Bir Giriş
İnteqral sxemlərin istehsalı prosesində aşındırma aşağıdakılara bölünür:
-yaş aşındırma;
- Quru aşındırma.
İlk günlərdə yaş aşındırma geniş istifadə olunurdu, lakin xəttin eninə nəzarət və aşındırma istiqaməti məhdudiyyətlərinə görə 3μm-dən sonra əksər proseslər quru aşındırmadan istifadə edir. Yaş aşındırma yalnız müəyyən xüsusi material təbəqələrini və qalıqları təmizləmək üçün istifadə olunur.
Quru aşındırma, materialın çıxarılacaq hissəsini çıxarmaq və sonra reaksiya kamerasından çıxarılan uçucu reaksiya məhsulları yaratmaq üçün vaflidəki materiallarla reaksiya vermək üçün qazlı kimyəvi aşındırıcılardan istifadə prosesinə aiddir. Echant adətən aşındırıcı qazın plazmasından birbaşa və ya dolayı yolla əmələ gəlir, ona görə də quru aşındırma plazma aşındırma adlanır.
1.1 Plazma
Plazma, xarici elektromaqnit sahəsinin təsiri altında aşındırıcı qazın parıltılı boşalması nəticəsində əmələ gələn zəif ionlaşmış vəziyyətdə olan qazdır (məsələn, radiotezlikli enerji təchizatı ilə yaranır). Buraya elektronlar, ionlar və neytral aktiv hissəciklər daxildir. Onların arasında aktiv hissəciklər aşınmağa nail olmaq üçün həkk olunmuş materialla birbaşa kimyəvi reaksiya verə bilər, lakin bu təmiz kimyəvi reaksiya adətən yalnız çox az sayda materialda baş verir və istiqamətli deyil; ionlar müəyyən enerjiyə malik olduqda, onlar birbaşa fiziki püskürtmə yolu ilə həkk oluna bilər, lakin bu təmiz fiziki reaksiyanın aşındırma sürəti son dərəcə aşağıdır və seçicilik çox zəifdir.
Əksər plazma aşındırma eyni zamanda aktiv hissəciklərin və ionların iştirakı ilə tamamlanır. Bu prosesdə ion bombardmanının iki funksiyası var. Bunlardan biri oyulmuş materialın səthindəki atom bağlarını məhv etmək və bununla da neytral hissəciklərin onunla reaksiya vermə sürətini artırmaqdır; digəri, aşındırmanın işlənmiş materialın səthi ilə tam təmasda olmasını asanlaşdırmaq üçün reaksiya interfeysinə yığılmış reaksiya məhsullarını yıxmaqdır, beləliklə, aşındırma davam edir.
Oyulmuş strukturun yan divarlarında çökən reaksiya məhsulları istiqamətli ion bombardmanı ilə effektiv şəkildə çıxarıla bilməz və bununla da yan divarların aşındırılmasını maneə törədir və anizotrop aşındırır.
İkinci aşındırma prosesi
2.1 Yaş aşındırma və təmizləmə
Yaş aşındırma inteqral sxemlərin istehsalında istifadə edilən ən erkən texnologiyalardan biridir. Yaş aşındırma proseslərinin əksəriyyəti izotrop aşındırıldığına görə anizotrop quru aşındırma ilə əvəz olunsa da, hələ də daha böyük ölçülü qeyri-kritik təbəqələrin təmizlənməsində mühüm rol oynayır. Xüsusilə oksiddən təmizləyici qalıqların aşındırılmasında və epidermisin soyulmasında quru aşındırmadan daha effektiv və qənaətcildir.
Yaş aşındırma obyektlərinə əsasən silisium oksidi, silisium nitridi, monokristal silikonu və polikristal silisium daxildir. Silisium oksidin yaş aşındırılmasında adətən əsas kimyəvi daşıyıcı kimi hidrofluorik turşudan (HF) istifadə edilir. Seçiciliyi yaxşılaşdırmaq üçün prosesdə ammonium flüoridlə tamponlanmış seyreltilmiş hidrofluor turşusu istifadə olunur. PH dəyərinin sabitliyini qorumaq üçün az miqdarda güclü turşu və ya digər elementlər əlavə edilə bilər. Doplanmış silikon oksid təmiz silikon oksiddən daha asan korroziyaya məruz qalır. Yaş kimyəvi soyma əsasən fotorezisti və sərt maskanı (silikon nitridi) çıxarmaq üçün istifadə olunur. İsti fosfor turşusu (H3PO4) silisium nitridi çıxarmaq üçün yaş kimyəvi soyma üçün istifadə edilən əsas kimyəvi mayedir və silikon oksid üçün yaxşı seçiciliyə malikdir.
