Una introducció
El gravat en el procés de fabricació de circuits integrats es divideix en:
-Aguafort humit;
- Gravat en sec.
En els primers dies, el gravat humit s'utilitzava àmpliament, però a causa de les seves limitacions en el control de l'amplada de la línia i la direccionalitat del gravat, la majoria dels processos després de 3 μm utilitzen gravat en sec. El gravat humit només s'utilitza per eliminar determinades capes de material especial i netejar els residus.
El gravat en sec es refereix al procés d'utilitzar gravadors químics gasosos per reaccionar amb materials de l'hòstia per tallar la part del material que s'ha d'eliminar i formar productes de reacció volàtils, que després s'extreuen de la cambra de reacció. L'aiguafort se sol generar directament o indirectament a partir del plasma del gas de gravat, de manera que l'aiguafort en sec també s'anomena gravat per plasma.
1.1 Plasma
El plasma és un gas en estat dèbilment ionitzat format per una descàrrega brillant de gas gravat sota l'acció d'un camp electromagnètic extern (com el generat per una font d'alimentació de radiofreqüència). Inclou electrons, ions i partícules actives neutres. Entre elles, les partícules actives poden reaccionar directament químicament amb el material gravat per aconseguir el gravat, però aquesta reacció química pura normalment només es produeix en un nombre molt reduït de materials i no és direccional; quan els ions tenen una certa energia, es poden gravar mitjançant sputtering físic directe, però la velocitat de gravat d'aquesta reacció física pura és extremadament baixa i la selectivitat és molt baixa.
La majoria del gravat amb plasma es completa amb la participació de partícules actives i ions al mateix temps. En aquest procés, el bombardeig iònic té dues funcions. Un és destruir els enllaços atòmics a la superfície del material gravat, augmentant així la velocitat a la qual les partícules neutres reaccionen amb ell; l'altra és eliminar els productes de reacció dipositats a la interfície de reacció per facilitar que l'atacant estigui en contacte completament amb la superfície del material gravat, de manera que el gravat continuï.
Els productes de reacció dipositats a les parets laterals de l'estructura gravada no es poden eliminar eficaçment mitjançant el bombardeig iònic direccional, bloquejant així el gravat de les parets laterals i formant un gravat anisotròpic.
Segon procés de gravat
2.1 Gravat humit i neteja
El gravat humit és una de les primeres tecnologies utilitzades en la fabricació de circuits integrats. Tot i que la majoria dels processos de gravat humit s'han substituït per gravat en sec anisotròpic a causa del seu gravat isotròpic, encara juga un paper important en la neteja de capes no crítiques de mides més grans. Especialment en el gravat de residus d'eliminació d'òxids i el decapament epidèrmic, és més eficaç i econòmic que el gravat en sec.
Els objectes de gravat humit inclouen principalment òxid de silici, nitrur de silici, silici monocristal·lí i silici policristalí. El gravat humit de l'òxid de silici utilitza normalment l'àcid fluorhídric (HF) com a portador químic principal. Per tal de millorar la selectivitat, en el procés s'utilitza àcid fluorhídric diluït tamponat amb fluorur d'amoni. Per mantenir l'estabilitat del valor del pH, es pot afegir una petita quantitat d'àcid fort o altres elements. L'òxid de silici dopat es corroeix més fàcilment que l'òxid de silici pur. El decapament químic humit s'utilitza principalment per eliminar el fotoresistent i la màscara dura (nitrur de silici). L'àcid fosfòric calent (H3PO4) és el principal líquid químic utilitzat per a l'eliminació del nitrur de silici i té una bona selectivitat per a l'òxid de silici.
La neteja humida és similar al gravat humit i elimina principalment els contaminants de la superfície de les hòsties de silici mitjançant reaccions químiques, incloses partícules, matèria orgànica, metalls i òxids. La neteja humida principal és el mètode químic humit. Tot i que la neteja en sec pot substituir molts mètodes de neteja en humit, no hi ha cap mètode que pugui substituir completament la neteja en humit.
Els productes químics que s'utilitzen habitualment per a la neteja humida inclouen àcid sulfúric, àcid clorhídric, àcid fluorhídric, àcid fosfòric, peròxid d'hidrogen, hidròxid d'amoni, fluorur d'amoni, etc. En aplicacions pràctiques, un o més productes químics es barregen amb aigua desionitzada en una determinada proporció segons sigui necessari per formar una solució de neteja, com SC1, SC2, DHF, BHF, etc.
