Utangulizi Mmoja
Etching katika mchakato wa utengenezaji wa mzunguko uliojumuishwa umegawanywa katika:
- Uchovu wa mvua;
- Kuchora kavu.
Katika siku za kwanza, etching ya mvua ilitumiwa sana, lakini kutokana na mapungufu yake katika udhibiti wa upana wa mstari na mwelekeo wa etching, taratibu nyingi baada ya 3μm hutumia etching kavu. Uwekaji wa mvua hutumiwa tu kuondoa tabaka fulani za nyenzo maalum na mabaki safi.
Kukausha kunarejelea mchakato wa kutumia chembechembe za kemikali za gesi ili kuitikia na nyenzo kwenye kaki ili kuondoa sehemu ya nyenzo ya kuondolewa na kuunda bidhaa za athari tete, ambazo hutolewa kutoka kwenye chemba ya majibu. Etchant kawaida huzalishwa moja kwa moja au kwa njia isiyo ya moja kwa moja kutoka kwa plazima ya gesi inayowaka, kwa hivyo etching kavu pia huitwa etching ya plasma.
1.1 Plasma
Plasma ni gesi iliyo katika hali ya ionized dhaifu inayoundwa na kutokwa kwa mwanga wa gesi inayowaka chini ya utendakazi wa uwanja wa sumakuumeme wa nje (kama vile inayotolewa na usambazaji wa nguvu wa masafa ya redio). Inajumuisha elektroni, ioni na chembe za kazi zisizo na upande. Miongoni mwao, chembe hai zinaweza kuguswa moja kwa moja na kemikali na nyenzo zilizowekwa ili kufikia etching, lakini mmenyuko huu safi wa kemikali kawaida hutokea tu katika idadi ndogo sana ya vifaa na sio mwelekeo; ioni zinapokuwa na nishati fulani, zinaweza kupachikwa kwa kunyunyiza moja kwa moja kimwili, lakini kiwango cha uchokozi wa mmenyuko huu safi wa kimwili ni wa chini sana na uwezo wa kuchagua ni duni sana.
Uwekaji mwingi wa plasma hukamilika kwa ushiriki wa chembe hai na ioni kwa wakati mmoja. Katika mchakato huu, bombardment ioni ina kazi mbili. Moja ni kuharibu vifungo vya atomiki kwenye uso wa nyenzo zilizowekwa, na hivyo kuongeza kiwango ambacho chembe za neutral huguswa nayo; nyingine ni kugonga bidhaa za majibu zilizowekwa kwenye kiolesura cha majibu ili kuwezesha etchant kugusana kikamilifu na uso wa nyenzo iliyowekwa, ili etching iendelee.
Bidhaa za mmenyuko zilizowekwa kwenye kuta za kando za muundo uliowekwa haziwezi kuondolewa kwa ufanisi kwa bombardment ya ioni ya mwelekeo, na hivyo kuzuia etching ya sidewalls na kutengeneza etching anisotropic.
Mchakato wa pili wa etching
2.1 Kuchota na Kusafisha Mvua
Uwekaji wet ni mojawapo ya teknolojia za mwanzo kutumika katika utengenezaji wa saketi jumuishi. Ingawa michakato mingi ya uwekaji unyevu imebadilishwa na etching kavu ya anisotropiki kwa sababu ya etching yake ya isotropiki, bado ina jukumu muhimu katika kusafisha tabaka zisizo muhimu za saizi kubwa. Hasa katika etching ya mabaki ya kuondolewa kwa oksidi na kupigwa kwa epidermal, ni bora zaidi na ya kiuchumi kuliko etching kavu.
Vipengee vya uwekaji unyevu hasa ni pamoja na oksidi ya silicon, nitridi ya silicon, silikoni ya fuwele moja na silikoni ya polycrystalline. Uwekaji unyevu wa oksidi ya silicon kawaida hutumia asidi hidrofloriki (HF) kama kibeba kemikali kikuu. Ili kuboresha uteuzi, asidi ya hidrofloriki iliyochanganywa na floridi ya ammoniamu hutumiwa katika mchakato. Ili kudumisha utulivu wa thamani ya pH, kiasi kidogo cha asidi kali au vipengele vingine vinaweza kuongezwa. Oksidi ya silicon iliyotiwa maji ina kutu kwa urahisi zaidi kuliko oksidi safi ya silikoni. Uondoaji wa kemikali wa mvua hutumiwa hasa kuondoa photoresist na mask ngumu (silicon nitride). Asidi ya fosforasi ya moto (H3PO4) ndicho kioevu kikuu cha kemikali kinachotumika kwa kuchubua kemikali yenye unyevunyevu ili kuondoa nitridi ya silicon, na ina uteuzi mzuri wa oksidi ya silicon.
