Sarrera bat
Zirkuitu integratuko fabrikazio-prozesuan grabatua honako hauetan banatzen da:
-Aguaforte hezea;
-Aguaforte lehorra.
Hasierako egunetan, heze-aguafortea asko erabiltzen zen, baina lerro-zabaleraren kontrolean eta akuafortearen norabidean zituen mugak direla eta, 3μm-ko prozesu gehienek grabatu lehorra erabiltzen dute. Aguaforte hezea material geruza berezi batzuk eta hondakinak garbitzeko soilik erabiltzen da.
Aguaforte lehorra deitzen zaio oblean dauden materialekin erreakzionatzeko gasezko aktatzaile kimikoak erabiltzeko, kendu beharreko materialaren zatia grabatzeko eta erreakzio-produktu lurrunkorrak sortzeko, ondoren erreakzio-ganberatik ateratzen direnak. Agrabatzeko gasaren plasmatik zuzenean edo zeharka sortzen da normalean, beraz, grabaketa lehorra plasma bidezko grabaketa ere deitzen zaio.
1.1 Plasma
Plasma egoera ahulean ionizatutako gasa da, kanpoko eremu elektromagnetiko baten eraginez (esaterako, irrati-maiztasuneko elikatze-hornidura batek sortutakoa) gas grabatuaren distira-deskargak sortutakoa. Elektroiak, ioiak eta partikula aktibo neutroak biltzen ditu. Horien artean, partikula aktiboek zuzenean erreakzionatu dezakete kimikoki grabatutako materialarekin akuafortea lortzeko, baina erreakzio kimiko huts hori normalean oso material kopuru txikian bakarrik gertatzen da eta ez da norabidea; ioiek energia jakin bat dutenean, sputtering fisiko zuzenaren bidez grabatu daitezke, baina erreakzio fisiko huts honen grabatze-abiadura oso baxua da eta selektibitatea oso eskasa da.
Plasma-grabaketa gehiena partikula aktiboen eta ioien parte-hartzearekin osatzen da aldi berean. Prozesu honetan, ioien bonbardaketak bi funtzio ditu. Bata da grabatutako materialaren gainazaleko lotura atomikoak suntsitzea, eta horrela partikula neutroek harekin erreakzionatzen duten abiadura areagotzea da; bestea, erreakzio-interfazean metatutako erreakzio-produktuak kolpatzea da, grabatzaileari grabatutako materialaren gainazala guztiz ukitzea errazteko, grabatuak jarraitu dezan.
Egitura grabatuaren alboko hormetan metatutako erreakzio-produktuak ezin dira modu eraginkorrean kendu ioi-bonbardaketa noranzkoaren bidez, eta, ondorioz, alboko hormak grabatzea blokeatzen dute eta grabaketa anisotropikoa sortuz.
Bigarren grabaketa prozesua
2.1 Aguaforte hezea eta garbiketa
Hezea grabatzea zirkuitu integratuen fabrikazioan erabilitako lehen teknologietako bat da. Aguaforte hezeko prozesu gehienak grabaketa lehor anisotropikoarekin ordezkatu diren arren, bere grabaketa isotropikoagatik, oraindik ere paper garrantzitsua jokatzen du tamaina handiagoko geruza ez-kritikoak garbitzeko. Batez ere, oxidoa kentzeko hondakinen eta epidermiko erauzketan grabatu lehorra baino eraginkorragoa eta ekonomikoagoa da.
Hezea grabatzeko objektuen artean silizio oxidoa, silizio nitruroa, kristal bakarreko silizioa eta silizio polikristalinoa daude. Silizio oxidoaren grabaketa hezea azido fluorhidrikoa (HF) erabiltzen du eramaile kimiko nagusi gisa. Selektibitatea hobetzeko, amonio fluoruroarekin tamponatutako azido fluorhidriko diluitua erabiltzen da prozesuan. pH balioaren egonkortasuna mantentzeko, azido sendo edo beste elementu batzuk gehi daitezke. Dopatutako silizio oxidoa errazago herdoiltzen da silizio oxido purua baino. Erauzketa kimiko hezea fotorresistentea eta maskara gogorra (silizio nitruroa) kentzeko erabiltzen da batez ere. Azido fosforiko beroa (H3PO4) silizio-nitruroa kentzeko kimiko hezea kentzeko erabiltzen den likido kimiko nagusia da, eta silizio oxidoarekiko selektibitate ona du.