La neteja s'utilitza sovint en el procés abans de la deposició de la pel·lícula d'òxid, perquè la preparació de la pel·lícula d'òxid s'ha de dur a terme sobre una superfície d'hòstia de silici absolutament neta. El procés comú de neteja de les hòsties de silici és el següent:
2.2 Gravat en sec and Neteja
2.2.1 Gravat en sec
El gravat en sec a la indústria es refereix principalment al gravat per plasma, que utilitza plasma amb una activitat millorada per gravar substàncies específiques. El sistema d'equips en processos de producció a gran escala utilitza plasma no equilibrat a baixa temperatura.
El gravat de plasma utilitza principalment dos modes de descàrrega: descàrrega acoblada capacitiva i descàrrega acoblada inductiva.
En el mode de descàrrega acoblada capacitivament: el plasma es genera i es manté en dos condensadors de plaques paral·leles mitjançant una font d'alimentació externa de radiofreqüència (RF). La pressió del gas sol ser de diversos militorr a desenes de militorr i la taxa d'ionització és inferior a 10-5. En el mode de descàrrega acoblada inductivament: generalment a una pressió de gas més baixa (desenes de militorr), el plasma es genera i es manté per energia d'entrada acoblada inductivament. La taxa d'ionització sol ser superior a 10-5, per la qual cosa també s'anomena plasma d'alta densitat. També es poden obtenir fonts de plasma d'alta densitat mitjançant la ressonància de ciclotró electrònic i la descàrrega d'ones de ciclotró. El plasma d'alta densitat pot optimitzar la taxa de gravat i la selectivitat del procés de gravat alhora que redueix el dany al gravat controlant de manera independent el flux d'ions i l'energia del bombardeig d'ions mitjançant una font d'alimentació externa de RF o microones i una font d'alimentació de polarització de RF al substrat.
El procés de gravat en sec és el següent: el gas de gravat s'injecta a la cambra de reacció al buit i, després que la pressió a la cambra de reacció s'estabilitzi, el plasma es genera mitjançant una descàrrega brillant de radiofreqüència; després de ser impactat per electrons d'alta velocitat, es descompon per produir radicals lliures, que es difonen a la superfície del substrat i s'adsorbeixen. Sota l'acció del bombardeig iònic, els radicals lliures adsorbits reaccionen amb àtoms o molècules de la superfície del substrat per formar subproductes gasosos, que es descarreguen de la cambra de reacció. El procés es mostra a la figura següent:
Els processos de gravat en sec es poden dividir en les quatre categories següents:
(1)Gravat físic per pulverització: es basa principalment en els ions energètics del plasma per bombardejar la superfície del material gravat. El nombre d'àtoms brollats depèn de l'energia i l'angle de les partícules incidents. Quan l'energia i l'angle es mantenen sense canvis, la velocitat de pulverització dels diferents materials sol difereix només de 2 a 3 vegades, de manera que no hi ha selectivitat. El procés de reacció és principalment anisòtrop.
(2)Gravat químic: El plasma proporciona àtoms i molècules de gravat en fase gasosa, que reaccionen químicament amb la superfície del material per produir gasos volàtils. Aquesta reacció purament química té una bona selectivitat i presenta característiques isòtropes sense tenir en compte l'estructura de la xarxa.
Per exemple: Si (sòlid) + 4F → SiF4 (gasós), fotoresist + O (gasós) → CO2 (gasós) + H2O (gasós)
(3)Gravat impulsat per energia iònica: Els ions són partícules que provoquen l'aiguafort i partícules que transporten energia. L'eficiència de gravat d'aquestes partícules que transporten energia és més d'un ordre de magnitud superior a la del gravat físic o químic simple. Entre ells, l'optimització dels paràmetres físics i químics del procés és el nucli del control del procés de gravat.
(4)Gravat compost de barrera iònica: Es refereix principalment a la generació d'una capa protectora de barrera de polímer mitjançant partícules compostes durant el procés de gravat. El plasma requereix aquesta capa protectora per evitar la reacció de gravat de les parets laterals durant el procés de gravat. Per exemple, l'addició de C al gravat de Cl i Cl2 pot produir una capa de compost de clorocarboni durant el gravat per protegir les parets laterals de ser gravades.
