Dréchen Ätzprozess besteet normalerweis aus véier Basiszoustand: virum Ätz, deelweis Ätz, just Ätz, an iwwer Ätz. D'Haaptcharakteristike sinn Ätzrate, Selektivitéit, kritesch Dimensioun, Uniformitéit an Endpunkterkennung.
Figur 1 Virun Ätzen
Figur 2 Deelweis Ätz
Figur 3 Just Ätz
Figur 4 Iwwer Äss
(1) Ätzenquote: d'Tiefe oder d'Dicke vum Ätzmaterial pro Unitéit Zäit geläscht.
Figur 5 Etching Taux Diagramm
(2) Selektivitéit: d'Verhältnis vun Ätzraten vu verschiddene Ätzmaterialien.
Figur 6 Selektivitéit Diagramm
(3) Kritesch Dimensioun: d'Gréisst vum Muster an engem spezifesche Gebitt nodeems d'Ätzen ofgeschloss ass.
Figur 7 Kritescher Dimensioun Diagramm
(4) Uniformitéit: fir d'Uniformitéit vun der kritescher Ässdimensioun (CD) ze moossen, allgemeng duerch déi voll Kaart vun CD charakteriséiert, ass d'Formel: U = (Max-Min) / 2 * AVG.
Figur 8 Uniformitéit Schematesch Diagramm
(5) Endpunkterkennung: Wärend dem Ätzprozess gëtt d'Verännerung vun der Liichtintensitéit konstant festgestallt. Wann eng gewësse Liichtintensitéit wesentlech eropgeet oder fällt, gëtt d'Ätzen ofgeschloss fir d'Fäerdegstellung vun enger bestëmmter Schicht Film Ässung ze markéieren.
Figur 9 Endpunkt schematesch Diagramm
Bei dréchen Ätzen gëtt de Gas duerch héich Frequenz opgereegt (haaptsächlech 13,56 MHz oder 2,45 GHz). Bei engem Drock vun 1 bis 100 Pa ass säi mëttlere fräie Wee e puer Millimeter bis e puer Zentimeter. Et ginn dräi Haaptarten vun dréchen Ätzen:
•Kierperlech dréchen Ätz: beschleunegt Partikel droen kierperlech d'Waferfläch
•Chemesch dréchen Ätzen: Gas reagéiert chemesch mat der Wafer Uewerfläch
•Chemesch physesch dréchen Ätzen: physikaleschen Ätzprozess mat chemeschen Charakteristiken
1. Ionenstrahl Ätzen
Ionenstrahl Ätzen (Ion Beam Etching) ass e physikaleschen dréchene Veraarbechtungsprozess deen en héijen Energie Argon-Ionenstrahl mat enger Energie vu ronn 1 bis 3 keV benotzt fir d'Materialoberfläch ze bestrahlen. D'Energie vum Ionenstrahl bewierkt datt et d'Uewerflächematerial beaflosst an ewechhëlt. D'Ätsprozess ass anisotropesch am Fall vu vertikalen oder schrägegen Ionenstrahlen. Wéi och ëmmer, wéinst sengem Manktem u Selektivitéit, gëtt et keen kloeren Ënnerscheed tëscht Materialien op verschiddene Niveauen. Déi generéiert Gase an déi geätzt Materialien ginn duerch d'Vakuumpompel erschöpft, awer well d'Reaktiounsprodukter keng Gase sinn, ginn Partikelen op de Wafer oder d'Kammermauer deposéiert.
Fir d'Bildung vu Partikelen ze verhënneren, kann en zweete Gas an d'Kammer agefouert ginn. Dëse Gas reagéiert mat den Argonionen a verursaacht e physikaleschen a chemesche Ätzprozess. En Deel vum Gas reagéiert mam Uewerflächematerial, awer et reagéiert och mat de poléierte Partikelen fir gasfërmeg Nebenprodukter ze bilden. Bal all Zorte vu Materialien kënne mat dëser Method geätzt ginn. Wéinst der vertikaler Stralung ass de Verschleiung op de vertikale Maueren ganz kleng (héich Anisotropie). Wéi och ëmmer, wéinst senger gerénger Selektivitéit a luesen Ätsquote, gëtt dëse Prozess selten an der aktueller Hallefleitfabrikatioun benotzt.
2. Plasma Ätzen
Plasma Ätzen ass en absolute chemesche Ätzprozess, och bekannt als chemesch Dréchen Ätz. Säi Virdeel ass datt et net Ionschued op der Wafer Uewerfläch verursaacht. Zënter datt déi aktiv Arten am Ätzgas fräi sinn ze beweegen an den Ätzprozess isotrop ass, ass dës Methode gëeegent fir d'ganz Filmschicht ze läschen (zum Beispill d'Récksäit no der thermescher Oxidatioun ze botzen).
