Een inleiding
Ets in die geïntegreerde stroombaan vervaardigingsproses word verdeel in:
-Nat ets;
- Droë ets.
In die vroeë dae is nat ets wyd gebruik, maar as gevolg van sy beperkings in lynwydtebeheer en etsrigting, gebruik die meeste prosesse na 3μm droë ets. Nat-ets word slegs gebruik om sekere spesiale materiaallae te verwyder en oorblyfsels skoon te maak.
Droë ets verwys na die proses om gasvormige chemiese etsmiddels te gebruik om met materiale op die wafer te reageer om die deel van die materiaal wat verwyder moet word weg te ets en vlugtige reaksieprodukte te vorm, wat dan uit die reaksiekamer onttrek word. Etsmiddel word gewoonlik direk of indirek uit die plasma van die etsgas gegenereer, so droë ets word ook plasma-ets genoem.
1.1 Plasma
Plasma is 'n gas in 'n swak geïoniseerde toestand wat gevorm word deur gloei ontlading van etsgas onder die werking van 'n eksterne elektromagnetiese veld (soos gegenereer deur 'n radiofrekwensie kragtoevoer). Dit sluit elektrone, ione en neutrale aktiewe deeltjies in. Onder hulle kan aktiewe deeltjies direk chemies met die geëtste materiaal reageer om ets te verkry, maar hierdie suiwer chemiese reaksie vind gewoonlik net in 'n baie klein aantal materiale plaas en is nie rigtinggewend nie; wanneer die ione 'n sekere energie het, kan hulle geëts word deur direkte fisiese sputtering, maar die etstempo van hierdie suiwer fisiese reaksie is uiters laag en die selektiwiteit is baie swak.
Die meeste plasma-etse word voltooi met die deelname van aktiewe deeltjies en ione terselfdertyd. In hierdie proses het ioonbombardement twee funksies. Een daarvan is om die atoombindings op die oppervlak van die geëtste materiaal te vernietig, en sodoende die tempo waarteen neutrale deeltjies daarmee reageer, te verhoog; die ander is om die reaksieprodukte wat op die reaksie-koppelvlak gedeponeer is, af te slaan om die etsmiddel te fasiliteer om die oppervlak van die geëtste materiaal ten volle te kontak, sodat die etswerk voortgaan.
Die reaksieprodukte wat op die sywande van die geëtste struktuur neergelê word, kan nie effektief deur rigtinggewende ioonbombardement verwyder word nie, en sodoende die ets van die sywande blokkeer en anisotropiese etsing vorm.
Tweede etsproses
2.1 Nat-ets en skoonmaak
Nat-ets is een van die vroegste tegnologieë wat in die vervaardiging van geïntegreerde stroombane gebruik word. Alhoewel die meeste nat-etsprosesse deur anisotropiese droë-ets vervang is as gevolg van die isotropiese ets daarvan, speel dit steeds 'n belangrike rol in die skoonmaak van nie-kritiese lae van groter groottes. Veral in die ets van oksiedverwyderingsreste en epidermale stroping, is dit meer effektief en ekonomies as droë ets.
Die voorwerpe van nat ets sluit hoofsaaklik silikonoksied, silikonnitried, enkelkristal silikon en polikristallyne silikon in. Nat ets van silikonoksied gebruik gewoonlik fluoresuur (HF) as die belangrikste chemiese draer. Ten einde selektiwiteit te verbeter, word verdunde fluoriedsuur wat deur ammoniumfluoried gebuffer is, in die proses gebruik. Om die stabiliteit van die pH-waarde te behou, kan 'n klein hoeveelheid sterk suur of ander elemente bygevoeg word. Gedopte silikonoksied word makliker verroes as suiwer silikonoksied. Nat chemiese stroping word hoofsaaklik gebruik om fotoresist en harde masker (silikonnitried) te verwyder. Warm fosforsuur (H3PO4) is die belangrikste chemiese vloeistof wat gebruik word vir nat chemiese stroping om silikonnitried te verwyder, en het 'n goeie selektiwiteit vir silikonoksied.