2.2.1 Tintoreria en sec
La neteja en sec es refereix principalment a la neteja de plasma. Els ions del plasma s'utilitzen per bombardejar la superfície a netejar, i els àtoms i molècules en estat activat interaccionen amb la superfície a netejar, per eliminar i cendres el fotoresist. A diferència del gravat en sec, els paràmetres del procés de neteja en sec normalment no inclouen selectivitat direccional, de manera que el disseny del procés és relativament senzill. En els processos de producció a gran escala, els gasos a base de fluor, l'oxigen o l'hidrogen s'utilitzen principalment com a cos principal del plasma de reacció. A més, afegir una certa quantitat de plasma d'argó pot millorar l'efecte de bombardeig iònic, millorant així l'eficiència de la neteja.
En el procés de neteja en sec de plasma, s'acostuma a utilitzar el mètode de plasma remot. Això es deu al fet que en el procés de neteja, s'espera reduir l'efecte de bombardeig dels ions al plasma per controlar els danys causats pel bombardeig iònic; i la reacció millorada dels radicals lliures químics pot millorar l'eficiència de la neteja. El plasma remot pot utilitzar microones per generar un plasma estable i d'alta densitat fora de la cambra de reacció, generant un gran nombre de radicals lliures que entren a la cambra de reacció per aconseguir la reacció necessària per a la neteja. La majoria de les fonts de gas de neteja en sec de la indústria utilitzen gasos a base de fluor, com ara NF3, i més del 99% de NF3 es descompon en plasma de microones. Gairebé no hi ha efecte de bombardeig iònic en el procés de neteja en sec, per la qual cosa és beneficiós protegir la hòstia de silici de danys i allargar la vida útil de la cambra de reacció.
Tres equips de neteja i gravat humit
3.1 Màquina de neteja d'hòsties tipus dipòsit
La màquina de neteja d'hòsties de tipus abeurador es compon principalment d'un mòdul de transmissió de caixa de transferència d'hòsties d'obertura frontal, un mòdul de transmissió de càrrega/descàrrega d'hòsties, un mòdul d'entrada d'aire d'escapament, un mòdul de dipòsit de líquid químic, un mòdul de dipòsit d'aigua desionitzada, un dipòsit d'assecat. mòdul i un mòdul de control. Pot netejar diverses caixes d'hòsties al mateix temps i pot aconseguir l'assecat i l'assecat de les hòsties.
3.2 Gravadora d'hòsties de trinxera
3.3 Equips de processament humit d'hòstia única
Segons diferents propòsits del procés, els equips de procés humit d'hòstia única es poden dividir en tres categories. La primera categoria són els equips de neteja d'hòsties individuals, els objectius de neteja dels quals inclouen partícules, matèria orgànica, capa d'òxid natural, impureses metàl·liques i altres contaminants; la segona categoria és l'equip de fregat d'hòsties simples, la finalitat principal del procés és eliminar les partícules de la superfície de l'hòstia; la tercera categoria és l'equip de gravat d'hòsties individuals, que s'utilitza principalment per eliminar pel·lícules primes. Segons diferents propòsits del procés, els equips de gravat d'hòsties individuals es poden dividir en dos tipus. El primer tipus és un equip de gravat suau, que s'utilitza principalment per eliminar les capes de dany de la pel·lícula superficial causades per la implantació d'ions d'alta energia; el segon tipus és l'equip d'eliminació de capes de sacrifici, que s'utilitza principalment per eliminar les capes de barrera després de l'aprimament de les hòsties o el poliment mecànic químic.
Des de la perspectiva de l'arquitectura general de la màquina, l'arquitectura bàsica de tots els tipus d'equips de procés humit d'una sola hòstia és similar, que consta generalment de sis parts: marc principal, sistema de transferència d'hòsties, mòdul de cambra, mòdul de subministrament i transferència de líquids químics, sistema de programari. i mòdul de control electrònic.
