One Aféierung
Ätzen am integréierte Circuit Fabrikatiounsprozess ass opgedeelt an:
- Naass Ätzen;
- Dréchen Ätzen.
An de fréie Deeg gouf naass Ätzen vill benotzt, awer wéinst senge Aschränkungen an der Linn Breetkontrolle an Ätsdirektivitéit hunn déi meescht Prozesser no 3μm dréchen Ätzen benotzt. Naass Ätzen gëtt nëmme benotzt fir verschidde speziell Materialschichten a propper Reschter ze läschen.
Dréchen Ätzen bezitt sech op de Prozess vu gasforme chemesche Ätzmëttel fir mat Materialien op der Wafer ze reagéieren fir den Deel vum Material ze ätzen, dat ewechgeholl gëtt a flüchteg Reaktiounsprodukter bilden, déi dann aus der Reaktiounskammer extrahéiert ginn. Etchant gëtt normalerweis direkt oder indirekt aus dem Plasma vum Ätzgas generéiert, sou datt dréchen Äss och Plasma Ätz genannt gëtt.
1.1 Plasma
Plasma ass e Gas an engem schwaach ioniséierte Staat geformt duerch Glanzentladung vun Ätzgas ënner der Handlung vun engem externen elektromagnéitesche Feld (wéi generéiert vun enger Radiofrequenz Energieversuergung). Et enthält Elektronen, Ionen an neutral aktive Partikelen. Ënnert hinnen kënnen aktiv Partikelen direkt chemesch mat dem geätztem Material reagéieren fir Ätzen z'erreechen, awer dës reng chemesch Reaktioun geschitt normalerweis nëmmen an enger ganz klenger Unzuel vu Materialien an ass net direkt; wann d'Ionen eng gewëssen Energie hunn, kënne se duerch direkt kierperlech Sputtering geätzt ginn, awer d'Ätzrate vun dëser reng kierperlecher Reaktioun ass extrem niddereg an d'Selektivitéit ass ganz schlecht.
Déi meescht Plasma Ätzen gëtt mat der Participatioun vun aktive Partikelen an Ionen zur selwechter Zäit ofgeschloss. An dësem Prozess huet Ionebombardement zwou Funktiounen. Een ass d'Atombindungen op der Uewerfläch vum geätzten Material ze zerstéieren, an doduerch den Taux mat deem neutrale Partikelen domat reagéieren ze erhéijen; deen aneren ass d'Reaktiounsprodukter, déi op der Reaktiounsinterface deposéiert sinn, ofzeklappen, fir datt d'Äss erliichtert fir d'Uewerfläch vum Ätscht Material voll ze kontaktéieren, sou datt d'Ätzen weider geet.
D'Reaktiounsprodukter, déi op de Säitewänn vun der geätzter Struktur deposéiert sinn, kënnen net effektiv duerch Direktiouns Ionbombardement geläscht ginn, doduerch d'Ässe vun de Säitewänn blockéieren an anisotrop Ätzen bilden.
Zweet Ätzprozess
2.1 Naass Ätzen a Botzen
Naass Ätzen ass eng vun den éischten Technologien déi an der integréierter Circuitfabrikatioun benotzt ginn. Obwuel déi meescht naass Ätzprozesser duerch anisotropesch dréchen Ässung ersat goufen wéinst senger isotropescher Ässung, spillt et nach ëmmer eng wichteg Roll bei der Botzen vun net-kriteschen Schichten vu méi grousser Gréisst. Besonnesch bei der Ätzen vun Oxid-Entfernungsreschter an Epidermal Strippen ass et méi effektiv a wirtschaftlech wéi dréchen Ätzen.
D'Objete vu naass Ätzen enthalen haaptsächlech Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Eenkristallsilizium a polykristallin Silizium. Naass Ässung vu Siliziumoxid benotzt normalerweis Fluorsäure (HF) als Haaptchemeschen Träger. Fir d'Selektivitéit ze verbesseren, gëtt verdënntem Fluorsäure, gebuffert mat Ammoniumfluorid, am Prozess benotzt. Fir d'Stabilitéit vum pH-Wäert z'erhalen, kann eng kleng Quantitéit vu staarker Säure oder aner Elementer dobäigesat ginn. Dotéiert Siliziumoxid ass méi liicht korrodéiert wéi reng Siliziumoxid. Naass chemesch Strippen gëtt haaptsächlech benotzt fir Photoresist an haart Mask (Siliciumnitrid) ze läschen. Hot Phosphorsäure (H3PO4) ass déi Haaptchemesch Flëssegkeet déi fir naass chemesch Strippen benotzt gëtt fir Siliziumnitrid ze entfernen, an huet eng gutt Selektivitéit fir Siliziumoxid.