Nat skoonmaak is soortgelyk aan nat ets, en verwyder hoofsaaklik besoedeling op die oppervlak van silikonwafels deur chemiese reaksies, insluitend deeltjies, organiese materiaal, metale en oksiede. Die hoofstroom nat skoonmaak is nat chemiese metode. Alhoewel droogskoonmaak baie nat skoonmaakmetodes kan vervang, is daar geen metode wat nat skoonmaak heeltemal kan vervang nie.
Algemeen gebruikte chemikalieë vir nat skoonmaak sluit in swaelsuur, soutsuur, fluoorsuur, fosforsuur, waterstofperoksied, ammoniumhidroksied, ammoniumfluoried, ens. In praktiese toepassings word een of meer chemikalieë gemeng met gedeïoniseerde water in 'n sekere verhouding soos nodig om vorm 'n skoonmaakoplossing, soos SC1, SC2, DHF, BHF, ens.
Skoonmaak word dikwels gebruik in die proses voor oksiedfilmneerlegging, omdat die voorbereiding van oksiedfilm op 'n absoluut skoon silikonwafeloppervlak uitgevoer moet word. Die algemene skoonmaakproses van silikonwafels is soos volg:
2.2 Droë Ets and Skoonmaak
2.2.1 Droë Ets
Droë-ets in die industrie verwys hoofsaaklik na plasma-ets, wat plasma met verhoogde aktiwiteit gebruik om spesifieke stowwe te ets. Die toerustingstelsel in grootskaalse produksieprosesse gebruik lae-temperatuur nie-ewewig plasma.
Plasma-ets gebruik hoofsaaklik twee ontladingsmodusse: kapasitiewe gekoppelde ontlading en induktiewe gekoppelde ontlading
In die kapasitief gekoppelde ontladingsmodus: plasma word gegenereer en in stand gehou in twee parallelle plaat kapasitors deur 'n eksterne radiofrekwensie (RF) kragtoevoer. Die gasdruk is gewoonlik 'n paar millitorr tot tientalle millitorr, en die ionisasietempo is minder as 10-5. In die induktief gekoppelde ontladingsmodus: gewoonlik teen 'n laer gasdruk (tiene millitorr), word die plasma gegenereer en onderhou deur induktief gekoppelde insetenergie. Die ionisasietempo is gewoonlik groter as 10-5, so dit word ook hoëdigtheidplasma genoem. Hoëdigtheid plasmabronne kan ook verkry word deur elektronsiklotronresonansie en siklotrongolfontlading. Hoëdigtheidplasma kan die etstempo en selektiwiteit van die etsproses optimaliseer terwyl etsskade verminder word deur die ioonvloei en ioonbombardementenergie onafhanklik te beheer deur 'n eksterne RF- of mikrogolfkragtoevoer en 'n RF-voorspanningkragtoevoer op die substraat.
Die droë-etsproses is soos volg: die etsgas word in die vakuumreaksiekamer ingespuit, en nadat die druk in die reaksiekamer gestabiliseer is, word die plasma gegenereer deur radiofrekwensie gloei ontlading; nadat dit deur hoëspoedelektrone geraak is, ontbind dit om vrye radikale te produseer, wat na die oppervlak van die substraat diffundeer en geadsorbeer word. Onder die werking van ioonbombardement reageer die geadsorbeerde vrye radikale met atome of molekules op die oppervlak van die substraat om gasvormige neweprodukte te vorm, wat uit die reaksiekamer ontslaan word. Die proses word in die volgende figuur getoon:
Droë etsprosesse kan in die volgende vier kategorieë verdeel word:
(1)Fisiese sputterende ets: Dit maak hoofsaaklik staat op die energieke ione in die plasma om die oppervlak van die geëtste materiaal te bombardeer. Die aantal atome wat gesputter word hang af van die energie en hoek van die invallende deeltjies. Wanneer die energie en hoek onveranderd bly, verskil die sputtertempo van verskillende materiale gewoonlik net 2 tot 3 keer, dus is daar geen selektiwiteit nie. Die reaksieproses is hoofsaaklik anisotropies.
