Proses etching garing biasane kasusun saka papat negara dhasar: sadurunge etching, etching parsial, mung etching, lan liwat etching. Karakteristik utama yaiku tingkat etsa, selektivitas, dimensi kritis, keseragaman, lan deteksi titik pungkasan.
Gambar 1 Sadurunge etching
Gambar 2 Etsa parsial
Gambar 3 Mung etching
Gambar 4 Over etching
(1) Etching rate: ambane utawa kekandelan saka materi etched dibusak saben unit wektu.
Gambar 5 Etching rate diagram
(2) Selectivity: rasio tingkat etching saka bahan etsa beda.
Gambar 6 Diagram selektivitas
(3) Dimensi kritis: ukuran pola ing area tartamtu sawise etsa rampung.
Gambar 7 Diagram dimensi kritis
(4) Keseragaman: kanggo ngukur keseragaman dimensi etsa kritis (CD), umume ditondoi kanthi peta lengkap CD, rumus kasebut: U = (Max-Min) / 2 * AVG.
Gambar 8 Diagram Skema Keseragaman
(5) Deteksi titik pungkasan: Sajrone proses etsa, owah-owahan intensitas cahya terus dideteksi. Nalika intensitas cahya tartamtu mundhak utawa mudhun sacara signifikan, etsa diakhiri kanggo menehi tandha rampunge lapisan etsa film tartamtu.
Gambar 9 Diagram skematik titik pungkasan
Ing etsa garing, gas kasebut bungah kanthi frekuensi dhuwur (utamane 13,56 MHz utawa 2,45 GHz). Ing tekanan 1 nganti 100 Pa, jalur bebas rata-rata sawetara milimeter nganti pirang-pirang sentimeter. Ana telung jinis utama etsa garing:
•Etsa garing fisik: partikel digawe cepet fisik nyandhang lumahing wafer
•Etsa garing kimia: gas bereaksi kimia karo permukaan wafer
•Etsa garing fisik kimia: proses etsa fisik kanthi ciri kimia
1. Etsa sinar ion
Ion beam etching (Ion Beam Etching) minangka proses pangolahan garing fisik sing nggunakake sinar ion argon energi dhuwur kanthi energi kira-kira 1 nganti 3 keV kanggo iradiasi permukaan materi. Energi sinar ion nyebabake impact lan mbusak materi permukaan. Proses etsa minangka anisotropik ing kasus balok ion vertikal utawa oblique. Nanging, amarga kurang selektivitas, ora ana bedane sing jelas antarane bahan ing tingkat sing beda. Gas sing diasilake lan bahan etched wis kesel dening pompa vakum, nanging amarga produk reaksi ora gas, partikel disimpen ing wafer utawa tembok kamar.
Kanggo nyegah pembentukan partikel, gas kapindho bisa dilebokake ing kamar. Gas iki bakal bereaksi karo ion argon lan nyebabake proses etsa fisik lan kimia. Bagéyan saka gas bakal bereaksi karo bahan permukaan, nanging uga bakal bereaksi karo partikel polesan kanggo mbentuk produk sampingan gas. Meh kabeh jinis bahan bisa diukir kanthi cara iki. Amarga radiasi vertikal, nyandhang ing tembok vertikal cilik banget (anisotropi dhuwur). Nanging, amarga selektivitas sing kurang lan tingkat etsa sing alon, proses iki arang digunakake ing manufaktur semikonduktor saiki.
2. Plasma etching
Etsa plasma minangka proses etsa kimia mutlak, uga dikenal minangka etsa garing kimia. Kauntungane yaiku ora nyebabake karusakan ion ing permukaan wafer. Wiwit spesies aktif ing gas etsa bebas obah lan proses etsa isotropik, cara iki cocok kanggo mbusak kabeh lapisan film (contone, ngresiki sisih mburi sawise oksidasi termal).
Reaktor hilir yaiku jinis reaktor sing umum digunakake kanggo etsa plasma. Ing reaktor iki, plasma diasilake kanthi ionisasi impact ing medan listrik frekuensi dhuwur 2.45GHz lan dipisahake saka wafer.
Ing wilayah discharge gas, macem-macem partikel diasilake amarga impact lan eksitasi, kalebu radikal bebas. Radikal bebas minangka atom utawa molekul netral kanthi elektron ora jenuh, saéngga reaktif banget. Ing proses etsa plasma, sawetara gas netral, kayata tetrafluoromethane (CF4), asring digunakake, sing dilebokake ing area pelepasan gas kanggo ngasilake spesies aktif kanthi ionisasi utawa dekomposisi.
Contone, ing gas CF4, dilebokake menyang area pelepasan gas lan diurai dadi radikal fluorine (F) lan molekul karbon difluorida (CF2). Kajaba iku, fluorine (F) bisa diurai saka CF4 kanthi nambahake oksigen (O2).
2 CF4 + O2 —> 2 COF2 + 2 F2
Molekul fluorine bisa dipérang dadi rong atom fluorine independen miturut energi wilayah pelepasan gas, sing saben-saben minangka radikal bebas fluorine. Wiwit saben atom fluorine duwe pitung elektron valensi lan cenderung kanggo entuk konfigurasi elektronik saka gas inert, kabeh mau reaktif banget. Saliyane radikal bebas fluor netral, bakal ana partikel sing diisi kayata CF + 4, CF + 3, CF + 2, lan liya-liyane ing wilayah pelepasan gas. Sabanjure, kabeh partikel lan radikal bebas kasebut dilebokake menyang kamar etsa liwat tabung keramik.
