Bir Giriş
Entegre devre üretim sürecinde aşındırma şu şekilde ayrılır:
-Islak aşındırma;
-Kuru gravür.
İlk günlerde, ıslak aşındırma yaygın olarak kullanılıyordu, ancak çizgi genişliği kontrolü ve aşındırma yönelimindeki sınırlamalar nedeniyle, 3μm'den sonraki çoğu işlemde kuru aşındırma kullanılıyor. Islak aşındırma yalnızca belirli özel malzeme katmanlarını çıkarmak ve kalıntıları temizlemek için kullanılır.
Kuru dağlama, malzemenin çıkarılacak kısmını aşındırmak ve daha sonra reaksiyon odasından ekstrakte edilen uçucu reaksiyon ürünlerini oluşturmak için levha üzerindeki malzemelerle reaksiyona girmek üzere gaz halindeki kimyasal dağlayıcıların kullanılması sürecini ifade eder. Aşındırıcı genellikle doğrudan veya dolaylı olarak aşındırma gazının plazmasından üretilir, bu nedenle kuru aşındırma aynı zamanda plazma aşındırma olarak da adlandırılır.
1.1 Plazma
Plazma, harici bir elektromanyetik alanın (radyo frekansı güç kaynağı tarafından oluşturulanlar gibi) etkisi altında aşındırma gazının parlak deşarjı ile oluşan zayıf iyonize durumdaki bir gazdır. Elektronları, iyonları ve nötr aktif parçacıkları içerir. Bunlar arasında aktif parçacıklar, aşındırma işlemini gerçekleştirmek için kazınmış malzemeyle doğrudan kimyasal olarak reaksiyona girebilir, ancak bu saf kimyasal reaksiyon genellikle yalnızca çok az sayıda malzemede meydana gelir ve yönlü değildir; İyonlar belirli bir enerjiye sahip olduklarında doğrudan fiziksel püskürtme yoluyla aşındırılabilirler ancak bu saf fiziksel reaksiyonun aşındırma oranı son derece düşüktür ve seçiciliği çok zayıftır.
Çoğu plazma aşındırma, aktif parçacıkların ve iyonların aynı anda katılımıyla tamamlanır. Bu süreçte iyon bombardımanının iki işlevi vardır. Birincisi, kazınmış malzemenin yüzeyindeki atomik bağları yok etmek, böylece nötr parçacıkların onunla reaksiyona girme hızını arttırmaktır; diğeri ise aşındırıcının aşındırılmış malzemenin yüzeyine tamamen temas etmesini kolaylaştırmak ve böylece aşındırmanın devam etmesini sağlamak için reaksiyon arayüzü üzerinde biriken reaksiyon ürünlerini ortadan kaldırmaktır.
Kazınmış yapının yan duvarları üzerinde biriken reaksiyon ürünleri, yönlü iyon bombardımanı ile etkili bir şekilde giderilemez, dolayısıyla yan duvarların aşındırılması bloke edilir ve anizotropik aşındırma oluşturulur.
İkinci aşındırma işlemi
2.1 Islak Dağlama ve Temizleme
Islak aşındırma, entegre devre üretiminde kullanılan en eski teknolojilerden biridir. Çoğu ıslak aşındırma işleminin izotropik aşındırma nedeniyle yerini anizotropik kuru aşındırma almış olmasına rağmen, daha büyük boyutlardaki kritik olmayan katmanların temizlenmesinde hala önemli bir rol oynamaktadır. Özellikle oksit giderme artıklarının aşındırılmasında ve epidermal soyulmada kuru dağlamaya göre daha etkili ve ekonomiktir.
Islak dağlamanın nesneleri esas olarak silikon oksit, silikon nitrür, tek kristal silikon ve polikristalin silikonu içerir. Silikon oksidin ıslak aşındırılmasında genellikle ana kimyasal taşıyıcı olarak hidroflorik asit (HF) kullanılır. Seçiciliği arttırmak için işlemde amonyum florür ile tamponlanmış seyreltik hidroflorik asit kullanılır. PH değerinin stabilitesini korumak için az miktarda güçlü asit veya başka elementler eklenebilir. Katkılı silikon oksit, saf silikon oksitten daha kolay aşınır. Islak kimyasal sıyırma esas olarak fotorezisti ve sert maskeyi (silikon nitrür) çıkarmak için kullanılır. Sıcak fosforik asit (H3PO4), silikon nitrürü çıkarmak için ıslak kimyasal sıyırma işleminde kullanılan ana kimyasal sıvıdır ve silikon oksit için iyi bir seçiciliğe sahiptir.