Naass Botzen ass ähnlech wéi naass Ätzen, a läscht haaptsächlech Pollutanten op der Uewerfläch vu Siliziumwaferen duerch chemesch Reaktiounen, dorënner Partikelen, organesch Matière, Metaller an Oxiden. D'Mainstream naass Botzen ass naass chemesch Method. Obwuel dréchen Botzen vill naass Botzen Methoden ersetzen kann, gëtt et keng Method déi naass Botzen komplett ersetzen kann.
Allgemeng benotzt Chemikalien fir naass Botzen enthalen Schwefelsäure, Salzsäure, Fluorsäure, Phosphorsäure, Waasserstoffperoxid, Ammoniumhydroxid, Ammoniumfluorid, etc. A prakteschen Uwendungen ginn eng oder méi Chemikalien mat deioniséiertem Waasser an engem gewëssen Undeel gemëscht wéi néideg fir eng Botzléisung bilden, wéi SC1, SC2, DHF, BHF, etc.
Botzen gëtt dacks am Prozess virun der Oflagerung vum Oxidfilm benotzt, well d'Virbereedung vum Oxidfilm muss op enger absolut propperer Siliziumwafer Uewerfläch duerchgefouert ginn. De gemeinsame Siliziumwafer Reinigungsprozess ass wéi follegt:
2.2 Dréchen Ätzen and Botzen
2.2.1 Dréchen Ätz
Dréchen Ätzen an der Industrie bezitt sech haaptsächlech op Plasma Ätzen, déi Plasma mat verstäerkter Aktivitéit benotzt fir spezifesch Substanzen ze ätzen. Den Ausrüstungssystem a grousse Produktiounsprozesser benotzt niddereg-Temperatur Net-Gläichgewiicht Plasma.
Plasma Ätzen benotzt haaptsächlech zwee Entladungsmodi: kapazitiv gekoppelt Entladung an induktiv gekoppelt Entladung
Am capacitively gekoppelter Entladungsmodus: Plasma gëtt generéiert an an zwee parallele Plackekondensatoren duerch eng extern Radiofrequenz (RF) Energieversuergung. De Gasdrock ass normalerweis e puer Millitorr bis Zénger Millitorr, an d'Ioniséierungsquote ass manner wéi 10-5. Am induktiv gekoppelt Entladungsmodus: allgemeng bei engem nidderegen Gasdrock (Zénger Millitorr), gëtt de Plasma generéiert an ënnerhalen duerch induktiv gekoppelt Inputenergie. D'Ioniséierungsquote ass normalerweis méi grouss wéi 10-5, sou datt et och héich Dicht Plasma genannt gëtt. Héich-Dicht Plasma Quellen kann och duerch Elektronen cyclotron Resonanz an cyclotron Wellen Offlossquantitéit kritt ginn. Héich-Dicht Plasma kann d'Ätzrate an d'Selektivitéit vum Ätzprozess optimiséieren, während d'Ätzschued reduzéiert gëtt andeems d'Ionenfloss an d'Ionbombardementenergie onofhängeg kontrolléiert ginn duerch eng extern RF- oder Mikrowellen-Energieversuergung an eng RF Bias-Energieversuergung um Substrat.
Den dréchene Ätzprozess ass wéi follegt: d'Ätsgas gëtt an d'Vakuumreaktiounskammer injizéiert, an nodeems den Drock an der Reaktiounskammer stabiliséiert ass, gëtt de Plasma duerch Radiofrequenz Glühfluss generéiert; nodeems se vun High-Speed-Elektronen beaflosst ginn, zerfällt et fir fräi Radikale ze produzéieren, déi op d'Uewerfläch vum Substrat diffuséieren an adsorbéiert ginn. Ënnert der Handlung vun Ionenbombardement reagéieren déi adsorbéiert fräi Radikale mat Atomer oder Molekülen op der Uewerfläch vum Substrat fir gasfërmeg Nebenprodukter ze bilden, déi aus der Reaktiounskammer entlooss ginn. De Prozess gëtt an der folgender Figur gewisen:
Dréchen Ätzprozesser kënnen an déi folgend véier Kategorien opgedeelt ginn:
(1)Physikalesch Sputter Ätz: Et setzt haaptsächlech op d'energesch Ionen am Plasma fir d'Uewerfläch vum geätzte Material ze bombardéieren. D'Zuel vun den Atomer, déi gesprëtzt ginn, hänkt vun der Energie an dem Wénkel vun den Zwëschenpartikelen of. Wann d'Energie an de Wénkel onverännert bleiwen, ënnerscheet d'Sputterrate vu verschiddene Materialien normalerweis nëmmen 2 bis 3 Mol, sou datt et keng Selektivitéit gëtt. De Reaktiounsprozess ass haaptsächlech anisotropesch.
