Нэг танилцуулга
Нэгдсэн хэлхээний үйлдвэрлэлийн процесст сийлбэрийг дараахь байдлаар хуваана.
- нойтон сийлбэр;
- Хуурай сийлбэр.
Эхний өдрүүдэд нойтон сийлбэрийг өргөн ашигладаг байсан ч шугамын өргөнийг хянах, сийлбэрийн чиглэлийн хязгаарлалттай тул 3μм-ээс хойшхи ихэнх процессуудад хуурай сийлбэрийг ашигладаг. Нойтон сийлбэр нь зөвхөн тодорхой тусгай материалын давхаргыг арилгах, үлдэгдлийг цэвэрлэхэд ашиглагддаг.
Хуурай эш татан сийлбэр гэдэг нь вафель дээрх материалтай урвалд орохын тулд хийн химийн эш татан ашиглах үйл явцыг хэлнэ. Этчант нь ихэвчлэн сийлбэрийн хийн плазмаас шууд болон шууд бусаар үүсдэг тул хуурай сийлбэрийг плазмын сийлбэр гэж нэрлэдэг.
1.1 Плазм
Плазма гэдэг нь гадны цахилгаан соронзон орны нөлөөн дор (радио давтамжийн тэжээлийн эх үүсвэрээс үүссэн гэх мэт) эш татан сийлсэн хий ялгарах үед үүссэн сул ионжсон төлөвт байгаа хий юм. Үүнд электрон, ион, төвийг сахисан идэвхтэй тоосонцор орно. Тэдгээрийн дотроос идэвхтэй хэсгүүд нь сийлбэртэй материалтай шууд химийн урвалд орж, сийлбэр хийх боломжтой боловч энэхүү цэвэр химийн урвал нь ихэвчлэн маш цөөн тооны материалд тохиолддог бөгөөд чиглэлтэй байдаггүй; ионууд нь тодорхой энергитэй бол тэдгээрийг шууд физик цацах замаар сийлбэрлэх боломжтой боловч энэхүү цэвэр физик урвалын сийлбэрийн хурд маш бага бөгөөд сонгомол чанар нь маш муу байдаг.
Ихэнх плазмын сийлбэр нь идэвхтэй тоосонцор ба ионуудын оролцоотойгоор нэгэн зэрэг хийгддэг. Энэ процесст ионы бөмбөгдөлт нь хоёр үүрэг гүйцэтгэдэг. Нэг нь сийлсэн материалын гадаргуу дээрх атомын холбоог устгах, улмаар төвийг сахисан хэсгүүдийн түүнтэй урвалд орох хурдыг нэмэгдүүлэх; нөгөө нь сийлбэрийг үргэлжлүүлэхийн тулд сийлбэртэй материалын гадаргуутай бүрэн шүргэхийн тулд урвалын интерфейс дээр хуримтлагдсан урвалын бүтээгдэхүүнийг таслах явдал юм.
Сийлсэн бүтцийн хажуугийн хананд хуримтлагдсан урвалын бүтээгдэхүүнийг чиглэлтэй ионы бөмбөгдөлтөөр үр дүнтэй арилгах боломжгүй бөгөөд ингэснээр хажуугийн хананы сийлбэрийг хааж, анизотроп сийлбэр үүсгэдэг.
Хоёр дахь сийлбэрлэх үйл явц
2.1 Нойтон сийлбэр ба цэвэрлэгээ
Нойтон сийлбэр нь нэгдсэн хэлхээний үйлдвэрлэлд ашиглагдаж байсан хамгийн эртний технологийн нэг юм. Хэдийгээр нойтон сийлбэрийн ихэнх процесс нь изотроп сийлбэрийн улмаас анизотроп хуурай сийлбэрээр солигдсон ч энэ нь илүү том хэмжээтэй чухал бус давхаргыг цэвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Ялангуяа исэл арилгах үлдэгдлийг сийлбэрлэх, эпидермисийн хуулалт зэрэгт хуурай сийлбэрээс илүү үр дүнтэй, хэмнэлттэй байдаг.
Нойтон сийлбэрийн объектуудад голчлон цахиурын исэл, цахиурын нитрид, нэг талст цахиур, поликристалл цахиур орно. Цахиурын ислийг нойтон сийлбэрлэхдээ гол химийн тээвэрлэгч болгон фторын хүчил (HF) ашигладаг. Сонголтыг сайжруулахын тулд аммонийн фтороор буфержүүлсэн шингэрүүлсэн фторын хүчлийг процесст ашигладаг. РН-ийн утгыг тогтвортой байлгахын тулд бага хэмжээний хүчтэй хүчил эсвэл бусад элементүүдийг нэмж болно. Допдсон цахиурын исэл нь цэвэр цахиурын исэлээс илүү амархан зэврүүлдэг. Нойтон химийн аргаар хөрс хуулалт нь голчлон фоторезист болон хатуу маск (цахиурын нитрид) арилгахад ашиглагддаг. Халуун фосфорын хүчил (H3PO4) нь цахиурын нитридыг зайлуулах зорилгоор нойтон химийн хөрс хуулалтанд ашигладаг гол химийн шингэн бөгөөд цахиурын ислийг сонгох чадвар сайтай.