(2)Chemiese ets: Plasma verskaf gasfase-etsatome en -molekules, wat chemies met die oppervlak van die materiaal reageer om vlugtige gasse te produseer. Hierdie suiwer chemiese reaksie het goeie selektiwiteit en vertoon isotropiese eienskappe sonder om die roosterstruktuur in ag te neem.
Byvoorbeeld: Si (vast) + 4F → SiF4 (gasvormig), fotoresist + O (gasvormig) → CO2 (gasvormig) + H2O (gasvormig)
(3)Ioon energie aangedrewe ets: Ione is beide deeltjies wat ets veroorsaak en energiedraende deeltjies. Die etsdoeltreffendheid van sulke energiedraende deeltjies is meer as een orde van grootte hoër as dié van eenvoudige fisiese of chemiese ets. Onder hulle is die optimalisering van die fisiese en chemiese parameters van die proses die kern van die beheer van die etsproses.
(4)Ioon-versperring saamgestelde ets: Dit verwys hoofsaaklik na die opwekking van 'n polimeerversperring beskermende laag deur saamgestelde deeltjies tydens die etsproses. Plasma benodig so 'n beskermende laag om die etsreaksie van die sywande tydens die etsproses te voorkom. Byvoorbeeld, die byvoeging van C by Cl en Cl2-ets kan 'n chloorkoolstofverbindingslaag tydens ets produseer om die sywande te beskerm teen geëts.
2.2.1 Droogskoonmaak
Droogskoonmaak verwys hoofsaaklik na plasma skoonmaak. Die ione in die plasma word gebruik om die oppervlak wat skoongemaak moet word te bombardeer, en die atome en molekules in die geaktiveerde toestand tree in wisselwerking met die oppervlak wat skoongemaak moet word, om sodoende die fotoresist te verwyder en te as. Anders as droë ets, sluit die prosesparameters van droogskoonmaak gewoonlik nie rigtingselektiwiteit in nie, dus is die prosesontwerp relatief eenvoudig. In grootskaalse produksieprosesse word fluoorgebaseerde gasse, suurstof of waterstof hoofsaaklik as die hoofliggaam van die reaksieplasma gebruik. Daarbenewens kan die byvoeging van 'n sekere hoeveelheid argonplasma die ioonbombardement-effek verbeter, en sodoende die skoonmaakdoeltreffendheid verbeter.
In die plasma-droogskoonmaakproses word die afgeleë plasmametode gewoonlik gebruik. Dit is omdat daar in die skoonmaakproses gehoop word om die bombardement-effek van ione in die plasma te verminder om die skade wat deur ioonbombardement veroorsaak word, te beheer; en die verbeterde reaksie van chemiese vrye radikale kan die skoonmaakdoeltreffendheid verbeter. Afgeleë plasma kan mikrogolwe gebruik om 'n stabiele en hoëdigtheid plasma buite die reaksiekamer te genereer, wat 'n groot aantal vrye radikale genereer wat die reaksiekamer binnedring om die reaksie te bereik wat benodig word vir skoonmaak. Die meeste van die droogskoonmaakgasbronne in die bedryf gebruik fluoorgebaseerde gasse, soos NF3, en meer as 99% van NF3 word in mikrogolfplasma ontbind. Daar is byna geen ioonbombardement-effek in die droogskoonmaakproses nie, so dit is voordelig om die silikonwafel te beskerm teen skade en die lewe van die reaksiekamer te verleng.
Drie nat ets en skoonmaak toerusting
3.1 Tenk-tipe wafer skoonmaak masjien
Die trog-tipe wafer-skoonmaakmasjien bestaan hoofsaaklik uit 'n wafer-oordragkas-transmissiemodule wat aan die voorkant oopmaak, 'n wafer-laai-/aflaai-transmissiemodule, 'n uitlaatluginlaatmodule, 'n chemiese vloeistoftenkmodule, 'n gedeïoniseerde watertenkmodule, 'n droogtenk module en 'n beheermodule. Dit kan verskeie bokse wafers op dieselfde tyd skoonmaak en kan in- en uitdroog van wafers bewerkstellig.
