Бір Кіріспе
Интегралды микросхемалар өндірісі процесінде ою келесіге бөлінеді:
- дымқыл ою;
- Құрғақ ою.
Алғашқы күндерде дымқыл оюлау кеңінен қолданылды, бірақ оның сызық енін бақылаудағы және ою бағыты бойынша шектеулеріне байланысты 3 мкм-ден кейінгі процестердің көпшілігі құрғақ оюды пайдаланады. Ылғалды оюлау тек белгілі бір арнайы материал қабаттарын алып тастау және қалдықтарды тазалау үшін қолданылады.
Құрғақ оймалау деп материалдың алынатын бөлігін алып тастау және одан кейін реакция камерасынан алынатын ұшқыш реакция өнімдерін қалыптастыру үшін пластинкадағы материалдармен әрекеттесу үшін газ тәрізді химиялық сілтілерді қолдану процесін айтады. Этчант әдетте отвар газының плазмасынан тікелей немесе жанама түрде түзіледі, сондықтан құрғақ оюды плазмалық оюлау деп те атайды.
1.1 Плазма
Плазма - сыртқы электромагниттік өрістің әсерінен қышқыл газының жарқырауы нәтижесінде пайда болатын әлсіз иондалған күйдегі газ (мысалы, радиожиілік қоректендіру көзінен туындайтын). Оған электрондар, иондар және бейтарап белсенді бөлшектер кіреді. Олардың ішінде белсенді бөлшектер өрнектелген материалмен тікелей химиялық әрекеттесе алады, бірақ бұл таза химиялық реакция әдетте материалдардың өте аз санында ғана жүреді және бағытты емес; иондар белгілі бір энергияға ие болғанда, оларды тікелей физикалық шашырату арқылы өрнектеуге болады, бірақ бұл таза физикалық реакцияның ою жылдамдығы өте төмен және селективтілігі өте нашар.
Көптеген плазмалық оюлау бір уақытта белсенді бөлшектер мен иондардың қатысуымен аяқталады. Бұл процесте иондық бомбалаудың екі қызметі бар. Біреуі – өрнектелген материалдың бетіндегі атомдық байланыстарды жою, осылайша бейтарап бөлшектердің онымен әрекеттесу жылдамдығын арттыру; екіншісі – қышқылды өңдеуді жалғастыру үшін қышқылдың өрнектелген материалдың бетімен толық жанасуын жеңілдету үшін реакция интерфейсінде тұндырылған реакция өнімдерін қағып тастау.
Оюланған құрылымның бүйір қабырғаларында тұндырылған реакция өнімдерін бағытталған иондық бомбалау арқылы тиімді жою мүмкін емес, осылайша бүйірлік қабырғалардың оюлануын блоктайды және анизотропты оюды қалыптастырады.
Екінші өңдеу процесі
2.1 Ылғалды ою және тазалау
Ылғал ою – интегралды схемаларды өндіруде қолданылатын ең ерте технологиялардың бірі. Ылғал сілтілеу процестерінің көпшілігі изотропты өрнекке байланысты анизотропты құрғақ өрнекпен ауыстырылғанымен, ол әлі де үлкен өлшемдегі критикалық емес қабаттарды тазалауда маңызды рөл атқарады. Әсіресе оксидтерді кетіру қалдықтарын офортизациялауда және эпидермисті аршу кезінде құрғақ оюдан гөрі тиімдірек және үнемді.
Ылғалды оюлау объектілеріне негізінен кремний оксиді, кремний нитриді, монокристалды кремний және поликристалды кремний жатады. Кремний оксидінің дымқыл сілтілеуі әдетте негізгі химиялық тасымалдаушы ретінде фторлы қышқылды (HF) пайдаланады. Селективтілікті жақсарту үшін процесте аммоний фторидімен буферленген сұйылтылған фторлы су қышқылы қолданылады. РН мәнінің тұрақтылығын сақтау үшін аз мөлшерде күшті қышқыл немесе басқа элементтерді қосуға болады. Қоспаланған кремний оксиді таза кремний оксидіне қарағанда оңай коррозияға ұшырайды. Ылғалды химиялық тазарту негізінен фоторезист пен қатты масканы (кремний нитриді) жою үшін қолданылады. Ыстық фосфор қышқылы (H3PO4) кремний нитридін кетіру үшін ылғалды химиялық аршу үшін қолданылатын негізгі химиялық сұйықтық және кремний оксиді үшін жақсы селективтілікке ие.
