One Introduction
Интегралдык микросхемалардын өндүрүш процессинде оюу төмөнкүдөй бөлүнөт:
- нымдуу оюу;
- Кургак оюу.
Алгачкы күндөрдө нымдуу оюу кеңири колдонулган, бирок сызыктын туурасын көзөмөлдөө жана оюу багыттуулугунун чектелүүсүнөн улам, 3μmден кийинки процесстердин көбү кургак оюпту колдонушат. Нымдуу оюу белгилүү бир атайын материалдык катмарларды жана калдыктарды тазалоо үчүн гана колдонулат.
Кургак оюу деп, вафлидеги материалдар менен реакцияга кирүү үчүн газ түрүндөгү химиялык лактарды колдонуу процессин билдирет, ал материалдын бөлүгүн алып салуу жана учуучу реакция продуктыларын түзүү, андан кийин реакция камерасынан чыгарылат. Этчант, адатта, плазмадан түз же кыйыр түрдө түзүлөт, ошондуктан кургак оюу плазмадан оюу деп да аталат.
1.1 Плазма
Плазма – тышкы электромагниттик талаанын (мисалы, радио жыштыктын электр булагы тарабынан пайда болгон) таасири астында стихрондук газдын жаркыраган разрядынан пайда болгон начар иондоштурулган абалдагы газ. Ага электрондор, иондор жана нейтралдуу активдүү бөлүкчөлөр кирет. Алардын арасында активдүү бөлүкчөлөр оюп түшүрүлгөн материал менен түздөн-түз химиялык реакцияга кире алат, бирок бул таза химиялык реакция адатта өтө аз сандагы материалдарда пайда болот жана багыттуу эмес; иондор белгилүү бир энергияга ээ болгондо, алар түздөн-түз физикалык чачыратуу менен ойрондолуп кетиши мүмкүн, бирок бул таза физикалык реакциянын оюу ылдамдыгы өтө төмөн жана селективдүүлүк өтө начар.
Көпчүлүк плазма оюу бир эле учурда активдүү бөлүкчөлөрдүн жана иондордун катышуусу менен аяктайт. Бул процессте иондук бомбалоонун эки милдети бар. Алардын бири - чийилген материалдын бетиндеги атомдук байланыштарды жок кылуу, ошону менен нейтралдуу бөлүкчөлөр аны менен реакция кылуу ылдамдыгын жогорулатуу; экинчиси – стихияны улантуу үчүн, стихранттын чийилген материалдын бетине толук тийүүсүн жеңилдетүү үчүн реакциянын интерфейсине жайгаштырылган реакция продуктуларын өчүрүү.
Оюлган конструкциянын капталдарына жайгаштырылган реакция продуктуларын багыттуу иондук бомбалоо менен эффективдүү алып салуу мүмкүн эмес, ошону менен капталдардын оюп кетишине бөгөт коюлуп, анизотроптук оюу пайда болот.
Экинчи сүртүү процесси
2.1 Нымдуу оюу жана тазалоо
Нымдуу оюу интегралдык микросхемаларды өндүрүүдө колдонулган эң алгачкы технологиялардын бири. Көпчүлүк нымдуу оюу процесстери изотроптук оюудан улам анизотроптук кургак оюу менен алмаштырылганына карабастан, ал дагы эле чоңураак өлчөмдөгү критикалык эмес катмарларды тазалоодо маанилүү ролду ойнойт. Айрыкча кычкылдан арылтуу калдыктарын жана эпидермисти тазалоодо кургак оюуга караганда эффективдүү жана үнөмдүү.
Нымдуу оюу объектилерине негизинен кремний оксиди, кремний нитриди, монокристалл кремний жана поликристалл кремний кирет. Кремний кычкылынын нымдуу оюу, адатта, негизги химиялык алып жүрүүчү катары гидрофтор кислотасын (HF) колдонот. Селективдүүлүктү жакшыртуу үчүн процессте аммоний фториди менен буферленген суюлтулган фтор кислотасы колдонулат. рН маанисинин туруктуулугун сактоо үчүн, аз өлчөмдөгү күчтүү кислота же башка элементтерди кошууга болот. Легиленген кремний оксиди таза кремний оксидине караганда оңой коррозияга учурайт. Нымдуу химиялык тазалоо негизинен фоторезистти жана катуу масканы (кремний нитриди) алып салуу үчүн колдонулат. Ысык фосфор кислотасы (H3PO4) кремний нитридин алып салуу үчүн нымдуу химиялык тазалоо үчүн колдонулган негизги химиялык суюктук болуп саналат жана кремний кычкылы үчүн жакшы тандоого ээ.
