Egy Bevezetés
Az integrált áramkör gyártási folyamatában a marattatás a következőkre oszlik:
-Nedves maratás;
- Száraz maratás.
A kezdeti időkben a nedves maratást széles körben használták, de a vonalszélesség szabályozásának és a maratási irányultság korlátai miatt a legtöbb folyamat 3 μm után száraz maratást alkalmaz. A nedves maratást csak bizonyos speciális anyagrétegek eltávolítására és a maradékok tisztítására használják.
A száraz maratás arra a folyamatra vonatkozik, amikor gáznemű kémiai maratószereket alkalmaznak az ostyán lévő anyagokkal való reakcióba, hogy lemarják az eltávolítandó anyag részét, és illékony reakciótermékeket képezzenek, amelyeket azután kivonnak a reakciókamrából. A maratóanyag általában közvetlenül vagy közvetve keletkezik a maratógáz plazmájából, ezért a száraz maratást plazmamaratásnak is nevezik.
1.1 Plazma
A plazma egy gyengén ionizált állapotú gáz, amelyet külső elektromágneses tér hatására (például rádiófrekvenciás tápegység által generált) maratógáz izzókisülése hoz létre. Elektronokat, ionokat és semleges aktív részecskéket tartalmaz. Ezek közül az aktív részecskék közvetlenül kémiai reakcióba léphetnek a maratott anyaggal, hogy maratást érjenek el, de ez a tiszta kémiai reakció általában csak nagyon kis számú anyagban megy végbe, és nem irányított; Ha az ionok bizonyos energiájúak, akkor közvetlen fizikai porlasztással marathatók, de ennek a tiszta fizikai reakciónak a marási sebessége rendkívül alacsony, és a szelektivitása nagyon gyenge.
A legtöbb plazmamarás aktív részecskék és ionok egyidejű részvételével történik. Ebben a folyamatban az ionbombázásnak két funkciója van. Az egyik az, hogy a maratott anyag felületén lévő atomi kötéseket megsemmisítjük, ezáltal növeljük a semleges részecskék vele való reakciójának sebességét; a másik a reakciófelületen lerakódott reakciótermékek leütése, hogy megkönnyítse a maratószer teljes érintkezését a maratott anyag felületével, így a maratás folytatódik.
A maratott szerkezet oldalfalain lerakódott reakciótermékek irányított ionbombázással nem távolíthatók el hatékonyan, ezáltal az oldalfalak maratását blokkolják és anizotróp maratást képeznek.
Második maratási folyamat
2.1 Nedves maratás és tisztítás
A nedves maratás az egyik legkorábbi technológia, amelyet az integrált áramkörök gyártásában használtak. Bár a legtöbb nedves maratási eljárást felváltotta az anizotrop száraz maratás az izotróp maratás miatt, mégis fontos szerepet játszik a nagyobb méretű, nem kritikus rétegek tisztításában. Különösen az oxideltávolító maradványok maratása és az epidermisz eltávolítása esetén hatékonyabb és gazdaságosabb, mint a száraz maratás.
A nedves maratás tárgyai elsősorban a szilícium-oxid, a szilícium-nitrid, az egykristályos szilícium és a polikristályos szilícium. A szilícium-oxid nedves maratása általában hidrogén-fluoridot (HF) használ fő kémiai hordozóként. A szelektivitás javítása érdekében ammónium-fluoriddal pufferolt híg hidrogén-fluoridot használnak az eljárásban. A pH-érték stabilitásának megőrzése érdekében kis mennyiségű erős savat vagy más elemeket adhatunk hozzá. Az adalékolt szilícium-oxid könnyebben korrodálódik, mint a tiszta szilícium-oxid. A nedves kémiai sztrippelést elsősorban a fotoreziszt és a kemény maszk (szilícium-nitrid) eltávolítására használják. A forró foszforsav (H3PO4) a fő kémiai folyadék, amelyet a szilícium-nitrid eltávolítására szolgáló nedves kémiai sztrippelésre használnak, és jó szelektivitással rendelkezik a szilícium-oxidra.