Ылғал тазалау дымқыл оюға ұқсайды және негізінен бөлшектерді, органикалық заттарды, металдарды және оксидтерді қоса алғанда, химиялық реакциялар арқылы кремний пластинкаларының бетіндегі ластаушы заттарды жояды. Ылғал тазалаудың негізгі әдісі - дымқыл химиялық әдіс. Химиялық тазалау көптеген дымқыл тазалау әдістерін алмастырса да, дымқыл тазалауды толығымен алмастыратын әдіс жоқ.
Ылғал тазалау үшін жиі қолданылатын химиялық заттарға күкірт қышқылы, тұз қышқылы, фтор қышқылы, фосфор қышқылы, сутегі асқын тотығы, аммоний гидроксиді, аммоний фториді және т.б. жатады. Практикалық қолдануда бір немесе бірнеше химиялық заттар қажет болған жағдайда ионсыздандырылған сумен белгілі бір пропорцияда араластырылады. тазалау ерітіндісін құрайды, мысалы, SC1, SC2, DHF, BHF және т.б.
Тазалау көбінесе оксидті қабықшаны тұндыру процесінде қолданылады, өйткені оксидті пленканы дайындау мүлдем таза кремний пластинасының бетінде жүргізілуі керек. Жалпы кремний пластинасын тазалау процесі келесідей:
2.2 Құрғақ ою ажәне Тазалау
2.2.1 Құрғақ ою
Өнеркәсіптегі құрғақ оюлау, негізінен, белгілі бір заттарды сызу үшін белсенділігі жоғары плазманы пайдаланатын плазмалық оюға жатады. Кең ауқымды өндірістік процестердегі жабдық жүйесі төмен температуралы тепе-теңдіксіз плазманы пайдаланады.
Плазмалық оймалау негізінен екі разряд режимін пайдаланады: сыйымдылықты біріктірілген разряд және индуктивті байланысқан разряд
Сыйымдылықты байланыстырылған разряд режимінде: плазма сыртқы радиожиілік (РЖ) қуат көзі арқылы екі параллель пластиналы конденсаторларда жасалады және сақталады. Газ қысымы әдетте бірнеше миллиторрдан ондаған миллиторрға дейін, ал иондану жылдамдығы 10-5-тен аз. Индуктивті байланысқан разряд режимінде: әдетте төменгі газ қысымында (ондаған миллитор) плазма индуктивті байланысқан кіріс энергиясы арқылы жасалады және сақталады. Иондалу жылдамдығы әдетте 10-5-тен жоғары, сондықтан оны жоғары тығыздықты плазма деп те атайды. Тығыздығы жоғары плазма көздерін электронды циклотронды резонанс және циклотрондық толқын разряды арқылы да алуға болады. Тығыздығы жоғары плазма сыртқы радиожиілік немесе микротолқынды қуат көзі және субстраттағы радиожиілік ығысу қуат көзі арқылы иондар ағыны мен иондық бомбалау энергиясын тәуелсіз басқару арқылы өрнектің зақымдалуын азайта отырып, сызу жылдамдығын және өңдеу процесінің селективтілігін оңтайландырады.
Құрғақ сілтілеу процесі келесідей: вакуумдық реакция камерасына отвар газы айдалады, ал реакция камерасындағы қысым тұрақтанғаннан кейін плазма радиожиілік жарқырауы арқылы генерацияланады; жоғары жылдамдықты электрондардың әсерінен кейін ол субстрат бетіне диффузияланатын және адсорбцияланатын бос радикалдарды түзу үшін ыдырайды. Иондық бомбалау әсерінен адсорбцияланған бос радикалдар субстрат бетіндегі атомдармен немесе молекулалармен әрекеттесіп, реакция камерасынан шығарылатын газ тәрізді жанама өнімдерді түзеді. Процесс келесі суретте көрсетілген:
Құрғақ өңдеу процестерін келесі төрт категорияға бөлуге болады:
(1)Физикалық бүрку: Оңделген материалдың бетін бомбалау үшін ол негізінен плазмадағы энергетикалық иондарға сүйенеді. Шашыратылған атомдар саны түсетін бөлшектердің энергиясы мен бұрышына байланысты. Энергия мен бұрыш өзгеріссіз қалғанда, әртүрлі материалдардың шашырау жылдамдығы әдетте 2-3 есе ғана ерекшеленеді, сондықтан селективтілік болмайды. Реакция процесі негізінен анизотропты.