Usafishaji wa mvua ni sawa na etching yenye unyevunyevu, na hasa huondoa uchafuzi kwenye uso wa kaki za silicon kupitia athari za kemikali, ikiwa ni pamoja na chembe, viumbe hai, metali na oksidi. Njia kuu ya kusafisha mvua ni njia ya kemikali ya mvua. Ingawa kusafisha kavu kunaweza kuchukua nafasi ya njia nyingi za kusafisha mvua, hakuna njia ambayo inaweza kuchukua nafasi ya kusafisha kabisa mvua.
Kemikali zinazotumiwa kwa kawaida kwa ajili ya kusafisha mvua ni pamoja na asidi ya sulfuriki, asidi hidrokloriki, asidi hidrofloriki, asidi ya fosforasi, peroksidi ya hidrojeni, hidroksidi ya ammoniamu, floridi ya ammoniamu, nk. Katika matumizi ya vitendo, kemikali moja au zaidi huchanganywa na maji yaliyotolewa kwa uwiano fulani kama inahitajika. tengeneza suluhisho la kusafisha, kama vile SC1, SC2, DHF, BHF, nk.
Kusafisha mara nyingi hutumiwa katika mchakato kabla ya utuaji wa filamu ya oksidi, kwa sababu utayarishaji wa filamu ya oksidi lazima ufanyike kwenye uso safi kabisa wa kaki ya silicon. Mchakato wa kawaida wa kusafisha kaki ya silicon ni kama ifuatavyo.
2.2 Kichocheo Kikavu and Kusafisha
2.2.1 Kichocheo Kikavu
Mchoro mkavu katika tasnia hurejelea uwekaji wa plasma, ambayo hutumia plasma na shughuli iliyoimarishwa ili kuweka vitu maalum. Mfumo wa vifaa katika michakato ya uzalishaji wa kiasi kikubwa hutumia plasma ya chini ya joto isiyo ya usawa.
Uwekaji wa plasma hutumia njia mbili za kutokwa: kutokwa kwa pamoja kwa capacitive na kutokwa kwa pamoja kwa kufata.
Katika hali ya kutokwa kwa capacitively pamoja: plasma huzalishwa na kudumishwa katika capacitors mbili za sahani sambamba na usambazaji wa nguvu wa redio ya nje (RF). Shinikizo la gesi kawaida ni millitorr kadhaa hadi makumi ya millitor, na kiwango cha ionization ni chini ya 10-5. Katika hali ya utokwaji iliyounganishwa kwa kufata: kwa ujumla kwa shinikizo la chini la gesi (makumi ya millitorr), plasma huzalishwa na kudumishwa na nishati ya uingizaji iliyounganishwa kwa kufata. Kiwango cha ionization ni kawaida zaidi ya 10-5, hivyo pia huitwa plasma ya juu-wiani. Vyanzo vya plasma vyenye msongamano wa juu pia vinaweza kupatikana kupitia resonance ya cyclotron ya elektroni na kutokwa kwa mawimbi ya cyclotron. Plasma yenye msongamano wa juu inaweza kuongeza kasi ya uwekaji na uteuzi wa mchakato wa kuangazia huku ikipunguza uharibifu wa uwekaji kwa kudhibiti kwa uhuru mtiririko wa ayoni na nishati ya mabomu ya ioni kupitia RF ya nje au usambazaji wa nishati ya microwave na usambazaji wa umeme wa upendeleo wa RF kwenye substrate.
Mchakato wa kukausha kavu ni kama ifuatavyo: gesi ya etching hudungwa ndani ya chumba cha mmenyuko wa utupu, na baada ya shinikizo katika chumba cha mmenyuko kuimarishwa, plasma huzalishwa na kutokwa kwa mwanga wa mzunguko wa redio; baada ya kuathiriwa na elektroni za kasi, hutengana na kuzalisha radicals bure, ambayo huenea kwenye uso wa substrate na hupigwa. Chini ya hatua ya mlipuko wa ioni, itikadi kali za adsorbed huguswa na atomi au molekuli kwenye uso wa substrate kuunda bidhaa za gesi, ambazo hutolewa kutoka kwa chemba ya athari. Mchakato unaonyeshwa kwenye takwimu ifuatayo:
Mchakato wa kukausha kavu unaweza kugawanywa katika vikundi vinne vifuatavyo:
(1)Kimwili sputtering etching: Inategemea sana ayoni zenye nguvu katika plazima ili kugonga uso wa nyenzo iliyowekwa. Idadi ya atomi zilizotawanyika inategemea nishati na pembe ya chembe za tukio. Wakati nishati na angle inabakia bila kubadilika, kiwango cha sputtering ya vifaa tofauti kawaida hutofautiana kwa mara 2 hadi 3 tu, kwa hiyo hakuna kuchagua. Mchakato wa mmenyuko ni hasa anisotropic.
