Yn it semiconductor produksjeproses,etsentechnology is in kritysk proses dat wurdt brûkt om krekt fuortsmite net winske materialen op it substraat te foarmjen komplekse circuit patroanen. Dit artikel sil twa mainstream-etstechnologyen yn detail yntrodusearje - kapasityf keppele plasma-ets (CCP) en induktyf keppele plasma-etsen (ICP), en ferkenne har tapassingen by it etsen fan ferskate materialen.
Kapasityf keppele plasma-ets (CCP)
Kapasityf keppele plasma-etsen (CCP) wurdt berikt troch it oanbringen fan in RF-spanning op twa parallelle plaatelektroden fia in matcher en in DC-blokkearjende kondensator. De twa elektroden en it plasma foarmje tegearre in lykweardige kondensator. Yn dit proses foarmet de RF-spanning in kapasitive mantel tichtby de elektrode, en de grins fan 'e mantel feroaret mei de rappe oscillaasje fan' e spanning. As elektroanen dizze rap feroarjende mantel berikke, wurde se reflektearre en krije se enerzjy, dy't op har beurt de dissosjaasje of ionisaasje fan gasmolekulen oansette om plasma te foarmjen. CCP-etsen wurdt meastentiids tapast op materialen mei hegere gemyske bânenerzjy, lykas dielektrika, mar troch syn legere etsfrekwinsje is it geskikt foar applikaasjes dy't fine kontrôle nedich binne.
Induktyf keppele plasma-ets (ICP)
Induktyf keppele plasmaetsen(ICP) is basearre op it prinsipe dat in wikselstroom troch in spoel giet om in opwekt magnetysk fjild te generearjen. Under de aksje fan dit magnetyske fjild wurde de elektroanen yn 'e reaksjekeamer fersneld en trochgean te fersnellen yn it opwekke elektryske fjild, úteinlik yn botsing mei de reaksjegasmolekulen, wêrtroch't de molekulen dissoziearje of ionisearje en plasma foarmje. Dizze metoade kin produsearje in hege ionization taryf en tastean de plasma tichtens en bombardemint enerzjy wurde oanpast ûnôfhinklik, dat makketICP etstige geskikt foar it etsen fan materialen mei lege gemyske bânenerzjy, lykas silisium en metaal. Dêrneist ICP technology ek soarget foar bettere uniformiteit en ets rate.
1. Metal etsen
Metal etsen wurdt benammen brûkt foar it ferwurkjen fan interconnects en multi-layer metalen bedrading. De easken omfetsje: hege etsfrekwinsje, hege selektiviteit (grutter dan 4: 1 foar de maskerlaach en grutter dan 20: 1 foar de interlayer dielektrikum), hege etsuniformiteit, goede krityske dimensjekontrôle, gjin plasmaskea, minder oerbliuwende kontaminanten, en gjin corrosie oan metaal. Metal etsen brûkt normaal induktyf keppele plasma-etsapparatuer.
•Aluminium etsen: Aluminium is it wichtichste draadmateriaal yn 'e midden- en efterstadia fan chipfabryk, mei de foardielen fan lege ferset, maklike ôfsetting en etsen. Aluminium etsen brûkt normaal plasma generearre troch chloridegas (lykas Cl2). Aluminium reagearret mei chlor om flechtich aluminiumchloride (AlCl3) te meitsjen. Dêrnjonken kinne oare halides lykas SiCl4, BCl3, BBr3, CCl4, CHF3, ensfh.
• Tungsten etsen: Yn multi-layer metalen wire interconnection struktueren, wolfraam is de wichtichste metaal brûkt foar de middelste seksje ynterconnection fan de chip. Fluor-basearre of chlor-basearre gassen kinne brûkt wurde om metalen wolfraam te etsen, mar fluor-basearre gassen hawwe minne selektiviteit foar silisiumokside, wylst chlor-basearre gassen (lykas CCl4) bettere selektiviteit hawwe. Stikstof wurdt meastentiids tafoege oan it reaksje gas te krijen in hege ets lijm selektiviteit, en soerstof wurdt tafoege te ferminderjen koalstof deposition. It etsen fan wolfraam mei chlor-basearre gas kin anisotropyske etsen en hege selektiviteit berikke. De gassen dy't brûkt wurde yn droege etsen fan wolfraam binne benammen SF6, Ar en O2, wêrby't SF6 kin wurde ûntbûn yn plasma om fluoratomen te leverjen en wolfraam foar gemyske reaksje om fluoride te meitsjen.