3.2 Sloot Wafer Etser
3.3 Enkelwafel-natverwerkingstoerusting
Volgens verskillende prosesdoeleindes kan enkelwafer nat prosestoerusting in drie kategorieë verdeel word. Die eerste kategorie is enkelwafel-skoonmaaktoerusting, waarvan die skoonmaakteikens deeltjies, organiese materiaal, natuurlike oksiedlaag, metaal onsuiwerhede en ander besoedelingstowwe insluit; die tweede kategorie is enkelwafelskroptoerusting, wie se hoofprosesdoel is om deeltjies op die oppervlak van die wafer te verwyder; die derde kategorie is enkelwafer-etstoerusting, wat hoofsaaklik gebruik word om dun films te verwyder. Volgens verskillende prosesdoeleindes kan enkelwafer-etstoerusting in twee tipes verdeel word. Die eerste tipe is ligte etstoerusting, wat hoofsaaklik gebruik word om oppervlakfilmskadelae wat veroorsaak word deur hoë-energie-iooninplanting te verwyder; die tweede tipe is toerusting vir die verwydering van opofferingslaag, wat hoofsaaklik gebruik word om versperringslae te verwyder na wafelverdunning of chemiese meganiese polering.
Vanuit die perspektief van die algehele masjienargitektuur, is die basiese argitektuur van alle soorte enkelwafel-natprosestoerusting soortgelyk, wat gewoonlik uit ses dele bestaan: hoofraam, waferoordragstelsel, kamermodule, chemiese vloeistofvoorsiening en -oordragmodule, sagtewarestelsel en elektroniese beheermodule.
3.4 Enkelwafel skoonmaaktoerusting
Die enkelwafel-skoonmaaktoerusting is ontwerp op grond van die tradisionele RCA-skoonmaakmetode, en die prosesdoel is om deeltjies, organiese materiaal, natuurlike oksiedlaag, metaal onsuiwerhede en ander besoedelingstowwe skoon te maak. Wat prosestoepassing betref, word enkelwafel-skoonmaaktoerusting tans wyd gebruik in die voor- en agterkantprosesse van geïntegreerde stroombaanvervaardiging, insluitend skoonmaak voor en na filmvorming, skoonmaak na plasma-ets, skoonmaak na ioon-inplanting, skoonmaak na chemiese meganiese polering, en skoonmaak na metaalafsetting. Behalwe vir die hoë-temperatuur fosforsuur proses, enkel wafel skoonmaak toerusting is basies verenigbaar met alle skoonmaak prosesse.
3.5 Enkelwafel-etstoerusting
Die prosesdoel van enkelwafer-etstoerusting is hoofsaaklik dunfilm-ets. Volgens die prosesdoel kan dit in twee kategorieë verdeel word, naamlik ligte etstoerusting (wat gebruik word om die oppervlakfilmskadelaag wat veroorsaak word deur hoë-energie-iooninplanting te verwyder) en toerusting vir die verwydering van offerlaag (gebruik om die versperringslaag na wafer te verwyder uitdunning of chemiese meganiese polering). Die materiale wat in die proses verwyder moet word, sluit gewoonlik silikon-, silikonoksied-, silikonnitried- en metaalfilmlae in.
Vier droë ets- en skoonmaaktoerusting
4.1 Klassifikasie van plasma-etstoerusting
Benewens ioonsputter-etstoerusting wat naby aan suiwer fisiese reaksie is en ontgommingstoerusting wat naby aan suiwer chemiese reaksie is, kan plasma-ets rofweg in twee kategorieë verdeel word volgens die verskillende plasmagenerasie- en beheertegnologieë:
-Kapasitief gekoppelde plasma (CCP) ets;
-Induktief gekoppelde plasma (ICP) ets.
4.1.1 CCP
Kapasitief gekoppelde plasma-ets is om die radiofrekwensie-kragtoevoer aan een of albei van die boonste en onderste elektrodes in die reaksiekamer te verbind, en die plasma tussen die twee plate vorm 'n kapasitor in 'n vereenvoudigde ekwivalente stroombaan.