(2)Uchoraji wa kemikali: Plasma hutoa atomi za awamu ya gesi etching na molekuli, ambayo huathiri kemikali na uso wa nyenzo kuzalisha gesi tete. Mmenyuko huu wa kemikali tu una uteuzi mzuri na huonyesha sifa za isotropiki bila kuzingatia muundo wa kimiani.
Kwa mfano: Si (imara) + 4F → SiF4 (gesi), mpiga picha + O (yenye gesi) → CO2 (gesi) + H2O (yenye gesi)
(3)Etching inayotokana na nishati ya ion: Ioni ni chembe zote mbili zinazosababisha chembechembe zinazoshikana na kubeba nishati. Ufanisi wa uchomaji wa chembe hizo zinazobeba nishati ni zaidi ya mpangilio mmoja wa ukubwa wa juu kuliko ule wa etching rahisi ya kimwili au kemikali. Miongoni mwao, utoshelezaji wa vigezo vya kimwili na kemikali ya mchakato ni msingi wa kudhibiti mchakato etching.
(4)Uchoraji wa mchanganyiko wa ion-kizuizi: Inarejelea hasa kizazi cha safu ya kinga ya kizuizi cha polima na chembe zenye mchanganyiko wakati wa mchakato wa etching. Plasma inahitaji safu ya kinga kama hiyo ili kuzuia mmenyuko wa kuta za kando wakati wa mchakato wa etching. Kwa mfano, kuongeza C kwa Cl na Cl2 etching inaweza kutoa safu ya kiwanja cha klorocarbon wakati wa etching ili kulinda kuta za kando zisiagwe.
2.2.1 Kusafisha kavu
Kusafisha kavu hasa inahusu kusafisha plasma. Ioni katika plazima hutumika kulipua uso ili kusafishwa, na atomi na molekuli katika hali iliyoamilishwa huingiliana na uso wa kusafishwa, ili kuondoa na kumwaga mpiga picha. Tofauti na etching kavu, vigezo vya mchakato wa kusafisha kavu kawaida havijumuishi uteuzi wa mwelekeo, hivyo muundo wa mchakato ni rahisi. Katika michakato mikubwa ya uzalishaji, gesi zenye msingi wa florini, oksijeni au hidrojeni hutumiwa hasa kama sehemu kuu ya plasma ya mmenyuko. Kwa kuongeza, kuongeza kiasi fulani cha plasma ya argon inaweza kuongeza athari ya bombardment ya ion, na hivyo kuboresha ufanisi wa kusafisha.
Katika mchakato wa kusafisha kavu ya plasma, njia ya plasma ya mbali hutumiwa kawaida. Hii ni kwa sababu katika mchakato wa kusafisha, inatarajiwa kupunguza athari ya bombardment ya ioni katika plasma ili kudhibiti uharibifu unaosababishwa na bombardment ya ioni; na mwitikio ulioimarishwa wa itikadi kali za kemikali unaweza kuboresha ufanisi wa kusafisha. Plasma ya mbali inaweza kutumia maikrofoni kutengeneza plasma thabiti na yenye msongamano wa juu nje ya chemba ya athari, na hivyo kutoa idadi kubwa ya itikadi kali ambazo huingia kwenye chemba ya athari ili kufikia majibu yanayohitajika kwa kusafisha. Vyanzo vingi vya gesi ya kusafisha kavu katika tasnia hutumia gesi zenye florini, kama vile NF3, na zaidi ya 99% ya NF3 hutenganishwa katika plasma ya microwave. Karibu hakuna athari ya bombardment ya ioni katika mchakato wa kusafisha kavu, kwa hivyo ni muhimu kulinda kaki ya silicon kutokana na uharibifu na kupanua maisha ya chumba cha athari.
Vifaa vitatu vya etching na kusafisha
3.1 Mashine ya kusafisha kaki aina ya tanki
Mashine ya kusafisha ya kaki ya aina ya kupitia nyimbo inaundwa hasa na moduli ya usambazaji ya sanduku la uhamishaji la kaki linalofungua mbele, moduli ya upakiaji/upakuaji wa kaki, moduli ya ulaji wa hewa ya moshi, moduli ya tanki la kioevu la kemikali, moduli ya tanki la maji iliyotengwa, tank ya kukausha. moduli na moduli ya kudhibiti. Inaweza kusafisha visanduku vingi vya kaki kwa wakati mmoja na inaweza kufikia kukauka na kukauka kwa kaki.
