Jeden úvod
Leptání ve výrobním procesu integrovaného obvodu se dělí na:
-Mokré leptání;
- Suché leptání.
V prvních dnech bylo mokré leptání široce používáno, ale kvůli jeho omezením v řízení šířky čáry a směrovosti leptání většina procesů po 3μm používá suché leptání. Mokré leptání se používá pouze k odstranění určitých vrstev speciálního materiálu a čištění zbytků.
Suché leptání se vztahuje k procesu použití plynných chemických leptadel k reakci s materiály na plátku, aby se odleptala část materiálu, která má být odstraněna, a vytvořily se těkavé reakční produkty, které jsou pak extrahovány z reakční komory. Leptadlo se obvykle vytváří přímo nebo nepřímo z plazmy leptacího plynu, takže suché leptání se také nazývá plazmové leptání.
1.1 Plazma
Plazma je plyn ve slabě ionizovaném stavu tvořený doutnavým výbojem leptacího plynu působením vnějšího elektromagnetického pole (jako je generované vysokofrekvenčním zdrojem energie). Zahrnuje elektrony, ionty a neutrální aktivní částice. Mezi nimi mohou aktivní částice přímo chemicky reagovat s leptaným materiálem, aby se dosáhlo leptání, ale tato čistá chemická reakce se obvykle vyskytuje pouze ve velmi malém počtu materiálů a není směrová; když mají ionty určitou energii, mohou být vyleptány přímým fyzikálním rozprašováním, ale rychlost leptání této čistě fyzikální reakce je extrémně nízká a selektivita je velmi špatná.
Většina plazmového leptání je dokončena za účasti aktivních částic a iontů současně. V tomto procesu má bombardování ionty dvě funkce. Jedním z nich je zničit atomové vazby na povrchu leptaného materiálu, čímž se zvýší rychlost, jakou s ním neutrální částice reagují; druhý je oklepat reakční produkty usazené na reakčním rozhraní, aby se usnadnilo leptání úplný kontakt s povrchem leptaného materiálu, takže leptání pokračuje.
Reakční produkty usazené na bočních stěnách leptané struktury nemohou být účinně odstraněny směrovým iontovým bombardováním, čímž se blokuje leptání bočních stěn a vytváří se anizotropní leptání.
Druhý proces leptání
2.1 Mokré leptání a čištění
Mokré leptání je jednou z prvních technologií používaných při výrobě integrovaných obvodů. Ačkoli většina procesů mokrého leptání byla nahrazena anizotropním suchým leptáním kvůli jeho izotropnímu leptání, stále hraje důležitou roli při čištění nekritických vrstev větších velikostí. Zejména při leptání zbytků odstraňování oxidů a odstraňování epidermis je účinnější a ekonomičtější než suché leptání.
Předměty mokrého leptání zahrnují především oxid křemíku, nitrid křemíku, monokrystalický křemík a polykrystalický křemík. Mokré leptání oxidu křemičitého obvykle používá jako hlavní chemický nosič kyselinu fluorovodíkovou (HF). Pro zlepšení selektivity se v procesu používá zředěná kyselina fluorovodíková pufrovaná fluoridem amonným. Pro zachování stability hodnoty pH lze přidat malé množství silné kyseliny nebo jiných prvků. Dopovaný oxid křemíku podléhá korozi snadněji než čistý oxid křemíku. Mokré chemické odstraňování se používá hlavně k odstranění fotorezistu a tvrdé masky (nitrid křemíku). Horká kyselina fosforečná (H3PO4) je hlavní chemická kapalina používaná pro mokré chemické stripování k odstranění nitridu křemíku a má dobrou selektivitu pro oxid křemičitý.
Mokré čištění je podobné mokrému leptání a hlavně odstraňuje znečišťující látky na povrchu křemíkových plátků prostřednictvím chemických reakcí, včetně částic, organických látek, kovů a oxidů. Hlavním proudem mokrého čištění je mokrá chemická metoda. Přestože chemické čištění může nahradit mnoho metod mokrého čištění, neexistuje žádná metoda, která by mokré čištění zcela nahradila.
