul qildi.
Turli RF chastotalarini tanlash va moslashtirish orqali elektrod maydoni, oraliq, materiallar va boshqa asosiy parametrlar bir-biri bilan muvofiqlashtiriladi, plazma kontsentratsiyasi va ion energiyasini iloji boricha ajratish mumkin.
4.1.2 ICP
Induktiv ravishda bog'langan plazma qirqish - radio chastotali quvvat manbaiga ulangan bir yoki bir nechta bobinlarni reaksiya kamerasi ustiga yoki uning atrofida joylashtirish. Bobindagi radiochastota oqimi tomonidan hosil qilingan o'zgaruvchan magnit maydon elektronlarni tezlashtirish uchun dielektrik oyna orqali reaktsiya kamerasiga kiradi va shu bilan plazma hosil qiladi. Soddalashtirilgan ekvivalent sxemada (transformator) bobin birlamchi o'rash indüktansı, plazma esa ikkilamchi o'rash indüktansı hisoblanadi.
Ushbu ulanish usuli past bosimdagi sig'imli ulanishga qaraganda bir martadan ortiq kattalikdagi plazma konsentratsiyasiga erishishi mumkin. Bunga qo'shimcha ravishda, ikkinchi chastotali quvvat manbai gofret joylashgan joyga ion bombardimon energiyasini ta'minlash uchun quvvat manbai sifatida ulanadi. Shu sababli, ion kontsentratsiyasi g'altakning manba quvvat manbaiga bog'liq va ion energiyasi quvvat manbaiga bog'liq bo'lib, kontsentratsiya va energiyani yanada chuqurroq ajratishga erishiladi.
4.2 Plazma bilan ishlov berish uskunasi
Quruq qirqishdagi deyarli barcha etchantlar to'g'ridan-to'g'ri yoki bilvosita plazmadan hosil bo'ladi, shuning uchun quruq qirqish ko'pincha plazma bilan ishlov berish deb ataladi. Plazma bilan qirqish keng ma'noda plazma bilan qirqishning bir turidir. Ikkita dastlabki tekis plastinkali reaktor konstruktsiyalarida biri gofret joylashgan plitani erga ulash, ikkinchisi esa RF manbasiga ulangan; ikkinchisi esa aksincha. Avvalgi dizaynda, tuproqli plastinkaning maydoni odatda RF manbasiga ulangan plastinka maydonidan kattaroqdir va reaktordagi gaz bosimi yuqori. Gofret yuzasida hosil bo'lgan ion qobig'i juda nozik bo'lib, gofret plazmaga "cho'milgan" ko'rinadi. Oshlama asosan plazmadagi faol zarrachalar va ishlangan material yuzasi orasidagi kimyoviy reaksiya bilan yakunlanadi. Ion bombardimonining energiyasi juda kichik va uning qirqishdagi ishtiroki juda past. Ushbu dizayn plazma bilan ishlov berish rejimi deb ataladi. Boshqa bir dizaynda, ion bombardimonida ishtirok etish darajasi nisbatan katta bo'lganligi sababli, u reaktiv ionlarni o'chirish rejimi deb ataladi.
4.3 Reaktiv ionlarni yotqizish uskunasi
Reaktiv ionlarni o'chirish (RIE) bu jarayonda faol zarralar va zaryadlangan ionlar bir vaqtning o'zida ishtirok etadigan o'tlash jarayonini anglatadi. Ular orasida faol zarralar asosan neytral zarralar (erkin radikallar deb ham ataladi), yuqori konsentratsiyali (gaz konsentratsiyasining taxminan 1% dan 10% gacha) bo'lib, ular etchantning asosiy komponentlari hisoblanadi. Ular va o'yilgan material o'rtasidagi kimyoviy reaksiya natijasida hosil bo'lgan mahsulotlar uchuvchi holga keltiriladi va reaksiya kamerasidan to'g'ridan-to'g'ri olinadi yoki o'yilgan sirtda to'planadi; zaryadlangan ionlar esa pastroq konsentratsiyada (gaz konsentratsiyasining 10-4 dan 10-3 gacha) bo'lsa va ular o'yilgan sirtni bombardimon qilish uchun gofret yuzasida hosil bo'lgan ion qobig'ining elektr maydoni tomonidan tezlashadi. Zaryadlangan zarrachalarning ikkita asosiy vazifasi mavjud. Ulardan biri o'yilgan materialning atom tuzilishini yo'q qilish, shu bilan faol zarrachalarning u bilan reaksiyaga kirishish tezligini tezlashtirish; ikkinchisi - to'plangan reaktsiya mahsulotlarini bombardimon qilish va olib tashlash, shunda o'yib ishlangan material faol zarrachalar bilan to'liq aloqada bo'ladi, shuning uchun qirqish davom etadi.
