Proċess ta 'Inċiżjoni Niexfa

Proċess ta 'inċiżjoni niexfa ġeneralment jikkonsisti f'erba' stati bażiċi: qabel l-inċiżjoni, inċiżjoni parzjali, inċiżjoni biss, u inċiżjoni żejda. Il-karatteristiċi ewlenin huma r-rata tal-inċiżjoni, is-selettività, id-dimensjoni kritika, l-uniformità u l-iskoperta tal-endpoint.

 Figura 1 Qabel l-inċiżjoni

Figura 2 Inċiżjoni parzjali

Figura 3 Inċiżjoni biss

Figura 4 Over etching

(1) Rata ta 'inċiżjoni: il-fond jew il-ħxuna tal-materjal inċiż imneħħija għal kull unità ta' ħin.

Figura 5 Dijagramma tar-rata tal-inċiżjoni

(2) Selettività: il-proporzjon tar-rati ta 'inċiżjoni ta' materjali ta 'inċiżjoni differenti.

Figura 6 Dijagramma tas-selettività

(3) Dimensjoni kritika: id-daqs tal-mudell f'żona speċifika wara li titlesta l-inċiżjoni.

Figura 7 Dijagramma tad-dimensjoni kritika

(4) Uniformità: biex titkejjel l-uniformità tad-dimensjoni kritika tal-inċiżjoni (CD), ġeneralment ikkaratterizzata mill-mappa sħiħa tas-CD, il-formula hija: U=(Max-Min)/2*AVG.

Figura 8 Dijagramma Skematika tal-Uniformità

(5) Sejbien tal-punt tat-tmiem: Matul il-proċess tal-inċiżjoni, il-bidla tal-intensità tad-dawl tiġi skoperta b'mod kostanti. Meta ċerta intensità tad-dawl titla 'jew tinżel b'mod sinifikanti, l-inċiżjoni tintemm biex timmarka t-tlestija ta' ċertu saff ta 'inċiżjoni tal-film.

Figura 9 Dijagramma skematika tal-punt tat-tmiem

Fl-inċiżjoni niexfa, il-gass huwa eċitat bi frekwenza għolja (prinċipalment 13.56 MHz jew 2.45 GHz). Fi pressjoni ta '1 sa 100 Pa, il-mogħdija ħielsa medja tagħha hija minn diversi millimetri sa diversi ċentimetri. Hemm tliet tipi ewlenin ta 'inċiżjoni niexfa:

•Inċiżjoni fiżika niexfa: partiċelli aċċellerati jilbsu fiżikament il-wiċċ tal-wejfer

•Inċiżjoni niexfa kimika: il-gass jirreaġixxi kimikament mal-wiċċ tal-wejfer

•Inċiżjoni niexfa fiżika kimika: proċess ta 'inċiżjoni fiżika b'karatteristiċi kimiċi

1. Inċiżjoni tar-raġġ tal-joni

L-inċiżjoni tar-raġġ tal-joni (Ion Beam Etching) hija proċess ta 'proċessar fiżiku niexef li juża raġġ tal-jone tal-argon ta' enerġija għolja b'enerġija ta 'madwar 1 sa 3 keV biex irradja l-wiċċ tal-materjal. L-enerġija tar-raġġ tal-jone tikkawża li impatt u tneħħi l-materjal tal-wiċċ. Il-proċess ta 'inċiżjoni huwa anisotropiku fil-każ ta' travi joniċi inċidentali vertikali jew oblikwu. Madankollu, minħabba n-nuqqas ta 'selettività tiegħu, m'hemm l-ebda distinzjoni ċara bejn materjali f'livelli differenti. Il-gassijiet iġġenerati u l-materjali nċiżi huma eżawriti mill-pompa tal-vakwu, iżda peress li l-prodotti ta 'reazzjoni mhumiex gassijiet, il-partiċelli huma depożitati fuq il-ħitan tal-wejfer jew tal-kamra.