Garbiketa hezea akuaforte hezearen antzekoa da, eta siliziozko obleen gainazalean dauden kutsatzaileak kentzen ditu batez ere erreakzio kimikoen bidez, partikulak, materia organikoa, metalak eta oxidoak barne. Garbiketa hezea metodo kimiko hezea da. Lehorreko garbiketak hezea garbitzeko metodo asko ordezka ditzakeen arren, ez dago garbiketa hezea guztiz ordezkatu dezakeen metodorik.
Garbiketa hezean erabili ohi diren produktu kimikoak azido sulfurikoa, azido klorhidrikoa, azido fluorhidrikoa, azido fosforikoa, hidrogeno peroxidoa, amonio hidroxidoa, amonio fluoruroa, etab. Aplikazio praktikoetan, produktu kimiko bat edo gehiago ur desionizatuarekin nahasten dira proportzio jakin batean behar den moduan. garbitzeko irtenbide bat osatu, hala nola SC1, SC2, DHF, BHF, etab.
Garbiketa prozesuan sarritan erabiltzen da oxido-filmaren deposizioaren aurretik, oxido-filmaren prestaketa siliziozko obleen gainazal guztiz garbi batean egin behar delako. Siliziozko obleak garbitzeko ohiko prozesua honako hau da:
2.2 Aguaforte lehorra and Garbiketa
2.2.1 Aguaforte lehorra
Industriako grabaketa lehorra batez ere plasma bidezko grabaketari egiten zaio erreferentzia, eta jarduera hobetua duen plasma erabiltzen du substantzia espezifikoak grabatzeko. Eskala handiko ekoizpen prozesuetan ekipamendu-sistemak tenperatura baxuko oreka gabeko plasma erabiltzen du.
Plasma grabatzeak bi deskarga-modu erabiltzen ditu batez ere: deskarga akoplatu kapazitiboa eta deskarga akoplatu induktiboa.
Kapazitiboki akoplatutako deskarga moduan: plasma bi plaka paraleloko kondentsadoreetan sortzen eta mantentzen da kanpoko irrati-maiztasuneko (RF) elikadura-iturri baten bidez. Gasaren presioa normalean hainbat militorr eta hamarnaka militorr izan ohi da, eta ionizazio-tasa 10-5 baino txikiagoa da. Indukziozko akoplatutako deskarga moduan: oro har, gasaren presio baxuagoan (hamarka militorr), plasma induktiboki akoplatutako sarrerako energiaren bidez sortzen eta mantentzen da. Ionizazio-tasa 10-5 baino handiagoa izan ohi da, beraz, dentsitate handiko plasma ere deitzen zaio. Dentsitate handiko plasma iturriak elektroien ziklotroi erresonantziaren eta ziklotroi uhinen deskargaren bidez ere lor daitezke. Dentsitate handiko plasmak grabatze-prozesuaren grabaketa-tasa eta selektibitatea optimiza ditzake grabaketa-kalteak murrizten dituen bitartean, ioi-fluxua eta ioien bonbardaketa-energia modu independentean kontrolatuz kanpoko RF edo mikrouhinen hornidura baten bidez eta substratuan RF alborapenaren hornidura baten bidez.
Lehorreko grabaketa-prozesua honako hau da: akuaforte-gasa hutseko erreakzio-ganberan injektatzen da, eta erreakzio-ganberako presioa egonkortu ondoren, plasma irrati-maiztasunaren distira-deskargaren bidez sortzen da; abiadura handiko elektroiek eragin ondoren, deskonposatzen da erradikal askeak sortuz, substratuaren gainazalean hedatzen direnak eta xurgatzen direnak. Ioi-bonbardaketaren eraginez, adsorbatutako erradikal askeek substratuaren gainazaleko atomo edo molekulek erreakzionatzen dute, eta erreakzio-ganberatik isurtzen diren gas-subproduktuak eratzen dituzte. Prozesua hurrengo irudian ageri da:
Lehorreko grabaketa prozesuak lau kategoria hauetan bana daitezke:
(1)Sputtering grabaketa fisikoa: Batez ere plasmako ioi energetikoetan oinarritzen da grabatutako materialaren gainazala bonbardatzeko. Sputted atomo kopurua partikulen energiaren eta angeluaren araberakoa da. Energia eta angelua aldatzen ez direnean, material ezberdinen sputtering-abiadura normalean 2 edo 3 aldiz baino ez da desberdina, beraz, ez dago selektibitaterik. Erreakzio-prozesua anisotropoa da batez ere.