3.2 Trench Wafer Etcher
3.3 Kifaa Kimoja cha Usindikaji cha Kaki
Kulingana na madhumuni tofauti ya mchakato, vifaa vya mchakato wa mvua wa kaki vinaweza kugawanywa katika makundi matatu. Kundi la kwanza ni vifaa vya kusafisha kaki moja, ambavyo malengo ya kusafisha ni pamoja na chembe, vitu vya kikaboni, safu ya oksidi ya asili, uchafu wa chuma na uchafuzi mwingine; jamii ya pili ni vifaa vya kusugua kaki moja, ambavyo kusudi lake kuu la mchakato ni kuondoa chembe kwenye uso wa kaki; jamii ya tatu ni moja ya kaki etching vifaa, ambayo ni hasa kutumika kuondoa filamu nyembamba. Kulingana na madhumuni tofauti ya mchakato, vifaa vya kuweka kaki moja vinaweza kugawanywa katika aina mbili. Aina ya kwanza ni vifaa vya etching laini, ambavyo hutumiwa hasa kuondoa tabaka za uharibifu wa filamu ya uso unaosababishwa na uwekaji wa ioni ya juu ya nishati; aina ya pili ni vifaa vya kuondolewa kwa safu ya dhabihu, ambayo hutumiwa hasa kuondoa tabaka za kizuizi baada ya nyembamba ya kaki au ung'aaji wa mitambo ya kemikali.
Kwa mtazamo wa usanifu wa jumla wa mashine, usanifu wa msingi wa kila aina ya vifaa vya mchakato wa mvua wa kaki moja ni sawa, kwa ujumla ina sehemu sita: sura kuu, mfumo wa uhamisho wa kaki, moduli ya chumba, ugavi wa kioevu wa kemikali na moduli ya uhamisho, mfumo wa programu. na moduli ya udhibiti wa kielektroniki.
3.4 Kifaa Kimoja cha Kusafisha cha Kaki
Kifaa kimoja cha kusafisha kaki kimeundwa kwa kuzingatia njia ya jadi ya kusafisha ya RCA, na madhumuni yake ya mchakato ni kusafisha chembe, vitu vya kikaboni, safu ya oksidi ya asili, uchafu wa chuma na uchafuzi mwingine. Kwa upande wa utumiaji wa mchakato, vifaa vya kusafisha kaki moja kwa sasa vinatumika sana katika michakato ya mbele na ya nyuma ya utengenezaji wa saketi iliyojumuishwa, pamoja na kusafisha kabla na baada ya kuunda filamu, kusafisha baada ya etching ya plasma, kusafisha baada ya kuingizwa kwa ioni, kusafisha baada ya kemikali. polishing mitambo, na kusafisha baada ya utuaji wa chuma. Isipokuwa kwa mchakato wa asidi ya fosforasi ya joto la juu, vifaa vya kusafisha kaki moja kimsingi vinaendana na michakato yote ya kusafisha.
3.5 Kifaa Kichocheo cha Kaki Moja
Madhumuni ya mchakato wa vifaa vya kuweka kaki moja ni etching nyembamba ya filamu. Kwa mujibu wa madhumuni ya mchakato, inaweza kugawanywa katika makundi mawili, yaani, vifaa vya etching mwanga (hutumika kuondoa safu ya uharibifu wa filamu ya uso unaosababishwa na implantation ya ioni ya juu ya nishati) na vifaa vya kuondolewa kwa safu ya dhabihu (kutumika kuondoa safu ya kizuizi baada ya kaki. nyembamba au kemikali polishing mitambo). Nyenzo zinazohitajika kuondolewa katika mchakato kwa ujumla ni pamoja na silicon, oksidi ya silicon, nitridi ya silicon na tabaka za filamu za chuma.
Vifaa vinne vya kukausha na kusafisha
4.1 Uainishaji wa vifaa vya kuweka plasma
Kwa kuongezea vifaa vya kutengenezea ioni ambavyo viko karibu na mmenyuko safi wa mwili na vifaa vya kuondoa gum ambavyo viko karibu na mmenyuko safi wa kemikali, uwekaji wa plasma unaweza kugawanywa takribani katika vikundi viwili kulingana na kizazi tofauti cha plasma na teknolojia ya udhibiti:
-Mchoro wa Plasma Iliyounganishwa kwa Uwezo (CCP);
-Mchoro wa Plasma Iliyounganishwa kwa Kufata (ICP).
4.1.1 CCP
Uwekaji wa plasma uliounganishwa kwa uwezo ni kuunganisha umeme wa masafa ya redio kwa moja au zote mbili za elektrodi za juu na chini kwenye chumba cha majibu, na plazima kati ya bamba mbili huunda capacitor katika saketi iliyorahisishwa sawa.