Нымдуу тазалоо нымдуу оюуга окшош жана негизинен кремний пластинкаларынын бетиндеги булгоочу заттарды, анын ичинде бөлүкчөлөрдү, органикалык заттарды, металлдарды жана оксиддерди химиялык реакциялар аркылуу жок кылат. Негизги нымдуу тазалоо нымдуу химиялык ыкма болуп саналат. Кургак тазалоо көптөгөн нымдуу тазалоо ыкмаларын алмаштырса да, нымдуу тазалоону толук алмаштыра турган ыкма жок.
Көбүнчө нымдуу тазалоо үчүн колдонулган химиялык заттарга күкүрт кислотасы, туз кислотасы, фтор кислотасы, фосфор кислотасы, суутектин перекиси, аммоний гидроксиди, аммоний фториди ж.б. кирет. Практикалык колдонууда бир же бир нече химиялык заттар деионизацияланган суу менен зарыл болгон белгилүү бир пропорцияда аралаштырылат. тазалоочу эритмени түзөт, мисалы, SC1, SC2, DHF, BHF ж.б.
Тазалоо көбүнчө оксид пленкасын түшүрүү процессинде колдонулат, анткени оксид пленкасын даярдоо таптакыр таза кремний пластинкасынын бетинде жүргүзүлүшү керек. Жалпы кремний пластинаны тазалоо процесси төмөнкүдөй:
2.2 Кургак оюу анд Тазалоо
2.2.1 Кургак оюу
Өнөр жайдагы кургак оюу, негизинен, белгилүү бир заттарды иштетүү үчүн күчөтүлгөн активдүүлүгү бар плазманы колдоно турган плазмалык офортко тиешелүү. Ири масштабдуу өндүрүш процесстеринде жабдуулар системасы төмөнкү температурадагы тең салмактуу эмес плазманы колдонот.
Плазмалык оюу негизинен эки разряд режимин колдонот: сыйымдуулук менен байланышкан разряд жана индуктивдүү кош разряд
Сыймыктуулук менен бириктирилген разряд режиминде: плазма эки параллелдүү пластиналык конденсаторлордо тышкы радио жыштык (RF) электр булагы аркылуу түзүлөт жана сакталат. Газдын басымы адатта бир нече миллиторрдон ондогон миллиторлорго чейин, ал эми иондошуу ылдамдыгы 10-5тен аз. Индуктивдүү кошулган разряд режиминде: көбүнчө төмөнкү газ басымында (ондогон миллиторр) плазма индуктивдүү кошулган кириш энергиясы менен түзүлөт жана сакталат. Иондошуу ылдамдыгы адатта 10-5тен жогору, ошондуктан ал жогорку тыгыздыктагы плазма деп да аталат. Жогорку тыгыздыктагы плазма булактарын электрондук циклотрондук резонанс жана циклотрон толкунунун разряды аркылуу да алууга болот. Жогорку тыгыздыктагы плазма ион агымын жана иондук бомбалоо энергиясын тышкы RF же микротолкундуу электр энергиясы жана субстраттагы RF кыйшаюучу электр булагы аркылуу өз алдынча башкаруу аркылуу офорттун зыянын азайтып, оюу процессинин тандоо ылдамдыгын жана селективдүүлүгүн оптималдаштыра алат.
Кургак оюу процесси төмөндөгүдөй болот: вакуумдук реакция камерасына офорттук газ куюлат жана реакция камерасындагы басым стабилдештирилгенден кийин плазма радиожыштыктын жаркыраган разрядынан пайда болот; жогорку ылдамдыктагы электрондор менен таасир эткенден кийин, ал субстраттын бетине таралып, адсорбцияланган эркин радикалдарды пайда кылуу үчүн ажырайт. Иондук бомбалоонун таасири астында адсорбцияланган эркин радикалдар субстраттын бетиндеги атомдор же молекулалар менен реакцияга кирип, реакция камерасынан чыгарылып, газ түрүндөгү кошумча продуктуларды пайда кылат. Процесс төмөнкү сүрөттө көрсөтүлгөн:
Кургак оюу жараяндарды төмөнкү төрт категорияга бөлүүгө болот:
(1)Физикалык чачыратуу: Оюлган материалдын бетин бомбалоо үчүн негизинен плазмадагы энергетикалык иондорго таянат. Чачылган атомдордун саны түшкөн бөлүкчөлөрдүн энергиясына жана бурчка жараша болот. Энергия жана бурч өзгөрүүсүз калганда, ар кандай материалдардын чачыратуу ылдамдыгы, адатта, 2-3 эсеге гана айырмаланат, ошондуктан эч кандай тандоо болбойт. Реакция процесси негизинен анизотроптук.