Biex tevita l-formazzjoni ta 'partiċelli, jista' jiġi introdott it-tieni gass fil-kamra. Dan il-gass se jirreaġixxi mal-joni tal-argon u jikkawża proċess ta 'inċiżjoni fiżika u kimika. Parti mill-gass se tirreaġixxi mal-materjal tal-wiċċ, iżda se tirreaġixxi wkoll mal-partiċelli illustrati biex jiffurmaw prodotti sekondarji tal-gass. Kważi kull tip ta 'materjali jistgħu jiġu nċiżi b'dan il-metodu. Minħabba r-radjazzjoni vertikali, l-ilbies fuq il-ħitan vertikali huwa żgħir ħafna (anisotropija għolja). Madankollu, minħabba s-selettività baxxa tiegħu u r-rata ta 'inċiżjoni bil-mod, dan il-proċess rarament jintuża fil-manifattura attwali tas-semikondutturi.

2. Inċiżjoni bil-plażma

L-inċiżjoni bil-plażma hija proċess ta 'inċiżjoni kimika assoluta, magħrufa wkoll bħala inċiżjoni niexfa kimika. Il-vantaġġ tiegħu huwa li ma jikkawżax ħsara tal-jone lill-wiċċ tal-wejfer. Peress li l-ispeċi attivi fil-gass tal-inċiżjoni huma ħielsa li jiċċaqilqu u l-proċess tal-inċiżjoni huwa iżotropiku, dan il-metodu huwa adattat biex jitneħħa s-saff kollu tal-film (per eżempju, tindif tan-naħa ta 'wara wara ossidazzjoni termali).

Reattur downstream huwa tip ta 'reattur użat komunement għall-inċiżjoni tal-plażma. F'dan ir-reattur, il-plażma hija ġġenerata mill-jonizzazzjoni tal-impatt f'kamp elettriku ta 'frekwenza għolja ta' 2.45GHz u separata mill-wejfer.

Fiż-żona tal-ħruġ tal-gass, diversi partiċelli huma ġġenerati minħabba l-impatt u l-eċitazzjoni, inklużi radikali ħielsa. Ir-radikali ħielsa huma atomi jew molekuli newtrali b'elettroni mhux saturati, għalhekk huma reattivi ħafna. Fil-proċess ta 'inċiżjoni tal-plażma, xi gassijiet newtrali, bħal tetrafluoromethane (CF4), huma spiss użati, li huma introdotti fiż-żona ta' skariku tal-gass biex jiġġeneraw speċi attivi permezz ta 'jonizzazzjoni jew dekompożizzjoni.

Pereżempju, fil-gass CF4, huwa introdott fiż-żona ta 'skarigu tal-gass u dekompost f'radikali tal-fluworin (F) u molekuli tad-difluworidu tal-karbonju (CF2). Bl-istess mod, il-fluworin (F) jista 'jiġi dekompost minn CF4 billi jiżdied l-ossiġnu (O2).

2 CF4 + O2 —> 2 COF2 + 2 F2

Il-molekula tal-fluworin tista 'tinqasam f'żewġ atomi tal-fluworin indipendenti taħt l-enerġija tar-reġjun ta' skariku tal-gass, li kull wieħed minnhom huwa radikali ħielsa mill-fluworin. Peress li kull atomu tal-fluworin għandu seba 'elettroni ta' valenza u għandu t-tendenza li jikseb il-konfigurazzjoni elettronika ta 'gass inert, huma kollha reattivi ħafna. Minbarra r-radikali ħielsa mill-fluworin newtrali, se jkun hemm partiċelli ċċarġjati bħal CF + 4, CF + 3, CF + 2, eċċ fir-reġjun tal-ħruġ tal-gass. Sussegwentement, dawn il-partiċelli kollha u radikali ħielsa huma introdotti fil-kamra tal-inċiżjoni permezz tat-tubu taċ-ċeramika.

