Unha introdución
O gravado no proceso de fabricación de circuítos integrados divídese en:
-Grabado húmido;
-Grabado en seco.
Nos primeiros días, o gravado húmido era moi utilizado, pero debido ás súas limitacións no control do ancho da liña e na direccionalidade do gravado, a maioría dos procesos despois de 3 μm usan o gravado en seco. O gravado húmido só se usa para eliminar determinadas capas de materiais especiais e limpar residuos.
O gravado en seco refírese ao proceso de uso de gravadores químicos gasosos para reaccionar cos materiais da oblea para gravar a parte do material que se vai eliminar e formar produtos de reacción volátiles, que despois son extraídos da cámara de reacción. O gravador adoita xerarse directa ou indirectamente a partir do plasma do gas de gravado, polo que o gravado en seco tamén se denomina gravado por plasma.
1.1 Plasma
O plasma é un gas en estado débilmente ionizado formado pola descarga luminosa de gas de gravado baixo a acción dun campo electromagnético externo (como o xerado por unha fonte de alimentación de radiofrecuencia). Inclúe electróns, ións e partículas activas neutras. Entre elas, as partículas activas poden reaccionar directamente quimicamente co material gravado para lograr o gravado, pero esta reacción química pura xeralmente só ocorre nun número moi reducido de materiais e non é direccional; cando os ións teñen certa enerxía, pódense gravar mediante pulverización física directa, pero a taxa de gravado desta reacción física pura é extremadamente baixa e a selectividade é moi pobre.
A maior parte do gravado con plasma complétase coa participación de partículas activas e ións ao mesmo tempo. Neste proceso, o bombardeo iónico ten dúas funcións. Unha delas é destruír os enlaces atómicos da superficie do material gravado, aumentando así a velocidade á que reaccionan as partículas neutras con el; a outra é eliminar os produtos de reacción depositados na interface de reacción para facilitar que o gravador entre totalmente en contacto coa superficie do material gravado, de modo que o gravado continúe.
Os produtos de reacción depositados nas paredes laterais da estrutura gravada non se poden eliminar eficazmente mediante un bombardeo iónico direccional, bloqueando así o gravado das paredes laterais e formando un gravado anisotrópico.
Segundo proceso de grabado
2.1 Gravado e limpeza en húmido
O gravado húmido é unha das primeiras tecnoloxías utilizadas na fabricación de circuítos integrados. Aínda que a maioría dos procesos de gravado húmido foron substituídos polo gravado en seco anisotrópico debido ao seu gravado isotrópico, aínda xoga un papel importante na limpeza de capas non críticas de tamaños maiores. Especialmente no gravado de residuos de eliminación de óxidos e decapado epidérmico, é máis eficaz e económico que o gravado en seco.
Os obxectos de gravado húmido inclúen principalmente óxido de silicio, nitruro de silicio, silicio monocristalino e silicio policristalino. O gravado húmido do óxido de silicio adoita utilizar o ácido fluorhídrico (HF) como principal portador químico. Para mellorar a selectividade, no proceso úsase ácido fluorhídrico diluído tamponado con fluoruro de amonio. Para manter a estabilidade do valor do pH, pódese engadir unha pequena cantidade de ácido forte ou outros elementos. O óxido de silicio dopado corroídase máis facilmente que o óxido de silicio puro. O decapado químico húmido utilízase principalmente para eliminar fotorresistentes e máscaras duras (nitruro de silicio). O ácido fosfórico quente (H3PO4) é o principal líquido químico que se usa para eliminar o nitruro de silicio e ten unha boa selectividade para o óxido de silicio.
A limpeza húmida é semellante ao gravado húmido e elimina principalmente os contaminantes da superficie das obleas de silicio mediante reaccións químicas, incluíndo partículas, materia orgánica, metais e óxidos. A limpeza húmida habitual é o método químico húmido. Aínda que a limpeza en seco pode substituír moitos métodos de limpeza húmida, non hai ningún método que poida substituír completamente a limpeza húmida.
Os produtos químicos de uso común para a limpeza en húmido inclúen ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido fluorhídrico, ácido fosfórico, peróxido de hidróxeno, hidróxido de amonio, fluoruro de amonio, etc. En aplicacións prácticas, un ou máis produtos químicos mestúranse con auga desionizada nunha determinada proporción segundo sexa necesario para formar unha solución de limpeza, como SC1, SC2, DHF, BHF, etc.
