Usa ka Pasiuna
Ang pag-ukit sa proseso sa paghimo sa integrated circuit gibahin sa:
- Basa nga pagkulit;
-Dy etching.
Sa una nga mga adlaw, ang basa nga pag-ukit kaylap nga gigamit, apan tungod sa mga limitasyon niini sa kontrol sa gilapdon sa linya ug direksyon sa pag-ukit, kadaghanan sa mga proseso pagkahuman sa 3μm naggamit ug uga nga pag-ukit. Ang basa nga pag-ukit gigamit lamang sa pagtangtang sa pipila ka espesyal nga mga lut-od sa materyal ug limpyo nga mga salin.
Ang dry etching nagtumong sa proseso sa paggamit sa mga gas nga kemikal nga etchants aron mo-react sa mga materyales sa wafer aron matangtang ang bahin sa materyal nga tangtangon ug maporma ang dali nga reaksyon nga mga produkto, nga makuha dayon gikan sa reaction chamber. Ang etchant kasagarang namugna direkta o dili direkta gikan sa plasma sa etching gas, mao nga ang dry etching gitawag usab nga plasma etching.
1.1 Plasma
Ang Plasma kay gas sa huyang nga ionized state nga naporma pinaagi sa glow discharge sa etching gas ubos sa aksyon sa external electromagnetic field (sama sa namugna sa radio frequency power supply). Naglakip kini sa mga electron, ion ug neutral nga aktibong mga partikulo. Taliwala niini, ang mga aktibong partikulo mahimong direktang mo-react sa kemikal sa gikulit nga materyal aron makab-ot ang pag-ukit, apan kining lunsay nga kemikal nga reaksyon kasagaran mahitabo lamang sa gamay kaayo nga gidaghanon sa mga materyales ug dili direksyon; sa diha nga ang mga ion adunay usa ka piho nga enerhiya, sila mahimong etched pinaagi sa direkta nga pisikal nga sputtering, apan ang etching rate sa niini nga purong pisikal nga reaksyon mao ang hilabihan ubos ug ang selectivity mao ang kaayo kabus.
Kadaghanan sa plasma etching nahuman uban sa pag-apil sa aktibo nga mga partikulo ug mga ion sa samang higayon. Niini nga proseso, ang pagpamomba sa ion adunay duha ka mga gimbuhaton. Ang usa mao ang pagguba sa atomic bonds sa ibabaw sa kinulit nga materyal, sa ingon nagdugang sa gikusgon sa neyutral nga mga partikulo sa reaksiyon niini; ang usa mao ang pagtuktok sa mga produkto sa reaksyon nga gideposito sa interface sa reaksyon aron mapadali ang etchant nga hingpit nga makontak ang nawong sa gikulit nga materyal, aron magpadayon ang pagkulit.
Ang mga produkto sa reaksyon nga gideposito sa sidewalls sa etched structure dili epektibong matangtang pinaagi sa directional ion bombardment, sa ingon nagbabag sa etching sa sidewalls ug nagporma og anisotropic etching.
Ikaduha nga proseso sa etching
2.1 Basa nga Etching ug Paglimpyo
Ang basa nga pag-ukit mao ang usa sa labing una nga teknolohiya nga gigamit sa paghimo sa integrated circuit. Bisan kung ang kadaghanan sa mga proseso sa basa nga pag-ukit gipulihan sa anisotropic dry etching tungod sa isotropic nga pag-ukit niini, kini adunay hinungdanon nga papel sa paglimpyo sa dili kritikal nga mga lut-od sa mas dagkong mga gidak-on. Ilabi na sa pag-ukit sa mga residu sa pagtangtang sa oxide ug paghubo sa epidermal, kini mas epektibo ug ekonomikanhon kay sa uga nga etching.
Ang mga butang sa basa nga etching nag-una naglakip sa silicon oxide, silicon nitride, single crystal silicon ug polycrystalline silicon. Ang basa nga pag-ukit sa silicon oxide kasagarang naggamit sa hydrofluoric acid (HF) isip nag-unang kemikal nga tigdala. Aron mapauswag ang pagkapili, ang dilute nga hydrofluoric acid nga gibuffer sa ammonium fluoride gigamit sa proseso. Aron mapadayon ang kalig-on sa pH nga kantidad, ang gamay nga kantidad sa kusog nga acid o uban pang mga elemento mahimong idugang. Ang doped silicon oxide mas dali nga ma-corroded kaysa puro nga silicon oxide. Ang basa nga kemikal nga paghubo kay gigamit sa pagtangtang sa photoresist ug gahi nga maskara (silicon nitride). Ang mainit nga phosphoric acid (H3PO4) mao ang nag-unang kemikal nga likido nga gigamit alang sa basa nga pagtangtang sa kemikal aron makuha ang silicon nitride, ug adunay maayo nga pagpili alang sa silicon oxide.