(2)Химиялык оюу: Плазма учуучу газдарды пайда кылуу үчүн материалдын бети менен химиялык реакцияга кирип, газ фазалуу откоргон атомдорду жана молекулаларды камсыз кылат. Бул таза химиялык реакция жакшы селективдүүлүккө ээ жана тор түзүмүн эске албаганда изотроптук мүнөздөмөлөрдү көрсөтөт.
Мисалы: Si (катуу) + 4F → SiF4 (газ түрүндөгү), фоторезист + O (газ түрүндөгү) → CO2 (газ түрүндөгү) + H2O (газ түрүндөгү)
(3)Иондук энергия менен иштетилген оюу: Иондор эки бөлүкчөлөр болуп, стихияны пайда кылуучу жана энергия алып жүрүүчү бөлүкчөлөр болуп саналат. Мындай энергия алып жүрүүчү бөлүкчөлөрдүн эффекттүүлүгү жөнөкөй физикалык же химиялык оюуларга караганда бир нече ирет жогору. Алардын арасында процесстин физикалык жана химиялык параметрлерин оптималдаштыруу офорт процессин башкаруунун өзөгүн түзөт.
(4)Иондук-тоскоолдук композиттик оюу: Бул негизинен оюу процессинде композиттик бөлүкчөлөр тарабынан полимердик тосмо коргоочу катмардын жаралышын билдирет. Плазмага оюу процессинде капталдардын оюу реакциясын болтурбоо үчүн ушундай коргоочу катмар керек. Мисалы, Cl жана Cl2 оюгуна C кошуу, капталдарды оюп кетүүдөн коргоо үчүн оюу учурунда хлоркарбон кошулма катмарын пайда кылышы мүмкүн.
2.2.1 Кургак тазалоо
Кургак тазалоо негизинен плазмалык тазалоону билдирет. Плазмадагы иондор тазалана турган бетти бомбалоо үчүн колдонулат жана активдештирилген абалдагы атомдор жана молекулалар тазалана турган бет менен өз ара аракеттенип, фоторезистти жок кылып, күлгө айлантат. Кургак оюудан айырмаланып, кургак тазалоонун процессинин параметрлери адатта багыттуу тандоону камтыбайт, ошондуктан процесстин дизайны салыштырмалуу жөнөкөй. Ири масштабдуу өндүрүш процесстеринде реакция плазмасынын негизги бөлүгү катары негизинен фтор негизиндеги газдар, кычкылтек же суутек колдонулат. Мындан тышкары, аргон плазмасынын белгилүү бир суммасын кошуу иондук бомбалоонун таасирин күчөтүп, тазалоонун натыйжалуулугун жогорулатат.
Плазмалык кургак тазалоо процессинде, адатта, алыскы плазма ыкмасы колдонулат. Себеби тазалоо процессинде иондук бомбалоодон келип чыккан зыянды көзөмөлдөө үчүн плазмадагы иондордун бомбалоочу таасирин азайтуу үмүтү бар; жана химиялык эркин радикалдардын күчөтүлгөн реакциясы тазалоонун натыйжалуулугун жогорулата алат. Алыскы плазма микротолкундарды колдонуп, реакция камерасынын сыртында туруктуу жана жогорку тыгыздыктагы плазманы жаратып, тазалоо үчүн керектүү реакцияга жетүү үчүн реакция камерасына кирген көп сандагы эркин радикалдарды жаратат. Өнөр жайдагы кургак тазалоочу газ булактарынын көбү NF3 сыяктуу фтор негизиндеги газдарды колдонушат жана NF3 99% дан ашыгы микротолкундуу плазмада ажырайт. Кургак тазалоо процессинде дээрлик эч кандай иондук бомбалоо эффектиси жок, ошондуктан кремний пластинасын зыяндан коргоо жана реакция камерасынын иштөө мөөнөтүн узартуу пайдалуу.
Үч нымдуу оюу жана тазалоочу жабдуулар
3.1 Танк тибиндеги вафли тазалоочу машина
Нан тибиндеги пластинаны тазалоочу машина негизинен алдыңкы ачылуучу вафли өткөргүч кутусунун өткөргүч модулунан, пластинка жүктөө/түшүрүүчү өткөргүч модулунан, абаны чыгаруучу модулдан, химиялык суюктуктун резервуарынан, деионизацияланган суу резервуарынан, кургатуучу резервуардан турат. модулу жана башкаруу модулу. Ал бир эле учурда бир нече кутуча вафлилерди тазалай алат жана вафлилерди кургатуу жана кургатууга жетише алат.