(2)Aguaforte kimikoa: Plasmak gas-fasean grabatzeko atomoak eta molekulak eskaintzen ditu, materialaren gainazalean kimikoki erreakzionatzen duten gas lurrunkorrak sortzeko. Erreakzio kimiko huts honek selektibitate ona du eta ezaugarri isotropikoak erakusten ditu sarearen egitura kontuan hartu gabe.
Adibidez: Si (solidoa) + 4F → SiF4 (gaseosoa), fotorresistentzia + O (gaseosoa) → CO2 (gaseosoa) + H2O (gaseosoa)
(3)Ioien energia bultzatutako grabaketa: Ioiak akuafortea eragiten duten partikulak eta energia garraiatzen duten partikulak dira. Energia garraiatzen duten partikulen grabazio-eraginkortasuna grabaketa fisiko edo kimiko sinplearena baino magnitude ordena bat baino gehiago da. Horien artean, prozesuaren parametro fisiko eta kimikoen optimizazioa da grabatu prozesua kontrolatzeko muina.
(4)Ioi-hesiaren grabaketa konposatua: Batez ere, grabaketa-prozesuan partikula konposatuek polimero-hesi babesteko geruza bat sortzeari egiten dio erreferentzia. Plasmak babes-geruza bat behar du grabaketa-prozesuan zehar alboko hormen erreakzioa saihesteko. Esate baterako, Cl eta Cl2 akuaforteari Cl eta Cl2 akuaforteari gehitzeak klorokarburozko geruza konposatu bat sor dezake grabatzean alboko hormak grabatu ez daitezen babesteko.
2.2.1 Lehorreko garbiketa
Garbiketa lehorra batez ere plasma garbiketari dagokio. Plasmako ioiak garbitu beharreko gainazala bonbardatzeko erabiltzen dira, eta egoera aktibatuta dauden atomoek eta molekulek garbitu beharreko gainazalarekin elkarreragiten dute, fotoresist-a kentzeko eta errauts egiteko. Aguaforte lehorrean ez bezala, garbiketa lehorreko prozesu-parametroek normalean ez dute norabide-selektibitatea barne hartzen, beraz, prozesuaren diseinua nahiko erraza da. Eskala handiko ekoizpen prozesuetan, fluoroan oinarritutako gasak, oxigenoa edo hidrogenoa erabiltzen dira nagusiki erreakzio-plasmaren gorputz nagusi gisa. Horrez gain, argon plasma kopuru jakin bat gehitzeak ioien bonbardaketa efektua hobetu dezake, horrela garbiketaren eraginkortasuna hobetuz.
Plasma lehorreko garbiketa prozesuan, urruneko plasma metodoa erabili ohi da. Hau da, garbiketa-prozesuan, plasmako ioien bonbardaketa-efektua murriztea espero da, ioien bonbardaketak eragindako kalteak kontrolatzeko; eta erradikal aske kimikoen erreakzio hobeak garbiketa eraginkortasuna hobetu dezake. Urruneko plasmak mikrouhinak erabil ditzake erreakzio-ganberatik kanpo plasma egonkor eta dentsitate handiko bat sortzeko, erreakzio-ganberara sartzen diren erradikal aske ugari sortuz garbiketarako behar den erreakzioa lortzeko. Industriako lehorreko garbiketa-gas-iturri gehienek fluoroan oinarritutako gasak erabiltzen dituzte, hala nola NF3, eta NF3aren % 99 baino gehiago mikrouhin-plasman deskonposatzen da. Garbiketa-prozesuan ia ez dago ioien bonbardaketa-efekturik, beraz, onuragarria da silizio-ostia kalteetatik babestea eta erreakzio-ganberaren bizitza luzatzea.
Hezean grabatzeko eta garbitzeko hiru ekipo
3.1 Depositu motako obleak garbitzeko makina
Aska motako obleak garbitzeko makina, batez ere, aurrealdeko irekitzen den obleen transferentzia-kutxako transmisio-modulu batek, obleak kargatzeko/deskargatzeko transmisio-modulu batek, ihes-airea hartzeko modulu batek, likido kimikoko depositu-modulu batek, ur desionizatuko depositu-modulu batek, lehortzeko depositu batek osatzen dute. modulua eta kontrol modulua. Obleen kaxa anitz garbitu ditzake aldi berean eta obleak lehortu eta lehortu ditzake.
