Жартылай өткізгіштерді өндіру процесінде,оютехнология күрделі схема үлгілерін қалыптастыру үшін негіздегі қажетсіз материалдарды дәл жою үшін қолданылатын маңызды процесс. Бұл мақалада екі негізгі сызу технологиясы егжей-тегжейлі таныстырылады – сыйымдылықпен біріктірілген плазмалық оюлау (CCP) және индуктивті түрде біріктірілген плазмалық оюлау (ICP) және олардың әртүрлі материалдарды оюлаудағы қолданылуын зерттеңіз.
Сыйымдылықты байланыстырылған плазмалық ою (CCP)
Сыйымдылықты байланыстырылған плазмалық ою (CCP) сәйкестік және тұрақты токты блоктайтын конденсатор арқылы екі параллель пластина электродтарына РЖ кернеуін қолдану арқылы қол жеткізіледі. Екі электрод пен плазма бірге эквивалентті конденсаторды құрайды. Бұл процесте RF кернеуі электродтың жанында сыйымдылық қабықшасын құрайды, ал қабықтың шекарасы кернеудің жылдам тербелісімен өзгереді. Электрондар осы тез өзгеретін қабықшаға жеткенде, олар шағылысады және энергия алады, бұл өз кезегінде плазманы қалыптастыру үшін газ молекулаларының диссоциациялануын немесе иондануын тудырады. CCP ою әдетте диэлектриктер сияқты жоғары химиялық байланыс энергиясы бар материалдарға қолданылады, бірақ оның төмен өңдеу жылдамдығына байланысты ол жақсы бақылауды қажет ететін қолданбаларға жарамды.
Индуктивті байланыстырылған плазмалық ою (ICP)
Индуктивті байланысқан плазмаою(ICP) индукцияланған магнит өрісін тудыру үшін айнымалы ток катушка арқылы өтеді деген принципке негізделген. Осы магнит өрісінің әсерінен реакция камерасындағы электрондар жеделдетіледі және индукцияланған электр өрісінде үдеуін жалғастырады, ақырында реакция газының молекулаларымен соқтығысады, молекулалардың диссоциациялануына немесе иондалуына және плазманың пайда болуына әкеледі. Бұл әдіс жоғары иондану жылдамдығын жасай алады және плазманың тығыздығы мен бомбалау энергиясын дербес реттеуге мүмкіндік береді, бұлICP оюкремний мен металл сияқты химиялық байланыс энергиясы төмен материалдарды ою үшін өте қолайлы. Сонымен қатар, ICP технологиясы жақсырақ біркелкі және ою жылдамдығын қамтамасыз етеді.
1. Металл ою
Металл оюы негізінен интерконнекттерді және көп қабатты металл сымдарды өңдеу үшін қолданылады. Оның талаптары мыналарды қамтиды: жоғары сызу жылдамдығы, жоғары селективтілік (маска қабаты үшін 4:1-ден көп және қабат аралық диэлектрик үшін 20:1-ден жоғары), жоғары тегістеу біркелкілігі, жақсы критикалық өлшемді бақылау, плазма зақымданбауы, аз қалдық ластаушы заттар және металға коррозияға ұшырамайды. Металл өрнектеу үшін әдетте индуктивті байланысқан плазмалық ою жабдығы қолданылады.
•Алюминийді өрнектеу: Алюминий - төмен қарсылық, оңай тұндыру және сызу артықшылықтары бар чиптерді өндірудің ортаңғы және артқы сатыларындағы ең маңызды сым материалы. Алюминийді өңдеу әдетте хлоридті газ (мысалы, Cl2) арқылы түзілетін плазманы пайдаланады. Алюминий хлормен әрекеттесіп, ұшқыш алюминий хлориді (AlCl3) түзеді. Сонымен қатар, алюминий бетіндегі оксид қабатын алып тастау үшін қалыпты қышқылдануды қамтамасыз ету үшін SiCl4, BCl3, BBr3, CCl4, CHF3 және т.б. сияқты басқа галогенидтерді қосуға болады.
• Вольфрамды ою: Көпқабатты металл сымды біріктіру құрылымдарында вольфрам чиптің ортаңғы секциясын өзара қосу үшін қолданылатын негізгі металл болып табылады. Фтор негізіндегі немесе хлор негізіндегі газдарды металды вольфрамды өңдеу үшін пайдалануға болады, бірақ фтор негізіндегі газдар кремний оксиді үшін нашар селективтілікке ие, ал хлор негізіндегі газдар (мысалы, CCl4) жақсырақ селективтілікке ие. Азотты әдетте реакция газына жоғары қышқыл желімінің селективтілігін алу үшін қосады, ал көміртегі шөгіндісін азайту үшін оттегін қосады. Вольфрамды хлор негізіндегі газбен өңдеу анизотропты оюға және жоғары селективтілікке қол жеткізе алады. Вольфрамды құрғақ күйдіргенде қолданылатын газдар негізінен SF6, Ar және O2 болып табылады, олардың арасында SF6 фтор атомдарын және фторидті алу үшін химиялық реакция үшін вольфрамды қамтамасыз ету үшін плазмада ыдырауы мүмкін.