Islak temizleme, ıslak aşındırma işlemine benzer ve esas olarak parçacıklar, organik maddeler, metaller ve oksitler dahil olmak üzere kimyasal reaksiyonlar yoluyla silikon levhaların yüzeyindeki kirleticileri giderir. Ana akım ıslak temizleme, ıslak kimyasal yöntemdir. Kuru temizleme birçok ıslak temizleme yönteminin yerini alabilse de ıslak temizlemenin yerini tamamen alabilecek bir yöntem yoktur.
Islak temizlik için yaygın olarak kullanılan kimyasallar arasında sülfürik asit, hidroklorik asit, hidroflorik asit, fosforik asit, hidrojen peroksit, amonyum hidroksit, amonyum florür vb. yer alır. Pratik uygulamalarda, bir veya daha fazla kimyasal, ihtiyaç duyulduğunda belirli bir oranda deiyonize suyla karıştırılır. SC1, SC2, DHF, BHF vb. gibi bir temizleme solüsyonu oluşturur.
Oksit film biriktirmeden önceki süreçte temizleme sıklıkla kullanılır, çünkü oksit filmin hazırlanmasının kesinlikle temiz bir silikon levha yüzeyi üzerinde gerçekleştirilmesi gerekir. Yaygın silikon levha temizleme işlemi aşağıdaki gibidir:
2.2 Kuru Dağlama aTemizlik
2.2.1 Kuru Dağlama
Endüstride kuru aşındırma, esas olarak belirli maddeleri aşındırmak için geliştirilmiş aktiviteye sahip plazmayı kullanan plazma aşındırma anlamına gelir. Büyük ölçekli üretim süreçlerindeki ekipman sistemi, düşük sıcaklıkta dengede olmayan plazma kullanır.
Plazma aşındırma esas olarak iki deşarj modunu kullanır: kapasitif bağlı deşarj ve endüktif bağlı deşarj
Kapasitif olarak bağlanmış deşarj modunda: plazma, harici bir radyo frekansı (RF) güç kaynağı tarafından iki paralel plakalı kapasitörde üretilir ve korunur. Gaz basıncı genellikle birkaç militor ila onlarca militor arasında değişir ve iyonlaşma oranı 10-5'ten azdır. İndüktif olarak eşleşmiş deşarj modunda: genellikle daha düşük bir gaz basıncında (onlarca militorr), plazma endüktif olarak eşleşmiş giriş enerjisi tarafından üretilir ve korunur. İyonlaşma oranı genellikle 10-5'ten büyüktür, bu nedenle buna yüksek yoğunluklu plazma da denir. Yüksek yoğunluklu plazma kaynakları ayrıca elektron siklotron rezonansı ve siklotron dalga deşarjı yoluyla da elde edilebilir. Yüksek yoğunluklu plazma, harici bir RF veya mikrodalga güç kaynağı ve alt tabaka üzerindeki bir RF öngerilim güç kaynağı aracılığıyla iyon akışını ve iyon bombardıman enerjisini bağımsız olarak kontrol ederek aşındırma hasarını azaltırken aşındırma işleminin aşındırma hızını ve seçiciliğini optimize edebilir.
Kuru aşındırma işlemi şu şekildedir: aşındırma gazı vakum reaksiyon odasına enjekte edilir ve reaksiyon odasındaki basınç stabilize edildikten sonra radyo frekansı parıltılı deşarjla plazma oluşturulur; Yüksek hızlı elektronların etkisine maruz kaldıktan sonra bozunarak alt tabakanın yüzeyine yayılan ve adsorbe edilen serbest radikaller üretir. İyon bombardımanı etkisi altında adsorbe edilen serbest radikaller, substratın yüzeyindeki atomlar veya moleküller ile reaksiyona girerek reaksiyon odasından boşaltılan gaz halindeki yan ürünleri oluşturur. İşlem aşağıdaki şekilde gösterilmektedir:
Kuru aşındırma işlemleri aşağıdaki dört kategoriye ayrılabilir:
(1)Fiziksel püskürtme aşındırma: Kazınmış malzemenin yüzeyini bombardıman etmek esas olarak plazmadaki enerjik iyonlara dayanır. Saçılan atomların sayısı gelen parçacıkların enerjisine ve açısına bağlıdır. Enerji ve açı değişmeden kaldığında, farklı malzemelerin püskürtme hızı genellikle yalnızca 2 ila 3 kat farklılık gösterir, dolayısıyla seçicilik olmaz. Reaksiyon süreci esas olarak anizotropiktir.
