Aguaforte lehorreko prozesuak lau egoera ditu normalean: grabatu aurretik, grabatu partziala, akuaforte hutsa eta gaingrabatua. Ezaugarri nagusiak grabatze-tasa, selektibitatea, dimentsio kritikoa, uniformetasuna eta amaierako detekzioa dira.
1. irudia Aguafortea baino lehen
2. irudia Aguaforte partziala
3. irudia Aguafortea besterik ez
4. irudia Gain-grabatua
(1) Aguaforte-tasa: denbora-unitateko kentzen den grabatutako materialaren sakonera edo lodiera.
5. Irudia Aguaforte-tasa diagrama
(2) Selektibitatea: grabaketa-material ezberdinen akuaforte-tasen erlazioa.
6. Irudia Selektibitate-diagrama
(3) Dimentsio kritikoa: akuafortea amaitu ondoren eremu zehatz bateko ereduaren tamaina.
7. Irudia Dimentsio kritikoen diagrama
(4) Uniformitatea: grabaketa dimentsio kritikoaren (CD) uniformetasuna neurtzeko, oro har, CDaren mapa osoa ezaugarritzen duena, hau da formula: U=(Max-Min)/2*AVG.
8. Irudia Uniformetasunaren Diagrama eskematikoa
(5) Amaiera-puntua hautematea: grabaketa prozesuan zehar, argi-intentsitatearen aldaketa etengabe hautematen da. Argi-intentsitate jakin bat nabarmen igotzen edo jaisten denean, akuafortea amaitzen da filmaren grabaketa geruza jakin bat amaitu dela adierazteko.
9. Irudia Amaiera-puntuaren eskema-diagrama
Grabaketa lehorrean, gasa maiztasun altuaren bidez kitzikatzen da (13,56 MHz edo 2,45 GHz batez ere). 1 eta 100 Pa arteko presioan, bere bide librearen batez bestekoa zenbait milimetrotik zentimetrora bitartekoa da. Hiru lehorreko grabaketa mota nagusi daude:
•Aguaforte lehor fisikoa: azeleratutako partikulek fisikoki higatzen dute oblearen gainazala
•Aguaforte kimikoa lehorra: gasak kimikoki erreakzionatzen du oblearen gainazalarekin
•Aguaforte fisiko kimikoa lehorra: ezaugarri kimikoak dituen grabaketa-prozesu fisikoa
1. Ioi-izpiaren grabaketa
Ion beam grabatzea (Ion Beam Etching) prozesatzeko prozesu fisiko lehorra da, eta energia handiko argon ioi izpi bat erabiltzen du 1 eta 3 keV inguruko energiarekin materialaren gainazala irradiatzeko. Ioi-izpiaren energiak gainazaleko materiala inpaktu eta kentzen du. Aguaforte-prozesua anisotropoa da ioi izpi bertikal edo zeihartsuen kasuan. Dena den, selektibitate falta dela eta, ez dago maila ezberdinetako materialen arteko bereizketa argirik. Sortutako gasak eta grabatutako materialak huts-ponpak agortzen ditu, baina erreakzio-produktuak gasak ez direnez, partikulak oblean edo ganberaren hormetan metatzen dira.
Partikulak sortzea saihesteko, bigarren gas bat sar daiteke ganberan. Gas horrek argon ioiekin erreakzionatuko du eta grabaketa prozesu fisiko eta kimiko bat eragingo du. Gasaren zati batek gainazaleko materialarekin erreakzionatuko du, baina leundutako partikularekin ere erreakzionatuko du gas-subproduktuak sortzeko. Metodo honen bidez ia material mota guztiak grabatu daitezke. Erradiazio bertikala dela eta, horma bertikalen higadura oso txikia da (anisotropia handia). Hala ere, selektibitate baxua eta grabazio-abiadura motela direla eta, prozesu hau oso gutxitan erabiltzen da egungo erdieroaleen fabrikazioan.
2. Plasma-aguafortea
Plasma-grabaketa erabateko grabaketa kimiko prozesu bat da, grabaketa lehor kimiko gisa ere ezagutzen dena. Bere abantaila da ez duela ioi kalterik eragiten oblearen gainazalean. Agrabatzeko gasean dauden espezie aktiboak aske mugitzen direnez eta grabatze-prozesua isotropoa denez, metodo hau egokia da film-geruza osoa kentzeko (adibidez, oxidazio termikoaren ondoren atzeko aldea garbitzea).