A nedves tisztítás hasonló a nedves maratáshoz, és főként kémiai reakciókkal távolítja el a szilíciumlapkák felületéről a szennyeződéseket, beleértve a részecskéket, szerves anyagokat, fémeket és oxidokat. A fő nedves tisztítás a nedves kémiai módszer. Bár a száraz tisztítás sok nedves tisztítási módszert helyettesíthet, nincs olyan módszer, amely teljesen helyettesíthetné a nedves tisztítást.
A nedves tisztításhoz gyakran használt vegyszerek közé tartozik a kénsav, a sósav, a hidrogén-fluorid, a foszforsav, a hidrogén-peroxid, az ammónium-hidroxid, az ammónium-fluorid stb. A gyakorlati alkalmazásokban egy vagy több vegyszert ionmentesített vízzel kevernek össze bizonyos arányban tisztítóoldatot képez, például SC1, SC2, DHF, BHF stb.
Az oxidfilm-lerakás előtti folyamat során gyakran alkalmazzák a tisztítást, mivel az oxidfilm előkészítését teljesen tiszta szilícium lapka felületen kell elvégezni. A szokásos szilícium lapka tisztítási folyamat a következő:
2.2 Száraz maratás and Tisztítás
2.2.1 Száraz maratás
A száraz maratás az iparban elsősorban a plazmamaratást jelenti, amely fokozott aktivitású plazmát használ meghatározott anyagok maratására. A nagyüzemi gyártási folyamatok berendezésrendszere alacsony hőmérsékletű, nem egyensúlyi plazmát használ.
A plazmamaratáshoz főként két kisülési módot használnak: kapacitív csatolt kisülést és induktív csatolt kisülést
A kapacitív csatolású kisülési módban: a plazmát külső rádiófrekvenciás (RF) tápegység állítja elő és tartja fenn két párhuzamos lemezes kondenzátorban. A gáznyomás általában néhány millitorr és több tíz millitorr közötti, az ionizációs sebesség pedig kisebb, mint 10-5. Induktív csatolású kisülési módban: általában alacsonyabb gáznyomásnál (tíz millitorr) a plazmát induktív csatolású bemeneti energia állítja elő és tartja fenn. Az ionizációs sebesség általában nagyobb, mint 10-5, ezért nagy sűrűségű plazmának is nevezik. Nagy sűrűségű plazmaforrásokhoz elektronciklotronrezonancia és ciklotronhullám-kisülés révén is hozzá lehet jutni. A nagy sűrűségű plazma optimalizálhatja a maratási sebességet és a maratási folyamat szelektivitását, miközben csökkenti a maratási károsodást az ionáramlás és az ionbombázási energia független szabályozásával egy külső RF vagy mikrohullámú tápegységen és egy RF előfeszítő tápegységen keresztül a hordozón.
A száraz maratási folyamat a következő: a maratógázt befecskendezik a vákuum reakciókamrába, és miután a reakciókamrában a nyomás stabilizálódott, a plazmát rádiófrekvenciás izzító kisüléssel állítják elő; a nagy sebességű elektronok becsapódása után lebomlik és szabad gyökök keletkeznek, amelyek a hordozó felületére diffundálnak és adszorbeálódnak. Ionbombázás hatására az adszorbeált szabad gyökök reakcióba lépnek a szubsztrát felületén lévő atomokkal vagy molekulákkal, és gáz halmazállapotú melléktermékeket képeznek, amelyek kiürülnek a reakciókamrából. A folyamat a következő ábrán látható:
A száraz maratási eljárások a következő négy kategóriába sorolhatók:
(1)Fizikai porlasztásos maratás: Főleg a plazmában lévő energetikai ionokra támaszkodik, hogy bombázza a maratott anyag felületét. A porlasztott atomok száma a beeső részecskék energiájától és szögétől függ. Ha az energia és a szög változatlan marad, a különböző anyagok porlasztási sebessége általában csak 2-3-szor tér el, így nincs szelektivitás. A reakció folyamata főleg anizotróp.