A limpeza úsase a miúdo no proceso antes da deposición da película de óxido, porque a preparación da película de óxido debe realizarse nunha superficie de oblea de silicio absolutamente limpa. O proceso común de limpeza de obleas de silicio é o seguinte:
2.2 Gravado en seco and Limpeza
2.2.1 Gravado en seco
O gravado en seco na industria refírese principalmente ao gravado por plasma, que utiliza plasma cunha actividade mellorada para gravar substancias específicas. O sistema de equipamento nos procesos de produción a gran escala utiliza plasma sen equilibrio a baixa temperatura.
O gravado por plasma utiliza principalmente dous modos de descarga: descarga acoplada capacitiva e descarga acoplada inductiva.
No modo de descarga acoplada capacitivamente: o plasma é xerado e mantido en dous capacitores de placas paralelas mediante unha fonte de alimentación externa de radiofrecuencia (RF). A presión do gas adoita ser de varios militorr a decenas de militorr e a taxa de ionización é inferior a 10-5. No modo de descarga acoplada inductivamente: xeralmente a unha presión de gas máis baixa (decenas de militorr), o plasma é xerado e mantendo por enerxía de entrada acoplada inductivamente. A taxa de ionización adoita ser superior a 10-5, polo que tamén se lle chama plasma de alta densidade. Tamén se poden obter fontes de plasma de alta densidade mediante resonancia de ciclotrón electrónico e descarga de ondas de ciclotrón. O plasma de alta densidade pode optimizar a taxa de gravado e a selectividade do proceso de gravado ao mesmo tempo que reduce o dano ao gravado controlando de forma independente o fluxo iónico e a enerxía de bombardeo iónico a través dunha fonte de alimentación externa de RF ou de microondas e unha fonte de alimentación de polarización de RF no substrato.
O proceso de gravado en seco é o seguinte: o gas de gravado inxéctase na cámara de reacción ao baleiro e, despois de que a presión na cámara de reacción se estabiliza, o plasma xérase mediante a descarga luminosa de radiofrecuencia; despois de ser impactado por electróns de alta velocidade, descompónse producindo radicais libres, que se difunden á superficie do substrato e son adsorbidos. Baixo a acción do bombardeo iónico, os radicais libres adsorbidos reaccionan cos átomos ou moléculas da superficie do substrato para formar subprodutos gasosos, que se descargan da cámara de reacción. O proceso móstrase na seguinte figura:
Os procesos de gravado en seco pódense dividir nas seguintes catro categorías:
(1)Gravado físico por pulverización catódica: depende principalmente dos ións enerxéticos do plasma para bombardear a superficie do material gravado. O número de átomos pulverizados depende da enerxía e do ángulo das partículas incidentes. Cando a enerxía e o ángulo permanecen inalterados, a taxa de pulverización dos distintos materiais normalmente difire só de 2 a 3 veces, polo que non hai selectividade. O proceso de reacción é principalmente anisótropo.
(2)Gravado químico: O plasma proporciona átomos e moléculas de gravado en fase gaseosa, que reaccionan químicamente coa superficie do material para producir gases volátiles. Esta reacción puramente química ten unha boa selectividade e presenta características isotrópicas sen ter en conta a estrutura da rede.
Por exemplo: Si (sólido) + 4F → SiF4 (gasoso), fotorresistencia + O (gasoso) → CO2 (gasoso) + H2O (gasoso)
(3)Gravado por enerxía iónica: Os ións son partículas que provocan o gravado e partículas que transportan enerxía. A eficiencia de gravado destas partículas transportadoras de enerxía é máis dunha orde de magnitude superior á do gravado físico ou químico simple. Entre eles, a optimización dos parámetros físicos e químicos do proceso é o núcleo do control do proceso de gravado.
(4)Gravado composto de barreira iónica: Refírese principalmente á xeración dunha capa protectora de barreira de polímero por partículas compostas durante o proceso de gravado. O plasma require dita capa protectora para evitar a reacción de gravado das paredes laterais durante o proceso de gravado. Por exemplo, engadindo C a Cl e Cl2 o gravado pode producir unha capa de composto de clorocarbono durante o gravado para protexer as paredes laterais de ser gravadas.