Beheko erreaktorea plasma grabatzeko normalean erabiltzen den erreaktore mota bat da. Erreaktore honetan, plasma inpaktuaren ionizazioaren bidez sortzen da 2,45 GHz-ko maiztasun handiko eremu elektriko batean eta olatatik bereizita.
Gasa isurtzeko eremuan, inpaktuaren eta kitzikapenaren ondorioz hainbat partikula sortzen dira, erradikal askeak barne. Erradikal askeak elektroi asegabeak dituzten atomo edo molekula neutroak dira, beraz, oso erreaktiboak dira. Plasma grabatzeko prozesuan, gas neutro batzuk erabili ohi dira, tetrafluorometanoa (CF4, adibidez), gasak isurtzeko eremuan sartzen direnak ionizazio edo deskonposizio bidez espezie aktiboak sortzeko.
Adibidez, CF4 gasean, gasa isurtzeko eremuan sartzen da eta fluor erradikal (F) eta karbono difluoruro molekuletan (CF2) deskonposatzen da. Era berean, fluoroa (F) CF4tik deskonposa daiteke oxigenoa (O2) gehituz.
2 CF4 + O2 —> 2 COF2 + 2 F2
Fluor molekula bi fluor atomo independentetan zatitu daiteke gasen isurketa-eskualdearen energiaren azpian, eta horietako bakoitza fluor erradikal askea da. Fluor atomo bakoitzak zazpi balentzia-elektroi dituenez eta gas geldo baten konfigurazio elektronikoa lortzeko joera duenez, oso erreaktiboak dira denak. Fluor erradikal aske neutroez gain, CF+4, CF+3, CF+2 eta abar bezalako partikula kargatuak egongo dira gasa isurtzeko eskualdean. Ondoren, partikula eta erradikal aske horiek guztiak grabazio-ganberan sartzen dira zeramikazko hodiaren bidez.
Kargatutako partikulak erauzketa-sareen bidez blokeatu daitezke edo molekula neutroak eratzeko prozesuan birkonbinatu daitezke grabazio-ganberan duten portaera kontrolatzeko. Fluorraren erradikal askeek ere birkonbinazio partziala jasango dute, baina oraindik nahikoa aktibo dira akuaforte-ganbaran sartzeko, obleen gainazalean kimikoki erreakzionatzeko eta materiala kentzeko. Beste partikula neutro batzuek ez dute grabaketa-prozesuan parte hartzen eta erreakzio-produktuekin batera kontsumitzen dira.
Plasma grabatuan grabatu daitezkeen film meheen adibideak:
• Silizioa: Si + 4F—> SiF4
• Silizio dioxidoa: SiO2 + 4F—> SiF4 + O2
• Silizio nitruroa: Si3N4 + 12F—> 3SiF4 + 2N2
3.Ioi erreaktiboen grabaketa (RIE)
Ioi erreaktiboak grabaketa prozesu kimiko-fisiko bat da, eta oso zehaztasunez kontrola ditzake selektibitatea, grabatze-profila, grabatze-tasa, uniformetasuna eta errepikakortasuna. Grabaketa-profil isotropikoak eta anisotropikoak lor ditzake eta, beraz, erdieroaleen fabrikazioan hainbat film mehe eraikitzeko prozesu garrantzitsuenetako bat da.
RIEan, oblea maiztasun handiko elektrodo batean jartzen da (HF elektrodoa). Inpaktuaren ionizazioaren bidez, elektroi askeak eta positiboki kargatutako ioiak dauden plasma bat sortzen da. HF elektrodoari tentsio positibo bat aplikatzen bazaio, elektroi askeak elektrodoaren gainazalean metatzen dira eta ezin dira berriro elektrodotik irten euren afinitate elektronikoagatik. Hori dela eta, elektrodoak -1000V-ra kargatzen dira (alborapen-tentsioa), ioi motelek ezin izan dezaten jarraitu azkar aldatzen ari den eremu elektrikoa negatiboki kargatutako elektrodoraino.