Yaş təmizləmə nəm aşındırmaya bənzəyir və əsasən hissəciklər, üzvi maddələr, metallar və oksidlər daxil olmaqla kimyəvi reaksiyalar vasitəsilə silikon vaflilərin səthindəki çirkləndiriciləri təmizləyir. Əsas nəm təmizlik yaş kimyəvi üsuldur. Quru təmizləmə bir çox yaş təmizləmə üsullarını əvəz edə bilsə də, yaş təmizləməni tamamilə əvəz edə biləcək bir üsul yoxdur.
Yaş təmizləmə üçün ümumi istifadə edilən kimyəvi maddələrə sulfat turşusu, xlor turşusu, hidrofluorik turşu, fosfor turşusu, hidrogen peroksid, ammonium hidroksid, ammonium flüorid və s. təmizləyici məhlul əmələ gətirir, məsələn, SC1, SC2, DHF, BHF və s.
Təmizləmə tez-tez oksid filminin çökməsindən əvvəl prosesdə istifadə olunur, çünki oksid filminin hazırlanması tamamilə təmiz silikon vafli səthində aparılmalıdır. Ümumi silikon vafli təmizləmə prosesi aşağıdakı kimidir:
2.2 Quru aşındırma and Təmizləmə
2.2.1 Quru aşındırma
Sənayedə quru aşındırma əsasən xüsusi maddələri aşındırmaq üçün gücləndirilmiş aktivliyə malik plazmadan istifadə edən plazma aşındırmasına aiddir. Genişmiqyaslı istehsal proseslərində avadanlıq sistemi aşağı temperaturlu qeyri-tarazlıq plazmasından istifadə edir.
Plazma aşındırma əsasən iki boşalma rejimindən istifadə edir: tutumlu birləşdirilmiş boşalma və induktiv birləşmiş boşalma
Kapasitiv birləşmiş boşalma rejimində: plazma xarici radio tezliyi (RF) enerji təchizatı ilə iki paralel lövhəli kondansatördə yaradılır və saxlanılır. Qaz təzyiqi adətən bir neçə millitorr-dan onlarla millitorra qədərdir və ionlaşma dərəcəsi 10-5-dən azdır. İnduktiv birləşmiş boşalma rejimində: ümumiyyətlə daha aşağı qaz təzyiqində (onlarla millitorr), plazma induktiv birləşdirilmiş giriş enerjisi ilə əmələ gəlir və saxlanılır. İonlaşma dərəcəsi adətən 10-5-dən çox olur, buna görə də yüksək sıxlıqlı plazma adlanır. Yüksək sıxlıqlı plazma mənbələri elektron siklotron rezonansı və siklotron dalğası boşalması vasitəsilə də əldə edilə bilər. Yüksək sıxlıqlı plazma ion axını və ion bombardmanı enerjisini xarici RF və ya mikrodalğalı enerji təchizatı və substratda RF meylli enerji təchizatı vasitəsilə müstəqil şəkildə idarə edərək aşındırma sürətini və aşındırma prosesinin seçiciliyini optimallaşdıra bilər.
Quru aşındırma prosesi aşağıdakı kimidir: aşındırma qazı vakuum reaksiya kamerasına vurulur və reaksiya kamerasındakı təzyiq sabitləşdikdən sonra plazma radiotezlik parıltısı boşalması ilə əmələ gəlir; yüksək sürətli elektronların təsirindən sonra, substratın səthinə yayılan və adsorbsiya olunan sərbəst radikallar yaratmaq üçün parçalanır. İon bombardmanının təsiri altında adsorbsiya edilmiş sərbəst radikallar substratın səthindəki atomlar və ya molekullarla reaksiyaya girərək reaksiya kamerasından atılan qazlı əlavə məhsullar əmələ gətirir. Proses aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir:
Quru aşındırma prosesləri aşağıdakı dörd kateqoriyaya bölünə bilər:
(1)Fiziki sıçrayışla aşındırma: O, həkk olunmuş materialın səthini bombalamaq üçün əsasən plazmadakı enerjili ionlara əsaslanır. Sıçrayan atomların sayı hadisənin enerjisindən və düşən hissəciklərin bucağından asılıdır. Enerji və bucaq dəyişməz qaldıqda, müxtəlif materialların püskürtmə sürəti adətən yalnız 2-3 dəfə fərqlənir, buna görə də seçicilik yoxdur. Reaksiya prosesi əsasən anizotropikdir.
(2)Kimyəvi aşındırma: Plazma materialın səthi ilə kimyəvi reaksiyaya girərək uçucu qazlar əmələ gətirən qaz fazalı aşındırıcı atomları və molekulları təmin edir. Bu sırf kimyəvi reaksiya yaxşı seçiciliyə malikdir və qəfəs quruluşunu nəzərə almadan izotrop xüsusiyyətlər nümayiş etdirir.
