Ing proses manufaktur semikonduktor,etsateknologi minangka proses kritis sing digunakake kanggo mbusak bahan sing ora dikarepake kanthi tepat ing substrat kanggo mbentuk pola sirkuit sing kompleks. Artikel iki bakal ngenalake rong teknologi etsa mainstream kanthi rinci - etsa plasma gabungan kapasitif (CCP) lan etsa plasma gabungan induktif (ICP), lan njelajah aplikasi ing etsa macem-macem bahan.
Capacitively coupled plasma etching (CCP)
Capacitively coupled plasma etching (CCP) digayuh kanthi nggunakake voltase RF menyang rong elektroda piring paralel liwat matcher lan kapasitor pamblokiran DC. Loro elektroda lan plasma bebarengan mbentuk kapasitor sing padha. Ing proses iki, voltase RF mbentuk sarung kapasitif cedhak elektroda, lan wates sarung diganti kanthi osilasi voltase kanthi cepet. Nalika èlèktron tekan sarung sing owah kanthi cepet iki, bakal dibayangke lan éntuk energi, sing banjur njalari disosiasi utawa ionisasi molekul gas dadi plasma. Etching CCP biasane ditrapake kanggo bahan kanthi energi ikatan kimia sing luwih dhuwur, kayata dielektrik, nanging amarga tingkat etsa sing luwih murah, cocok kanggo aplikasi sing mbutuhake kontrol sing apik.
Inductively coupled plasma etching (ICP)
Plasma gabungan induktifetsa(ICP) adhedhasar prinsip yen arus bolak-balik ngliwati kumparan kanggo ngasilake medan magnet sing diinduksi. Ing tumindak medan magnet iki, elektron ing kamar reaksi dipercepat lan terus akselerasi ing medan listrik sing diinduksi, pungkasane tabrakan karo molekul gas reaksi, nyebabake molekul-molekul kasebut dissociate utawa ionisasi lan mbentuk plasma. Cara iki bisa ngasilake tingkat ionisasi sing dhuwur lan ngidini Kapadhetan plasma lan energi bombardment bisa diatur kanthi mandiri, sing ndadekakeEtching ICPcocok banget kanggo bahan etsa kanthi energi ikatan kimia sing kurang, kayata silikon lan logam. Kajaba iku, teknologi ICP uga nyedhiyakake keseragaman lan tingkat etsa sing luwih apik.
1. Etsa logam
Metal etching utamané digunakake kanggo Processing interconnects lan multi-lapisan kabel logam. Syarat kasebut kalebu: tingkat etsa dhuwur, selektivitas dhuwur (luwih saka 4: 1 kanggo lapisan topeng lan luwih saka 20: 1 kanggo dielektrik interlayer), keseragaman etsa dhuwur, kontrol dimensi kritis sing apik, ora ana karusakan plasma, kurang rereged residual, lan ora karat kanggo logam. Etsa logam biasane nggunakake peralatan etsa plasma sing digabungake kanthi induktif.
•Aluminium etching: Aluminium punika materi kabel paling penting ing tengah lan mburi orane tumrap sekolah saka Manufaktur chip, karo kaluwihan saka resistance kurang, Deposition gampang lan etching. Etsa aluminium biasane nggunakake plasma sing diasilake dening gas klorida (kayata Cl2). Aluminium bereaksi karo klorin kanggo ngasilake aluminium klorida (AlCl3). Kajaba iku, halida liyane kayata SiCl4, BCl3, BBr3, CCl4, CHF3, lan liya-liyane bisa ditambahake kanggo mbusak lapisan oksida ing permukaan aluminium kanggo njamin etching normal.
• Tungsten etching: Ing multi-lapisan struktur kabel logam interconnection, tungsten punika logam utama digunakake kanggo interconnection bagean tengah chip. Gas adhedhasar fluorine utawa chlorine bisa digunakake kanggo etsa tungsten logam, nanging gas adhedhasar fluorine duwe selektivitas sing kurang kanggo silikon oksida, dene gas sing adhedhasar klorin (kayata CCl4) nduweni selektivitas sing luwih apik. Nitrogen biasane ditambahake ing gas reaksi kanggo entuk selektivitas lem etsa sing dhuwur, lan oksigen ditambahake kanggo nyuda deposisi karbon. Etching tungsten karo gas basis klorin bisa entuk etching anisotropic lan selektivitas dhuwur. Gas sing digunakake ing etsa garing saka tungsten utamané SF6, Ar lan O2, antarane kang SF6 bisa decomposed ing plasma kanggo nyedhiyani atom fluorine lan tungsten kanggo reaksi kimia kanggo gawé fluoride.
