Në procesin e prodhimit të gjysmëpërçuesve,gravurëteknologjia është një proces kritik që përdoret për të hequr me saktësi materialet e padëshiruara në nënshtresë për të formuar modele komplekse qarku. Ky artikull do të prezantojë në detaje dy teknologji të zakonshme të gravurës - gravurë plazmatike të çiftëzuar në mënyrë kapacitive (CCP) dhe gravurë plazmatike të çiftëzuar në mënyrë induktive (ICP), dhe eksploroni aplikimet e tyre në gravurë të materialeve të ndryshme.
Gravimi i plazmës së çiftuar në mënyrë kapacitive (CCP)
Gravimi i plazmës së çiftuar në mënyrë kapacitive (CCP) arrihet duke aplikuar një tension RF në dy elektroda të pllakave paralele përmes një përputhësi dhe një kondensatori bllokues DC. Dy elektrodat dhe plazma së bashku formojnë një kondensator ekuivalent. Në këtë proces, voltazhi RF formon një mbështjellës kapacitiv pranë elektrodës, dhe kufiri i mbështjellësit ndryshon me lëkundjen e shpejtë të tensionit. Kur elektronet arrijnë këtë mbështjellës që ndryshon me shpejtësi, ato reflektohen dhe fitojnë energji, e cila nga ana tjetër shkakton shpërbërjen ose jonizimin e molekulave të gazit për të formuar plazmën. Gdhendja CCP zakonisht aplikohet në materiale me energji më të lartë të lidhjes kimike, siç janë dielektrikët, por për shkak të shkallës më të ulët të gravimit, është i përshtatshëm për aplikime që kërkojnë kontroll të imët.
Gravimi i plazmës së çiftuar në mënyrë induktive (ICP)
Plazma e çiftuar në mënyrë induktivegravurë(ICP) bazohet në parimin që një rrymë alternative kalon nëpër një spirale për të gjeneruar një fushë magnetike të induktuar. Nën veprimin e kësaj fushe magnetike, elektronet në dhomën e reaksionit përshpejtohen dhe vazhdojnë të përshpejtohen në fushën elektrike të induktuar, duke u përplasur përfundimisht me molekulat e gazit të reaksionit, duke bërë që molekulat të shpërndahen ose jonizohen dhe të formojnë plazmën. Kjo metodë mund të prodhojë një shkallë të lartë jonizimi dhe të lejojë që densiteti i plazmës dhe energjia e bombardimit të rregullohen në mënyrë të pavarur, gjë që bënEtching ICPshumë i përshtatshëm për gdhendjen e materialeve me energji të ulët të lidhjes kimike, si silikoni dhe metali. Përveç kësaj, teknologjia ICP gjithashtu siguron uniformitet dhe shkallë më të mirë të gravimit.
1. Gravurë metalike
Gravurë metalike përdoret kryesisht për përpunimin e ndërlidhjeve dhe instalimeve elektrike metalike me shumë shtresa. Kërkesat e tij përfshijnë: shkallën e lartë të gravimit, selektivitetin e lartë (më i madh se 4:1 për shtresën e maskës dhe më i madh se 20:1 për dielektrikën ndërshtresore), uniformitet i lartë i gravimit, kontroll i mirë i dimensioneve kritike, pa dëmtim të plazmës, më pak ndotës të mbetur dhe nuk ka korrozion në metal. Gravimi i metaleve zakonisht përdor pajisje për gravimin e plazmës të lidhur në mënyrë induktive.
•Gdhendja e aluminit: Alumini është materiali më i rëndësishëm i telit në fazat e mesme dhe të pasme të prodhimit të çipave, me avantazhet e rezistencës së ulët, depozitimit dhe gdhendjes së lehtë. Gravimi i aluminit zakonisht përdor plazmën e krijuar nga gazi klorur (siç është Cl2). Alumini reagon me klorin për të prodhuar klorur alumini të paqëndrueshëm (AlCl3). Përveç kësaj, halide të tjera si SiCl4, BCl3, BBr3, CCl4, CHF3, etj. mund të shtohen për të hequr shtresën e oksidit në sipërfaqen e aluminit për të siguruar gravimin normal.
• Gravurë tungsteni: Në strukturat e ndërlidhjes me tela metalike me shumë shtresa, tungsteni është metali kryesor që përdoret për ndërlidhjen e seksionit të mesëm të çipit. Gazet me bazë fluori ose klori mund të përdoren për gdhendjen e metalit të tungstenit, por gazrat me bazë fluori kanë selektivitet të dobët për oksidin e silikonit, ndërsa gazrat me bazë klori (siç është CCl4) kanë selektivitet më të mirë. Azoti zakonisht shtohet në gazin e reaksionit për të marrë një selektivitet të lartë të ngjitësit të gravimit, dhe oksigjeni shtohet për të reduktuar depozitimin e karbonit. Gdhendja e tungstenit me gaz me bazë klori mund të arrijë gdhendje anizotropike dhe selektivitet të lartë. Gazrat e përdorur në gdhendjen e thatë të tungstenit janë kryesisht SF6, Ar dhe O2, ndër të cilat SF6 mund të dekompozohet në plazmë për të siguruar atome fluori dhe tungsten për reaksion kimik për të prodhuar fluor.