(2)Chemesch Ätzen: Plasma liwwert Gasphase Ätzatomen a Molekülen, déi chemesch mat der Uewerfläch vum Material reagéieren fir flüchteg Gase ze produzéieren. Dës reng chemesch Reaktioun huet gutt Selektivitéit a weist isotropesch Charakteristiken ouni d'Gitterstruktur ze berücksichtegen.
Zum Beispill: Si (fest) + 4F → SiF4 (gasform), Photoresist + O (gasform) → CO2 (gasform) + H2O (gasform)
(3)Ion Energie ugedriwwe Ätzen: Ionen si béid Partikelen, déi Ätzen verursaachen, an Energiedroende Partikelen. D'Ätseffizienz vun esou energiedroende Partikelen ass méi wéi eng Uerdnung vun der Gréisst méi héich wéi déi vun der einfacher kierperlecher oder chemescher Ätzen. Ënnert hinnen ass d'Optimiséierung vun de physikaleschen a chemesche Parameteren vum Prozess de Kär vun der Kontroll vum Ätzprozess.
(4)Ion-Barrière Komposit Ässung: Et bezitt sech haaptsächlech op d'Generatioun vun enger Polymer-Barriär-Schutzschicht duerch Komposit-Partikelen während dem Ätzprozess. Plasma erfuerdert sou eng Schutzschicht fir d'Ätsreaktioun vun de Säitewänn während dem Ätzprozess ze vermeiden. Zum Beispill, C zu Cl a Cl2 Ätzen derbäizefügen kann eng Chlorkuelestoffverbindungsschicht wärend Ätzen produzéieren fir d'Säitewänn ze schützen géint Ätzen.
2.2.1 Dréchent Botzen
Dréche Botzen bezitt sech haaptsächlech op Plasma Botzen. D'Ionen am Plasma gi benotzt fir d'Uewerfläch ze bombardéieren, déi gebotzt gëtt, an d'Atomer a Molekülen am aktivéierten Zoustand interagéieren mat der Uewerfläch, déi gebotzt gëtt, fir de Photoresist ze läschen an ze Äschen. Am Géigesaz zu dréchen Ätzen enthalen d'Prozessparameter vun der Trockenreinigung normalerweis keng Directionnel Selektivitéit, sou datt de Prozessdesign relativ einfach ass. A grousse Produktiounsprozesser gi Fluor-baséiert Gase, Sauerstoff oder Waasserstoff haaptsächlech als Haaptkierper vum Reaktiounsplasma benotzt. Zousätzlech kann eng gewësse Quantitéit un Argon Plasma derbäi ginn, kann den Ionbombardementeffekt verbesseren, an doduerch d'Botzeffizienz verbesseren.
Am Plasma Trockenreinigungsprozess gëtt d'Remote Plasma Method normalerweis benotzt. Dëst ass well am Botzprozess gehofft gëtt de Bombardementeffekt vun Ionen am Plasma ze reduzéieren fir de Schued ze kontrolléieren deen duerch Ionebombardement verursaacht gëtt; an déi verstäerkte Reaktioun vu chemesche fräi Radikale kann d'Botzeffizienz verbesseren. Remote Plasma kann Mikrowellen benotzen fir e stabilen an héijer Dicht Plasma ausserhalb vun der Reaktiounskammer ze generéieren, eng grouss Zuel vu fräi Radikale generéieren, déi an d'Reaktiounskammer erakommen fir d'Reaktioun ze erreechen déi fir d'Botzen erfuerderlech ass. Déi meescht vun den Trockenreinigungsgasquellen an der Industrie benotzen Fluor-baséiert Gase, wéi NF3, a méi wéi 99% vum NF3 gëtt am Mikrowelleplasma ofgebaut. Et gëtt bal keen Ionbombardementeffekt am Trockenreinigungsprozess, sou datt et gutt ass de Siliziumwafer vu Schued ze schützen an d'Liewen vun der Reaktiounskammer ze verlängeren.
Dräi naass Ätzen a Botzen Ausrüstung
3.1 Tank-Typ wafer Botzen Maschinn
D'Trough-Typ Wafer Botzmaschinn besteet haaptsächlech aus engem Front-Ouverture Wafer Transfer Box Transmissioun Modul, engem Wafer Luede / Entluede Transmissioun Modul, engem Auspuff Loft ofgeroden Modul, engem chemesche Flëssegket Tank Modul, engem deionized Waasser Tank Modul, engem drëschenen Tank Modul an e Kontrollmodul. Et kann verschidde Këschte vu Wafer zur selwechter Zäit botzen a kann d'Trocknung an d'Trocknung vu Wafere erreechen.
