Mchakato wa kukausha kwa kawaida huwa na hali nne za msingi: kabla ya etching, etching sehemu, etching tu, na juu ya etching. Sifa kuu ni kiwango cha uteuzi, uteuzi, kipimo muhimu, usawaziko na utambuzi wa mwisho.
Kielelezo 1 Kabla ya etching
Kielelezo 2 Kuchora kwa sehemu
Kielelezo 3 Etching tu
Kielelezo 4 Juu ya etching
(1) Kiwango cha etching: kina au unene wa nyenzo iliyochongwa kuondolewa kwa muda wa kitengo.
Mchoro wa 5 Mchoro wa kiwango cha etching
(2) Uteuzi: uwiano wa viwango vya etching vya nyenzo tofauti za etching.
Mchoro wa 6 Mchoro wa uteuzi
(3) Kipimo muhimu: ukubwa wa muundo katika eneo mahususi baada ya etching kukamilika.
Mchoro wa 7 Mchoro wa mwelekeo muhimu
(4) Usawa: ili kupima ulinganifu wa kipimo muhimu cha kupachika (CD), kinachoangaziwa kwa ujumla na ramani kamili ya CD, fomula ni: U=(Max-Min)/2*AVG.
Mchoro wa 8 Mchoro wa Mpangilio wa Usawa
(5) Ugunduzi wa hatua ya mwisho: Wakati wa mchakato wa kuweka, mabadiliko ya mwangaza hugunduliwa kila wakati. Wakati mwangaza fulani wa mwanga unapoinuka au kushuka kwa kiasi kikubwa, uchongaji husitishwa ili kuashiria kukamilika kwa safu fulani ya etching ya filamu.
Mchoro wa 9 Mchoro wa mpangilio wa ncha ya mwisho
Katika etching kavu, gesi inasisimua na mzunguko wa juu (hasa 13.56 MHz au 2.45 GHz). Kwa shinikizo la 1 hadi 100 Pa, njia yake ya bure ni milimita kadhaa hadi sentimita kadhaa. Kuna aina tatu kuu za etching kavu:
•Etching kavu ya kimwili: chembe za kasi huvaa uso wa kaki
•Etching kavu ya kemikali: gesi humenyuka kwa kemikali pamoja na uso wa kaki
•Kemikali kimwili kavu etching: Mchakato wa kuchota kimwili na sifa za kemikali
1. Kuchora boriti ya ion
Uwekaji wa boriti ya Ion (Ion Beam Etching) ni mchakato wa uchakataji mkavu ambao hutumia boriti ya ayoni yenye nishati ya juu na nishati ya takriban 1 hadi 3 keV ili kuwasha uso wa nyenzo. Nishati ya boriti ya ioni husababisha kuathiri na kuondoa nyenzo za uso. Mchakato wa etching ni anisotropic katika kesi ya mihimili ya ioni ya tukio la wima au la oblique. Hata hivyo, kutokana na ukosefu wake wa kuchagua, hakuna tofauti ya wazi kati ya vifaa katika viwango tofauti. Gesi zinazozalishwa na vifaa vilivyowekwa vimechoka na pampu ya utupu, lakini kwa kuwa bidhaa za majibu sio gesi, chembe huwekwa kwenye kuta za kaki au chumba.
Ili kuzuia uundaji wa chembe, gesi ya pili inaweza kuletwa ndani ya chumba. Gesi hii itaitikia na ioni za argon na kusababisha mchakato wa kimwili na kemikali wa etching. Sehemu ya gesi itajibu pamoja na nyenzo za uso, lakini pia itaitikia pamoja na chembe zilizong'aa ili kuunda bidhaa za gesi. Karibu kila aina ya vifaa vinaweza kuunganishwa na njia hii. Kutokana na mionzi ya wima, kuvaa kwa kuta za wima ni ndogo sana (high anisotropy). Walakini, kwa sababu ya uteuzi wake wa chini na kiwango cha polepole cha kuweka, mchakato huu hautumiwi sana katika utengenezaji wa semiconductor ya sasa.
2. Plasma etching
Uwekaji wa plasma ni mchakato kamili wa kuweka kemikali, pia unajulikana kama etching kavu ya kemikali. Faida yake ni kwamba haina kusababisha uharibifu wa ion kwenye uso wa kaki. Kwa kuwa aina za kazi katika gesi ya etching ni huru kusonga na mchakato wa etching ni isotropic, njia hii inafaa kwa kuondoa safu nzima ya filamu (kwa mfano, kusafisha upande wa nyuma baada ya oxidation ya joto).
