Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн процесст,сийлбэртехнологи нь нарийн төвөгтэй хэлхээний хэв маягийг бий болгохын тулд субстрат дээрх хүсээгүй материалыг нарийн арилгахад ашигладаг чухал процесс юм. Энэ нийтлэлд сийлбэрлэх үндсэн хоёр технологийг дэлгэрэнгүй танилцуулах болно - багтаамжтай хосолсон плазмын сийлбэр (CCP) болон индуктив хосолсон плазмын сийлбэр (ICP), янз бүрийн материалыг сийлбэрлэхдээ тэдгээрийн хэрэглээг судлах.
Capacitively coupled плазма сийлбэр (CCP)
Capacitively coupled plasma etching (CCP) нь тааруулагч болон тогтмол гүйдлийн блоклогч конденсатороор хоёр зэрэгцээ хавтан электродуудад RF-ийн хүчдэл өгөх замаар хийгддэг. Хоёр электрод ба плазм нь нийлээд эквивалент конденсатор үүсгэдэг. Энэ процесст RF-ийн хүчдэл нь электродын ойролцоо багтаамжтай бүрээсийг үүсгэдэг бөгөөд бүрхүүлийн хил хязгаар нь хүчдэлийн хурдацтай хэлбэлзэлтэй өөрчлөгддөг. Электронууд энэхүү хурдацтай өөрчлөгдөж буй бүрхүүлд хүрэхэд тэдгээр нь тусгалаа олж, энерги олж авдаг бөгөөд энэ нь эргээд хийн молекулуудын диссоциаци буюу иончлолыг өдөөж, плазм үүсгэдэг. ХКН сийлбэрийг ихэвчлэн диэлектрик гэх мэт химийн бондын энерги ихтэй материалд хэрэглэдэг боловч сийлбэрлэх хурд нь бага тул нарийн хяналт шаарддаг хэрэглээнд тохиромжтой.
Индуктив хосолсон плазмын сийлбэр (ICP)
Индуктив хосолсон плазмсийлбэр(ICP) нь хувьсах гүйдэл нь ороомогоор дамжин индукцлагдсан соронзон орон үүсгэх зарчим дээр суурилдаг. Энэ соронзон орны нөлөөгөөр урвалын камер дахь электронууд хурдасч, өдөөгдсөн цахилгаан талбайд хурдассаар эцэст нь урвалын хийн молекулуудтай мөргөлдөж, молекулууд задарч, ионжиж, плазм үүсгэдэг. Энэ арга нь иончлолын өндөр хурдыг бий болгож, плазмын нягтрал болон бөмбөгдөлтийн энергийг бие даан тохируулах боломжийг олгодог.ICP сийлбэрцахиур, металл зэрэг химийн холбоо багатай материалыг сийлэхэд маш тохиромжтой. Нэмж дурдахад ICP технологи нь жигд байдал, сийлбэрийн хурдыг сайжруулдаг.
1. Металл сийлбэр
Металл сийлбэрийг голчлон харилцан холболт, олон давхаргат металл утсыг боловсруулахад ашигладаг. Түүний шаардлагад: сийлбэрийн өндөр хурд, өндөр сонгомол (маскын давхаргад 4:1-ээс их, давхаргын диэлектрикийн хувьд 20:1-ээс их), сийлбэрийн жигд байдал, чухал хэмжигдэхүүнийг сайн хянах, плазмын гэмтэлгүй, үлдэгдэл бохирдуулагч бага, мөн металлд зэврэлт үүсэхгүй. Металл сийлбэр нь ихэвчлэн индуктив хосолсон плазмын сийлбэр хийх төхөөрөмжийг ашигладаг.