(2)Kémiai maratás: A plazma gázfázisú maratott atomokat és molekulákat biztosít, amelyek kémiai reakcióba lépnek az anyag felületével illékony gázok előállítására. Ez a tisztán kémiai reakció jó szelektivitással rendelkezik, és izotróp jellemzőket mutat a rácsszerkezet figyelembevétele nélkül.
Például: Si (szilárd) + 4F → SiF4 (gáz halmazállapotú), fotoreziszt + O (gáz halmazállapotú) → CO2 (gáz halmazállapotú) + H2O (gáznemű)
(3)Ionenergiával hajtott maratás: Az ionok maratást okozó és energiahordozó részecskék. Az ilyen energiát hordozó részecskék maratási hatékonysága több mint egy nagyságrenddel magasabb, mint az egyszerű fizikai vagy kémiai maratásé. Ezek közül a folyamat fizikai és kémiai paramétereinek optimalizálása képezi a maratási folyamat szabályozásának magját.
(4)Ionzáró kompozit maratás: Főleg polimer védőréteg létrehozására utal kompozit részecskék a maratási folyamat során. A plazmának ilyen védőrétegre van szüksége, hogy megakadályozza az oldalfalak maratási reakcióját a maratási folyamat során. Például, ha C-t adunk a Cl-hez és a Cl2-maratáshoz, a maratás során klór-szénvegyület réteg keletkezhet, amely megvédi az oldalfalakat a maratással szemben.
2.2.1 Vegytisztítás
A vegytisztítás elsősorban a plazmatisztítást jelenti. A plazmában lévő ionok a tisztítandó felület bombázására szolgálnak, az aktivált állapotban lévő atomok és molekulák pedig kölcsönhatásba lépnek a tisztítandó felülettel, így eltávolítják és hamuvá teszik a fotorezisztet. A száraz maratással ellentétben a száraz tisztítás folyamatparaméterei általában nem tartalmazzák az irányszelektivitást, így a folyamat tervezése viszonylag egyszerű. A nagyüzemi gyártási folyamatokban a reakcióplazma fő részeként elsősorban fluor alapú gázokat, oxigént vagy hidrogént használnak. Ezenkívül bizonyos mennyiségű argonplazma hozzáadása fokozhatja az ionbombázás hatását, ezáltal javítva a tisztítási hatékonyságot.
A plazma-száraz tisztítási folyamatban általában a távoli plazma módszert alkalmazzák. Ennek az az oka, hogy a tisztítási folyamat során azt remélik, hogy csökkentik a plazmában lévő ionok bombázó hatását az ionbombázás okozta károsodások szabályozása érdekében; és a kémiai szabad gyökök fokozott reakciója javíthatja a tisztítási hatékonyságot. A távoli plazma mikrohullámok segítségével stabil és nagy sűrűségű plazmát tud előállítani a reakciókamrán kívül, nagyszámú szabad gyököt generálva, amelyek belépnek a reakciókamrába, hogy elérjék a tisztításhoz szükséges reakciót. Az iparban a legtöbb vegytisztító gázforrás fluor alapú gázokat használ, mint például az NF3, és az NF3 több mint 99%-a a mikrohullámú plazmában bomlik le. Szinte nincs ionbombázó hatás a vegytisztítási folyamatban, ezért előnyös a szilícium lapka megóvása a sérülésektől és a reakciókamra élettartamának meghosszabbítása.
Három nedves marató és tisztító berendezés
3.1 Tartályos ostyatisztító gép
A vályú típusú ostyatisztító gép főként egy elöl nyíló ostya-átvivődoboz-átviteli modulból, egy ostya be-/kirakó átviteli modulból, egy elszívó levegő bemeneti modulból, egy vegyszeres folyadéktartály modulból, egy ioncserélt víztartály modulból, egy szárítótartályból áll. modul és egy vezérlőmodul. Egyszerre több doboz ostyát is meg tud tisztítani, és lehetővé teszi az ostyák be- és kiszárítását.