(2)Kimyasal aşındırma: Plazma, uçucu gazlar üretmek üzere malzemenin yüzeyiyle kimyasal olarak reaksiyona giren atomların ve moleküllerin gaz fazında aşındırılmasını sağlar. Bu tamamen kimyasal reaksiyon iyi bir seçiciliğe sahiptir ve kafes yapısını dikkate almadan izotropik özellikler sergiler.
Örneğin: Si (katı) + 4F → SiF4 (gaz halinde), fotodirenç + O (gaz halinde) → CO2 (gaz halinde) + H2O (gaz halinde)
(3)İyon enerjisiyle tahrik edilen aşındırma: İyonlar hem aşındırmaya neden olan parçacıklardır, hem de enerji taşıyan parçacıklardır. Bu tür enerji taşıyan parçacıkların aşındırma verimliliği, basit fiziksel veya kimyasal aşındırma işleminden bir kat daha yüksektir. Bunlar arasında, prosesin fiziksel ve kimyasal parametrelerinin optimizasyonu, aşındırma prosesinin kontrolünün temelini oluşturur.
(4)İyon bariyerli kompozit gravür: Esas olarak aşındırma işlemi sırasında kompozit parçacıklar tarafından bir polimer bariyer koruyucu tabakanın oluşturulmasını ifade eder. Plazma, aşındırma işlemi sırasında yan duvarların aşındırma reaksiyonunu önlemek için böyle bir koruyucu katmana ihtiyaç duyar. Örneğin, Cl ve Cl2 aşındırma işlemine C eklenmesi, aşındırma sırasında yan duvarların aşındırılmasını önlemek için bir klorokarbon bileşiği tabakası üretebilir.
2.2.1 Kuru temizleme
Kuru temizleme esas olarak plazma temizliğini ifade eder. Plazmadaki iyonlar temizlenecek yüzeyi bombardıman etmek için kullanılır ve aktif durumdaki atomlar ve moleküller, fotorezisti çıkarmak ve kül etmek için temizlenecek yüzeyle etkileşime girer. Kuru dağlamanın aksine, kuru temizlemenin işlem parametreleri genellikle yön seçiciliği içermez, dolayısıyla işlem tasarımı nispeten basittir. Büyük ölçekli üretim proseslerinde reaksiyon plazmasının ana gövdesi olarak esas olarak flor bazlı gazlar, oksijen veya hidrojen kullanılır. Ek olarak, belirli bir miktarda argon plazması eklemek iyon bombardımanı etkisini artırabilir, böylece temizleme verimliliği arttırılabilir.
Plazma kuru temizleme işleminde genellikle uzaktan plazma yöntemi kullanılır. Bunun nedeni, temizleme işleminde, iyon bombardımanının neden olduğu hasarın kontrol altına alınması için plazmadaki iyonların bombardıman etkisinin azaltılmasının umulmasıdır; ve kimyasal serbest radikallerin artan reaksiyonu temizleme verimliliğini artırabilir. Uzak plazma, reaksiyon odasının dışında stabil ve yüksek yoğunluklu bir plazma oluşturmak için mikrodalgaları kullanabilir ve temizlik için gerekli reaksiyonu elde etmek üzere reaksiyon odasına giren çok sayıda serbest radikal üretir. Endüstrideki kuru temizleme gaz kaynaklarının çoğu, NF3 gibi flor bazlı gazlar kullanır ve NF3'ün %99'undan fazlası mikrodalga plazmada ayrıştırılır. Kuru temizleme işleminde neredeyse hiç iyon bombardımanı etkisi yoktur, bu nedenle silikon levhanın hasardan korunması ve reaksiyon odasının ömrünün uzatılması faydalıdır.
Üç ıslak aşındırma ve temizleme ekipmanı
3.1 Tank tipi gofret temizleme makinesi
Oluk tipi levha temizleme makinesi esas olarak önden açılan levha transfer kutusu iletim modülü, levha yükleme/boşaltma iletim modülü, egzoz hava giriş modülü, kimyasal sıvı tankı modülü, deiyonize su deposu modülü, kurutma tankından oluşur. modül ve bir kontrol modülü. Aynı anda birden fazla gofret kutusunu temizleyebilir ve gofretlerin kurumasını ve kurumasını sağlayabilir.