Mezi běžně používané chemikálie pro mokré čištění patří kyselina sírová, kyselina chlorovodíková, kyselina fluorovodíková, kyselina fosforečná, peroxid vodíku, hydroxid amonný, fluorid amonný atd. V praktických aplikacích se jedna nebo více chemikálií mísí s deionizovanou vodou v určitém poměru podle potřeby. vytvořte čisticí roztok, jako je SC1, SC2, DHF, BHF atd.
Čištění se často používá v procesu před nanášením oxidového filmu, protože příprava oxidového filmu musí být provedena na absolutně čistém povrchu křemíkové desky. Běžný proces čištění křemíkové destičky je následující:
2.2 Suché leptání and Čištění
2.2.1 Suché leptání
Suché leptání v průmyslu označuje především plazmové leptání, které využívá plazmu se zvýšenou aktivitou k leptání specifických látek. Systém zařízení ve velkých výrobních procesech využívá nízkoteplotní nerovnovážné plazma.
Plazmové leptání používá hlavně dva režimy výboje: kapacitně vázaný výboj a indukčně vázaný výboj
V kapacitně vázaném výbojovém režimu: plazma je generována a udržována ve dvou paralelních deskových kondenzátorech externím vysokofrekvenčním (RF) napájecím zdrojem. Tlak plynu je obvykle několik militorr až desítky militorr a rychlost ionizace je menší než 10-5. V režimu indukčně vázaného výboje: obecně při nižším tlaku plynu (desítky militorrů) je plazma generováno a udržováno indukčně vázanou vstupní energií. Rychlost ionizace je obvykle větší než 10-5, proto se také nazývá plazma s vysokou hustotou. Zdroje plazmatu s vysokou hustotou lze také získat prostřednictvím elektronové cyklotronové rezonance a cyklotronového vlnového výboje. Plazma s vysokou hustotou může optimalizovat rychlost leptání a selektivitu procesu leptání při současném snížení poškození leptáním nezávislým řízením toku iontů a energie bombardování ionty prostřednictvím externího RF nebo mikrovlnného napájecího zdroje a zdroje RF předpětí na substrátu.
Proces suchého leptání je následující: leptací plyn je vstřikován do vakuové reakční komory a po ustálení tlaku v reakční komoře je plazma generováno vysokofrekvenčním doutnavým výbojem; po dopadu vysokorychlostními elektrony se rozkládá za vzniku volných radikálů, které difundují na povrch substrátu a jsou adsorbovány. Při působení iontového bombardování adsorbované volné radikály reagují s atomy nebo molekulami na povrchu substrátu za vzniku plynných vedlejších produktů, které jsou vypouštěny z reakční komory. Proces je znázorněn na následujícím obrázku:
Procesy suchého leptání lze rozdělit do následujících čtyř kategorií:
(1)Fyzické naprašování leptání: Spoléhá se hlavně na energetické ionty v plazmatu, které bombardují povrch leptaného materiálu. Počet rozprášených atomů závisí na energii a úhlu dopadajících částic. Když se energie a úhel nezmění, rychlost rozprašování různých materiálů se obvykle liší pouze 2 až 3krát, takže neexistuje žádná selektivita. Reakční proces je převážně anizotropní.
(2)Chemické leptání: Plazma poskytuje v plynné fázi leptající atomy a molekuly, které chemicky reagují s povrchem materiálu za vzniku těkavých plynů. Tato čistě chemická reakce má dobrou selektivitu a vykazuje izotropní charakteristiky bez ohledu na strukturu mřížky.
Například: Si (pevný) + 4F → SiF4 (plynný), fotorezist + O (plynný) → CO2 (plynný) + H2O (plynný)
(3)Leptání řízené iontovou energií: Ionty jsou jak částice, které způsobují leptání, tak částice přenášející energii. Účinnost leptání takových částic přenášejících energii je o více než jeden řád vyšší než u jednoduchého fyzikálního nebo chemického leptání. Mezi nimi je optimalizace fyzikálních a chemických parametrů procesu jádrem řízení procesu leptání.
(4)Kompozitní leptání s iontovou bariérou: Týká se to hlavně vytváření polymerní bariérové ochranné vrstvy kompozitními částicemi během procesu leptání. Plazma vyžaduje takovou ochrannou vrstvu, aby se zabránilo leptací reakci bočních stěn během procesu leptání. Například přidáním C k Cl a Cl2 leptání může vzniknout vrstva chloruhlovodíkové sloučeniny během leptání, která chrání boční stěny před leptáním.