3.2 Árokostya marató
3.3 Egylemezes nedves feldolgozó berendezés
Különböző eljárási célok szerint az egylapos nedves eljárási berendezések három kategóriába sorolhatók. Az első kategória az egylapos tisztítóberendezések, amelyek tisztítási célpontjai részecskék, szerves anyagok, természetes oxidréteg, fémszennyeződések és egyéb szennyező anyagok; a második kategória az egylapos súroló berendezések, amelyek fő eljárási célja a részecskék eltávolítása az ostya felületéről; a harmadik kategória az egylapos maratóberendezés, amelyet főként vékonyrétegek eltávolítására használnak. Különböző eljárási célok szerint az egyetlen ostya marató berendezés két típusra osztható. Az első típus az enyhe marató berendezés, amelyet főként a nagy energiájú ionbeültetés okozta felületi filmsérülési rétegek eltávolítására használnak; a második típus az áldozati réteg eltávolító berendezés, amelyet főként ostya vékonyítás vagy kémiai mechanikai polírozás után használnak zárórétegek eltávolítására.
A teljes géparchitektúra szempontjából az egylapos nedves technológiai berendezések minden típusának alapvető architektúrája hasonló, általában hat részből áll: főkeret, ostyatovábbító rendszer, kamramodul, vegyi folyadék-ellátó és -továbbító modul, szoftverrendszer. és elektronikus vezérlőmodul.
3.4 Egylapos tisztítóberendezés
Az egyszeres ostyatisztító berendezés a hagyományos RCA tisztítási módszerre épül, és a folyamat célja a részecskék, szerves anyagok, természetes oxidréteg, fémszennyeződések és egyéb szennyeződések tisztítása. Ami a folyamatalkalmazást illeti, az egylapos tisztítóberendezést jelenleg széles körben használják az integrált áramkörök gyártásának front-end és back-end folyamataiban, beleértve a filmképzés előtti és utáni tisztítást, a plazmamaratást követő tisztítást, az ionimplantáció utáni tisztítást, a vegyszer utáni tisztítást. mechanikus polírozás, fémlerakódás utáni tisztítás. A magas hőmérsékletű foszforsavas eljárás kivételével az egylapos tisztítóberendezés alapvetően minden tisztítási eljárással kompatibilis.
3.5 Egylapos maratóberendezés
Az egyetlen ostya maratóberendezésének folyamati célja elsősorban a vékonyréteg-maratás. Az eljárás célja szerint két kategóriába sorolható, nevezetesen könnyű marató berendezésre (a nagyenergiájú ionimplantáció okozta felületi filmsérülési réteg eltávolítására használatos) és áldozati rétegeltávolító berendezésre (az ostya utáni gátréteg eltávolítására szolgál). hígítás vagy vegyi mechanikus polírozás). Az eljárás során eltávolítandó anyagok általában szilícium-, szilícium-oxid-, szilícium-nitrid- és fémfilmrétegek.
Négy száraz marató és tisztító berendezés
4.1 A plazmamarató berendezések osztályozása
A tisztán fizikai reakcióhoz közel álló ionporlasztásos maratóberendezések és a tiszta kémiai reakcióhoz közel álló gumitmentesítő berendezések mellett a plazmamaratást nagyjából két kategóriába lehet sorolni a különböző plazmagenerálási és szabályozási technológiák szerint:
-Kapacitívan csatolt plazma (CCP) maratás;
-Induktív csatolású plazma (ICP) maratás.
4.1.1 CCP
A kapacitív csatolású plazmamaratással a rádiófrekvenciás tápegységet a reakciókamrában lévő felső és alsó elektródák egyikéhez vagy mindkettőhöz csatlakoztatják, és a két lemez közötti plazma kondenzátort képez egy egyszerűsített ekvivalens áramkörben.
