Jedan uvod
Jetkanje u procesu proizvodnje integriranog kruga dijeli se na:
- Mokro jetkanje;
- Suho jetkanje.
U ranim danima, mokro jetkanje bilo je široko korišteno, ali zbog ograničenja u kontroli širine linije i usmjerenosti jetkanja, većina procesa nakon 3 μm koristi suho jetkanje. Mokro jetkanje koristi se samo za uklanjanje određenih slojeva posebnog materijala i čišćenje ostataka.
Suho nagrizanje odnosi se na postupak korištenja plinovitih kemijskih sredstava za nagrizanje za reakciju s materijalima na pločici kako bi se nagrizao dio materijala koji treba ukloniti i formirali hlapljivi produkti reakcije, koji se zatim ekstrahiraju iz reakcijske komore. Sredstvo za jetkanje obično se stvara izravno ili neizravno iz plazme plina za jetkanje, pa se suho jetkanje naziva i plazma jetkanje.
1.1 Plazma
Plazma je plin u slabo ioniziranom stanju koji nastaje pražnjenjem sjaja plina za jetkanje pod djelovanjem vanjskog elektromagnetskog polja (kao što je generirano napajanjem radio frekvencije). Uključuje elektrone, ione i neutralne aktivne čestice. Među njima, aktivne čestice mogu izravno kemijski reagirati s jetkanim materijalom kako bi se postiglo jetkanje, ali ova čista kemijska reakcija obično se događa samo u vrlo malom broju materijala i nije usmjerena; kada ioni imaju određenu energiju, mogu se jetkati izravnim fizičkim raspršivanjem, ali brzina jetkanja ove čiste fizičke reakcije je izuzetno niska, a selektivnost je vrlo loša.
Većina plazma jetkanja je završena uz sudjelovanje aktivnih čestica i iona u isto vrijeme. U ovom procesu ionsko bombardiranje ima dvije funkcije. Jedan je uništiti atomske veze na površini ugraviranog materijala, čime se povećava brzina kojom neutralne čestice reagiraju s njim; drugi je skidanje produkata reakcije nataloženih na reakcijskoj površini kako bi se omogućilo da sredstvo za nagrizanje u potpunosti dođe u kontakt s površinom nagrizanog materijala, tako da se nagrizanje nastavi.
Reakcijski produkti taloženi na bočnim stjenkama ugravirane strukture ne mogu se učinkovito ukloniti usmjerenim ionskim bombardiranjem, čime se blokira jetkanje bočnih stjenki i stvara anizotropno jetkanje.
Drugi postupak jetkanja
2.1 Mokro jetkanje i čišćenje
Mokro jetkanje jedna je od najranijih tehnologija korištenih u proizvodnji integriranih sklopova. Iako je većina postupaka mokrog jetkanja zamijenjena anizotropnim suhim jetkanjem zbog izotropnog jetkanja, on još uvijek igra važnu ulogu u čišćenju nekritičnih slojeva većih veličina. Posebno u jetkanju ostataka uklanjanja oksida i skidanju epidermisa, učinkovitije je i ekonomičnije od suhog jetkanja.
Objekti mokrog jetkanja uglavnom uključuju silicijev oksid, silicij nitrid, monokristalni silicij i polikristalni silicij. Mokro jetkanje silicijevog oksida obično koristi fluorovodičnu kiselinu (HF) kao glavni kemijski nosač. Kako bi se poboljšala selektivnost, u procesu se koristi razrijeđena fluorovodična kiselina puferirana amonijevim fluoridom. Kako bi se održala stabilnost pH vrijednosti, može se dodati mala količina jake kiseline ili drugih elemenata. Dopirani silicijev oksid lakše je korodiran nego čisti silicijev oksid. Mokro kemijsko skidanje se uglavnom koristi za uklanjanje fotorezista i tvrde maske (silicijev nitrid). Vruća fosforna kiselina (H3PO4) je glavna kemijska tekućina koja se koristi za mokro kemijsko uklanjanje silicijevog nitrida i ima dobru selektivnost za silicij oksid.