3.2 Trench Wafer Etcher
3.3 Wafer hezea prozesatzeko ekipamendua
Prozesu helburu desberdinen arabera, ostia bakarreko prozesu hezeko ekipamendua hiru kategoriatan bana daiteke. Lehenengo kategoria ostia bakarrak garbitzeko ekipoak dira, eta horien garbiketa-helburuak partikulak, materia organikoa, oxido-geruza naturala, metalezko ezpurutasunak eta bestelako kutsatzaileak dira; bigarren kategoria obleak garbitzeko ekipoak dira, eta prozesuko helburu nagusia oblearen gainazalean dauden partikulak kentzea da; hirugarren kategoria ostia bakarreko grabatzeko ekipamendua da, batez ere film meheak kentzeko erabiltzen dena. Prozesuaren helburu ezberdinen arabera, oblea grabatzeko ekipamendua bi motatan bana daiteke. Lehenengo mota grabatzeko ekipamendu leuna da, batez ere energia handiko ioien ezartzeak eragindako gainazaleko filmaren kalte-geruzak kentzeko erabiltzen dena; bigarren mota sakrifizio-geruzak kentzeko ekipamendua da, batez ere hesi-geruzak kentzeko erabiltzen dena oblea mehetzearen edo leunketa mekaniko kimikoaren ondoren.
Makinaren arkitektura orokorraren ikuspegitik, ostia bakarreko prozesu hezeko ekipamendu mota guztien oinarrizko arkitektura antzekoa da, orokorrean sei zatiz osatua: marko nagusia, oblea transferitzeko sistema, ganbera-modulua, likido kimikoen hornikuntza eta transferentzia-modulua, software-sistema. eta kontrol elektronikoko modulua.
3.4 Wafer bakarrak garbitzeko ekipoak
Ostia garbitzeko ekipamendua RCA garbiketa metodo tradizionalean oinarrituta diseinatu da, eta bere prozesuaren helburua partikulak, materia organikoa, oxido geruza naturala, metalezko ezpurutasunak eta beste kutsatzaile batzuk garbitzea da. Prozesuaren aplikazioari dagokionez, ostia bakarrak garbitzeko ekipamendua oso erabilia da zirkuitu integratuaren fabrikazio aurreko eta atzealdeko prozesuetan, filma eratu aurretik eta ondoren garbitzea barne, plasma grabatu ondoren garbitzea, ioiak ezarri ondoren garbitzea, kimikoen ondoren garbitzea barne. leunketa mekanikoa, eta metala ipintzearen ondoren garbitzea. Tenperatura altuko azido fosforikoaren prozesua izan ezik, obleak garbitzeko ekipoak garbiketa prozesu guztiekin bateragarriak dira funtsean.
3.5 Wafer bakarreko grabatzeko ekipamendua
Wafer bakarreko grabatzeko ekipoen prozesuaren helburua film meheko grabazioa da batez ere. Prozesuaren helburuaren arabera, bi kategoriatan bana daiteke, hots, argi-grabatzeko ekipamendua (energia handiko ioien ezartzeak eragindako gainazaleko filmaren kalte-geruza kentzeko erabiltzen da) eta sakrifizio-geruza kentzeko ekipamendua (oblea ondoren hesiaren geruza kentzeko erabiltzen da). mehetzea edo leunketa mekaniko kimikoa). Prozesuan kendu behar diren materialen artean, oro har, silizioa, silizio oxidoa, silizio nitruroa eta metalezko film geruzak daude.
Lehorrean grabatzeko eta garbitzeko lau ekipo
4.1 Plasma grabatzeko ekipoen sailkapena
Erreakzio fisiko hutsetik hurbil dagoen ioi bidezko grabaketa ekipoez gain, eta erreakzio kimiko hutsetik gertu dagoen degomatze ekipoez gain, plasma-grabaketa bi kategoriatan bana daiteke, gutxi gorabehera, plasma sortzeko eta kontrolerako teknologia desberdinen arabera:
-Capacitively Coupled Plasma (CCP) grabaketa;
-Induktiboki Akoplatutako Plasma (ICP) grabaketa.
4.1.1 CCP
Akoplatutako plasma bidezko grabaketa ahalmenezkoa da irrati-maiztasunaren hornidura erreakzio-ganberako goiko eta beheko elektrodo batera edo bietara konektatzea, eta bi plaken arteko plasmak kondentsadore bat osatzen du zirkuitu baliokide sinplifikatu batean.