2.2.1 Chemické čištění
Chemické čištění se týká především plazmového čištění. Ionty v plazmě se používají k bombardování čištěného povrchu a atomy a molekuly v aktivovaném stavu interagují s čištěným povrchem, aby odstranily a zpopelnily fotorezist. Na rozdíl od suchého leptání parametry procesu chemického čištění obvykle nezahrnují směrovou selektivitu, takže návrh procesu je poměrně jednoduchý. Ve velkých výrobních procesech se jako hlavní těleso reakční plazmy používají především plyny na bázi fluoru, kyslík nebo vodík. Navíc přidání určitého množství argonové plazmy může zvýšit účinek bombardování ionty, čímž se zlepší účinnost čištění.
V procesu chemického čištění plazmou se obvykle používá metoda vzdálené plazmy. Je tomu tak proto, že se v procesu čištění očekává snížení ostřelovacího efektu iontů v plazmě pro kontrolu poškození způsobeného iontovým ostřelováním; a zvýšená reakce chemických volných radikálů může zlepšit účinnost čištění. Vzdálená plazma může používat mikrovlny k generování stabilního a vysokohustotního plazmatu mimo reakční komoru, generující velké množství volných radikálů, které vstupují do reakční komory k dosažení reakce potřebné pro čištění. Většina zdrojů plynů pro chemické čištění v průmyslu používá plyny na bázi fluoru, jako je NF3, a více než 99 % NF3 se rozkládá v mikrovlnné plazmě. V procesu chemického čištění nedochází téměř k žádnému efektu bombardování ionty, takže je výhodné chránit křemíkový plátek před poškozením a prodloužit životnost reakční komory.
Tři zařízení pro mokré leptání a čištění
3.1 Stroj na čištění plátků tankového typu
Stroj na čištění destiček žlabového typu se skládá hlavně z převodového modulu přenosové skříně destiček s předním otevíráním, přenosového modulu nakládání/vykládání destiček, modulu nasávání odpadního vzduchu, modulu nádrže na chemickou kapalinu, modulu nádrže na deionizovanou vodu, sušicí nádrže modul a řídicí modul. Dokáže vyčistit více krabic s oplatkami současně a může dosáhnout zaschnutí a vysušení oplatek.
3.2 Trench Wafer Leptcher
3.3 Zařízení pro mokré zpracování jednotlivých plátků
Podle různých účelů procesu lze zařízení pro mokrý proces s jedním plátkem rozdělit do tří kategorií. První kategorií jsou zařízení na čištění jednotlivých plátků, jejichž cíle čištění zahrnují částice, organickou hmotu, vrstvu přirozeného oxidu, kovové nečistoty a další znečišťující látky; druhou kategorií je zařízení na čištění jednotlivých plátků, jehož hlavním účelem procesu je odstranit částice na povrchu plátku; třetí kategorií je zařízení na leptání jednotlivých plátků, které se používá hlavně k odstraňování tenkých vrstev. Podle různých účelů procesu lze zařízení na leptání jednotlivých plátků rozdělit do dvou typů. Prvním typem je zařízení pro mírné leptání, které se používá hlavně k odstranění vrstev poškození povrchového filmu způsobených implantací vysokoenergetických iontů; druhým typem je zařízení pro odstraňování obětní vrstvy, které se používá hlavně k odstraňování bariérových vrstev po ztenčení plátků nebo chemicko-mechanickém leštění.
Z hlediska celkové architektury stroje je základní architektura všech typů zařízení pro mokré procesy s jedním plátkem podobná, obecně se skládá ze šesti částí: hlavní rám, systém přenosu plátků, modul komory, modul pro dodávku a přenos chemických kapalin, softwarový systém a elektronický řídicí modul.