Daar is twee vroegste sulke tegnologieë:
Een is die vroeë plasma-ets, wat die RF-kragtoevoer met die boonste elektrode verbind en die onderste elektrode waar die wafer geleë is, is geaard. Omdat die plasma wat op hierdie manier gegenereer word nie 'n voldoende dik ioonskede op die oppervlak van die wafer sal vorm nie, is die energie van ioonbombardement laag, en dit word gewoonlik gebruik in prosesse soos silikon-ets wat aktiewe deeltjies as die hoofetsmiddel gebruik.
Die ander is die vroeë reaktiewe ioon-ets (RIE), wat die RF-kragtoevoer verbind met die onderste elektrode waar die wafer geleë is, en die boonste elektrode met 'n groter area grond. Hierdie tegnologie kan 'n dikker ioonskede vorm, wat geskik is vir diëlektriese etsprosesse wat hoër ioonenergie vereis om aan die reaksie deel te neem. Op grond van vroeë reaktiewe ioon-ets word 'n GS-magnetiese veld loodreg op die RF elektriese veld bygevoeg om ExB-drywing te vorm, wat die botsingskans van elektrone en gasdeeltjies kan verhoog, en sodoende die plasmakonsentrasie en etstempo effektief verbeter. Hierdie ets word magnetiese veld versterkte reaktiewe ioon-ets (MERIE) genoem.
Bogenoemde drie tegnologieë het 'n gemeenskaplike nadeel, dit wil sê, die plasmakonsentrasie en sy energie kan nie afsonderlik beheer word nie. Byvoorbeeld, om die etstempo te verhoog, kan die metode om die RF-krag te verhoog gebruik word om die plasmakonsentrasie te verhoog, maar die verhoogde RF-krag sal noodwendig lei tot 'n toename in ioonenergie, wat skade aan die toestelle op die wafer. In die afgelope dekade het kapasitiewe koppelingstegnologie 'n ontwerp van veelvuldige RF-bronne aangeneem, wat onderskeidelik aan die boonste en onderste elektrodes gekoppel is of albei aan die onderste elektrode.
Deur verskillende RF-frekwensies te selekteer en aan te pas, word die elektrode-area, spasiëring, materiale en ander sleutelparameters met mekaar gekoördineer, die plasmakonsentrasie en ioonenergie kan soveel as moontlik ontkoppel word.
4.1.2 TKP
Induktief gekoppelde plasma-ets is om een of meer stelle spoele wat aan 'n radiofrekwensie kragbron gekoppel is, op of om die reaksiekamer te plaas. Die wisselende magneetveld wat deur die radiofrekwensiestroom in die spoel gegenereer word, gaan die reaksiekamer deur die diëlektriese venster binne om die elektrone te versnel en sodoende plasma te genereer. In 'n vereenvoudigde ekwivalente stroombaan (transformator) is die spoel die primêre wikkelinduktansie, en die plasma is die sekondêre wikkelinduktansie.
Hierdie koppelingsmetode kan 'n plasmakonsentrasie bereik wat meer as een orde van grootte hoër is as kapasitiewe koppeling by lae druk. Daarbenewens is die tweede RF-kragbron gekoppel aan die ligging van die wafer as 'n vooroordeelkragtoevoer om ioonbombardementenergie te verskaf. Daarom hang die ioonkonsentrasie af van die bronkragtoevoer van die spoel en die ioonenergie hang af van die voorspanningskragtoevoer, om sodoende 'n meer deeglike ontkoppeling van konsentrasie en energie te bewerkstellig.
4.2 Plasma-etstoerusting
Byna alle etsmiddels in droë ets word direk of indirek uit plasma gegenereer, so droë ets word dikwels plasma-ets genoem. Plasma-ets is 'n tipe plasma-ets in 'n breë sin. In die twee vroeë platplaatreaktorontwerpe is een om die plaat te grond waar die wafer geleë is en die ander plaat is gekoppel aan die RF-bron; die ander is die teenoorgestelde. In eersgenoemde ontwerp is die area van die geaarde plaat gewoonlik groter as die area van die plaat wat aan die RF-bron gekoppel is, en die gasdruk in die reaktor is hoog. Die ioonskede wat op die oppervlak van die wafer gevorm word, is baie dun, en die wafer blyk te wees "ondergedompel" in plasma. Ets word hoofsaaklik voltooi deur die chemiese reaksie tussen die aktiewe deeltjies in die plasma en die oppervlak van die geëtste materiaal. Die energie van ioonbombardement is baie klein, en die deelname aan ets is baie laag. Hierdie ontwerp word plasma-etsmodus genoem. In 'n ander ontwerp, omdat die mate van deelname van ioonbombardement relatief groot is, word dit reaktiewe ioon-etsmodus genoem.
