Dina prosés manufaktur semikonduktor,étsaTéknologi mangrupikeun prosés kritis anu dianggo pikeun ngaleungitkeun bahan anu teu dihoyongkeun dina substrat pikeun ngabentuk pola sirkuit anu kompleks. Artikel ieu bakal ngenalkeun dua téknologi etching mainstream sacara rinci - capacitively coupled plasma etching (CCP) jeung induktif gandeng plasma etching (ICP), sarta ngajalajah aplikasi maranéhanana dina etching bahan béda.
Capacitively coupled plasma etching (CCP)
Capacitively gandeng plasma etching (CCP) kahontal ku nerapkeun hiji tegangan RF ka dua éléktroda plat paralel ngaliwatan matcher sarta DC blocking kapasitor. Dua éléktroda jeung plasma babarengan ngawangun hiji kapasitor sarua. Dina prosés ieu, tegangan RF ngabentuk malapah kapasitif deukeut éléktroda, sarta wates of malapah robah ku osilasi gancang tina tegangan. Nalika éléktron ngahontal sarung anu robih gancang ieu, aranjeunna dicerminkeun sareng nampi énergi, anu salajengna memicu disosiasi atanapi ionisasi molekul gas pikeun ngabentuk plasma. CCP etching biasana dilarapkeun ka bahan kalawan énergi beungkeut kimia luhur, kayaning diéléktrik, tapi alatan laju etching na handap, éta cocog pikeun aplikasi merlukeun kontrol rupa.
Inductively coupled plasma etching (ICP)
Plasma gandeng induktifétsa(ICP) dumasar kana prinsip yén arus bolak-balik ngaliwatan coil pikeun ngahasilkeun médan magnét induksi. Dina aksi médan magnét ieu, éléktron dina chamber réaksi akselerasi sarta terus akselerasi dina médan listrik ngainduksi, antukna colliding jeung molekul gas réaksi, ngabalukarkeun molekul dissociate atawa ionize sarta ngabentuk plasma. Metoda ieu tiasa ngahasilkeun laju ionisasi anu luhur sareng ngamungkinkeun dénsitas plasma sareng énergi bombardment disaluyukeun sacara mandiri, anu nyababkeunetching ICPcocog pisan pikeun bahan etching kalawan énergi beungkeut kimiawi low, kayaning silikon jeung logam. Sajaba ti éta, téhnologi ICP ogé nyadiakeun uniformity hadé tur laju etching.
1. Etching logam
Etching logam utamana dipaké pikeun ngolah interconnects na multi-lapisan wiring logam. Sarat na ngawengku: laju etching tinggi, selektivitas tinggi (leuwih gede ti 4: 1 pikeun lapisan topeng jeung leuwih gede ti 20: 1 pikeun diéléktrik interlayer), uniformity etching tinggi, kontrol dimensi kritis alus, euweuh karuksakan plasma, kirang rereged residual, jeung euweuh korosi kana logam. Etching logam biasana ngagunakeun alat etching plasma induktif gandeng.
•Aluminium etching: Aluminium nyaéta bahan kawat pangpentingna dina tahap tengah jeung tukang manufaktur chip, kalawan kaunggulan lalawanan low, déposisi gampang jeung etching. Étsa aluminium biasana ngagunakeun plasma anu dihasilkeun ku gas klorida (sapertos Cl2). Aluminium meta jeung klorin ngahasilkeun volatile aluminium klorida (AlCl3). Sajaba ti éta, halida lianna kayaning SiCl4, BCl3, BBr3, CCl4, CHF3, jeung sajabana bisa ditambahkeun kana nyoplokkeun lapisan oksida dina beungeut aluminium pikeun mastikeun etching normal.
• Tungsten etching: Dina struktur interkonéksi kawat logam multi-lapisan, tungsten mangrupa logam utama dipaké pikeun interkonéksi bagian tengah chip. Gas dumasar kana fluorin atanapi klorin tiasa dianggo pikeun ngetch logam tungsten, tapi gas dumasar kana fluorin gaduh selektivitas anu goréng pikeun silikon oksida, sedengkeun gas dumasar klorin (sapertos CCl4) gaduh selektivitas anu langkung saé. Nitrogén biasana ditambahkeun kana gas réaksi pikeun ménta hiji selectivity lem etching tinggi, sarta oksigén ditambahkeun pikeun ngurangan déposisi karbon. Etching tungsten kalawan gas basis klorin bisa ngahontal etching anisotropic na selectivity tinggi. Gas dipaké dina etching garing tungsten utamana SF6, Ar jeung O2, diantara nu SF6 bisa decomposed dina plasma nyadiakeun atom fluorine jeung tungsten pikeun réaksi kimiawi pikeun ngahasilkeun fluorida.