Ionlar to'g'ridan-to'g'ri o'chirish reaktsiyasida ishtirok etmaganligi sababli (yoki jismoniy bombardimonni olib tashlash va faol ionlarni to'g'ridan-to'g'ri kimyoviy qirqish kabi juda kichik ulushni tashkil qiladi), to'g'ridan-to'g'ri aytganda, yuqorida ko'rsatilgan o'yma jarayonini ion-yordamli etching deb atash kerak. Reaktiv ion o'yma nomi aniq emas, lekin u bugungi kunda ham qo'llaniladi. Eng qadimgi RIE uskunalari 1980-yillarda foydalanishga topshirilgan. Yagona chastotali quvvat manbai va nisbatan oddiy reaktsiya kamerasi dizaynidan foydalanish tufayli u o'chirish tezligi, bir xillik va selektivlik nuqtai nazaridan cheklovlarga ega.
4.4 Magnit maydon kuchaygan reaktiv ionli yotqizish uskunasi
MERIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching) qurilmasi tekis panelli RIE qurilmasiga doimiy tok magnit maydonini qo‘shish yo‘li bilan qurilgan va o‘yma tezligini oshirish uchun mo‘ljallangan o‘yuvchi qurilma.
MERIE uskunalari 1990-yillarda keng miqyosda foydalanishga topshirilgan, o'shanda bitta gofretli o'yma uskunalari sanoatning asosiy uskunasiga aylangan. MERIE uskunasining eng katta kamchiliklari shundaki, magnit maydon ta'sirida plazma kontsentratsiyasining fazoviy taqsimotining bir xilligi integral elektron qurilmada oqim yoki kuchlanish farqiga olib keladi va shu bilan qurilmaning shikastlanishiga olib keladi. Ushbu zarar bir zumda bir hil bo'lmaganligi sababli yuzaga kelganligi sababli, magnit maydonning aylanishi uni bartaraf eta olmaydi. Integral mikrosxemalarning o'lchamlari qisqarishda davom etar ekan, ularning qurilma shikastlanishi plazmaning bir hilligiga nisbatan sezgir bo'lib bormoqda va magnit maydonni kuchaytirish orqali qirqish tezligini oshirish texnologiyasi asta-sekin ko'p chastotali quvvat manbai planar reaktiv ionli o'yma texnologiyasi bilan almashtirildi. Bu, sig'imli birlashtirilgan plazma qirqish texnologiyasi.
4.5 Kapasitiv ravishda bog'langan plazma qirqish uskunasi
Kapasitiv bog'langan plazma (CCP) qirqish uskunasi elektrod plastinkasiga radiochastota (yoki doimiy) quvvat manbaini qo'llash orqali sig'imli ulanish orqali reaksiya kamerasida plazma hosil qiluvchi qurilma bo'lib, o'ymak uchun ishlatiladi. Uning ishqalanish printsipi reaktiv ion bilan ishlov berish uskunasiga o'xshaydi.