Ang basa nga pagpanglimpyo susama sa basa nga pag-ukit, ug nag-una nga nagtangtang sa mga hugaw sa ibabaw sa silicon wafers pinaagi sa kemikal nga mga reaksyon, lakip ang mga partikulo, organikong butang, metal ug oxide. Ang panguna nga paglimpyo sa basa mao ang basa nga pamaagi sa kemikal. Bisan tuod ang dry cleaning makapuli sa daghang mga pamaagi sa paglimpyo sa basa, walay pamaagi nga hingpit nga makapuli sa basa nga pagpanglimpyo.
Ang kasagarang gigamit nga mga kemikal alang sa basa nga pagpanglimpyo naglakip sa sulfuric acid, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, phosphoric acid, hydrogen peroxide, ammonium hydroxide, ammonium fluoride, ug uban pa. paghimo og solusyon sa pagpanglimpyo, sama sa SC1, SC2, DHF, BHF, ug uban pa.
Ang paghinlo kanunay nga gigamit sa proseso sa wala pa ang oxide film deposition, tungod kay ang pag-andam sa oxide film kinahanglan nga himuon sa usa ka hingpit nga limpyo nga silicon wafer surface. Ang kasagaran nga proseso sa paglimpyo sa silicon wafer mao ang mosunod:
2.2 Dry Etching and Paglimpyo
2.2.1 Dry Etching
Ang dry etching sa industriya nag-una nga nagtumong sa plasma etching, nga naggamit sa plasma nga adunay gipauswag nga kalihokan sa pag-etch sa mga piho nga sangkap. Ang sistema sa kagamitan sa dinagkung mga proseso sa produksiyon naggamit sa ubos nga temperatura nga dili balanse nga plasma.
Ang plasma etching nag-una naggamit sa duha ka mga paagi sa pagdiskarga: capacitive coupled discharge ug inductive coupled discharge
Sa capacitively coupled discharge mode: ang plasma gihimo ug gimintinar sa duha ka parallel plate capacitors pinaagi sa external radio frequency (RF) power supply. Ang presyur sa gas kasagaran pila ka millitorr hangtod napulo ka millitorr, ug ang rate sa ionization dili moubos sa 10-5. Sa inductively coupled discharge mode: kasagaran sa ubos nga gas pressure (napulo ka millitorr), ang plasma namugna ug gimentinar pinaagi sa inductively coupled input energy. Ang rate sa ionization kasagaran labaw pa sa 10-5, mao nga gitawag usab kini nga high-density plasma. Ang high-density nga mga tinubdan sa plasma mahimo usab nga makuha pinaagi sa electron cyclotron resonance ug cyclotron wave discharge. Ang high-density nga plasma mahimong ma-optimize ang etching rate ug selectivity sa proseso sa etching samtang gipakunhod ang kadaot sa etching pinaagi sa independente nga pagkontrol sa ion flow ug ion bombardment energy pinaagi sa external RF o microwave power supply ug RF bias power supply sa substrate.
Ang proseso sa uga nga etching mao ang mosunod: ang etching gas gi-injected ngadto sa vacuum reaction chamber, ug human ang pressure sa reaction chamber mapalig-on, ang plasma namugna pinaagi sa radio frequency glow discharge; human maapektuhan sa high-speed nga mga electron, kini madugta aron makahimo og mga libreng radicals, nga mokatap sa nawong sa substrate ug ma-adsorb. Ubos sa aksyon sa pagpamomba sa ion, ang adsorbed free radicals mo-react sa mga atomo o molekula sa ibabaw sa substrate aron maporma ang mga gas nga byproduct, nga gipagawas gikan sa reaction chamber. Ang proseso gipakita sa mosunod nga numero:
Ang mga proseso sa dry etching mahimong bahinon sa mosunod nga upat ka mga kategoriya:
(1)Pisikal nga sputtering etching: Kini nag-una nga nagsalig sa abtik nga mga ion sa plasma aron bombahan ang nawong sa gikulit nga materyal. Ang gidaghanon sa mga atomo nga na-sputter nagdepende sa kusog ug anggulo sa mga partikulo sa insidente. Kung ang enerhiya ug anggulo nagpabilin nga wala mausab, ang sputtering rate sa lain-laing mga materyales kasagaran magkalahi sa 2 ngadto sa 3 ka beses, mao nga walay pagpili. Ang proseso sa reaksyon kasagaran anisotropic.