Məsələn: Si (bərk) + 4F → SiF4 (qaz), fotorezist + O (qazlı) → CO2 (qazlı) + H2O (qazlı)
(3)İon enerjisi ilə aşındırma: İonlar həm aşınmağa səbəb olan, həm də enerji daşıyan hissəciklərdir. Belə enerji daşıyan hissəciklərin aşındırma səmərəliliyi sadə fiziki və ya kimyəvi aşındırma ilə müqayisədə bir dəfədən çox yüksəkdir. Onların arasında prosesin fiziki və kimyəvi parametrlərinin optimallaşdırılması aşındırma prosesinə nəzarətin əsasını təşkil edir.
(4)İon maneəli kompozit aşındırma: Bu, əsasən aşındırma prosesi zamanı kompozit hissəciklər tərəfindən polimer maneə qoruyucu təbəqənin yaradılmasına aiddir. Plazma, aşındırma prosesi zamanı yan divarların aşındırma reaksiyasının qarşısını almaq üçün belə bir qoruyucu təbəqə tələb edir. Məsələn, Cl və Cl2 aşındırmasına C əlavə etmək, yan divarları həkk etməkdən qorumaq üçün aşındırma zamanı xlorokarbon birləşmə qatını yarada bilər.
2.2.1 Quru təmizləmə
Quru təmizləmə əsasən plazma təmizləməyə aiddir. Plazmadakı ionlar təmizlənəcək səthi bombalamaq üçün istifadə olunur və aktivləşdirilmiş vəziyyətdə olan atomlar və molekullar təmizlənəcək səthlə qarşılıqlı əlaqədə olur, beləliklə fotorezisti çıxarır və kül edir. Quru aşındırmadan fərqli olaraq, quru təmizləmənin proses parametrlərinə adətən istiqamətli seçicilik daxil deyil, ona görə də prosesin dizaynı nisbətən sadədir. Genişmiqyaslı istehsal proseslərində reaksiya plazmasının əsas orqanı kimi əsasən flüor əsaslı qazlar, oksigen və ya hidrogen istifadə olunur. Bundan əlavə, müəyyən miqdarda arqon plazmasının əlavə edilməsi ion bombardmanı təsirini artıra bilər və bununla da təmizləmə səmərəliliyini artırır.
Plazma quru təmizləmə prosesində adətən uzaqdan plazma üsulundan istifadə edilir. Çünki təmizləmə prosesində ion bombardmanı nəticəsində yaranan zərəri idarə etmək üçün plazmadakı ionların bombardman təsirinin azaldılmasına ümid edilir; və kimyəvi sərbəst radikalların gücləndirilmiş reaksiyası təmizləmə səmərəliliyini artıra bilər. Uzaq plazma mikrodalğalı sobalardan reaksiya kamerasından kənarda sabit və yüksək sıxlıqlı plazma yaratmaq üçün istifadə edə bilər və təmizləmə üçün tələb olunan reaksiyaya nail olmaq üçün reaksiya kamerasına daxil olan çoxlu sayda sərbəst radikallar yarada bilər. Sənayedə quru təmizləmə qaz mənbələrinin əksəriyyəti NF3 kimi flüor əsaslı qazlardan istifadə edir və NF3-ün 99%-dən çoxu mikrodalğalı plazmada parçalanır. Quru təmizləmə prosesində demək olar ki, heç bir ion bombardmanı effekti yoxdur, ona görə də silikon vaflini zədələnmədən qorumaq və reaksiya kamerasının ömrünü uzatmaq faydalıdır.
Üç yaş aşındırma və təmizləmə avadanlığı
3.1 Tank tipli vafli təmizləmə maşını
Çörək tipli vafli təmizləyici maşın əsasən öndən açılan vafli ötürmə qutusu ötürmə modulundan, vafli yükləmə/boşaltma ötürmə modulundan, işlənmiş hava qəbuledici moduldan, kimyəvi maye çəni modulundan, deionlaşdırılmış su çəni modulundan, qurutma çənindən ibarətdir. modul və idarəetmə modulu. O, eyni zamanda bir neçə qutu vafli təmizləyə bilər və vaflilərin qurumasına və qurumasına nail ola bilər.