3.2 Trench Wafer Etcher
3.3 Single Wafer naass Veraarbechtung Equipement
No verschiddene Prozesszwecker kann eenzel Wafer naass Prozessausrüstung an dräi Kategorien opgedeelt ginn. Déi éischt Kategorie ass eenzel Wafer Botzen Ausrüstung, deenen hir Botzen Ziler och Partikelen, organesch Matière, natierlech Oxid Schicht, Metall Gëftstoffer an aner pollutants; Déi zweet Kategorie ass eenzel Wafer Scrubbing Ausrüstung, deem säin Haaptprozess Zweck ass Partikelen op der Uewerfläch vum Wafer ze läschen; Déi drëtt Kategorie ass eenzel Wafer Ätzenausrüstung, déi haaptsächlech benotzt gëtt fir dënn Filmer ze läschen. No verschiddenen Prozesszwecker kann eenzel Wafer Ätsausrüstung an zwou Aarte opgedeelt ginn. Déi éischt Zort ass mëll Ätzen Equipement, déi haaptsächlech benotzt gëtt Uewerfläch Film Schued Schichten ze läschen duerch héich-Energie Ion Implantatioun verursaacht; Déi zweet Zort ass Afferschichtentfernungsausrüstung, déi haaptsächlech benotzt gëtt fir Barrièreschichten no Waferdënnung oder chemesch mechanesch Polieren ze läschen.
Aus der Perspektiv vun der Gesamtmaschinearchitektur ass d'Basisarchitektur vun all Typ vun Single-Wafer naass Prozessausrüstung ähnlech, allgemeng besteet aus sechs Deeler: Haaptrahmen, Wafer Transfer System, Chamber Modul, chemesch Flëssegversuergung an Transfer Modul, Software System an elektronesch Kontroll Modul.
3.4 Single Wafer Botzen Equipement
Déi eenzeg Wafer Reinigungsausrüstung ass entworf baséiert op der traditioneller RCA Reinigungsmethod, a säi Prozesszweck ass Partikelen, organesch Matière, natierlechen Oxidschicht, Metallverschmotzungen an aner Verschmotzung ze botzen. Wat d'Prozessapplikatioun ugeet, gëtt eenzel Waferreinigungsausrüstung am Moment wäit an de Frontend- an Back-End Prozesser vun der integréierter Circuitfabrikatioun benotzt, inklusiv Botzen virun an no der Filmbildung, Botzen no Plasma Ätzen, Botzen no Ionimplantatioun, Botzen no Chemikalien mechanesch poléieren, a Botzen no Metal Oflagerung. Ausser den Héichtemperatur-Phosphorsäure-Prozess, ass eenzel Wafer-Reinigungsausrüstung am Fong kompatibel mat all Botzprozesser.
3.5 Single Wafer Ätz Equipement
De Prozess Zweck vun eenzel wafer Ätzen Equipement ass haaptsächlech dënn Film Ässung. Geméiss dem Prozesszwecker kann et an zwou Kategorien ënnerdeelt ginn, nämlech liicht Ätsausrüstung (benotzt fir d'Uewerflächefilm Schuedschicht ze entfernen, déi duerch héich-Energie-Ionimplantatioun verursaacht gëtt) an d'Afferschichtentfernungsausrüstung (benotzt fir d'Barriärschicht nom Wafer ze läschen Ausdünnung oder chemesch mechanesch Polieren). D'Materialien, déi am Prozess geläscht musse ginn, enthalen allgemeng Silizium, Siliziumoxid, Siliziumnitrid a Metallfilmschichten.
Véier dréchen Ätz- an Botzen Equipement
4.1 Klassifikatioun vun Plasma Ätzen Equipement
Zousätzlech zu Ion-Sputtering Ätsausrüstung déi no bei enger reng physescher Reaktioun an Degumming Ausrüstung ass, déi no bei enger reng chemescher Reaktioun ass, kann Plasma Ätzen ongeféier an zwou Kategorien opgedeelt ginn no de verschiddene Plasma Generatioun a Kontroll Technologien:
-Capacitively Coupled Plasma (CCP) Ätzen;
-Induktiv gekoppelt Plasma (ICP) Ätzen.
4.1.1 CCP
Kapazitiv gekoppelt Plasma Ätzen ass d'Radiofrequenz Energieversuergung mat enger oder béid vun den ieweschten an ënneschten Elektroden an der Reaktiounskammer ze verbannen, an de Plasma tëscht den zwou Placke bilden e Kondensator an engem vereinfachte gläichwäertege Circuit.
