Katika mchakato wa utengenezaji wa semiconductor,etchingteknolojia ni mchakato muhimu ambao hutumiwa kuondoa kwa usahihi nyenzo zisizohitajika kwenye substrate ili kuunda mifumo ngumu ya mzunguko. Nakala hii italeta teknolojia mbili kuu za uwekaji kwa undani - uwekaji wa plasma uliounganishwa kwa uwezo (CCP) na uwekaji wa plasma kwa kufataICP), na uchunguze matumizi yao katika kuweka nyenzo tofauti.
Uwekaji wa plasma uliounganishwa kwa uwezo (CCP)
Uwekaji wa plasma uliounganishwa kwa uwezo (CCP) unapatikana kwa kutumia voltage ya RF kwa elektroni mbili za sahani zinazofanana kupitia kilinganishi na capacitor ya kuzuia DC. Electrodes mbili na plasma kwa pamoja huunda capacitor sawa. Katika mchakato huu, voltage ya RF huunda sheath ya capacitive karibu na electrode, na mpaka wa sheath hubadilika na oscillation ya haraka ya voltage. Elektroni zinapofikia ala hii inayobadilika haraka, huakisiwa na kupata nishati, ambayo huchochea kutengana au kuainishwa kwa molekuli za gesi kuunda plazima. Uwekaji wa CCP kwa kawaida hutumiwa kwa nyenzo zilizo na nishati ya juu zaidi ya dhamana ya kemikali, kama vile dielectri, lakini kwa sababu ya kiwango chake cha chini cha uwekaji, inafaa kwa programu zinazohitaji udhibiti mzuri.
Uchoraji wa plasma uliounganishwa kwa kufata (ICP)
Plasma iliyounganishwa kwa inductivelyetching(ICP) inategemea kanuni kwamba mkondo unaopishana hupitia koili ili kutoa uga wa sumaku. Chini ya hatua ya uwanja huu wa sumaku, elektroni katika chumba cha mmenyuko huharakishwa na huendelea kuharakisha katika uwanja wa umeme unaosababishwa, na hatimaye kugongana na molekuli za gesi ya mmenyuko, na kusababisha molekuli kutengana au ionize na kuunda plasma. Njia hii inaweza kutoa kiwango cha juu cha ionization na kuruhusu wiani wa plasma na nishati ya bombardment kurekebishwa kwa kujitegemea, ambayo hufanya.Uwekaji wa ICPinafaa sana kwa vifaa vya kuchomeka vyenye nishati ya chini ya dhamana ya kemikali, kama vile silicon na chuma. Kwa kuongeza, teknolojia ya ICP pia hutoa usawa bora na kiwango cha etching.
1. Etching ya chuma
Etching ya chuma hutumiwa hasa kwa usindikaji wa viunganisho na wiring za chuma za safu nyingi. Mahitaji yake ni pamoja na: kiwango cha juu cha kuchomwa, uteuzi wa juu (zaidi ya 4:1 kwa safu ya barakoa na zaidi ya 20:1 kwa dielectri ya interlayer), usawa wa juu wa kuchomeka, udhibiti mzuri wa kipimo, hakuna uharibifu wa plasma, uchafuzi mdogo wa mabaki, na hakuna kutu kwa chuma. Uchongaji wa chuma kawaida hutumia vifaa vya kuchomeka vya plasma vilivyounganishwa kwa kufata.
•Alumini etching: Alumini ni nyenzo muhimu zaidi ya waya katika hatua za kati na nyuma za utengenezaji wa chip, na faida za upinzani mdogo, uwekaji rahisi na etching. Uwekaji wa alumini kawaida hutumia plazima inayozalishwa na gesi ya kloridi (kama vile Cl2). Alumini humenyuka pamoja na klorini kutoa kloridi tete ya alumini (AlCl3). Zaidi ya hayo, halidi nyingine kama vile SiCl4, BCl3, BBr3, CCl4, CHF3, n.k. zinaweza kuongezwa ili kuondoa safu ya oksidi kwenye uso wa alumini ili kuhakikisha kunakomeka kwa kawaida.
• Uwekaji wa Tungsten: Katika miundo ya uunganisho wa waya za chuma zenye safu nyingi, tungsten ndio chuma kikuu kinachotumika kwa uunganisho wa sehemu ya kati ya chip. Gesi zenye msingi wa florini au klorini zinaweza kutumika kutengenezea tungsten ya chuma, lakini gesi zinazotokana na florini zina uwezo duni wa kuchagua kwa oksidi ya silicon, wakati gesi zinazotokana na klorini (kama vile CCl4) zina uwezo bora wa kuchagua. Nitrojeni huongezwa kwa gesi ya mmenyuko ili kupata uteuzi wa juu wa gundi ya etching, na oksijeni huongezwa ili kupunguza utuaji wa kaboni. Etching tungsten na gesi ya klorini inaweza kufikia etching anisotropic na kuchagua juu. Gesi zinazotumiwa katika uwekaji kavu wa tungsten ni SF6, Ar na O2, kati ya hizo SF6 inaweza kuoza katika plazima ili kutoa atomi za florini na tungsten kwa mmenyuko wa kemikali ili kutoa floridi.
