Адно ўвядзенне
Пратручванне ў працэсе вытворчасці інтэгральнай схемы дзеліцца на:
-мокрае тручэнне;
- Сухое тручэнне.
У першыя дні шырока выкарыстоўвалася вільготнае тручэнне, але з-за яго абмежаванняў у кантролі шырыні лініі і накіраванасці тручэння ў большасці працэсаў пасля 3 мкм выкарыстоўваецца сухое тручэнне. Мокрае тручэнне выкарыстоўваецца толькі для выдалення пэўных слаёў спецыяльнага матэрыялу і ачысткі рэшткаў.
Сухое тручэнне адносіцца да працэсу выкарыстання газападобных хімічных пратручвальнікаў для рэакцыі з матэрыяламі на пласціне, каб вытравіць частку матэрыялу, якую трэба выдаліць, і ўтварыць лятучыя прадукты рэакцыі, якія затым выцягваюцца з рэакцыйнай камеры. Пратручвальнік звычайна ствараецца прама ці ўскосна з плазмы травільнага газу, таму сухое тручэнне таксама называюць плазменным тручэннем.
1.1 Плазма
Плазма - гэта газ у слабаіянізаваным стане, які ўтвараецца тлеючым разрадам травільнага газу пад дзеяннем знешняга электрамагнітнага поля (напрыклад, якое ствараецца радыёчастотным крыніцай харчавання). Яна ўключае ў сябе электроны, іёны і нейтральныя актыўныя часціцы. Сярод іх актыўныя часціцы могуць непасрэдна ўступаць у хімічную рэакцыю з вытраўленым матэрыялам для дасягнення тручэння, але гэтая чыстая хімічная рэакцыя звычайна адбываецца толькі ў вельмі невялікай колькасці матэрыялаў і не з'яўляецца накіраванай; калі іёны маюць пэўную энергію, яны могуць быць вытраўлены прамым фізічным распыленнем, але хуткасць тручэння гэтай чыста фізічнай рэакцыі вельмі нізкая, а селектыўнасць вельмі нізкая.
Большасць плазменнага тручэння завяршаецца з удзелам актыўных часціц і іёнаў адначасова. У гэтым працэсе іённая бамбардзіроўка выконвае дзве функцыі. Адным з іх з'яўляецца разбурэнне атамных сувязяў на паверхні вытраўленага матэрыялу, тым самым павялічваючы хуткасць, з якой нейтральныя часціцы рэагуюць з ім; другі - збіваць прадукты рэакцыі, якія адкладаюцца на паверхні падзелу рэакцыі, каб спрыяць поўнаму кантакту пратручвальніка з паверхняй вытраўленага матэрыялу, каб пратручванне працягвалася.
Прадукты рэакцыі, асаджаныя на бакавых сценках вытраўленай структуры, не могуць быць эфектыўна выдалены шляхам накіраванай іённай бамбардзіроўкі, тым самым блакуючы тручэнне бакавых сценак і ўтвараючы анізатропнае тручэнне.
Другі працэс тручэння
2.1 Вільготнае тручэнне і ачыстка
Мокрае тручэнне - адна з самых ранніх тэхналогій, якія выкарыстоўваюцца ў вытворчасці інтэгральных схем. Хоць большасць працэсаў мокрага тручэння былі заменены анізатропным сухім тручэннем з-за яго ізатропнага тручэння, ён па-ранейшаму гуляе важную ролю ў ачыстцы некрытычных слаёў большага памеру. Асабліва пры пратручванні рэшткаў выдалення аксіду і выдаленні эпідэрмісу гэта больш эфектыўна і эканамічна, чым сухое пратручванне.
Аб'екты мокрага тручэння ў асноўным ўключаюць аксід крэмнія, нітрыд крэмнія, монакрышталічны крэмній і полікрышталічны крэмній. Для вільготнага тручэння аксіду крэмнію ў якасці асноўнага хімічнага носьбіта звычайна выкарыстоўваецца плавікавая кіслата (HF). Для павышэння селектыўнасці ў працэсе выкарыстоўваецца разведзеная плавікавая кіслата, забуференная фтарыдам амонія. Для падтрымання стабільнасці значэння pH можна дадаць невялікую колькасць моцнай кіслаты або іншых элементаў. Легаваны аксід крэмнія лягчэй паддаецца карозіі, чым чысты аксід крэмнія. Вільготнае хімічнае выдаленне ў асноўным выкарыстоўваецца для выдалення фотарэзіста і цвёрдай маскі (нітрыду крэмнію). Гарачая фосфарная кіслата (H3PO4) з'яўляецца асноўнай хімічнай вадкасцю, якая выкарыстоўваецца для вільготнай хімічнай зачысткі для выдалення нітрыду крэмнія, і мае добрую селектыўнасць для аксіду крэмнія.