Mokro čišćenje je slično mokrom jetkanju i uglavnom uklanja zagađivače na površini silicijskih pločica kroz kemijske reakcije, uključujući čestice, organske tvari, metale i okside. Glavna metoda mokrog čišćenja je mokra kemijska metoda. Iako kemijsko čišćenje može zamijeniti mnoge metode mokrog čišćenja, ne postoji metoda koja u potpunosti može zamijeniti mokro čišćenje.
Uobičajeno korištene kemikalije za mokro čišćenje uključuju sumpornu kiselinu, klorovodičnu kiselinu, fluorovodičnu kiselinu, fosfornu kiselinu, vodikov peroksid, amonijev hidroksid, amonijev fluorid itd. U praktičnim primjenama, jedna ili više kemikalija miješaju se s deioniziranom vodom u određenom omjeru prema potrebi formirati otopinu za čišćenje, kao što je SC1, SC2, DHF, BHF itd.
Čišćenje se često koristi u procesu prije taloženja oksidnog filma, jer se priprema oksidnog filma mora provesti na apsolutno čistoj površini silicijske ploče. Uobičajeni postupak čišćenja silikonske pločice je sljedeći:
2.2 Suho jetkanje and Čišćenje
2.2.1 Suho jetkanje
Suho jetkanje u industriji uglavnom se odnosi na jetkanje plazmom, koje koristi plazmu s pojačanom aktivnošću za jetkanje specifičnih tvari. Sustav opreme u velikim proizvodnim procesima koristi niskotemperaturnu neravnotežnu plazmu.
Plazma jetkanje uglavnom koristi dva načina pražnjenja: kapacitivno spregnuto pražnjenje i induktivno spregnuto pražnjenje
U načinu kapacitivno spregnutog pražnjenja: plazma se stvara i održava u dva paralelna pločasta kondenzatora pomoću vanjskog radiofrekvencijskog (RF) izvora napajanja. Tlak plina je obično nekoliko militora do desetaka militora, a brzina ionizacije je manja od 10-5. U induktivno spregnutom načinu pražnjenja: općenito pri nižem tlaku plina (desetci militora), plazma se stvara i održava induktivno spregnutom ulaznom energijom. Brzina ionizacije obično je veća od 10-5, pa se naziva i plazma visoke gustoće. Izvori plazme visoke gustoće također se mogu dobiti putem elektronske ciklotronske rezonancije i izbijanja ciklotronskih valova. Plazma visoke gustoće može optimizirati brzinu jetkanja i selektivnost procesa jetkanja, istovremeno smanjujući oštećenje jetkanjem neovisno kontrolirajući protok iona i energiju bombardiranja iona putem vanjskog RF ili mikrovalnog napajanja i RF prednaponskog napajanja na podlozi.
Proces suhog jetkanja je sljedeći: plin za jetkanje se ubrizgava u vakuumsku reakcijsku komoru, a nakon što se tlak u reakcijskoj komori stabilizira, plazma se stvara radiofrekventnim tinjajućim pražnjenjem; nakon udara elektrona velike brzine, razgrađuje se da proizvede slobodne radikale, koji difundiraju na površinu supstrata i adsorbiraju se. Pod djelovanjem ionskog bombardiranja adsorbirani slobodni radikali reagiraju s atomima ili molekulama na površini supstrata stvarajući plinovite nusproizvode koji se ispuštaju iz reakcijske komore. Proces je prikazan na sljedećoj slici:
Procesi suhog jetkanja mogu se podijeliti u sljedeće četiri kategorije:
(1)Jetkanje fizičkim raspršivanjem: Uglavnom se oslanja na energetske ione u plazmi za bombardiranje površine ugraviranog materijala. Broj raspršenih atoma ovisi o energiji i kutu upadnih čestica. Kada energija i kut ostanu nepromijenjeni, brzina raspršivanja različitih materijala obično se razlikuje samo 2 do 3 puta, tako da nema selektivnosti. Proces reakcije je uglavnom anizotropan.