3.4 Zařízení na čištění jednotlivých plátků
Zařízení na čištění jednotlivých plátků je navrženo na základě tradiční metody čištění RCA a jeho procesním účelem je vyčistit částice, organickou hmotu, přírodní oxidovou vrstvu, kovové nečistoty a další znečišťující látky. Pokud jde o procesní aplikaci, zařízení na čištění jedné destičky je v současné době široce používáno v předních a zadních procesech výroby integrovaných obvodů, včetně čištění před a po vytvoření filmu, čištění po plazmovém leptání, čištění po implantaci iontů, čištění po chemickém mechanické leštění a čištění po nanesení kovu. Kromě vysokoteplotního procesu s kyselinou fosforečnou je zařízení na čištění jednotlivých plátků v zásadě kompatibilní se všemi čisticími procesy.
3.5 Zařízení pro leptání jednotlivých plátků
Účelem procesu zařízení na leptání jednotlivých plátků je hlavně leptání tenkého filmu. Podle účelu procesu jej lze rozdělit do dvou kategorií, a to zařízení na lehké leptání (používané k odstranění vrstvy poškození povrchového filmu způsobené implantací vysokoenergetických iontů) a zařízení na odstraňování obětní vrstvy (používané k odstranění bariérové vrstvy po plátku ředění nebo chemické mechanické leštění). Materiály, které je třeba v procesu odstranit, obecně zahrnují vrstvy křemíku, oxidu křemíku, nitridu křemíku a vrstvy kovového filmu.
Čtyři zařízení pro suché leptání a čištění
4.1 Klasifikace zařízení pro plazmové leptání
Kromě zařízení pro leptání iontovým naprašováním, které je blízké čistě fyzikální reakci, a zařízení pro degumování, které je blízké čisté chemické reakci, lze plazmové leptání zhruba rozdělit do dvou kategorií podle různých technologií vytváření a řízení plazmatu:
- Leptání kapacitně vázanou plazmou (CCP);
- Leptání indukčně vázaným plazmatem (ICP).
4.1.1 CCP
Kapacitně vázané plazmové leptání má připojit vysokofrekvenční napájecí zdroj k jedné nebo oběma horním a spodním elektrodám v reakční komoře a plazma mezi dvěma deskami tvoří kondenzátor ve zjednodušeném ekvivalentním obvodu.
Existují dvě nejstarší takové technologie:
Jedním z nich je rané plazmové leptání, které spojuje vysokofrekvenční napájení s horní elektrodou a spodní elektroda, kde je umístěn wafer, je uzemněna. Protože takto generované plazma nevytvoří dostatečně silný iontový obal na povrchu destičky, energie iontového bombardování je nízká a obvykle se používá v procesech, jako je leptání křemíku, které používají aktivní částice jako hlavní leptadlo.
Druhým je rané reaktivní iontové leptání (RIE), které připojuje vysokofrekvenční napájení ke spodní elektrodě, kde je umístěn wafer, a uzemňuje horní elektrodu větší plochou. Tato technologie může vytvořit silnější iontový plášť, který je vhodný pro procesy dielektrického leptání, které vyžadují vyšší energii iontů pro účast v reakci. Na základě raného reaktivního iontového leptání je přidáno stejnosměrné magnetické pole kolmé k RF elektrickému poli za vzniku ExB driftu, který může zvýšit pravděpodobnost kolize elektronů a plynových částic, čímž se účinně zlepší koncentrace plazmatu a rychlost leptání. Toto leptání se nazývá magnetickým polem zesílené reaktivní iontové leptání (MERIE).
Výše uvedené tři technologie mají společnou nevýhodu, to znamená, že koncentraci plazmy a její energii nelze řídit odděleně. Například za účelem zvýšení rychlosti leptání lze použít metodu zvýšení výkonu RF ke zvýšení koncentrace plazmy, ale zvýšený výkon RF nevyhnutelně povede ke zvýšení energie iontů, což způsobí poškození zařízení na oplatka. V posledním desetiletí přijala technologie kapacitní vazby návrh více RF zdrojů, které jsou připojeny k horní a spodní elektrodě, respektive k dolní elektrodě.
Výběrem a přizpůsobením různých RF frekvencí, plocha elektrod, rozteč, materiály a další klíčové parametry jsou vzájemně koordinovány, koncentrace plazmatu a energie iontů mohou být co nejvíce odděleny.