3.2 Xəndək vaflisi
3.3 Tək vafli yaş emal avadanlığı
Müxtəlif texnoloji məqsədlərə görə, tək vafli yaş texnoloji avadanlıq üç kateqoriyaya bölünə bilər. Birinci kateqoriya, təmizləmə hədəflərinə hissəciklər, üzvi maddələr, təbii oksid təbəqəsi, metal çirkləri və digər çirkləndiricilər daxil olan tək vafli təmizləyici avadanlıqdır; ikinci kateqoriya tək vafli ovucu avadanlığıdır, onun əsas texnoloji məqsədi vaflinin səthindəki hissəcikləri təmizləməkdir; üçüncü kateqoriya, əsasən nazik təbəqələri çıxarmaq üçün istifadə olunan tək vafli aşındırma avadanlığıdır. Müxtəlif proses məqsədlərinə görə, tək vafli aşındırma avadanlığı iki növə bölünə bilər. Birinci növ, əsasən yüksək enerjili ion implantasiyası nəticəsində yaranan səth filminin zədələnmiş təbəqələrini çıxarmaq üçün istifadə olunan yumşaq aşındırma avadanlığıdır; ikinci növ, əsasən vafli incəlmə və ya kimyəvi mexaniki cilalamadan sonra maneə təbəqələrinin çıxarılması üçün istifadə olunan qurbanlıq təbəqə aradan qaldırılması avadanlığıdır.
Ümumi maşın arxitekturası baxımından, bütün növ tək vafli yaş texnoloji avadanlıqların əsas arxitekturası oxşardır, ümumiyyətlə altı hissədən ibarətdir: əsas çərçivə, vafli ötürmə sistemi, kamera modulu, kimyəvi maye təchizatı və ötürmə modulu, proqram sistemi və elektron idarəetmə modulu.
3.4 Tək Vafli Təmizləmə Avadanlığı
Tək vafli təmizləmə avadanlığı ənənəvi RCA təmizləmə üsulu əsasında hazırlanmışdır və onun proses məqsədi hissəcikləri, üzvi maddələri, təbii oksid təbəqəsini, metal çirklərini və digər çirkləndiriciləri təmizləməkdir. Prosesin tətbiqi baxımından, tək vafli təmizləmə avadanlığı hazırda inteqral sxem istehsalının ön və arxa hissələrində, o cümlədən filmin formalaşmasından əvvəl və sonra təmizləmə, plazma aşındırmadan sonra təmizləmə, ion implantasiyasından sonra təmizləmə, kimyəvi maddələrdən sonra təmizləmə kimi geniş istifadə olunur. mexaniki cilalama və metal çöküntüdən sonra təmizləmə. Yüksək temperaturlu fosfor turşusu prosesi istisna olmaqla, tək vafli təmizləmə avadanlığı əsasən bütün təmizləmə proseslərinə uyğundur.
3.5 Tək vafli aşındırma avadanlığı
Tək vafli aşındırma avadanlığının texnoloji məqsədi əsasən nazik təbəqə ilə aşındırmadır. Prosesin məqsədinə görə, o, iki kateqoriyaya bölünə bilər, yəni yüngül aşındırma avadanlığı (yüksək enerjili ion implantasiyası nəticəsində yaranan səth filminin zədələnmiş təbəqəsini çıxarmaq üçün istifadə olunur) və qurban qatını çıxaran avadanlıq (vaflidən sonra maneə təbəqəsini çıxarmaq üçün istifadə olunur) nazikləşdirmə və ya kimyəvi mexaniki cilalama). Prosesdə çıxarılmalı olan materiallara ümumiyyətlə silikon, silikon oksid, silikon nitrid və metal film təbəqələri daxildir.
Dörd quru aşındırma və təmizləmə avadanlığı
4.1 Plazma aşındırma avadanlığının təsnifatı
Təmiz fiziki reaksiyaya yaxın olan ion püskürən aşındırma avadanlığına və təmiz kimyəvi reaksiyaya yaxın olan dequmming avadanlığına əlavə olaraq, plazma aşındırma müxtəlif plazma yaratma və nəzarət texnologiyalarına görə təxminən iki kateqoriyaya bölünə bilər:
-Capacitively Coupled Plasma (CCP) aşındırma;
-İnduktiv şəkildə birləşdirilən plazma (ICP) aşındırma.
4.1.1 CCP
Kapasitiv birləşdirilmiş plazma aşındırma radiotezlik enerji təchizatını reaksiya kamerasındakı yuxarı və aşağı elektrodların birinə və ya hər ikisinə birləşdirməkdir və iki plitə arasındakı plazma sadələşdirilmiş ekvivalent dövrədə bir kondansatör təşkil edir.
Ən qədim iki belə texnologiya var:
Bunlardan biri RF enerji təchizatını yuxarı elektrodla birləşdirən və vaflinin yerləşdiyi aşağı elektrodu birləşdirən erkən plazma aşındırmadır. Bu şəkildə əmələ gələn plazma vaflisin səthində kifayət qədər qalın ion qabığı əmələ gətirməyəcəyi üçün ion bombardmanının enerjisi aşağı olur və adətən aktiv hissəciklərin əsas aşındırıcı kimi istifadə etdiyi silisium aşındırma kimi proseslərdə istifadə olunur.