Нойтон цэвэрлэгээ нь нойтон сийлбэртэй төстэй бөгөөд голчлон цахиурын хавтан дээрх бохирдуулагч бодисыг химийн урвалаар, тухайлбал тоосонцор, органик бодис, металл, исэл зэргийг зайлуулдаг. Гол нойтон цэвэрлэгээ бол нойтон химийн арга юм. Хэдийгээр хуурай цэвэрлэгээ нь нойтон цэвэрлэгээний олон аргыг орлож чадах ч нойтон цэвэрлэгээг бүрэн орлох арга байхгүй.
Нойтон цэвэрлэгээнд түгээмэл хэрэглэгддэг химийн бодисуудад хүхрийн хүчил, давсны хүчил, фторын хүчил, фосфорын хүчил, устөрөгчийн хэт исэл, аммонийн гидроксид, аммонийн хайлуур жонш зэрэг орно. Практик хэрэглээнд нэг буюу хэд хэдэн химийн бодисыг ионгүйжүүлсэн устай шаардлагатай хэмжээгээр тодорхой хэмжээгээр хольдог. SC1, SC2, DHF, BHF гэх мэт цэвэрлэгээний уусмал үүсгэнэ.
Цэвэрлэгээг ихэвчлэн оксидын хальсыг буулгахаас өмнө ашигладаг, учир нь оксидын хальс бэлтгэх нь туйлын цэвэр цахиур хавтан дээр хийгдэх ёстой. Цахиурын вафель цэвэрлэх нийтлэг үйл явц нь дараах байдалтай байна.
2.2 Хуурай сийлбэр and Цэвэрлэгээ
2.2.1 Хуурай сийлбэр
Үйлдвэрийн хуурай сийлбэр гэдэг нь тусгай бодисыг сийлбэрлэхийн тулд сайжруулсан үйл ажиллагаа бүхий плазмыг ашигладаг плазмын сийлбэрийг голчлон хэлдэг. Томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлийн процесст тоног төхөөрөмжийн систем нь бага температурт тэнцвэргүй плазмыг ашигладаг.
Плазмын сийлбэр нь голчлон цэнэгийн хоёр горимыг ашигладаг: багтаамжтай хосолсон цэнэг ба индуктив хосолсон цэнэг
Багтаамжтай холбосон цэнэгийн горимд: плазмыг гаднах радио давтамжийн (RF) тэжээлийн эх үүсвэрээр хоёр зэрэгцээ хавтан конденсаторт үүсгэж, хадгалдаг. Хийн даралт нь ихэвчлэн хэдэн миллитороос хэдэн арван миллиторр байдаг ба иончлолын хурд нь 10-5-аас бага байдаг. Индуктив хосолсон цэнэгийн горимд: ерөнхийдөө хийн бага даралттай (хэдэн арван миллитор) плазмыг индуктив хосолсон оролтын эрчим хүчээр үүсгэж, хадгалж байдаг. Ионжуулалтын хурд нь ихэвчлэн 10-5-аас их байдаг тул өндөр нягтралтай плазм гэж нэрлэдэг. Өндөр нягтралтай плазмын эх үүсвэрийг мөн электрон циклотроны резонансын болон циклотроны долгионы ялгаралтаар олж авч болно. Өндөр нягтралтай плазм нь гадны RF эсвэл богино долгионы тэжээлийн эх үүсвэр болон субстрат дээрх RF-ийн хэвийсэн тэжээлийн эх үүсвэрээр дамжуулан ионы урсгал болон ионы бөмбөгдөлтийн энергийг бие даан хянах замаар сийлбэрийн эвдрэлийг багасгахын зэрэгцээ сийлбэрийн хурд болон сонгомол чанарыг оновчтой болгож чадна.
Хуурай сийлбэр хийх үйл явц нь дараах байдалтай байна: сийлбэрийн хийг вакуум урвалын камерт шахаж, урвалын камер дахь даралтыг тогтворжуулсны дараа плазмыг радио давтамжийн гэрлийн ялгаралтаар үүсгэдэг; өндөр хурдтай электронуудын нөлөөлөлд өртсөний дараа энэ нь задарч, субстратын гадаргуу дээр тархаж, шингэсэн чөлөөт радикалуудыг үүсгэдэг. Ионы бөмбөгдөлтийн нөлөөгөөр шингэсэн чөлөөт радикалууд нь субстратын гадаргуу дээрх атом эсвэл молекулуудтай урвалд орж, урвалын камераас гадагшилдаг хийн дайвар бүтээгдэхүүн үүсгэдэг. Үйл явцыг дараах зурагт үзүүлэв.
Хуурай сийлбэрлэх процессыг дараах дөрвөн ангилалд хувааж болно.
(1)Физик шүрших сийлбэр: Энэ нь сийлсэн материалын гадаргууг бөмбөгдөхийн тулд сийвэн дэх энергийн ионуудад тулгуурладаг. Цус цацагдах атомын тоо нь туссан бөөмсийн энерги болон өнцгөөс хамаарна. Эрчим хүч ба өнцөг өөрчлөгдөхгүй байх үед янз бүрийн материалын шүрших хурд нь ихэвчлэн 2-3 дахин ялгаатай байдаг тул сонгох чадвар байхгүй болно. Урвалын үйл явц нь ихэвчлэн анизотроп шинж чанартай байдаг.