4.1.2 ICP
Indukčně vázané plazmové leptání je umístění jedné nebo více sad cívek připojených k vysokofrekvenčnímu napájecímu zdroji na nebo kolem reakční komory. Střídavé magnetické pole generované vysokofrekvenčním proudem v cívce vstupuje do reakční komory přes dielektrické okno, aby urychlilo elektrony, čímž se generuje plazma. Ve zjednodušeném ekvivalentním obvodu (transformátoru) je cívka primární indukčností vinutí a plazma je indukčností sekundárního vinutí.
Tento způsob vazby může dosáhnout koncentrace v plazmě, která je o více než jeden řád vyšší než kapacitní vazba při nízkém tlaku. Kromě toho je druhý vysokofrekvenční napájecí zdroj připojen k umístění destičky jako napájecí zdroj s předpětím pro poskytování energie ostřelování ionty. Proto koncentrace iontů závisí na zdroji napájení cívky a energie iontů závisí na zdroji předpětí, čímž se dosáhne důkladnějšího oddělení koncentrace a energie.
4.2 Zařízení pro plazmové leptání
Téměř všechna leptadla při suchém leptání jsou přímo nebo nepřímo generována z plazmy, takže suché leptání se často nazývá plazmové leptání. Plazmové leptání je druh plazmového leptání v širokém slova smyslu. Ve dvou dřívějších konstrukcích reaktorů s plochými deskami je jedním uzemnit desku, kde je umístěn plátek, a druhá deska je připojena ke zdroji RF; druhý je opak. V prvním provedení je plocha uzemněné desky obvykle větší než plocha desky připojené ke zdroji RF a tlak plynu v reaktoru je vysoký. Iontový obal vytvořený na povrchu destičky je velmi tenký a destička se zdá být „ponořená“ do plazmy. Leptání je převážně dokončeno chemickou reakcí mezi aktivními částicemi v plazmatu a povrchem leptaného materiálu. Energie iontového bombardování je velmi malá a jeho účast na leptání je velmi nízká. Toto provedení se nazývá režim plazmového leptání. V jiném provedení, protože stupeň účasti iontového bombardování je relativně velký, se nazývá režim reaktivního iontového leptání.
4.3 Zařízení pro reaktivní iontové leptání
Reaktivní iontové leptání (RIE) označuje proces leptání, při kterém se procesu účastní současně aktivní částice a nabité ionty. Mezi nimi jsou aktivní částice hlavně neutrální částice (také známé jako volné radikály) s vysokou koncentrací (asi 1 % až 10 % koncentrace plynu), které jsou hlavními složkami leptadla. Produkty vzniklé chemickou reakcí mezi nimi a leptaným materiálem se buď vypařují a přímo extrahují z reakční komory, nebo se hromadí na leptaném povrchu; zatímco nabité ionty jsou v nižší koncentraci (10-4 až 10-3 koncentrace plynu) a jsou urychlovány elektrickým polem iontového pláště vytvořeného na povrchu destičky, aby bombardovaly leptaný povrch. Nabité částice mají dvě hlavní funkce. Jedním z nich je zničit atomovou strukturu leptaného materiálu, čímž se urychlí rychlost, jakou s ním aktivní částice reagují; druhým je bombardování a odstraňování nahromaděných reakčních produktů tak, aby leptaný materiál byl v plném kontaktu s aktivními částicemi, takže leptání pokračuje.
Vzhledem k tomu, že ionty se přímo neúčastní leptací reakce (nebo tvoří velmi malý podíl, jako je odstranění fyzikálního bombardování a přímé chemické leptání aktivních iontů), přísně vzato, výše uvedený proces leptání by se měl nazývat leptání za pomoci iontů. Název reaktivní iontové leptání není přesný, ale používá se dodnes. Nejstarší zařízení RIE bylo uvedeno do provozu v 80. letech 20. století. Vzhledem k použití jediného vysokofrekvenčního napájecího zdroje a relativně jednoduché konstrukci reakční komory má omezení z hlediska rychlosti leptání, uniformity a selektivity.
4.4 Zařízení pro reaktivní iontové leptání se zvýšeným magnetickým polem
Zařízení MERIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching) je leptací zařízení, které je konstruováno přidáním stejnosměrného magnetického pole do plochého zařízení RIE a je určeno ke zvýšení rychlosti leptání.