3.2 Траншей вафери
3.3 Жалгыз вафли нымдуу кайра иштетүүчү жабдуулар
ар кандай жараян максаттарына ылайык, бир Wafer нымдуу технологиялык жабдуулар үч категорияга бөлүүгө болот. Биринчи категорияга тазалоочу бөлүкчөлөр, органикалык заттар, табигый кычкыл катмары, металл аралашмалары жана башка булгоочу заттар кирет, бир пластинаны тазалоочу жабдуулар; экинчи категория - бир гана пластинаны тазалоочу жабдуулар, анын негизги процессинин максаты пластинанын бетиндеги бөлүкчөлөрдү жок кылуу болуп саналат; үчүнчү категория - бул негизинен жука пленкаларды алып салуу үчүн колдонулган жалгыз пластиналык оюу жабдуулары. ар кандай жараян максаттарына ылайык, бир Wafer оюу жабдуулар эки түргө бөлүүгө болот. Биринчи түрү, негизинен, жогорку энергия ион имплантация менен шартталган беттик пленка зыян катмарларын алып салуу үчүн колдонулат жумшак жабындык болуп саналат; экинчи түрү - курмандык катмарын жок кылуучу жабдуулар, ал негизинен пластинкаларды жукартуудан же химиялык механикалык жылмалоодон кийин тосмо катмарларды алып салуу үчүн колдонулат.
Жалпы машина архитектурасынын көз карашынан алганда, бир пластинкалуу нымдуу технологиялык жабдуулардын бардык түрлөрүнүн негизги архитектурасы окшош, ал жалпысынан алты бөлүктөн турат: негизги кадр, вафельди өткөрүү системасы, камера модулу, химиялык суюктук менен камсыздоо жана өткөрүү модулу, программалык камсыздоо системасы жана электрондук башкаруу модулу.
3.4 Жалгыз вафли тазалоочу жабдуулар
Жалгыз пластинаны тазалоочу жабдуу салттуу RCA тазалоо ыкмасынын негизинде иштелип чыккан жана анын процессинин максаты бөлүкчөлөрдү, органикалык заттарды, табигый кычкыл катмарын, металл аралашмаларын жана башка булгоочу заттарды тазалоо. Процессти колдонуу жагынан, бирдиктүү пластинаны тазалоочу жабдуулар азыркы учурда интегралдык микросхемалардын өндүрүшүнүн алдыңкы жана арткы процесстеринде кеңири колдонулат, анын ичинде пленканы түзүүгө чейин жана андан кийин тазалоо, плазманы иштетүүдөн кийин тазалоо, ион имплантациясынан кийин тазалоо, химиялык тазалоодон кийин тазалоо. механикалык жылтыратуу, жана металл түшүрүлгөндөн кийин тазалоо. Жогорку температурадагы фосфор кислотасынын процессинен тышкары, жалгыз вафли тазалоочу жабдуулар бардык тазалоо процесстерине шайкеш келет.
3.5 Жалгыз пластинкалуу оюу жабдыгы
Жалгыз пластиналык оюу жабдууларынын процессинин максаты - негизинен жука пленкадан оюу. Процесстин максатына ылайык, аны эки категорияга бөлүүгө болот, атап айтканда, жеңил оюу жабдуулары (жогорку энергиялуу иондук имплантациядан улам пайда болгон беттик пленка зыян катмарын алып салуу үчүн колдонулат) жана курмандык катмарын алып салуу жабдуулары (вафлиден кийин тоскоолдук катмарын алып салуу үчүн колдонулат) суюлтуу же химиялык механикалык жылмалоо). Процесстин жүрүшүндө алынып салынышы керек болгон материалдарга негизинен кремний, кремний кычкылы, кремний нитриди жана металл пленка катмарлары кирет.
Төрт кургак оюу жана тазалоочу жабдуулар
4.1 Плазмалык оюу жабдууларынын классификациясы
Таза физикалык реакцияга жана таза химиялык реакцияга жакын ионду чачыратуу жабдыктарынан тышкары, плазманы иштетүүнү ар кандай плазманы түзүү жана башкаруу технологияларына ылайык эки категорияга бөлүүгө болот:
-Capacitively Coupled Plasma (CCP) ою;
-Индуктивдүү кошулган плазма (ICP) ою.
4.1.1 CCP
Capacitively coupled плазма оюу радио жыштык электр менен жабдууну реакция камерасындагы жогорку жана төмөнкү электроддордун бирине же экөөнө тең туташтыруу болуп саналат жана эки плитанын ортосундагы плазма жөнөкөйлөштүрүлгөн эквиваленттүү схемада конденсаторду түзөт.