(2)Химийн сийлбэр: Плазма нь хийн фазын сийлбэрийн атом ба молекулуудыг хангадаг бөгөөд тэдгээр нь материалын гадаргуутай химийн урвалд орж дэгдэмхий хий үүсгэдэг. Энэхүү цэвэр химийн урвал нь сайн сонгомол шинж чанартай бөгөөд торны бүтцийг харгалзахгүйгээр изотроп шинж чанартай байдаг.
Жишээ нь: Si (хатуу) + 4F → SiF4 (хийн), фоторезист + O (хийн) → CO2 (хийн) + H2O (хийн)
(3)Ионы эрчим хүчээр сийлбэрлэх: Ионууд хоёулаа эш татан сийлбэр үүсгэдэг бөөмс бөгөөд энерги зөөгч хэсгүүд юм. Ийм энерги зөөвөрлөгч хэсгүүдийн сийлбэрийн үр ашиг нь энгийн физик эсвэл химийн сийлбэртэй харьцуулахад нэгээс илүү дарааллаар өндөр байдаг. Тэдгээрийн дотроос үйл явцын физик, химийн параметрүүдийг оновчтой болгох нь сийлбэрийн үйл явцыг хянах гол цөм юм.
(4)Ион саадтай нийлмэл сийлбэр: Энэ нь сийлбэр хийх явцад нийлмэл тоосонцороор полимер хаалт хамгаалалтын давхарга үүсгэхийг голчлон хэлнэ. Плазм нь сийлбэр хийх явцад хажуугийн ханыг сийлбэрлэх урвалаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд ийм хамгаалалтын давхарга шаарддаг. Жишээлбэл, Cl болон Cl2 сийлбэр дээр C нэмэх нь сийлбэр хийх явцад хажуугийн ханыг сийлбэрлэхээс хамгаалахын тулд хлоркарбон нийлмэл давхарга үүсгэдэг.
2.2.1 Хими цэвэрлэгээ
Хуурай цэвэрлэгээ нь ихэвчлэн плазмын цэвэрлэгээнд хамаарна. Плазм дахь ионууд нь цэвэрлэх гэж буй гадаргууг бөмбөгдөхөд ашиглагддаг бөгөөд идэвхжсэн төлөвт байгаа атомууд болон молекулууд нь цэвэрлэх гадаргуутай харилцан үйлчилж, фоторезистийг устгаж үнсдэг. Хуурай сийлбэрээс ялгаатай нь хуурай цэвэрлэгээний процессын параметрүүд нь чиглэлийн сонгомол чанарыг агуулдаггүй тул процессын загвар нь харьцангуй энгийн байдаг. Томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлийн процесст фтор дээр суурилсан хий, хүчилтөрөгч эсвэл устөрөгчийг урвалын плазмын үндсэн хэсэг болгон ашигладаг. Нэмж дурдахад тодорхой хэмжээний аргон плазмыг нэмэх нь ионы бөмбөгдөлтийг сайжруулж, улмаар цэвэрлэх үр ашгийг дээшлүүлдэг.
Плазмын хуурай цэвэрлэгээний процесст алсын плазмын аргыг ихэвчлэн ашигладаг. Учир нь цэвэрлэгээ хийх явцад ионы бөмбөгдөлтөөс үүсэх хохирлыг хянахын тулд плазм дахь ионуудын бөмбөгдөлт нөлөөг бууруулахад найдаж байна; мөн химийн чөлөөт радикалуудын сайжруулсан урвал нь цэвэрлэгээний үр ашгийг сайжруулдаг. Алсын плазм нь богино долгионы тусламжтайгаар урвалын камерын гадна тогтвортой, өндөр нягтралтай плазмыг үүсгэж, цэвэрлэхэд шаардлагатай урвалд хүрэхийн тулд урвалын камерт нэвтэрдэг олон тооны чөлөөт радикалуудыг үүсгэдэг. Үйлдвэрийн хуурай цэвэрлэгээний хийн эх үүсвэрүүдийн ихэнх нь NF3 гэх мэт фторын суурьтай хий ашигладаг бөгөөд NF3-ийн 99% -иас илүү нь богино долгионы плазмд задардаг. Хуурай цэвэрлэгээний явцад ионы бөмбөгдөлт бараг байхгүй тул цахиур хавтанг гэмтлээс хамгаалж, урвалын камерын ашиглалтын хугацааг уртасгах нь ашигтай байдаг.
Нойтон сийлбэр, цэвэрлэгээний гурван төхөөрөмж
3.1 Танкны төрлийн вафель цэвэрлэх машин
Өргөст ялтсан хавтан цэвэрлэх машин нь голчлон урд талдаа нээгддэг өрмөнцөр дамжуулах хайрцагны дамжуулагч модуль, өргүүрийг ачих/буулгах дамжуулах модуль, яндангийн агаар оруулах модуль, химийн шингэний савны модуль, ионгүйжүүлсэн усны савны модуль, хатаах сав зэргээс бүрдэнэ. модуль ба хяналтын модуль. Энэ нь хэд хэдэн хайрцгийг нэгэн зэрэг цэвэрлэж, вафельд хатаж, хатах боломжтой.