(2)Chemical etching: Ang Plasma naghatag og gas-phase etching atoms ug molekula, nga mo-react sa kemikal sa ibabaw sa materyal aron makagama og dali-dali nga mga gas. Kining lunsay nga kemikal nga reaksyon adunay maayo nga pagkapili ug nagpakita sa isotropic nga mga kinaiya nga walay pagtagad sa istruktura sa lattice.
Pananglitan: Si (solid) + 4F → SiF4 (gaseous), photoresist + O (gaseous) → CO2 (gaseous) + H2O (gaseous)
(3)Ion energy driven etching: Ang mga ion pareho nga mga partikulo nga maoy hinungdan sa pag-ukit ug mga partikulo nga nagdala sa enerhiya. Ang etching efficiency sa maong mga partikulo nga nagdala sa enerhiya labaw pa sa usa ka han-ay sa magnitude nga mas taas kay sa yano nga pisikal o kemikal nga pag-ukit. Lakip kanila, ang pag-optimize sa pisikal ug kemikal nga mga parametro sa proseso mao ang kinauyokan sa pagkontrol sa proseso sa pag-ukit.
(4)Ion-barrier composite etching: Kini nag-una nga nagtumong sa kaliwatan sa usa ka polymer barrier protective layer pinaagi sa composite partikulo sa panahon sa etching proseso. Ang plasma nanginahanglan sa ingon nga usa ka panalipod nga layer aron mapugngan ang reaksyon sa pag-ukit sa mga sidewall sa panahon sa proseso sa pag-ukit. Pananglitan, ang pagdugang sa C sa Cl ug Cl2 etching makahimo og chlorocarbon compound layer sa panahon sa pag-etching aron mapanalipdan ang sidewalls gikan sa pagkulit.
2.2.1 Dry cleaning
Ang dry cleaning kasagaran nagtumong sa paglimpyo sa plasma. Ang mga ion sa plasma gigamit sa pagpamomba sa nawong nga limpyohan, ug ang mga atomo ug mga molekula sa gi-aktibo nga estado nakig-uban sa nawong nga limpyohan, aron makuha ug abohon ang photoresist. Dili sama sa dry etching, ang mga parameter sa proseso sa dry cleaning kasagaran wala maglakip sa pagkapili sa direksyon, mao nga ang disenyo sa proseso medyo simple. Sa dinagkung mga proseso sa produksiyon, ang mga gas nga nakabase sa fluorine, oksiheno o hydrogen ang panguna nga gigamit ingon ang panguna nga lawas sa reaksyon nga plasma. Dugang pa, ang pagdugang sa usa ka piho nga kantidad sa argon plasma makapauswag sa epekto sa pagpamomba sa ion, sa ingon mapauswag ang kahusayan sa paglimpyo.
Sa proseso sa dry cleaning sa plasma, kasagarang gigamit ang remote plasma method. Kini tungod kay sa proseso sa paglimpyo, gilauman nga makunhuran ang epekto sa pagpamomba sa mga ion sa plasma aron makontrol ang kadaot nga gipahinabo sa pagpamomba sa ion; ug ang gipauswag nga reaksyon sa mga kemikal nga libre nga radikal makapauswag sa kahusayan sa paglimpyo. Ang hilit nga plasma makagamit sa mga microwave aron makamugna og stable ug high-density nga plasma sa gawas sa reaction chamber, nga makamugna og daghang free radicals nga mosulod sa reaction chamber aron makab-ot ang reaksyon nga gikinahanglan alang sa pagpanglimpyo. Kadaghanan sa mga tinubdan sa dry cleaning gas sa industriya naggamit sa fluorine-based nga mga gas, sama sa NF3, ug labaw pa sa 99% sa NF3 ang decomposed sa microwave plasma. Adunay halos walay epekto sa pagpamomba sa ion sa proseso sa uga nga pagpanglimpyo, mao nga mapuslanon ang pagpanalipod sa silicon wafer gikan sa kadaot ug pagpalugway sa kinabuhi sa reaction chamber.
Tulo ka basa nga etching ug mga kagamitan sa pagpanglimpyo
3.1 Tank-type nga wafer cleaning machine
Ang trough-type nga wafer cleaning machine nag-una nga gilangkoban sa usa ka front-opening wafer transfer box transmission module, usa ka wafer loading/unloading transmission module, usa ka exhaust air intake module, usa ka kemikal nga liquid tank module, usa ka deionized water tank module, usa ka drying tank module ug control module. Makalimpyo kini sa daghang mga kahon sa mga wafer sa parehas nga oras ug makab-ot ang dry-in ug dry-out sa mga wafer.