(2)Химиялық өңдеу: Плазма ұшқыш газдар шығару үшін материалдың бетімен химиялық әрекеттесетін газ-фазалық қышқыл атомдар мен молекулаларды қамтамасыз етеді. Бұл таза химиялық реакция жақсы селективтілікке ие және тор құрылымын ескерместен изотропты сипаттамаларды көрсетеді.
Мысалы: Si (қатты) + 4F → SiF4 (газ тәрізді), фоторезист + O (газ тәрізді) → CO2 (газ тәрізді) + H2O (газ тәрізді)
(3)Иондық энергиямен сілкіндіру: Иондар қышқылды тудыратын және энергия тасымалдаушы бөлшектердің екеуі де. Мұндай энергияны тасымалдайтын бөлшектердің қышқылды өңдеу тиімділігі қарапайым физикалық немесе химиялық сілтілеуге қарағанда бірнеше рет жоғары. Олардың ішінде процестің физикалық-химиялық параметрлерін оңтайландыру штамптау процесін басқарудың өзегі болып табылады.
(4)Ионды-барьерлік композициялық өрнектеу: Ол негізінен оюлау процесі кезінде композиттік бөлшектердің полимер тосқауыл қорғаныш қабатын құруды білдіреді. Плазма өрнекті өңдеу кезінде бүйірлік қабырғалардың опатлану реакциясын болдырмау үшін осындай қорғаныс қабатын қажет етеді. Мысалы, Cl және Cl2 оюына C қосу, бүйір қабырғаларды оюдан қорғау үшін ою кезінде хлоркөміртекті қосылыс қабатын тудыруы мүмкін.
2.2.1 Химиялық тазалау
Құрғақ тазалау негізінен плазмалық тазалауға жатады. Плазмадағы иондар тазартылатын бетті бомбалау үшін пайдаланылады, ал активтендірілген күйдегі атомдар мен молекулалар тазартылатын бетпен әрекеттеседі, осылайша фоторезисті алып тастау және күлдіру. Құрғақ оюдан айырмашылығы, химиялық тазалаудың технологиялық параметрлері әдетте бағытты таңдауды қамтымайды, сондықтан процестің дизайны салыстырмалы түрде қарапайым. Кең ауқымды өндіріс процестерінде реакция плазмасының негізгі денесі ретінде негізінен фтор негізіндегі газдар, оттегі немесе сутегі қолданылады. Сонымен қатар, аргон плазмасының белгілі бір мөлшерін қосу ионды бомбалау әсерін күшейтеді, осылайша тазалау тиімділігін арттырады.
Плазмалық құрғақ тазалау процесінде әдетте қашықтағы плазмалық әдіс қолданылады. Өйткені тазалау процесінде иондық бомбалаудан туындаған зақымдануды бақылау үшін плазмадағы иондардың бомбалау әсерін азайтуға үміттенеді; және химиялық бос радикалдардың күшейтілген реакциясы тазалау тиімділігін арттырады. Қашықтағы плазма микротолқынды пештерді реакция камерасынан тыс тұрақты және жоғары тығыздықты плазманы генерациялау үшін пайдалана алады, бұл тазалауға қажетті реакцияға қол жеткізу үшін реакция камерасына түсетін бос радикалдардың көп мөлшерін генерациялайды. Өнеркәсіптегі химиялық тазалау газ көздерінің көпшілігі NF3 сияқты фтор негізіндегі газдарды пайдаланады және NF3 99%-дан астамы микротолқынды плазмада ыдырайды. Құрғақ тазалау процесінде ионды бомбалау әсері дерлік жоқ, сондықтан кремний пластинасын зақымданудан қорғау және реакция камерасының қызмет ету мерзімін ұзарту тиімді.
Үш дымқыл ою және тазалау жабдығы
3.1 Резервуарлы вафлиді тазалау машинасы
Науа типті пластинаны тазалау машинасы негізінен алдыңғы ашылатын вафли тасымалдау қорапшасының беріліс модулінен, вафлиді тиеу/түсірудің беріліс модулінен, шығатын ауаны қабылдау модулінен, химиялық сұйықтық резервуарының модулінен, ионсыздандырылған су ыдысының модулінен, кептіру цистернасынан тұрады. модуль және басқару модулі. Ол бір уақытта бірнеше қорап вафлиді тазалай алады және вафлидің кебуіне және кебуіне қол жеткізе алады.