Két legkorábbi ilyen technológia létezik:
Az egyik a korai plazmamarat, amely az RF tápegységet a felső elektródához köti, az alsó elektródát pedig, ahol az ostya található, földeljük. Mivel az így előállított plazma nem képez kellően vastag ionhüvelyt az ostya felületén, az ionbombázás energiája alacsony, és általában olyan eljárásokban használják, mint például a szilícium maratása, amelyekben fő maratószerként aktív részecskéket használnak.
A másik a korai reaktív ionmarattatás (RIE), amely az RF tápegységet az alsó elektródához köti, ahol az ostya található, és a felső elektródát nagyobb területtel földeli. Ezzel a technológiával vastagabb ionburkot lehet kialakítani, amely alkalmas olyan dielektromos maratási eljárásokra, amelyeknél nagyobb ionenergiát igényel a reakcióban való részvétel. A korai reaktív ionmaratás alapján az RF elektromos térre merőleges egyenáramú mágneses mezőt adnak hozzá ExB drift kialakításához, amely növelheti az elektronok és gázrészecskék ütközési esélyét, ezáltal hatékonyan javítva a plazmakoncentrációt és a maratási sebességet. Ezt a maratást mágneses térerősségű reaktív ion-maratásnak (MERIE) nevezik.
A fenti három technológia közös hátránya, hogy a plazmakoncentráció és annak energiája nem szabályozható külön. Például a maratási sebesség növelése érdekében a rádiófrekvenciás teljesítmény növelésének módszere a plazmakoncentráció növelésére használható, de a megnövekedett rádiófrekvenciás teljesítmény elkerülhetetlenül az ionenergia növekedéséhez vezet, ami károsítja a készüléket. az ostya. Az elmúlt évtizedben a kapacitív csatolási technológia több rádiófrekvenciás forrás kialakítását alkalmazta, amelyek a felső és az alsó elektródához vagy mindkettő az alsó elektródához csatlakoznak.
Különböző RF frekvenciák kiválasztásával és illesztésével az elektródák területe, távolsága, anyagai és egyéb kulcsfontosságú paraméterei egymással összhangban vannak, a plazmakoncentráció és az ionenergia a lehető legnagyobb mértékben szétválasztható.
4.1.2 ICP
Az induktív csatolású plazmamaratással egy vagy több, rádiófrekvenciás tápegységhez csatlakoztatott tekercskészletet kell elhelyezni a reakciókamrában vagy körül. A tekercsben lévő rádiófrekvenciás áram által generált váltakozó mágneses mező a dielektromos ablakon keresztül belép a reakciókamrába, hogy felgyorsítsa az elektronokat, ezáltal plazmát hozva létre. Egy egyszerűsített ekvivalens áramkörben (transzformátorban) a tekercs az elsődleges tekercs induktivitása, a plazma pedig a szekunder tekercs induktivitása.
Ezzel a csatolási módszerrel olyan plazmakoncentráció érhető el, amely több mint egy nagyságrenddel magasabb, mint a kapacitív csatolás alacsony nyomáson. Ezenkívül a második rádiófrekvenciás tápegység a lapka helyéhez csatlakozik előfeszítő tápegységként, hogy ionbombázási energiát biztosítson. Ezért az ionkoncentráció a tekercs forrástápellátásától, az ionenergia pedig az előfeszített tápegységtől függ, ezáltal a koncentráció és az energia alaposabb szétválasztása érhető el.
4.2 Plazmamarató berendezés
Szinte az összes maratóanyag a száraz maratáshoz közvetlenül vagy közvetve plazmából jön létre, ezért a száraz maratást gyakran plazmamarásnak nevezik. A plazmamaratás a tágabb értelemben vett plazmamaratás egyik fajtája. A két korai síklemezes reaktorkialakításban az egyik célja a lemez földelése, ahol az ostya található, a másik pedig az RF forráshoz csatlakozik; a másik az ellenkezője. Az előbbi kialakításnál a földelt lemez területe általában nagyobb, mint az RF forráshoz csatlakoztatott lemez területe, és a reaktorban nagy a gáznyomás. Az ostya felületén kialakult ionhüvely nagyon vékony, és úgy tűnik, hogy az ostya „elmerül” a plazmában. A maratást főként a plazmában lévő aktív részecskék és a maratott anyag felülete közötti kémiai reakció teszi teljessé. Az ionbombázás energiája nagyon kicsi, és a maratásban való részvétele nagyon kicsi. Ezt a kialakítást plazmamaratási módnak nevezik. Egy másik kivitelben, mivel az ionbombázás részvételi foka viszonylag nagy, ezt reaktív ionmaratási módnak nevezik.