2.2.1 Limpeza en seco
A limpeza en seco refírese principalmente á limpeza con plasma. Os ións do plasma utilízanse para bombardear a superficie a limpar, e os átomos e moléculas no estado activado interactúan coa superficie a limpar, para eliminar e cinzas a fotoresistencia. A diferenza do gravado en seco, os parámetros do proceso de limpeza en seco xeralmente non inclúen a selectividade direccional, polo que o deseño do proceso é relativamente sinxelo. Nos procesos de produción a gran escala, os gases a base de flúor, osíxeno ou hidróxeno utilízanse principalmente como corpo principal do plasma de reacción. Ademais, engadir unha certa cantidade de plasma de argón pode mellorar o efecto do bombardeo iónico, mellorando así a eficiencia da limpeza.
No proceso de limpeza en seco de plasma, adoita utilizarse o método de plasma remoto. Isto débese a que no proceso de limpeza, espérase reducir o efecto de bombardeo dos ións no plasma para controlar o dano causado polo bombardeo iónico; e a reacción mellorada dos radicais libres químicos pode mellorar a eficiencia da limpeza. O plasma remoto pode usar microondas para xerar un plasma estable e de alta densidade fóra da cámara de reacción, xerando un gran número de radicais libres que entran na cámara de reacción para conseguir a reacción necesaria para a limpeza. A maioría das fontes de gas de limpeza en seco da industria usan gases a base de flúor, como NF3, e máis do 99% do NF3 descompónse no plasma de microondas. Case non hai ningún efecto de bombardeo iónico no proceso de limpeza en seco, polo que é beneficioso protexer a oblea de silicio de danos e prolongar a vida útil da cámara de reacción.
Tres equipos de gravado e limpeza en húmido
3.1 Máquina de limpeza de obleas tipo tanque
A máquina de limpeza de obleas de tipo comedor está composta principalmente por un módulo de transmisión de caixa de transferencia de obleas de apertura frontal, un módulo de transmisión de carga/descarga de obleas, un módulo de entrada de aire de escape, un módulo de tanque de líquido químico, un módulo de tanque de auga desionizada, un tanque de secado. módulo e un módulo de control. Pode limpar varias caixas de obleas ao mesmo tempo e pode conseguir o secado e o secado das obleas.
3.2 Gravador de obleas de trincheira
3.3 Equipos de procesamento húmido de obleas simples
Segundo os diferentes propósitos do proceso, os equipos de proceso húmido de obleas únicas pódense dividir en tres categorías. A primeira categoría son os equipos de limpeza de obleas simples, cuxos obxectivos de limpeza inclúen partículas, materia orgánica, capa de óxido natural, impurezas metálicas e outros contaminantes; a segunda categoría son os equipos de fregado de obleas simples, cuxa finalidade principal do proceso é eliminar as partículas da superficie da oblea; a terceira categoría é o equipo de gravado de obleas simples, que se usa principalmente para eliminar películas finas. Segundo os diferentes propósitos do proceso, os equipos de gravado de obleas simples pódense dividir en dous tipos. O primeiro tipo é o equipo de gravado suave, que se usa principalmente para eliminar as capas de danos na película superficial causadas pola implantación de ións de alta enerxía; o segundo tipo é o equipo de eliminación de capas de sacrificio, que se usa principalmente para eliminar as capas de barreira despois do adelgazamento da oblea ou o pulido mecánico químico.
Desde a perspectiva da arquitectura global da máquina, a arquitectura básica de todos os tipos de equipos de proceso húmido dunha única oblea é similar, xeralmente consta de seis partes: cadro principal, sistema de transferencia de obleas, módulo de cámara, módulo de subministración e transferencia de líquidos químicos, sistema de software. e módulo de control electrónico.