•Хөнгөн цагаан сийлбэр: Хөнгөн цагаан нь чипний үйлдвэрлэлийн дунд болон арын үе шатанд хамгийн чухал утас материал бөгөөд бага эсэргүүцэлтэй, хялбар тунадас, сийлбэртэй давуу талтай. Хөнгөн цагаан сийлбэр нь ихэвчлэн хлоридын хий (Cl2 гэх мэт) үүсгэсэн плазмыг ашигладаг. Хөнгөн цагаан нь хлортой урвалд орж дэгдэмхий хөнгөн цагаан хлорид (AlCl3) үүсгэдэг. Үүнээс гадна SiCl4, BCl3, BBr3, CCl4, CHF3 гэх мэт бусад галидыг нэмж, хөнгөн цагаан гадаргуу дээрх ислийн давхаргыг арилгаж, хэвийн сийлбэрийг баталгаажуулж болно.
• Гянт болдын сийлбэр: Олон давхаргат төмөр утсан холболтын бүтцэд вольфрам нь чипний дунд хэсгийн харилцан холболтод хэрэглэгддэг гол металл юм. Металл вольфрамыг сийлэхэд фтор дээр суурилсан эсвэл хлорт суурилсан хийг ашиглаж болох боловч фтор дээр суурилсан хий нь цахиурын ислийг сонгох чадвар муутай, харин хлорт суурилсан хий (CCl4 гэх мэт) илүү сайн сонгомол байдаг. Өндөр сийлбэртэй цавуу сонгомол авахын тулд урвалын хийд ихэвчлэн азот нэмж, нүүрстөрөгчийн хуримтлалыг багасгахын тулд хүчилтөрөгч нэмнэ. Гянт болдын чулууг хлорт суурилсан хийгээр сийлбэрлэх нь анизотроп сийлбэр болон өндөр сонгомол чанарыг бий болгодог. Гянтболдын хуурай сийлбэрт ашигладаг хийнүүд нь голчлон SF6, Ar, O2 бөгөөд тэдгээрийн дотор SF6 нь сийвэн дэх задралд орж фторын атом, вольфрамыг химийн урвалд оруулж, фтор үүсгэх боломжтой.
• Титан нитрид сийлбэр: Титан нитрид нь хатуу маскны материалын хувьд давхар дамассын процесст уламжлалт цахиурын нитрид буюу ислийн маскыг орлодог. Титан нитридийн сийлбэрийг ихэвчлэн хатуу маск нээх процесст ашигладаг бөгөөд гол урвалын бүтээгдэхүүн нь TiCl4 юм. Уламжлалт маск ба бага к-диэлектрик давхаргын хоорондох сонгомол чанар өндөр биш бөгөөд энэ нь бага к-диэлектрик давхаргын дээд хэсэгт нуман хэлбэртэй профиль гарч ирэх ба сийлбэр хийсний дараа ховилын өргөнийг тэлэх болно. Хуримтлагдсан металлын шугамын хоорондох зай нь хэтэрхий жижиг бөгөөд энэ нь гүүр алдагдсан эсвэл шууд эвдрэлд өртөмтгий байдаг.
2. Тусгаарлагчийн сийлбэр
Тусгаарлагчийн сийлбэрийн объект нь ихэвчлэн цахиурын давхар исэл эсвэл цахиурын нитрид зэрэг диэлектрик материалууд бөгөөд өөр өөр хэлхээний давхаргыг холбохын тулд контакт нүх, сувгийн нүх үүсгэхэд өргөн хэрэглэгддэг. Диэлектрик сийлбэр нь ихэвчлэн багтаамжтай хосолсон плазмын сийлбэрийн зарчимд суурилсан сийлбэрийг ашигладаг.
• Цахиурын давхар ислийн плазмын сийлбэр: Цахиурын давхар ислийн хальсыг ихэвчлэн CF4, CHF3, C2F6, SF6, C3F8 зэрэг фтор агуулсан сийлбэрийн хий ашиглан сийлдэг. Сийлбэрийн хийд агуулагдах нүүрстөрөгч нь исэлдлийн давхарга дахь хүчилтөрөгчтэй урвалд орж, СО ба CO2-ийг үүсгэж, улмаар исэлийн давхарга дахь хүчилтөрөгчийг зайлуулдаг. CF4 нь хамгийн өргөн хэрэглэгддэг сийлбэрийн хий юм. CF4 нь өндөр энергитэй электронуудтай мөргөлдөхөд янз бүрийн ион, радикал, атом, чөлөөт радикалууд үүсдэг. Фторын чөлөөт радикалууд нь SiO2 ба Si-тай химийн урвалд орж дэгдэмхий цахиур тетрафторид (SiF4) үүсгэдэг.