Digəri, RF enerji təchizatını vaflinin yerləşdiyi aşağı elektroda birləşdirən və yuxarı elektrodu daha böyük bir sahə ilə əsaslandıran erkən reaktiv ion aşındırmasıdır (RIE). Bu texnologiya reaksiyada iştirak etmək üçün daha yüksək ion enerjisi tələb edən dielektrik aşındırma prosesləri üçün uyğun olan daha qalın ion qabığı yarada bilər. Erkən reaktiv ionların aşındırılması əsasında ExB sürüşməsini yaratmaq üçün RF elektrik sahəsinə perpendikulyar DC maqnit sahəsi əlavə edilir ki, bu da elektronların və qaz hissəciklərinin toqquşma şansını artıra bilər və bununla da plazma konsentrasiyasını və aşındırma sürətini effektiv şəkildə yaxşılaşdırır. Bu aşırma maqnit sahəsində gücləndirilmiş reaktiv ion aşındırma (MERIE) adlanır.
Yuxarıda göstərilən üç texnologiyanın ümumi çatışmazlığı var, yəni plazma konsentrasiyası və onun enerjisi ayrıca idarə edilə bilməz. Məsələn, aşındırma sürətini artırmaq üçün plazma konsentrasiyasını artırmaq üçün RF gücünü artırmaq üsulundan istifadə edilə bilər, lakin artan RF gücü qaçılmaz olaraq ion enerjisinin artmasına səbəb olacaq və bu da cihazlara zərər verəcəkdir. gofret. Son on ildə kapasitiv birləşmə texnologiyası müvafiq olaraq yuxarı və aşağı elektrodlara və ya hər ikisinə aşağı elektroda qoşulan çoxlu RF mənbələrinin dizaynını qəbul etdi.
Müxtəlif RF tezliklərini seçmək və uyğunlaşdırmaqla elektrod sahəsi, aralıq, materiallar və digər əsas parametrlər bir-biri ilə əlaqələndirilir, plazma konsentrasiyası və ion enerjisi mümkün qədər ayrıla bilər.
4.1.2 ICP
İnduktiv birləşdirilmiş plazma aşındırma reaksiya kamerasının üzərinə və ya ətrafına radiotezlik enerji təchizatı ilə əlaqəli bir və ya bir neçə sarğı dəsti yerləşdirməkdir. Bobindəki radiotezlik cərəyanının yaratdığı alternativ maqnit sahəsi elektronları sürətləndirmək üçün dielektrik pəncərədən reaksiya kamerasına daxil olur və bununla da plazma əmələ gəlir. Sadələşdirilmiş ekvivalent dövrədə (transformator) bobin birincil sarımın endüktansı, plazma isə ikincil sarımın endüktansıdır.
Bu birləşmə üsulu, aşağı təzyiqdə kapasitiv birləşmədən birdən çox böyüklük dərəcəsi olan plazma konsentrasiyasına nail ola bilər. Bundan əlavə, ikinci RF enerji təchizatı ion bombardmanı enerjisini təmin etmək üçün qərəzli enerji təchizatı kimi vaflinin yerinə qoşulur. Buna görə də, ion konsentrasiyası bobinin enerji təchizatı mənbəyindən asılıdır və ion enerjisi yan enerji təchizatından asılıdır və bununla da konsentrasiyanın və enerjinin daha hərtərəfli ayrılmasına nail olur.
4.2 Plazma aşındırma avadanlığı
Quru aşındırmada demək olar ki, bütün aşındırıcılar birbaşa və ya dolayı yolla plazmadan əmələ gəlir, ona görə də quru aşındırma tez-tez plazma aşındırma adlanır. Plazma aşındırma geniş mənada plazma aşındırma növüdür. İki erkən düz lövhəli reaktor dizaynında biri vaflinin yerləşdiyi plitənin torpaqlanması, digəri isə RF mənbəyinə qoşulmasıdır; digəri isə əksinədir. Əvvəlki dizaynda, torpaqlanmış lövhənin sahəsi adətən RF mənbəyinə qoşulan plitənin sahəsindən daha böyükdür və reaktorda qaz təzyiqi yüksəkdir. Vaflinin səthində əmələ gələn ion qabığı çox nazikdir və vafli plazmaya “batırılmış” kimi görünür. Aşınma əsasən plazmadakı aktiv hissəciklər və həkk olunmuş materialın səthi arasındakı kimyəvi reaksiya ilə tamamlanır. İon bombardmanının enerjisi çox kiçikdir və aşındırmada iştirakı çox azdır. Bu dizayn plazma aşındırma rejimi adlanır. Başqa bir dizaynda, ion bombardmanında iştirak dərəcəsi nisbətən böyük olduğundan, reaktiv ion aşındırma rejimi adlanır.