CCP etching uskunasining soddalashtirilgan sxematik diagrammasi quyida ko'rsatilgan. Odatda u turli chastotali ikki yoki uchta RF manbalaridan foydalanadi va ba'zilari doimiy quvvat manbalaridan foydalanadi. RF quvvat manbai chastotasi 800kHz ~ 162MHz va tez-tez ishlatiladigan 2MHz, 4MHz, 13MHz, 27MHz, 40MHz va 60MHz. 2 MGts yoki 4 MGts chastotali chastotali quvvat manbalari odatda past chastotali RF manbalari deb ataladi. Ular odatda gofret joylashgan pastki elektrodga ulanadi. Ular ion energiyasini boshqarishda samaraliroqdir, shuning uchun ular yon quvvat manbalari deb ham ataladi; 27 MGts dan yuqori chastotali RF quvvat manbalari yuqori chastotali RF manbalari deb ataladi. Ular yuqori elektrodga yoki pastki elektrodga ulanishi mumkin. Ular plazma kontsentratsiyasini nazorat qilishda samaraliroqdir, shuning uchun ular manba quvvat manbalari deb ham ataladi. 13 MGts chastotali quvvat manbai o'rtada joylashgan va odatda yuqoridagi ikkala funktsiyaga ega deb hisoblanadi, lekin nisbatan zaifroq. Shuni esda tutingki, plazma kontsentratsiyasi va energiyasi ma'lum bir diapazonda turli chastotali RF manbalarining kuchi bilan (ajralish effekti deb ataladi) sozlanishi mumkin bo'lsa-da, sig'imli ulanishning xususiyatlari tufayli ularni butunlay mustaqil ravishda sozlash va boshqarish mumkin emas.
Ionlarning energiya taqsimoti etching va qurilma shikastlanishining batafsil ishlashiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi, shuning uchun ion energiyasini taqsimlashni optimallashtirish texnologiyasini ishlab chiqish ilg'or etching uskunalarining asosiy nuqtalaridan biriga aylandi. Hozirgi vaqtda ishlab chiqarishda muvaffaqiyatli qo'llanilgan texnologiyalar qatoriga ko'p chastotali gibrid haydovchi, DC superpozitsiyasi, DC impuls yo'nalishi bilan birlashtirilgan RF va noto'g'ri quvvat manbai va manba quvvat manbaining sinxron impulsli RF chiqishi kiradi.
CCP qirqish uskunasi plazma bilan ishlov berish uskunasining eng keng tarqalgan ikkita turidan biridir. U asosan dielektrik materiallarni, masalan, mantiqiy chip jarayonining oldingi bosqichida eshik yon devori va qattiq niqobni qirqish, o'rta bosqichda kontaktli teshiklarni chizish, orqa bosqichda mozaik va alyuminiy yostiq bilan ishlov berish, shuningdek, dielektrik materiallarni qirqish jarayonida qo'llaniladi. 3D flesh-xotira chiplari jarayonida chuqur xandaklar, chuqur teshiklar va simlar bilan aloqa teshiklari (misol sifatida kremniy nitridi/kremniy oksidi tuzilishini olish).
CCP etching uskunalari duch keladigan ikkita asosiy muammo va takomillashtirish yo'nalishlari mavjud. Birinchidan, o'ta yuqori ion energiyasini qo'llashda, yuqori nisbatli tuzilmalarning (masalan, 3D flesh-xotiraning teshik va truba bilan ishlanganligi) 50: 1 dan yuqori nisbatni talab qiladi. Ion energiyasini oshirish uchun egilish quvvatini oshirishning joriy usuli 10 000 vattgacha bo'lgan RF quvvat manbalaridan foydalangan. Ishlab chiqarilgan issiqlikning katta miqdorini hisobga olgan holda, reaktsiya kamerasining sovutish va haroratni nazorat qilish texnologiyasi doimiy ravishda takomillashtirilishi kerak. Ikkinchidan, etching qobiliyati muammosini tubdan hal qilish uchun yangi gazlarni ishlab chiqishda yutuq bo'lishi kerak.
4.6 Induktiv ravishda bog'langan plazma qirqish uskunasi
Induktiv ravishda bog'langan plazma (ICP) qirqish uskunasi - bu radiochastota quvvat manbai energiyasini magnit maydon ko'rinishidagi reaktsiya kamerasiga indüktör bobini orqali birlashtiradigan va shu bilan o'yma uchun plazma hosil qiluvchi qurilma. Uning o'yma printsipi ham umumlashtirilgan reaktiv ion bilan qirqishga tegishli.