Il-partiċelli ċċarġjati jistgħu jiġu mblukkati minn gradilji ta 'estrazzjoni jew rikombinati fil-proċess li jiffurmaw molekuli newtrali biex jikkontrollaw l-imġieba tagħhom fil-kamra tal-inċiżjoni. Ir-radikali ħielsa tal-fluworin se jgħaddu wkoll minn rikombinazzjoni parzjali, iżda għadhom attivi biżżejjed biex jidħlu fil-kamra tal-inċiżjoni, jirreaġixxu kimikament fuq il-wiċċ tal-wejfer u jikkawżaw tqaxxir tal-materjal. Partiċelli newtrali oħra ma jipparteċipawx fil-proċess ta 'inċiżjoni u huma kkunsmati flimkien mal-prodotti ta' reazzjoni.

Eżempji ta' films irqaq li jistgħu jiġu nċiżi fl-inċiżjoni tal-plażma:

• Silikon: Si + 4F—> SiF4

• Diossidu tas-silikon: SiO2 + 4F—> SiF4 + O2

• Nitrur tas-silikon: Si3N4 + 12F—> 3SiF4 + 2N2

3.Inċiżjoni tal-jone reattiva (RIE)

L-inċiżjoni tal-jone reattiva hija proċess ta 'inċiżjoni kimika-fiżika li jista' jikkontrolla b'mod preċiż ħafna s-selettività, il-profil tal-inċiżjoni, ir-rata tal-inċiżjoni, l-uniformità u r-ripetibbiltà. Jista 'jikseb profili ta' inċiżjoni iżotropiċi u anisotropiċi u għalhekk huwa wieħed mill-aktar proċessi importanti għall-bini ta 'films irqaq varji fil-manifattura tas-semikondutturi.

Matul RIE, il-wejfer jitqiegħed fuq elettrodu ta 'frekwenza għolja (elettrodu HF). Permezz tal-jonizzazzjoni tal-impatt, tiġi ġġenerata plażma li fiha jeżistu elettroni ħielsa u joni ċċarġjati b'mod pożittiv. Jekk jiġi applikat vultaġġ pożittiv għall-elettrodu HF, l-elettroni ħielsa jakkumulaw fuq il-wiċċ tal-elettrodu u ma jistgħux jerġgħu jħallu l-elettrodu minħabba l-affinità tal-elettroni tagħhom. Għalhekk, l-elettrodi huma ċċarġjati għal -1000V (vultaġġ ta 'bias) sabiex il-joni bil-mod ma jkunux jistgħu jsegwu l-kamp elettriku li jinbidel malajr għall-elettrodu ċċarġjat b'mod negattiv.

Waqt l-inċiżjoni tal-joni (RIE), jekk il-mogħdija ħielsa medja tal-joni hija għolja, jolqtu l-wiċċ tal-wejfer f'direzzjoni kważi perpendikolari. B'dan il-mod, il-jonji aċċellerati knock out il-materjal u jiffurmaw reazzjoni kimika permezz ta 'inċiżjoni fiżika. Peress li l-ħitan tal-ġenb laterali mhumiex affettwati, il-profil tal-inċiżjoni jibqa 'aniżotropiku u l-ilbies tal-wiċċ huwa żgħir. Madankollu, is-selettività mhix għolja ħafna minħabba li jseħħ ukoll il-proċess ta 'inċiżjoni fiżika. Barra minn hekk, l-aċċelerazzjoni tal-joni tikkawża ħsara lill-wiċċ tal-wejfer, li teħtieġ ittemprar termali biex tissewwa.

Il-parti kimika tal-proċess tal-inċiżjoni titlesta minn radikali ħielsa li jirreaġixxu mal-wiċċ u l-joni jolqtu fiżikament il-materjal sabiex ma jerġax jiddepożita fuq il-wejfer jew il-ħitan tal-kamra, u jevita l-fenomenu ta 'ridepożizzjoni bħal inċiżjoni tar-raġġ tal-joni. Meta tiżdied il-pressjoni tal-gass fil-kamra tal-inċiżjoni, il-mogħdija ħielsa medja tal-jonji titnaqqas, li żżid in-numru ta 'ħabtiet bejn il-joni u l-molekuli tal-gass, u l-joni huma mferrxa f'direzzjonijiet aktar differenti. Dan jirriżulta f'inċiżjoni inqas direzzjonali, li tagħmel il-proċess ta 'inċiżjoni aktar kimiku.