• Titanium nitride etsing: Titanium nitride, as in hurde masker materiaal, ferfangt de tradisjonele silisium nitride of okside masker yn de dûbele damascene proses. Titanium nitride etsen wurdt benammen brûkt yn it hurde masker iepeningsproses, en de wichtichste reaksje produkt is TiCl4. De selektiviteit tusken de tradisjonele masker en de lege-k dielectric laach is net heech, dat sil liede ta it uterlik fan de bôge-foarmige profyl op de top fan de lege-k dielectric laach en de útwreiding fan de groove breedte nei it etsen. De ôfstân tusken de ôfset metalen linen is te lyts, dat is gefoelich foar brêge lekkage of direkte ôfbraak.
2. Isolator etsen
It objekt fan isolator-etsen is meastentiids diëlektryske materialen lykas silisiumdioxide of silisiumnitride, dy't in protte brûkt wurde om kontaktgatten en kanaalgatten te foarmjen om ferskate circuitlagen te ferbinen. Diëlektryske etsen brûkt normaal in etser basearre op it prinsipe fan kapasityf keppele plasma-etsen.
• Plasma etsen fan silisium dioxide film: Silisium dioxide film wurdt meastal etste mei help fan ets gassen befetsje fluor, lykas CF4, CHF3, C2F6, SF6 en C3F8. De koalstof yn it etsgas kin reagearje mei de soerstof yn 'e oksidelaach om byprodukten CO en CO2 te produsearjen, en dêrmei de soerstof yn 'e oksidelaach fuort te heljen. CF4 is it meast brûkte etsgas. As CF4 botst mei elektroanen mei hege enerzjy, wurde ferskate ioanen, radikalen, atomen en frije radikalen produsearre. Fluor frije radikalen kinne chemysk reagearje mei SiO2 en Si om flechtich silisiumtetrafluoride (SiF4) te meitsjen.
• Plasma etsen fan silisium nitride film: Silicon nitride film kin wurde etste mei plasma etsen mei CF4 of CF4 mingd gas (mei O2, SF6 en NF3). Foar Si3N4-film, as CF4-O2-plasma of oar gasplasma mei F-atomen wurdt brûkt foar etsen, kin de etsfrekwinsje fan silisiumnitride 1200Å / min berikke, en de etselektiviteit kin sa heech wêze as 20:1. It haadprodukt is flechtich silisiumtetrafluoride (SiF4) dat maklik te ekstrahearjen is.
4. Single crystal silisium etsen
Single crystal silisium etsen wurdt benammen brûkt om ûndjippe trench isolaasje (STI) te foarmjen. Dit proses omfettet normaal in trochbraakproses en in haadetsproses. It trochbraakproses brûkt SiF4 en NF-gas om de oksidelaach op it oerflak fan ienkristal silisium te ferwiderjen troch sterke ionbombardemint en de gemyske aksje fan fluoreleminten; de wichtichste ets brûkt hydrogenbromide (HBr) as it wichtichste etsmiddel. De broomradikalen dy't troch HBr yn 'e plasma-omjouwing ôfbrutsen wurde, reagearje mei silisium om flechtich silisiumtetrabromide (SiBr4) te foarmjen, wêrtroch silisium fuorthelle wurdt. Single crystal silisium etsen brûkt normaal in induktyf keppele plasma-etsmasine.
5. Polysilicon Etching
Polysilicon etsen is ien fan de kaai prosessen dy't bepaalt de poarte grutte fan transistors, en de poarte grutte direkt ynfloed op de prestaasjes fan yntegrearre circuits. Polysilicium etsen fereasket in goede selektiviteitsferhâlding. Halogengassen lykas chloor (Cl2) wurde normaal brûkt om anisotropyske etsen te berikken, en hawwe in goede selektiviteitsferhâlding (oant 10:1). Broom-basearre gassen lykas wetterstofbromide (HBr) kinne in hegere selektiviteitsferhâlding krije (oant 100:1). In mingsel fan HBr mei chloor en soerstof kin it etsnivo ferheegje. De reaksjeprodukten fan halogeengas en silisium wurde op 'e sydmuorren dellein om in beskermjende rol te spyljen. Polysilisium-etsen brûkt normaal in induktyf keppele plasma-etsmasine.
Oft it is kapasityf keppele plasma etsen of inductively keppele plasma etsen, elk hat syn eigen unike foardielen en technyske skaaimerken. It kiezen fan in gaadlike etstechnology kin net allinich produksje-effisjinsje ferbetterje, mar ek soargje foar de opbringst fan it definitive produkt.
Post tiid: Nov-12-2024