3.2 Trench Wafer Etcher
3.3 Usa ka Wafer Basa nga Kagamitan sa Pagproseso
Sumala sa lain-laing mga katuyoan sa proseso, single wafer basa nga proseso kagamitan mahimong bahinon ngadto sa tulo ka mga kategoriya. Ang una nga kategorya mao ang usa ka kagamitan sa paglimpyo sa wafer, kansang mga target sa paglimpyo naglakip sa mga partikulo, organikong butang, natural nga layer sa oxide, mga hugaw sa metal ug uban pang mga hugaw; ang ikaduha nga kategorya mao ang single nga wafer scrubbing equipment, kansang panguna nga katuyoan sa proseso mao ang pagtangtang sa mga partikulo sa nawong sa wafer; ang ikatulo nga kategorya mao ang single wafer etching equipment, nga kasagarang gigamit sa pagtangtang sa nipis nga mga pelikula. Sumala sa lain-laing mga katuyoan sa proseso, single wafer etching ekipo mahimong bahinon ngadto sa duha ka matang. Ang una nga tipo mao ang malumo nga kagamitan sa pag-ukit, nga gigamit sa pagtangtang sa mga lut-od sa kadaot sa nawong sa pelikula tungod sa taas nga kusog nga ion nga implantation; ang ikaduha nga tipo mao ang mga kagamitan sa pagtangtang sa sakripisyo sa layer, nga gigamit sa pagtangtang sa mga babag nga layer pagkahuman sa manipis nga manipis o kemikal nga mekanikal nga pagpasinaw.
Gikan sa panglantaw sa kinatibuk-ang arkitektura sa makina, ang batakang arkitektura sa tanan nga mga matang sa single-wafer basa nga mga ekipo sa proseso susama, sa kinatibuk-an naglangkob sa unom ka bahin: nag-unang frame, wafer transfer nga sistema, chamber module, kemikal nga liquid suplay ug pagbalhin module, software system ug electronic control module.
3.4 Usa ka Kagamitan sa Paglimpyo sa Wafer
Ang single wafer cleaning equipment gidisenyo base sa tradisyonal nga RCA nga pamaagi sa pagpanglimpyo, ug ang proseso nga katuyoan niini mao ang paglimpyo sa mga partikulo, organikong butang, natural nga oxide layer, metal nga mga hugaw ug uban pang mga pollutant. Sa mga termino sa aplikasyon sa proseso, ang usa ka wafer nga kagamitan sa paglimpyo sa pagkakaron kaylap nga gigamit sa mga proseso sa unahan ug likod nga bahin sa paghimo sa integrated circuit, lakip ang paglimpyo sa wala pa ug pagkahuman sa pagporma sa pelikula, paglimpyo pagkahuman sa pag-ukit sa plasma, paglimpyo pagkahuman sa pag-implant sa ion, paglimpyo pagkahuman sa kemikal. mekanikal nga pagpasinaw, ug paglimpyo human sa metal deposition. Gawas sa taas nga temperatura nga proseso sa phosphoric acid, ang usa ka kagamitan sa paglimpyo sa wafer batakan nga nahiuyon sa tanan nga mga proseso sa paglimpyo.
3.5 Usa ka Wafer Etching Equipment
Ang katuyoan sa proseso sa us aka wafer etching nga kagamitan mao ang panguna nga manipis nga pag-ukit sa pelikula. Sumala sa katuyoan sa proseso, kini mahimong bahinon sa duha ka mga kategorya, nga mao, ang light etching equipment (gigamit sa pagtangtang sa surface film damage layer tungod sa high-energy ion implantation) ug sacrificial layer removal equipment (gigamit sa pagtangtang sa barrier layer human sa wafer. pagnipis o kemikal nga mekanikal nga pagpasinaw). Ang mga materyales nga kinahanglan nga tangtangon sa proseso kasagaran naglakip sa silicon, silicon oxide, silicon nitride ug metal film layers.
Upat ka mga dry etching ug mga kagamitan sa pagpanglimpyo
4.1 Klasipikasyon sa plasma etching equipment
Dugang pa sa ion sputtering etching equipment nga duol sa puro pisikal nga reaksyon ug degumming nga ekipo nga duol sa puro kemikal nga reaksyon, ang plasma etching mahimong halos bahinon sa duha ka mga kategoriya sumala sa lain-laing plasma generation ug control nga mga teknolohiya:
-Capacitively Coupled Plasma (CCP) etching;
-Inductively Coupled Plasma (ICP) etching.
4.1.1 CCP
Ang capacitively coupled plasma etching mao ang pagkonektar sa radio frequency power supply ngadto sa usa o pareho sa taas ug ubos nga electrodes sa reaction chamber, ug ang plasma tali sa duha ka plato nagporma og capacitor sa gipasimple nga katumbas nga sirkito.
