Þurrt ætingarferli samanstendur venjulega af fjórum grunnástæðum: fyrir ætingu, hluta ætingu, bara ætingu og yfir ætingu. Helstu eiginleikar eru ætingarhraði, sértækni, mikilvæg vídd, einsleitni og endapunktsgreining.
Mynd 1 Fyrir ætingu
Mynd 2 Hlutaæting
Mynd 3 Bara æting
Mynd 4 Yfiræting
(1) Etsunarhraði: dýpt eða þykkt ætaðs efnis sem fjarlægt er á tímaeiningu.
Mynd 5 Skýringarmynd ætingarhraða
(2) Valvirkni: hlutfall ætingarhraða mismunandi ætunarefna.
Mynd 6 Selectivity skýringarmynd
(3) Mikilvæg vídd: stærð mynstrsins á tilteknu svæði eftir að ætingu er lokið.
Mynd 7 Skýringarmynd um mikilvæga vídd
(4) Einsleitni: til að mæla einsleitni mikilvægu ætingarvíddarinnar (CD), sem almennt einkennist af öllu korti CD, er formúlan: U=(Max-Min)/2*AVG.
Mynd 8 Einsleitni Skýringarmynd
(5) Uppgötvun endapunkts: Meðan á ætingarferlinu stendur er breytingin á ljósstyrknum stöðugt greind. Þegar ákveðinn ljósstyrkur hækkar eða lækkar umtalsvert er ætingunni hætt til að merkja að ákveðið lag af filmuætingu sé lokið.
Mynd 9 Skýringarmynd endapunkts
Í þurrætingu er gasið örvað með hátíðni (aðallega 13,56 MHz eða 2,45 GHz). Við þrýsting á bilinu 1 til 100 Pa er meðallaus leið hans nokkrir millimetrar til nokkrir sentímetrar. Það eru þrjár megingerðir af þurrætingu:
•Líkamleg þurræting: hraðar agnir klæðast efnislega yfirborði skúffunnar
•Kemísk þurræting: gas hvarfast efnafræðilega við yfirborð skúffunnar
•Efnafræðileg eðlisfræðileg þurræting: eðlisfræðilegt ætingarferli með efnafræðilegum eiginleikum
1. Jónabjálkaæting
Ion Beam Etching (Ion Beam Etching) er líkamlegt þurrvinnsluferli sem notar háorku argon jóna geisla með orku á bilinu 1 til 3 keV til að geisla yfirborð efnisins. Orka jóngeislans veldur því að hann snertir og fjarlægir yfirborðsefnið. Ætsferlið er anisotropic þegar um er að ræða lóðrétta eða skáhalla innfallsjónageisla. Hins vegar, vegna skorts á sértækni, er enginn skýr greinarmunur á efnum á mismunandi stigum. Lofttegundirnar sem myndast og æta efnin eru tæmd af lofttæmisdælunni, en þar sem hvarfefnin eru ekki lofttegundir eru agnir settar á diskinn eða veggi hólfsins.
Til að koma í veg fyrir myndun agna er hægt að setja annað gas inn í hólfið. Þetta gas mun hvarfast við argonjónirnar og valda eðlisfræðilegu og efnafræðilegu ætingarferli. Hluti gassins mun hvarfast við yfirborðsefnið, en það mun einnig hvarfast við fáguðu agnirnar og mynda loftkenndar aukaafurðir. Næstum alls kyns efni er hægt að etsa með þessari aðferð. Vegna lóðréttrar geislunar er slitið á lóðréttu veggjunum mjög lítið (mikil anisotropy). Hins vegar, vegna lítillar sértækni og hægs ætingarhraða, er þetta ferli sjaldan notað í núverandi hálfleiðaraframleiðslu.
2. Plasma æting
Plasma æting er algert efna ætingarferli, einnig þekkt sem efnaþurrt æting. Kosturinn við það er að það veldur ekki jónaskemmdum á yfirborðinu. Þar sem virku tegundirnar í ætargasinu eru frjálsar til að hreyfa sig og ætingarferlið er ísótrópískt, hentar þessi aðferð til að fjarlægja allt filmulagið (til dæmis að þrífa bakhliðina eftir varmaoxun).