4.3 Reaktiewe ioon-etstoerusting
Reaktiewe ioon-ets (RIE) verwys na 'n etsproses waarin aktiewe deeltjies en gelaaide ione terselfdertyd aan die proses deelneem. Onder hulle is aktiewe deeltjies hoofsaaklik neutrale deeltjies (ook bekend as vrye radikale), met 'n hoë konsentrasie (ongeveer 1% tot 10% van die gaskonsentrasie), wat die hoofkomponente van die etsmiddel is. Die produkte wat deur die chemiese reaksie tussen hulle en die geëtste materiaal geproduseer word, word óf vervlugtig en direk uit die reaksiekamer onttrek, óf op die geëtste oppervlak opgehoop; terwyl die gelaaide ione by 'n laer konsentrasie is (10-4 tot 10-3 van die gaskonsentrasie), en hulle word versnel deur die elektriese veld van die ioonskede wat op die oppervlak van die wafer gevorm word om die geëtste oppervlak te bombardeer. Daar is twee hooffunksies van gelaaide deeltjies. Een daarvan is om die atoomstruktuur van die geëtste materiaal te vernietig en sodoende die tempo waarteen die aktiewe deeltjies daarmee reageer, te versnel; die ander is om die opgehoopte reaksieprodukte te bombardeer en te verwyder sodat die geëtste materiaal in volle kontak met die aktiewe deeltjies is, sodat die etswerk voortgaan.
Omdat ione nie direk aan die etsreaksie deelneem nie (of 'n baie klein deel uitmaak, soos fisiese bombardementverwydering en direkte chemiese ets van aktiewe ione), moet streng gesproke die bogenoemde etsproses ioonondersteunde ets genoem word. Die naam reaktiewe ioon-ets is nie akkuraat nie, maar dit word vandag nog gebruik. Die vroegste RIE-toerusting is in die 1980's in gebruik geneem. As gevolg van die gebruik van 'n enkele RF-kragbron en 'n relatief eenvoudige reaksiekamerontwerp, het dit beperkings in terme van etstempo, eenvormigheid en selektiwiteit.
4.4 Magneetveld-verbeterde reaktiewe ioon-etstoerusting
Die MERIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching)-toestel is 'n etstoestel wat saamgestel word deur 'n GS-magnetiese veld by 'n platpaneel RIE-toestel te voeg en bedoel is om die etstempo te verhoog.
MERIE-toerusting is in die 1990's op groot skaal in gebruik geneem, toe enkelwafel-etstoerusting die hoofstroomtoerusting in die bedryf geword het. Die grootste nadeel van MERIE-toerusting is dat die ruimtelike verspreiding-onhomogeniteit van plasmakonsentrasie wat deur die magnetiese veld veroorsaak word, sal lei tot stroom- of spanningsverskille in die geïntegreerde stroombaantoestel, en sodoende toestelskade veroorsaak. Aangesien hierdie skade deur oombliklike inhomogeniteit veroorsaak word, kan die rotasie van die magneetveld dit nie uitskakel nie. Soos die grootte van geïntegreerde stroombane aanhou krimp, is hul toestelbeskadiging toenemend sensitief vir plasma-onhomogeniteit, en die tegnologie om die etstempo te verhoog deur die magnetiese veld te verbeter, is geleidelik vervang deur multi-RF-kragtoevoer planêre reaktiewe ioon-etstegnologie, wat is, kapasitief gekoppelde plasma-etstegnologie.