3.4 Equips de neteja d'hòsties individuals
L'equip de neteja d'hòsties individuals està dissenyat segons el mètode de neteja tradicional RCA, i el seu propòsit del procés és netejar partícules, matèria orgànica, capa d'òxid natural, impureses metàl·liques i altres contaminants. Pel que fa a l'aplicació de processos, l'equip de neteja d'hòsties individuals s'utilitza actualment àmpliament en els processos frontals i posteriors de fabricació de circuits integrats, incloent neteja abans i després de la formació de pel·lícules, neteja després de gravat amb plasma, neteja després de la implantació d'ions, neteja després de productes químics. polit mecànic i neteja després de la deposició de metalls. Excepte el procés d'àcid fosfòric d'alta temperatura, els equips de neteja d'hòsties individuals són bàsicament compatibles amb tots els processos de neteja.
3.5 Equip de gravat d'hòsties individuals
L'objectiu del procés dels equips de gravat d'hòsties individuals és principalment el gravat de pel·lícula fina. Segons el propòsit del procés, es pot dividir en dues categories, a saber, equips de gravat lleuger (utilitzat per eliminar la capa de dany de la pel·lícula superficial causada per la implantació d'ions d'alta energia) i equips d'eliminació de capa de sacrifici (utilitzats per eliminar la capa de barrera després de l'hòstia). dilució o poliment mecànic químic). Els materials que s'han d'eliminar en el procés inclouen generalment silici, òxid de silici, nitrur de silici i capes de pel·lícula metàl·lica.
Quatre equips de neteja i gravat en sec
4.1 Classificació dels equips de gravat per plasma
A més de l'equip de gravat d'iònics que s'apropa a la reacció física pura i l'equip de desgomat que és proper a la reacció química pura, el gravat amb plasma es pot dividir aproximadament en dues categories segons les diferents tecnologies de generació i control de plasma:
-Gravat de plasma acoblat capacitivament (CCP);
- Gravat de plasma acoblat inductiu (ICP).
4.1.1 CCP
El gravat de plasma acoblat capacitivament consisteix a connectar la font d'alimentació de radiofreqüència a un o ambdós elèctrodes superior i inferior de la cambra de reacció, i el plasma entre les dues plaques forma un condensador en un circuit equivalent simplificat.
Hi ha dues tecnologies d'aquest tipus més primerenques:
Un és el gravat de plasma primerenc, que connecta la font d'alimentació de RF a l'elèctrode superior i l'elèctrode inferior on es troba l'hòstia està connectat a terra. Com que el plasma generat d'aquesta manera no formarà una funda iònica prou gruixuda a la superfície de l'hòstia, l'energia del bombardeig iònic és baixa i s'utilitza normalment en processos com el gravat de silici que utilitzen partícules actives com a gravador principal.
L'altre és el gravat d'ions reactius primerencs (RIE), que connecta la font d'alimentació de RF a l'elèctrode inferior on es troba l'hòstia i posa a terra l'elèctrode superior amb una àrea més gran. Aquesta tecnologia pot formar una funda iònica més gruixuda, que és adequada per als processos de gravat dielèctric que requereixen una major energia iònica per participar en la reacció. A partir del gravat d'ions reactius primerencs, s'afegeix un camp magnètic de CC perpendicular al camp elèctric de RF per formar la deriva ExB, que pot augmentar la possibilitat de col·lisió d'electrons i partícules de gas, millorant així eficaçment la concentració de plasma i la taxa de gravat. Aquest gravat s'anomena gravat d'ions reactius millorat amb camp magnètic (MERIE).
Les tres tecnologies anteriors tenen un desavantatge comú, és a dir, la concentració de plasma i la seva energia no es poden controlar per separat. Per exemple, per augmentar la velocitat de gravat, es pot utilitzar el mètode d'augment de la potència de RF per augmentar la concentració de plasma, però l'augment de la potència de RF conduirà inevitablement a un augment de l'energia iònica, que causarà danys als dispositius. l'hòstia. En l'última dècada, la tecnologia d'acoblament capacitiu ha adoptat un disseny de múltiples fonts de RF, que es connecten als elèctrodes superior i inferior respectivament o ambdós a l'elèctrode inferior.
En seleccionar i fer coincidir diferents freqüències de RF, l'àrea de l'elèctrode, l'espaiat, els materials i altres paràmetres clau es coordinen entre si, la concentració de plasma i l'energia iònica es poden desacoblar tant com sigui possible.