4.3 Reaktiv İon Aşınma Avadanlığı
Reaktiv ionların aşındırılması (RIE) aktiv hissəciklərin və yüklü ionların eyni vaxtda prosesdə iştirak etdiyi aşındırma prosesinə aiddir. Onların arasında aktiv hissəciklər əsasən neytral hissəciklərdir (sərbəst radikallar kimi də tanınır), yüksək konsentrasiyaya malik (qaz konsentrasiyasının təxminən 1% -dən 10% -ə qədər) aşındırıcının əsas komponentləridir. Onlarla həkk olunmuş material arasında kimyəvi reaksiya nəticəsində yaranan məhsullar ya buxarlanır və birbaşa reaksiya kamerasından çıxarılır, ya da həkk olunmuş səthdə yığılır; yüklənmiş ionlar daha aşağı konsentrasiyada (qaz konsentrasiyasının 10-4-dən 10-3-ə qədər) olduğu halda və onlar həkk olunmuş səthi bombalamaq üçün vaflinin səthində əmələ gələn ion qabığının elektrik sahəsi ilə sürətləndirilir. Yüklü hissəciklərin iki əsas funksiyası var. Bunlardan biri oyulmuş materialın atom quruluşunu məhv etmək və bununla da aktiv hissəciklərin onunla reaksiya sürətini sürətləndirməkdir; digəri isə toplanmış reaksiya məhsullarını bombalamaq və çıxarmaqdır ki, həkk olunmuş material aktiv hissəciklərlə tam təmasda olsun, beləliklə, aşınma davam etsin.
İonların aşındırma reaksiyasında birbaşa iştirak etmədiyinə görə (və ya fiziki bombardmanın aradan qaldırılması və aktiv ionların birbaşa kimyəvi aşındırılması kimi çox kiçik bir nisbəti təşkil edir), dəqiq desək, yuxarıdakı aşındırma prosesi ion yardımlı aşındırma adlandırılmalıdır. Reaktiv ion aşındırma adı dəqiq deyil, lakin bu gün də istifadə olunur. Ən erkən RIE avadanlığı 1980-ci illərdə istifadəyə verilmişdir. Tək bir RF enerji təchizatı və nisbətən sadə reaksiya kamerasının dizaynı ilə əlaqədar olaraq, aşındırma sürəti, vahidlik və seçicilik baxımından məhdudiyyətlərə malikdir.
4.4 Maqnit Sahəsi Gücləndirilmiş Reaktiv İon Aşınma Avadanlığı
MERIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Eching) cihazı düz panelli RIE cihazına DC maqnit sahəsi əlavə edilməklə qurulan və aşındırma sürətini artırmaq üçün nəzərdə tutulmuş aşındırma cihazıdır.
MERIE avadanlığı 1990-cı illərdə, tək vafli aşındırma avadanlığı sənayedə əsas avadanlıq halına gələndə geniş miqyasda istifadəyə verilmişdir. MERIE avadanlığının ən böyük çatışmazlığı ondan ibarətdir ki, maqnit sahəsinin yaratdığı plazma konsentrasiyasının məkan paylanmasının qeyri-homogenliyi inteqral sxem cihazında cərəyan və ya gərginlik fərqlərinə gətirib çıxaracaq və bununla da cihazın zədələnməsinə səbəb olacaq. Bu zərər ani qeyri-homogenlikdən qaynaqlandığı üçün maqnit sahəsinin fırlanması onu aradan qaldıra bilməz. İnteqral sxemlərin ölçüsü kiçilməyə davam etdikcə, onların cihazının zədələnməsi plazmanın qeyri-homogenliyinə daha çox həssas olur və maqnit sahəsini gücləndirməklə aşındırma sürətini artırmaq texnologiyası tədricən çox RF enerji təchizatı planar reaktiv ion aşındırma texnologiyası ilə əvəz edilmişdir. kapasitiv olaraq birləşdirilmiş plazma aşındırma texnologiyasıdır.
4.5 Kapasitiv birləşdirilmiş plazma aşındırma avadanlığı
Kapasitiv birləşdirilmiş plazma (CCP) aşındırma avadanlığı, elektrod lövhəsinə radio tezliyi (və ya DC) enerji təchizatı tətbiq etməklə kapasitiv birləşmə vasitəsilə reaksiya kamerasında plazma yaradan və aşındırma üçün istifadə olunan bir cihazdır. Onun aşındırma prinsipi reaktiv ion aşındırma avadanlıqlarına bənzəyir.