(2)Kemijsko jetkanje: Plazma omogućuje jetkanje atoma i molekula u plinovitoj fazi, koji kemijski reagiraju s površinom materijala stvarajući hlapljive plinove. Ova čisto kemijska reakcija ima dobru selektivnost i pokazuje izotropne karakteristike bez obzira na strukturu rešetke.
Na primjer: Si (kruto) + 4F → SiF4 (plinovito), fotorezist + O (plinovito) → CO2 (plinovito) + H2O (plinovito)
(3)Jetkanje pokretano ionskom energijom: Ioni su i čestice koje uzrokuju jetkanje i čestice koje nose energiju. Učinkovitost jetkanja takvih čestica koje nose energiju je više od jednog reda veličine veća od one jednostavnog fizičkog ili kemijskog jetkanja. Među njima, optimizacija fizikalnih i kemijskih parametara procesa srž je kontrole procesa jetkanja.
(4)Jetkanje kompozita s ionskom barijerom: Uglavnom se odnosi na stvaranje zaštitnog sloja polimerne barijere kompozitnim česticama tijekom procesa jetkanja. Plazma zahtijeva takav zaštitni sloj da spriječi reakciju jetkanja bočnih stijenki tijekom procesa jetkanja. Na primjer, dodavanjem C u Cl i Cl2 jetkanje može proizvesti sloj klorkarbonskog spoja tijekom jetkanja kako bi se bočne stijenke zaštitile od jetkanja.
2.2.1 Kemijsko čišćenje
Kemijsko čišćenje se uglavnom odnosi na plazma čišćenje. Ioni u plazmi koriste se za bombardiranje površine koju treba očistiti, a atomi i molekule u aktiviranom stanju stupaju u interakciju s površinom koju treba očistiti, kako bi uklonili i pepelili fotorezist. Za razliku od suhog jetkanja, procesni parametri kemijskog čišćenja obično ne uključuju usmjerenu selektivnost, tako da je dizajn procesa relativno jednostavan. U velikim proizvodnim procesima, plinovi na bazi fluora, kisik ili vodik uglavnom se koriste kao glavno tijelo reakcijske plazme. Osim toga, dodavanje određene količine argonske plazme može pojačati učinak ionskog bombardiranja, čime se poboljšava učinkovitost čišćenja.
U procesu plazma kemijskog čišćenja obično se koristi daljinska plazma metoda. To je zato što se u procesu čišćenja nada smanjiti učinak bombardiranja ionima u plazmi kako bi se kontrolirala šteta uzrokovana ionskim bombardiranjem; a pojačana reakcija kemijskih slobodnih radikala može poboljšati učinkovitost čišćenja. Udaljena plazma može koristiti mikrovalove za generiranje stabilne plazme visoke gustoće izvan reakcijske komore, stvarajući veliki broj slobodnih radikala koji ulaze u reakcijsku komoru kako bi se postigla reakcija potrebna za čišćenje. Većina izvora plina za kemijsko čišćenje u industriji koristi plinove na bazi fluora, kao što je NF3, a više od 99% NF3 se razgrađuje u mikrovalnoj plazmi. Gotovo da nema učinka ionskog bombardiranja u procesu kemijskog čišćenja, stoga je korisno zaštititi silikonsku pločicu od oštećenja i produžiti vijek trajanja reakcijske komore.
Tri opreme za mokro jetkanje i čišćenje
3.1 Stroj za čišćenje oblatni tipa spremnika
Stroj za čišćenje pločica tipa korita uglavnom se sastoji od prijenosnog modula kutije za prijenos pločica s prednjim otvaranjem, prijenosnog modula za utovar/istovar pločica, modula za usis ispušnog zraka, modula spremnika za kemijsku tekućinu, modula spremnika za deioniziranu vodu, spremnika za sušenje modul i kontrolni modul. Može čistiti više kutija napolitanki u isto vrijeme i može postići sušenje i isušivanje napolitanki.