Мындай эң алгачкы эки технология бар:
Алардын бири RF электр менен жабдууну жогорку электрод менен байланыштырган алгачкы плазма оюу болуп саналат жана пластинка жайгашкан төмөнкү электрод жерге туташтырылган. Мындай жол менен пайда болгон плазма пластинанын бетинде жетишерлик калың иондук кабык түзбөй тургандыктан, иондук бомбалоонун энергиясы аз жана ал көбүнчө кремнийди иштетүү сыяктуу процесстерде колдонулат, ал активдүү бөлүкчөлөр негизги стимул катары колдонулат.
Экинчиси - эрте реактивдүү иондук оюу (RIE), ал RF электр менен жабдууну пластинка жайгашкан төмөнкү электрод менен байланыштырат жана жогорку электродду чоңураак аймак менен негиздейт. Бул технология реакцияга катышуу үчүн жогорку иондук энергияны талап кылган диэлектрдик оюу процесстери үчүн ылайыктуу, жоон ион кабыгын түзө алат. Эрте реактивдүү иондук чиркөөнүн негизинде RF электр талаасына перпендикуляр DC магнит талаасы кошулуп, ExB дрейфин пайда кылат, ал электрондордун жана газ бөлүкчөлөрүнүн кагылышуу мүмкүнчүлүгүн жогорулатат, ошону менен плазманын концентрациясын жана оюу ылдамдыгын эффективдүү жакшыртат. Бул оюу магниттик талаанын күчөтүлгөн реактивдүү иондук ою (MERIE) деп аталат.
Жогорудагы үч технологиянын жалпы кемчилиги бар, башкача айтканда, плазманын концентрациясын жана анын энергиясын өзүнчө башкаруу мүмкүн эмес. Мисалы, разряддын ылдамдыгын жогорулатуу үчүн плазманын концентрациясын жогорулатуу үчүн RF кубаттуулугун жогорулатуу ыкмасын колдонсо болот, бирок RF кубаттуулугун жогорулатуу сөзсүз түрдө иондук энергиянын көбөйүшүнө алып келет, бул түзмөктөргө зыян келтирет. вафли. Акыркы он жылда, сыйымдуулук бириктирүү технологиясы жогорку жана төмөнкү электроддорго же төмөнкү электродго тең туташтырылган бир нече RF булактарынын дизайнын кабыл алды.
Ар кандай RF жыштыктарын тандоо жана дал келтирүү менен электроддун аянты, аралыктары, материалдары жана башка негизги параметрлери бири-бири менен макулдашып, плазманын концентрациясын жана ион энергиясын мүмкүн болушунча ажыратууга болот.
4.1.2 ICP
Индуктивдүү туташтырылган плазма графигин радио жыштыктын электр булагы менен туташтырылган бир же бир нече топтомдорду реакция камерасына же анын айланасына жайгаштыруу болуп саналат. Катушкадагы радиожыштык агымынан пайда болгон өзгөрмө магнит талаасы диэлектрик терезе аркылуу реакция камерасына кирип, электрондорду тездетип, ошону менен плазманы пайда кылат. Жөнөкөйлөштүрүлгөн эквиваленттүү чынжырда (трансформатордо) катушка орогучтун биринчи индуктивдүүлүгү, ал эми плазма экинчилик ороонун индуктивдүүлүгү болуп саналат.
Бул бириктирүү ыкмасы төмөн басымда сыйымдуулук кошулууга караганда бирден ашык даражадагы плазма концентрациясына жетише алат. Кошумчалай кетсек, экинчи RF электр энергиясы иондук бомбалоо энергиясын камсыз кылуу үчүн пластинка жайгашкан жерге туташтырылган. Демек, иондун концентрациясы катушканын электр менен камсыздоо булагынан көз каранды, ал эми иондун энергиясы кыйшаюусуз электр менен камсыздоого көз каранды, ошону менен концентрация менен энергиянын кылдат ажырашына жетишет.
4.2 Плазма сызгыч жабдуулары
Кургак офорттогу дээрлик бардык офорттор түз же кыйыр түрдө плазмадан түзүлөт, ошондуктан кургак офорт көбүнчө плазмадан оюу деп аталат. Плазма офортунун кеңири маанисинде плазманын офортунун бир түрү. Эки алгачкы жалпак пластинкалуу реактордун конструкцияларында бири пластинаны жерге туташтыруу, ал эми экинчи пластинка RF булагына туташтыруу; экинчиси тескерисинче. Мурунку конструкцияда негиздүү плитанын аянты адатта RF булагына кошулган плитанын аянтынан чоңураак жана реактордогу газ басымы жогору. Вафлидин бетинде пайда болгон иондук кабык абдан жука жана пластинка плазмага “чөмүлгөн” окшойт. Эттинг негизинен плазмадагы активдүү бөлүкчөлөр менен оюлган материалдын бетинин ортосундагы химиялык реакция менен аяктайт. Иондук бомбалоонун энергиясы өтө аз, ал эми анын офортко катышуусу өтө төмөн. Бул дизайн плазмалык оюу режими деп аталат. Башка долбоордо, иондук бомбалоонун катышуу даражасы салыштырмалуу чоң болгондуктан, ал реактивдүү ионду иштетүү режими деп аталат.