3.2 Шуудуу вафель жигнэмэг
3.3 Нэг вафель нойтон боловсруулах төхөөрөмж
Янз бүрийн үйл явцын зорилгын дагуу нэг хавтанцар нойтон технологийн төхөөрөмжийг гурван ангилалд хувааж болно. Эхний ангилалд тоосонцор, органик бодис, байгалийн ислийн давхарга, металлын хольц болон бусад бохирдуулагч бодисыг цэвэрлэх зориулалттай дан хавтан цэвэрлэх төхөөрөмж; Хоёрдахь ангилалд нэг өрөм цэвэрлэх төхөөрөмж бөгөөд тэдгээрийн үндсэн үйл явц нь өрмөнцөрийн гадаргуу дээрх тоосонцорыг арилгах явдал юм; Гурав дахь ангилал нь нимгэн хальсыг арилгахад голчлон ашигладаг дан өрөмт сийлбэр хийх төхөөрөмж юм. Янз бүрийн үйл явцын зорилгын дагуу нэг өрөвчин сийлбэрлэх төхөөрөмжийг хоёр төрөлд хувааж болно. Эхний төрөл нь өндөр энергитэй ионы суулгацаас үүссэн гадаргуугийн хальс гэмтсэн давхаргыг арилгахад ашиглагддаг зөөлөн сийлбэр хийх төхөөрөмж юм; Хоёрдахь төрөл нь тахилын давхаргыг арилгах төхөөрөмж бөгөөд энэ нь вафель сийрэгжүүлэх эсвэл химийн механик өнгөлгөөний дараа хаалт давхаргыг арилгахад ашиглагддаг.
Машины ерөнхий архитектурын үүднээс авч үзвэл бүх төрлийн нэг хавтантай нойтон технологийн тоног төхөөрөмжийн үндсэн бүтэц нь ижил төстэй бөгөөд ерөнхийдөө үндсэн хүрээ, вафель дамжуулах систем, камерын модуль, химийн шингэн нийлүүлэх, дамжуулах модуль, програм хангамжийн систем гэсэн зургаан хэсгээс бүрддэг. болон электрон хяналтын модуль.
3.4 Нэг вафель цэвэрлэх төхөөрөмж
Ганц өрөм цэвэрлэх төхөөрөмж нь уламжлалт RCA цэвэрлэх аргад суурилсан бөгөөд үйл явцын зорилго нь тоосонцор, органик бодис, байгалийн ислийн давхарга, металлын хольц болон бусад бохирдуулагчийг цэвэрлэх явдал юм. Процессын хэрэглээний хувьд дан хавтан цэвэрлэх төхөөрөмжийг одоогоор нэгдмэл хэлхээний үйлдвэрлэлийн урд болон арын процесст өргөн ашиглаж байгаа бөгөөд үүнд хальс үүсгэхээс өмнө болон дараа цэвэрлэх, плазмын сийлбэрийн дараа цэвэрлэх, ион суулгасны дараа цэвэрлэх, химийн бодисын дараа цэвэрлэх зэрэг орно. механик өнгөлгөө, металлын хуримтлалын дараа цэвэрлэх. Өндөр температурт фосфорын хүчлийн процессыг эс тооцвол дан хавтан цэвэрлэх төхөөрөмж нь үндсэндээ бүх цэвэрлэх процесст нийцдэг.
3.5 Ганц өрлөгийн сийлбэр хийх төхөөрөмж
Ганц өрмөнцөр сийлбэр хийх төхөөрөмжийн үйл явцын зорилго нь ихэвчлэн нимгэн хальсан сийлбэр юм. Процессын зорилгын дагуу үүнийг хөнгөн сийлбэр хийх төхөөрөмж (өндөр энергитэй ион суулгацын улмаас үүссэн гадаргуугийн хальс гэмтсэн давхаргыг арилгахад ашигладаг) болон тахилын давхарга арилгах төхөөрөмж (ялгасны дараа саадтай давхаргыг арилгахад ашигладаг) гэсэн хоёр ангилалд хувааж болно. сийрэгжүүлэх буюу химийн механик өнгөлгөө). Процессын явцад арилгах шаардлагатай материалууд нь ерөнхийдөө цахиур, цахиурын исэл, цахиурын нитрид, металл хальсан давхаргууд юм.
Хуурай сийлбэр, цэвэрлэгээний дөрвөн төхөөрөмж
4.1 Плазмын сийлбэр хийх төхөөрөмжийн ангилал
Цэвэр физик урвалын ойролцоо ион цацах сийлбэр хийх төхөөрөмж болон цэвэр химийн урвалд ойртуулах төхөөрөмжөөс гадна плазмын сийлбэрийг янз бүрийн плазм үүсгэх, хянах технологийн дагуу хоёр төрөлд хувааж болно.
-Capacitively Coupled Plasma (CCP) сийлбэр;
-Индуктив хосолсон плазм (ICP) сийлбэр.
4.1.1 ХКН
Capacitively coupled плазмын сийлбэр нь радио давтамжийн тэжээлийн хангамжийг урвалын камерын дээд ба доод электродын аль нэг эсвэл хоёуланд нь холбох явдал бөгөөд хоёр хавтангийн хоорондох плазм нь хялбаршуулсан эквивалент хэлхээнд конденсатор үүсгэдэг.