3.2 Rezač za rezanje pločica
3.3 Oprema za mokru preradu jedne pločice
Prema različitim svrhama procesa, oprema za mokri proces s jednom pločicom može se podijeliti u tri kategorije. Prva kategorija je oprema za čišćenje pojedinačnih ploča, čiji ciljevi čišćenja uključuju čestice, organske tvari, sloj prirodnog oksida, metalne nečistoće i druge zagađivače; druga kategorija je oprema za čišćenje pojedinačnih pločica, čija je glavna svrha procesa uklanjanje čestica s površine pločica; treća kategorija je oprema za jetkanje pojedinačnih pločica, koja se uglavnom koristi za uklanjanje tankih filmova. Prema različitim svrhama procesa, oprema za jetkanje pojedinačnih pločica može se podijeliti u dvije vrste. Prva vrsta je oprema za blago jetkanje, koja se uglavnom koristi za uklanjanje slojeva oštećenja površinskog filma uzrokovanih implantacijom visokoenergetskih iona; druga vrsta je oprema za uklanjanje žrtvenog sloja, koja se uglavnom koristi za uklanjanje barijernih slojeva nakon stanjivanja pločica ili kemijskog mehaničkog poliranja.
Iz perspektive ukupne arhitekture stroja, osnovna arhitektura svih vrsta opreme za mokri proces s jednom pločicom je slična, općenito se sastoji od šest dijelova: glavni okvir, sustav prijenosa pločica, modul komore, modul za opskrbu i prijenos kemijske tekućine, softverski sustav i elektronički upravljački modul.
3.4 Oprema za čišćenje jedne vafle
Oprema za čišćenje s jednom pločicom dizajnirana je na temelju tradicionalne RCA metode čišćenja, a svrha joj je čišćenje čestica, organske tvari, sloja prirodnog oksida, metalnih nečistoća i drugih zagađivača. Što se tiče primjene procesa, oprema za čišćenje pojedinačnih pločica trenutno se naširoko koristi u prednjim i pozadinskim procesima proizvodnje integriranih sklopova, uključujući čišćenje prije i poslije stvaranja filma, čišćenje nakon plazma jetkanja, čišćenje nakon ionske implantacije, čišćenje nakon kemijske mehaničko poliranje i čišćenje nakon taloženja metala. Osim visokotemperaturnog procesa fosforne kiseline, oprema za čišćenje pojedinačnih pločica u osnovi je kompatibilna sa svim postupcima čišćenja.
3.5 Oprema za jetkanje pojedinačnih ploča
Svrha procesa opreme za jetkanje pojedinačnih pločica je uglavnom jetkanje tankog filma. Prema svrsi procesa, može se podijeliti u dvije kategorije, naime, opremu za svjetlo jetkanje (koristi se za uklanjanje sloja oštećenja površinskog filma uzrokovanog implantacijom visokoenergetskih iona) i opremu za uklanjanje žrtvenog sloja (koristi se za uklanjanje sloja barijere nakon ploče stanjivanje ili kemijsko mehaničko poliranje). Materijali koje je potrebno ukloniti u procesu općenito uključuju slojeve silicija, silicijevog oksida, silicijevog nitrida i metalnog filma.
Četiri opreme za suho jetkanje i čišćenje
4.1 Klasifikacija opreme za plazma jetkanje
Uz opremu za jetkanje ionskim raspršivanjem koja je bliska čistoj fizičkoj reakciji i opremu za degumiranje koja je bliska čistoj kemijskoj reakciji, plazma jetkanje može se grubo podijeliti u dvije kategorije prema različitim tehnologijama stvaranja i kontrole plazme:
-Capacitively Coupled Plasma (CCP) jetkanje;
-Jetkanje induktivno povezanom plazmom (ICP).