4.3 Реактивдүү ионду иштетүүчү жабдуулар
Реактивдүү иондук оюу (RIE) активдүү бөлүкчөлөр менен заряддуу иондор процесске бир эле убакта катыша турган оюу процессин билдирет. Алардын ичинен активдүү бөлүкчөлөр негизинен нейтралдуу бөлүкчөлөр (эркин радикалдар деп да белгилүү), жогорку концентрациялуу (газдын концентрациясынын 1% дан 10%ке чейин) эшангтын негизги компоненттери болуп саналат. Алар менен оюлган материалдын ортосундагы химиялык реакциянын натыйжасында пайда болгон продуктулар же учуучу жана түздөн-түз реакция камерасынан экстракцияланат, же оюлган бетинде топтолот; ал эми заряддалган иондор азыраак концентрацияда (газдын концентрациясынын 10-4төн 10-3кө чейин) жана алар пластинка бетинде пайда болгон иондук кабыкчанын электр талаасы менен тездетилип, оюлган бетти бомбалашат. Заряддалган бөлүкчөлөрдүн эки негизги функциясы бар. Алардын бири - чийилген материалдын атомдук түзүлүшүн жок кылуу, ошону менен активдүү бөлүкчөлөр аны менен реакция кылуу ылдамдыгын тездетүү; экинчиси болсо, оюлган материал активдүү бөлүкчөлөр менен толук байланышта болушу үчүн, офорттун улантылышы үчүн, топтолгон реакция продуктыларын бомбалоо жана алып салуу.
Иондор этүү реакциясына түздөн-түз катышпагандыктан (же физикалык бомбалоону жок кылуу жана активдүү иондорду түздөн-түз химиялык оюу сыяктуу өтө аз үлүшүн түзөт), так айтканда, жогоруда айтылган оюу процессин иондун жардамы менен офорт деп аташ керек. Аты-жөнү реактивдүү ион оюу так эмес, бирок ал бүгүнкү күндө да колдонулат. Эң алгачкы RIE жабдуулары 1980-жылдары ишке киргизилген. Жалгыз RF электр булагы жана салыштырмалуу жөнөкөй реакция камерасынын дизайнын колдонуудан улам, ал оюу ылдамдыгы, бирдейлиги жана селективдүүлүгү жагынан чектөөлөргө ээ.
4.4 Магниттик талаада күчөтүлгөн реактивдүү ионду иштетүүчү жабдуулар
MERIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching) аппараты жалпак панелдүү RIE түзмөгүнө DC магнит талаасын кошуу жолу менен курулган жана оюу ылдамдыгын жогорулатууга арналган оюу аппараты.
MERIE жабдуулары 1990-жылдары кеңири масштабда колдонула баштаган, ошол кезде бир пластинкалуу оюу жабдуулары өнөр жайдагы негизги жабдууларга айланган. MERIE жабдууларынын эң чоң кемчилиги магнит талаасынан келип чыккан плазма концентрациясынын мейкиндикте бөлүштүрүлүшүнүн бир тексиздиги интегралдык микросхемадагы түзүлүштөгү токтун же чыңалуу айырмачылыгына алып келип, ошону менен аппараттын бузулушуна алып келет. Бул зыян көз ирмемдик бир тексиздиктен келип чыккандыктан, магнит талаасынын айлануусу аны жок кыла албайт. Интегралдык микросхемалардын көлөмү кичирейген сайын, алардын аппаратынын бузулушу плазманын бир тектүү эместигине көбүрөөк сезгич болуп баратат жана магнит талаасын күчөтүү аркылуу этүү ылдамдыгын жогорулатуу технологиясы акырындык менен көп RF энергиясы менен камсыздалган планардык реактивдүү ионду иштетүү технологиясы менен алмаштырылды. болуп саналат, Capacitively бириктирилген плазма оюу технологиясы.
4.5 Capacitively туташтырылган плазмалык оюу жабдуулары
Сыйымдылыктуу бириктирилген плазманы (CCP) оюу аппаратурасы – электрод пластинкасына радио жыштык (же туруктуу) кубат берүү менен сыйымдуулук байланышы аркылуу реакция камерасында плазманы генерациялоочу түзүлүш. Анын оюу принциби реактивдүү ионду иштетүүчү жабдууларга окшош.
