Í hálfleiðara framleiðsluferlinu,ætingutækni er mikilvægt ferli sem er notað til að fjarlægja nákvæmlega óæskileg efni á undirlaginu til að mynda flókin hringrásarmynstur. Þessi grein mun kynna tvær almennar ætingartækni í smáatriðum - rafrýmd tengd plasma ætingu (CCP) og inductive tengd plasma æting (ICP), og kanna notkun þeirra við ætingu á mismunandi efnum.
Rafrýmd tengd plasmaæting (CCP)
Rafrýmd tengd plasmaæting (CCP) er náð með því að beita RF spennu á tvö samhliða rafskaut í gegnum samsvörun og DC-blokkandi þétta. Rafskautin tvö og plasma mynda saman jafngilda þétta. Í þessu ferli myndar RF spennan rafrýmd slíður nálægt rafskautinu og mörk slíðunnar breytast með hraðri sveiflu spennunnar. Þegar rafeindir ná þessu snöggbreytilega slíðri endurkastast þær og fá orku, sem aftur kemur af stað sundrun eða jónun gassameinda til að mynda plasma. CCP æting er venjulega beitt á efni með meiri efnatengiorku, svo sem rafefni, en vegna lægri ætingarhraða hentar hún fyrir forrit sem krefjast fínrar stjórnunar.
Inductively coupled plasma etsing (ICP)
Inductively tengt plasmaætingu(ICP) byggir á þeirri meginreglu að riðstraumur fer í gegnum spólu til að mynda framkallað segulsvið. Undir virkni þessa segulsviðs er rafeindunum í hvarfhólfinu hraðað og þær halda áfram að hraða í rafsviðinu sem framkallað er og rekast að lokum við hvarfgassameindir, sem veldur því að sameindirnar sundrast eða jónast og mynda plasma. Þessi aðferð getur framleitt háan jónunarhraða og gert kleift að stilla plasmaþéttleika og sprengjuorku sjálfstætt, sem gerirICP ætinghentar mjög vel til að æta efni með litla efnatengiorku eins og sílikon og málm. Að auki veitir ICP tækni einnig betri einsleitni og ætingarhraða.
1. Málmæting
Málmæting er aðallega notuð til vinnslu á samtengingum og fjöllaga málmlagnir. Kröfur þess fela í sér: hár ætingarhraði, mikil sértækni (meira en 4:1 fyrir grímulagið og meira en 20:1 fyrir millilagsrafmagnið), mikil einsleitni ætingar, góð stjórn á mikilvægum víddum, engin plasmaskemmdir, minna af mengunarefnum og engin tæring á málmi. Málmæting notar venjulega inductive-tengdan plasmaætingarbúnað.
•Álæting: Ál er mikilvægasta vírefnið á mið- og aftari stigum flísaframleiðslu, með kostum lítillar viðnáms, auðveldrar útfellingar og ætingar. Álæting notar venjulega plasma sem myndast af klóríðgasi (eins og Cl2). Ál hvarfast við klór og myndar rokgjarnt álklóríð (AlCl3). Að auki er hægt að bæta við öðrum halíðum eins og SiCl4, BCl3, BBr3, CCl4, CHF3, osfrv. til að fjarlægja oxíðlagið á ályfirborðinu til að tryggja eðlilega ætingu.
• Volframæting: Í marglaga samtengingarvirkjum úr málmvír er wolfram aðalmálmurinn sem notaður er fyrir miðhluta samtengingar flísarinnar. Hægt er að nota flúor-undirstaða eða klór-undirstaða lofttegundir til að etsa málm wolfram, en flúor-undirstaða lofttegundir hafa lélega valhæfni fyrir kísiloxíð, en klór-undirstaða lofttegundir (eins og CCl4) hafa betri valhæfni. Venjulega er köfnunarefni bætt við hvarfgasið til að fá mikla ætingarlímsvalvirkni og súrefni er bætt við til að draga úr kolefnisútfellingu. Etsing wolfram með klór-undirstaða gasi getur náð anisotropic ætingu og mikilli sértækni. Lofttegundirnar sem notaðar eru við þurrætingu á wolfram eru aðallega SF6, Ar og O2, þar á meðal er hægt að brjóta niður SF6 í plasma til að útvega flúoratóm og wolfram fyrir efnahvörf til að framleiða flúoríð.