4.1.1 CCP
Jetkanje kapacitivno povezanom plazmom služi za povezivanje radiofrekventnog napajanja s jednom ili objema gornjom i donjom elektrodom u reakcijskoj komori, a plazma između dviju ploča tvori kondenzator u pojednostavljenom ekvivalentnom krugu.
Postoje dvije najranije takve tehnologije:
Jedan je rano jetkanje plazmom, koje povezuje RF napajanje s gornjom elektrodom, a donja elektroda na kojoj se nalazi pločica je uzemljena. Budući da plazma generirana na ovaj način neće formirati dovoljno debeo ionski omotač na površini pločice, energija ionskog bombardiranja je niska i obično se koristi u procesima kao što je jetkanje silicija koji koriste aktivne čestice kao glavni jetkač.
Drugi je rano reaktivno ionsko jetkanje (RIE), koje povezuje RF napajanje s donjom elektrodom na kojoj se nalazi pločica, a uzemljuje gornju elektrodu s većom površinom. Ova tehnologija može oblikovati deblji ionski omotač, koji je prikladan za procese dielektričnog jetkanja koji zahtijevaju veću energiju iona za sudjelovanje u reakciji. Na temelju ranog reaktivnog ionskog jetkanja, dodaje se istosmjerno magnetsko polje okomito na RF električno polje kako bi se formirao ExB drift, koji može povećati vjerojatnost sudara elektrona i čestica plina, čime se učinkovito poboljšava koncentracija plazme i brzina jetkanja. Ovo jetkanje se naziva reaktivno ionsko jetkanje pojačano magnetskim poljem (MERIE).
Gornje tri tehnologije imaju zajednički nedostatak, a to je da se koncentracija u plazmi i njezina energija ne mogu odvojeno kontrolirati. Na primjer, kako bi se povećala brzina jetkanja, metoda povećanja RF snage može se koristiti za povećanje koncentracije u plazmi, ali povećana RF snaga neizbježno će dovesti do povećanja ionske energije, što će uzrokovati oštećenje uređaja na napolitanka. U proteklom desetljeću, tehnologija kapacitivne sprege usvojila je dizajn višestrukih RF izvora, koji su spojeni na gornju i donju elektrodu odnosno obje na donju elektrodu.
Odabirom i usklađivanjem različitih RF frekvencija, područje elektroda, razmak, materijali i drugi ključni parametri međusobno su usklađeni, koncentracija plazme i energija iona mogu se razdvojiti što je više moguće.
4.1.2 ICP
Jetkanje induktivno povezanom plazmom je postavljanje jednog ili više skupova zavojnica spojenih na radiofrekventni izvor napajanja na ili oko reakcijske komore. Izmjenično magnetsko polje generirano radiofrekventnom strujom u zavojnici ulazi u reakcijsku komoru kroz dielektrični prozor kako bi ubrzalo elektrone, stvarajući tako plazmu. U pojednostavljenom ekvivalentnom krugu (transformator), zavojnica je induktivitet primarnog namota, a plazma je induktivitet sekundarnog namota.
Ovom metodom spajanja može se postići koncentracija u plazmi koja je više od jednog reda veličine veća od kapacitivnog spajanja pri niskom tlaku. Osim toga, drugi RF izvor napajanja povezan je s mjestom na kojem se nalazi pločica kao prednaponsko napajanje za osiguranje energije ionskog bombardiranja. Stoga koncentracija iona ovisi o izvoru napajanja zavojnice, a energija iona ovisi o prednaponskom napajanju, čime se postiže temeljitije odvajanje koncentracije i energije.