• Gravimi i nitridit të titanit: Nitridi i titanit, si një material maskë e fortë, zëvendëson maskën tradicionale të nitridit ose oksidit të silikonit në procesin e dyfishtë të damaskenit. Gdhendja e nitridit të titanit përdoret kryesisht në procesin e hapjes së maskës së fortë, dhe produkti kryesor i reagimit është TiCl4. Selektiviteti midis maskës tradicionale dhe shtresës dielektrike me k të ulët nuk është i lartë, gjë që do të çojë në shfaqjen e profilit në formë harku në pjesën e sipërme të shtresës dielektrike me k të ulët dhe në zgjerimin e gjerësisë së brazdës pas gdhendjes. Hapësira midis linjave metalike të depozituara është shumë e vogël, e cila është e prirur për rrjedhje të urës ose prishje të drejtpërdrejtë.
2. Gravurë me izolator
Objekti i gdhendjes së izolatorit janë zakonisht materiale dielektrike si dioksidi i silikonit ose nitridi i silikonit, të cilat përdoren gjerësisht për të formuar vrima kontakti dhe vrima kanali për të lidhur shtresa të ndryshme qarku. Gravimi dielektrik zakonisht përdor një gravurë të bazuar në parimin e gravimit të plazmës së çiftuar në mënyrë kapacitive.
• Gravimi me plazmë i filmit të dioksidit të silikonit: Filmi i dioksidit të silikonit zakonisht gërmohet duke përdorur gazra gravurë që përmbajnë fluor, si CF4, CHF3, C2F6, SF6 dhe C3F8. Karboni që përmbahet në gazin gravurë mund të reagojë me oksigjenin në shtresën e oksidit për të prodhuar nënprodukte CO dhe CO2, duke hequr kështu oksigjenin në shtresën e oksidit. CF4 është gazi gravurë më i përdorur. Kur CF4 përplaset me elektrone me energji të lartë, prodhohen jone, radikale, atome dhe radikale të lira të ndryshme. Radikalet e lira të fluorit mund të reagojnë kimikisht me SiO2 dhe Si për të prodhuar tetrafluorid silikoni të paqëndrueshëm (SiF4).
• Gravimi plazmatik i filmit të nitridit të silikonit: Filmi i nitridit të silikonit mund të gërvishtet duke përdorur gravurë plazmatike me gaz të përzier CF4 ose CF4 (me O2, SF6 dhe NF3). Për filmin Si3N4, kur plazma CF4-O2 ose plazma e gazit tjetër që përmban atome F përdoret për gdhendje, shkalla e gravimit të nitridit të silikonit mund të arrijë 1200Å/min dhe selektiviteti i gravimit mund të jetë deri në 20:1. Produkti kryesor është tetrafluoridi i silikonit të paqëndrueshëm (SiF4) që është i lehtë për t'u nxjerrë.
4. Gravurë me silikon me një kristal
Gravimi i silikonit me një kristal përdoret kryesisht për të formuar izolimin e cekët të kanalit (STI). Ky proces zakonisht përfshin një proces përparimi dhe një proces kryesor gravurë. Procesi i zbulimit përdor gazin SiF4 dhe NF për të hequr shtresën e oksidit në sipërfaqen e silikonit një kristal përmes bombardimeve të forta jonike dhe veprimit kimik të elementeve fluor; gravurja kryesore përdor bromurin e hidrogjenit (HBr) si etchant kryesor. Radikalët e bromit të dekompozuar nga HBr në mjedisin plazmatik reagojnë me silikon për të formuar tetrabromid silikoni të paqëndrueshëm (SiBr4), duke hequr silikonin. Gravimi i silikonit me një kristal zakonisht përdor një makinë gravore plazme të lidhur në mënyrë induktive.
5. Gravurë me polisilik
Gdhendja e polisilikonit është një nga proceset kryesore që përcakton madhësinë e portës së transistorëve dhe madhësia e portës ndikon drejtpërdrejt në performancën e qarqeve të integruara. Gdhendja e polisilikonit kërkon një raport të mirë selektiviteti. Gazet halogjene si klori (Cl2) zakonisht përdoren për të arritur gravimin anizotropik dhe kanë një raport të mirë selektiviteti (deri në 10:1). Gazrat me bazë bromi të tilla si bromi i hidrogjenit (HBr) mund të marrin një raport më të lartë selektiviteti (deri në 100:1). Një përzierje e HBr me klor dhe oksigjen mund të rrisë shkallën e gravimit. Produktet e reagimit të gazit halogjen dhe silikonit depozitohen në muret anësore për të luajtur një rol mbrojtës. Gravimi i polisilikonit zakonisht përdor një makinë gravurë plazme të çiftëzuar në mënyrë induktive.
Pavarësisht nëse bëhet fjalë për gravurë plazmatike të çiftëzuar në mënyrë kondenciale ose gravurë plazmatike të çiftëzuar në mënyrë induktive, secila ka avantazhet dhe karakteristikat e veta unike teknike. Zgjedhja e një teknologjie të përshtatshme gravurë jo vetëm që mund të përmirësojë efikasitetin e prodhimit, por edhe të sigurojë rendimentin e produktit përfundimtar.
Koha e postimit: Nëntor-12-2024