• Титан нитридімен сырлау: титан нитриді қатты маска материалы ретінде қос дамаск процесінде дәстүрлі кремний нитриді немесе оксид маскасын ауыстырады. Титан нитридімен сырлау негізінен қатты масканы ашу процесінде қолданылады, ал негізгі реакция өнімі TiCl4 болып табылады. Дәстүрлі маска мен төмен-k диэлектрлік қабат арасындағы селективтілік жоғары емес, бұл төмен-k диэлектрлік қабаттың жоғарғы жағында доға тәрізді профильдің пайда болуына және оюдан кейін ойықтың енінің кеңеюіне әкеледі. Шөгілген металл сызықтар арасындағы қашықтық тым аз, бұл көпірдің ағып кетуіне немесе тікелей бұзылуына бейім.
2. Оқшаулағышты ою
Оқшаулағышты тегістеу объектісі әдетте кремний диоксиді немесе кремний нитриді сияқты диэлектрлік материалдар болып табылады, олар әртүрлі тізбек қабаттарын қосу үшін контактілі тесіктер мен арна саңылауларын қалыптастыру үшін кеңінен қолданылады. Диэлектрлік оюлау әдетте сыйымдылықпен байланыстырылған плазмалық оюлау принципіне негізделген қышқылды пайдаланады.
• Кремний диоксиді қабықшасының плазмалық офортизациясы: кремний диоксиді пленкасы әдетте CF4, CHF3, C2F6, SF6 және C3F8 сияқты құрамында фтори бар газдарды пайдаланып оюланады. Оңалту газының құрамындағы көміртегі оксид қабатындағы оттегімен әрекеттесіп, СО және CO2 жанама өнімдерін шығара алады, осылайша оксид қабатындағы оттегін жояды. CF4 - ең көп қолданылатын отвар газы. CF4 жоғары энергиялы электрондармен соқтығысқанда әртүрлі иондар, радикалдар, атомдар және бос радикалдар түзіледі. Фтордың бос радикалдары SiO2 және Si-мен химиялық әрекеттесіп, ұшқыш кремний тетрафторидін (SiF4) түзе алады.
• Кремний нитридті қабықшаның плазмалық ою: кремний нитридінің пленкасын CF4 немесе CF4 аралас газбен (O2, SF6 және NF3 бар) плазмалық оюды пайдаланып оюға болады. Si3N4 қабықшасы үшін CF4-O2 плазмасы немесе құрамында F атомдары бар басқа газ плазмасы гүрдіру үшін пайдаланылғанда, кремний нитридінің сілтілеу жылдамдығы 1200Å/мин жетуі мүмкін, ал сілтілеу селективтілігі 20:1-ге дейін жоғары болуы мүмкін. Негізгі өнім ұшқыш кремний тетрафториді (SiF4) болып табылады, оны алу оңай.
4. Бір кристалды кремнийді ою
Жалғыз кристалды кремний оюы негізінен терең емес траншеяларды (STI) оқшаулауды қалыптастыру үшін қолданылады. Бұл процесс әдетте серпінді процесті және негізгі оюлау процесін қамтиды. Серпінді процесс күшті иондық бомбалау және фтор элементтерінің химиялық әрекеті арқылы монокристалды кремнийдің бетіндегі оксидті қабатты жою үшін SiF4 және NF газын пайдаланады; негізгі сілтілеуде негізгі еріткіш ретінде бромсутек (HBr) қолданылады. Плазмалық ортада HBr арқылы ыдыраған бром радикалдары кремниймен әрекеттесіп, ұшқыш кремний тетрабромиді (SiBr4) түзеді, осылайша кремнийді жояды. Бір кристалды кремнийді өрнектеу әдетте индуктивті байланысқан плазмалық оюлау машинасын пайдаланады.
5. Полисиликонды сызу
Полисилициймен өңдеу транзисторлардың қақпасының өлшемін анықтайтын негізгі процестердің бірі болып табылады және қақпаның өлшемі интегралды схемалардың өнімділігіне тікелей әсер етеді. Полисилициймен өңдеу жақсы селективті қатынасты қажет етеді. Галогендік газдар, мысалы, хлор (Cl2) әдетте анизотропты оюға қол жеткізу үшін қолданылады және жақсы таңдау коэффициентіне ие (10:1-ге дейін). Бром сутегі (HBr) сияқты бром негізіндегі газдар жоғары селективті қатынасты (100:1-ге дейін) ала алады. HBr хлор мен оттегінің қоспасы сырлау жылдамдығын арттыруы мүмкін. Галоген газы мен кремнийдің реакция өнімдері қорғаныс рөлін атқару үшін бүйірлік қабырғаларға қойылады. Полисилициймен оюлау әдетте индуктивті байланысқан плазмалық оюлау машинасын пайдаланады.
Бұл сыйымдылықпен біріктірілген плазмалық ою немесе индуктивті біріктірілген плазмалық оюлау болсын, әрқайсысының өзіндік бірегей артықшылықтары мен техникалық сипаттамалары бар. Қолайлы өңдеу технологиясын таңдау өндіріс тиімділігін арттырып қана қоймай, соңғы өнімнің шығымдылығын қамтамасыз етеді.
Жіберу уақыты: 12 қараша 2024 ж