4.1.2 ICP
El gravat amb plasma acoblat inductiu consisteix a col·locar un o més conjunts de bobines connectades a una font d'alimentació de radiofreqüència a la cambra de reacció o al seu voltant. El camp magnètic altern generat pel corrent de radiofreqüència a la bobina entra a la cambra de reacció a través de la finestra dielèctrica per accelerar els electrons, generant així plasma. En un circuit equivalent simplificat (transformador), la bobina és la inductància del bobinat primari i el plasma és la inductància del bobinat secundari.
Aquest mètode d'acoblament pot aconseguir una concentració de plasma que sigui més d'un ordre de magnitud superior a l'acoblament capacitiu a baixa pressió. A més, la segona font d'alimentació de RF està connectada a la ubicació de l'hòstia com a font d'alimentació de polarització per proporcionar energia de bombardeig iònic. Per tant, la concentració d'ions depèn de la font d'alimentació de la bobina i l'energia d'ions depèn de la font d'alimentació de polarització, aconseguint així un desacoblament més complet de concentració i energia.
4.2 Equips de gravat per plasma
Gairebé tots els gravats en gravat en sec es generen directament o indirectament a partir del plasma, de manera que el gravat en sec sovint s'anomena gravat per plasma. El gravat per plasma és un tipus de gravat per plasma en un sentit ampli. En els dos primers dissenys de reactors de placa plana, un és posar a terra la placa on es troba l'hòstia i l'altra placa està connectada a la font de RF; l'altre és el contrari. En el disseny anterior, l'àrea de la placa posada a terra sol ser més gran que l'àrea de la placa connectada a la font de RF i la pressió del gas al reactor és alta. La funda iònica formada a la superfície de l'hòstia és molt prima i l'hòstia sembla estar "immersa" al plasma. El gravat es completa principalment amb la reacció química entre les partícules actives del plasma i la superfície del material gravat. L'energia del bombardeig iònic és molt petita i la seva participació en el gravat és molt baixa. Aquest disseny s'anomena mode de gravat per plasma. En un altre disseny, com que el grau de participació del bombardeig iònic és relativament gran, s'anomena mode de gravat iònic reactiu.
4.3 Equips de gravat d'ions reactius
El gravat d'ions reactius (RIE) es refereix a un procés de gravat en què les partícules actives i els ions carregats participen en el procés al mateix temps. Entre elles, les partícules actives són principalment partícules neutres (també conegudes com a radicals lliures), amb una concentració elevada (al voltant de l'1% al 10% de la concentració del gas), que són els components principals del gravador. Els productes produïts per la reacció química entre ells i el material gravat es volatilitzen i s'extreuen directament de la cambra de reacció o s'acumulen a la superfície gravada; mentre que els ions carregats es troben a una concentració més baixa (10-4 a 10-3 de la concentració del gas), i són accelerats pel camp elèctric de la funda iònica formada a la superfície de l'hòstia per bombardejar la superfície gravada. Hi ha dues funcions principals de les partícules carregades. Un és destruir l'estructura atòmica del material gravat, accelerant així la velocitat a la qual les partícules actives reaccionen amb ell; l'altra és bombardejar i eliminar els productes de reacció acumulats de manera que el material gravat estigui en contacte total amb les partícules actives, de manera que el gravat continuï.
Com que els ions no participen directament en la reacció de gravat (o representen una proporció molt petita, com ara l'eliminació del bombardeig físic i el gravat químic directe dels ions actius), en sentit estricte, el procés de gravat anterior s'ha d'anomenar gravat assistit per ions. El nom de gravat d'ions reactius no és exacte, però encara s'utilitza avui dia. Els primers equips RIE es van posar en ús a la dècada de 1980. A causa de l'ús d'una única font d'alimentació de RF i un disseny de cambra de reacció relativament senzill, té limitacions en termes de velocitat de gravat, uniformitat i selectivitat.
4.4 Equips de gravat d'ions reactius millorats amb camp magnètic
El dispositiu MERIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching) és un dispositiu de gravat que es construeix afegint un camp magnètic de corrent continu a un dispositiu RIE de panell pla i està pensat per augmentar la velocitat de gravat.