3.2 Траншеялық вафельді құмыра
3.3 Бір вафельді ылғалды өңдеуге арналған жабдық
Әртүрлі технологиялық мақсаттарға сәйкес бір пластинкалы ылғалды технологиялық жабдықты үш санатқа бөлуге болады. Бірінші санатқа бөлшектер, органикалық заттар, табиғи оксид қабаты, металл қоспалары және басқа да ластаушы заттар кіретін бір ғана вафельді тазалау жабдығы; екінші санат - негізгі технологиялық мақсаты пластинаның бетіндегі бөлшектерді кетіру болып табылатын жалғыз вафельді тазалауға арналған жабдық; үшінші санат - негізінен жұқа қабықшаларды кетіру үшін қолданылатын жалғыз пластинаны өңдеуге арналған жабдық. Әртүрлі технологиялық мақсаттарға сәйкес, жалғыз вафельді өңдеу жабдығын екі түрге бөлуге болады. Бірінші түрі жұмсақ ою жабдығы болып табылады, ол негізінен жоғары энергиялы ион имплантациясынан туындаған беткі қабықшаның зақымдану қабаттарын жою үшін қолданылады; екінші түрі - құрбандық қабатын кетіруге арналған жабдық, ол негізінен пластинаны жұқартқаннан немесе химиялық механикалық жылтыратудан кейін тосқауыл қабаттарын жою үшін қолданылады.
Жалпы машина архитектурасы тұрғысынан бір пластиналы ылғалды технологиялық жабдықтың барлық түрлерінің негізгі архитектурасы ұқсас, жалпы алғанда алты бөліктен тұрады: негізгі жақтау, вафельді тасымалдау жүйесі, камералық модуль, химиялық сұйықтық беру және беру модулі, бағдарламалық жүйе және электронды басқару модулі.
3.4 Жалғыз пластинаны тазалауға арналған жабдық
Жалғыз пластинаны тазалау жабдығы дәстүрлі RCA тазалау әдісіне негізделген және оның технологиялық мақсаты бөлшектерді, органикалық заттарды, табиғи оксид қабатын, металл қоспаларын және басқа ластаушы заттарды тазалау болып табылады. Технологиялық қолдану тұрғысынан, жалғыз пластинаны тазалау жабдығы қазіргі уақытта интегралды схемаларды өндірудің алдыңғы және артқы процестерінде кеңінен қолданылады, соның ішінде пленка пайда болғанға дейін және одан кейін тазалау, плазмалық оюдан кейін тазалау, ион имплантациясынан кейін тазалау, химиялық заттардан кейін тазалау. механикалық жылтырату және металды тұндырғаннан кейін тазалау. Жоғары температурадағы фосфор қышқылы процесін қоспағанда, жалғыз вафельді тазалау жабдығы негізінен барлық тазалау процестерімен үйлесімді.
3.5 Жалғыз вафельді оюлау жабдығы
Жалғыз пластинаны өңдеу жабдығының технологиялық мақсаты негізінен жұқа пленкамен өңдеу болып табылады. Технологиялық мақсатқа сәйкес оны екі санатқа бөлуге болады, атап айтқанда, жеңіл ою жабдығы (жоғары энергиялы ион имплантациясынан туындаған беткі қабықтың зақымдану қабатын жою үшін пайдаланылады) және құрбандық қабатын кетіру жабдықтары (вафлиден кейін тосқауыл қабатын жою үшін қолданылады) жұқарту немесе химиялық механикалық жылтырату). Процесс барысында жойылуы қажет материалдарға әдетте кремний, кремний оксиді, кремний нитриді және металл пленка қабаттары жатады.
Төрт құрғақ ою және тазалау жабдығы
4.1 Плазмалық сызу аппаратурасының классификациясы
Таза физикалық реакцияға жақын ионды шашырату жабдығы мен таза химиялық реакцияға жақын гуминациялау жабдығынан басқа, плазманы генерациялау мен бақылаудың әртүрлі технологияларына сәйкес плазмалық өңдеуді шамамен екі санатқа бөлуге болады:
-Сыйымдылықпен байланыстырылған плазманы (CCP) ою;
-Индуктивті байланыстырылған плазманы (ICP) ою.
4.1.1 ҚІЖК
Сыйымдылықпен байланыстырылған плазмалық ою – радиожиілік қуат көзін реакция камерасындағы жоғарғы және төменгі электродтардың біреуіне немесе екеуіне қосу, ал екі пластина арасындағы плазма оңайлатылған эквивалентті тізбекте конденсаторды құрайды.