• Цахиурын нитридын хальсыг плазмаар сийлбэрлэх: Цахиурын нитридын хальсыг CF4 эсвэл CF4 холимог хий (O2, SF6, NF3-тай) ашиглан сийвэн сийлбэрлэж болно. Si3N4 хальсны хувьд CF4-O2 плазм эсвэл F атом агуулсан бусад хийн плазмыг сийлбэр хийхэд ашиглах үед цахиурын нитридын сийлбэрийн хурд 1200Å/мин хүрч, сийлбэрийн сонгомол чанар нь 20:1 хүртэл өндөр байж болно. Гол бүтээгдэхүүн нь дэгдэмхий цахиур тетрафторид (SiF4) бөгөөд олборлоход хялбар байдаг.
4. Нэг болор цахиурын сийлбэр
Нэг болор цахиурын сийлбэрийг голчлон гүехэн суваг тусгаарлах (БЗДХ) үүсгэхэд ашигладаг. Энэ үйл явц нь ихэвчлэн нээлтийн үйл явц болон үндсэн сийлбэрийн процессыг агуулдаг. Шилдэг процесс нь хүчтэй ионы бөмбөгдөлт болон фторын элементүүдийн химийн нөлөөгөөр нэг талст цахиурын гадаргуу дээрх ислийн давхаргыг арилгахын тулд SiF4 ба NF хий ашигладаг; Үндсэн сийлбэр нь устөрөгчийн бромидыг (HBr) үндсэн сийлбэр болгон ашигладаг. Плазмын орчинд HBr-ээр задардаг бромын радикалууд нь цахиуртай урвалд орж, дэгдэмхий цахиурын тетрабромид (SiBr4) үүсгэдэг ба ингэснээр цахиурыг зайлуулдаг. Нэг болор цахиурын сийлбэр нь ихэвчлэн индуктив хосолсон плазмын сийлбэрийн машиныг ашигладаг.
5. Полисиликон сийлбэр
Полисиликон сийлбэр нь транзисторын хаалганы хэмжээг тодорхойлдог гол процессуудын нэг бөгөөд хаалганы хэмжээ нь нэгдсэн хэлхээний гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг. Полисиликон сийлбэр нь сайн сонгомол харьцаа шаарддаг. Галоген хий, тухайлбал хлор (Cl2) нь ихэвчлэн анизотроп сийлбэр хийхэд ашиглагддаг бөгөөд сайн сонгомол харьцаатай байдаг (10:1 хүртэл). Устөрөгчийн бромид (HBr) зэрэг бромд суурилсан хий нь илүү өндөр сонгомол харьцаа (100: 1 хүртэл) авах боломжтой. HBr-ийн хлор ба хүчилтөрөгчтэй холимог нь сийлбэрийн хурдыг нэмэгдүүлдэг. Галоген хий, цахиурын урвалын бүтээгдэхүүн нь хамгаалалтын үүрэг гүйцэтгэхийн тулд хажуугийн хананд хуримтлагддаг. Полисиликон сийлбэр нь ихэвчлэн индуктив хосолсон плазмын сийлбэрийн машиныг ашигладаг.
Энэ нь багтаамжтай хосолсон сийлбэр эсвэл индуктив хосолсон сийлбэр байх эсэхээс үл хамааран тус бүр өөрийн гэсэн өвөрмөц давуу тал, техникийн шинж чанартай байдаг. Тохиромжтой сийлбэр хийх технологийг сонгох нь зөвхөн үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлэхээс гадна эцсийн бүтээгдэхүүний гарцыг баталгаажуулна.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 11-р сарын 12