Els equips MERIE es van posar en ús a gran escala a la dècada de 1990, quan els equips de gravat d'hòsties individuals s'havien convertit en l'equip principal de la indústria. El major desavantatge dels equips MERIE és que la distribució espacial no homogènia de la concentració de plasma causada pel camp magnètic provocarà diferències de corrent o tensió en el dispositiu de circuit integrat, causant així danys al dispositiu. Com que aquest dany és causat per la deshomogeneïtat instantània, la rotació del camp magnètic no el pot eliminar. A mesura que la mida dels circuits integrats continua reduint-se, els danys del dispositiu són cada cop més sensibles a la inhomogeneïtat del plasma, i la tecnologia d'augment de la velocitat de gravat mitjançant la millora del camp magnètic s'ha substituït gradualment per la tecnologia de gravat d'ions reactius planars d'alimentació multi-RF, que és a dir, tecnologia de gravat per plasma acoblat capacitivament.
4.5 Equip de gravat per plasma acoblat capacitivament
L'equip de gravat de plasma acoblat capacitivament (CCP) és un dispositiu que genera plasma en una cambra de reacció mitjançant un acoblament capacitiu aplicant una font d'alimentació de radiofreqüència (o CC) a la placa d'elèctrode i s'utilitza per gravar. El seu principi de gravat és similar al dels equips de gravat d'ions reactius.
A continuació es mostra el diagrama esquemàtic simplificat de l'equip de gravat CCP. En general, utilitza dues o tres fonts de RF de diferents freqüències, i algunes també utilitzen fonts d'alimentació de CC. La freqüència de la font d'alimentació de RF és de 800kHz ~ 162MHz, i les més utilitzades són 2MHz, 4MHz, 13MHz, 27MHz, 40MHz i 60MHz. Les fonts d'alimentació de RF amb una freqüència de 2MHz o 4MHz solen anomenar-se fonts de RF de baixa freqüència. Generalment es connecten a l'elèctrode inferior on es troba l'hòstia. Són més efectius per controlar l'energia iònica, per la qual cosa també s'anomenen fonts d'alimentació de biaix; Les fonts d'alimentació de RF amb una freqüència superior a 27 MHz s'anomenen fonts de RF d'alta freqüència. Es poden connectar a l'elèctrode superior o a l'elèctrode inferior. Són més efectius per controlar la concentració de plasma, per la qual cosa també s'anomenen fonts d'alimentació. La font d'alimentació de RF de 13 MHz es troba al mig i, en general, es considera que té les dues funcions anteriors, però són relativament més febles. Tingueu en compte que, tot i que la concentració i l'energia del plasma es poden ajustar dins d'un determinat rang mitjançant la potència de les fonts de RF de diferents freqüències (l'anomenat efecte de desacoblament), a causa de les característiques de l'acoblament capacitiu, no es poden ajustar i controlar de manera completament independent.
La distribució d'energia dels ions té un impacte significatiu en el rendiment detallat del gravat i el dany al dispositiu, de manera que el desenvolupament de tecnologia per optimitzar la distribució d'energia iònica s'ha convertit en un dels punts clau dels equips de gravat avançats. Actualment, les tecnologies que s'han utilitzat amb èxit en la producció inclouen la unitat híbrida multi-RF, la superposició de CC, la RF combinada amb la polarització de pols de CC i la sortida de RF polsada síncrona de la font d'alimentació de biaix i la font d'alimentació.
L'equip de gravat CCP és un dels dos tipus d'equips de gravat per plasma més utilitzats. S'utilitza principalment en el procés de gravat de materials dielèctrics, com ara la paret lateral de la porta i el gravat de màscara dura a l'etapa frontal del procés de xip lògic, gravat de forats de contacte a l'etapa mitjana, mosaic i gravat de coixinets d'alumini a l'escenari posterior, així com gravat de rases profundes, forats profunds i forats de contacte del cablejat en el procés de xip de memòria flash 3D (prenent com a exemple l'estructura de nitrur de silici/òxid de silici).
Hi ha dos reptes principals i direccions de millora als quals s'enfronten els equips de gravat CCP. En primer lloc, en l'aplicació d'una energia iònica extremadament alta, la capacitat de gravat d'estructures d'alta relació d'aspecte (com ara el gravat de forats i ranures de la memòria flash 3D requereix una proporció superior a 50:1). El mètode actual per augmentar la potència de polarització per augmentar l'energia iònica ha utilitzat fonts d'alimentació de RF de fins a 10.000 watts. Atesa la gran quantitat de calor generada, la tecnologia de refrigeració i control de temperatura de la cambra de reacció s'ha de millorar contínuament. En segon lloc, cal que hi hagi un avenç en el desenvolupament de nous gasos de gravat per resoldre fonamentalment el problema de la capacitat de gravat.