Adunay duha ka labing una nga ingon nga mga teknolohiya:
Ang usa mao ang sayo nga plasma etching, nga nagkonektar sa RF power supply ngadto sa ibabaw nga electrode ug ang ubos nga electrode diin nahimutang ang wafer kay grounded. Tungod kay ang plasma nga namugna sa ingon niini nga paagi dili maporma ang usa ka igo nga baga nga sakoban sa ion sa ibabaw sa wafer, ang kusog sa pagpamomba sa ion gamay, ug kasagaran kini gigamit sa mga proseso sama sa silicon etching nga naggamit sa mga aktibo nga partikulo ingon ang panguna nga etchant.
Ang lain mao ang sayo nga reactive ion etching (RIE), nga nagkonektar sa suplay sa kuryente sa RF sa ubos nga electrode diin nahimutang ang wafer, ug gipasukad ang taas nga electrode nga adunay mas dako nga lugar. Kini nga teknolohiya mahimo nga usa ka mas baga nga sakoban sa ion, nga angay alang sa mga proseso sa dielectric etching nga nanginahanglan mas taas nga enerhiya sa ion aron makaapil sa reaksyon. Pinasukad sa sayo nga reaktibo nga ion etching, usa ka DC magnetic field nga tul-id sa RF electric field ang gidugang aron maporma ang ExB drift, nga makadugang sa kahigayonan sa pagbangga sa mga electron ug mga partikulo sa gas, sa ingon epektibo nga makapauswag sa konsentrasyon sa plasma ug etching rate. Kini nga etching gitawag nga magnetic field enhanced reactive ion etching (MERIE).
Ang labaw sa tulo nga mga teknolohiya adunay usa ka kasagaran nga disbentaha, nga mao, ang konsentrasyon sa plasma ug ang enerhiya niini dili makontrol nga gilain. Pananglitan, aron madugangan ang rate sa etching, ang pamaagi sa pagdugang sa gahum sa RF mahimong magamit aron madugangan ang konsentrasyon sa plasma, apan ang pagtaas sa gahum sa RF dili malikayan nga mosangput sa pagtaas sa enerhiya sa ion, nga mahimong hinungdan sa kadaot sa mga aparato sa. ang ostiya. Sa miaging dekada, ang teknolohiya sa capacitive coupling nagsagop sa usa ka disenyo sa daghang mga tinubdan sa RF, nga konektado sa taas ug ubos nga mga electrodes matag usa o pareho sa ubos nga electrode.
Pinaagi sa pagpili ug pagpares sa lainlaing mga frequency sa RF, ang lugar sa elektrod, gilay-on, mga materyales ug uban pang hinungdanon nga mga parameter gi-coordinate sa usag usa, ang konsentrasyon sa plasma ug enerhiya sa ion mahimong mabuak kutob sa mahimo.
4.1.2 ICP
Ang inductively coupled plasma etching mao ang pagbutang og usa o daghan pang set sa coils nga konektado sa radio frequency power supply sa o palibot sa reaction chamber. Ang alternating magnetic field nga namugna sa radio frequency current sa coil mosulod sa reaction chamber pinaagi sa dielectric window aron mapadali ang mga electron, sa ingon makamugna og plasma. Sa usa ka gipasimple nga katumbas nga sirkito (transformer), ang coil mao ang nag-unang winding inductance, ug ang plasma mao ang secondary winding inductance.
Kini nga pamaagi sa pagdugtong mahimong makab-ot ang usa ka konsentrasyon sa plasma nga labaw pa sa usa ka han-ay sa kadako nga mas taas kaysa capacitive coupling sa ubos nga presyur. Dugang pa, ang ikaduha nga suplay sa kuryente sa RF konektado sa lokasyon sa wafer ingon usa ka bias nga suplay sa kuryente aron mahatagan ang kusog sa pagpamomba sa ion. Busa, ang konsentrasyon sa ion nagdepende sa tinubdan sa suplay sa kuryente sa coil ug ang enerhiya sa ion nagdepende sa bias nga suplay sa kuryente, sa ingon nakab-ot ang usa ka mas bug-os nga decoupling sa konsentrasyon ug kusog.