4.5 Kapasitief gekoppelde plasma-etstoerusting
Kapasitief gekoppelde plasma (CCP) etstoerusting is 'n toestel wat plasma in 'n reaksiekamer genereer deur kapasitiewe koppeling deur 'n radiofrekwensie (of GS) kragtoevoer aan die elektrodeplaat toe te pas en vir ets gebruik word. Die etsbeginsel daarvan is soortgelyk aan dié van reaktiewe ioon-etstoerusting.
Die vereenvoudigde skematiese diagram van die CCP-etstoerusting word hieronder getoon. Dit gebruik gewoonlik twee of drie RF-bronne van verskillende frekwensies, en sommige gebruik ook GS-kragbronne. Die frekwensie van die RF-kragtoevoer is 800kHz ~ 162MHz, en die algemeen gebruikte is 2MHz, 4MHz, 13MHz, 27MHz, 40MHz en 60MHz. RF-kragbronne met 'n frekwensie van 2MHz of 4MHz word gewoonlik lae-frekwensie RF-bronne genoem. Hulle is gewoonlik gekoppel aan die onderste elektrode waar die wafer geleë is. Hulle is meer effektief in die beheer van ioon-energie, daarom word hulle ook vooroordeelkragbronne genoem; RF-kragbronne met 'n frekwensie bo 27MHz word hoëfrekwensie-RF-bronne genoem. Hulle kan aan óf die boonste elektrode óf die onderste elektrode gekoppel word. Hulle is meer effektief in die beheer van plasmakonsentrasie, daarom word hulle ook bronkragbronne genoem. Die 13MHz RF-kragtoevoer is in die middel en word algemeen beskou as beide bogenoemde funksies, maar is relatief swakker. Let daarop dat alhoewel die plasmakonsentrasie en energie binne 'n sekere reeks aangepas kan word deur die krag van RF-bronne van verskillende frekwensies (die sogenaamde ontkoppelingseffek), as gevolg van die eienskappe van kapasitiewe koppeling, kan hulle nie heeltemal onafhanklik aangepas en beheer word nie.
Die energieverspreiding van ione het 'n beduidende impak op die gedetailleerde werkverrigting van ets en toestelskade, so die ontwikkeling van tegnologie om ioon-energieverspreiding te optimaliseer, het een van die sleutelpunte van gevorderde etstoerusting geword. Tans sluit die tegnologieë wat suksesvol in produksie gebruik is multi-RF hibriede aandrywing, DC superposisie, RF gekombineer met DC pols voorspanning, en sinchrone gepulseerde RF uitset van vooroordeel kragtoevoer en bron kragtoevoer.
CCP-etstoerusting is een van die twee mees gebruikte tipes plasma-etstoerusting. Dit word hoofsaaklik gebruik in die etsproses van diëlektriese materiale, soos heksywand en harde masker-ets in die voorste stadium van logiese chip-proses, kontakgat-ets in die middelstadium, mosaïek- en aluminiumkussings-ets in die agterste stadium, asook ets van diep slote, diep gate en bedrading kontak gate in 3D flits geheue chip proses (met silikon nitried/silikon oksied struktuur as 'n voorbeeld).
Daar is twee hoofuitdagings en verbeteringsrigtings wat CCP-etstoerusting in die gesig staar. Eerstens, in die toepassing van uiters hoë ioonenergie, vereis die etsvermoë van hoë aspekverhoudingstrukture (soos die gat- en groef-ets van 3D-flitsgeheue 'n verhouding hoër as 50:1). Die huidige metode om die voorspanningskrag te verhoog om die ioonenergie te verhoog, het RF-kragbronne van tot 10 000 watt gebruik. In die lig van die groot hoeveelheid hitte wat gegenereer word, moet die verkoelings- en temperatuurbeheertegnologie van die reaksiekamer voortdurend verbeter word. Tweedens moet daar 'n deurbraak wees in die ontwikkeling van nuwe etsgasse om die probleem van etsvermoë fundamenteel op te los.
4.6 Induktief gekoppelde plasma-etstoerusting
Induktief gekoppelde plasma (ICP) etstoerusting is 'n toestel wat die energie van 'n radiofrekwensie kragbron in 'n reaksiekamer in die vorm van 'n magnetiese veld via 'n induktorspoel koppel, en sodoende plasma vir ets genereer. Die etsbeginsel daarvan behoort ook tot die veralgemeende reaktiewe ioon-ets.