3.2 Hendek Gofret Dağlayıcı
3.3 Tekli Gofret Islak İşleme Ekipmanları
Farklı proses amaçlarına göre, tek plakalı ıslak proses ekipmanları üç kategoriye ayrılabilir. Birinci kategori, temizleme hedefleri parçacıklar, organik madde, doğal oksit tabakası, metal yabancı maddeleri ve diğer kirleticileri içeren tek levha temizleme ekipmanıdır; ikinci kategori, ana işlem amacı levha yüzeyindeki parçacıkları çıkarmak olan tek levha temizleme ekipmanıdır; üçüncü kategori ise esas olarak ince filmleri çıkarmak için kullanılan tek plakalı aşındırma ekipmanıdır. Farklı proses amaçlarına göre, tek plaka aşındırma ekipmanı iki türe ayrılabilir. Birinci tip, esas olarak yüksek enerjili iyon implantasyonunun neden olduğu yüzey filmi hasar katmanlarını ortadan kaldırmak için kullanılan hafif aşındırma ekipmanıdır; ikinci tip, esas olarak levha inceltme veya kimyasal mekanik cilalama sonrasında bariyer katmanlarını çıkarmak için kullanılan, kurban katman çıkarma ekipmanıdır.
Genel makine mimarisi açısından bakıldığında, tüm tek levhalı ıslak proses ekipmanı türlerinin temel mimarisi benzerdir ve genellikle altı bölümden oluşur: ana çerçeve, levha transfer sistemi, hazne modülü, kimyasal sıvı besleme ve transfer modülü, yazılım sistemi ve elektronik kontrol modülü.
3.4 Tekli Gofret Temizleme Ekipmanı
Tek plaka temizleme ekipmanı, geleneksel RCA temizleme yöntemine göre tasarlanmıştır ve proses amacı parçacıkları, organik maddeleri, doğal oksit katmanını, metal yabancı maddelerini ve diğer kirleticileri temizlemektir. Proses uygulaması açısından, tek levha temizleme ekipmanı şu anda film oluşumundan önce ve sonra temizlik, plazma aşındırma sonrası temizlik, iyon implantasyonu sonrası temizlik, kimyasal madde sonrası temizlik dahil olmak üzere entegre devre imalatının ön uç ve arka uç işlemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. mekanik parlatma ve metal biriktirmeden sonra temizleme. Tek levha temizleme ekipmanı, yüksek sıcaklıktaki fosforik asit prosesi dışında temel olarak tüm temizleme prosesleriyle uyumludur.
3.5 Tekli Plaka Aşındırma Ekipmanı
Tek levha aşındırma ekipmanının işlem amacı esas olarak ince film aşındırmadır. Proses amacına göre, ışıkla aşındırma ekipmanı (yüksek enerjili iyon implantasyonunun neden olduğu yüzey filmi hasar katmanını çıkarmak için kullanılır) ve kurban katman kaldırma ekipmanı (waferden sonra bariyer katmanını çıkarmak için kullanılır) olmak üzere iki kategoriye ayrılabilir. inceltme veya kimyasal mekanik parlatma). Proseste çıkarılması gereken malzemeler genellikle silikon, silikon oksit, silikon nitrür ve metal film katmanlarını içerir.
Dört kuru gravür ve temizleme ekipmanı
4.1 Plazma aşındırma ekipmanının sınıflandırılması
Saf fiziksel reaksiyona yakın olan iyon püskürtme aşındırma ekipmanına ve saf kimyasal reaksiyona yakın olan zamk giderme ekipmanına ek olarak, plazma aşındırma, farklı plazma üretimi ve kontrol teknolojilerine göre kabaca iki kategoriye ayrılabilir:
-Kapasitif Olarak Eşleşmiş Plazma (CCP) aşındırma;
-İndüktif Eşleşmiş Plazma (ICP) aşındırma.
4.1.1 ÇKP
Kapasitif olarak eşleşmiş plazma aşındırma, radyo frekansı güç kaynağını reaksiyon odasındaki üst ve alt elektrotlardan birine veya her ikisine bağlamaktır ve iki plaka arasındaki plazma, basitleştirilmiş bir eşdeğer devrede bir kapasitör oluşturur.
