Sa proseso sa paghimo sa semiconductor,pagkulitAng teknolohiya usa ka kritikal nga proseso nga gigamit aron tukma nga makuha ang dili gusto nga mga materyales sa substrate aron maporma ang komplikado nga mga pattern sa circuit. Kini nga artikulo magpaila sa duha ka mainstream etching nga teknolohiya sa detalye - capacitively coupled plasma etching (CCP) ug inductively coupled plasma etching (ICP), ug susiha ang ilang mga aplikasyon sa pagkulit sa lainlaing mga materyales.
Capacitively coupled plasma etching (CCP)
Ang capacitively coupled plasma etching (CCP) makab-ot pinaagi sa paggamit sa RF voltage sa duha ka parallel plate electrodes pinaagi sa matcher ug DC blocking capacitor. Ang duha ka mga electrodes ug ang plasma sa tingub mahimong usa ka katumbas nga kapasitor. Niini nga proseso, ang boltahe sa RF nagporma og usa ka capacitive sheath duol sa electrode, ug ang utlanan sa sakoban nausab uban sa paspas nga pag-oscillation sa boltahe. Sa diha nga ang mga electron makaabot niining paspas nga pagbag-o sa sakoban, sila makita ug makaangkon og kusog, nga sa baylo magpahinabo sa dissociation o ionization sa mga molekula sa gas aron mahimong plasma. Ang CCP etching kasagarang gigamit sa mga materyales nga adunay mas taas nga kemikal nga enerhiya sa bond, sama sa dielectrics, apan tungod sa ubos nga rate sa pag-etching, kini angay alang sa mga aplikasyon nga nagkinahanglan og maayong pagkontrol.
Inductively coupled plasma etching (ICP)
Inductively inubanan sa plasmapagkulit(ICP) gibase sa prinsipyo nga ang alternating current moagi sa coil aron makamugna og induced magnetic field. Ubos sa aksyon niini nga magnetic field, ang mga electron sa reaction chamber gipaspasan ug nagpadayon sa pagpadali sa induced electric field, nga sa kadugayan nagbangga sa mga molekula sa reaksyon sa gas, hinungdan nga ang mga molekula mag-dissociate o mag-ionize ug maporma ang plasma. Kini nga pamaagi makahimo og taas nga ionization rate ug tugotan ang plasma density ug bombardment energy nga ma-adjust nga independente, nga naghimoICP etchingangayan kaayo alang sa mga materyales sa pag-ukit nga adunay ubos nga kusog sa kemikal nga bond, sama sa silicon ug metal. Dugang pa, ang teknolohiya sa ICP naghatag usab og mas maayo nga pagkaparehas ug rate sa etching.
1. Metal etching
Ang metal etching kasagarang gigamit alang sa pagproseso sa mga interconnects ug multi-layer metal wiring. Ang mga kinahanglanon niini naglakip sa: taas nga rate sa pag-etching, taas nga pagkapili (labaw sa 4: 1 alang sa layer sa maskara ug labaw sa 20: 1 alang sa interlayer dielectric), taas nga pagkaparehas sa etching, maayo nga pagkontrol sa kritikal nga dimensyon, walay kadaot sa plasma, dili kaayo nahabilin nga mga kontaminado, ug walay corrosion sa metal. Ang metal etching kasagarang naggamit sa inductively combed plasma etching equipment.
•Pag-ukit sa aluminyo: Ang aluminyo mao ang labing hinungdanon nga materyal sa wire sa tunga-tunga ug likod nga mga yugto sa paghimo sa chip, nga adunay mga bentaha sa mubu nga pagsukol, dali nga pagbutang ug pag-ukit. Ang aluminum etching kasagarang naggamit ug plasma nga namugna sa chloride gas (sama sa Cl2). Ang aluminyo mo-react sa chlorine aron makahimo og dali nga aluminyo chloride (AlCl3). Dugang pa, ang ubang mga halides sama sa SiCl4, BCl3, BBr3, CCl4, CHF3, ug uban pa mahimong idugang aron makuha ang oxide layer sa aluminum surface aron maseguro ang normal nga etching.
• Tungsten etching: Sa multi-layer metal wire interconnection istruktura, tungsten mao ang nag-unang metal nga gigamit alang sa tunga-tunga nga seksyon interconnection sa chip. Ang fluorine-based o chlorine-based nga mga gas mahimong gamiton sa pag-etch sa metal nga tungsten, apan ang fluorine-based nga mga gas adunay dili maayo nga pagpili alang sa silicon oxide, samtang ang chlorine-based nga mga gas (sama sa CCl4) adunay mas maayo nga pagpili. Ang nitroheno kasagarang idugang sa reaksyon nga gas aron makakuha og taas nga etching glue selectivity, ug ang oxygen idugang aron makunhuran ang carbon deposition. Ang pag-etching sa tungsten nga adunay chlorine-based nga gas mahimong makab-ot ang anisotropic etching ug taas nga pagpili. Ang mga gas nga gigamit sa uga nga pag-ukit sa tungsten kasagaran SF6, Ar ug O2, diin ang SF6 mahimong madunot sa plasma aron mahatagan ang mga atomo sa fluorine ug tungsten alang sa kemikal nga reaksyon aron makahimo og fluoride.