Мұндай ең ерте екі технология бар:
Біреуі - радиожиілік қуат көзін жоғарғы электродқа қосатын және пластинка орналасқан төменгі электродты жерге тұйықталған ерте плазмалық ою. Осы жолмен түзілген плазма пластинаның бетінде жеткілікті қалың ионды қабық түзбейтіндіктен, ионды бомбалау энергиясы төмен және ол әдетте белсенді бөлшектерді негізгі еріткіш ретінде пайдаланатын кремнийді сілтілеу сияқты процестерде қолданылады.
Екіншісі - ерте реактивті ионды өңдеу (RIE), ол РЖ қуат көзін пластинка орналасқан төменгі электродқа қосады және жоғарғы электродты үлкенірек аймақпен жерге қосады. Бұл технология реакцияға қатысу үшін жоғары иондық энергияны қажет ететін диэлектрлік өңдеу процестеріне қолайлы қалыңырақ ион қабықшасын құра алады. Ерте реактивті ионды өрнектеу негізінде ExB дрейфін қалыптастыру үшін РЖ электр өрісіне перпендикуляр тұрақты ток магнит өрісі қосылады, бұл электрондар мен газ бөлшектерінің соқтығысу мүмкіндігін арттыра алады, осылайша плазма концентрациясын және ою жылдамдығын тиімді жақсартады. Бұл өрнекті магнит өрісі күшейтілген реактивті ионды ою (MERIE) деп атайды.
Жоғарыда аталған үш технологияның ортақ кемшілігі бар, яғни плазма концентрациясы мен оның энергиясын бөлек бақылау мүмкін емес. Мысалы, сызу жылдамдығын арттыру үшін плазма концентрациясын арттыру үшін РЖ қуатын арттыру әдісін қолдануға болады, бірақ жоғарылаған РЖ қуаты сөзсіз иондық энергияның жоғарылауына әкеледі, бұл құрылғылардың зақымдалуына әкеледі. вафли. Соңғы онжылдықта сыйымдылықты біріктіру технологиясы сәйкесінше жоғарғы және төменгі электродтарға немесе екеуі де төменгі электродқа қосылған бірнеше РЖ көздерінің дизайнын қабылдады.
Әртүрлі РЖ жиіліктерін таңдау және сәйкестендіру арқылы электрод аймағы, ара қашықтық, материалдар және басқа да негізгі параметрлер бір-бірімен үйлестіріледі, плазма концентрациясы мен ион энергиясын мүмкіндігінше ажыратуға болады.
4.1.2 ICP
Индуктивті байланыстырылған плазмалық ою – радиожиілік қуат көзіне қосылған катушкалардың бір немесе бірнеше жиынтығын реакция камерасына немесе оның айналасына орналастыру. Катушкадағы радиожиілік тогы тудыратын айнымалы магнит өрісі электрондарды жеделдету үшін диэлектрлік терезе арқылы реакция камерасына түседі, осылайша плазманы тудырады. Жеңілдетілген эквивалентті тізбекте (трансформатор) катушка орамның бастапқы индуктивтілігі, ал плазма екінші реттік орам индуктивтілігі болып табылады.
Бұл біріктіру әдісі төмен қысымда сыйымдылықты біріктіруге қарағанда бір реттен жоғары плазмалық концентрацияға қол жеткізе алады. Сонымен қатар, екінші РЖ қуат көзі пластинаның орнына иондық бомбалау энергиясын қамтамасыз ету үшін ығысу қуат көзі ретінде қосылған. Демек, ион концентрациясы катушканың қуат көзіне байланысты, ал ион энергиясы ығысу қуат көзіне байланысты, осылайша концентрация мен энергияның неғұрлым мұқият ажыратылуына қол жеткізіледі.
4.2 Плазмалық сызу жабдығы
Құрғақ оюлау кезіндегі барлық дерлік қышқылдар тікелей немесе жанама түрде плазмадан түзіледі, сондықтан құрғақ оюды көбінесе плазмалық оюлау деп атайды. Плазмалық офорт - кең мағынада плазмалық оюлаудың бір түрі. Екі ерте жалпақ пластиналы реактор конструкцияларында біреуі пластина орналасқан пластинаны жерге қосу, ал екіншісі РЖ көзіне қосылған; екіншісі керісінше. Бұрынғы конструкцияда жерге тұйықталған пластинаның ауданы әдетте РЖ көзіне қосылған пластинаның ауданынан үлкен болады, ал реактордағы газ қысымы жоғары. Вафлидің бетінде пайда болған иондық қабық өте жұқа, ал пластина плазмаға «батырылған» сияқты. Эттинг негізінен плазмадағы белсенді бөлшектер мен оюланған материалдың беті арасындағы химиялық реакция арқылы аяқталады. Иондық бомбалаудың энергиясы өте аз, ал оның оюға қатысуы өте төмен. Бұл дизайн плазмалық өңдеу режимі деп аталады. Басқа дизайнда, иондық бомбалаудың қатысу дәрежесі салыстырмалы түрде үлкен болғандықтан, ол реактивті ионды өңдеу режимі деп аталады.