Bu tür en eski iki teknoloji var:
Bunlardan biri, RF güç kaynağını üst elektroda bağlayan ve levhanın bulunduğu alt elektrodu topraklayan erken plazma aşındırmadır. Bu şekilde üretilen plazma, levhanın yüzeyinde yeterince kalın bir iyon kılıfı oluşturmayacağından, iyon bombardımanının enerjisi düşüktür ve genellikle ana aşındırıcı olarak aktif parçacıkların kullanıldığı silikon aşındırma gibi işlemlerde kullanılır.
Diğeri ise RF güç kaynağını levhanın bulunduğu alt elektroda bağlayan ve üst elektrodu daha geniş bir alanla topraklayan erken reaktif iyon aşındırmadır (RIE). Bu teknoloji, reaksiyona katılmak için daha yüksek iyon enerjisi gerektiren dielektrik aşındırma işlemlerine uygun, daha kalın bir iyon kılıfı oluşturabilir. Erken reaktif iyon aşındırma temelinde, RF elektrik alanına dik bir DC manyetik alan eklenir ve ExB kayması oluşturulur; bu, elektronların ve gaz parçacıklarının çarpışma olasılığını artırabilir, böylece plazma konsantrasyonunu ve aşındırma hızını etkili bir şekilde artırabilir. Bu aşındırma, manyetik alanla güçlendirilmiş reaktif iyon aşındırma (MERIE) olarak adlandırılır.
Yukarıdaki üç teknolojinin ortak bir dezavantajı vardır; yani plazma konsantrasyonu ve enerjisi ayrı ayrı kontrol edilemez. Örneğin, aşındırma hızını arttırmak için RF gücünü artırma yöntemi plazma konsantrasyonunu arttırmak için kullanılabilir ancak artan RF gücü kaçınılmaz olarak iyon enerjisinde bir artışa yol açacak ve bu da üzerindeki cihazlara zarar verecektir. gofret. Geçtiğimiz on yılda, kapasitif kuplaj teknolojisi, sırasıyla üst ve alt elektrotlara veya her ikisine de alt elektrota bağlanan birden fazla RF kaynağından oluşan bir tasarımı benimsemiştir.
Farklı RF frekansları seçilerek ve eşleştirilerek elektrot alanı, aralık, malzemeler ve diğer temel parametreler birbiriyle koordine edilir, plazma konsantrasyonu ve iyon enerjisi mümkün olduğu kadar ayrıştırılabilir.
4.1.2 ICP
İndüktif olarak eşleşmiş plazma aşındırma, reaksiyon odasının üzerine veya çevresine bir radyo frekansı güç kaynağına bağlı bir veya daha fazla bobin setinin yerleştirilmesidir. Bobindeki radyo frekansı akımı tarafından üretilen alternatif manyetik alan, elektronları hızlandırmak için dielektrik pencereden reaksiyon odasına girerek plazma üretir. Basitleştirilmiş bir eşdeğer devrede (transformatör), bobin birincil sargı endüktansıdır ve plazma, ikincil sargı endüktansıdır.
Bu birleştirme yöntemi, düşük basınçta kapasitif birleştirmeden bir kat daha yüksek bir plazma konsantrasyonuna ulaşabilir. Ek olarak ikinci RF güç kaynağı, iyon bombardımanı enerjisi sağlamak üzere öngerilimli güç kaynağı olarak levhanın bulunduğu yere bağlanır. Bu nedenle, iyon konsantrasyonu bobinin kaynak güç kaynağına bağlıdır ve iyon enerjisi de öngerilim güç kaynağına bağlıdır, böylece konsantrasyon ve enerji arasında daha kapsamlı bir ayrıştırma elde edilir.
4.2 Plazma Dağlama Ekipmanı
Kuru aşındırmadaki hemen hemen tüm aşındırmalar doğrudan veya dolaylı olarak plazmadan üretilir, bu nedenle kuru aşındırma genellikle plazma aşındırma olarak adlandırılır. Plazma aşındırma, geniş anlamda bir plazma aşındırma türüdür. İlk iki düz plakalı reaktör tasarımından biri, levhanın bulunduğu plakayı topraklamak, diğer plaka ise RF kaynağına bağlamaktır; diğeri ise tam tersi. Eski tasarımda topraklanmış plakanın alanı genellikle RF kaynağına bağlı plakanın alanından daha büyük olup, reaktördeki gaz basıncı yüksektir. Plakanın yüzeyinde oluşan iyon kılıfı çok incedir ve plaka plazmaya "batırılmış" gibi görünmektedir. Aşındırma esas olarak plazmadaki aktif parçacıklar ile aşındırılmış malzemenin yüzeyi arasındaki kimyasal reaksiyonla tamamlanır. İyon bombardımanının enerjisi çok küçüktür ve aşındırma işlemine katılımı çok düşüktür. Bu tasarıma plazma gravür modu denir. Başka bir tasarımda iyon bombardımanının katılım derecesi nispeten büyük olduğundan buna reaktif iyon aşındırma modu adı verilir.