Et ginn zwou éischt esou Technologien:
Eent ass déi fréi Plasma Ässung, déi d'RF Energieversuergung mat der ieweschter Elektrode verbënnt an déi ënnescht Elektrode wou de Wafer läit ass Buedem. Well de Plasma, deen op dës Manéier generéiert gëtt, net e genuch décke Ionenmantel op der Uewerfläch vum Wafer bilden, ass d'Energie vum Ionbombardement niddereg, an et gëtt normalerweis a Prozesser wéi Silizium Ätz benotzt, déi aktiv Partikelen als Haaptätser benotzen.
Deen aneren ass déi fréi reaktiv Ion Ätzen (RIE), déi d'RF-Energieversuergung mat der ënneschter Elektrode verbënnt, wou de Wafer läit, an déi iewescht Elektrode mat enger méi grousser Fläch begrënnt. Dës Technologie kann eng méi décker Ionemantel bilden, déi gëeegent ass fir dielektresch Ätzprozesser déi méi héich Ionenergie erfuerderen fir un der Reaktioun deelzehuelen. Op der Basis vun der fréi reaktiver Ion Ässung gëtt en DC Magnéitfeld senkrecht zum RF elektresche Feld bäigefüügt fir ExB Drift ze bilden, wat d'Kollisioun Chance vun Elektronen a Gaspartikelen erhéijen kann, doduerch effektiv d'Plasma Konzentratioun an Ätsrate verbesseren. Dës Ätz gëtt Magnéitfeld verstäerkt reaktiv Ion Ätzen (MERIE) genannt.
Déi uewe genannte dräi Technologien hunn e gemeinsame Nodeel, dat ass, d'Plasmakonzentratioun a seng Energie kënnen net separat kontrolléiert ginn. Zum Beispill, fir d'Ätzrate ze erhéijen, kann d'Method fir d'RF Kraaft ze erhéijen benotzt ginn fir d'Plasma Konzentratioun ze erhéijen, awer déi verstäerkte RF Kraaft wäert zwangsleefeg zu enger Erhéijung vun der Ionenergie féieren, wat Schued un den Apparater op der wafer. An de leschte Jorzéngt huet d'kapazitiv Kupplungstechnologie en Design vu multiple RF Quellen ugeholl, déi mat der ieweschter an der ënneschter Elektroden respektiv oder béid mat der ënneschter Elektrode verbonne sinn.
Andeems Dir verschidde RF Frequenzen auswielen a passen, ginn d'Elektrodenberäich, Abstand, Materialien an aner Schlësselparameter matenee koordinéiert, d'Plasmakonzentratioun an d'Ionenergie kënne sou vill wéi méiglech entkoppelt ginn.
4.1.2 ICP
Induktiv gekoppelt Plasma Ätzen ass fir een oder méi Sätze vu Spielen ze setzen, déi mat enger Radiofrequenz Energieversuergung op oder ronderëm d'Reaktiounskammer verbonne sinn. Dat alternéierend Magnéitfeld generéiert vum Radiofrequenzstroum an der Spule trëtt an d'Reaktiounskammer duerch d'dielektresch Fënster an d'Elektronen ze beschleunegen an doduerch Plasma ze generéieren. An engem vereinfachte gläichwäertege Circuit (Transformator) ass d'Spule déi primär Wickinduktioun, an de Plasma ass déi sekundär Wickinduktioun.
Dës Kupplungsmethod kann eng Plasma Konzentratioun erreechen déi méi wéi eng Uerdnung vun der Gréisst méi héich ass wéi kapazitiv Kupplung bei niddregen Drock. Zousätzlech ass déi zweet RF-Energieversuergung mat der Plaz vum Wafer als Bias-Energieversuergung verbonne fir Ionbombardementenergie ze liwweren. Dofir hänkt d'Ionkonzentratioun vun der Quellkraaftversuergung vun der Spule of an d'Ionenergie hänkt vun der Bias-Energieversuergung of, an doduerch eng méi grëndlech Ofkupplung vu Konzentratioun an Energie z'erreechen.
4.2 Plasma Ätz Equipement
Bal all Ätzen an dréchen Ätz ginn direkt oder indirekt aus Plasma generéiert, sou datt dréchen Äss dacks Plasma Ätz genannt gëtt. Plasma Ätzen ass eng Aart vu Plasma Ätzen an engem breede Sënn. An den zwee fréie flaach-Plack-Reaktor-Designen ass een d'Plack ze Buedem wou de Wafer läit an déi aner Plack ass mat der RF Quell verbonnen; déi aner ass de Géigendeel. Am fréieren Design ass d'Gebitt vun der Buedemplack normalerweis méi grouss wéi d'Gebitt vun der Plack verbonne mat der RF Quell, an de Gasdrock am Reaktor ass héich. D'Ionenmantel, déi op der Uewerfläch vum Wafer geformt ass, ass ganz dënn, an de Wafer schéngt a Plasma "taucht" ze sinn. Ätzen gëtt haaptsächlech duerch d'chemesch Reaktioun tëscht den aktive Partikelen am Plasma an der Uewerfläch vum geätztem Material ofgeschloss. D'Energie vum Ionbombardement ass ganz kleng, a seng Participatioun un der Ätzen ass ganz niddereg. Dësen Design gëtt Plasma Ätzmodus genannt. An engem aneren Design, well de Grad vun der Participatioun vun der Ionebombardement relativ grouss ass, gëtt et reaktive Ion Ätzmodus genannt.