Horrelako lehen bi teknologia daude:
Bata plasmako grabaketa goiztiarra da, RF elikadura hornidura goiko elektrodoarekin konektatzen duena eta oblea dagoen beheko elektrodoa lurrean dagoena. Modu honetan sortutako plasmak ez baitu oblearen gainazalean ioi-zorro aski lodirik osatuko, ioien bonbardaketaren energia baxua da, eta partikula aktiboak grabatzaile nagusi gisa erabiltzen dituzten siliziozko grabaketa bezalako prozesuetan erabili ohi da.
Bestea, ioi erreaktibo goiztiarra (RIE) da, RF elikadura hornidura oblea dagoen beheko elektrodoarekin konektatzen duena eta goiko elektrodoa eremu handiagoarekin lotzen duena. Teknologia honek ioi-zorro lodiagoa era dezake, erreakzioan parte hartzeko ioi-energia handiagoa behar duten grabaketa dielektrikoko prozesuetarako egokia dena. Ioi erreaktiboen grabaketa goiztiarrean oinarrituz, RF eremu elektrikoarekiko perpendikularra den DC eremu magnetikoa gehitzen da ExB noraeza eratzeko, eta horrek elektroien eta gas partikulen talka-aukera handitu dezake, plasma-kontzentrazioa eta grabatze-tasa eraginkortasunez hobetuz. Grabaketa honi eremu magnetiko hobetutako ioi erreaktiboen grabaketa (MERIE) deitzen zaio.
Aurreko hiru teknologiek desabantaila komun bat dute, hau da, plasma-kontzentrazioa eta bere energia ezin dira bereizita kontrolatu. Esate baterako, grabaketa-tasa handitzeko, RF potentzia handitzeko metodoa erabil daiteke plasma-kontzentrazioa handitzeko, baina RF potentzia handitzeak ioien energia handitzea ekarriko du ezinbestean, eta horrek gailuetan kalteak eragingo ditu. ostia. Azken hamarkadan, akoplamendu kapazitiboen teknologiak RF iturri anitzen diseinua hartu du, goiko eta beheko elektrodoekin hurrenez hurren edo biak beheko elektrodoarekin konektatzen direnak.
RF maiztasun desberdinak hautatuz eta parekatuz, elektrodoen eremua, tartea, materialak eta beste funtsezko parametroak elkarren artean koordinatzen dira, plasma-kontzentrazioa eta ioien energia ahalik eta gehien desakoplatu daitezke.
4.1.2 ICP
Indukzio bidez akoplatutako plasma grabatzea irrati-maiztasuneko elikadura-iturri bati konektatutako bobina multzo bat edo gehiago jartzea da, erreakzio-ganberaren gainean edo inguruan. Bobinako irrati-maiztasun-korronteak sortzen duen eremu magnetiko alternoa leiho dielektrikotik sartzen da erreakzio-ganbera, elektroiak bizkortzeko eta, ondorioz, plasma sortuz. Zirkuitu baliokide sinplifikatu batean (transformadorea), bobina lehen mailako induktantzia da, eta plasma, bigarren mailako haize-induktantzia.
Akoplamendu metodo honek presio baxuan akoplamendu kapazitiboa baino magnitude ordena bat baino handiagoa den plasma-kontzentrazioa lor dezake. Horrez gain, bigarren RF elikadura hornidura oblearen kokapenari konektatzen da alborapen elikadura gisa ioien bonbardaketa energia emateko. Hori dela eta, ioi-kontzentrazioa bobinaren iturriko elikadura-horniduraren araberakoa da eta ioi-energia alborapen-horniduraren araberakoa da, horrela kontzentrazio eta energia desakoplatze sakonagoa lortuz.