4.3 Reaktif İyon Aşındırma Ekipmanı
Reaktif iyon aşındırma (RIE), aktif parçacıkların ve yüklü iyonların aynı anda sürece katıldığı bir aşındırma işlemini ifade eder. Bunların arasında, aktif parçacıklar esas olarak dağlayıcının ana bileşenleri olan yüksek konsantrasyonlu (gaz konsantrasyonunun yaklaşık %1 ila %10'u) nötr parçacıklardır (serbest radikaller olarak da bilinir). Bunlarla kazınmış malzeme arasındaki kimyasal reaksiyonla üretilen ürünler ya buharlaştırılır ve doğrudan reaksiyon odasından çıkarılır ya da aşındırılmış yüzey üzerinde toplanır; yüklü iyonlar daha düşük bir konsantrasyondayken (gaz konsantrasyonunun 10-4 ila 10-3'ü) ve kazınmış yüzeyi bombardıman etmek için levhanın yüzeyinde oluşturulan iyon kılıfının elektrik alanı tarafından hızlandırılırlar. Yüklü parçacıkların iki ana işlevi vardır. Birincisi, kazınmış malzemenin atomik yapısını yok etmek, böylece aktif parçacıkların onunla reaksiyona girme hızını hızlandırmaktır; diğeri ise aşındırılmış malzemenin aktif parçacıklarla tam temas halinde olmasını ve böylece aşındırmanın devam etmesini sağlayacak şekilde biriken reaksiyon ürünlerini bombardıman etmek ve çıkarmaktır.
İyonlar aşındırma reaksiyonuna doğrudan katılmadıkları için (ya da fiziksel bombardımanın ortadan kaldırılması ve aktif iyonların doğrudan kimyasal aşındırılması gibi çok küçük bir orana sahip oldukları için), kesin olarak konuşursak, yukarıdaki aşındırma işlemine iyon destekli aşındırma adı verilmelidir. Reaktif iyon aşındırma adı doğru değildir, ancak bugün hala kullanılmaktadır. En eski RIE ekipmanı 1980'lerde kullanıma sunuldu. Tek bir RF güç kaynağının kullanılması ve nispeten basit bir reaksiyon odası tasarımı nedeniyle, aşındırma hızı, tekdüzelik ve seçicilik açısından sınırlamalara sahiptir.
4.4 Manyetik Alanı Geliştirilmiş Reaktif İyon Aşındırma Ekipmanı
MERIE (Manyetik Olarak Geliştirilmiş Reaktif İyon Aşındırma) cihazı, düz panelli bir RIE cihazına bir DC manyetik alan eklenerek oluşturulan ve aşındırma oranını artırması amaçlanan bir aşındırma cihazıdır.
MERIE ekipmanı, tek plakalı gravür ekipmanının endüstrideki ana ekipman haline geldiği 1990'larda büyük ölçekte kullanıma sunuldu. MERIE ekipmanlarının en büyük dezavantajı, manyetik alanın neden olduğu plazma konsantrasyonunun mekansal dağılımının homojen olmamasının, entegre devre cihazında akım veya voltaj farklılıklarına yol açarak cihazın zarar görmesine neden olmasıdır. Bu hasar anlık homojensizlikten kaynaklandığı için manyetik alanın dönmesi onu ortadan kaldıramaz. Entegre devrelerin boyutu küçülmeye devam ettikçe, cihaz hasarları plazma homojensizliğine karşı giderek daha duyarlı hale geliyor ve manyetik alanı güçlendirerek aşındırma hızını artırma teknolojisinin yerini yavaş yavaş çoklu RF güç kaynağı düzlemsel reaktif iyon aşındırma teknolojisi alıyor. kapasitif olarak eşleşmiş plazma aşındırma teknolojisidir.