4.3 Reaktiv Ion Ätz Equipement
Reaktiv Ion Ätzen (RIE) bezitt sech op en Ätzprozess, an deem aktiv Partikelen a gelueden Ionen zur selwechter Zäit um Prozess deelhuelen. Ënnert hinnen sinn aktiv Partikelen haaptsächlech neutral Partikelen (och bekannt als fräi Radikaler), mat enger héijer Konzentratioun (ongeféier 1% bis 10% vun der Gaskonzentratioun), déi d'Haaptkomponente vum Äss sinn. D'Produkter, déi duerch d'chemesch Reaktioun tëscht hinnen an dem geätztem Material produzéiert ginn, ginn entweder volatiliséiert an direkt aus der Reaktiounskammer extrahéiert oder op der geätzter Uewerfläch accumuléiert; wärend déi gelueden Ionen op enger méi niddereger Konzentratioun sinn (10-4 bis 10-3 vun der Gaskonzentratioun), a si gi beschleunegt duerch d'elektrescht Feld vun der Ionenmantel, déi op der Uewerfläch vum Wafer geformt gëtt, fir d'Ätscht Uewerfläch ze bombardéieren. Et ginn zwou Haaptfunktioune vu geluedenen Partikelen. Eent ass d'Atomstruktur vum geätzten Material ze zerstéieren, doduerch den Taux mat deem d'aktive Partikelen domat reagéieren ze beschleunegen; déi aner ass fir déi akkumuléiert Reaktiounsprodukter ze bombardéieren an ze entfernen, sou datt d'Ätschtmaterial a vollen Kontakt mat den aktive Partikel ass, sou datt d'Ätz weider geet.
Well d'Ionen net direkt un der Ätsreaktioun deelhuelen (oder e ganz klengen Undeel ausmaachen, wéi zum Beispill kierperlech Bombardemententfernung an direkt chemesch Ässung vun aktiven Ionen), streng geschwat, soll den uewe genannte Ätsprozess Ion-assistéiert Ätzen genannt ginn. Den Numm reaktiv Ion Ässung ass net korrekt, awer et gëtt nach haut benotzt. Déi éischt RIE Ausrüstung gouf an den 1980er Joren agesat. Wéinst der Notzung vun enger eenzeger RF-Energieversuergung an engem relativ einfachen Reaktiounskammer-Design huet et Aschränkungen a punkto Ätzrate, Uniformitéit a Selektivitéit.
4.4 Magnéitfeld verstäerkte reaktiv Ion Ätz Equipement
De MERIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching) Apparat ass en Ätzapparat deen konstruéiert gëtt andeems en DC Magnéitfeld op e flaach Panel RIE Apparat bäigefüügt gëtt an ass geduecht fir d'Ätstquote ze erhéijen.
MERIE Ausrüstung gouf op enger grousser Skala an den 1990er Joren benotzt, wann Single-Wafer Ätsequipement den Mainstream Ausrüstung an der Industrie ginn ass. De gréissten Nodeel vun MERIE Equipement ass, datt d'raimlech Verdeelung inhomogeneity vun Plasma Konzentratioun vum Magnéitfeld verursaacht gëtt zu aktuellen oder Spannung Differenzen am integréiert Circuit Apparat Féierung, doduerch Apparat Schued. Well dëse Schued duerch instantaner Inhomogenitéit verursaacht gëtt, kann d'Rotatioun vum Magnéitfeld et net eliminéieren. Wéi d'Gréisst vun den integréierte Circuiten weider schrumpft, ass hiren Apparat Schued ëmmer méi empfindlech op Plasma Inhomogenitéit, an d'Technologie fir d'Ätsquote ze erhéijen andeems d'Magnéitfeld verbessert gouf lues a lues duerch Multi-RF Energieversuergung planar reaktiv Ion Ätzen Technologie ersat, datt ass, capacitively gekoppelt Plasma Äss Technologie.