4.6 Equip de gravat de plasma acoblat inductiu
L'equip de gravat de plasma acoblat inductiu (ICP) és un dispositiu que acobla l'energia d'una font d'energia de radiofreqüència en una cambra de reacció en forma de camp magnètic mitjançant una bobina inductora, generant així plasma per gravar. El seu principi de gravat també pertany al gravat d'ions reactius generalitzat.
Hi ha dos tipus principals de dissenys de fonts de plasma per a equips de gravat ICP. Una és la tecnologia de plasma acoblat per transformador (TCP) desenvolupada i produïda per Lam Research. La seva bobina inductora es col·loca al pla de la finestra dielèctrica per sobre de la cambra de reacció. El senyal de RF de 13,56 MHz genera un camp magnètic altern a la bobina que és perpendicular a la finestra dielèctrica i divergeix radialment amb l'eix de la bobina com a centre.
El camp magnètic entra a la cambra de reacció a través de la finestra dielèctrica i el camp magnètic altern genera un camp elèctric altern paral·lel a la finestra dielèctrica de la cambra de reacció, aconseguint així la dissociació del gas de gravat i generant plasma. Com que aquest principi es pot entendre com un transformador amb una bobina inductora com a bobinat primari i el plasma a la cambra de reacció com a bobinatge secundari, el gravat ICP rep el nom d'això.
El principal avantatge de la tecnologia TCP és que l'estructura és fàcil d'escalar. Per exemple, des d'una hòstia de 200 mm fins a una hòstia de 300 mm, TCP pot mantenir el mateix efecte de gravat simplement augmentant la mida de la bobina.
Un altre disseny de font de plasma és la tecnologia de font de plasma desacoblada (DPS) desenvolupada i produïda per Applied Materials, Inc. dels Estats Units. La seva bobina inductora està enrotllada tridimensionalment sobre una finestra dielèctrica hemisfèrica. El principi de generació de plasma és similar a la tecnologia TCP esmentada anteriorment, però l'eficiència de dissociació de gasos és relativament alta, la qual cosa afavoreix l'obtenció d'una concentració de plasma més alta.
Com que l'eficiència de l'acoblament inductiu per generar plasma és superior a la de l'acoblament capacitiu, i el plasma es genera principalment a la zona propera a la finestra dielèctrica, la seva concentració de plasma està determinada bàsicament per la potència de la font d'alimentació connectada a l'inductor. bobina, i l'energia iònica a la funda iònica a la superfície de l'hòstia està determinada bàsicament per la potència de la font d'alimentació de polarització, de manera que la concentració i l'energia dels ions es poden controlar de manera independent, aconseguint així desacoblament.
L'equip de gravat ICP és un dels dos tipus d'equips de gravat per plasma més utilitzats. S'utilitza principalment per gravar rases de silici poc profundes, germani (Ge), estructures de portes de polisilici, estructures de portes metàl·liques, silici tensat (Strained-Si), cables metàl·lics, coixinets metàl·lics (Pads), màscares dures de metall de gravat de mosaic i múltiples processos en tecnologia d'imatge múltiple.
A més, amb l'augment dels circuits integrats tridimensionals, sensors d'imatge CMOS i sistemes microelectromecànics (MEMS), així com el ràpid augment de l'aplicació de vias de silici (TSV), forats oblics de gran mida i Gravat de silici profund amb diferents morfologies, molts fabricants han llançat equips de gravat desenvolupats específicament per a aquestes aplicacions. Les seves característiques són una gran profunditat de gravat (desenes o fins i tot centenars de micres), de manera que funciona principalment en condicions de gran flux de gas, alta pressió i alta potència.
———————————————————————————————————————————————————— ————————————-
Semicera pot proporcionarpeces de grafit, feltre suau/rígid, peces de carbur de silici, Peces de carbur de silici CVD, iPeces recobertes de SiC/TaCamb en 30 dies.
Si esteu interessats en els productes semiconductors anteriors,si us plau, no dubteu a posar-vos en contacte amb nosaltres per primera vegada.
Tel: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Hora de publicació: 31-agost-2024