4.3 Реактивті ионды сызу жабдығы
Реактивті ионды сілтілеу (RIE) белсенді бөлшектер мен зарядталған иондар бір уақытта процеске қатысатын өрнектеу процесін білдіреді. Олардың ішінде белсенді бөлшектер негізінен бейтарап бөлшектер (бос радикалдар деп те аталады), жоғары концентрациясы бар (газ концентрациясының шамамен 1% -дан 10% -ға дейін) еріткіштің негізгі компоненттері болып табылады. Олар мен оюланған материал арасындағы химиялық реакция нәтижесінде пайда болған өнімдер не ұшқынға айналады және реакция камерасынан тікелей экстракцияланады, не оюланған бетінде жинақталады; зарядталған иондар төмен концентрацияда болса (газ концентрациясының 10-4-тен 10-3-ке дейін) және олар өрнектелген бетті бомбалау үшін пластинаның бетінде пайда болған ион қабықшасының электр өрісі арқылы жеделдетіледі. Зарядталған бөлшектердің екі негізгі қызметі бар. Біреуі – сызылған материалдың атомдық құрылымын бұзу, сол арқылы белсенді бөлшектердің онымен әрекеттесу жылдамдығын жеделдету; екіншісі - опатталған материал белсенді бөлшектермен толық жанасуы үшін жинақталған реакция өнімдерін бомбалау және жою, осылайша оюлау жалғасады.
Өйткені иондар сызу реакциясына тікелей қатыспағандықтан (немесе физикалық бомбалауды жою және белсенді иондарды тікелей химиялық өңдеу сияқты өте аз үлесті құрайды), қатаң түрде айтқанда, жоғарыда көрсетілген ою-өрнек процесін иондық өрнек деп атаған жөн. Реактивті ионды оюлау атауы дәл емес, бірақ ол әлі күнге дейін қолданылады. Ең ерте RIE жабдығы 1980 жылдары қолданысқа енгізілді. Бір РЖ қуат көзін пайдалану және салыстырмалы түрде қарапайым реакциялық камераның дизайнын пайдалану арқасында оның ою жылдамдығы, біркелкілігі және селективтілігі бойынша шектеулер бар.
4.4 Магниттік өріс күшейтілген реактивті ионды сызу жабдығы
MERIE (магниттік түрде күшейтілген реактивті ионды сызу) құрылғысы тегіс панельді RIE құрылғысына тұрақты ток магнит өрісін қосу арқылы жасалған және ою жылдамдығын арттыруға арналған ою құрылғысы болып табылады.
MERIE жабдығы 1990-шы жылдары кең ауқымда пайдалануға енгізілді, сол кезде бір вафельді өңдеу жабдығы саладағы негізгі жабдыққа айналды. MERIE жабдығының ең үлкен кемшілігі магнит өрісінен туындаған плазма концентрациясының кеңістікте таралуының біркелкі болмауы интегралды схема құрылғысында ток немесе кернеу айырмашылықтарына әкеледі, осылайша құрылғының зақымдалуына әкеледі. Бұл зақымдану лезде біртекті еместіктен туындағандықтан, магнит өрісінің айналуы оны жоя алмайды. Интегралдық микросхемалардың өлшемдері кішірейе берген сайын, олардың құрылғысының зақымдалуы плазманың біртексіздігіне сезімтал болып келеді және магнит өрісін күшейту арқылы сызу жылдамдығын арттыру технологиясы бірте-бірте көп радиожиілік қуат көзінің жазық реактивті ионды өңдеу технологиясымен ауыстырылды, бұл болып табылады, сыйымдылықпен байланыстырылған плазмалық ою технологиясы.
4.5 Сыйымдылықпен байланыстырылған плазмалық сызу жабдығы
Сыйымдылықты байланыстырылған плазма (СҚП) грифинг жабдығы – электрод пластинасына радиожиілік (немесе тұрақты) қуат көзін қолдану арқылы сыйымдылықпен байланыстыру арқылы реакция камерасында плазманы генерациялайтын құрылғы және ою үшін пайдаланылады. Оның сызу принципі реактивті иондарды өңдеуге арналған жабдыққа ұқсас.