Kuna teknolojia mbili za kwanza kama hizo:
Moja ni etching ya mapema ya plasma, ambayo inaunganisha ugavi wa umeme wa RF kwa electrode ya juu na electrode ya chini ambapo kaki iko iko chini. Kwa sababu plazima inayozalishwa kwa njia hii haitaunda ala nene ya kutosha juu ya uso wa kaki, nishati ya mlipuko wa ioni ni ya chini, na kwa kawaida hutumiwa katika michakato kama vile etching ya silicon ambayo hutumia chembe hai kama kielelezo kikuu.
Nyingine ni uwekaji wa ioni tendaji wa mapema (RIE), unaounganisha usambazaji wa umeme wa RF na elektrodi ya chini ambapo kaki iko, na kusimamisha elektrodi ya juu na eneo kubwa zaidi. Teknolojia hii inaweza kuunda ala nene ya ioni, ambayo inafaa kwa michakato ya etching ya dielectric ambayo inahitaji nishati ya juu ya ioni ili kushiriki katika majibu. Kwa msingi wa uwekaji wa ioni tendaji wa mapema, sehemu ya sumaku ya DC inayoendana na uga wa umeme wa RF huongezwa ili kuunda ExB drift, ambayo inaweza kuongeza nafasi ya mgongano wa elektroni na chembe za gesi, na hivyo kuboresha kwa ufanisi ukolezi wa plasma na kiwango cha etching. Etching hii inaitwa uga wa sumaku ulioboreshwa tendaji tendaji etching (MERIE).
Teknolojia tatu zilizo juu zina hasara ya kawaida, yaani, mkusanyiko wa plasma na nishati yake haiwezi kudhibitiwa tofauti. Kwa mfano, ili kuongeza kiwango cha etching, njia ya kuongeza nguvu ya RF inaweza kutumika kuongeza mkusanyiko wa plasma, lakini nguvu ya RF iliyoongezeka itasababisha kuongezeka kwa nishati ya ioni, ambayo itasababisha uharibifu wa vifaa vilivyowashwa. kaki. Katika muongo uliopita, teknolojia ya kuunganisha capacitive imepitisha muundo wa vyanzo vingi vya RF, ambavyo vinaunganishwa na elektroni za juu na za chini kwa mtiririko huo au zote mbili kwa electrode ya chini.
Kwa kuchagua na kulinganisha masafa tofauti ya RF, eneo la electrode, nafasi, vifaa na vigezo vingine muhimu vinaratibiwa kwa kila mmoja, mkusanyiko wa plasma na nishati ya ioni inaweza kugawanywa iwezekanavyo.
4.1.2 ICP
Uwekaji wa plasma uliounganishwa kwa kufata ni kuweka seti moja au zaidi za mizunguko iliyounganishwa na usambazaji wa nishati ya masafa ya redio kwenye au karibu na chemba ya majibu. Sehemu ya sumaku inayobadilika inayotokana na mkondo wa mzunguko wa redio kwenye koili huingia kwenye chumba cha majibu kupitia dirisha la dielectri ili kuharakisha elektroni, na hivyo kutoa plasma. Katika mzunguko uliorahisishwa sawa (transformer), coil ni inductance ya msingi ya vilima, na plasma ni inductance ya pili ya vilima.
Njia hii ya kuunganisha inaweza kufikia mkusanyiko wa plasma ambayo ni zaidi ya amri moja ya ukubwa wa juu kuliko kuunganisha capacitive kwa shinikizo la chini. Kwa kuongezea, umeme wa pili wa RF umeunganishwa kwenye eneo la kaki kama usambazaji wa umeme wa upendeleo ili kutoa nishati ya bombardment ya ioni. Kwa hiyo, ukolezi wa ioni unategemea chanzo cha nishati ya coil na nishati ya ion inategemea usambazaji wa nguvu wa upendeleo, na hivyo kufikia utenganisho wa kina zaidi wa mkusanyiko na nishati.
4.2 Vifaa vya Kuunganisha Plasma
Takriban chembechembe zote katika mchongo mkavu hutolewa moja kwa moja au kwa njia isiyo ya moja kwa moja kutoka kwa plasma, kwa hivyo etching kavu mara nyingi huitwa etching ya plasma. Etching ya plasma ni aina ya uwekaji wa plasma kwa maana pana. Katika miundo miwili ya mapema ya kiyeyusho cha sahani bapa, moja ni kusaga sahani ambapo kaki iko na sahani nyingine imeunganishwa kwenye chanzo cha RF; nyingine ni kinyume chake. Katika muundo wa zamani, eneo la sahani ya msingi kawaida ni kubwa kuliko eneo la sahani iliyounganishwa na chanzo cha RF, na shinikizo la gesi kwenye reactor ni kubwa. Ala ya ion inayoundwa juu ya uso wa kaki ni nyembamba sana, na kaki inaonekana "imezamishwa" kwenye plasma. Etching inakamilishwa zaidi na mmenyuko wa kemikali kati ya chembe hai katika plasma na uso wa nyenzo zilizowekwa. Nishati ya bombardment ya ion ni ndogo sana, na ushiriki wake katika etching ni mdogo sana. Ubunifu huu unaitwa modi ya etching ya plasma. Katika muundo mwingine, kwa sababu kiwango cha ushiriki wa milipuko ya ioni ni kubwa, inaitwa modi tendaji ya etching.