En Downstream Reaktor ass eng Zort Reaktor déi allgemeng fir Plasma Ätzen benotzt gëtt. An dësem Reaktor gëtt de Plasma duerch Impaktioniséierung an engem Héichfrequenz elektrescht Feld vun 2,45GHz generéiert a vun der Wafer getrennt.
Am Gasentladungsgebitt gi verschidde Partikelen duerch Impakt an Excitatioun generéiert, dorënner fräi Radikaler. Fräi Radikale sinn neutral Atomer oder Molekülle mat onsaturéierten Elektronen, sou datt se héich reaktiv sinn. Am Plasma Ätzprozess ginn e puer neutral Gase, wéi Tetrafluormethan (CF4), dacks benotzt, déi an d'Gasentladungsgebitt agefouert ginn fir aktiv Arten duerch Ioniséierung oder Zersetzung ze generéieren.
Zum Beispill, am CF4 Gas gëtt et an d'Gasentladungsgebitt agefouert an a Fluorradikale (F) a Kuelestoffdifluoridmoleküle (CF2) zersetzt. Ähnlech kann Fluor (F) aus CF4 ofgebaut ginn andeems Sauerstoff (O2) derbäigesat gëtt.
2 CF4 + O2 —> 2 COF2 + 2 F2
De Fluormolekül kann an zwee onofhängeg Fluoratome ënner der Energie vun der Gasentladungsregioun opgedeelt ginn, jidderee vun deem e Fluor fräi Radikal ass. Well all Fluoratom siwe Valenzelektronen huet an éischter d'elektronesch Konfiguratioun vun engem Inertgas z'erreechen, sinn se all ganz reaktiv. Nieft neutrale Fluorfräi Radikale wäerten an der Gasentladungsregioun gelueden Partikelen wéi CF+4, CF+3, CF+2, asw. Duerno ginn all dës Partikelen a fräi Radikale an d'Ätzkammer duerch de Keramikröhr agefouert.
Déi gelueden Partikel kënne blockéiert ginn duerch Extraktiounsgitter oder rekombinéiert am Prozess fir neutral Moleküle ze bilden fir hiert Verhalen an der Ätzkammer ze kontrolléieren. Fluor fräi Radikale wäerten och deelweis Rekombinatioun erliewen, awer sinn nach ëmmer aktiv genuch fir an d'Ätskammer anzeginn, chemesch op der Wafer Uewerfläch ze reagéieren an d'Materialstrippen ze verursaachen. Aner neutral Partikele bedeelegen net un der Ätzprozess a ginn zesumme mat de Reaktiounsprodukter verbraucht.
Beispiller vun dënnem Filmer, déi a Plasma Ätzen kënne geätzt ginn:
• Silicon: Si + 4F—> SiF4
• Siliziumdioxid: SiO2 + 4F—> SiF4 + O2
• Siliciumnitrid: Si3N4 + 12F—> 3SiF4 + 2N2
3.Reaktiv Ion Ätzen (RIE)
Reaktiv Ion Ätzen ass e chemesch-physikalesche Ätzprozess dee ganz präzis Selektivitéit, Ätzprofil, Ätstrate, Uniformitéit a Widderhuelbarkeet kontrolléiere kann. Et kann isotropesch an anisotrop Ätsprofile erreechen an ass dofir ee vun de wichtegste Prozesser fir verschidde dënn Filmer an der Hallefleitfabrikatioun ze bauen.
Wärend der RIE gëtt de Wafer op eng Héichfrequenz Elektrode (HF Elektrode) plazéiert. Duerch Impaktioniséierung gëtt e Plasma generéiert an deem fräi Elektronen a positiv gelueden Ionen existéieren. Wann eng positiv Spannung op d'HF Elektrode applizéiert gëtt, accumuléieren déi fräi Elektronen op der Elektrodenfläch a kënnen d'Elektrode wéinst hirer Elektronenaffinitéit net erëm verloossen. Dofir ginn d'Elektroden op -1000V (Basspannung) gelueden, sou datt déi lues Ionen net dat séier verännert elektrescht Feld op déi negativ gelueden Elektrode verfollegen.