Il-profili tal-inċiżjoni anisotropiċi jinkisbu billi jiġu passivati ​​l-ħitan tal-ġenb waqt l-inċiżjoni tas-silikon. L-ossiġnu jiġi introdott fil-kamra tal-inċiżjoni, fejn jirreaġixxi mas-silikon inċiż biex jifforma dijossidu tas-silikon, li jiġi depożitat fuq il-ħitan tal-ġenb vertikali. Minħabba l-bumbardament tal-joni, is-saff tal-ossidu fuq iż-żoni orizzontali jitneħħa, u jippermetti li jkompli l-proċess tal-inċiżjoni laterali. Dan il-metodu jista 'jikkontrolla l-forma tal-profil tal-inċiżjoni u l-wipp tal-ħitan tal-ġenb.

Ir-rata tal-inċiżjoni hija affettwata minn fatturi bħal pressjoni, qawwa tal-ġeneratur HF, gass tal-proċess, rata attwali tal-fluss tal-gass u temperatura tal-wejfer, u l-firxa tal-varjazzjoni tagħha tinżamm taħt il-15%. L-anisotropija tiżdied b'żieda fil-qawwa HF, tnaqqis fil-pressjoni u tnaqqis fit-temperatura. L-uniformità tal-proċess tal-inċiżjoni hija determinata mill-gass, l-ispazjar tal-elettrodi u l-materjal tal-elettrodu. Jekk id-distanza tal-elettrodu hija żgħira wisq, il-plażma ma tistax tkun imxerrda b'mod uniformi, li tirriżulta f'nuqqas ta 'uniformità. Iż-żieda tad-distanza tal-elettrodu tnaqqas ir-rata tal-inċiżjoni minħabba li l-plażma hija mqassma f'volum akbar. Il-karbonju huwa l-materjal tal-elettrodu preferut minħabba li jipproduċi plażma tensjoni uniformi sabiex it-tarf tal-wejfer jiġi affettwat bl-istess mod bħaċ-ċentru tal-wejfer.

Il-gass tal-proċess għandu rwol importanti fis-selettività u r-rata tal-inċiżjoni. Għal komposti tas-silikon u tas-silikon, il-fluworin u l-kloru jintużaw prinċipalment biex jiksbu l-inċiżjoni. L-għażla tal-gass xieraq, l-aġġustament tal-fluss u l-pressjoni tal-gass, u l-kontroll ta 'parametri oħra bħat-temperatura u l-qawwa fil-proċess jistgħu jiksbu r-rata ta' inċiżjoni mixtieqa, selettività u uniformità. L-ottimizzazzjoni ta 'dawn il-parametri hija ġeneralment aġġustata għal applikazzjonijiet u materjali differenti.

Il-proċess ta 'inċiżjoni mhuwiex limitat għal gass wieħed, taħlita ta' gass, jew parametri ta 'proċess fissi. Pereżempju, l-ossidu nattiv fuq polysilicon jista 'jitneħħa l-ewwel b'rata ta' inċiżjoni għolja u selettività baxxa, filwaqt li l-polysilicon jista 'jiġi nċiżi aktar tard b'selettività ogħla relattiva għas-saffi sottostanti.

——————————————————————————————————————————————————— ———————————

Semicera jistgħu jipprovdupartijiet tal-grafita, feltru artab/riġidu, Partijiet tal-karbur tas-silikon,Partijiet tal-karbur tas-silikon CVD, uPartijiet miksija SiC/TaC bi fi 30 jum.

Jekk inti interessat fil-prodotti semikondutturi ta 'hawn fuq,jekk jogħġbok, toqgħodx lura milli tikkuntattjana għall-ewwel darba.

Tel: +86-13373889683

WhatsAPP:+86-15957878134

Email: sales01@semi-cera.com