4.5 Kapasitif olarak bağlanmış plazma aşındırma ekipmanı
Kapasitif olarak eşleştirilmiş plazma (CCP) aşındırma ekipmanı, elektrot plakasına bir radyo frekansı (veya DC) güç kaynağı uygulayarak kapasitif bağlanma yoluyla bir reaksiyon odasında plazma üreten bir cihazdır ve aşındırma için kullanılır. Aşındırma prensibi, reaktif iyon aşındırma ekipmanınınkine benzer.
CCP dağlama ekipmanının basitleştirilmiş şematik diyagramı aşağıda gösterilmiştir. Genellikle farklı frekanslarda iki veya üç RF kaynağı kullanır ve bazıları DC güç kaynaklarını da kullanır. RF güç kaynağının frekansı 800kHz~162MHz'dir ve yaygın olarak kullanılanlar 2MHz, 4MHz, 13MHz, 27MHz, 40MHz ve 60MHz'dir. 2MHz veya 4MHz frekansına sahip RF güç kaynaklarına genellikle düşük frekanslı RF kaynakları denir. Genellikle levhanın bulunduğu alt elektrota bağlanırlar. İyon enerjisini kontrol etmede daha etkilidirler, dolayısıyla öngerilimli güç kaynakları olarak da adlandırılırlar; Frekansı 27MHz'in üzerinde olan RF güç kaynaklarına yüksek frekanslı RF kaynakları denir. Üst elektroda veya alt elektroda bağlanabilirler. Plazma konsantrasyonunu kontrol etmede daha etkilidirler, bu nedenle kaynak güç kaynakları olarak da adlandırılırlar. 13MHz RF güç kaynağı ortadadır ve genellikle yukarıdaki işlevlerin her ikisine de sahip olduğu kabul edilir ancak nispeten daha zayıftır. Plazma konsantrasyonu ve enerjisinin, farklı frekanslardaki RF kaynaklarının gücü (sözde kuplaj etkisi) ile belirli bir aralıkta ayarlanabilmesine rağmen, kapasitif kuplajın özellikleri nedeniyle bunların tamamen bağımsız olarak ayarlanıp kontrol edilemeyeceğini unutmayın.
İyonların enerji dağılımının, aşındırma ve cihaz hasarının ayrıntılı performansı üzerinde önemli bir etkisi vardır, bu nedenle iyon enerjisi dağıtımını optimize edecek teknolojinin geliştirilmesi, gelişmiş aşındırma ekipmanlarının kilit noktalarından biri haline gelmiştir. Şu anda üretimde başarıyla kullanılan teknolojiler arasında çoklu RF hibrit sürücü, DC süperpozisyonu, DC darbe önyargısıyla birleştirilmiş RF ve ön güç kaynağı ve kaynak güç kaynağının senkronize darbeli RF çıkışı yer alıyor.
CCP aşındırma ekipmanı, plazma aşındırma ekipmanının en yaygın kullanılan iki türünden biridir. Esas olarak, mantıksal çip işleminin ön aşamasında kapı yan duvarı ve sert maske aşındırma, orta aşamada kontak deliği aşındırma, arka aşamada mozaik ve alüminyum ped aşındırma gibi dielektrik malzemelerin aşındırma işleminde kullanılır. 3D flash bellek yongası işleminde derin hendeklerin, derin deliklerin ve kablo kontak deliklerinin aşındırılması (örnek olarak silikon nitrür/silikon oksit yapısı alınır).
CCP aşındırma ekipmanının karşılaştığı iki ana zorluk ve iyileştirme yönü vardır. İlk olarak, son derece yüksek iyon enerjisinin uygulanmasında, yüksek en boy oranlı yapıların aşındırma kapasitesi (3D flash belleğin delik ve oluk aşındırması gibi, 50:1'den daha yüksek bir oran gerektirir). İyon enerjisini artırmak için öngerilim gücünü artırmaya yönelik mevcut yöntem, 10.000 watt'a kadar RF güç kaynakları kullanmıştır. Üretilen büyük miktarda ısı göz önüne alındığında, reaksiyon odasının soğutma ve sıcaklık kontrol teknolojisinin sürekli olarak iyileştirilmesi gerekmektedir. İkincisi, aşındırma kapasitesi sorununu temelden çözmek için yeni aşındırma gazlarının geliştirilmesinde bir atılım yapılması gerekiyor.
4.6 İndüktif Eşleşmiş Plazma Dağlama Ekipmanı
İndüktif olarak eşleşmiş plazma (ICP) aşındırma ekipmanı, bir radyo frekansı güç kaynağının enerjisini, bir indüktör bobini aracılığıyla manyetik alan formundaki bir reaksiyon odasına birleştiren ve böylece aşındırma için plazma üreten bir cihazdır. Aşındırma prensibi aynı zamanda genelleştirilmiş reaktif iyon aşındırma işlemine de aittir.