Вільготная ачыстка падобная на вільготнае тручэнне і ў асноўным выдаляе забруджвальныя рэчывы з паверхні крэмніевых пласцін у выніку хімічных рэакцый, у тым ліку часціцы, арганічныя рэчывы, металы і аксіды. Асноўны метад вільготнай уборкі - вільготны хімічны метад. Хаця сухая ўборка можа замяніць многія метады вільготнай уборкі, не існуе метаду, які мог бы цалкам замяніць вільготную ўборку.
Хімікаты, якія звычайна выкарыстоўваюцца для вільготнай уборкі, ўключаюць серную кіслату, саляную кіслату, фтарыкавую кіслату, фосфарную кіслату, перакіс вадароду, гідраксід амонія, фтарыд амонія і г.д. ўтвараюць ачышчальны раствор, напрыклад SC1, SC2, DHF, BHF і г.д.
Ачыстка часта выкарыстоўваецца ў працэсе перад нанясеннем аксіднай плёнкі, таму што падрыхтоўка аксіднай плёнкі павінна праводзіцца на абсалютна чыстай паверхні крамянёвай пласціны. Звычайны працэс ачысткі крамянёвых пласцін выглядае наступным чынам:
2.2 Сухое тручэнне ай Ачыстка
2.2.1 Сухое тручэнне
Сухое тручэнне ў прамысловасці ў асноўным адносіцца да плазменнага тручэння, якое выкарыстоўвае плазму з падвышанай актыўнасцю для тручэння пэўных рэчываў. У сістэме абсталявання ў буйных вытворчых працэсах выкарыстоўваецца нізкатэмпературная нераўнаважная плазма.
Плазменнае тручэнне ў асноўным выкарыстоўвае два рэжымы разраду: ёмістны звязаны разрад і індуктыўна звязаны разрад
У рэжыме разраду з ёмістнай сувяззю: плазма генеруецца і падтрымліваецца ў двух паралельных пласціністых кандэнсатарах знешнім радыёчастотным (РЧ) крыніцай харчавання. Ціск газу звычайна складае ад некалькіх мілітор да дзесяткаў мілітор, а хуткасць іянізацыі менш за 10-5. У рэжыме індуктыўна звязанага разраду: звычайна пры больш нізкім ціску газу (дзесяткі мілітораў) плазма генеруецца і падтрымліваецца за кошт індуктыўна звязанай энергіі. Хуткасць іянізацыі звычайна перавышае 10-5, таму яе таксама называюць плазмай высокай шчыльнасці. Крыніцы плазмы высокай шчыльнасці можна таксама атрымаць праз электронны цыклатронны рэзананс і цыклатронны хвалевы разрад. Плазма высокай шчыльнасці можа аптымізаваць хуткасць тручэння і селектыўнасць працэсу тручэння, адначасова памяншаючы пашкоджанні, звязаныя з тручэннем, незалежна кантралюючы паток іёнаў і энергію іённай бамбардзіроўкі праз знешні ВЧ- або мікрахвалевы крыніца сілкавання і ВЧ-блок сілкавання зрушэння на падкладцы.
Працэс сухога тручэння адбываецца наступным чынам: газ для тручэння ўводзіцца ў вакуумную рэакцыйную камеру, і пасля таго, як ціск у рэакцыйнай камеры стабілізуецца, плазма генеруецца радыёчастотным тлеючым разрадам; пасля ўздзеяння высакахуткасных электронаў ён раскладаецца з адукацыяй свабодных радыкалаў, якія дыфузіююць на паверхню падкладкі і адсарбуюцца. Пад дзеяннем іённай бамбардзіроўкі адсарбаваныя свабодныя радыкалы ўступаюць у рэакцыю з атамамі або малекуламі на паверхні падкладкі з адукацыяй газападобных пабочных прадуктаў, якія выводзяцца з рэакцыйнай камеры. Працэс паказаны на наступным малюнку:
Працэсы сухога тручэння можна падзяліць на наступныя чатыры катэгорыі:
(1)Фізічнае тручэнне напыленнем: Гэта ў асноўным абапіраецца на энергічныя іёны ў плазме для бамбардзіроўкі паверхні выгравіраванага матэрыялу. Колькасць распыленых атамаў залежыць ад энергіі і вугла нападзення часціц. Калі энергія і вугал застаюцца нязменнымі, хуткасць распылення розных матэрыялаў звычайна адрозніваецца толькі ў 2-3 разы, таму селектыўнасці няма. Працэс рэакцыі ў асноўным анізатропны.
(2)Хімічнае тручэнне: Плазма забяспечвае тручэнне ў газавай фазе атамаў і малекул, якія ўступаюць у хімічную рэакцыю з паверхняй матэрыялу з утварэннем лятучых газаў. Гэтая чыста хімічная рэакцыя мае добрую селектыўнасць і дэманструе ізатропныя характарыстыкі без уліку структуры рашоткі.