CCP оюу жабдууларынын жөнөкөйлөштүрүлгөн схемалык диаграммасы төмөндө көрсөтүлгөн. Ал жалпысынан ар кандай жыштыктагы эки же үч RF булагын колдонот, ал эми кээ бирлери туруктуу ток булактарын да колдонушат. RF электр менен жабдуунун жыштыгы 800kHz ~ 162MHz, ал эми көбүнчө колдонулгандары 2МГц, 4МГц, 13МГц, 27МГц, 40МГц жана 60МГц. 2МГц же 4МГц жыштыгы менен RF электр булактары, адатта, төмөнкү жыштыктагы RF булактары деп аталат. Алар көбүнчө пластинка жайгашкан төмөнкү электродго туташтырылган. Алар иондук энергияны башкарууда натыйжалуураак, ошондуктан аларды электр энергиясы менен камсыздоо деп да аташат; Жыштыгы 27 МГцден жогору болгон RF энергия булактары жогорку жыштыктагы RF булактары деп аталат. Алар жогорку электродго да, төмөнкү электродго да туташтырылышы мүмкүн. Алар плазмадагы концентрацияны көзөмөлдөөдө натыйжалуураак, ошондуктан аларды булак кубат булактары деп да аташат. 13MHz RF электр менен камсыздоо ортодо жана жалпысынан жогоруда аталган эки функцияга тең деп эсептелет, бирок салыштырмалуу алсызыраак. Плазмадагы концентрацияны жана энергияны белгилүү бир диапазондо ар кандай жыштыктагы RF булактарынын күчү (ажыратуу эффектиси деп аталган) менен жөнгө салууга мүмкүн болсо да, сыйымдуулуктун өзгөчөлүктөрүнөн улам, аларды толугу менен өз алдынча жөнгө салуу жана башкаруу мүмкүн эмес экендигин эске алыңыз.
Иондордун энергия бөлүштүрүү деталдуу аткарууга олуттуу таасир этет жана аппарат зыян, ошондуктан ион энергиясын бөлүштүрүү оптималдаштыруу технологиясын иштеп чыгуу өнүккөн оюп жабдуулардын негизги пункттарынын бири болуп калды. Азыркы учурда өндүрүштө ийгиликтүү колдонулган технологияларга көп RF гибриддик диск, DC суперпозициясы, DC импульстун кыйшаюусу менен айкалышкан RF жана синхрондуу импульстук RF чыгышы жана электр энергиясы менен жабдуунун булагы кирет.
CCP оюу жабдуулары плазмадан оюу жабдууларынын эң кеңири колдонулган эки түрүнүн бири болуп саналат. Ал, негизинен, логикалык чип жараянынын алдыңкы этабында дарбаза каптал жана катуу масканы оюп, орто этапта байланыш тешик оюу, арткы этапта мозаика жана алюминий аянтчасын оюу сыяктуу диэлектрдик материалдардын оюу процессинде колдонулат, ошондой эле 3D флэш эстутум чип процессинде терең траншеяларды, терең тешиктерди жана зымдарды байланыш тешиктерин оюу (мисалы кремний нитриди/кремний кычкылынын структурасын алуу).
CCP оюу жабдуулары туш болгон эки негизги кыйынчылыктар жана жакшыртуу багыттары бар. Биринчиден, өтө жогорку иондук энергияны колдонууда, жогорку пропорциядагы структуралардын (мисалы, 3D флэш эс тутумунун тешиги жана оюгу менен оюусу) 50:1ден жогору катышты талап кылат. Иондук энергияны көбөйтүү үчүн кыйшаюучулук күчүн жогорулатуунун учурдагы ыкмасы 10 000 Уоттка чейин RF энергия булактарын колдонгон. Жылуулуктун чоң көлөмүн эске алуу менен реакция камерасын муздатуу жана температураны көзөмөлдөө технологиясы тынымсыз өркүндөтүлүшү керек. Экинчиден, оюу жөндөмдүүлүгү проблемасын түп-тамырынан бери чечүү үчүн жаңы газдарды иштеп чыгууда бурулуш болушу керек.
4.6 Индуктивдүү туташтырылган плазма графигинин жабдыктары
Индуктивдүү туташкан плазма (ICP) оюу аппаратурасы – бул радиожыштыктын электр булагынын энергиясын индуктордук катушка аркылуу магнит талаасы түрүндөгү реакциялык камерага жупташтыруучу түзүлүш, ошону менен оюу үчүн плазманы пайда кылат. Анын оюу принциби да жалпыланган реактивдүү иондук офортко таандык.