ICP aşındırma ekipmanı için iki ana tip plazma kaynağı tasarımı vardır. Bunlardan biri Lam Research tarafından geliştirilen ve üretilen transformatör bağlantılı plazma (TCP) teknolojisidir. İndüktör bobini, reaksiyon odasının üzerindeki dielektrik pencere düzlemine yerleştirilir. 13.56MHz RF sinyali, bobinde dielektrik pencereye dik olan ve bobin ekseni merkez olacak şekilde radyal olarak ayrılan alternatif bir manyetik alan üretir.
Manyetik alan reaksiyon odasına dielektrik pencereden girer ve alternatif manyetik alan, reaksiyon odasındaki dielektrik pencereye paralel alternatif bir elektrik alanı oluşturur, böylece aşındırma gazının ayrışması sağlanır ve plazma üretilir. Bu prensip, primer sargısı endüktör bobini ve sekonder sargısı reaksiyon odasındaki plazma olan bir transformatör olarak anlaşılabileceğinden, ICP aşındırması bu şekilde adlandırılmıştır.
TCP teknolojisinin temel avantajı yapının ölçeğinin kolay büyütülmesidir. Örneğin, 200 mm'lik bir levhadan 300 mm'lik bir levhaya kadar TCP, yalnızca bobinin boyutunu artırarak aynı aşındırma etkisini koruyabilir.
Başka bir plazma kaynağı tasarımı, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Applied Materials, Inc. tarafından geliştirilen ve üretilen ayrıştırılmış plazma kaynağı (DPS) teknolojisidir. İndüktör bobini, yarım küre şeklindeki bir dielektrik pencereye üç boyutlu olarak sarılmıştır. Plazma üretme prensibi yukarıda belirtilen TCP teknolojisine benzer, ancak gaz ayrıştırma verimliliği nispeten yüksektir, bu da daha yüksek bir plazma konsantrasyonu elde etmeye yardımcı olur.
Plazma üretmek için endüktif birleştirmenin verimliliği kapasitif birleştirmeninkinden daha yüksek olduğundan ve plazma esas olarak dielektrik pencereye yakın alanda oluşturulduğundan, plazma konsantrasyonu temel olarak indüktöre bağlı kaynak güç kaynağının gücüyle belirlenir. bobin ve levhanın yüzeyindeki iyon kılıfındaki iyon enerjisi temel olarak ön güç kaynağının gücü tarafından belirlenir, böylece iyonların konsantrasyonu ve enerjisi bağımsız olarak kontrol edilebilir, böylece ayırma elde edilebilir.
ICP aşındırma ekipmanı, plazma aşındırma ekipmanının en yaygın kullanılan iki türünden biridir. Esas olarak silikon sığ hendeklerin, germanyum (Ge), polisilikon kapı yapılarının, metal kapı yapılarının, gerilmiş silikonun (Gergin-Si), metal tellerin, metal pedlerin (Pedler), mozaik aşındırma metal sert maskelerinin ve çoklu işlemlerin aşındırılması için kullanılır. Çoklu görüntüleme teknolojisi.
Buna ek olarak, üç boyutlu entegre devrelerin, CMOS görüntü sensörlerinin ve mikro-elektro-mekanik sistemlerin (MEMS) yükselişiyle birlikte, silikon geçişli (TSV), büyük boyutlu eğik deliklerin ve Farklı morfolojilere sahip derin silikon aşındırma, birçok üretici bu uygulamalar için özel olarak geliştirilen aşındırma ekipmanlarını piyasaya sürdü. Özellikleri büyük aşındırma derinliğidir (onlarca, hatta yüzlerce mikron), bu nedenle çoğunlukla yüksek gaz akışı, yüksek basınç ve yüksek güç koşullarında çalışır.
—————————————————————————————————————————————— ———————————-
Semicera sağlayabilirgrafit parçaları, yumuşak/sert keçe, silisyum karbür parçalar, CVD silisyum karbür parçalar, VeSiC/TaC kaplı parçalar30 gün içinde.
Yukarıdaki yarı iletken ürünlerle ilgileniyorsanız,lütfen ilk kez bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.
Tel: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Gönderim zamanı: Ağu-31-2024