4.3 Kifaa Tendaji cha Kuunganisha Ion
Uwekaji ionzi tendaji (RIE) hurejelea mchakato wa kupachika ambapo chembe amilifu na ioni za chaji hushiriki katika mchakato huo kwa wakati mmoja. Miongoni mwao, chembe hai ni chembe za neutral (pia hujulikana kama radicals huru), na mkusanyiko wa juu (kuhusu 1% hadi 10% ya mkusanyiko wa gesi), ambayo ni sehemu kuu za etchant. Bidhaa zinazozalishwa na mmenyuko wa kemikali kati yao na nyenzo zilizowekwa zinaweza kuwa tete na hutolewa moja kwa moja kutoka kwenye chumba cha majibu, au kusanyiko kwenye uso uliowekwa; wakati ioni za kushtakiwa ziko kwenye mkusanyiko wa chini (10-4 hadi 10-3 ya mkusanyiko wa gesi), na huharakishwa na uwanja wa umeme wa shea ya ioni iliyoundwa juu ya uso wa kaki ili kupiga uso uliowekwa. Kuna kazi kuu mbili za chembe za kushtakiwa. Moja ni kuharibu muundo wa atomiki wa nyenzo zilizowekwa, na hivyo kuongeza kasi ya kiwango ambacho chembe hai huguswa nayo; nyingine ni bombard na kuondoa bidhaa majibu kusanyiko ili nyenzo etched ni katika kuwasiliana kikamilifu na chembe hai, ili etching kuendelea.
Kwa sababu ioni hazishiriki moja kwa moja katika mmenyuko wa kuchomeka (au huchangia sehemu ndogo sana, kama vile uondoaji wa mabomu ya kimwili na utengamano wa moja kwa moja wa kemikali wa ayoni amilifu), kwa ukali, mchakato wa kuchomeka hapo juu unapaswa kuitwa etching-kusaidiwa na ion. Jina tendaji etching si sahihi, lakini bado kutumika leo. Vifaa vya mapema zaidi vya RIE vilianza kutumika katika miaka ya 1980. Kwa sababu ya utumizi wa usambazaji wa umeme wa RF moja na muundo rahisi wa chumba cha majibu, ina mapungufu katika kiwango cha etching, usawa na uteuzi.
4.4 Kifaa cha Kuunganisha cha Sumaku Kilichoimarishwa
Kifaa cha MERIE (Kuchomeka Ion Inayoimarishwa Kwa Kisumaku) ni kifaa cha kuunganisha ambacho hutengenezwa kwa kuongeza uga wa sumaku wa DC kwenye kifaa cha paneli bapa cha RIE na kinakusudiwa kuongeza kasi ya uchomaji.
Vifaa vya MERIE vilitumika kwa kiwango kikubwa katika miaka ya 1990, wakati vifaa vya kuweka kaki moja vilikuwa kifaa kikuu katika tasnia. Hasara kubwa zaidi ya vifaa vya MERIE ni kwamba inhomogeneity ya usambazaji wa anga ya mkusanyiko wa plasma unaosababishwa na shamba la magnetic itasababisha tofauti za sasa au za voltage katika kifaa cha mzunguko jumuishi, na hivyo kusababisha uharibifu wa kifaa. Kwa kuwa uharibifu huu unasababishwa na inhomogeneity ya papo hapo, mzunguko wa shamba la magnetic hauwezi kuiondoa. Kadiri saizi ya saketi zilizojumuishwa zinavyoendelea kupungua, uharibifu wa kifaa chao unazidi kuwa nyeti kwa utofauti wa plasma, na teknolojia ya kuongeza kiwango cha uwekaji kwa kuimarisha uga wa sumaku imebadilishwa hatua kwa hatua na teknolojia ya ugavi wa nishati ya RF nyingi inayofanya kazi ya kuchomeka ioni, hiyo. ni, teknolojia ya uwekaji plasma iliyounganishwa kwa uwezo.