ICP etching uskunalari uchun plazma manbalarining ikkita asosiy turi mavjud. Ulardan biri Lam Research tomonidan ishlab chiqilgan va ishlab chiqarilgan transformatorli plazma (TCP) texnologiyasidir. Uning induktor bobini reaksiya kamerasi ustidagi dielektrik oyna tekisligiga joylashtiriladi. 13,56 MGts chastotali chastotali signal lasanda dielektrik oynaga perpendikulyar bo'lgan va markaz sifatida bobin o'qi bilan radial ravishda ajralib chiqadigan o'zgaruvchan magnit maydon hosil qiladi.
Magnit maydon reaktsiya kamerasiga dielektrik oyna orqali kiradi va o'zgaruvchan magnit maydon reaktsiya kamerasidagi dielektrik oynaga parallel ravishda o'zgaruvchan elektr maydonini hosil qiladi va shu bilan o'tuvchi gazning dissotsiatsiyasiga erishadi va plazma hosil qiladi. Ushbu printsipni birlamchi o'rash sifatida indüktör bobini bo'lgan transformator va ikkilamchi o'rash sifatida reaksiya kamerasidagi plazma deb tushunish mumkinligi sababli, ICP qirqish shu nom bilan ataladi.
TCP texnologiyasining asosiy afzalligi shundaki, strukturani kengaytirish oson. Misol uchun, 200 mm gofretdan 300 mm gofretgacha, TCP lasan hajmini shunchaki oshirish orqali bir xil o'chirish effektini saqlab turishi mumkin.
Plazma manbalarining yana bir dizayni Qo'shma Shtatlarning Applied Materials, Inc. tomonidan ishlab chiqilgan va ishlab chiqarilgan ajratilgan plazma manbai (DPS) texnologiyasidir. Uning indüktör bobini yarim sharsimon dielektrik oynaga uch o'lchovli o'ralgan. Plazma hosil qilish printsipi yuqorida aytib o'tilgan TCP texnologiyasiga o'xshaydi, ammo gazning dissotsilanish samaradorligi nisbatan yuqori, bu esa yuqori plazma kontsentratsiyasini olish uchun qulaydir.
Plazma hosil qilish uchun induktiv ulanishning samaradorligi sig'imli ulanishga qaraganda yuqori bo'lgani uchun va plazma asosan dielektrik oynaga yaqin joyda hosil bo'lganligi sababli, uning plazma kontsentratsiyasi asosan induktorga ulangan manba quvvat manbai kuchi bilan belgilanadi. lasan va gofret yuzasidagi ion qobig'idagi ion energiyasi asosan quvvat manbai quvvati bilan belgilanadi, shuning uchun ionlarning kontsentratsiyasi va energiyasi mustaqil bo'lishi mumkin. nazorat qilinadi, shu bilan ajralishga erishiladi.
ICP qirqish uskunasi plazma bilan ishlov berish uskunasining eng keng tarqalgan ikkita turidan biridir. U asosan kremniyli sayoz xandaklar, germaniy (Ge), polisilikon darvoza konstruksiyalari, metall eshik konstruksiyalari, kuchlanishli kremniy (Strained-Si), metall simlar, metall prokladkalar (pedlar), mozaik bilan ishlov berish uchun metall qattiq niqoblar va ko'plab jarayonlarda qo'llaniladi. ko'p tasvirlash texnologiyasi.
Bundan tashqari, uch o'lchovli integral mikrosxemalar, CMOS tasvir sensorlari va mikro-elektro-mexanik tizimlar (MEMS) ko'tarilishi, shuningdek, silikon vites (TSV), katta o'lchamli qiyshiq teshiklarni qo'llashning tez ortishi bilan. turli morfologiyalarga ega bo'lgan chuqur kremniy qirqish, ko'plab ishlab chiqaruvchilar ushbu ilovalar uchun maxsus ishlab chiqilgan qirqish uskunalarini ishga tushirdilar. Uning xarakteristikalari katta chuqurlik chuqurligi (o'nlab yoki hatto yuzlab mikronlar), shuning uchun u asosan yuqori gaz oqimi, yuqori bosim va yuqori quvvat sharoitida ishlaydi.
——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— —————————————
Semicera taqdim etishi mumkingrafit qismlari, yumshoq/qattiq namat, kremniy karbid qismlari, CVD silikon karbid qismlari, vaSiC/TaC bilan qoplangan qismlar30 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 31-avgust