Reactor ya chini ya mkondo ni aina ya reactor inayotumika sana kwa uwekaji wa plasma. Katika mtambo huu, plasma huzalishwa na ionization ya athari katika uwanja wa umeme wa mzunguko wa juu wa 2.45GHz na kutengwa na kaki.
Katika eneo la kutokwa kwa gesi, chembe mbalimbali huzalishwa kutokana na athari na msisimko, ikiwa ni pamoja na radicals bure. Radikali huria ni atomi zisizoegemea upande wowote au molekuli zilizo na elektroni zisizojaa, kwa hivyo ni tendaji sana. Katika mchakato wa kuweka plazima, baadhi ya gesi zisizoegemea upande wowote, kama vile tetrafluoromethane (CF4), hutumiwa mara nyingi, ambazo huletwa kwenye eneo la kutokwa kwa gesi ili kutoa spishi hai kwa ioni au mtengano.
Kwa mfano, katika gesi ya CF4, huletwa ndani ya eneo la kutokwa kwa gesi na kuharibiwa kuwa radicals ya florini (F) na molekuli za difluoride ya kaboni (CF2). Vile vile, florini (F) inaweza kuoza kutoka CF4 kwa kuongeza oksijeni (O2).
2 CF4 + O2 —> 2 COF2 + 2 F2
Molekuli ya florini inaweza kugawanyika katika atomi mbili huru za florini chini ya nishati ya eneo la kutokwa kwa gesi, ambayo kila moja ni radical bure ya florini. Kwa kuwa kila atomi ya florini ina elektroni saba za valence na huwa na kufikia usanidi wa kielektroniki wa gesi ajizi, zote ni tendaji sana. Kando na itikadi kali za florini zisizoegemea upande wowote, kutakuwa na chembe zinazochajiwa kama vile CF+4, CF+3, CF+2, n.k. katika eneo la kutokwa kwa gesi. Baadaye, chembe hizi zote na radicals bure huletwa kwenye chumba cha etching kupitia bomba la kauri.
Chembe zilizochajiwa zinaweza kuzuiwa na vipandio vya uchimbaji au kuunganishwa tena katika mchakato wa kutengeneza molekuli zisizo na upande wowote ili kudhibiti tabia zao katika chemba ya etching. Radikali zisizo na florini pia zitaunganishwa tena kwa sehemu, lakini bado zinafanya kazi vya kutosha kuingia kwenye chemba ya etching, hutenda kemikali kwenye uso wa kaki na kusababisha kukatika kwa nyenzo. Chembe nyingine zisizoegemea upande wowote hazishiriki katika mchakato wa kuunganisha na hutumiwa pamoja na bidhaa za athari.
Mifano ya filamu nyembamba ambazo zinaweza kuwekwa kwenye etching ya plasma:
• Silikoni: Si + 4F—> SiF4
• Silicon dioxide: SiO2 + 4F—> SiF4 + O2
• Silicon nitridi: Si3N4 + 12F—> 3SiF4 + 2N2
3. Uchongaji wa ioni tendaji (RIE)
Uchongaji tendaji wa ioni ni mchakato wa uwekaji wa kemikali-kimwili ambao unaweza kudhibiti kwa usahihi uteuzi, wasifu wa etching, kiwango cha udondoshaji, usawaziko na kurudiwa. Inaweza kufikia maelezo mafupi ya isotropiki na anisotropiki na kwa hiyo ni mojawapo ya michakato muhimu zaidi ya kujenga filamu mbalimbali nyembamba katika utengenezaji wa semiconductor.
Wakati wa RIE, kaki huwekwa kwenye electrode ya juu-frequency (HF electrode). Kupitia ionization ya athari, plasma huzalishwa ambayo elektroni za bure na ioni za chaji zipo. Ikiwa voltage chanya inatumiwa kwa electrode ya HF, elektroni za bure hujilimbikiza kwenye uso wa electrode na haziwezi kuondoka electrode tena kutokana na mshikamano wao wa elektroni. Kwa hiyo, electrodes hushtakiwa kwa -1000V (voltage ya upendeleo) ili ioni za polepole haziwezi kufuata shamba la umeme linalobadilika kwa kasi kwa electrode iliyosababishwa vibaya.