Хамгийн эртний хоёр ийм технологи байдаг:
Нэг нь RF-ийн тэжээлийн эх үүсвэрийг дээд электродтой холбодог эрт плазмын сийлбэр бөгөөд вафель байрладаг доод электрод нь газардуулгатай байдаг. Ийм аргаар үүссэн плазм нь ялтсуудын гадаргуу дээр хангалттай зузаан ионы бүрээс үүсгэхгүй тул ионы бөмбөгдөлтийн энерги бага байдаг бөгөөд үүнийг гол төлөв идэвхтэй тоосонцорыг ашигладаг цахиурын сийлбэр зэрэг процессуудад ашигладаг.
Нөгөө нь RF-ийн тэжээлийн эх үүсвэрийг вафель байрладаг доод электродтой холбож, дээд электродыг илүү том талбайтай газардуулдаг эрт реактив ион сийлбэр (RIE) юм. Энэ технологи нь илүү зузаан ионы бүрээсийг бий болгож чаддаг бөгөөд энэ нь урвалд оролцохын тулд илүү их ионы энерги шаарддаг диэлектрик сийлбэр хийх процесст тохиромжтой. Эрт реактив ионы сийлбэрийн үндсэн дээр RF-ийн цахилгаан оронтой перпендикуляр тогтмол гүйдлийн соронзон орныг нэмж, ExB шилжилтийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь электронууд болон хийн хэсгүүдийн мөргөлдөх магадлалыг нэмэгдүүлж, улмаар плазмын концентраци болон сийлбэрийн хурдыг үр дүнтэй сайжруулдаг. Энэ сийлбэрийг соронзон орны сайжруулсан реактив ион сийлбэр (MERIE) гэж нэрлэдэг.
Дээрх гурван технологи нь нийтлэг сул талтай, өөрөөр хэлбэл плазмын концентраци болон түүний энергийг тусад нь хянах боломжгүй юм. Жишээлбэл, сийлбэрийн хурдыг нэмэгдүүлэхийн тулд RF-ийн хүчийг нэмэгдүүлэх аргыг ашиглан плазмын концентрацийг нэмэгдүүлэх боломжтой боловч RF-ийн хүч нэмэгдэх нь ионы энергийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь төхөөрөмжид гэмтэл учруулах болно. вафер. Сүүлийн 10 жилд багтаамжтай холбох технологи нь дээд ба доод электродууд эсвэл доод электродтой хоёуланд нь холбогдсон олон тооны RF-ийн эх үүсвэрийн загварыг баталсан.
Өөр өөр RF-ийн давтамжийг сонгож, тааруулснаар электродын талбай, зай, материал болон бусад гол үзүүлэлтүүдийг хооронд нь уялдуулж, плазмын концентраци болон ионы энергийг аль болох салгах боломжтой.
4.1.2 ICP
Индуктив хосолсон плазмын сийлбэр нь радио давтамжийн тэжээлийн эх үүсвэрт холбогдсон нэг буюу хэд хэдэн багц ороомогуудыг урвалын камер дээр эсвэл эргэн тойронд байрлуулах явдал юм. Ороомог дахь радио давтамжийн гүйдлийн улмаас үүссэн хувьсах соронзон орон нь диэлектрик цонхоор урвалын камерт орж электронуудыг хурдасгаж, улмаар плазм үүсгэдэг. Хялбаршуулсан эквивалент хэлхээнд (трансформатор) ороомог нь ороомгийн анхдагч индукц, плазм нь хоёрдогч ороомгийн индукц юм.
Энэхүү холболтын арга нь бага даралтын үед багтаамжтай холболтоос нэгээс илүү дарааллын өндөр плазмын концентрацид хүрч чадна. Нэмж дурдахад, хоёр дахь RF-ийн тэжээлийн эх үүсвэр нь ионы бөмбөгдөлтийг эрчим хүчээр хангахын тулд хэвийсэн тэжээлийн эх үүсвэр болгон вафельний байршилд холбогдсон байна. Тиймээс ионы концентраци нь ороомгийн тэжээлийн эх үүсвэрээс хамаардаг ба ионы энерги нь хэвийсэн тэжээлийн хангамжаас хамаардаг бөгөөд ингэснээр концентраци ба энергийг илүү нарийн салгахад хүрдэг.
4.2 Плазмын сийлбэр хийх төхөөрөмж
Хуурай сийлбэр дэх бараг бүх сийлбэр нь плазмаас шууд болон шууд бусаар үүсдэг тул хуурай сийлбэрийг ихэвчлэн плазмын сийлбэр гэж нэрлэдэг. Плазмын сийлбэр нь өргөн утгаараа плазмын сийлбэрийн нэг төрөл юм. Хавтгай хавтантай реакторын хоёр анхны загварт нэг нь вафель байрладаг хавтанг газардуулах, нөгөө хавтан нь RF-ийн эх үүсвэрт холбогдсон байх; нөгөө нь эсрэгээрээ. Өмнөх загварт газардуулсан хавтангийн талбай нь ихэвчлэн RF-ийн эх үүсвэрт холбогдсон хавтангийн талбайгаас их байдаг бөгөөд реактор дахь хийн даралт өндөр байдаг. Өргөст бүрхүүлийн гадаргуу дээр үүссэн ионы бүрээс нь маш нимгэн бөгөөд вафель нь плазмд "шүрсэн" мэт санагддаг. Сийлбэр нь сийвэн дэх идэвхтэй тоосонцор ба сийлсэн материалын гадаргуу хоорондын химийн урвалаар голчлон төгсдөг. Ионы бөмбөгдөлтийн энерги нь маш бага бөгөөд сийлбэр хийхэд түүний оролцоо маш бага байдаг. Энэ загварыг плазмын сийлбэр горим гэж нэрлэдэг. Өөр нэг загварт ионы бөмбөгдөлтөд оролцох түвшин харьцангуй их байдаг тул үүнийг реактив ион сийлбэрлэх горим гэж нэрлэдэг.