Zařízení MERIE bylo ve velkém měřítku uvedeno do provozu v 90. letech 20. století, kdy se zařízení na leptání jedné destičky stalo běžným zařízením v průmyslu. Největší nevýhodou zařízení MERIE je, že nehomogenita prostorového rozložení koncentrace plazmatu způsobená magnetickým polem povede k rozdílům proudu nebo napětí v zařízení s integrovaným obvodem a tím k poškození zařízení. Protože toto poškození je způsobeno okamžitou nehomogenitou, rotace magnetického pole je nemůže odstranit. Vzhledem k tomu, že se velikost integrovaných obvodů stále zmenšuje, poškození jejich zařízení je stále citlivější na nehomogenitu plazmatu a technologie zvyšování rychlosti leptání zesílením magnetického pole byla postupně nahrazována technologií plošného reaktivního iontového leptání multi-RF napájení, která je technologie kapacitně vázaného plazmového leptání.
4.5 Kapacitně vázané plazmové leptací zařízení
Kapacitně vázané plazmové (CCP) leptací zařízení je zařízení, které generuje plazma v reakční komoře prostřednictvím kapacitní vazby přivedením vysokofrekvenčního (nebo stejnosměrného) napájení na elektrodovou desku a používá se k leptání. Jeho princip leptání je podobný jako u zařízení pro reaktivní iontové leptání.
Níže je zobrazen zjednodušený schematický diagram leptacího zařízení CCP. Obecně používá dva nebo tři RF zdroje různých frekvencí a některé také používají stejnosměrné napájecí zdroje. Frekvence RF zdroje je 800 kHz~162 MHz a běžně používané jsou 2 MHz, 4 MHz, 13 MHz, 27 MHz, 40 MHz a 60 MHz. RF zdroje s frekvencí 2MHz nebo 4MHz se obvykle nazývají nízkofrekvenční RF zdroje. Obvykle jsou připojeny ke spodní elektrodě, kde je umístěn plátek. Jsou účinnější při řízení energie iontů, proto se jim také říká předpětí; RF zdroje s frekvencí nad 27MHz se nazývají vysokofrekvenční RF zdroje. Mohou být připojeny buď k horní elektrodě, nebo ke spodní elektrodě. Jsou účinnější při kontrole koncentrace plazmy, proto se jim také říká zdroje napájení. 13MHz RF zdroj je uprostřed a obecně se má za to, že má obě výše uvedené funkce, ale je relativně slabší. Všimněte si, že ačkoliv lze koncentraci a energii v plazmě upravit v určitém rozsahu výkonem RF zdrojů různých frekvencí (tzv. decoupling efekt), vzhledem k charakteristice kapacitní vazby je nelze upravovat a ovládat zcela nezávisle.
Distribuce energie iontů má významný vliv na detailní výkon leptání a poškození zařízení, takže vývoj technologie pro optimalizaci distribuce energie iontů se stal jedním z klíčových bodů pokročilého leptacího zařízení. Mezi technologie, které se v současné době úspěšně používají ve výrobě, patří multi-RF hybridní pohon, DC superpozice, RF kombinovaná s DC pulzním předpětím a synchronní pulzní RF výstup předpětí napájecího zdroje a zdroje napájení.
Zařízení pro leptání CCP je jedním ze dvou nejpoužívanějších typů zařízení pro plazmové leptání. Používá se hlavně v procesu leptání dielektrických materiálů, jako je leptání boční stěny brány a tvrdé masky v přední fázi procesu logického čipu, leptání kontaktních otvorů ve střední fázi, leptání mozaiky a hliníkové podložky v zadní fázi a také leptání hlubokých příkopů, hlubokých děr a kontaktních otvorů v kabeláži v procesu 3D flash paměťových čipů (například struktura nitrid křemíku/oxid křemíku).
Leptací zařízení CCP čelí dvěma hlavním výzvám a směrům zlepšování. Za prvé, při aplikaci extrémně vysoké iontové energie vyžaduje schopnost leptání struktur s vysokým poměrem stran (jako je leptání děr a drážek 3D flash paměti poměr vyšší než 50:1). Současný způsob zvýšení výkonu předpětí pro zvýšení energie iontů používá vysokofrekvenční napájecí zdroje až do 10 000 wattů. Vzhledem k velkému množství generovaného tepla je třeba neustále zlepšovat technologii chlazení a řízení teploty reakční komory. Zadruhé, je třeba provést průlom ve vývoji nových leptacích plynů, aby se zásadně vyřešil problém schopnosti leptání.