• Titanium nitride etching: Titanium nitride, isip gahi nga mask nga materyal, nagpuli sa tradisyonal nga silicon nitride o oxide mask sa dual damascene nga proseso. Ang Titanium nitride etching kasagarang gigamit sa lisud nga proseso sa pag-abli sa maskara, ug ang nag-unang produkto sa reaksyon mao ang TiCl4. Ang pagkapili tali sa tradisyonal nga maskara ug ang ubos nga k dielectric nga layer dili taas, nga mosangpot sa dagway sa porma nga arko nga profile sa ibabaw sa ubos nga k dielectric layer ug ang pagpalapad sa gilapdon sa groove human sa etching. Ang gilay-on tali sa mga linya sa metal nga gideposito gamay ra kaayo, nga dali nga madugta ang pagtulo o direkta nga pagkaguba.
2. Insulator etching
Ang butang sa insulator etching kasagaran dielectric nga mga materyales sama sa silicon dioxide o silicon nitride, nga kaylap nga gigamit sa pagporma sa contact buslot ug channel buslot sa pagkonektar sa lain-laing mga lut-od sa sirkito. Ang dielectric etching kasagarang naggamit ug etcher base sa prinsipyo sa capacitively coupled plasma etching.
• Plasma etching sa silicon dioxide film: Ang silicon dioxide film kasagarang gikulit gamit ang etching gases nga adunay fluorine, sama sa CF4, CHF3, C2F6, SF6 ug C3F8. Ang carbon nga anaa sa etching gas mahimong mo-react sa oxygen sa oxide layer aron makagama og byproducts CO ug CO2, sa ingon matangtang ang oxygen sa oxide layer. Ang CF4 mao ang kasagarang gigamit nga etching gas. Kung ang CF4 nabangga sa mga high-energy nga mga electron, lainlain nga mga ion, radical, atomo ug libre nga mga radikal ang gihimo. Ang mga fluorine free radicals mahimong mo-react sa kemikal sa SiO2 ug Si aron makagama og volatile silicon tetrafluoride (SiF4).
• Plasma etching sa silicon nitride film: Silicon nitride film mahimong etched gamit ang plasma etching nga adunay CF4 o CF4 nga sinagol nga gas (uban ang O2, SF6 ug NF3). Para sa Si3N4 film, kung ang CF4-O2 plasma o uban pang gas plasma nga adunay F atoms gigamit alang sa pag-etching, ang etching rate sa silicon nitride mahimong moabot sa 1200Å/min, ug ang etching selectivity mahimong ingon kataas sa 20:1. Ang nag-unang produkto mao ang volatile silicon tetrafluoride (SiF4) nga sayon nga makuha.
4. Usa ka kristal nga silicon etching
Ang single crystal silicon etching kay kasagarang gigamit sa pagporma ug shallow trench isolation (STI). Kini nga proseso kasagaran naglakip sa usa ka breakthrough nga proseso ug usa ka nag-unang proseso sa etching. Ang proseso sa breakthrough naggamit sa SiF4 ug NF nga gas aron makuha ang oxide layer sa ibabaw sa usa ka kristal nga silicon pinaagi sa kusog nga pagpamomba sa ion ug ang kemikal nga aksyon sa mga elemento sa fluorine; ang nag-unang etching naggamit sa hydrogen bromide (HBr) isip pangunang etchant. Ang mga radikal nga bromine nga nadugta sa HBr sa palibot sa plasma nag-reaksyon sa silicon aron maporma ang dali nga silicon tetrabromide (SiBr4), sa ingon nagtangtang sa silicon. Ang single crystal silicon etching kasagarang naggamit ug inductively coupled plasma etching machine.
5. Polysilicon Etching
Ang polysilicon etching mao ang usa sa mga yawe nga proseso nga nagtino sa gidak-on sa ganghaan sa mga transistor, ug ang gidak-on sa ganghaan direktang makaapekto sa pasundayag sa mga integrated circuit. Ang polysilicon etching nagkinahanglan og maayo nga selectivity ratio. Ang mga halogen gas sama sa chlorine (Cl2) kasagarang gigamit aron makab-ot ang anisotropic etching, ug adunay maayo nga selectivity ratio (hangtod sa 10:1). Ang mga gas nga gibase sa bromine sama sa hydrogen bromide (HBr) mahimong makakuha og mas taas nga selectivity ratio (hangtod sa 100:1). Ang usa ka sinagol nga HBr nga adunay chlorine ug oxygen mahimong makadugang sa rate sa etching. Ang mga produkto sa reaksyon sa halogen gas ug silicon gideposito sa mga sidewall aron adunay papel nga panalipod. Ang polysilicon etching kasagarang naggamit ug inductively coupled plasma etching machine.
Bisan kung kini capacitively coupled plasma etching o inductively coupled plasma etching, ang matag usa adunay kaugalingon nga talagsaon nga mga bentaha ug teknikal nga mga kinaiya. Ang pagpili sa usa ka angay nga teknolohiya sa pagkulit dili lamang makapauswag sa kahusayan sa produksiyon, apan masiguro usab ang abot sa katapusan nga produkto.
Oras sa pag-post: Nob-12-2024