Төменде CCP ою жабдығының оңайлатылған схемалық диаграммасы көрсетілген. Ол әдетте әртүрлі жиіліктегі екі немесе үш РЖ көзін пайдаланады, ал кейбіреулері тұрақты ток көздерін де пайдаланады. РЖ қуат көзінің жиілігі 800кГц~162МГц, ал жиі қолданылатындары 2МГц, 4МГц, 13МГц, 27МГц, 40МГц және 60МГц. 2 МГц немесе 4 МГц жиілігі бар РЖ қуат көздері әдетте төмен жиілікті РЖ көздері деп аталады. Олар әдетте вафли орналасқан төменгі электродқа қосылады. Олар иондық энергияны басқаруда тиімдірек, сондықтан оларды ығысу қуат көздері деп те атайды; Жиілігі 27 МГц жоғары РЖ қуат көздері жоғары жиілікті РЖ көздері деп аталады. Оларды жоғарғы электродқа немесе төменгі электродқа қосуға болады. Олар плазмадағы концентрацияны басқаруда тиімдірек, сондықтан оларды бастапқы қуат көздері деп те атайды. 13 МГц жиіліктегі РЖ қуат көзі ортасында орналасқан және әдетте жоғарыда аталған функциялардың екеуіне де ие болып саналады, бірақ салыстырмалы түрде әлсіз. Плазмадағы концентрация мен энергияны әртүрлі жиіліктегі РЖ көздерінің қуатымен (айыру эффектісі деп аталатын) белгілі бір диапазонда реттеуге болатынына қарамастан, сыйымдылық қосылысының сипаттамаларына байланысты оларды толығымен дербес реттеуге және басқаруға болмайтынын ескеріңіз.
Иондардың энергияның бөлінуі оюдың егжей-тегжейлі орындалуына және құрылғының зақымдалуына айтарлықтай әсер етеді, сондықтан иондық энергияны бөлуді оңтайландыру технологиясын дамыту озық ою жабдығының негізгі нүктелерінің біріне айналды. Қазіргі уақытта өндірісте сәтті қолданылған технологияларға мульти-РЖ гибридті жетек, тұрақты ток суперпозициясы, тұрақты импульстік қиғаштықпен біріктірілген РЖ және ығысу қуат көзінің синхронды импульстік РЖ шығысы және бастапқы қуат көзі кіреді.
CCP сызу жабдығы плазмалық ою жабдығының ең көп қолданылатын екі түрінің бірі болып табылады. Ол негізінен логикалық чип процесінің алдыңғы сатысында қақпаның бүйір қабырғасы мен қатты масканы ою, ортаңғы сатыдағы контактілі саңылауларды ою, артқы сатыдағы мозаика мен алюминий төсемімен оюлау сияқты диэлектрлік материалдарды өрнектеу процесінде қолданылады. 3D флэш жады микросхема процесінде терең траншеяларды, терең саңылауларды және сым байланыс саңылауларын ою (мысал ретінде кремний нитриді/кремний оксиді құрылымын алу).
CCP сызу жабдығы алдында тұрған екі негізгі қиындық және жетілдіру бағыты бар. Біріншіден, өте жоғары иондық энергияны қолдануда, жоғары арақатынастағы құрылымдардың ою мүмкіндігі (мысалы, 3D флэш жадының саңылаулары мен ойықтары 50:1-ден жоғары қатынасты қажет етеді). Иондық энергияны арттыру үшін ығысу қуатын арттырудың қазіргі әдісі 10 000 ваттқа дейінгі РЖ қуат көздерін пайдаланды. Шығарылатын жылудың үлкен мөлшерін ескере отырып, реакциялық камераның салқындату және температураны бақылау технологиясын үнемі жетілдіріп отыру қажет. Екіншіден, өңдеу қабілеті мәселесін түбегейлі шешу үшін жаңа газдарды өңдеуде серпіліс болуы керек.
4.6 Индуктивті байланыстырылған плазмалық сызу жабдығы
Индуктивті байланысқан плазма (ICP) сызу жабдығы – радиожиілік қуат көзінің энергиясын индуктивті катушкалар арқылы магнит өрісі түріндегі реакциялық камераға қосатын құрылғы, осылайша ою үшін плазма жасайды. Оның өрнектеу принципі де жалпыланған реактивті ионды оюға жатады.