4.3 Reaktív ionos marató berendezés
A reaktív ion maratás (RIE) olyan maratási folyamatra utal, amelyben aktív részecskék és töltött ionok egyszerre vesznek részt a folyamatban. Ezek közül az aktív részecskék főként semleges részecskék (más néven szabad gyökök), nagy koncentrációban (a gázkoncentráció körülbelül 1-10%-a), amelyek a maratószer fő összetevői. A köztük és a maratott anyag közötti kémiai reakció során keletkező termékek vagy elpárolognak és közvetlenül kivonják a reakciókamrából, vagy felhalmozódnak a maratott felületen; míg a töltött ionok kisebb koncentrációban vannak (a gázkoncentráció 10-4-10-3-a), és az ostya felületén kialakuló ionhüvely elektromos tere felgyorsítja őket, hogy bombázza a maratott felületet. A töltött részecskéknek két fő funkciója van. Az egyik a maratott anyag atomi szerkezetének tönkretétele, ezáltal felgyorsítva az aktív részecskék vele való reakciójának sebességét; a másik a felgyülemlett reakciótermékek bombázása és eltávolítása úgy, hogy a maratott anyag teljes mértékben érintkezzen az aktív részecskékkel, így a maratás folytatódik.
Mivel az ionok közvetlenül nem vesznek részt a maratási reakcióban (vagy nagyon kis arányban vesznek részt, mint például a fizikai bombázás eltávolítása és az aktív ionok közvetlen kémiai marása), szigorúan véve a fenti maratási folyamatot ion-asszisztált maratásnak kell nevezni. A reaktív ion-maratás elnevezés nem pontos, de ma is használatos. A legkorábbi RIE berendezést az 1980-as években állították használatba. Az egyetlen rádiófrekvenciás tápegység használata és a reakciókamra viszonylag egyszerű kialakítása miatt korlátai vannak a maratási sebesség, az egyenletesség és a szelektivitás tekintetében.
4.4 Mágneses mezővel javított reaktív ion marató berendezés
A MERIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching) eszköz egy olyan maratóeszköz, amelyet egyenáramú mágneses mező hozzáadásával hoznak létre egy lapos RIE eszközhöz, és a maratási sebesség növelésére szolgál.
A MERIE berendezéseket az 1990-es években kezdték nagymértékben használatba venni, amikor az egylapos maratóberendezések az iparág fő berendezésévé váltak. A MERIE berendezések legnagyobb hátránya, hogy a mágneses tér által okozott plazmakoncentráció térbeli eloszlási inhomogenitása áram- vagy feszültségkülönbségekhez vezet az integrált áramköri eszközben, ami az eszköz károsodását okozza. Mivel ezt a károsodást a pillanatnyi inhomogenitás okozza, a mágneses tér forgása nem tudja megszüntetni. Az integrált áramkörök méretének folyamatos zsugorodásával a készülékek károsodása egyre érzékenyebb a plazma inhomogenitására, és a mágneses tér fokozásával a maratási sebesség növelésének technológiáját fokozatosan felváltotta a multi-RF tápegység sík reaktív ion maratási technológiája. a kapacitív csatolású plazmamaratási technológia.
4.5 Kapacitívan csatolt plazmamarató berendezés
A kapacitív csatolású plazma (CCP) maratóberendezés olyan eszköz, amely kapacitív csatolással plazmát állít elő a reakciókamrában, rádiófrekvenciás (vagy egyenáramú) tápfeszültséget kapcsolva az elektródalemezre, és maratáshoz használják. Maratási elve hasonló a reaktív ionos marató berendezéséhez.