Напрыклад: Si (цвёрды) + 4F → SiF4 (газападобны), фотарэзіст + O (газападобны) → CO2 (газападобны) + H2O (газападобны)
(3)Пратручванне з дапамогай іённай энергіі: Іёны - гэта як часціцы, якія выклікаюць тручэнне, так і часціцы, якія нясуць энергію. Эфектыўнасць тручэння такіх энерганосных часціц больш чым на парадак вышэй, чым простага фізічнага або хімічнага тручэння. Сярод іх аптымізацыя фізічных і хімічных параметраў працэсу з'яўляецца ядром кіравання працэсам тручэння.
(4)Іённа-бар'ернае кампазітнае тручэнне: Гэта ў асноўным адносіцца да стварэння палімернага бар'ернага ахоўнага пласта кампазітнымі часціцамі ў працэсе тручэння. Плазма патрабуе такога ахоўнага пласта, каб прадухіліць рэакцыю тручэння бакавых сценак падчас працэсу тручэння. Напрыклад, даданне С да Cl і тручэнне Cl2 можа стварыць пласт хлорвугляроднага злучэння падчас тручэння, каб абараніць бакавіны ад тручэння.
2.2.1 Хімчыстка
Хімчыстка ў асноўным ставіцца да плазменнай ачыстцы. Іёны ў плазме выкарыстоўваюцца для бамбардзіроўкі паверхні, якую трэба ачысціць, а атамы і малекулы ў актываваным стане ўзаемадзейнічаюць з паверхняй, якую трэба ачысціць, выдаляючы і попелячы фотарэзіст. У адрозненне ад сухога тручэння, параметры працэсу сухой ачысткі звычайна не ўключаюць накіраваную селектыўнасць, таму дызайн працэсу адносна просты. У буйнамаштабных вытворчых працэсах у якасці асноўнай часткі рэакцыйнай плазмы ў асноўным выкарыстоўваюцца газы на аснове фтору, кісларод або вадарод. Акрамя таго, даданне пэўнай колькасці аргонавай плазмы можа ўзмацніць эфект іённай бамбардзіроўкі, тым самым паляпшаючы эфектыўнасць ачысткі.
У працэсе плазменнай сухой ачысткі звычайна выкарыстоўваецца метад дыстанцыйнай плазмы. Гэта адбываецца таму, што ў працэсе ачысткі спадзяюцца паменшыць эфект бамбардзіроўкі іёнамі ў плазме, каб кантраляваць шкоду, прычыненую іённай бамбардзіроўкай; і ўзмоцненая рэакцыя хімічных свабодных радыкалаў можа палепшыць эфектыўнасць ачысткі. Аддаленая плазма можа выкарыстоўваць мікрахвалі для стварэння стабільнай плазмы высокай шчыльнасці па-за рэакцыйнай камерай, утвараючы вялікую колькасць свабодных радыкалаў, якія трапляюць у рэакцыйную камеру для дасягнення рэакцыі, неабходнай для ачысткі. Большасць крыніц газу для сухой ачысткі ў прамысловасці выкарыстоўваюць газы на аснове фтору, такія як NF3, і больш за 99% NF3 раскладаецца ў мікрахвалевай плазме. У працэсе хімчысткі практычна адсутнічае эфект іённай бамбардзіроўкі, таму карысна абараніць крэмніевую пласціну ад пашкоджанняў і падоўжыць тэрмін службы рэакцыйнай камеры.
Тры абсталявання для мокрага тручэння і ачысткі
3.1 Машына для ачысткі вафель танкавага тыпу
Машына для ачысткі пласцін лоткавага тыпу ў асноўным складаецца з модуля перадачы скрынкі перадачы пласцін, якая адчыняецца спераду, модуля перадачы загрузкі/выгрузкі пласцін, модуля ўборкі адпрацаванага паветра, модуля бака для хімічнай вадкасці, модуля бака для дэіянізаванай вады, сушыльнага бака модуль і модуль кіравання. Ён можа чысціць некалькі каробак з вафлямі адначасова і можа дасягнуць высыхання і высыхання вафель.