4.6 Zařízení pro leptání indukčně vázaným plazmatem
Leptací zařízení s indukčně vázaným plazmatem (ICP) je zařízení, které spojuje energii vysokofrekvenčního zdroje energie do reakční komory ve formě magnetického pole prostřednictvím indukční cívky, čímž generuje plazma pro leptání. Jeho leptací princip také patří ke zobecněnému reaktivnímu iontovému leptání.
Existují dva hlavní typy návrhů plazmových zdrojů pro ICP leptací zařízení. Jedním z nich je technologie transformátorem spřaženého plazmatu (TCP) vyvinutá a vyráběná společností Lam Research. Jeho indukční cívka je umístěna na rovině dielektrického okna nad reakční komorou. 13,56 MHz RF signál generuje střídavé magnetické pole v cívce, které je kolmé k dielektrickému oknu a radiálně se rozbíhá s osou cívky jako uprostřed.
Magnetické pole vstupuje do reakční komory přes dielektrické okénko a střídavé magnetické pole generuje střídavé elektrické pole rovnoběžné s dielektrickým okénkem v reakční komoře, čímž se dosáhne disociace leptacího plynu a generuje se plazma. Protože tento princip lze chápat jako transformátor s indukční cívkou jako primárním vinutím a plazmou v reakční komoře jako sekundárním vinutím, je podle toho pojmenováno ICP leptání.
Hlavní výhodou technologie TCP je, že strukturu lze snadno zvětšit. Například z 200mm waferu na 300mm wafer může TCP zachovat stejný efekt leptání pouhým zvětšením velikosti cívky.
Dalším návrhem plazmového zdroje je technologie decoupled plasma source (DPS) vyvinutá a vyráběná společností Applied Materials, Inc. ze Spojených států. Jeho indukční cívka je trojrozměrně navinutá na polokulovém dielektrickém okně. Princip generování plazmatu je podobný výše uvedené technologii TCP, ale účinnost disociace plynu je poměrně vysoká, což vede k získání vyšší koncentrace plazmatu.
Protože účinnost indukční vazby pro generování plazmy je vyšší než účinnost kapacitní vazby a plazma se generuje hlavně v oblasti blízko dielektrického okna, je její plazmatická koncentrace v zásadě určena výkonem zdroje napájení připojeného k induktoru. a energie iontů v iontovém plášti na povrchu destičky je v podstatě určena výkonem napájecího zdroje předpětí, takže koncentraci a energii iontů lze nezávisle řídit, čímž se dosáhne oddělení.
Zařízení pro ICP leptání je jedním ze dvou nejpoužívanějších typů zařízení pro plazmové leptání. Používá se hlavně pro leptání křemíkových mělkých příkopů, germania (Ge), polysilikonových hradlových konstrukcí, kovových hradlových konstrukcí, napjatého křemíku (Strined-Si), kovových drátů, kovových podložek (Pads), leptání mozaikových kovových tvrdých masek a mnoha procesů v vícenásobná zobrazovací technologie.
Kromě toho se vzestupem trojrozměrných integrovaných obvodů, obrazových snímačů CMOS a mikro-elektro-mechanických systémů (MEMS), jakož i rychlého nárůstu používání průchozích křemíkových průchodů (TSV), velkých šikmých otvorů a hluboké křemíkové leptání s různými morfologiemi, řada výrobců uvedla na trh leptací zařízení vyvinutá speciálně pro tyto aplikace. Jeho charakteristikou je velká hloubka leptání (desítky nebo i stovky mikronů), takže většinou pracuje za podmínek vysokého průtoku plynu, vysokého tlaku a vysokého výkonu.
——————————————————————————————————————————————————— —————————————
Semicera může poskytnoutgrafitové díly, měkká/tuhá plsť, díly z karbidu křemíku, CVD díly z karbidu křemíkuaČásti potažené SiC/TaCs do 30 dnů.
Máte-li zájem o výše uvedené polovodičové produkty,prosím, neváhejte nás kontaktovat poprvé.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Čas odeslání: 31. srpna 2024