3.4 Equipos de limpeza de obleas únicas
O equipo de limpeza de obleas únicas está deseñado baseándose no método tradicional de limpeza RCA e o seu propósito de proceso é limpar partículas, materia orgánica, capa de óxido natural, impurezas metálicas e outros contaminantes. En canto á aplicación do proceso, os equipos de limpeza de obleas únicas úsanse amplamente nos procesos front-end e back-end de fabricación de circuítos integrados, incluíndo a limpeza antes e despois da formación de películas, a limpeza despois do gravado con plasma, a limpeza despois da implantación de iones, a limpeza despois de produtos químicos. pulido mecánico e limpeza despois da deposición de metal. Excepto polo proceso de ácido fosfórico a alta temperatura, o equipo de limpeza de obleas únicas é basicamente compatible con todos os procesos de limpeza.
3.5 Equipos de gravado de obleas simples
O propósito do proceso dos equipos de gravado de obleas simples é principalmente o gravado de película fina. Segundo o propósito do proceso, pódese dividir en dúas categorías, a saber, equipos de gravado lixeiro (utilizados para eliminar a capa de dano da película superficial causada pola implantación de ións de alta enerxía) e equipos de eliminación de capas de sacrificio (utilizados para eliminar a capa de barreira despois da oblea). dilución ou pulido mecánico químico). Os materiais que se deben eliminar no proceso xeralmente inclúen silicio, óxido de silicio, nitruro de silicio e capas de película metálica.
Catro equipos de gravado e limpeza en seco
4.1 Clasificación dos equipos de gravado por plasma
Ademais dos equipos de gravado por pulverización iónica que están preto da reacción física pura e dos equipos de desgomado próximos á reacción química pura, o gravado por plasma pódese dividir aproximadamente en dúas categorías segundo as diferentes tecnoloxías de xeración e control de plasma:
-Grabado de plasma acoplado capacitivamente (CCP);
-Grabado por plasma de acoplamento indutivo (ICP).
4.1.1 CCP
O gravado con plasma acoplado capacitivamente consiste en conectar a fonte de alimentación de radiofrecuencia a un ou ambos os electrodos superior e inferior da cámara de reacción, e o plasma entre as dúas placas forma un capacitor nun circuíto equivalente simplificado.
Hai dúas tecnoloxías deste tipo máis antigas:
Un deles é o primeiro gravado por plasma, que conecta a fonte de alimentación de RF ao electrodo superior e o electrodo inferior onde se atopa a oblea está conectado a terra. Debido a que o plasma xerado deste xeito non formará unha vaíña iónica suficientemente grosa na superficie da oblea, a enerxía do bombardeo iónico é baixa, e adoita utilizarse en procesos como o gravado de silicio que usan partículas activas como gravador principal.
O outro é o gravado de iones reactivos tempranos (RIE), que conecta a fonte de alimentación de RF ao electrodo inferior onde se atopa a oblea e conecta a terra o electrodo superior cunha área maior. Esta tecnoloxía pode formar unha vaíña iónica máis grosa, que é adecuada para procesos de gravado dieléctrico que requiren maior enerxía iónica para participar na reacción. Sobre a base do gravado de ións reactivos precoz, engádese un campo magnético de CC perpendicular ao campo eléctrico de RF para formar a deriva ExB, o que pode aumentar a probabilidade de colisión de electróns e partículas de gas, mellorando así a concentración de plasma e a taxa de gravado. Este gravado chámase gravado iónico reactivo reforzado con campo magnético (MERIE).
As tres tecnoloxías anteriores teñen unha desvantaxe común, é dicir, a concentración plasmática e a súa enerxía non se poden controlar por separado. Por exemplo, para aumentar a taxa de gravado, pódese usar o método de aumentar a potencia de RF para aumentar a concentración de plasma, pero o aumento da potencia de RF inevitablemente levará a un aumento da enerxía iónica, o que provocará danos nos dispositivos. a hostia. Na última década, a tecnoloxía de acoplamento capacitivo adoptou un deseño de múltiples fontes de RF, que están conectadas aos electrodos superior e inferior respectivamente ou ambos ao electrodo inferior.
Ao seleccionar e combinar diferentes frecuencias de RF, a área do electrodo, o espazamento, os materiais e outros parámetros clave están coordinados entre si, a concentración de plasma e a enerxía iónica pódense desacoplar o máximo posible.
4.1.2 ICP
O gravado por plasma acoplado inductivamente consiste en colocar un ou máis conxuntos de bobinas conectadas a unha fonte de alimentación de radiofrecuencia na cámara de reacción ou arredor da mesma. O campo magnético alterno xerado pola corrente de radiofrecuencia na bobina entra na cámara de reacción a través da ventá dieléctrica para acelerar os electróns, xerando así plasma. Nun circuíto equivalente simplificado (transformador), a bobina é a inductancia do enrolamento principal e o plasma é a inductancia do enrolamento secundario.