• Titanium nitride etching: Titanium nitride, minangka bahan topeng hard, ngganti topeng silikon nitrida utawa oksida tradisional ing proses dual damascene. Etching titanium nitride utamané digunakake ing proses bukaan topeng hard, lan produk reaksi utama TiCl4. Selectivity antarane topeng tradisional lan lapisan dielektrik kurang-k ora dhuwur, kang bakal mimpin kanggo katon saka profil busur-shaped ing ndhuwur lapisan dielektrik kurang-k lan expansion saka jembaré alur sawise etching. Jarak antarane garis logam setor cilik banget, kang rawan kanggo Bridge bocor utawa risak langsung.
2. Insulator etching
Objek etsa insulator biasane bahan dielektrik kayata silikon dioksida utawa silikon nitrida, sing akeh digunakake kanggo mbentuk bolongan kontak lan bolongan saluran kanggo nyambungake lapisan sirkuit sing beda. Etsa dielektrik biasane nggunakake etsa adhedhasar prinsip etsa plasma sing digabungake kanthi kapasitif.
• Etsa plasma saka film silikon dioksida: Film silikon dioksida biasane diukir nggunakake gas etsa sing ngandhut fluorine, kayata CF4, CHF3, C2F6, SF6 lan C3F8. Karbon sing ana ing gas etsa bisa bereaksi karo oksigen ing lapisan oksida kanggo ngasilake produk sampingan CO lan CO2, saéngga mbusak oksigen ing lapisan oksida. CF4 minangka gas etsa sing paling umum digunakake. Nalika CF4 tabrakan karo elektron energi dhuwur, macem-macem ion, radikal, atom lan radikal bebas diprodhuksi. Radikal bebas fluorine bisa bereaksi sacara kimia karo SiO2 lan Si kanggo ngasilake silikon tetrafluorida (SiF4).
• Etsa plasma saka film silikon nitrida: Film silikon nitrida bisa dicithak kanthi nggunakake etsa plasma kanthi gas campuran CF4 utawa CF4 (karo O2, SF6 lan NF3). Kanggo film Si3N4, nalika plasma CF4-O2 utawa plasma gas liyane sing ngemot atom F digunakake kanggo etsa, tingkat etsa silikon nitrida bisa tekan 1200Å / min, lan selektivitas etsa bisa nganti 20:1. Produk utama yaiku silikon tetrafluorida (SiF4) sing gampang diekstrak.
4. Etsa silikon kristal tunggal
Etsa silikon kristal tunggal utamane digunakake kanggo mbentuk isolasi cethek trench (STI). Proses iki biasane kalebu proses terobosan lan proses etsa utama. Proses terobosan nggunakake gas SiF4 lan NF kanggo mbusak lapisan oksida ing permukaan silikon kristal tunggal liwat bombardment ion sing kuwat lan tumindak kimia unsur fluorine; etsa utama nggunakake hidrogen bromida (HBr) minangka etchant utama. Radikal bromin sing diurai dening HBr ing lingkungan plasma bereaksi karo silikon kanggo mbentuk silikon tetrabromida (SiBr4), kanthi mangkono mbusak silikon. Etsa silikon kristal tunggal biasane nggunakake mesin etsa plasma sing digabungake kanthi induktif.
5. Polysilicon Etching
Polysilicon etching minangka salah sawijining proses kunci sing nemtokake ukuran gerbang transistor, lan ukuran gerbang langsung mengaruhi kinerja sirkuit terpadu. Etsa polysilicon mbutuhake rasio selektivitas sing apik. Gas halogen kayata klorin (Cl2) biasane digunakake kanggo entuk etsa anisotropik, lan nduweni rasio selektivitas sing apik (nganti 10:1). Gas basis bromin kayata hidrogen bromida (HBr) bisa entuk rasio selektivitas sing luwih dhuwur (nganti 100:1). Campuran HBr karo klorin lan oksigen bisa nambah tingkat etsa. Produk reaksi saka gas halogen lan silikon disimpen ing sidewalls kanggo muter peran protèktif. Polysilicon etching biasane nggunakake mesin etsa plasma sing digabungake kanthi induktif.
Apa etsa plasma sing digabungake kanthi kapasitif utawa etsa plasma sing digabung kanthi induktif, saben duwe kaluwihan lan ciri teknis dhewe. Milih teknologi etsa sing cocok ora mung bisa ningkatake efisiensi produksi, nanging uga njamin ngasilake produk pungkasan.
Wektu kirim: Nov-12-2024