4.5 Vifaa vya uwekaji plasma vilivyounganishwa kwa uwezo
Vifaa vya kupachika vya plasma (CCP) vilivyounganishwa kwa uwezo ni kifaa kinachozalisha plasma katika chemba ya athari kupitia uunganisho wa capacitive kwa kutumia masafa ya redio (au DC) ya umeme kwenye bati la elektrodi na hutumika kwa kuunganisha. Kanuni yake ya etching ni sawa na ile ya tendaji ya ioni etching vifaa.
Mchoro wa mpangilio uliorahisishwa wa kifaa cha etching cha CCP umeonyeshwa hapa chini. Kwa ujumla hutumia vyanzo viwili au vitatu vya RF vya masafa tofauti, na vingine pia hutumia vifaa vya umeme vya DC. Mzunguko wa usambazaji wa umeme wa RF ni 800kHz ~ 162MHz, na zinazotumiwa kawaida ni 2MHz, 4MHz, 13MHz, 27MHz, 40MHz na 60MHz. Vifaa vya nguvu vya RF na mzunguko wa 2MHz au 4MHz kwa kawaida huitwa vyanzo vya chini vya RF. Kwa ujumla huunganishwa na electrode ya chini ambapo kaki iko. Wao ni bora zaidi katika kudhibiti nishati ya ion, hivyo pia huitwa vifaa vya nguvu vya upendeleo; Vifaa vya nguvu vya RF na mzunguko zaidi ya 27MHz huitwa vyanzo vya RF vya juu-frequency. Wanaweza kushikamana na electrode ya juu au electrode ya chini. Wao ni bora zaidi katika kudhibiti mkusanyiko wa plasma, kwa hiyo pia huitwa vifaa vya nguvu vya chanzo. Ugavi wa umeme wa 13MHz RF uko katikati na kwa ujumla huzingatiwa kuwa na vitendaji vyote viwili hapo juu lakini ni dhaifu kwa kiasi. Kumbuka kwamba ingawa mkusanyiko wa plasma na nishati inaweza kurekebishwa ndani ya safu fulani kwa nguvu ya vyanzo vya RF vya masafa tofauti (kinachojulikana athari ya kuunganishwa), kwa sababu ya sifa za uunganisho wa capacitive, haziwezi kurekebishwa na kudhibitiwa kwa kujitegemea kabisa.
Usambazaji wa nishati ya ioni una athari kubwa kwa utendaji wa kina wa etching na uharibifu wa kifaa, kwa hivyo maendeleo ya teknolojia ya kuboresha usambazaji wa nishati ya ioni imekuwa moja ya vidokezo muhimu vya vifaa vya hali ya juu vya etching. Hivi sasa, teknolojia ambazo zimetumika kwa mafanikio katika uzalishaji ni pamoja na kiendeshi cha mseto cha RF nyingi, nafasi ya juu ya DC, RF pamoja na upendeleo wa DC wa kunde, na pato la RF la upendeleo la usambazaji wa umeme na chanzo cha nishati.
Vifaa vya kuchota CCP ni mojawapo ya aina mbili zinazotumiwa sana za vifaa vya kuweka plasma. Inatumika sana katika mchakato wa etching ya vifaa vya dielectric, kama vile ukuta wa lango na uwekaji wa mask ngumu katika hatua ya mbele ya mchakato wa chip ya mantiki, etching ya shimo la mawasiliano katika hatua ya kati, mosaic na etching ya pedi ya aluminium katika hatua ya nyuma, na vile vile. kuchomeka kwa mifereji ya kina kirefu, mashimo ya kina na mashimo ya miunganisho ya nyaya katika mchakato wa chipu ya kumbukumbu ya 3D (kwa mfano wa muundo wa nitridi ya silicon/silicon).
Kuna changamoto mbili kuu na mwelekeo wa uboreshaji unaokabiliwa na vifaa vya kuweka alama vya CCP. Kwanza, katika utumiaji wa nishati ya ioni ya juu sana, uwezo wa kuunganisha wa miundo ya uwiano wa hali ya juu (kama vile shimo na utepe wa kumbukumbu ya 3D flash inahitaji uwiano wa juu kuliko 50:1). Mbinu ya sasa ya kuongeza nguvu ya upendeleo ili kuongeza nishati ya ioni imetumia usambazaji wa umeme wa RF wa hadi wati 10,000. Kwa kuzingatia kiasi kikubwa cha joto kinachozalishwa, teknolojia ya baridi na udhibiti wa joto ya chumba cha majibu inahitaji kuboreshwa mara kwa mara. Pili, kuna haja ya kuwa na mafanikio katika maendeleo ya gesi mpya za etching ili kutatua tatizo la uwezo wa etching.