• Titanium nitride etching: Titanium nitride, salaku bahan topeng teuas, ngagantikeun tradisional silikon nitride atawa oksida topeng dina prosés dual Damascene. Titanium nitride etching utamana dipaké dina prosés muka topeng teuas, sarta produk réaksi utama nyaéta TiCl4. Selectivity antara topeng tradisional jeung low-k lapisan diéléktrik teu luhur, nu bakal ngakibatkeun penampilan profil arc-ngawangun dina luhureun lapisan diéléktrik low-k jeung perluasan lebar alur sanggeus etching. Jarak antara garis logam anu disimpen leutik teuing, anu rentan kabocoran sasak atanapi ngarecahna langsung.
2. Insulator etching
Objek etching insulator biasana bahan diéléktrik kayaning silikon dioksida atawa silikon nitride, nu loba dipaké pikeun ngabentuk liang kontak jeung liang saluran pikeun nyambungkeun lapisan circuit béda. Etching diéléktrik biasana ngagunakeun etsa dumasar kana prinsip capacitively gandeng plasma etching.
• Plasma etching pilem silikon dioksida: pilem silikon dioksida biasana etched maké etching gas ngandung fluorine, kayaning CF4, CHF3, C2F6, SF6 na C3F8. Karbon anu aya dina gas etching tiasa ngaréaksikeun sareng oksigén dina lapisan oksida pikeun ngahasilkeun produk sampingan CO sareng CO2, ku kituna ngaleungitkeun oksigén dina lapisan oksida. CF4 mangrupikeun gas etching anu paling sering dianggo. Nalika CF4 tabrakan jeung éléktron énergi tinggi, rupa-rupa ion, radikal, atom jeung radikal bébas dihasilkeun. Radikal bébas fluorine bisa meta kimiawi jeung SiO2 jeung Si ngahasilkeun volatile silikon tetrafluoride (SiF4).
• Plasma etching pilem silikon nitride: Silicon nitride pilem bisa etched maké etching plasma jeung CF4 atanapi CF4 gas dicampur (jeung O2, SF6 na NF3). Pikeun pilem Si3N4, nalika plasma CF4-O2 atanapi plasma gas sanésna anu ngandung atom F dianggo pikeun etching, laju etching tina silikon nitrida tiasa ngahontal 1200Å / mnt, sareng selektivitas etching tiasa saluhur 20:1. Produk utama nyaéta volatile silikon tetrafluoride (SiF4) anu gampang diekstrak.
4. tunggal kristal silikon etching
Etching silikon kristal tunggal utamana dipaké pikeun ngabentuk isolasi lombang deet (STI). Proses ieu biasana kalebet prosés terobosan sareng prosés etching utama. Prosés narabas ngagunakeun SiF4 na NF gas pikeun miceun lapisan oksida dina beungeut silikon kristal tunggal ngaliwatan bombardment ion kuat sarta aksi kimiawi unsur fluorine; etching utama ngagunakeun hidrogén bromida (HBr) salaku etchant utama. Radikal bromin anu diuraikeun ku HBr di lingkungan plasma bereaksi sareng silikon ngabentuk silikon tetrabromida (SiBr4) anu volatil, sahingga ngaleungitkeun silikon. Etching silikon kristal tunggal biasana ngagunakeun mesin etching plasma induktif gandeng.
5. Polysilicon Etching
Polysilicon etching mangrupakeun salah sahiji prosés konci anu nangtukeun ukuran Gerbang transistor, sarta ukuran Gerbang langsung mangaruhan kinerja sirkuit terpadu. Polysilicon etching merlukeun rasio selectivity alus. Gas halogén sapertos klorin (Cl2) biasana dianggo pikeun ngahontal étsa anisotropik, sareng gaduh rasio selektivitas anu saé (dugi ka 10: 1). Gas basis bromin sapertos hidrogén bromida (HBr) tiasa kéngingkeun rasio selektivitas anu langkung luhur (dugi ka 100:1). Campuran HBr sareng klorin sareng oksigén tiasa ningkatkeun laju etching. Produk réaksi gas halogén sareng silikon disimpen dina sidewalls pikeun maénkeun peran pelindung. Polysilicon etching biasana ngagunakeun mesin etching plasma induktif gandeng.
Naha éta téh capacitively gandeng plasma etching atawa induktif gandeng plasma etching, unggal boga kaunggulan unik sorangan jeung ciri teknis. Milih hiji téhnologi etching cocog teu ukur bisa ningkatkeun efisiensi produksi, tapi ogé mastikeun ngahasilkeun produk ahir.
waktos pos: Nov-12-2024