4.3 Реактив ион сийлбэр хийх төхөөрөмж
Реактив ион сийлбэр (RIE) нь идэвхтэй хэсгүүд болон цэнэгтэй ионууд нэгэн зэрэг үйл явцад оролцдог сийлбэрлэх процессыг хэлнэ. Тэдгээрийн дотроос идэвхтэй тоосонцор нь голчлон саармаг хэсгүүд (чөлөөт радикалууд гэгддэг), өндөр концентрацитай (хийн агууламжийн 1% -иас 10% орчим) байдаг бөгөөд тэдгээр нь гуужуулагчийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Тэдгээр болон сийлсэн материалын хоорондох химийн урвалын үр дүнд үүссэн бүтээгдэхүүн нь ууршимхайрч, урвалын камераас шууд гаргаж авах, эсвэл сийлсэн гадаргуу дээр хуримтлагддаг; цэнэглэгдсэн ионууд нь бага концентрацитай (хийн агууламжийн 10-4-10-3) байх ба тэдгээр нь сийлсэн гадаргууг бөмбөгдөхийн тулд өрлөгийн гадаргуу дээр үүссэн ионы бүрхүүлийн цахилгаан талбайн нөлөөгөөр хурдасдаг. Цэнэглэгдсэн бөөмсийн хоёр үндсэн үүрэг байдаг. Нэг нь сийлсэн материалын атомын бүтцийг устгах, ингэснээр идэвхтэй хэсгүүдийн түүнтэй урвалд орох хурдыг хурдасгах; нөгөө нь эш татан сийлсэн материал идэвхтэй тоосонцортой бүрэн харьцаж, сийлбэрийг үргэлжлүүлэхийн тулд хуримтлагдсан урвалын бүтээгдэхүүнийг бөмбөгдөж зайлуулах явдал юм.
Ионууд сийлбэрлэх урвалд шууд оролцдоггүй (эсвэл физик бөмбөгдөлтийг арилгах, идэвхтэй ионуудыг химийн шууд сийлбэрлэх гэх мэт маш бага хувийг эзэлдэг) учраас дээрх сийлбэрлэх үйл явцыг ионоор сийлбэрлэх гэж нэрлэх нь зүйтэй. Реактив ион сийлбэр гэдэг нэр нь үнэн зөв биш боловч өнөөг хүртэл ашиглагддаг. RIE-ийн хамгийн анхны тоног төхөөрөмжийг 1980-аад онд ашиглалтад оруулсан. Нэг RF-ийн тэжээлийн эх үүсвэр, харьцангуй энгийн урвалын камерын дизайныг ашигладаг тул сийлбэрийн хурд, жигд байдал, сонгомол байдлын хувьд хязгаарлалттай байдаг.
4.4 Соронзон орны сайжруулсан реактив ион сийлбэр хийх төхөөрөмж
MERIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching) төхөөрөмж нь хавтгай самбар RIE төхөөрөмжид тогтмол гүйдлийн соронзон орон нэмснээр сийлбэр хийх төхөөрөмж бөгөөд сийлбэрийн хурдыг нэмэгдүүлэх зорилготой юм.
MERIE төхөөрөмжийг 1990-ээд онд өргөн цар хүрээтэй ашиглаж эхэлсэн бөгөөд энэ үед нэг өргүүрт сийлбэр хийх төхөөрөмж энэ салбарын үндсэн тоног төхөөрөмж болсон. MERIE төхөөрөмжийн хамгийн том сул тал бол соронзон орны нөлөөгөөр үүссэн плазмын концентрацийн орон зайд жигд бус хуваарилалт нь нэгдсэн хэлхээний төхөөрөмжид гүйдэл эсвэл хүчдэлийн зөрүүг үүсгэж улмаар төхөөрөмжийг гэмтээх явдал юм. Энэ гэмтэл нь агшин зуурын жигд бус байдлаас үүдэлтэй тул соронзон орны эргэлт нь үүнийг арилгах боломжгүй юм. Нэгдсэн хэлхээний хэмжээ багасах тусам тэдгээрийн төхөөрөмжийн гэмтэл нь плазмын нэгэн төрлийн бус байдалд мэдрэмтгий болж, соронзон орныг сайжруулах замаар сийлбэрийн хурдыг нэмэгдүүлэх технологийг аажмаар олон RF-ийн цахилгаан хангамжийн хавтгай реактив ионы сийлбэр технологиор сольсон. нь багтаамжтай хосолсон плазмын сийлбэрийн технологи юм.
4.5 Чадамжтай хосолсон плазмын сийлбэр хийх төхөөрөмж
Capacitively coupled плазма (CCP) сийлбэрлэх төхөөрөмж нь электродын хавтанд радио давтамжийн (эсвэл DC) тэжээлийн хангамжийг ашиглан багтаамжийн холболтоор урвалын камерт плазм үүсгэдэг төхөөрөмж бөгөөд сийлбэр хийхэд ашиглагддаг. Түүний сийлбэр хийх зарчим нь реактив ион сийлбэр хийх төхөөрөмжтэй төстэй юм.