4.6 Vifaa vya Kuunganisha Plasma Vilivyounganishwa kwa Kufata
Vifaa vya kuchomeka vya plasma (ICP) vilivyounganishwa kwa kufata ni kifaa ambacho huunganisha nishati ya chanzo cha nishati ya masafa ya redio kwenye chumba cha athari katika mfumo wa uga wa sumaku kupitia koili ya kiindukta, na hivyo kutoa plazima ya kuchomeka. Kanuni yake ya uchongaji pia ni ya utenaji wa ioni tendaji wa jumla.
Kuna aina mbili kuu za miundo ya chanzo cha plasma ya vifaa vya kuweka alama za ICP. Moja ni teknolojia ya transfoma iliyounganishwa ya plasma (TCP) iliyotengenezwa na kuzalishwa na Utafiti wa Lam. Coil yake ya inductor imewekwa kwenye ndege ya dirisha la dielectric juu ya chumba cha majibu. Mawimbi ya RF ya 13.56MHz huzalisha uga unaopishana wa sumaku kwenye koili ambayo iko pembeni mwa dirisha la dielectri na hutofautiana kwa kasi na mhimili wa koili kama katikati.
Sehemu ya sumaku huingia kwenye chumba cha athari kupitia dirisha la dielectri, na uwanja wa sumaku unaobadilishana hutoa uwanja wa umeme unaobadilishana sambamba na dirisha la dielectri kwenye chumba cha athari, na hivyo kufikia kutengana kwa gesi ya etching na kutoa plasma. Kwa kuwa kanuni hii inaweza kueleweka kama kibadilishaji chenye koili ya kiindukta kama sehemu ya msingi ya vilima na plasma katika chemba ya majibu kama vilima vya pili, uwekaji wa ICP umepewa jina hili.
Faida kuu ya teknolojia ya TCP ni kwamba muundo ni rahisi kuongeza. Kwa mfano, kutoka kwa kaki ya 200mm hadi 300mm ya kaki, TCP inaweza kudumisha athari sawa ya etching kwa kuongeza tu ukubwa wa coil.
Muundo mwingine wa chanzo cha plasma ni teknolojia ya chanzo cha plasma iliyotenganishwa (DPS) iliyotengenezwa na kuzalishwa na Applied Materials, Inc. ya Marekani. Coil yake ya inductor ina jeraha la pande tatu kwenye dirisha la dielectri ya hemispherical. Kanuni ya kuzalisha plasma ni sawa na teknolojia ya TCP iliyotajwa hapo juu, lakini ufanisi wa kutenganisha gesi ni wa juu, ambayo inafaa kwa kupata mkusanyiko wa juu wa plasma.
Kwa kuwa ufanisi wa kuunganisha kwa kufata neno ili kuzalisha plasma ni kubwa zaidi kuliko ule wa capacitive coupling, na plasma inazalishwa hasa katika eneo karibu na dirisha la dielectric, mkusanyiko wake wa plasma kimsingi huamuliwa na nguvu ya chanzo cha umeme kilichounganishwa na kichochezi. coil, na nishati ya ioni kwenye shea ya ioni kwenye uso wa kaki kimsingi imedhamiriwa na nguvu ya usambazaji wa umeme wa upendeleo, kwa hivyo mkusanyiko na nishati ya ioni. inaweza kudhibitiwa kwa kujitegemea, na hivyo kufikia kuunganishwa.
Vifaa vya etching vya ICP ni mojawapo ya aina mbili zinazotumiwa sana za vifaa vya kuweka plasma. Inatumika hasa kwa ajili ya etching ya mitaro ya silicon ya kina kirefu, germanium (Ge), miundo ya lango la polysilicon, miundo ya lango la chuma, silikoni iliyochujwa (Strained-Si), waya za chuma, pedi za chuma (Padi), masks ya chuma etching ya mosaic na michakato mingi katika teknolojia ya picha nyingi.
Kwa kuongezea, pamoja na kuongezeka kwa saketi zilizojumuishwa zenye sura tatu, sensorer za picha za CMOS na mifumo ndogo ya mitambo ya umeme (MEMS), pamoja na kuongezeka kwa kasi kwa utumiaji wa kupitia silicon vias (TSV), mashimo ya oblique ya saizi kubwa na etching ya silicon ya kina na mofolojia tofauti, wazalishaji wengi wamezindua vifaa vya etching vilivyotengenezwa mahsusi kwa programu hizi. Sifa zake ni kina kirefu cha etching (makumi au hata mamia ya mikroni), kwa hiyo inafanya kazi zaidi chini ya mtiririko wa juu wa gesi, shinikizo la juu na hali ya juu ya nguvu.
—————————————————————————————————————————————————— ————————————-
Semicera inaweza kutoasehemu za grafiti, kuhisi laini/imara, sehemu za silicon, Sehemu za kaboni za silicon za CVD, naSehemu zilizofunikwa za SiC/TaCna 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: Aug-31-2024