Wärend Ion Ätzen (RIE), wann de mëttlere fräie Wee vun den Ionen héich ass, schloen se d'Waferfläch a bal senkrecht Richtung. Op dës Manéier schloen d'beschleunegt Ionen d'Material aus a bilden eng chemesch Reaktioun duerch kierperlech Ätzen. Zënter datt d'lateral Säitewänn net beaflosst sinn, bleift d'Ätzprofil anisotropesch an d'Uewerflächeverschleiung ass kleng. Wéi och ëmmer, d'Selektivitéit ass net ganz héich well de kierperleche Ätzprozess och geschitt. Zousätzlech verursaacht d'Beschleunigung vun den Ionen Schued un der Wafer Uewerfläch, déi thermesch Glühwäin erfuerdert fir ze reparéieren.
De chemeschen Deel vum Ätzprozess gëtt ofgeschloss vu fräie Radikale, déi mat der Uewerfläch reagéieren an d'Ionen physesch op d'Material schloen, sou datt et net op der Wafer oder op d'Kammermaueren oflagert, an d'Redepositions-Phänomen wéi d'Ionenstrahl Ätzen vermeit. Wann de Gasdrock an der Ätzkammer eropgeet, gëtt de mëttlere fräie Wee vun den Ionen reduzéiert, wat d'Zuel vun de Kollisiounen tëscht den Ionen an de Gasmoleküle erhéicht, an d'Ione sinn a méi verschidde Richtungen verspreet. Dëst resultéiert a manner Richtung Ätzen, wat den Ätzprozess méi chemesch mécht.
Anisotropesch Ätzprofile ginn erreecht andeems d'Säitewänn während der Silizium Ätzen passivéiert ginn. Sauerstoff gëtt an d'Ätzkammer agefouert, wou et mam Ätschte Silizium reagéiert fir Siliziumdioxid ze bilden, wat op de vertikale Säitewänn deposéiert gëtt. Wéinst Ionenbombardement gëtt d'Oxidschicht op den horizontalen Flächen ewechgeholl, sou datt de lateralen Ätzprozess weider geet. Dës Method kann d'Form vum Ätzprofil an d'Steepheet vun de Säitewänn kontrolléieren.
D'Etzrate ass beaflosst vu Faktoren wéi Drock, HF Generatorkraaft, Prozessgas, aktuell Gasstroumrate an Wafertemperatur, a seng Variatiounsberäich gëtt ënner 15% gehal. Anisotropie erhéicht mat enger Erhéijung vun der HF Kraaft, Ofsenkung vum Drock an enger Ofsenkung vun der Temperatur. D'Uniformitéit vum Ätzprozess gëtt vum Gas, Elektrodenabstand an Elektrodenmaterial bestëmmt. Wann d'Elektrodendistanz ze kleng ass, kann de Plasma net gläichméisseg verdeelt ginn, wat zu Net-Uniformitéit resultéiert. D'Erhéijung vun der Elektroden Distanz reduzéiert d'Ätstquote well de Plasma an e gréissere Volumen verdeelt gëtt. Kuelestoff ass dat bevorzugt Elektrodenmaterial well et en eenheetlech gespannt Plasma produzéiert sou datt de Rand vun der Wafer op déiselwecht Manéier wéi den Zentrum vun der Wafer beaflosst ass.
De Prozessgas spillt eng wichteg Roll an der Selektivitéit an der Ätsquote. Fir Silizium a Siliziumverbindunge ginn Fluor a Chlor haaptsächlech benotzt fir Ätzen z'erreechen. Wielt de passenden Gas, Upassung Gas Flux an Drock, a Kontroll vun anere Parameteren wéi Temperatur a Kraaft am Prozess kann de gewënschte etch Taux, Selektivitéit an Uniformitéit erreechen. D'Optimiséierung vun dëse Parameteren gëtt normalerweis fir verschidden Uwendungen a Materialien ugepasst.
Den Ätzprozess ass net limitéiert op ee Gas, Gasmëschung oder fixe Prozessparameter. Zum Beispill kann dat gebiertegt Oxid op Polysilicium als éischt mat enger héijer Ätzrate a gerénger Selektivitéit geläscht ginn, während de Polysilisium méi spéit mat enger méi héijer Selektivitéit par rapport zu den ënnerierdesche Schichten geätzt ka ginn.
———————————————————————————————————————————————— ———————————
Semicera kann ubiddengraphite Deeler, mëll / steiwe Filz, Siliziumkarbid Deeler,CVD Siliziumkarbid Deeler,an anSiC / TaC Beschichtete Deeler mat an 30 Deeg.
Wann Dir un den uewe genannten Halbleiterprodukter interesséiert sidd,zéckt net fir eis déi éischte Kéier ze kontaktéieren.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Post Zäit: Sep-12-2024