Este método de acoplamento pode acadar unha concentración de plasma que é máis dunha orde de magnitude superior que o acoplamento capacitivo a baixa presión. Ademais, a segunda fonte de alimentación de RF está conectada á localización da oblea como fonte de alimentación polarizada para proporcionar enerxía de bombardeo iónico. Polo tanto, a concentración de ións depende da fonte de alimentación da bobina e a enerxía iónica depende da fonte de alimentación pola polarización, conseguindo así un desacoplamento máis completo da concentración e da enerxía.
4.2 Equipos de gravado por plasma
Case todos os gravadores no gravado en seco xéranse directa ou indirectamente a partir do plasma, polo que o gravado en seco adoita chamarse gravado por plasma. O gravado por plasma é un tipo de gravado por plasma nun sentido amplo. Nos dous primeiros deseños de reactores de placa plana, un consiste en poñer a terra a placa onde se atopa a oblea e a outra está conectada á fonte de RF; o outro é o contrario. No deseño anterior, a área da placa conectada a terra adoita ser maior que a área da placa conectada á fonte de RF e a presión do gas no reactor é alta. A vaíña iónica formada na superficie da oblea é moi delgada e a oblea parece estar "inmersa" no plasma. O gravado complétase principalmente pola reacción química entre as partículas activas do plasma e a superficie do material gravado. A enerxía do bombardeo iónico é moi pequena e a súa participación no gravado é moi baixa. Este deseño chámase modo de gravado por plasma. Noutro deseño, porque o grao de participación do bombardeo iónico é relativamente grande, chámase modo de gravado iónico reactivo.
4.3 Equipos de gravado con ións reactivos
O gravado iónico reactivo (RIE) refírese a un proceso de gravado no que as partículas activas e os ións cargados participan no proceso ao mesmo tempo. Entre elas, as partículas activas son principalmente partículas neutras (tamén coñecidas como radicais libres), cunha concentración elevada (aproximadamente do 1% ao 10% da concentración do gas), que son os principais compoñentes do grabador. Os produtos producidos pola reacción química entre eles e o material gravado ou ben se volatilizan e extráense directamente da cámara de reacción, ou ben acumúlanse na superficie gravada; mentres que os ións cargados están nunha concentración máis baixa (10-4 a 10-3 da concentración de gas), e son acelerados polo campo eléctrico da vaíña iónica formada na superficie da oblea para bombardear a superficie gravada. As partículas cargadas teñen dúas funcións principais. Unha delas é destruír a estrutura atómica do material gravado, acelerando así a velocidade á que as partículas activas reaccionan con el; a outra consiste en bombardear e eliminar os produtos de reacción acumulados para que o material gravado estea en contacto total coas partículas activas, para que continúe o gravado.
Debido a que os ións non participan directamente na reacción de gravado (ou representan unha proporción moi pequena, como a eliminación do bombardeo físico e o gravado químico directo dos ións activos), en rigor, o proceso de gravado anterior debería chamarse gravado asistido por ións. O nome gravado con ións reactivos non é preciso, pero aínda se usa hoxe. Os primeiros equipos RIE púxose en uso na década de 1980. Debido ao uso dunha única fonte de alimentación de RF e un deseño de cámara de reacción relativamente sinxelo, ten limitacións en termos de taxa de gravado, uniformidade e selectividade.
4.4 Equipos de gravado de ións reactivos mellorados con campo magnético
O dispositivo MERIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching) é un dispositivo de gravado que se constrúe engadindo un campo magnético de CC a un dispositivo RIE de panel plano e está destinado a aumentar a taxa de gravado.