CCP aşındırma avadanlığının sadələşdirilmiş sxematik diaqramı aşağıda göstərilmişdir. O, ümumiyyətlə, müxtəlif tezliklərin iki və ya üç RF mənbəyindən istifadə edir və bəziləri DC enerji təchizatından da istifadə edir. RF enerji təchizatının tezliyi 800kHz~162MHz-dir və ən çox istifadə olunanlar 2MHz, 4MHz, 13MHz, 27MHz, 40MHz və 60MHz-dir. 2MHz və ya 4MHz tezliyi olan RF enerji təchizatı adətən aşağı tezlikli RF mənbələri adlanır. Onlar ümumiyyətlə vaflinin yerləşdiyi aşağı elektroda bağlıdırlar. Onlar ion enerjisini idarə etməkdə daha təsirli olurlar, buna görə də onlara qərəzli enerji təchizatı deyilir; 27MHz-dən yuxarı tezlikli RF enerji təchizatı yüksək tezlikli RF mənbələri adlanır. Onlar həm yuxarı elektroda, həm də aşağı elektroda birləşdirilə bilər. Onlar plazma konsentrasiyasına nəzarət etməkdə daha effektivdirlər, buna görə də onlara mənbə enerji təchizatı deyilir. 13MHz RF enerji təchizatı ortadadır və ümumiyyətlə yuxarıda göstərilən funksiyaların hər ikisinə malik hesab edilir, lakin nisbətən zəifdir. Nəzərə alın ki, plazma konsentrasiyası və enerjisi müxtəlif tezlikli RF mənbələrinin gücü ilə müəyyən diapazonda tənzimlənə bilsə də (sözdə dekuplaj effekti), kapasitiv birləşmənin xüsusiyyətlərinə görə, onları tamamilə müstəqil şəkildə tənzimləmək və idarə etmək mümkün deyil.
İonların enerji paylanması aşındırma və cihazın zədələnməsinin təfərrüatlı performansına əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir, buna görə də ion enerjisinin paylanmasını optimallaşdırmaq üçün texnologiyanın inkişafı qabaqcıl aşındırma avadanlıqlarının əsas nöqtələrindən birinə çevrildi. Hal-hazırda, istehsalda uğurla istifadə olunan texnologiyalara multi-RF hibrid ötürücü, DC superpozisiya, DC impuls meyli ilə birləşdirilmiş RF və qərəzli enerji təchizatı və mənbə enerji təchizatının sinxron impulslu RF çıxışı daxildir.
CCP aşındırma avadanlığı plazma aşındırma avadanlığının ən çox istifadə edilən iki növündən biridir. Əsasən məntiq çip prosesinin ön mərhələsində darvazanın yan divarının və sərt maskanın aşındırılması, orta mərhələdə kontakt dəliklərinin aşındırılması, arxa mərhələdə mozaika və alüminium yastıqların aşındırılması kimi dielektrik materialların aşındırma prosesində istifadə olunur. 3D flash yaddaş çip prosesində dərin xəndəklərin, dərin dəliklərin və naqillə əlaqə dəliklərinin aşındırılması (nümunə olaraq silisium nitridi/silikon oksid strukturunu götürək).
CCP aşındırma avadanlığının üzləşdiyi iki əsas problem və təkmilləşdirmə istiqamətləri var. Birincisi, son dərəcə yüksək ion enerjisinin tətbiqi zamanı yüksək aspekt nisbəti strukturlarının aşındırma qabiliyyəti (məsələn, 3D flash yaddaşın çuxur və yivlərin aşındırılması 50:1-dən yüksək nisbət tələb edir). İon enerjisini artırmaq üçün qərəz gücünü artırmağın hazırkı üsulu 10.000 vata qədər RF enerji təchizatı istifadə etmişdir. Yaranan böyük miqdarda istilik nəzərə alınmaqla, reaksiya kamerasının soyutma və temperaturun idarə edilməsi texnologiyası davamlı olaraq təkmilləşdirilməlidir. İkincisi, aşındırma qabiliyyəti problemini əsaslı şəkildə həll etmək üçün yeni aşındırıcı qazların işlənib hazırlanmasında irəliləyiş olmalıdır.
4.6 İnduktiv şəkildə birləşdirilən plazma aşındırma avadanlığı
İnduktiv birləşdirilmiş plazma (ICP) aşındırma avadanlığı radiotezlik enerji mənbəyinin enerjisini induktiv sarğı vasitəsilə maqnit sahəsi şəklində reaksiya kamerasına birləşdirən və bununla da aşındırma üçün plazma yaradan bir cihazdır. Onun aşındırma prinsipi də ümumiləşdirilmiş reaktiv ion aşındırmasına aiddir.