Daar is twee hooftipes plasmabronontwerpe vir ICP-etstoerusting. Een daarvan is die transformator-gekoppelde plasma (TCP)-tegnologie wat deur Lam Research ontwikkel en vervaardig is. Die induktorspoel word op die diëlektriese venstervlak bokant die reaksiekamer geplaas. Die 13.56MHz RF-sein genereer 'n afwisselende magnetiese veld in die spoel wat loodreg op die diëlektriese venster is en radiaal divergeer met die spoel-as as die middelpunt.
Die magnetiese veld gaan die reaksiekamer binne deur die diëlektriese venster, en die wisselende magnetiese veld genereer 'n alternatiewe elektriese veld parallel met die diëlektriese venster in die reaksiekamer, waardeur die dissosiasie van die etsgas en plasma gegenereer word. Aangesien hierdie beginsel verstaan kan word as 'n transformator met 'n induktorspoel as die primêre wikkeling en die plasma in die reaksiekamer as die sekondêre wikkeling, is ICP-etsing hierna vernoem.
Die grootste voordeel van TCP-tegnologie is dat die struktuur maklik is om op te skaal. Byvoorbeeld, van 'n 200 mm wafer na 'n 300 mm wafer, kan TCP dieselfde etseffek handhaaf deur bloot die grootte van die spoel te vergroot.
Nog 'n plasmabronontwerp is die ontkoppelde plasmabron (DPS)-tegnologie wat ontwikkel en vervaardig is deur Applied Materials, Inc. van die Verenigde State. Die induktorspoel is driedimensioneel op 'n hemisferiese diëlektriese venster gewikkel. Die beginsel om plasma te genereer is soortgelyk aan die voorgenoemde TCP-tegnologie, maar die gasdissosiasiedoeltreffendheid is relatief hoog, wat bevorderlik is vir die verkryging van 'n hoër plasmakonsentrasie.
Aangesien die doeltreffendheid van induktiewe koppeling om plasma te genereer hoër is as dié van kapasitiewe koppeling, en die plasma hoofsaaklik in die area naby die diëlektriese venster gegenereer word, word die plasmakonsentrasie daarvan basies bepaal deur die krag van die bronkragtoevoer wat aan die induktor gekoppel is. spoel, en die ioon-energie in die ioonskede op die oppervlak van die wafer word basies bepaal deur die krag van die voorspanningskragtoevoer, sodat die konsentrasie en energie van die ione onafhanklik beheer kan word en sodoende ontkoppeling bewerkstellig word.
ICP-etstoerusting is een van die twee mees gebruikte tipes plasma-etstoerusting. Dit word hoofsaaklik gebruik vir ets van silikon vlak loopgrawe, germanium (Ge), polisilicon hek strukture, metaal hek strukture, gespanne silikon (Strained-Si), metaal drade, metaal pads (Pads), mosaïek ets metaal harde maskers en veelvuldige prosesse in meervoudige beeldtegnologie.
Daarbenewens, met die opkoms van driedimensionele geïntegreerde stroombane, CMOS-beeldsensors en mikro-elektromeganiese stelsels (MEMS), sowel as die vinnige toename in die toepassing van deur-silikon-vias (TSV), groot-grootte skuins gate en diep silikon-ets met verskillende morfologieë, het baie vervaardigers etstoerusting bekend gestel wat spesifiek vir hierdie toepassings ontwikkel is. Sy kenmerke is groot etsdiepte (tiene of selfs honderde mikrons), dus werk dit meestal onder hoë gasvloei, hoë druk en hoë kragtoestande.
—————————————————————————————————————————————————— ———————————-
Semicera kan verskafgrafiet dele, sagte/rigiede vilt, silikonkarbiedonderdele, CVD silikonkarbiedonderdele, enSiC/TaC-bedekte delemet in 30 dae.
As jy belangstel in die bogenoemde halfgeleierprodukte,moet asseblief nie huiwer om ons die eerste keer te kontak nie.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Pos tyd: Aug-31-2024