Ioien grabazioan (RIE), ioien batez besteko bide librea altua bada, oblearen gainazala ia perpendikularra jotzen dute. Modu honetan, ioi azeleratuek materiala kanporatzen dute eta erreakzio kimiko bat sortzen dute grabaketa fisikoaren bidez. Alboko alboko hormak kaltetuta ez daudenez, grabatuaren profila anisotropikoa izaten jarraitzen du eta gainazaleko higadura txikia da. Dena den, selektibitatea ez da oso altua, grabazio-prozesu fisikoa ere gertatzen delako. Horrez gain, ioien azelerazioa obleen gainazalean kalteak eragiten ditu, eta horrek errekuzitu termikoa behar du konpontzeko.
Aguaforte-prozesuaren zati kimikoa erradikal askeek gainazalarekin erreakzionatzen duten eta ioiek materiala fisikoki kolpatzen dutenek osatzen dute, oblean edo ganberaren hormetan berriro depositatu ez dadin, ioi-sorta grabatzea bezalako birdeposizio-fenomenoa saihestuz. Aguaforte-ganberan gasaren presioa handitzean, ioien batez besteko bide askea murrizten da, eta horrek ioien eta gas molekulen arteko talka-kopurua areagotzen du, eta ioiak norabide ezberdinetan barreiatzen dira. Honek zuzeneko grabaketa gutxiago eragiten du, eta grabaketa-prozesua kimikoagoa da.
Grabaketa anisotropikoen profilak alboko hormak pasibotuz lortzen dira siliziozko grabazioan. Oxigenoa grabazio-ganberan sartzen da, eta bertan grabatutako silizioarekin erreakzionatzen du silizio dioxidoa eratzeko, eta alboko hormetan metatzen dena. Ioien bonbardaketa dela eta, eremu horizontaletako oxido-geruza kentzen da, alboko grabaketa prozesuari jarraipena emanez. Metodo honek grabatu profilaren forma eta alboko hormen malda kontrola ditzake.
Etch-tasa presioa, HF sorgailuaren potentzia, prozesuko gasa, benetako gas-emaria eta oblearen tenperatura bezalako faktoreek eragiten dute, eta bere aldakuntza-tartea % 15etik behera mantentzen da. Anisotropia handitzen da HF potentzia handituz, presioa gutxituz eta tenperatura jaitsiz. Grabaketa-prozesuaren uniformetasuna gasaren, elektrodoen tartearen eta elektrodoaren materialaren arabera zehazten da. Elektrodoen distantzia txikiegia bada, plasma ezin da uniformeki sakabanatu eta, ondorioz, ez-uniformitatea sortzen da. Elektrodoen distantzia handitzeak grabazio-tasa murrizten du, plasma bolumen handiago batean banatzen baita. Karbonoa elektrodoen material hobetsia da, tentsiozko plasma uniformea sortzen duelako, oblearen ertza oblearen erdigunearen modu berean eragiten duelako.
Prozesuko gasak funtzio garrantzitsua betetzen du selektibitatean eta grabazio-tasa. Silizio eta silizio konposatuetarako, fluoroa eta kloroa erabiltzen dira batez ere akuafortea lortzeko. Gas egokia hautatzeak, gasaren emaria eta presioa doitzeak eta prozesuan tenperatura eta potentzia bezalako beste parametro batzuk kontrolatzeak nahi den grabatze-tasa, selektibitatea eta uniformetasuna lor ditzake. Parametro horien optimizazioa aplikazio eta material ezberdinetarako egokitu ohi da.
Aguaforte-prozesua ez da gas, gas-nahaste edo prozesu finko batera mugatzen. Esate baterako, polisiliziozko berezko oxidoa lehenik eta behin grabaketa-tasa handiarekin eta selektibitate baxuarekin ken daiteke, eta polisilizioa geroago grabatu daiteke, azpiko geruzekiko selektibitate handiagoarekin.
—————————————————————————————————————————————————————————————————————— ————————————
Semicerak eman dezakegrafito zatiak, feltro biguna/zurruna, silizio karburozko piezak,CVD silizio-karburozko piezak, etaSiC/TaC estalitako piezak 30 egunetan.
Goiko produktu erdieroaleetan interesa baduzu,mesedez, ez izan zalantzarik lehen aldiz gurekin harremanetan jartzeko.
Tel.: +86-13373889683
WhatsApp:+86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Argitalpenaren ordua: 2024-09-12