4.2 Oprema za plazma jetkanje
Gotovo sva sredstva za jetkanje u suhom jetkanju su izravno ili neizravno generirana iz plazme, pa se suho jetkanje često naziva jetkanje plazmom. Plazma jetkanje je vrsta plazma jetkanja u širem smislu. U dva rana dizajna reaktora s ravnom pločom, jedna je za uzemljenje ploče na kojoj se nalazi pločica, a druga je ploča spojena na RF izvor; drugi je suprotnost. U prvom dizajnu, površina uzemljene ploče obično je veća od površine ploče spojene na RF izvor, a tlak plina u reaktoru je visok. Ionski omotač formiran na površini pločice je vrlo tanak, a pločica kao da je "uronjena" u plazmu. Jetkanje se uglavnom dovršava kemijskom reakcijom između aktivnih čestica u plazmi i površine ugraviranog materijala. Energija ionskog bombardiranja je vrlo mala, a njegovo sudjelovanje u jetkanju je vrlo nisko. Ovaj dizajn se naziva režim plazma jetkanja. U drugom dizajnu, budući da je stupanj sudjelovanja ionskog bombardiranja relativno velik, naziva se način reaktivnog ionskog jetkanja.
4.3 Oprema za jetkanje reaktivnim ionima
Reaktivno ionsko jetkanje (RIE) odnosi se na proces jetkanja u kojem aktivne čestice i nabijeni ioni sudjeluju u procesu istovremeno. Među njima, aktivne čestice su uglavnom neutralne čestice (također poznate kao slobodni radikali), s visokom koncentracijom (oko 1% do 10% koncentracije plina), koje su glavne komponente sredstva za jetkanje. Proizvodi proizvedeni kemijskom reakcijom između njih i ugraviranog materijala ili se isparavaju i izravno ekstrahiraju iz reakcijske komore ili se nakupljaju na ugraviranoj površini; dok su nabijeni ioni u nižoj koncentraciji (10-4 do 10-3 koncentracije plina), a ubrzani su električnim poljem ionskog omotača formiranog na površini pločice kako bi bombardirali ugraviranu površinu. Dvije su glavne funkcije nabijenih čestica. Jedan je uništiti atomsku strukturu ugraviranog materijala, čime se ubrzava brzina kojom aktivne čestice reagiraju s njim; drugi je bombardirati i ukloniti akumulirane produkte reakcije tako da urezani materijal bude u potpunom kontaktu s aktivnim česticama, tako da se nagrizanje nastavi.
Budući da ioni ne sudjeluju izravno u reakciji jetkanja (ili čine vrlo mali udio, kao što je uklanjanje fizičkog bombardiranja i izravno kemijsko jetkanje aktivnih iona), strogo govoreći, gore navedeni proces jetkanja trebao bi se nazvati jetkanje uz pomoć iona. Naziv reaktivno ionsko jetkanje nije točan, ali se i danas koristi. Najranija RIE oprema puštena je u uporabu 1980-ih. Zbog upotrebe jednog RF izvora napajanja i relativno jednostavnog dizajna reakcijske komore, ima ograničenja u pogledu brzine jetkanja, jednolikosti i selektivnosti.
4.4 Oprema za jetkanje reaktivnim ionima s pojačanim magnetskim poljem
MERIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching) uređaj je uređaj za jetkanje koji je konstruiran dodavanjem istosmjernog magnetskog polja RIE uređaju ravnog panela i namijenjen je povećanju brzine jetkanja.
Oprema MERIE puštena je u široku upotrebu 1990-ih, kada je oprema za jetkanje s jednom pločicom postala glavna oprema u industriji. Najveći nedostatak MERIE opreme je taj što će nehomogenost prostorne distribucije koncentracije plazme uzrokovana magnetskim poljem dovesti do strujnih ili naponskih razlika u uređaju integriranog kruga, uzrokujući time oštećenje uređaja. Budući da je ovo oštećenje uzrokovano trenutnom nehomogenošću, rotacija magnetskog polja ga ne može eliminirati. Kako se veličina integriranih sklopova nastavlja smanjivati, oštećenje njihovih uređaja sve je osjetljivije na nehomogenost plazme, a tehnologija povećanja stope jetkanja pojačavanjem magnetskog polja postupno je zamijenjena tehnologijom planarnog reaktivnog ionskog jetkanja s više RF napajanja, koja je, kapacitivno spregnuta tehnologija jetkanja plazmom.