4.2 Plasma grabatzeko ekipoak
Aguaforte lehorrean grabatu ia guztiak zuzenean edo zeharka plasmatik sortzen dira, beraz, grabaketa lehorra plasma bidezko grabaketa deitzen zaio. Plasma grabaketa plasma bidezko grabaketa mota bat da, zentzu zabalean. Plaka lauko lehen bi erreaktoreen diseinuetan, bata oblea dagoen plaka lurreratzea da eta beste plaka RF iturrira konektatzea; bestea kontrakoa da. Lehengo diseinuan, lurreko plakaren azalera RF iturrira konektatuta dagoen plakaren azalera baino handiagoa izan ohi da eta erreaktorearen gasaren presioa handia da. Oblearen gainazalean eratutako ioi-zorroa oso mehea da, eta oblea plasman "murgilduta" dagoela dirudi. Grabatua, batez ere, plasmako partikula aktiboen eta grabatutako materialaren gainazalaren arteko erreakzio kimikoarekin osatzen da. Ioien bonbardaketaren energia oso txikia da, eta grabazioan duen parte-hartzea oso txikia da. Diseinu honi plasma grabatzeko modua deitzen zaio. Beste diseinu batean, ioien bonbardaketaren parte-hartze maila nahiko handia denez, ioi erreaktiboen grabaketa modua deitzen zaio.
4.3 Ioi erreaktiboak grabatzeko ekipoak
Ioi erreaktiboen grabaketa (RIE) partikula aktiboek eta ioi kargatuek aldi berean prozesuan parte hartzen duten grabaketa-prozesuari deritzo. Horien artean, partikula aktiboak partikula neutroak dira batez ere (erradikal askeak ere ezagutzen direnak), kontzentrazio handikoak (gas-kontzentrazioaren % 1 eta % 10 inguru), eta horiek dira grabatzailearen osagai nagusiak. Haien eta grabatutako materialaren arteko erreakzio kimikoak sortutako produktuak lurrundu egiten dira eta zuzenean erreakzio-ganberatik ateratzen dira, edo grabatutako gainazalean metatzen dira; kargatutako ioiak, berriz, kontzentrazio baxuagoan daude (gasaren kontzentraziotik 10-4tik 10-3ra), eta oblearen gainazalean eratutako ioi-zorroaren eremu elektrikoak bizkortzen ditu, grabatutako gainazala bonbardatzeko. Partikula kargatuen bi funtzio nagusi daude. Bata, grabatutako materialaren egitura atomikoa suntsitzea da, horrela partikula aktiboek harekin erreakzionatzen duten abiadura azkartuz; bestea, metatutako erreakzio-produktuak bonbardatzea eta kentzea da, grabatutako materiala partikula aktiboekin erabateko kontaktuan egon dadin, grabaketak jarraitu dezan.
Ioiek zuzenean grabatzeko erreakzioan parte hartzen ez dutenez (edo oso proportzio txikia hartzen dute, hala nola, bonbardaketa fisikoa kentzea eta ioi aktiboen zuzeneko grabaketa kimikoa), hertsiki esanda, goiko grabaketa-prozesuari ioi bidez lagundutako grabaketa deitu behar zaio. Ioi erreaktiboen grabaketa izena ez da zehatza, baina gaur egun ere erabiltzen da. RIE ekipamendurik zaharrena 1980ko hamarkadan jarri zen martxan. RF elikadura-iturri bakarra eta erreakzio-ganberaren diseinu nahiko sinplea erabiltzearen ondorioz, mugak ditu grabazio-tasa, uniformitate eta selektibitate aldetik.
4.4 Eremu magnetikoa hobetutako ioi erreaktiboak grabatzeko ekipoak
MERIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching) gailua panel lauko RIE gailu bati DC eremu magnetiko bat gehituz eraikitzen den grabaketa-gailu bat da eta grabaketa-tasa handitzea du helburu.
MERIE ekipamendua 1990eko hamarkadan erabili zen eskala handian, oblea bakarreko grabatzeko ekipoak industriako ekipamendu nagusi bihurtu zirenean. MERIE ekipamenduaren desabantaila handiena da eremu magnetikoak eragindako plasma-kontzentrazioen banaketa espazialaren homogeneotasunak zirkuitu integratuko gailuaren korronte edo tentsio desberdintasunak ekarriko dituela, eta, ondorioz, gailuaren kalteak eragingo ditu. Kalte hori berehalako homogeneotasunagatik sortzen denez, eremu magnetikoaren errotazioak ezin du ezabatu. Zirkuitu integratuen tamaina murrizten doan heinean, haien gailuaren kalteak gero eta sentikorragoak dira plasmaren homogeneotasunarekiko, eta eremu magnetikoa hobetuz grabaketa-tasa handitzeko teknologia pixkanaka-pixkanaka RF anitzeko hornidura ioi erreaktibo planar grabaketa teknologiarekin ordezkatu da. hau da, kapazitiboki akoplatutako plasma grabatzeko teknologia.