ICP aşındırma avadanlığı üçün iki əsas plazma mənbəyi dizaynı var. Bunlardan biri Lam Research tərəfindən işlənib hazırlanmış və istehsal olunan transformatorla birləşdirilmiş plazma (TCP) texnologiyasıdır. Onun induktor sarğı reaksiya kamerasının üstündəki dielektrik pəncərə müstəvisində yerləşdirilir. 13.56MHz RF siqnalı bobində dielektrik pəncərəyə perpendikulyar olan və bobin oxu ilə radial olaraq ayrılan alternativ maqnit sahəsi yaradır.
Maqnit sahəsi dielektrik pəncərədən reaksiya kamerasına daxil olur və dəyişən maqnit sahəsi reaksiya kamerasındakı dielektrik pəncərəyə paralel alternativ elektrik sahəsi yaradır və bununla da aşındırıcı qazın dissosiasiyasına və plazma əmələ gəlməsinə nail olur. Bu prinsip ilkin sarğı kimi induktor bobini olan transformator və ikincil sarım kimi reaksiya kamerasındakı plazma ilə başa düşülə bildiyindən, ICP aşındırma bunun adını daşıyır.
TCP texnologiyasının əsas üstünlüyü strukturun miqyasını asanlaşdırmaqdır. Məsələn, 200 mm-lik vaflidən 300 mm-lik vafliyə qədər, TCP sadəcə rulonun ölçüsünü artırmaqla eyni aşındırma effektini saxlaya bilər.
Digər plazma mənbəyi dizaynı, Amerika Birləşmiş Ştatlarının Applied Materials, Inc. tərəfindən işlənib hazırlanmış və istehsal edilən ayrılmış plazma mənbəyi (DPS) texnologiyasıdır. Onun induktor sarğısı yarımkürəvi dielektrik pəncərəyə üçölçülü şəkildə sarılır. Plazma yaratmaq prinsipi yuxarıda qeyd olunan TCP texnologiyasına bənzəyir, lakin qazın dissosiasiya səmərəliliyi nisbətən yüksəkdir, bu da daha yüksək plazma konsentrasiyası əldə etmək üçün əlverişlidir.
Plazma yaratmaq üçün induktiv birləşmənin səmərəliliyi tutumlu birləşmədən daha yüksək olduğundan və plazma əsasən dielektrik pəncərəyə yaxın ərazidə yarandığından, onun plazma konsentrasiyası əsasən induktora qoşulmuş mənbə enerji təchizatının gücü ilə müəyyən edilir. bobin və vaflinin səthindəki ion qabığındakı ion enerjisi əsasən yan enerji təchizatının gücü ilə müəyyən edilir, buna görə də ionların konsentrasiyası və enerjisi müstəqil ola bilər. idarə olunur, bununla da decoupling əldə edilir.
ICP aşındırma avadanlığı plazma aşındırma avadanlığının ən çox istifadə edilən iki növündən biridir. Əsasən silikon dayaz xəndəklərin, germaniumun (Ge), polisilikon qapı konstruksiyalarının, metal qapı konstruksiyalarının, gərilmiş silisiumun (Strained-Si), metal məftillərin, metal yastıqların (Pads), mozaika aşındırıcı metal sərt maskalarının və bir çox proseslərin aşındırılması üçün istifadə olunur. çoxlu görüntüləmə texnologiyası.
Bundan əlavə, üçölçülü inteqral sxemlərin, CMOS təsvir sensorlarının və mikro-elektro-mexaniki sistemlərin (MEMS) artması, eləcə də silikon vidaların (TSV), böyük ölçülü əyilmə dəliklərinin tətbiqinin sürətlə artması ilə müxtəlif morfologiyaları ilə dərin silisium aşındırma, bir çox istehsalçı bu tətbiqlər üçün xüsusi olaraq hazırlanmış aşındırma avadanlığını işə saldı. Onun xüsusiyyətləri böyük aşındırma dərinliyidir (onlarla və ya hətta yüzlərlə mikron), buna görə də əsasən yüksək qaz axını, yüksək təzyiq və yüksək güc şəraitində işləyir.
——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— ————————————-
Semicera təmin edə bilərqrafit hissələri, yumşaq/sərt hiss, silisium karbid hissələri, CVD silisium karbid hissələri, vəSiC/TaC örtüklü hissələr30 gün ərzində.
Yuxarıdakı yarımkeçirici məhsullarla maraqlanırsınızsa,ilk dəfə bizimlə əlaqə saxlamaqdan çəkinməyin.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Göndərmə vaxtı: 31 avqust 2024-cü il