A CCP maratóberendezés egyszerűsített sematikus diagramja az alábbiakban látható. Általában két vagy három különböző frekvenciájú RF forrást használ, és néhányan egyenáramú tápegységet is használnak. A rádiófrekvenciás tápegység frekvenciája 800 kHz ~ 162 MHz, a leggyakrabban használt frekvenciák pedig a 2 MHz, 4 MHz, 13 MHz, 27 MHz, 40 MHz és 60 MHz. A 2MHz vagy 4MHz frekvenciájú RF tápegységeket általában alacsony frekvenciájú RF forrásoknak nevezik. Általában az alsó elektródához csatlakoznak, ahol az ostya található. Hatékonyabban szabályozzák az ionenergiát, ezért előfeszített tápegységeknek is nevezik őket; A 27 MHz-nél nagyobb frekvenciájú RF tápegységeket nagyfrekvenciás rádiófrekvenciás forrásoknak nevezzük. Csatlakoztathatók a felső vagy az alsó elektródához. Hatékonyabbak a plazmakoncentráció szabályozásában, ezért forrástápegységnek is nevezik őket. A 13 MHz-es RF tápegység középen helyezkedik el, és általában úgy vélik, hogy mindkét fenti funkcióval rendelkezik, de viszonylag gyengébb. Megjegyzendő, hogy bár a plazmakoncentráció és az energia a különböző frekvenciájú rádiófrekvenciás források teljesítményével egy bizonyos tartományon belül beállítható (ún. decoupling hatás), a kapacitív csatolás jellemzői miatt azonban nem állíthatók és szabályozhatók teljesen függetlenül.
Az ionok energiaeloszlása jelentős hatással van a maratás és az eszközkárosodás részletes teljesítményére, így az ionenergia-eloszlást optimalizáló technológia fejlesztése a fejlett maratóberendezések egyik kulcsfontosságú pontja lett. Jelenleg a gyártásban sikeresen alkalmazott technológiák közé tartozik a több RF hibrid hajtás, az egyenáramú szuperpozíció, az RF kombinált egyenáramú impulzus előfeszítéssel, valamint az előfeszített tápegység és a forrástápegység szinkron impulzusos RF kimenete.
A CCP marató berendezés a két legszélesebb körben használt plazmamaratási berendezés egyike. Főleg dielektromos anyagok maratási folyamatában használják, mint például a kapu oldalfalának és kemény maszkjának maratása a logikai chip folyamat első szakaszában, érintkezőlyuk maratása a középső szakaszban, mozaik és alumínium betét maratása a hátsó szakaszban, valamint mély árkok, mély lyukak és vezeték érintkezési furatok marása 3D flash memória chip-eljárásban (például szilícium-nitrid/szilícium-oxid szerkezet).
A CCP maratóberendezések két fő kihívással és fejlesztési irányvonallal szembesülnek. Először is, a rendkívül nagy ionenergia alkalmazásakor a nagy oldalarányú struktúrák maratási képessége (például a 3D flash memória lyuk- és hornymaratása esetén 50:1-nél nagyobb arány szükséges). Az előfeszítési teljesítmény növelésének jelenlegi módszere az ionenergia növelése érdekében 10 000 wattig terjedő RF tápegységeket használ. A nagy mennyiségű hőre való tekintettel a reakciókamra hűtési és hőmérsékletszabályozási technológiája folyamatos fejlesztésre szorul. Másodszor, áttörésre van szükség az új maratógázok fejlesztésében, hogy alapvetően megoldjuk a maratási képesség problémáját.
4.6 Induktív csatolású plazmamarató berendezés
Az induktív csatolású plazma (ICP) maratóberendezés olyan eszköz, amely egy rádiófrekvenciás áramforrás energiáját mágneses tér formájában egy reakciókamrába kapcsolja egy induktortekercsen keresztül, ezáltal plazmát állít elő maratáshoz. Maratási elve is az általánosított reaktív ionos maratáshoz tartozik.