4.2 Plasma Etching Equipment
Hapit tanan nga mga etchant sa dry etching direkta o dili direkta nga namugna gikan sa plasma, mao nga ang dry etching sagad gitawag nga plasma etching. Ang plasma etching usa ka matang sa plasma etching sa lapad nga diwa. Sa duha ka sayo nga flat-plate reactor nga mga disenyo, ang usa mao ang pag-ground sa plato diin nahimutang ang wafer ug ang laing plato konektado sa RF source; ang lain mao ang kaatbang. Sa kanhing disenyo, ang dapit sa grounded plate kasagaran mas dako kay sa lugar sa plate nga konektado sa RF source, ug taas ang pressure sa gas sa reactor. Ang sakoban sa ion nga naporma sa ibabaw sa ostiya nipis kaayo, ug ang ostiya daw “giunlod” sa plasma. Ang pag-ukit sa panguna nahuman pinaagi sa kemikal nga reaksyon tali sa aktibo nga mga partikulo sa plasma ug sa nawong sa gikulit nga materyal. Ang kusog sa pagpamomba sa ion gamay ra kaayo, ug ang pag-apil niini sa pag-ukit gamay kaayo. Kini nga disenyo gitawag nga plasma etching mode. Sa laing disenyo, tungod kay ang lebel sa pag-apil sa pagpamomba sa ion medyo dako, kini gitawag nga reactive ion etching mode.
4.3 Reaktibo nga Ion Etching Equipment
Ang reactive ion etching (RIE) nagtumong sa usa ka proseso sa pag-ukit diin ang mga aktibong partikulo ug gikargahan nga mga ion moapil sa proseso sa samang higayon. Taliwala niini, ang mga aktibong partikulo kay kasagaran neyutral nga mga partikulo (nailhan usab nga free radicals), nga adunay taas nga konsentrasyon (mga 1% ngadto sa 10% sa konsentrasyon sa gas), nga mao ang mga nag-unang sangkap sa etchant. Ang mga produkto nga gihimo pinaagi sa kemikal nga reaksyon tali kanila ug sa etched nga materyal mahimong volatilized ug direkta nga gikuha gikan sa reaksyon lawak, o natipon sa etched nawong; samtang ang mga charged ions anaa sa ubos nga konsentrasyon (10-4 ngadto sa 10-3 sa gas concentration), ug kini gipaspasan sa electric field sa ion sheath nga naporma sa ibabaw sa wafer aron bombahan ang etched surface. Adunay duha ka nag-unang gimbuhaton sa mga gikargahan nga mga partikulo. Ang usa mao ang pagguba sa atomikong estruktura sa gikulit nga materyal, sa ingon nagpaspas sa gikusgon sa aktibong mga partikulo sa reaksiyon niini; ang usa mao ang pagbomba ug pagtangtang sa natipon nga mga produkto sa reaksyon aron ang gikulit nga materyal hingpit nga kontak sa aktibo nga mga partikulo, aron magpadayon ang pag-ukit.
Tungod kay ang mga ions dili direkta nga moapil sa etching reaksyon (o account alang sa usa ka gamay kaayo nga proporsyon, sama sa pisikal nga pagpamomba pagtangtang ug direkta nga kemikal nga pag-ukit sa mga aktibo nga ions), sa estrikto nga pagsulti, ang proseso sa ibabaw sa etching kinahanglan nga tawgon nga ion-assisted etching. Ang ngalan nga reactive ion etching dili tukma, apan kini gigamit gihapon karon. Ang labing una nga kagamitan sa RIE gigamit kaniadtong 1980s. Tungod sa paggamit sa usa ka suplay sa kuryente sa RF ug usa ka medyo yano nga disenyo sa chamber sa reaksyon, kini adunay mga limitasyon sa mga termino sa rate sa etching, pagkaparehas ug pagkapili.
4.4 Magnetic Field Enhanced Reactive Ion Etching Equipment
Ang MERIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching) device kay usa ka etching device nga gihimo pinaagi sa pagdugang ug DC magnetic field sa flat-panel RIE device ug gituyo aron madugangan ang etching rate.
Ang kagamitan sa MERIE gigamit sa usa ka dako nga sukod sa 1990s, sa dihang ang single-wafer etching nga kagamitan nahimong mainstream nga kagamitan sa industriya. Ang pinakadako nga disbentaha sa kagamitan sa MERIE mao nga ang spatial distribution inhomogeneity sa plasma concentration nga gipahinabo sa magnetic field mosangpot sa kasamtangan o boltahe nga mga kalainan sa integrated circuit device, sa ingon hinungdan sa pagkadaot sa device. Tungod kay kini nga kadaot gipahinabo sa dihadiha nga pagkadili managsama, ang pagtuyok sa magnetic field dili makawagtang niini. Samtang ang gidak-on sa mga integrated circuits nagpadayon sa pagkunhod, ang kadaot sa ilang aparato labi ka sensitibo sa pagkadili managsama sa plasma, ug ang teknolohiya sa pagdugang sa rate sa etching pinaagi sa pagpaayo sa magnetic field hinayhinay nga gipulihan sa multi-RF power supply planar reactive ion etching technology, nga mao, capacitively inubanan sa plasma etching teknolohiya.