4.5 Akoplatutako plasma bidezko grabatzeko ekipoak
Akoplazio capacitiboko plasma (CCP) grabaketa-ekipoa elektrodo-plakan irrati-maiztasun (edo DC) elikadura-iturri bat aplikatuz erreakzio-ganbera batean plasma sortzen duen gailu bat da, eta grabatzeko erabiltzen da. Bere grabaketa-printzipioa ioi erreaktiboen grabaketa-ekipoaren antzekoa da.
CCP grabatzeko ekipoaren eskema sinplifikatua behean erakusten da. Oro har, maiztasun desberdineko bi edo hiru RF iturri erabiltzen ditu, eta batzuek DC elikatze-iturri ere erabiltzen dute. RF elikadura-horniduraren maiztasuna 800kHz ~ 162MHz da, eta erabili ohi direnak 2MHz, 4MHz, 13MHz, 27MHz, 40MHz eta 60MHz dira. 2MHz edo 4MHz-ko maiztasuna duten RF elikatze-iturriei maiztasun baxuko RF iturriak deitzen zaie. Orokorrean olata dagoen beheko elektrodora konektatzen dira. Eraginkorragoak dira ioien energia kontrolatzeko, beraz, bias elikadura-iturri ere deitzen zaie; 27MHz-tik gorako frekuentzia duten RF elikatze-iturriei maiztasun handiko RF iturri deitzen zaie. Goiko elektrodora edo beheko elektrodora konekta daitezke. Eraginkorragoak dira plasma-kontzentrazioa kontrolatzeko, beraz, iturriko elikadura-iturri ere deitzen zaie. 13MHz RF hornidura erdian dago eta, oro har, goiko bi funtzioak dituela uste da, baina nahiko ahulagoak dira. Kontuan izan plasma-kontzentrazioa eta energia tarte jakin baten barruan maiztasun desberdinetako RF iturrien potentziaren bidez (desakoplamendu efektua deitzen denaren bidez) doi daitezkeen arren, akoplamendu kapazitiboaren ezaugarriak direla eta, ezin dira guztiz independentean egokitu eta kontrolatu.
Ioien energia-banaketak eragin handia du grabaketaren eta gailuaren kalteen errendimendu zehatzean, beraz, ioien energiaren banaketa optimizatzeko teknologiaren garapena grabaketa-ekipamendu aurreratuen funtsezko puntuetako bat bihurtu da. Gaur egun, produkzioan arrakastaz erabili diren teknologien artean, RF anitzeko disko hibridoa, DC gainjartzea, DC pultsuen alborapenarekin konbinatutako RF eta alborapen-horniduraren eta iturri-horniduraren RF pultsu-irteera sinkronoa daude.
CCP grabatzeko ekipamendua plasma grabatzeko ekipo gehien erabiltzen diren bi motaetako bat da. Material dielektrikoen grabaketa-prozesuan erabiltzen da batez ere, hala nola, atearen alboko horma eta maskara gogorraren grabazioa txip logikoaren prozesuaren aurreko fasean, kontaktu-zuloen grabazioa erdiko fasean, mosaikoa eta aluminiozko pad grabazioa atzeko fasean, baita atzeko fasean ere. Lubaki sakonak, zulo sakonak eta kableatu kontaktuen zuloak grabatzea 3D flash memoriako txiparen prozesuan (silizio nitruroa/silizio oxidoaren egitura adibide gisa hartuta).
CCP grabatzeko ekipoek bi erronka eta hobekuntza norabide nagusi dituzte. Lehenik eta behin, ioi-energia oso altua aplikatzean, aspektu-erlazio handiko egituren grabatze-gaitasunak (adibidez, 3D flash memoriaren zulo eta zirrikitu grabaketak 50:1 baino ratio handiagoa behar du). Ioi-energia handitzeko bias-potentzia handitzeko egungo metodoak 10.000 watt-eko RF hornikuntzak erabili ditu. Sortzen den bero kantitate handia ikusita, erreakzio-ganberaren hozte eta tenperatura kontrolatzeko teknologia etengabe hobetu behar da. Bigarrenik, grabatzeko gas berrien garapenean aurrerapauso bat eman behar da grabatzeko gaitasunaren arazoa funtsean konpontzeko.