O equipo MERIE púxose en uso a gran escala na década de 1990, cando os equipos de gravado dunha única oblea convertéronse no principal equipamento da industria. A maior desvantaxe dos equipos MERIE é que a inhomoxeneidade da distribución espacial da concentración de plasma causada polo campo magnético provocará diferenzas de corrente ou tensión no dispositivo de circuíto integrado, causando así danos no dispositivo. Dado que este dano é causado pola inhomoxeneidade instantánea, a rotación do campo magnético non pode eliminalo. A medida que o tamaño dos circuítos integrados segue a diminuír, o dano dos seus dispositivos é cada vez máis sensible á falta de homoxeneidade do plasma, e a tecnoloxía de aumentar a taxa de gravado mediante a mellora do campo magnético foi substituída gradualmente pola tecnoloxía de gravado de iones reactivos planos de fonte de alimentación multi-RF, que é, tecnoloxía de gravado por plasma acoplado capacitivamente.
4.5 Equipos de gravado por plasma acoplados capacitivamente
O equipo de grabado de plasma acoplado capacitivamente (CCP) é un dispositivo que xera plasma nunha cámara de reacción mediante un acoplamento capacitivo aplicando unha fonte de alimentación de radiofrecuencia (ou CC) á placa do electrodo e úsase para o gravado. O seu principio de gravado é similar ao dos equipos de gravado con ións reactivos.
A continuación móstrase o diagrama esquemático simplificado do equipo de gravado CCP. Xeralmente usa dúas ou tres fontes de RF de diferentes frecuencias, e algunhas tamén usan fontes de alimentación de CC. A frecuencia da fonte de alimentación de RF é de 800kHz ~ 162MHz, e as máis utilizadas son 2MHz, 4MHz, 13MHz, 27MHz, 40MHz e 60MHz. As fontes de alimentación de RF cunha frecuencia de 2MHz ou 4MHz adoitan denominarse fontes de RF de baixa frecuencia. Xeralmente están conectados ao electrodo inferior onde se atopa a oblea. Son máis eficaces para controlar a enerxía iónica, polo que tamén se lles denomina fontes de alimentación polarizadas; As fontes de alimentación de RF cunha frecuencia superior a 27 MHz chámanse fontes de RF de alta frecuencia. Pódense conectar tanto ao electrodo superior como ao electrodo inferior. Son máis eficaces para controlar a concentración de plasma, polo que tamén se lles chama fonte de alimentación. A fonte de alimentación de RF de 13 MHz está no medio e xeralmente considérase que ten as dúas funcións anteriores, pero son relativamente máis débiles. Teña en conta que, aínda que a concentración e enerxía do plasma poden axustarse dentro dun determinado intervalo pola potencia das fontes de RF de diferentes frecuencias (o chamado efecto de desacoplamento), debido ás características do acoplamento capacitivo, non se poden axustar e controlar de forma completamente independente.
A distribución de enerxía dos ións ten un impacto significativo no rendemento detallado do gravado e danos no dispositivo, polo que o desenvolvemento da tecnoloxía para optimizar a distribución da enerxía iónica converteuse nun dos puntos clave dos equipos de gravado avanzados. Actualmente, as tecnoloxías que se utilizaron con éxito na produción inclúen a unidade híbrida multi-RF, a superposición de CC, a RF combinada con polarización de pulso de CC e a saída de RF pulsada síncrona da fonte de alimentación de polarización e fonte de alimentación.
O equipo de gravado CCP é un dos dous tipos de equipos de gravado por plasma máis utilizados. Utilízase principalmente no proceso de gravado de materiais dieléctricos, como a parede lateral da porta e o gravado de máscara dura na fase frontal do proceso de chip lóxico, o gravado de buratos de contacto na fase media, o mosaico e o gravado de almofadas de aluminio no escenario traseiro, así como gravado de foxas profundas, buratos profundos e buratos de contacto de cableado no proceso de chip de memoria flash 3D (tomando a estrutura de nitruro de silicio/óxido de silicio como exemplo).
Hai dous retos principais e direccións de mellora aos que se enfrontan os equipos de gravado CCP. En primeiro lugar, na aplicación de enerxía iónica extremadamente alta, a capacidade de gravado de estruturas de alta relación de aspecto (como o gravado de buratos e ranuras da memoria flash 3D require unha proporción superior a 50:1). O método actual de aumentar a potencia de polarización para aumentar a enerxía iónica utilizou fontes de alimentación de RF de ata 10.000 vatios. Tendo en conta a gran cantidade de calor xerada, a tecnoloxía de arrefriamento e control de temperatura da cámara de reacción debe mellorarse continuamente. En segundo lugar, ten que haber un avance no desenvolvemento de novos gases de gravado para resolver fundamentalmente o problema da capacidade de gravado.