4.5 Capacitively combed plasma etching equipment
Ang capacitively coupled plasma (CCP) etching equipment kay usa ka device nga nagpatunghag plasma sa usa ka reaction chamber pinaagi sa capacitive coupling pinaagi sa pagbutang ug radio frequency (o DC) power supply sa electrode plate ug gigamit sa pag-etching. Ang prinsipyo sa pag-ukit niini susama sa mga kagamitan sa pag-ukit sa reaktibo nga ion.
Ang gipasimple nga schematic diagram sa CCP etching equipment gipakita sa ubos. Kasagaran kini naggamit sa duha o tulo nga mga gigikanan sa RF sa lainlaing mga frequency, ug ang uban naggamit usab mga suplay sa kuryente sa DC. Ang frequency sa RF power supply mao ang 800kHz ~ 162MHz, ug ang kasagarang gigamit mao ang 2MHz, 4MHz, 13MHz, 27MHz, 40MHz ug 60MHz. Ang mga suplay sa kuryente sa RF nga adunay frequency nga 2MHz o 4MHz sagad gitawag nga mga gigikanan sa RF nga low-frequency. Kasagaran sila konektado sa ubos nga electrode diin nahimutang ang wafer. Mas epektibo sila sa pagkontrol sa enerhiya sa ion, mao nga gitawag usab sila nga bias power supplies; Ang mga suplay sa kuryente sa RF nga adunay frequency nga labaw sa 27MHz gitawag nga high-frequency nga gigikanan sa RF. Sila mahimong konektado sa bisan hain sa ibabaw nga electrode o sa ubos nga electrode. Mas epektibo sila sa pagkontrol sa konsentrasyon sa plasma, mao nga gitawag usab sila nga gigikanan nga suplay sa kuryente. Ang 13MHz RF power supply anaa sa tunga-tunga ug sa kasagaran giisip nga adunay duha sa ibabaw nga mga gimbuhaton apan medyo huyang. Hinumdumi nga bisan kung ang konsentrasyon sa plasma ug kusog mahimong mabag-o sa sulod sa usa ka piho nga sakup pinaagi sa gahum sa mga gigikanan sa RF nga lainlain nga mga frequency (ang gitawag nga decoupling nga epekto), tungod sa mga kinaiya sa capacitive coupling, dili sila mahimong ma-adjust ug makontrol sa hingpit nga independente.
Ang pag-apod-apod sa enerhiya sa mga ion adunay hinungdanon nga epekto sa detalyado nga pasundayag sa pag-ukit ug pagkadaot sa aparato, busa ang pag-uswag sa teknolohiya aron ma-optimize ang pag-apod-apod sa enerhiya sa ion nahimo’g usa sa mga hinungdan nga punto sa mga advanced nga kagamitan sa pag-ukit. Sa pagkakaron, ang mga teknolohiya nga malampusong gigamit sa produksyon naglakip sa multi-RF hybrid drive, DC superposition, RF inubanan sa DC pulse bias, ug synchronous pulsed RF output sa bias power supply ug source power supply.
Ang CCP etching equipment maoy usa sa duha ka kaylap nga gigamit nga tipo sa plasma etching equipment. Nag-una kini nga gigamit sa proseso sa pag-ukit sa dielectric nga mga materyales, sama sa gate sidewall ug hard mask etching sa atubangan nga yugto sa proseso sa logic chip, contact hole etching sa tunga-tunga nga yugto, mosaic ug aluminum pad etching sa back stage, ingon man usab pag-etching sa lawom nga mga kanal, lawom nga mga lungag ug mga lungag sa kontak sa mga kable sa proseso sa 3D flash memory chip (pagkuha sa silicon nitride/silicon oxide nga istruktura isip pananglitan).
Adunay duha ka nag-unang mga hagit ug mga direksyon sa pagpaayo nga giatubang sa CCP etching equipment. Una, sa paggamit sa hilabihan ka taas nga enerhiya sa ion, ang etching nga kapabilidad sa taas nga aspect ratio nga mga istruktura (sama sa lungag ug groove etching sa 3D flash memory nagkinahanglan ug ratio nga mas taas kay sa 50:1). Ang karon nga pamaagi sa pagdugang sa gahum sa bias aron madugangan ang enerhiya sa ion naggamit sa mga suplay sa kuryente sa RF hangtod sa 10,000 watts. Sa pagtan-aw sa dako nga kantidad sa kainit nga namugna, ang makapabugnaw ug temperatura control teknolohiya sa reaksyon lawak kinahanglan nga padayon nga pagpalambo. Ikaduha, kinahanglan adunay usa ka breakthrough sa pagpalambo sa bag-ong etching gases sa batakang pagsulbad sa problema sa etching kapabilidad.