4.6 Indukzio bidez akoplatutako plasma grabatzeko ekipoak
Induktiboki akoplatutako plasma (ICP) grabatze-ekipoa irrati-maiztasun-iturri baten energia erreakzio-ganbera batean lotzen duen gailu bat da, bobina induzitzaile baten bidez, eremu magnetiko moduan, eta horrela grabatzeko plasma sortzen du. Bere akuaforte-printzipioa ere ioi erreaktibo orokortuaren grabaketari dagokio.
Bi plasma-iturrien diseinu mota nagusi daude ICP grabatzeko ekipoetarako. Bata Lam Research-ek garatutako eta ekoitzitako transformadore-akoplatutako plasma (TCP) teknologia da. Bere bobina induktorea erreakzio-ganberaren gaineko leiho dielektrikoko planoan kokatzen da. 13.56MHz RF seinaleak eremu magnetiko txandakatu bat sortzen du bobinan, leiho dielektrikoarekiko perpendikularra dena eta erdigune gisa bobina-ardatzarekin erradialki alde egiten du.
Eremu magnetikoa erreakzio-ganbera leiho dielektrikotik sartzen da, eta eremu magnetiko alternoak eremu elektriko alterno bat sortzen du erreakzio-ganberan leiho dielektrikoarekin paraleloan, eta, horrela, grabaketa-gasaren disoziazioa lortu eta plasma sortzen da. Printzipio hau harilkatu primario gisa bobina induktore bat duen transformadore gisa uler daitekeenez eta erreakzio-ganberako plasma bigarren mailako bobina gisa uler daitekeenez, ICP akuaforte honen izena du.
TCP teknologiaren abantaila nagusia egitura eskalatzeko erraza dela da. Adibidez, 200 mm-ko oblea batetik 300 mm-ko oblea batera, TCP-k grabazio-efektu bera mantendu dezake bobinaren tamaina handituz.
Plasma-iturriaren beste diseinu bat Estatu Batuetako Applied Materials, Inc.-ek garatu eta ekoitzitako plasma desakoplatua (DPS) teknologia da. Bere bobina induktorea leiho dielektriko hemisferiko batean hiru dimentsiotan inguratuta dago. Plasma sortzeko printzipioa aipatutako TCP teknologiaren antzekoa da, baina gasen disoziazioaren eraginkortasuna nahiko altua da, eta horrek plasma-kontzentrazio handiagoa lortzeko lagungarria da.
Plasma sortzeko akoplamendu induktiboaren eraginkortasuna akoplamendu kapazitiboarena baino handiagoa denez, eta plasma batez ere leiho dielektrikotik hurbil dagoen eremuan sortzen denez, bere plasma-kontzentrazioa induktoreari konektatuta dagoen iturriko horniduraren potentziaren arabera zehazten da funtsean. bobina, eta oblearen gainazaleko ioi-zorroan dagoen ioi-energia, funtsean, alborapen-horniduraren potentziaren arabera zehazten da, beraz, ioien kontzentrazioa eta energia modu independentean kontrolatu daitezke, horrela desakoplazioa lortuz.
ICP grabatzeko ekipamendua plasma grabatzeko ekipo gehien erabiltzen diren bi motaetako bat da. Batez ere siliziozko sakonera gutxiko lubakiak, germanioa (Ge), polisiliziozko ate-egiturak, metalezko ate-egiturak, silizio tentsioa (Strained-Si), metal-hariak, metalezko padsak (Pads), mosaikoa grabatzeko metalezko maskara gogorrak eta hainbat prozesutan erabiltzen da. hainbat irudi-teknologia.
Horrez gain, hiru dimentsioko zirkuitu integratuen, CMOS irudi sentsoreen eta sistema mikro-elektro-mekanikoen (MEMS) gorakadarekin, baita silizio bidezko bideen (TSV), tamaina handiko zulo zeiharra eta aplikazioaren hazkunde azkarra ere. Morfologia ezberdineko siliziozko grabaketa sakona, fabrikatzaile askok aplikazio horietarako berariaz garatutako grabaketa ekipoak jarri dituzte abian. Bere ezaugarriak grabatzeko sakonera handia dira (hamarka edo ehunka mikra ere), beraz, gehienetan gas-emari, presio eta potentzia handiko baldintzetan funtzionatzen du.
—————————————————————————————————————————————————————————————————————— ————————————-
Semicerak eman dezakegrafito zatiak, feltro biguna/zurruna, silizio karburozko piezak, CVD silizio-karburozko piezak, etaSiC/TaC estalitako piezak30 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-abuztuaren 31