4.5 Oprema za jetkanje kapacitivno povezanom plazmom
Oprema za jetkanje s kapacitivno spregnutom plazmom (CCP) uređaj je koji stvara plazmu u reakcijskoj komori putem kapacitivnog spajanja primjenom radiofrekvencijskog (ili istosmjernog) napajanja na elektrodnu ploču i koristi se za jetkanje. Njegov princip jetkanja sličan je onom opreme za jetkanje s reaktivnim ionima.
Pojednostavljeni shematski dijagram CCP opreme za jetkanje prikazan je u nastavku. Općenito koristi dva ili tri RF izvora različitih frekvencija, a neki također koriste istosmjerna napajanja. Frekvencija RF napajanja je 800kHz~162MHz, a najčešće korištene su 2MHz, 4MHz, 13MHz, 27MHz, 40MHz i 60MHz. RF izvori napajanja s frekvencijom od 2MHz ili 4MHz obično se nazivaju niskofrekventni RF izvori. Općenito su spojeni na donju elektrodu gdje se nalazi pločica. Učinkovitiji su u kontroli energije iona, pa se nazivaju i prednaponskim izvorima napajanja; RF izvori napajanja s frekvencijom iznad 27MHz nazivaju se visokofrekventni RF izvori. Mogu se spojiti na gornju ili na donju elektrodu. Oni su učinkovitiji u kontroli koncentracije u plazmi, pa se nazivaju i izvorima napajanja. 13MHz RF napajanje je u sredini i općenito se smatra da ima obje gore navedene funkcije, ali su relativno slabije. Imajte na umu da iako se koncentracija i energija plazme mogu podesiti unutar određenog raspona snagom RF izvora različitih frekvencija (tzv. decoupling efekt), zbog karakteristika kapacitivnog sprezanja, ne mogu se podesiti i kontrolirati potpuno neovisno.
Distribucija energije iona ima značajan utjecaj na detaljnu izvedbu jetkanja i oštećenja uređaja, tako da je razvoj tehnologije za optimizaciju distribucije energije iona postao jedna od ključnih točaka napredne opreme za jetkanje. Trenutno, tehnologije koje su uspješno korištene u proizvodnji uključuju multi-RF hibridni pogon, DC superpoziciju, RF u kombinaciji s DC pulsnim biasom i sinkroni pulsirajući RF izlaz prednaponskog napajanja i izvora napajanja.
CCP oprema za jetkanje je jedna od dvije najčešće korištene vrste opreme za plazma jetkanje. Uglavnom se koristi u procesu jetkanja dielektričnih materijala, kao što je jetkanje bočne stijenke vrata i tvrde maske u prednjem stupnju procesa logičkog čipa, jetkanje kontaktne rupe u srednjem stupnju, jetkanje mozaika i aluminijske podloge u stražnjem stupnju, kao i jetkanje dubokih kanala, dubokih rupa i rupa za kontakte ožičenja u procesu 3D flash memorijskog čipa (uzimajući strukturu silicij nitrid/silicijev oksid kao primjer).
Dva su glavna izazova i smjerovi poboljšanja s kojima se suočava CCP oprema za jetkanje. Prvo, u primjeni ekstremno visoke ionske energije, sposobnost graviranja struktura visokog omjera (kao što je jetkanje rupa i utora 3D flash memorije zahtijeva omjer veći od 50:1). Trenutna metoda povećanja prednaponske snage za povećanje ionske energije koristila je RF izvore energije do 10 000 vata. S obzirom na veliku količinu generirane topline, potrebno je kontinuirano poboljšavati tehnologiju hlađenja i kontrole temperature reakcijske komore. Drugo, potreban je napredak u razvoju novih plinova za jetkanje kako bi se temeljno riješio problem mogućnosti jetkanja.
4.6 Oprema za jetkanje s induktivno spregnutom plazmom
Oprema za jetkanje s induktivno spregnutom plazmom (ICP) je uređaj koji spaja energiju izvora radio frekvencije u reakcijsku komoru u obliku magnetskog polja preko induktorske zavojnice, čime se stvara plazma za jetkanje. Njegov princip jetkanja također pripada generaliziranom reaktivnom ionskom jetkanju.