ХКН сийлбэр хийх төхөөрөмжийн хялбаршуулсан бүдүүвч диаграммыг доор үзүүлэв. Энэ нь ерөнхийдөө өөр өөр давтамжийн хоёр буюу гурван RF-ийн эх үүсвэрийг ашигладаг бөгөөд зарим нь тогтмол гүйдлийн тэжээлийн хангамжийг ашигладаг. RF-ийн тэжээлийн хангамжийн давтамж нь 800kHz~162MHz бөгөөд түгээмэл хэрэглэгддэг нь 2MHz, 4MHz, 13MHz, 27MHz, 40MHz, 60MHz юм. 2МГц эсвэл 4МГц давтамжтай RF-ийн тэжээлийн хангамжийг ихэвчлэн бага давтамжийн RF-ийн эх үүсвэр гэж нэрлэдэг. Тэдгээр нь ерөнхийдөө вафель байрладаг доод электродтой холбогддог. Тэд ионы энергийг хянахад илүү үр дүнтэй байдаг тул тэдгээрийг хэвийсэн тэжээлийн хангамж гэж нэрлэдэг; 27 МГц-ээс дээш давтамжтай RF-ийн тэжээлийн хангамжийг өндөр давтамжийн RF-ийн эх үүсвэр гэж нэрлэдэг. Тэдгээрийг дээд ба доод электродтой холбож болно. Эдгээр нь сийвэнгийн концентрацийг хянахад илүү үр дүнтэй байдаг тул тэдгээрийг тэжээлийн эх үүсвэр гэж нэрлэдэг. 13MHz RF тэжээлийн хангамж нь дунд хэсэгт байрладаг бөгөөд ерөнхийдөө дээрх хоёр функцтэй гэж үздэг ч харьцангуй сул байдаг. Хэдийгээр сийвэнгийн концентраци ба энергийг янз бүрийн давтамжийн RF-ийн эх үүсвэрийн хүчээр (салгах эффект гэж нэрлэдэг) тодорхой хүрээнд тохируулах боломжтой боловч багтаамжийн холболтын шинж чанараас шалтгаалан тэдгээрийг бүрэн бие даан тохируулах, хянах боломжгүй гэдгийг анхаарна уу.
Ионы энергийн хуваарилалт нь сийлбэрийн нарийвчилсан гүйцэтгэл, төхөөрөмжийн эвдрэлд ихээхэн нөлөөлдөг тул ионы энергийн хуваарилалтыг оновчтой болгох технологийг хөгжүүлэх нь дэвшилтэт сийлбэр хийх төхөөрөмжийн гол цэгүүдийн нэг болжээ. Одоогийн байдлаар үйлдвэрлэлд амжилттай хэрэглэгдэж буй технологид олон RF-ийн гибрид хөтөч, DC суперпозиция, тогтмол гүйдлийн импульсийн хазайлттай хослуулсан RF, хэвийсэн тэжээлийн хангамж, эх үүсвэрийн тэжээлийн хангамжийн синхрон импульсийн RF гаралт орно.
CCP сийлбэр хийх төхөөрөмж нь плазмын сийлбэр хийх хоёр төрлийн хамгийн өргөн хэрэглэгддэг төхөөрөмжийн нэг юм. Энэ нь голчлон диэлектрик материалын сийлбэр, тухайлбал, логик чипийн процессын урд шатанд хаалганы хажуугийн хана, хатуу маск сийлбэр, дунд шатанд контакт нүхний сийлбэр, арын шатанд мозайк, хөнгөн цагаан дэвсгэрт сийлбэр, түүнчлэн 3D флаш санах ойн чип процесст гүн суваг, гүн нүх, утастай холбоо барих нүхийг сийлбэрлэх (цахиурын нитрид/цахиурын ислийн бүтцийг жишээ болгон авч үзнэ).
ХКН-ын сийлбэр хийх төхөөрөмжид тулгардаг хоёр үндсэн бэрхшээл, сайжруулах чиглэл байдаг. Нэгдүгээрт, хэт өндөр ионы энергийг ашиглахад өндөр харьцаатай бүтцийн сийлбэр хийх чадвар (3D флаш санах ойн нүх ба ховилын сийлбэр зэрэг нь 50:1-ээс их харьцаа шаарддаг). Ионы энергийг нэмэгдүүлэхийн тулд хэвийсэн хүчийг нэмэгдүүлэх одоогийн арга нь 10,000 ватт хүртэлх RF тэжээлийн хангамжийг ашигласан. Их хэмжээний дулаан ялгардаг тул урвалын камерын хөргөлт, температурыг хянах технологийг тасралтгүй сайжруулах шаардлагатай байна. Хоёрдугаарт, сийлбэр хийх чадамжийн асуудлыг үндсээр нь шийдэхийн тулд шинэ сийлбэр хийх хийн хөгжилд ахиц дэвшил гаргах хэрэгтэй.