• Uwekaji wa nitridi ya Titanium: Nitridi ya Titanium, kama nyenzo ngumu ya kufunika uso, inachukua nafasi ya nitridi ya silicon au kinyago cha oksidi katika mchakato wa damascene mbili. Uwekaji wa nitridi ya titani hutumiwa hasa katika mchakato wa kufungua kinyago kigumu, na bidhaa kuu ya athari ni TiCl4. Uchaguzi kati ya mask ya jadi na safu ya chini ya k dielectric sio juu, ambayo itasababisha kuonekana kwa wasifu wa umbo la arc juu ya safu ya chini ya k dielectric na upanuzi wa upana wa groove baada ya etching. Nafasi kati ya mistari ya chuma iliyowekwa ni ndogo sana, ambayo inaweza kukabiliwa na kuvuja kwa daraja au kuvunjika moja kwa moja.
2. Insulator etching
Kifaa cha kuchomeka kihami kwa kawaida ni vifaa vya dielectric kama vile dioksidi ya silicon au nitridi ya silicon, ambayo hutumiwa sana kuunda mashimo ya mguso na mashimo ya chaneli ili kuunganisha tabaka tofauti za saketi. Uchongaji wa dielectric kawaida hutumia mwako kulingana na kanuni ya uwekaji wa plasma iliyounganishwa kwa uwezo.
• Uwekaji wa plasma wa filamu ya silicon dioksidi: Filamu ya silicon dioksidi hutawanywa kwa kutumia gesi zinazochomeka zenye florini, kama vile CF4, CHF3, C2F6, SF6 na C3F8. Kaboni iliyo katika gesi inayoangazia inaweza kuitikia pamoja na oksijeni katika safu ya oksidi ili kuzalisha bidhaa za CO na CO2, na hivyo kuondoa oksijeni katika safu ya oksidi. CF4 ni gesi ya etching inayotumika sana. Wakati CF4 inapogongana na elektroni zenye nguvu nyingi, ioni mbalimbali, radicals, atomi na radicals huru hutolewa. Radikali zisizo na florini zinaweza kuathiriwa na kemikali na SiO2 na Si kutoa silikoni tete ya tetrafluoride (SiF4).
• Uchongaji wa Plasma wa filamu ya nitridi ya silicon: Filamu ya silicon nitridi inaweza kupachikwa kwa kutumia etching ya plasma na CF4 au gesi mchanganyiko ya CF4 (pamoja na O2, SF6 na NF3). Kwa filamu ya Si3N4, wakati plasma ya CF4-O2 au plazima ya gesi iliyo na atomi za F inatumiwa kwa kuchota, kiwango cha uchomaji cha nitridi ya silicon kinaweza kufikia 1200Å/min, na uteuzi wa etching unaweza kuwa juu kama 20:1. Bidhaa kuu ni tetrafluoride ya silikoni tete (SiF4) ambayo ni rahisi kutolewa.
4. Etching ya silicon ya kioo moja
Uwekaji wa silikoni ya fuwele moja hutumika hasa kutengeneza utengaji wa mitaro ya kina kirefu (STI). Utaratibu huu kawaida hujumuisha mchakato wa mafanikio na mchakato kuu wa etching. Mchakato wa mafanikio hutumia gesi ya SiF4 na NF ili kuondoa safu ya oksidi kwenye uso wa silicon moja ya fuwele kupitia bombardment kali ya ioni na hatua ya kemikali ya vipengele vya florini; etching kuu hutumia bromidi hidrojeni (HBr) kama kielelezo kikuu. Radikali za bromini zilizooza na HBr katika mazingira ya plasma huguswa na silicon kuunda silikoni tete ya tetrabromide (SiBr4), na hivyo kuondoa silicon. Uwekaji wa silicon ya fuwele moja kwa kawaida hutumia mashine ya kunasa plasma iliyounganishwa kwa kufata.
5. Polysilicon Etching
Etching ya polysilicon ni mojawapo ya michakato muhimu ambayo huamua ukubwa wa lango la transistors, na ukubwa wa lango huathiri moja kwa moja utendaji wa nyaya zilizounganishwa. Uwekaji wa polysilicon unahitaji uwiano mzuri wa kuchagua. Gesi za halojeni kama vile klorini (Cl2) kwa kawaida hutumika kufikia uwekaji wa anisotropiki, na kuwa na uwiano mzuri wa kuchagua (hadi 10:1). Gesi zinazotokana na bromini kama vile bromidi hidrojeni (HBr) zinaweza kupata uwiano wa juu wa kuchagua (hadi 100:1). Mchanganyiko wa HBr na klorini na oksijeni unaweza kuongeza kiwango cha uchomaji. Bidhaa za mmenyuko za gesi ya halojeni na silicon huwekwa kwenye kuta za kando ili kuchukua jukumu la kinga. Uchongaji wa polysilicon kawaida hutumia mashine ya kunasa plasma iliyounganishwa kwa kufata.
Iwe inaunganika kwa utengamano wa plazima au uchongaji wa plazima kwa kufata kwa kufata, kila moja ina manufaa yake ya kipekee na sifa za kiufundi. Kuchagua teknolojia inayofaa ya etching haiwezi tu kuboresha ufanisi wa uzalishaji, lakini pia kuhakikisha mavuno ya bidhaa ya mwisho.
Muda wa kutuma: Nov-12-2024