4.6 Inductively Coupled Plasma Etching Equipment
Ang inductively coupled plasma (ICP) etching equipment usa ka himan nga naghiusa sa kusog sa usa ka radio frequency power source ngadto sa reaction chamber sa porma sa magnetic field pinaagi sa inductor coil, sa ingon makamugna og plasma para sa etching. Ang prinsipyo sa pag-ukit niini nahisakop usab sa generalized reactive ion etching.
Adunay duha ka nag-unang matang sa mga disenyo sa tinubdan sa plasma alang sa ICP etching equipment. Ang usa mao ang transformer coupled plasma (TCP) nga teknolohiya nga gihimo ug gihimo sa Lam Research. Ang inductor coil niini gibutang sa dielectric window plane sa ibabaw sa reaction chamber. Ang 13.56MHz RF signal nagmugna og alternating magnetic field sa coil nga perpendicular sa dielectric window ug radially diverges sa coil axis isip sentro.
Ang magnetic field mosulod sa reaction chamber pinaagi sa dielectric window, ug ang alternating magnetic field makamugna og alternating electric field nga parallel sa dielectric window sa reaction chamber, sa ingon makab-ot ang dissociation sa etching gas ug pagmugna og plasma. Tungod kay kini nga prinsipyo masabtan nga usa ka transformer nga adunay usa ka inductor coil ingon nga nag-una nga winding ug ang plasma sa reaksyon chamber ingon nga ikaduha nga winding, ang ICP etching ginganlan sunod niini.
Ang nag-unang bentaha sa teknolohiya sa TCP mao nga ang istruktura dali nga mapataas. Pananglitan, gikan sa 200mm nga wafer ngadto sa 300mm nga wafer, ang TCP makapadayon sa samang epekto sa pag-ukit pinaagi lamang sa pagdugang sa gidak-on sa coil.
Ang laing disenyo sa tinubdan sa plasma mao ang decoupled plasma source (DPS) nga teknolohiya nga gihimo ug gihimo sa Applied Materials, Inc. sa United States. Ang inductor coil niini tulo-ka-dimensional nga samad sa usa ka hemispherical dielectric nga bintana. Ang prinsipyo sa pagmugna og plasma susama sa nahisgutang teknolohiya sa TCP, apan ang gas dissociation efficiency medyo taas, nga makaayo sa pagkuha sa mas taas nga konsentrasyon sa plasma.
Tungod kay ang kaepektibo sa inductive coupling aron makamugna og plasma mas taas kaysa sa capacitive coupling, ug ang plasma labi nga gihimo sa lugar nga duol sa dielectric window, ang konsentrasyon sa plasma niini batakan nga gitino sa gahum sa gigikanan nga suplay sa kuryente nga konektado sa inductor. coil, ug ang ion energy sa ion sheath sa ibabaw sa wafer batakan nga gitino pinaagi sa gahum sa bias power supply, mao nga ang konsentrasyon ug kusog sa mga ion mahimong independente nga kontrolado, sa ingon nakab-ot ang decoupling.
Ang ICP etching equipment maoy usa sa duha ka kaylap nga gigamit nga tipo sa plasma etching equipment. Nag-una kini nga gigamit alang sa pag-ukit sa silicon shallow trenches, germanium (Ge), polysilicon gate structures, metal gate structures, strained silicon (Strained-Si), metal wires, metal pads (Pads), mosaic etching metal hard masks ug daghang proseso sa daghang teknolohiya sa imaging.
Dugang pa, sa pagsaka sa tulo-ka-dimensional nga integrated circuits, CMOS image sensors ug micro-electro-mechanical systems (MEMS), ingon man ang paspas nga pagtaas sa paggamit sa pinaagi sa silicon vias (TSV), dako-dako nga oblique hole ug lawom nga silicon etching uban sa lain-laing mga morphologies, daghang mga manufacturers naglunsad etching ekipo naugmad ilabi na alang niini nga mga aplikasyon. Ang mga kinaiya niini dako nga giladmon sa pag-ukit (napulo o bisan gatosan ka micron), mao nga kasagaran kini nagtrabaho ubos sa taas nga pag-agos sa gas, taas nga presyur ug taas nga kondisyon sa kuryente.
———————————————————————————————————————————————— ———————————-
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 bahinuban 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
Oras sa pag-post: Aug-31-2024