ICP оюу жабдуулар үчүн плазма булагы дизайн эки негизги түрү бар. Алардын бири - Lam Research тарабынан иштелип чыккан жана өндүрүлгөн трансформатордук плазма (TCP) технологиясы. Анын индуктордук катушкасы реакция камерасынын үстүндөгү диэлектрик терезе тегиздигине жайгаштырылат. 13,56 МГц RF сигналы катушкада диэлектрик терезеге перпендикуляр болгон жана радиалдык түрдө катушканын огу борбор катары бөлүнүп турган өзгөрмө магнит талаасын жаратат.
Магнит талаасы диэлектрик терезе аркылуу реакциялык камерага кирет, ал эми өзгөрмө магнит талаасы реакция камерасындагы диэлектрик терезеге параллелдүү өзгөрмө электр талаасын пайда кылат, ошону менен откерүүчү газдын диссоциацияланышына жетишип, плазманы пайда кылат. Бул принципти индуктордук катушкасы бар трансформатор, биринчи орогуч, ал эми реакция камерасындагы плазманы экинчи орогуч катары түшүнсө болот, ошондуктан ICP оюу ушундан улам аталган.
TCP технологиясынын негизги артыкчылыгы түзүмүн кеңейтүү оңой. Мисалы, 200 мм пластинкадан 300 мм пластинкага чейин, TCP катушканын өлчөмүн жөн гана көбөйтүү менен ошол эле оюу эффектин сактай алат.
Дагы бир плазма булагы дизайны - Америка Кошмо Штаттарынын Applied Materials, Inc. тарабынан иштелип чыккан жана өндүрүлгөн ажыратылган плазма булагы (DPS) технологиясы. Анын индуктордук катушкасы жарым шар формасындагы диэлектрик терезеге үч өлчөмдүү оролгон. Плазманы түзүү принциби жогоруда айтылган TCP технологиясына окшош, бирок газ диссоциациясынын эффективдүүлүгү салыштырмалуу жогору, бул плазманын жогорку концентрациясын алууга шарт түзөт.
Плазманы генерациялоо үчүн индуктивдүү кошулуунун эффективдүүлүгү сыйымдуулукка караганда жогору болгондуктан жана плазма негизинен диэлектрик терезеге жакын аймакта түзүлөт, анын плазмадагы концентрациясы негизинен индукторго туташтырылган булак кубат булагынын күчү менен аныкталат. катушка, ал эми пластинанын бетиндеги иондук кабыктагы иондун энергиясы негизинен электр энергиясы менен камсыздоонун күчү менен аныкталат, ошондуктан иондордун концентрациясы жана энергиясы өз алдынча болушу мүмкүн көзөмөлдөнүп, ошону менен ажыратууга жетишет.
ICP оюу жабдуулары плазмадан оюу жабдууларынын эң кеңири колдонулган эки түрүнүн бири болуп саналат. Ал негизинен кремний тайыз траншеяларды, германийди (Ge), полисиликон дарбаза конструкцияларын, металл дарбаза конструкцияларын, чыңдалган кремнийди (Strained-Si), металл зымдарды, металл жаздыктарды (Pads), мозаикалык оюу металл катуу маскаларды жана бир нече процесстерде колдонулат. бир нече сүрөт технологиясы.
Мындан тышкары, үч өлчөмдүү интегралдык микросхемалардын, CMOS сүрөт сенсорлорунун жана микроэлектро-механикалык системалардын (MEMS) өсүшү менен, ошондой эле кремний аркылуу (TSV), чоң көлөмдүү кыйгач тешиктерди колдонуунун ылдам өсүшү менен. ар кандай морфологиялар менен терең кремний оюу, көптөгөн өндүрүүчүлөр бул колдонмолор үчүн атайын иштелип чыккан оюу жабдууларын ишке киргизишти. Анын мүнөздөмөлөрү ири оюу тереңдиги (ондогон, атүгүл жүздөгөн микрондор) болуп саналат, ошондуктан ал көбүнчө газ агымы, жогорку басым жана жогорку кубаттуулук шарттарында иштейт.
——————————————————————————————————————————————————————————————— ————————————
Semicera камсыз кыла алатграфит бөлүктөрү, жумшак/катуу кийиз, кремний карбид бөлүктөрү, CVD кремний карбид бөлүктөрү, жанаSiC/TaC капталган бөлүктөрүменен 30 күндүн ичинде.
Эгерде сизди жогорудагы жарым өткөргүч өнүмдөр кызыктырса,сураныч, биринчи жолу биз менен байланышуудан тартынба.
Тел: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Посттун убактысы: 31-август-2024