Partikel sing diisi bisa diblokir kanthi grating ekstraksi utawa digabungake maneh ing proses mbentuk molekul netral kanggo ngontrol prilaku ing kamar etsa. Radikal bebas fluorine uga bakal ngalami rekombinasi parsial, nanging isih cukup aktif kanggo mlebu ing kamar etsa, reaksi kimia ing permukaan wafer lan nyebabake pengupasan materi. Partikel netral liyane ora melu ing proses etsa lan dikonsumsi bebarengan karo produk reaksi.
Conto film tipis sing bisa diukir ing etsa plasma:
• Silikon: Si + 4F—> SiF4
• Silikon dioksida: SiO2 + 4F—> SiF4 + O2
• Silicon nitride: Si3N4 + 12F—> 3SiF4 + 2N2
3. Reactive Ion Etching (RIE)
Etsa ion reaktif minangka proses etsa kimia-fisik sing bisa ngontrol selektivitas, profil etsa, tingkat etsa, keseragaman lan bisa diulang kanthi akurat. Bisa entuk profil etsa isotropik lan anisotropik lan mulane minangka salah sawijining proses sing paling penting kanggo mbangun macem-macem film tipis ing manufaktur semikonduktor.
Sajrone RIE, wafer diselehake ing elektroda frekuensi dhuwur (elektroda HF). Liwat ionisasi impact, plasma diasilake ing ngendi elektron bebas lan ion muatan positif ana. Yen voltase positif ditrapake ing elektroda HF, elektron bebas nglumpukake ing permukaan elektroda lan ora bisa ninggalake elektroda maneh amarga afinitas elektron. Mulane, elektroda diisi nganti -1000V (voltase bias) supaya ion alon ora bisa ngetutake medan listrik sing ganti cepet menyang elektroda sing diisi negatif.
Sajrone etsa ion (RIE), yen rata-rata jalur bebas saka ion dhuwur, padha tekan permukaan wafer kanthi arah sing meh jejeg. Kanthi cara iki, ion sing dicepetake ngetokake materi lan mbentuk reaksi kimia liwat etsa fisik. Wiwit sidewalls lateral ora kena pengaruh, profil etch tetep anisotropik lan nyandhang permukaan cilik. Nanging, selektivitas ora dhuwur banget amarga proses etsa fisik uga kedadeyan. Kajaba iku, akselerasi ion nyebabake karusakan ing permukaan wafer, sing mbutuhake anil termal kanggo ndandani.
Bagean kimia saka proses etsa rampung dening radikal bebas sing bereaksi karo permukaan lan ion-ion kasebut sacara fisik nabrak materi supaya ora redeposit ing wafer utawa tembok kamar, ngindhari fenomena redeposition kaya etsa sinar ion. Nalika nambah meksa gas ing kamar etching, dalan free tegese ion suda, kang mundhak nomer tabrakan antarane ion lan molekul gas, lan ion sing kasebar ing arah liyane beda. Iki nyebabake etching kurang arah, nggawe proses etsa luwih kimia.
Profil etch anisotropik digayuh kanthi passivating sidewalls sajrone etsa silikon. Oksigen dilebokake ing ruang etsa, ing endi reaksi karo silikon sing diukir kanggo mbentuk silikon dioksida, sing disimpen ing sidewalls vertikal. Amarga bombardment ion, lapisan oksida ing wilayah horisontal dibusak, saéngga proses etsa lateral bisa terus. Cara iki bisa ngontrol wangun profil etch lan steepness saka sidewalls.
Tingkat etch kena pengaruh faktor kayata tekanan, daya generator HF, gas proses, tingkat aliran gas nyata lan suhu wafer, lan sawetara variasi tetep ing ngisor 15%. Anisotropi mundhak kanthi nambah daya HF, nyuda tekanan lan nyuda suhu. Keseragaman proses etsa ditemtokake dening gas, jarak elektroda lan materi elektroda. Yen jarak elektroda cilik banget, plasma ora bisa disebarake kanthi rata, nyebabake ora seragam. Nambah jarak elektroda nyuda tingkat etsa amarga plasma disebarake kanthi volume sing luwih gedhe. Karbon minangka bahan elektroda sing disenengi amarga ngasilake plasma tegang sing seragam supaya pinggiran wafer kena pengaruh kanthi cara sing padha karo tengah wafer.
Gas proses nduweni peran penting ing tingkat selektivitas lan etsa. Kanggo senyawa silikon lan silikon, fluorine lan klorin utamane digunakake kanggo entuk etsa. Milih gas sing cocog, nyetel aliran lan tekanan gas, lan ngontrol paramèter liyane kayata suhu lan daya ing proses kasebut bisa entuk tingkat etch, selektivitas, lan keseragaman sing dikarepake. Optimasi paramèter kasebut biasane diatur kanggo macem-macem aplikasi lan bahan.
Proses etsa ora diwatesi ing siji gas, campuran gas, utawa paramèter proses tetep. Contone, oksida asli ing polysilicon bisa dicopot dhisik kanthi tingkat etsa sing dhuwur lan selektivitas sing kurang, dene polysilicon bisa dietch mengko kanthi selektivitas sing luwih dhuwur tinimbang lapisan sing ndasari.
——————————————————————————————————————————————— ———————————
Semicera bisa nyedhiyanibagean grafit, alus/kaku felt, bagean silikon karbida,Bagian CVD silikon karbida,lanSiC / TaC dilapisi bagean karo ing 30 dina.
Yen sampeyan kasengsem ing produk semikonduktor ing ndhuwur,aja ragu-ragu kanggo hubungi kita ing pisanan.
Telpon: +86-13373889683
WhatsApp: + 86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Wektu kirim: Sep-12-2024