4.6 Equipos de gravado por plasma de acoplamento indutivo
O equipo de grabado de plasma acoplado inductivamente (ICP) é un dispositivo que acopla a enerxía dunha fonte de enerxía de radiofrecuencia nunha cámara de reacción en forma de campo magnético a través dunha bobina indutora, xerando así plasma para o gravado. O seu principio de gravado tamén pertence ao gravado xeneralizado de ións reactivos.
Existen dous tipos principais de deseños de fontes de plasma para equipos de gravado ICP. Unha delas é a tecnoloxía de plasma acoplado por transformador (TCP) desenvolvida e producida por Lam Research. A súa bobina indutora sitúase no plano da xanela dieléctrica por riba da cámara de reacción. O sinal de RF de 13,56 MHz xera un campo magnético alternativo na bobina que é perpendicular á ventá dieléctrica e diverxe radialmente co eixe da bobina como centro.
O campo magnético entra na cámara de reacción a través da xanela dieléctrica, e o campo magnético alterno xera un campo eléctrico alternativo paralelo á xanela dieléctrica na cámara de reacción, logrando así a disociación do gas de gravado e xerando plasma. Dado que este principio pode entenderse como un transformador cunha bobina indutora como enrolamento primario e o plasma na cámara de reacción como enrolamento secundario, o gravado ICP recibe o nome deste.
A principal vantaxe da tecnoloxía TCP é que a estrutura é fácil de ampliar. Por exemplo, desde unha oblea de 200 mm ata unha de 300 mm, TCP pode manter o mesmo efecto de gravado simplemente aumentando o tamaño da bobina.
Outro deseño de fonte de plasma é a tecnoloxía de fonte de plasma desacoplada (DPS) desenvolvida e producida por Applied Materials, Inc. dos Estados Unidos. A súa bobina indutora está enrolada tridimensionalmente nunha ventá dieléctrica hemisférica. O principio de xeración de plasma é similar á tecnoloxía TCP mencionada anteriormente, pero a eficiencia de disociación de gases é relativamente alta, o que favorece a obtención dunha maior concentración de plasma.
Dado que a eficiencia do acoplamento indutivo para xerar plasma é maior que a do acoplamento capacitivo, e o plasma xérase principalmente na zona próxima á xanela dieléctrica, a súa concentración de plasma está determinada basicamente pola potencia da fonte de alimentación conectada ao indutor. bobina, e a enerxía iónica na vaíña iónica na superficie da oblea está determinada basicamente pola potencia da fonte de alimentación pola polarización, polo que a concentración e a enerxía dos ións poden controlarse de forma independente, conseguindo así desacoplamento.
O equipo de gravado ICP é un dos dous tipos de equipos de gravado por plasma máis utilizados. Úsase principalmente para o gravado de trincheiras de silicio pouco profundas, xermanio (Ge), estruturas de portas de polisilicio, estruturas de portas metálicas, silicio colado (Strained-Si), fíos metálicos, almofadas metálicas (Pads), máscaras de metal duro de gravado de mosaico e múltiples procesos en tecnoloxía de imaxe múltiple.
Ademais, co aumento dos circuítos integrados tridimensionais, sensores de imaxe CMOS e sistemas micro-electro-mecánicos (MEMS), así como o rápido aumento da aplicación de vías de silicio (TSV), orificios oblicuos de gran tamaño e gravado profundo de silicio con diferentes morfoloxías, moitos fabricantes lanzaron equipos de gravado desenvolvidos especificamente para estas aplicacións. As súas características son unha gran profundidade de gravado (decenas ou mesmo centos de micras), polo que funciona principalmente en condicións de alto fluxo de gas, alta presión e alta potencia.
———————————————————————————————————————————————————— —————————————
Semicera pode proporcionarpezas de grafito, feltro suave/ríxido, pezas de carburo de silicio, Pezas de carburo de silicio CVD, ePezas recubertas de SiC/TaCcon en 30 días.
Se estás interesado nos produtos de semicondutores anteriores,por favor, non dubide en contactar connosco a primeira vez.
Teléfono: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Hora de publicación: 31-Ago-2024