Proseso sa Dry Etching

Ang proseso sa dry etching kasagarang naglangkob sa upat ka batakang estado: sa wala pa ang pag-etching, partial etching, pag-etching lang, ug over etching. Ang nag-unang mga kinaiya mao ang etching rate, selectivity, kritikal nga dimensyon, pagkaparehas, ug endpoint detection.

 Figure 1 Sa wala pa mag-etching

Figure 2 Partial etching

Figure 3 Pag-etching lang

Figure 4 Labaw sa etching

(1) Etching rate: ang giladmon o gibag-on sa etched nga materyal nga gikuha matag yunit sa oras.

Figure 5 Etching rate diagram

(2) Selectivity: ang ratio sa etching rates sa lain-laing mga etching nga mga materyales.

Figure 6 Selectivity diagram

(3) Kritikal nga dimensyon: ang gidak-on sa pattern sa usa ka espesipikong lugar human makompleto ang pag-etching.

Figure 7 Kritikal nga dimensyon diagram

(4) Pagkaparehas: sa pagsukod sa pagkaparehas sa kritikal nga etching dimensyon (CD), kasagaran gihulagway pinaagi sa bug-os nga mapa sa CD, ang pormula mao ang: U=(Max-Min)/2*AVG.

Figure 8 Uniformity Schematic Diagram

(5) End point detection: Atol sa proseso sa etching, ang pagbag-o sa kahayag intensity kanunay nga namatikdan. Kung ang usa ka piho nga intensity sa kahayag motaas o mous-os pag-ayo, ang pag-ukit gitapos aron markahan ang pagkompleto sa usa ka layer sa pag-ukit sa pelikula.

Figure 9 Katapusan nga punto schematic diagram

Sa uga nga etching, ang gas naghinam-hinam sa taas nga frequency (kasagaran 13.56 MHz o 2.45 GHz). Sa presyur nga 1 hangtod 100 Pa, ang kasagaran nga libre nga agianan niini pila ka milimetro hangtod pipila ka sentimetro. Adunay tulo ka nag-unang matang sa dry etching:

•Pisikal nga uga nga etching: Ang gipadali nga mga partikulo pisikal nga nagsul-ob sa wafer nga nawong

•Chemical dry etching: gas mo-react sa kemikal sa wafer nga nawong

•Kemikal nga pisikal nga dry etching: pisikal nga proseso sa pagkulit nga adunay kemikal nga mga kinaiya

1. Ion beam etching

Ang Ion beam etching (Ion Beam Etching) maoy usa ka pisikal nga uga nga proseso sa pagproseso nga naggamit ug taas nga enerhiya nga argon ion beam nga adunay kusog nga mga 1 ngadto sa 3 keV aron sa pag-irradiate sa materyal nga nawong. Ang kusog sa ion beam maoy hinungdan sa epekto niini ug pagtangtang sa materyal sa nawong. Ang proseso sa pag-ukit kay anisotropic sa kaso sa vertical o oblique incident ion beams. Bisan pa, tungod sa kakulang sa pagpili niini, wala’y klaro nga kalainan tali sa mga materyales sa lainlaing lebel. Ang namugna nga mga gas ug ang mga etched nga materyales nahurot sa vacuum pump, apan tungod kay ang mga produkto sa reaksyon dili mga gas, ang mga partikulo gibutang sa wafer o mga bungbong sa lawak.

Aron mapugngan ang pagporma sa mga partikulo, ang ikaduha nga gas mahimong ipasulod sa lawak. Kini nga gas mo-react sa mga argon ions ug magpahinabog pisikal ug kemikal nga proseso sa pag-ukit. Ang bahin sa gas mo-react sa materyal sa nawong, apan mo-react usab kini sa gipasinaw nga mga partikulo aron maporma ang mga produkto sa gas. Hapit tanan nga mga matang sa mga materyales mahimong makulit pinaagi niini nga pamaagi. Tungod sa bertikal nga radiation, ang pagsul-ob sa bertikal nga mga bungbong gamay kaayo (taas nga anisotropy). Bisan pa, tungod sa ubos nga pagkapili ug hinay nga rate sa pag-etching, kini nga proseso panagsa ra nga gigamit sa karon nga paghimo sa semiconductor.

2. Plasma etching

Ang plasma etching usa ka hingpit nga kemikal nga proseso sa pag-ukit, nailhan usab nga kemikal nga dry etching. Ang bentaha niini mao nga dili kini hinungdan sa kadaot sa ion sa wafer nga nawong. Tungod kay ang aktibo nga mga espisye sa etching gas libre nga molihok ug ang proseso sa etching isotropic, kini nga pamaagi angay alang sa pagtangtang sa tibuuk nga layer sa pelikula (pananglitan, paglimpyo sa likod nga bahin pagkahuman sa thermal oxidation).