• Títannítríð æting: Títannítríð, sem hart grímuefni, kemur í stað hefðbundinnar kísilnítríðs eða oxíðgrímu í tvískiptu damascene ferlinu. Títanítríð æting er aðallega notuð í opnunarferli harðgrímunnar og aðal hvarfafurðin er TiCl4. Valmöguleikinn á milli hefðbundinnar grímu og lág-k díelectric lagsins er ekki hár, sem mun leiða til útlits bogalaga sniðsins efst á lág-k dielectric laginu og stækkun grópbreiddar eftir ætingu. Bilið milli útsettra málmlína er of lítið, sem er hætt við að brúa leka eða bein bilun.
2. Einangrunaræting
Markmiðið með ætingu einangrunarefnis er venjulega rafræn efni eins og kísildíoxíð eða kísilnítríð, sem eru mikið notuð til að mynda snertigöt og ráshol til að tengja saman mismunandi hringrásarlög. Rafræn æting notar venjulega ætingu sem byggir á meginreglunni um rafrýmd tengda plasma ætingu.
• Plasmaæting á kísildíoxíðfilmu: Kísildíoxíðfilma er venjulega ætuð með því að nota ætarlofttegundir sem innihalda flúor, eins og CF4, CHF3, C2F6, SF6 og C3F8. Kolefnið sem er í ætargasinu getur hvarfast við súrefnið í oxíðlaginu til að framleiða aukaafurðir CO og CO2 og fjarlægir þar með súrefnið í oxíðlaginu. CF4 er algengasta ætingargasið. Þegar CF4 rekst á rafeindir með mikla orku myndast ýmsar jónir, stakeindir, atóm og sindurefna. Flúor sindurefni geta hvarfast á efnafræðilegan hátt við SiO2 og Si til að framleiða rokgjörn sílikon tetraflúoríð (SiF4).
• Plasmaæting kísilnítríðfilmu: Hægt er að etsa kísilnítríðfilmu með því að nota plasmaætingu með CF4 eða CF4 blönduðu gasi (með O2, SF6 og NF3). Fyrir Si3N4 filmu, þegar CF4-O2 plasma eða annað gasplasma sem inniheldur F frumeindir er notað til ætingar, getur ætingarhraði kísilnítríðs náð 1200Å/mín og ætingarvalkosturinn getur verið allt að 20:1. Aðalvaran er rokgjörn kísiltetraflúoríð (SiF4) sem auðvelt er að vinna út.
4. Einkristal sílikon æting
Einkristal kísilæting er aðallega notuð til að mynda grunna trench einangrun (STI). Þetta ferli felur venjulega í sér byltingarferli og aðal ætingarferli. Byltingarferlið notar SiF4 og NF gas til að fjarlægja oxíðlagið á yfirborði einkristals kísils með sterkri jónasprengjuárás og efnafræðilegri virkni flúorþátta; aðalætið notar vetnisbrómíð (HBr) sem aðalætið. Brómrótefnin sem HBr brotnar niður í plasmaumhverfinu hvarfast við kísil og myndar rokgjarnt kísiltetrbrómíð (SiBr4) og fjarlægir þar með kísil. Einkristal kísilæting notar venjulega inductively tengda plasmaætingarvél.
5. Pólýkísilæting
Pólýkísilæting er eitt af lykilferlunum sem ákvarðar hliðarstærð smára og hliðarstærðin hefur bein áhrif á frammistöðu samþættra hringrása. Pólýkísilæting krefst góðs sértæknihlutfalls. Halógenlofttegundir eins og klór (Cl2) eru venjulega notaðar til að ná fram anisotropic ætingu, og hafa gott sértæknihlutfall (allt að 10:1). Bróm-undirstaða lofttegundir eins og vetnisbrómíð (HBr) geta fengið hærra sértæknihlutfall (allt að 100:1). Blanda af HBr með klór og súrefni getur aukið ætingarhraðann. Hvarfafurðir halógengass og kísils eru settar á hliðarveggina til að gegna verndandi hlutverki. Pólýkísilæting notar venjulega inductively-tengda plasmaætingarvél.
Hvort sem það er rafrýmd tengd plasma æting eða inductive tengd plasma æting, hver hefur sína einstöku kosti og tæknilega eiginleika. Að velja viðeigandi ætingartækni getur ekki aðeins bætt framleiðslu skilvirkni, heldur einnig tryggt afrakstur lokaafurðarinnar.
Pósttími: 12-nóv-2024