Niðurstraums reactor er tegund af reactor sem almennt er notaður til að æta plasma. Í þessum kjarnaofni er plasma myndað með höggjónun í hátíðni rafsviði 2,45GHz og aðskilið frá oblátunni.
Á gaslosunarsvæðinu myndast ýmsar agnir vegna höggs og örvunar, þar á meðal sindurefna. Sindurefni eru hlutlaus atóm eða sameindir með ómettaðar rafeindir, þannig að þær eru mjög hvarfgjarnar. Í plasmaætingarferlinu eru oft notaðar sumar hlutlausar lofttegundir, svo sem tetraflúormetan (CF4), sem eru settar inn í gaslosunarsvæðið til að mynda virkar tegundir með jónun eða niðurbroti.
Til dæmis, í CF4 gasi, er það sett inn í gaslosunarsvæðið og brotið niður í flúorradíkal (F) og koltvíflúoríð sameindir (CF2). Á sama hátt er hægt að brjóta niður flúor (F) úr CF4 með því að bæta við súrefni (O2).
2 CF4 + O2 —> 2 COF2 + 2 F2
Flúorsameindin getur klofnað í tvö sjálfstæð flúoratóm undir orku gaslosunarsvæðisins, sem hvert um sig er flúor sindurefni. Þar sem hvert flúoratóm hefur sjö gildisrafeindir og hefur tilhneigingu til að ná rafrænni uppsetningu óvirks gass, eru þær allar mjög hvarfgjarnar. Til viðbótar við hlutlausa flúor sindurefna verða hlaðnar agnir eins og CF+4, CF+3, CF+2 o.s.frv. á gaslosunarsvæðinu. Í kjölfarið eru allar þessar agnir og sindurefna settar inn í ætingarhólfið í gegnum keramikrörið.
Hægt er að loka hlaðnu agnunum með útdráttarristum eða sameina þær aftur í því ferli að mynda hlutlausar sameindir til að stjórna hegðun þeirra í ætingarhólfinu. Flúor sindurefna munu einnig gangast undir endurröðun að hluta, en eru samt nógu virk til að komast inn í ætingarhólfið, hvarfast efnafræðilega á yfirborð skúffunnar og valda því að efni losnar. Aðrar hlutlausar agnir taka ekki þátt í ætingarferlinu og er neytt ásamt hvarfafurðunum.
Dæmi um þunnar filmur sem hægt er að æta í plasmaætingu:
• Kísill: Si + 4F—> SiF4
• Kísildíoxíð: SiO2 + 4F—> SiF4 + O2
• Kísilnítríð: Si3N4 + 12F—> 3SiF4 + 2N2
3.Hvarfsjónaæting (RIE)
Reactive ion æting er efnafræðilegt-eðlisfræðilegt ætingarferli sem getur stjórnað mjög nákvæmlega sértækni, ætingarsniði, hraða ætingar, einsleitni og endurtekningarhæfni. Það getur náð ísótrópískum og anísótrópískum ætingarsniðum og er því eitt mikilvægasta ferli til að byggja upp ýmsar þunnar filmur í hálfleiðaraframleiðslu.
Á meðan á RIE stendur er diskurinn settur á hátíðni rafskaut (HF rafskaut). Með höggjónun myndast plasma þar sem frjálsar rafeindir og jákvætt hlaðnar jónir eru til. Ef jákvæð spenna er sett á HF rafskautið safnast lausu rafeindirnar á yfirborð rafskautsins og geta ekki yfirgefið rafskautið aftur vegna rafeindasækni þeirra. Þess vegna eru rafskautin hlaðin upp í -1000V (skekkjuspennu) þannig að hægu jónirnar geta ekki fylgt hratt breytilegu rafsviðinu að neikvætt hlaðna rafskautinu.