Ang downstream reactor kay usa ka klase sa reactor nga sagad gigamit para sa plasma etching. Niini nga reactor, ang plasma namugna pinaagi sa impact ionization sa high-frequency electric field nga 2.45GHz ug nahimulag gikan sa wafer.

Sa gas discharge area, lain-laing mga partikulo ang namugna tungod sa epekto ug kahinam, lakip na ang free radicals. Ang mga free radical kay neyutral nga mga atomo o molekula nga adunay mga unsaturated nga electron, mao nga sila reaktibo kaayo. Sa proseso sa pag-etching sa plasma, ang pipila ka mga neyutral nga mga gas, sama sa tetrafluoromethane (CF4), kanunay nga gigamit, nga gipaila-ila sa lugar nga gipagawas sa gas aron makamugna ang mga aktibo nga species pinaagi sa ionization o pagkadunot.

Pananglitan, sa CF4 gas, kini gipaila-ila ngadto sa gas discharge area ug decomposed ngadto sa fluorine radicals (F) ug carbon difluoride molekula (CF2). Sa susama, ang fluorine (F) mahimong madunot gikan sa CF4 pinaagi sa pagdugang og oxygen (O2).

2 CF4 + O2 —> 2 COF2 + 2 F2

Ang molekula sa fluorine mahimong mabahin sa duha ka independente nga mga atomo sa fluorine ubos sa kusog sa rehiyon sa pag-agas sa gas, nga ang matag usa usa ka fluorine free radical. Tungod kay ang matag fluorine atom adunay pito ka valence electron ug lagmit nga makab-ot ang elektronik nga pagsumpo sa usa ka inert gas, silang tanan reaktibo kaayo. Dugang pa sa mga neyutral nga fluorine free radicals, adunay ma-charge nga mga partikulo sama sa CF+4, CF+3, CF+2, ug uban pa sa gas discharge region. Pagkahuman, kining tanan nga mga partikulo ug mga libre nga radikal gipasulod sa etching chamber pinaagi sa ceramic tube.

Ang gikarga nga mga partikulo mahimong babagan pinaagi sa extraction gratings o recombined sa proseso sa pagporma sa mga neyutral nga molekula aron makontrol ang ilang kinaiya sa etching chamber. Ang mga fluorine free radicals moagi usab sa partial recombination, apan aktibo gihapon nga makasulod sa etching chamber, mo-react sa kemikal sa wafer surface ug hinungdan sa pagkatangtang sa materyal. Ang ubang mga neyutral nga mga partikulo dili moapil sa proseso sa pag-ukit ug gikaon uban sa mga produkto sa reaksyon.

Mga pananglitan sa nipis nga mga pelikula nga mahimong makulit sa plasma etching:

• Silikon: Si + 4F—> SiF4

• Silicon dioxide: SiO2 + 4F—> SiF4 + O2

• Silicon nitride: Si3N4 + 12F—> 3SiF4 + 2N2

3. Reactive ion etching (RIE)

Ang reactive ion etching usa ka kemikal-pisikal nga proseso sa pag-etching nga tukma kaayo nga makakontrol sa selectivity, etching profile, etching rate, uniformity ug repeatability. Makab-ot niini ang mga profile sa isotropic ug anisotropic etching ug busa usa sa labing hinungdanon nga proseso alang sa pagtukod sa lainlaing mga manipis nga pelikula sa paghimo sa semiconductor.

Atol sa RIE, ang wafer gibutang sa usa ka high-frequency electrode (HF electrode). Pinaagi sa impact ionization, usa ka plasma ang namugna diin ang mga free electron ug positively charged ions anaa. Kung ang usa ka positibo nga boltahe gipadapat sa HF electrode, ang mga libre nga electron natipon sa ibabaw sa electrode ug dili na makabiya sa electrode pag-usab tungod sa ilang pagkadugtong sa elektron. Busa, ang mga electrodes gikargahan sa -1000V (bias boltahe) aron ang hinay nga mga ion dili makasunod sa paspas nga pagbag-o sa natad sa kuryente ngadto sa negatibo nga electrode.