Postoje dvije glavne vrste dizajna izvora plazme za ICP opremu za jetkanje. Jedna je tehnologija spojene plazme transformatora (TCP) koju je razvila i proizvela tvrtka Lam Research. Njegov induktorski svitak postavljen je na ravninu dielektričnog prozora iznad reakcijske komore. RF signal od 13,56 MHz stvara izmjenično magnetsko polje u zavojnici koje je okomito na dielektrični prozor i radijalno divergira s osi zavojnice kao središtem.
Magnetsko polje ulazi u reakcijsku komoru kroz dielektrični prozor, a izmjenično magnetsko polje stvara izmjenično električno polje paralelno s dielektričnim prozorom u reakcijskoj komori, čime se postiže disocijacija plina za jetkanje i stvaranje plazme. Budući da se ovaj princip može shvatiti kao transformator s induktorskom zavojnicom kao primarnim namotom i plazmom u reakcijskoj komori kao sekundarnim namotom, ICP jetkanje je po tome nazvano.
Glavna prednost TCP tehnologije je da je strukturu lako povećati. Na primjer, od pločice od 200 mm do pločice od 300 mm, TCP može zadržati isti učinak jetkanja jednostavnim povećanjem veličine zavojnice.
Drugi dizajn izvora plazme je tehnologija razdvojenog izvora plazme (DPS) koju je razvila i proizvela tvrtka Applied Materials, Inc. iz Sjedinjenih Država. Njegov induktorski svitak je trodimenzionalno namotan na polukuglasti dielektrični prozor. Princip generiranja plazme sličan je prethodno spomenutoj TCP tehnologiji, ali je učinkovitost disocijacije plina relativno visoka, što pogoduje dobivanju veće koncentracije plazme.
Budući da je učinkovitost induktivne sprege za stvaranje plazme veća od učinkovitosti kapacitivne sprege, a plazma se uglavnom stvara u području blizu dielektričnog prozora, njezina koncentracija u plazmi u osnovi je određena snagom izvora napajanja spojenog na induktor zavojnice, a energija iona u ionskom omotaču na površini pločice u osnovi je određena snagom prednaponskog napajanja, tako da se koncentracija i energija iona mogu neovisno kontrolirati, čime se postiže odvajanje.
ICP oprema za jetkanje jedna je od dvije najčešće korištene vrste opreme za plazma jetkanje. Uglavnom se koristi za jetkanje silikonskih plitkih jaruga, germanija (Ge), polisilikonskih struktura vrata, metalnih struktura vrata, napetog silicija (Strained-Si), metalnih žica, metalnih jastučića (Pads), mozaičkog jetkanja metalnih tvrdih maski i višestrukih procesa u tehnologija višestrukog snimanja.
Osim toga, s porastom trodimenzionalnih integriranih sklopova, CMOS senzora slike i mikro-elektro-mehaničkih sustava (MEMS), kao i brzim porastom primjene silicijevih otvora (TSV), kosih rupa velike veličine i duboko jetkanje silicija s različitim morfologijama, mnogi su proizvođači lansirali opremu za jetkanje razvijenu posebno za te primjene. Njegove karakteristike su velika dubina jetkanja (desetci ili čak stotine mikrona), tako da uglavnom radi u uvjetima velikog protoka plina, visokog tlaka i velike snage.
———————————————————————————————————————————————————— ———————————-
Semicera može pružitigrafitnih dijelova, mekani/kruti filc, dijelovi od silicij karbida, CVD dijelovi od silicij karbida, iDijelovi presvučeni SiC/TaCsa za 30 dana.
Ako ste zainteresirani za gore navedene poluvodičke proizvode,nemojte se ustručavati kontaktirati nas prvi put.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Vrijeme objave: 31. kolovoza 2024