Wakati wa etching ya ioni (RIE), ikiwa njia ya bure ya ioni ni ya juu, hugonga uso wa kaki kwa mwelekeo wa karibu wa perpendicular. Kwa njia hii, ioni za kasi hugonga nyenzo na kuunda mmenyuko wa kemikali kupitia etching ya kimwili. Kwa kuwa kuta za kando haziathiriwa, wasifu wa etch unabaki kuwa anisotropic na uvaaji wa uso ni mdogo. Walakini, uteuzi sio juu sana kwa sababu mchakato wa kuchora mwili pia hufanyika. Kwa kuongeza, kuongeza kasi ya ions husababisha uharibifu wa uso wa kaki, ambayo inahitaji annealing ya joto ili kutengeneza.
Sehemu ya kemikali ya mchakato wa kunasa hukamilishwa na itikadi kali huru zinazoguswa na uso na ayoni kugonga nyenzo ili isiweke tena kwenye kaki au kuta za chemba, kuepuka hali ya uwekaji upya kama vile kuchomeka kwa boriti ya ayoni. Wakati wa kuongeza shinikizo la gesi kwenye chumba cha etching, njia ya bure ya ions imepunguzwa, ambayo huongeza idadi ya migongano kati ya ions na molekuli ya gesi, na ions hutawanyika kwa njia tofauti zaidi. Hii inasababisha etching chini ya mwelekeo, na kufanya mchakato etching zaidi kemikali.
Profaili za anisotropiki hupatikana kwa kupitisha kuta za kando wakati wa kuweka silicon. Oksijeni huletwa kwenye chemba ya etching, ambapo humenyuka pamoja na silikoni iliyochongwa na kutengeneza dioksidi ya silicon, ambayo huwekwa kwenye kuta za wima. Kwa sababu ya mlipuko wa ioni, safu ya oksidi kwenye maeneo ya mlalo huondolewa, na kuruhusu mchakato wa kuunganisha kando kuendelea. Njia hii inaweza kudhibiti sura ya wasifu wa etch na mwinuko wa kuta za kando.
Kiwango cha joto huathiriwa na mambo kama vile shinikizo, nguvu ya jenereta ya HF, gesi ya kuchakata, kiwango halisi cha mtiririko wa gesi na halijoto ya kaki, na tofauti zake huwekwa chini ya 15%. Anisotropy huongezeka kwa kuongeza nguvu za HF, shinikizo la kupungua na kupungua kwa joto. Usawa wa mchakato wa etching imedhamiriwa na gesi, nafasi ya electrode na nyenzo za electrode. Ikiwa umbali wa electrode ni mdogo sana, plasma haiwezi kutawanywa sawasawa, na kusababisha kutokuwa na usawa. Kuongeza umbali wa elektrodi hupunguza kiwango cha etching kwa sababu plasma inasambazwa kwa kiasi kikubwa. Kaboni ni nyenzo inayopendekezwa ya elektrodi kwa sababu hutoa plasma iliyochujwa sare ili ukingo wa kaki huathiriwa kwa njia sawa na katikati ya kaki.
Gesi ya mchakato ina jukumu muhimu katika kuchagua na kiwango cha etching. Kwa misombo ya silicon na silicon, fluorine na klorini hutumiwa hasa kufikia etching. Kuchagua gesi inayofaa, kurekebisha mtiririko na shinikizo la gesi, na kudhibiti vigezo vingine kama vile halijoto na nguvu katika mchakato huo kunaweza kufikia kiwango kinachohitajika, uteuzi na usawazishaji. Uboreshaji wa vigezo hivi kawaida hurekebishwa kwa matumizi na vifaa tofauti.
Mchakato wa etching hauzuiliwi kwa gesi moja, mchanganyiko wa gesi, au vigezo vya mchakato usiobadilika. Kwa mfano, oksidi asili kwenye polisilicon inaweza kuondolewa kwanza kwa kiwango cha juu cha mwanga na uteuzi wa chini, ilhali polisilicon inaweza kupachikwa baadaye kwa uteuzi wa juu zaidi unaohusiana na tabaka za msingi.
—————————————————————————————————————————————————— ————————————
Semicera inaweza kutoasehemu za grafiti, kuhisi laini/imara, sehemu za silicon,Sehemu za kaboni za silicon za CVD, naSehemu zilizofunikwa za SiC/TaC na ndani ya siku 30.
Ikiwa una nia ya bidhaa za semiconductor hapo juu,tafadhali usisite kuwasiliana nasi kwa mara ya kwanza.
Simu: +86-13373889683
WhatsApp:+86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Muda wa kutuma: Sep-12-2024