Erdieroaleen fabrikazio prozesuan,akuaforteateknologia prozesu kritikoa da, substratuan nahi ez diren materialak zehatz-mehatz kentzeko erabiltzen dena, zirkuitu eredu konplexuak osatzeko. Artikulu honek bi grabaketa-teknologia nagusi aurkeztuko ditu zehatz-mehatz: plasma bidezko grabaketa capacitively coupled (CCP) eta induktiboki akoplatutako plasma grabaketa.ICP), eta material desberdinak grabatzeko dituzten aplikazioak aztertzea.
Akoplatutako plasma bidezko grabaketa (CCP)
Akoplatutako plasma bidezko grabaketa (CCP) RF tentsio bat aplikatuz lortzen da plaka paraleloko bi elektrodo parekatu baten eta DC blokeatzeko kondentsadore baten bidez. Bi elektrodoek eta plasmak elkarrekin kondentsadore baliokide bat osatzen dute. Prozesu horretan, RF tentsioak zorro kapazitibo bat osatzen du elektrodotik gertu, eta zorroaren muga aldatzen da tentsioaren oszilazio azkarrarekin. Elektroiak azkar aldatzen ari den zorro honetara iristen direnean, islatu egiten dira eta energia irabazten dute, eta horrek gas molekulen disoziazioa edo ionizazioa eragiten du plasma sortzeko. CCP akuafortea lotura kimikoko energia handiagoa duten materialei aplikatzen zaie, hala nola dielektrikoei, baina bere grabazio-tasa baxuagoa dela eta, kontrol fina eskatzen duten aplikazioetarako egokia da.
Induktiboki akoplatutako plasma grabaketa (ICP)
Indukzioz akoplatutako plasmaakuafortea(ICP) printzipioan oinarritzen da korronte alternoa bobina batetik igarotzen dela induzitutako eremu magnetiko bat sortzeko. Eremu magnetiko horren eraginez, erreakzio-ganberako elektroiak azeleratu egiten dira eta induzitutako eremu elektrikoan azeleratzen jarraitzen dute, azkenean erreakzio-gas-molekulek talka eginez, molekulak disoziatu edo ionizatu eta plasma sortuz. Metodo honek ionizazio-tasa handia sor dezake eta plasma-dentsitatea eta bonbardaketa-energia modu independentean doitzeko aukera ematen du,ICP grabatuaoso egokia lotura kimiko-energia baxuko materialak grabatzeko, hala nola silizioa eta metala. Horrez gain, ICP teknologiak uniformetasun eta grabatze tasa hobea eskaintzen du.
1. Metal-aguafortea
Metal-aguafortea interkonexioak eta geruza anitzeko kableatuak prozesatzeko erabiltzen da batez ere. Bere eskakizunak honako hauek dira: grabaketa-tasa altua, selektibitate handia (4:1 baino handiagoa maskara geruzarentzat eta 20:1 baino handiagoa geruzen arteko dielektrikorako), grabazio-uniformitate handia, dimentsio kritikoen kontrol ona, plasma kalterik ez, hondakin kutsatzaile gutxiago eta metalarekiko korrosiorik ez. Metalezko grabaketak plasma induktiboki akoplatutako ekipoak erabiltzen ditu normalean.
•Aluminiozko grabatua: aluminioa txirbilaren fabrikazioaren erdiko eta atzeko faseetan hari-material garrantzitsuena da, erresistentzia baxuaren, deposizio errazaren eta grabatzearen abantailekin. Aluminiozko grabaketak normalean kloruro gasak sortutako plasma erabiltzen du (adibidez, Cl2). Aluminioak kloroarekin erreakzionatzen du aluminio kloruro lurrunkorra (AlCl3) sortzeko. Horrez gain, SiCl4, BCl3, BBr3, CCl4, CHF3, etab. bezalako beste haluro batzuk gehi daitezke aluminiozko gainazaleko oxido-geruza kentzeko, grabaketa normala bermatzeko.
• Wolframio-aguafortea: geruza anitzeko metalezko alanbreen interkonexio egituretan, wolframioa da txiparen erdiko sekzioko interkonexiorako erabiltzen den metal nagusia. Fluorrean edo kloroan oinarritutako gasak erabil daitezke metal tungstenoa grabatzeko, baina fluoroan oinarritutako gasek selektibitate eskasa dute silizio oxidoarekiko, eta kloroan oinarritutako gasek (adibidez, CCl4) selektibitate hobea dute. Erreakzio-gasari nitrogenoa gehitzen zaio erreakzio-gasari kola-selektibotasun handia lortzeko, eta oxigenoa gehitzen da karbono-metaketa murrizteko. Kloroan oinarritutako gasarekin wolframioa grabatzeak grabatu anisotropikoa eta selektibitate handia lor ditzake. Wolframaren grabaketa lehorrean erabiltzen diren gasak SF6, Ar eta O2 dira batez ere, eta horien artean SF6 plasman deskonposa daiteke fluoro-atomoak emateko eta wolframioa erreakzio kimikorako fluoruroa sortzeko.