4.5 Kapazitiv gekoppelt Plasma Ätsausrüstung
Kapazitiv gekoppelt Plasma (CCP) Ätsausrüstung ass en Apparat dat Plasma an enger Reaktiounskammer generéiert duerch kapazitiv Kupplung andeems eng Radiofrequenz (oder DC) Energieversuergung op d'Elektrodenplack applizéiert gëtt a fir Ätzen benotzt gëtt. Säin Ätsprinzip ass ähnlech wéi dee vun reaktiven Ion Ätzausrüstung.
De vereinfachte schemateschen Diagramm vun der CCP Ätsausrüstung gëtt hei ënnen gewisen. Et benotzt allgemeng zwee oder dräi RF Quelle vu verschiddene Frequenzen, an e puer benotzen och DC Stroumversuergung. D'Frequenz vun der RF Energieversuergung ass 800kHz ~ 162MHz, an déi allgemeng benotzt sinn 2MHz, 4MHz, 13MHz, 27MHz, 40MHz an 60MHz. RF Stroumversuergung mat enger Frequenz vun 2MHz oder 4MHz ginn normalerweis niddereg-Frequenz RF Quellen genannt. Si sinn allgemeng mat der ënneschter Elektrode verbonnen, wou de Wafer läit. Si si méi effektiv fir d'Ionenergie ze kontrolléieren, sou datt se och Bias-Energieversuergung genannt ginn; RF Stroumversuergung mat enger Frequenz iwwer 27MHz ginn Héichfrequenz RF Quellen genannt. Si kënnen entweder mat der ieweschter Elektrode oder der ënneschter Elektrode verbonne sinn. Si si méi effektiv fir d'Plasmakonzentratioun ze kontrolléieren, sou datt se och Quelle Stroumversuergung genannt ginn. D'13MHz RF Energieversuergung ass an der Mëtt a gëtt allgemeng ugesinn fir béid vun den uewe genannte Funktiounen ze hunn awer si relativ méi schwaach. Bedenkt datt obwuel d'Plasmakonzentratioun an d'Energie an engem bestëmmte Beräich duerch d'Kraaft vu RF Quelle vu verschiddene Frequenzen ugepasst kënne ginn (de sougenannten Decoupling Effekt), wéinst de Charakteristiken vun der kapazitiver Kupplung, kënnen se net komplett onofhängeg ugepasst a kontrolléiert ginn.
D'Energieverdeelung vun Ionen huet e wesentlechen Impakt op déi detailléiert Leeschtung vun Ätzen an Apparatschued, sou datt d'Entwécklung vun der Technologie fir d'Ionenergieverdeelung ze optimiséieren ass ee vun de Schlësselpunkte vun fortgeschratt Ätzausrüstung ginn. De Moment sinn d'Technologien, déi erfollegräich an der Produktioun benotzt goufen, Multi-RF Hybrid Drive, DC Superposition, RF kombinéiert mat DC Pulsbias, a synchron gepulster RF Output vu Bias Power Supply a Quell Power Supply.
CCP Ätsausrüstung ass eng vun den zwee am meeschte verbreeten Aarte vu Plasma Ätsausrüstung. Et gëtt haaptsächlech am Ätzprozess vun dielektresche Materialien benotzt, wéi Gate Sidewall an haart Mask Ätzen an der viischter Etapp vum Logik Chip Prozess, Kontakt Lach Ässung an der Mëtt Etapp, Mosaik an Aluminium Pad Äss an der Réck Bühn, souwéi Ätzen vun déiwe Trenches, déif Lächer a Verdrahtungskontakt Lächer am 3D Flash Memory Chip Prozess (huelen Siliciumnitrid / Siliciumoxidstruktur als e Beispill).
Et ginn zwou Haaptfuerderungen a Verbesserungsrichtungen, déi vun der CCP Ätsausrüstung konfrontéiert sinn. Éischtens, bei der Uwendung vun extrem héijer Ionenergie, erfuerdert d'Ätsfäegkeet vun héijen Aspekt Verhältnisstrukturen (wéi d'Lach an d'Groove Ässung vum 3D Flash Memory e Verhältnis méi héich wéi 50: 1). Déi aktuell Method fir d'Virauskraaft ze erhéijen fir d'Ionenergie ze erhéijen huet RF Energieversuergung vu bis zu 10.000 Watt benotzt. Am Hibléck vun der grousser Quantitéit vun Hëtzt generéiert, muss d'Ofkillung an Temperatur Kontroll Technologie vun der Reaktioun Chamber kontinuéierlech verbessert ginn. Zweetens, et muss en Duerchbroch an der Entwécklung vun neie Ätzgase ginn fir de Problem vun der Ätzfäegkeet grondsätzlech ze léisen.