Atol sa ion etching (RIE), kon taas ang mean free path sa mga ion, moigo sila sa wafer surface sa halos tul-id nga direksyon. Niining paagiha, ang gipadali nga mga ion nagtuktok sa materyal ug nagporma og kemikal nga reaksyon pinaagi sa pisikal nga pag-ukit. Tungod kay ang mga lateral sidewalls wala maapektuhan, ang etch profile nagpabilin nga anisotropic ug gamay ang pagsul-ob sa nawong. Bisan pa, ang pagkapili dili kaayo taas tungod kay ang proseso sa pisikal nga pag-ukit nahitabo usab. Dugang pa, ang pagpatulin sa mga ion hinungdan sa kadaot sa wafer nga nawong, nga nagkinahanglan sa thermal annealing aron ayohon.

Ang kemikal nga bahin sa proseso sa pag-ukit nahuman pinaagi sa mga free radical nga nag-reaksyon sa ibabaw ug ang mga ion nga pisikal nga nag-igo sa materyal aron dili kini mag-redeposit sa wafer o sa mga bungbong sa lawak, paglikay sa redeposition phenomenon sama sa ion beam etching. Kung ang pagtaas sa presyur sa gas sa etching chamber, ang gipasabut nga libre nga agianan sa mga ion gikunhuran, nga nagdugang sa gidaghanon sa mga pagbangga sa taliwala sa mga ion ug mga molekula sa gas, ug ang mga ion nagkatibulaag sa lainlaing mga direksyon. Nagresulta kini sa dili kaayo direksyon nga pag-ukit, nga naghimo sa proseso sa pag-ukit nga labi ka kemikal.

Anisotropic etch profiles makab-ot pinaagi sa passivating sa sidewalls sa panahon sa silicon etching. Ang oxygen gipaila-ila ngadto sa etching chamber, diin kini mo-react sa etched silicon aron maporma ang silicon dioxide, nga gideposito sa vertical sidewalls. Tungod sa pagpamomba sa ion, ang oxide layer sa pinahigda nga mga lugar gikuha, nga nagtugot sa lateral etching nga proseso nga magpadayon. Kini nga pamaagi makakontrolar sa porma sa etch profile ug sa steepness sa sidewalls.

Ang rate sa etch naapektuhan sa mga hinungdan sama sa presyur, gahum sa generator sa HF, proseso sa gas, aktwal nga rate sa pag-agos sa gas ug temperatura sa wafer, ug ang sakup sa pagbag-o niini gitago sa ubos sa 15%. Ang anisotropy nagdugang sa pagtaas sa gahum sa HF, pagkunhod sa presyur ug pagkunhod sa temperatura. Ang pagkaparehas sa proseso sa etching gitino sa gas, electrode spacing ug electrode material. Kung ang distansya sa electrode gamay ra, ang plasma dili parehas nga magkatibulaag, nga moresulta sa dili pagkaparehas. Ang pagdugang sa gilay-on sa electrode makapakunhod sa rate sa etching tungod kay ang plasma giapod-apod sa mas dako nga gidaghanon. Ang carbon mao ang gipalabi nga electrode nga materyal tungod kay kini naghimo sa usa ka uniporme nga strained plasma aron ang ngilit sa wafer maapektuhan sa samang paagi sama sa sentro sa wafer.

Ang proseso sa gas adunay importante nga papel sa selectivity ug etching rate. Alang sa silicon ug silicon compounds, ang fluorine ug chlorine kasagarang gigamit aron makab-ot ang etching. Ang pagpili sa angay nga gas, pag-adjust sa dagan sa gas ug presyur, ug pagkontrol sa uban pang mga parameter sama sa temperatura ug gahum sa proseso mahimong makab-ot ang gitinguha nga rate sa etch, pagkapili, ug pagkaparehas. Ang pag-optimize sa kini nga mga parameter sagad nga gipasibo alang sa lainlaing mga aplikasyon ug materyales.

Ang proseso sa etching dili limitado sa usa ka gas, gas mixture, o fixed process parameters. Pananglitan, ang lumad nga oxide sa polysilicon mahimong tangtangon una nga adunay taas nga etch rate ug ubos nga selectivity, samtang ang polysilicon mahimong makulit sa ulahi nga adunay mas taas nga selectivity kalabot sa nagpahiping mga layer.

———————————————————————————————————————————————— ———————————

Makahatag ang Semiceramga bahin sa graphite, humok/tig-a nga gibati, mga bahin sa silicon carbide,Mga bahin sa CVD silicon carbide,ugSiC / TaC adunay sapaw nga mga bahin uban sa 30 ka adlaw.

Kung interesado ka sa mga produkto sa semiconductor sa ibabaw,palihug ayaw pagpanuko sa pagkontak kanamo sa unang higayon.

Tel: +86-13373889683

WhatsApp:+86-15957878134

Email: sales01@semi-cera.com