Az ICP maratóberendezésekhez két fő plazmaforrás-kialakítás létezik. Az egyik a Lam Research által kifejlesztett és gyártott transzformátorcsatolt plazma (TCP) technológia. Induktortekercse a reakciókamra feletti dielektromos ablaksíkra van elhelyezve. A 13,56 MHz-es RF jel váltakozó mágneses teret hoz létre a tekercsben, amely merőleges a dielektromos ablakra, és sugárirányban eltér a tekercs tengelyétől mint középponttól.
A mágneses tér a dielektromos ablakon keresztül jut be a reakciókamrába, és a váltakozó mágneses tér a reakciókamrában a dielektromos ablakkal párhuzamosan váltakozó elektromos teret hoz létre, ezáltal eléri a maratógáz disszociációját és plazmát termel. Mivel ez az elv felfogható úgy is, mint egy transzformátor, amelynek primer tekercsének induktortekercse, szekunder tekercsének pedig a reakciókamrában a plazma van, ezért az ICP maratást erről kapta.
A TCP technológia fő előnye, hogy a szerkezet könnyen méretezhető. Például a 200 mm-es ostyától a 300 mm-es ostyáig a TCP ugyanazt a maratási hatást tudja fenntartani, ha egyszerűen megnöveli a tekercs méretét.
Egy másik plazmaforrás-konstrukció a szétválasztott plazmaforrás (DPS) technológia, amelyet az Egyesült Államokbeli Applied Materials, Inc. fejlesztett ki és gyártott. Induktortekercse háromdimenziósan félgömb alakú dielektromos ablakra van feltekercselve. A plazma előállításának elve hasonló a fent említett TCP technológiához, de a gázdisszociációs hatásfok viszonylag magas, ami magasabb plazmakoncentráció elérését teszi lehetővé.
Mivel az induktív csatolás hatékonysága a plazma előállítására nagyobb, mint a kapacitív csatolásé, és a plazma főként a dielektromos ablakhoz közeli területen keletkezik, plazmakoncentrációját alapvetően az induktorhoz csatlakoztatott forrástáp teljesítménye határozza meg. tekercsben, az ostya felületén lévő ionhüvelyben pedig az ionenergiát alapvetően az előfeszítő tápegység teljesítménye határozza meg, így az ionok koncentrációja és energiája egymástól függetlenül szabályozható, ezáltal a szétválás érhető el.
Az ICP marató berendezés a két legszélesebb körben használt plazmamaratási berendezés egyike. Főleg szilícium sekély árkok, germánium (Ge), poliszilícium kapuszerkezetek, fém kapuszerkezetek, feszült szilícium (Strained-Si), fémhuzalok, fémpárnák (Pads), mozaik maratási fémkemény maszkok maratására és többféle eljárásra használják. többszörös képalkotó technológia.
Emellett a háromdimenziós integrált áramkörök, a CMOS képérzékelők és a mikroelektromechanikai rendszerek (MEMS) térnyerésével, valamint az átmenő szilícium-átmenetek (TSV), a nagy méretű ferde lyukak, ill. mély szilícium maratás különböző morfológiákkal, sok gyártó dobott piacra kifejezetten ezekre az alkalmazásokra kifejlesztett marató berendezést. Jellemzői a nagy maratási mélység (tíz vagy akár több száz mikron), így többnyire nagy gázáramlás, nagy nyomás és nagy teljesítmény mellett működik.
—————————————————————————————————————————————————— ———————————-
Semicera tud nyújtanigrafit alkatrészek, puha/merev filc, szilícium-karbid alkatrészek, CVD szilícium-karbid alkatrészek, ésSiC/TaC bevonatú alkatrészek30 napon belül.
Ha érdeklik a fenti félvezető termékek,kérjük, ne habozzon kapcsolatba lépni velünk első alkalommal.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Feladás időpontja: 2024. augusztus 31