ICP сызу жабдығы үшін плазмалық көз конструкцияларының екі негізгі түрі бар. Олардың бірі - Lam Research компаниясы әзірлеген және шығарған трансформаторлық біріктірілген плазма (TCP) технологиясы. Оның индукторлық катушкасы реакция камерасының үстіндегі диэлектрлік терезе жазықтығына орналастырылған. 13,56 МГц жиіліктегі RF сигналы катушкада диэлектрлік терезеге перпендикуляр және центр ретінде катушкалар осімен радиалды түрде алшақтайтын айнымалы магнит өрісін тудырады.
Магнит өрісі диэлектрлік терезе арқылы реакция камерасына түседі, ал айнымалы магнит өрісі реакция камерасындағы диэлектриктік терезеге параллель айнымалы электр өрісін тудырады, осылайша қышқыл газының диссоциациялануына қол жеткізеді және плазманы тудырады. Бұл принципті бастапқы орама ретінде индукторлық катушкасы бар трансформатор және екінші реттік орам ретінде реакция камерасындағы плазманы түсінуге болатындықтан, ICP ою осының атымен аталады.
TCP технологиясының басты артықшылығы құрылымды масштабтауға оңай. Мысалы, 200 мм вафлиден 300 мм вафлиге дейін TCP катушка өлшемін жай ғана ұлғайту арқылы бірдей өңдеу әсерін сақтай алады.
Плазма көзінің басқа дизайны - Америка Құрама Штаттарының Applied Materials, Inc. компаниясы әзірлеген және шығарған ажыратылған плазма көзі (DPS) технологиясы. Оның индукторлық катушкасы жарты шар тәрізді диэлектрлік терезеге үш өлшемді түрде оралған. Плазманы генерациялау принципі жоғарыда аталған TCP технологиясына ұқсас, бірақ газды диссоциациялау тиімділігі салыстырмалы түрде жоғары, бұл плазманың жоғары концентрациясын алуға қолайлы.
Плазманы генерациялау үшін индуктивті қосылыстардың тиімділігі сыйымдылықпен байланыстыруға қарағанда жоғары болғандықтан және плазма негізінен диэлектриктік терезеге жақын аймақта түзілетіндіктен, оның плазмалық концентрациясы негізінен индукциялық катушка қосылған қуат көзінің қуатымен анықталады. катушкалар, ал пластинаның бетіндегі иондық қабықтағы ион энергиясы негізінен ығысу қуат көзінің қуатымен анықталады, сондықтан иондардың концентрациясы мен энергиясы тәуелсіз болуы мүмкін. бақыланады, осылайша ажырасуға қол жеткізіледі.
ICP сызу жабдығы - плазмалық сызу жабдықтарының ең көп қолданылатын екі түрінің бірі. Ол негізінен кремнийлі таяз траншеяларды, германийді (Ge), полисилликон қақпа конструкцияларын, металл қақпа конструкцияларын, деформацияланған кремнийді (Strained-Si), металл сымдарды, металл төсемдерді (Pads), мозаикалық ою-өрнекті металл қатты маскаларды және көптеген процестерді өңдеу үшін қолданылады. көп бейнелеу технологиясы.
Сонымен қатар, үш өлшемді интегралды схемалардың, CMOS кескін сенсорларының және микроэлектро-механикалық жүйелердің (MEMS) өсуімен, сондай-ақ кремний арқылы (TSV), үлкен көлемді қиғаш тесіктерді қолданудың жылдам өсуімен және әртүрлі морфологиялары бар терең кремнийді өрнектеу, көптеген өндірушілер осы қолданбалар үшін арнайы әзірленген ою жабдығын іске қосты. Оның сипаттамалары үлкен өрнек тереңдігі болып табылады (ондаған немесе тіпті жүздеген микрон), сондықтан ол негізінен жоғары газ ағынында, жоғары қысымда және жоғары қуат жағдайында жұмыс істейді.
————————————————————————————————————————————————————————————————————————— ————————————
Semicera қамтамасыз ете аладыграфит бөліктері, жұмсақ/қатты киіз, кремний карбиді бөліктері, CVD кремний карбиді бөліктері, жәнеSiC/TaC қапталған бөлшектер30 күн ішінде.
Егер сізді жоғарыда аталған жартылай өткізгіш өнімдер қызықтырса,бірінші рет бізге хабарласудан тартынбаңыз.
Тел: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Жіберу уақыты: 31 тамыз 2024 ж