4.6 Индуктив хосолсон плазмын сийлбэр хийх төхөөрөмж
Индуктив хосолсон плазм (ICP) сийлбэрлэх төхөөрөмж нь радио давтамжийн тэжээлийн эх үүсвэрийн энергийг ороомгийн ороомгоор дамжуулан соронзон орон хэлбэрээр урвалын камерт холбож, улмаар сийлбэр хийх плазм үүсгэдэг төхөөрөмж юм. Түүний сийлбэрийн зарчим нь ерөнхий реактив ионы сийлбэрт хамаарна.
ICP сийлбэр хийх төхөөрөмжид зориулсан плазмын эх үүсвэрийн хоёр үндсэн загвар байдаг. Нэг нь Lam Research-ийн боловсруулж үйлдвэрлэсэн трансформаторын хосолсон плазм (TCP) технологи юм. Түүний ороомгийн ороомог нь урвалын камерын дээгүүр диэлектрик цонхны хавтгай дээр байрладаг. 13.56 МГц давтамжтай RF дохио нь диэлектрик цонхонд перпендикуляр байрлах ороомогт хувьсах соронзон орон үүсгэдэг ба ороомгийн тэнхлэгийг төвөөр нь радиаль байдлаар тусгаарладаг.
Соронзон орон нь диэлектрик цонхоор урвалын камерт орж, хувьсах соронзон орон нь урвалын камер дахь диэлектрик цонхтой параллель хувьсах цахилгаан орон үүсгэж, улмаар сийлбэрийн хийн задралд хүрч, плазм үүсгэдэг. Энэ зарчмыг индукторын ороомогтой трансформаторыг анхдагч ороомог, урвалын камер дахь плазмыг хоёрдогч ороомог гэж ойлгож болох тул ICP сийлбэрийг үүгээр нэрлэсэн.
TCP технологийн гол давуу тал нь бүтцийг томруулахад хялбар байдаг. Жишээлбэл, 200 мм-ээс 300 мм-ийн хавтан хүртэл TCP нь ороомгийн хэмжээг нэмэгдүүлэх замаар ижил сийлбэрийн нөлөөг хадгалж чадна.
Плазмын эх үүсвэрийн өөр нэг загвар нь АНУ-ын Applied Materials, Inc компаниас боловсруулж, үйлдвэрлэсэн салангид плазмын эх үүсвэр (DPS) технологи юм. Түүний ороомгийн ороомог нь хагас бөмбөрцөг хэлбэрийн диэлектрик цонхон дээр гурван хэмжээст ороосон байна. Плазм үүсгэх зарчим нь дээр дурдсан TCP технологитой төстэй боловч хийн диссоциацийн үр ашиг харьцангуй өндөр байдаг нь плазмын өндөр концентрацийг олж авахад таатай байдаг.
Плазма үүсгэх индуктив холболтын үр ашиг нь багтаамжтай холболтоос өндөр бөгөөд плазм нь диэлектрик цонхны ойролцоох хэсэгт ихэвчлэн үүсдэг тул түүний плазмын концентрацийг үндсэндээ ороомогт холбогдсон эх үүсвэрийн тэжээлийн хүчээр тодорхойлно. ороомог ба өргүүрийн гадаргуу дээрх ионы бүрээс дэх ионы энерги нь үндсэндээ хэвийсэн тэжээлийн хангамжийн хүчээр тодорхойлогддог тул ионуудын концентраци ба энерги нь бие даасан байж болно. хяналттай, ингэснээр салгахад хүрдэг.
ICP сийлбэр хийх төхөөрөмж нь плазмын сийлбэр хийх хоёр төрлийн хамгийн өргөн хэрэглэгддэг төхөөрөмжийн нэг юм. Энэ нь голчлон цахиурын гүехэн суваг шуудуу, германиум (Ge), полисиликон хаалганы бүтэц, металл хаалганы бүтэц, штанген цахиур (Strained-Si), металл утас, металл дэвсгэр (Pads), мозайк сийлбэртэй металл хатуу маск, олон төрлийн процесст ашиглагддаг. олон дүрслэлийн технологи.
Нэмж дурдахад гурван хэмжээст интеграл хэлхээ, CMOS дүрс мэдрэгч ба микро цахилгаан механик системүүд (MEMS) нэмэгдэж, цахиураар дамжих (TSV), том хэмжээтэй ташуу нүхнүүд болон Өөр өөр морфологи бүхий цахиурын гүн сийлбэр хийх тул олон үйлдвэрлэгчид эдгээр хэрэглээнд зориулж тусгайлан боловсруулсан сийлбэр хийх төхөөрөмжийг эхлүүлсэн. Түүний шинж чанар нь сийлбэрийн гүн (хэдэн арван эсвэл бүр хэдэн зуун микрон) байдаг тул ихэвчлэн хийн урсгал, өндөр даралт, өндөр эрчим хүчний нөхцөлд ажилладаг.
———————————————————————————————————————————————————————————————————— ———————————-
Semicera хангах боломжтойбал чулуун хэсгүүд, зөөлөн/хатуу эсгий, цахиурын карбидын эд анги, CVD цахиурын карбидын эд анги, баSiC/TaC бүрсэн хэсгүүд30 хоногийн дотор.
Хэрэв та дээрх хагас дамжуулагч бүтээгдэхүүнийг сонирхож байгаа бол,анх удаа бидэнтэй холбоо барина уу.
Утас: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Шуудангийн цаг: 2024 оны 8-р сарын 31-ний хооронд