• Titanio nitruroa grabatzea: Titanio nitruroak, maskara material gogor gisa, silizio nitruro edo oxidozko maskara tradizionala ordezkatzen du damaszeno bikoitzeko prozesuan. Titanio nitrurozko grabazioa maskara gogor irekitzeko prozesuan erabiltzen da batez ere, eta erreakzio-produktu nagusia TiCl4 da. Maskara tradizionalaren eta k baxuko geruza dielektrikoaren arteko selektibitatea ez da handia, eta horrek arku formako profila agertzea ekarriko du k beheko geruza dielektrikoaren goiko aldean eta zirrikituaren zabaleraren hedapena grabatu ondoren. Gordailatutako metal-lerroen arteko tartea txikiegia da, zubi-ihesak edo zuzeneko matxurak izateko joera duena.
2. Isolatzaileen grabaketa
Isolatzaileen grabaketaren objektua material dielektrikoak izan ohi dira, hala nola, silizio dioxidoa edo silizio nitruroa, oso erabiliak direnak zirkuitu-geruza desberdinak konektatzeko ukipen-zuloak eta kanal-zuloak osatzeko. Grabaketa dielektrikoak normalean plasma bidezko grabaketa kapazitiboki akoplatuaren printzipioan oinarritutako grabagailua erabiltzen du.
• Silizio dioxidozko filmaren plasma bidezko grabaketa: Silizio dioxidoaren filma normalean fluoroa duten akuaforte-gasak erabiliz grabatzen da, hala nola CF4, CHF3, C2F6, SF6 eta C3F8. Aguaforteko gasak duen karbonoak oxido-geruzan dagoen oxigenoarekin erreakziona dezake CO eta CO2 azpiproduktuak sortzeko, eta horrela oxido-geruzan dagoen oxigenoa kenduz. CF4 da gehien erabiltzen den akuaforte gasa. CF4k energia handiko elektroiekin talka egiten duenean, hainbat ioi, erradikal, atomo eta erradikal aske sortzen dira. Fluorraren erradikal askeek SiO2 eta Si-rekin kimikoki erreakzionatu dezakete silizio tetrafluoruro lurrunkorra (SiF4) sortzeko.
• Silizio nitrurozko filmaren plasma-grabatzea: Silizio-nitrurozko filma grabatu daiteke CF4 edo CF4 gas mistoarekin (O2, SF6 eta NF3rekin) plasma bidezko grabaketa erabiliz. Si3N4 pelikularako, CF4-O2 plasma edo F atomoak dituen beste gas-plasma erabiltzen denean grabatzeko, silizio nitruroaren grabaketa-tasa 1200Å/min irits daiteke, eta grabaketa-selektibotasuna 20:1 bezain altua izan daiteke. Produktu nagusia silizio tetrafluoruro lurrunkorra (SiF4) da, erraz erauzten dena.
4. Kristal bakarreko siliziozko grabaketa
Kristal bakarreko siliziozko grabazioa sakonera gutxiko lubakien isolamendua (STI) osatzeko erabiltzen da batez ere. Prozesu honek, normalean, aurrerapen prozesu bat eta akuaforte prozesu nagusi bat barne hartzen ditu. Aurrerapen-prozesuak SiF4 eta NF gasa erabiltzen ditu kristal bakarreko silizioaren gainazaleko oxido-geruza kentzeko ioi-bonbardaketa indartsuaren bidez eta fluor-elementuen ekintza kimikoaren bidez; grabaketa nagusiak hidrogeno bromuroa (HBr) erabiltzen du grabatzaile nagusi gisa. Plasma ingurunean HBr-k deskonposatutako bromo erradikalek silizioarekin erreakzionatzen dute silizio tetrabromuro lurrunkorra (SiBr4) eratuz, eta horrela silizioa kenduz. Kristal bakarreko siliziozko grabaketak induktiboki akoplatutako plasma grabatzeko makina erabiltzen du normalean.
5. Polisiliziozko grabatua
Polisiliziozko grabazioa transistoreen atearen tamaina zehazten duen prozesu nagusietako bat da, eta atearen tamainak zuzenean eragiten du zirkuitu integratuen errendimenduan. Polisiliziozko akuaforteak selektibitate-erlazio ona behar du. Kloroa (Cl2) bezalako gas halogenoak erabili ohi dira grabaketa anisotropikoa lortzeko, eta selektibitate-erlazio ona dute (10:1 arte). Bromoan oinarritutako gasek, hala nola, hidrogeno bromuroa (HBr), selektibitate ratio handiagoa lor dezakete (100:1 arte). HBr-aren nahasketak kloroarekin eta oxigenoarekin grabaketa-tasa handitu dezake. Gas halogenoaren eta silizioaren erreakzio-produktuak alboko hormetan jartzen dira babes-eginkizuna izateko. Polisiliziozko grabaketak, normalean, induktiboki akoplatutako plasma grabatzeko makina erabiltzen du.
Kapazitiboki akoplatutako plasma grabatzea edo induktiboki akoplatutako plasma grabatzea den ala ez, bakoitzak bere abantaila eta ezaugarri tekniko bereziak ditu. Aguaforte-teknologia egokia aukeratzeak ekoizpenaren eraginkortasuna hobetzeaz gain, azken produktuaren etekina bermatu dezake.
Argitalpenaren ordua: 2024-12-12