Við jónaætingu (RIE), ef meðallaus leið jónanna er há, lenda þær á yfirborði skífunnar í næstum hornréttri átt. Þannig slá hröðuðu jónirnar efnið út og mynda efnahvörf með eðlisfræðilegri ætingu. Þar sem hliðarhliðar eru ekki fyrir áhrifum, er ætingarsniðið áfram anisotropic og yfirborðsslitið er lítið. Hins vegar er sértæknin ekki mjög mikil vegna þess að líkamlegt ætingarferlið á sér einnig stað. Auk þess veldur hröðun jónanna skemmdum á yfirborði skúffunnar, sem krefst varmaglæðingar til að lagfæra.
Efnahluti ætingarferlisins er lokið með því að sindurefna hvarfast við yfirborðið og jónirnar snerta efnið líkamlega þannig að það setjist ekki aftur á diskinn eða veggi hólfsins og forðast endurútfellingu eins og ætingu jóna geisla. Þegar gasþrýstingur er aukinn í ætingarhólfinu minnkar meðallaus leið jónanna, sem eykur fjölda árekstra milli jónanna og gassameindanna og jónirnar dreifast í fleiri mismunandi áttir. Þetta leiðir til minna stefnulegrar ætingar, sem gerir ætingarferlið efnameira.
Anisotropic ets snið er náð með því að passivera hliðarveggina meðan á sílikon ætingu stendur. Súrefni er sett inn í ætingarhólfið þar sem það hvarfast við ætið kísil og myndar kísildíoxíð sem er sett á lóðréttu hliðarnar. Vegna jónaárásar er oxíðlagið á láréttu svæði fjarlægt, sem gerir hliðarætingarferlinu kleift að halda áfram. Þessi aðferð getur stjórnað lögun ætingarsniðsins og bratta hliðarvegganna.
Etshraðinn er fyrir áhrifum af þáttum eins og þrýstingi, HF rafalaafli, vinnslugasi, raunverulegu gasflæðishraða og hitastigi oblátunnar og breytileikasviði þess er haldið undir 15%. Anisotropy eykst með auknu HF-afli, minnkandi þrýstingi og lækkandi hitastigi. Einsleitni ætingarferlisins er ákvörðuð af gasi, rafskautabili og rafskautsefni. Ef rafskautsfjarlægðin er of lítil er ekki hægt að dreifa plasma jafnt, sem leiðir til ójafnvægis. Með því að auka rafskautsfjarlægð minnkar ætingarhraðinn vegna þess að plasma dreifist í stærra rúmmáli. Kolefni er ákjósanlegt rafskautsefni vegna þess að það framleiðir samræmda þvingaða plasma þannig að brún disksins verður fyrir áhrifum á sama hátt og miðju disksins.
Ferlisgasið gegnir mikilvægu hlutverki í sértækni og ætingarhraða. Fyrir sílikon og kísilsambönd eru flúor og klór aðallega notaðir til að ná ætingu. Með því að velja viðeigandi gas, stilla gasflæði og þrýsting og stjórna öðrum breytum eins og hitastigi og krafti í ferlinu er hægt að ná tilætluðum ætunarhraða, sértækni og einsleitni. Hagræðing þessara breytu er venjulega aðlöguð fyrir mismunandi forrit og efni.
Ætsferlið er ekki takmarkað við eina gas, gasblöndu eða fastar ferlibreytur. Til dæmis er hægt að fjarlægja innfædda oxíðið á pólýkísil fyrst með háum ætingarhraða og lágum sértækni, en fjölkísilinn er hægt að æta síðar með meiri sértækni miðað við undirliggjandi lög.
—————————————————————————————————————————————————— ———————————
Semicera getur veittgrafít hlutar, mjúkur/stífur filt, kísilkarbíð hlutar,CVD kísilkarbíð hlutar,ogSiC/TaC húðaðir hlutar með á 30 dögum.
Ef þú hefur áhuga á ofangreindum hálfleiðaravörum,vinsamlegast ekki hika við að hafa samband við okkur í fyrsta skipti.
Sími: +86-13373889683
WhatsAPP:+86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Pósttími: 12. september 2024