4.6 Induktivt Gekoppelt Plasma Ätz Equipement
Induktiv gekoppelt Plasma (ICP) Ätungsausrüstung ass en Apparat dat d'Energie vun enger Radiofrequenz Kraaftquell an eng Reaktiounskammer a Form vun engem Magnéitfeld iwwer eng Induktorspiral koppelt, an doduerch Plasma fir Ätzen generéiert. Säin Ätsprinzip gehéiert och zu der generaliséierter reaktiver Ion Ässung.
Et ginn zwou Haaptarten vu Plasma Quelldesigner fir ICP Ätsausrüstung. Een ass d'Transformator gekoppelt Plasma (TCP) Technologie entwéckelt a produzéiert vu Lam Research. Seng Induktorspiral gëtt op der dielektrescher Fënsterebene iwwer der Reaktiounskammer gesat. Den 13.56MHz RF-Signal generéiert en alternéierend Magnéitfeld an der Spule, dat senkrecht zu der dielektrescher Fënster ass a radial mat der Spiralachs als Zentrum divergéiert.
D'Magnéitfeld geet an d'Reaktiounskammer duerch d'dielektresch Fënster, an d'Alternativ Magnéitfeld generéiert en alternéierend elektrescht Feld parallel zu der dielektrescher Fënster an der Reaktiounskammer, an doduerch d'Dissoziatioun vum Ätsgas a generéiert Plasma. Well dëse Prinzip kann als Transformator mat enger Induktorspiral als Primärwindung an de Plasma an der Reaktiounskammer als Sekundärwindung verstane ginn, gëtt d'ICP Ätzen no dësem benannt.
Den Haaptvirdeel vun der TCP Technologie ass datt d'Struktur einfach opzebauen ass. Zum Beispill, vun engem 200mm Wafer op eng 300mm Wafer, kann TCP deeselwechten Ätseffekt behalen andeems se einfach d'Gréisst vun der Spule erhéijen.
En anere Plasmaquelldesign ass d'decoupled Plasma Quell (DPS) Technologie entwéckelt a produzéiert vun Applied Materials, Inc. vun den USA. Seng Induktorspiral ass dreidimensional op enger hemisphärescher dielektrescher Fënster gewéckelt. De Prinzip fir Plasma ze generéieren ass ähnlech wéi déi genannte TCP Technologie, awer d'Gasdissoziatiounseffizienz ass relativ héich, wat hëllefe fir eng méi héich Plasma Konzentratioun ze kréien.
Zënter der Effizienz vun der induktiver Kupplung fir Plasma ze generéieren ass méi héich wéi déi vun der kapazitiver Kupplung, an de Plasma gëtt haaptsächlech an der Géigend no bei der dielektrescher Fënster generéiert, gëtt seng Plasmakonzentratioun grondsätzlech duerch d'Kraaft vun der Quellkraaftversuergung mat dem Induktor ugeschloss. coil, an d'Ionenergie an der Ionenmantel op der Uewerfläch vum Wafer gëtt grondsätzlech vun der Kraaft vun der Bias-Energieversuergung bestëmmt, sou datt d'Konzentratioun an d'Energie vun den Ionen onofhängeg kënne sinn kontrolléiert, an domat Ofkopplung erreecht.
ICP Ätsausrüstung ass eng vun den zwee am meeschte verbreeten Aarte vu Plasma Ätsausrüstung. Et gëtt haaptsächlech fir Ätzen vu Silizium flachen Trenches, Germanium (Ge), Polysilicon Gate Strukturen, Metall Gate Strukturen, gespannt Silizium (Strained-Si), Metalldrähten, Metallpads (Pads), Mosaik Ätzen Metal Hard Masken a Multiple Prozesser an Multiple Imaging Technologie.
Zousätzlech, mat dem Opstig vun dräi-zweedimensional integréiert Circuiten, CMOS Bild Sensoren a Mikro-elektro-mechanesch Systemer (MEMS), souwéi der rapid Erhéijung vun der Uwendung vun duerch Silicon vias (TSV), grouss-Gréisst schräg Lächer an déif Silizium Ätzen mat verschiddene Morphologien, vill Hiersteller hunn Ätsausrüstung lancéiert, déi speziell fir dës Uwendungen entwéckelt gouf. Seng Charakteristiken sinn grouss Ätzdéift (Zénger oder souguer Honnerte vu Mikronen), sou datt et meeschtens ënner héije Gasfloss, héijen Drock an héije Kraaftbedéngungen funktionnéiert.
———————————————————————————————————————————————— ———————————
Semicera kann ubiddengraphite Deeler, mëll / steiwe Filz, Siliziumkarbid Deeler, CVD Siliziumkarbid Deeler,an anSiC / TaC Beschichtete Deelermat 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: Aug-31-2024