3.2 Пратручвальнік пласцін
3.3 Абсталяванне для вільготнай апрацоўкі адной пласціны
У адпаведнасці з рознымі мэтамі тэхналагічнага працэсу абсталяванне для вільготнага працэсу з адной пласцінай можна падзяліць на тры катэгорыі. Першая катэгорыя - гэта абсталяванне для ачысткі адной пласціны, чые мэты ачысткі ўключаюць часціцы, арганічныя рэчывы, натуральны пласт аксіду, металічныя прымешкі і іншыя забруджвальныя рэчывы; другая катэгорыя - гэта абсталяванне для ачысткі адной пласціны, асноўная мэта якога - выдаленне часціц на паверхні пласціны; трэцяя катэгорыя - гэта абсталяванне для тручэння адной пласціны, якое ў асноўным выкарыстоўваецца для выдалення тонкіх плёнак. У адпаведнасці з рознымі мэтамі працэсу абсталяванне для тручэння адной пласціны можна падзяліць на два тыпу. Першы тып - гэта абсталяванне для мяккага тручэння, якое ў асноўным выкарыстоўваецца для выдалення слаёў пашкоджанняў павярхоўнай плёнкі, выкліканых імплантацыяй высокаэнергетычных іёнаў; другі тып - гэта абсталяванне для выдалення ахвярнага пласта, якое ў асноўным выкарыстоўваецца для выдалення бар'ерных слаёў пасля станчэння пласцін або хімічнай механічнай паліроўкі.
З пункту гледжання агульнай архітэктуры машыны, асноўная архітэктура ўсіх тыпаў аднапласціннага абсталявання для вільготнага працэсу падобная і звычайна складаецца з шасці частак: асноўная рама, сістэма перадачы пласцін, модуль камеры, модуль падачы і перадачы хімічнай вадкасці, сістэма праграмнага забеспячэння і электронны модуль кіравання.
3.4 Абсталяванне для ачысткі адной пласціны
Абсталяванне для ачысткі адной пласціны распрацавана на аснове традыцыйнага метаду ачысткі RCA, і мэта яго працэсу - ачыстка часціц, арганічных рэчываў, натуральнага аксіднага пласта, металічных прымешак і іншых забруджвальных рэчываў. Што тычыцца тэхналагічнага прымянення, абсталяванне для ачысткі адной пласціны ў цяперашні час шырока выкарыстоўваецца ва ўваходных і бэк-энд працэсах вытворчасці інтэгральных схем, уключаючы ачыстку да і пасля фарміравання плёнкі, ачыстку пасля плазменнага тручэння, ачыстку пасля іённай імплантацыі, ачыстку пасля хімічнай ачысткі. механічная паліроўка і ачыстка пасля нанясення металу. За выключэннем працэсу высокатэмпературнай фосфарнай кіслаты, абсталяванне для ачысткі адной пласціны ў асноўным сумяшчальна з усімі працэсамі ачысткі.
3.5 Абсталяванне для тручэння адной пласціны
Мэта працэсу абсталявання для тручэння адной пласціны - у асноўным тручэнне тонкай плёнкі. У адпаведнасці з мэтамі працэсу яго можна падзяліць на дзве катэгорыі, а менавіта, абсталяванне для светлавога тручэння (выкарыстоўваецца для выдалення пласта пашкоджанняў павярхоўнай плёнкі, выкліканага імплантацыяй іёнаў высокай энергіі) і абсталяванне для выдалення ахвярнага пласта (выкарыстоўваецца для выдалення бар'ернага пласта пасля пласціны станчэнне або хімічная механічная паліроўка). Матэрыялы, якія неабходна выдаліць у працэсе, звычайна ўключаюць крэмній, аксід крэмнія, нітрыд крэмнія і пласты металічнай плёнкі.
Чатыры абсталявання для сухога тручэння і ачысткі
4.1 Класіфікацыя абсталявання плазменнага тручэння
У дадатак да абсталявання для тручэння іённым распыленнем, якое блізкае да чыстай фізічнай рэакцыі, і абсталявання для дэгумавання, блізкага да чыстай хімічнай рэакцыі, плазменнае тручэнне можна ўмоўна падзяліць на дзве катэгорыі ў залежнасці ад розных тэхналогій генерацыі плазмы і кантролю:
-Пратручэнне ёмістнай плазмай (CCP);
-Травленне з індуктыўна звязанай плазмай (ICP).
4.1.1 КПК
Плазменнае тручэнне з ёмістнай сувяззю заключаецца ў падключэнні радыёчастотнага крыніцы харчавання да аднаго або абодвух верхніх і ніжніх электродаў у рэакцыйнай камеры, а плазма паміж дзвюма пласцінамі ўтварае кандэнсатар у спрошчанай эквівалентнай схеме.
Ёсць дзве самыя раннія такія тэхналогіі:
Адным з іх з'яўляецца ранняе плазменнае тручэнне, якое падключае ВЧ крыніцу харчавання да верхняга электрода, а ніжні электрод, дзе знаходзіцца пласціна, зазямляецца. Паколькі плазма, якая ствараецца такім чынам, не будзе ўтвараць дастаткова тоўстую іённую абалонку на паверхні пласціны, энергія іённай бамбардзіроўкі нізкая, і яна звычайна выкарыстоўваецца ў такіх працэсах, як тручэнне крэмнію, якія выкарыстоўваюць актыўныя часціцы ў якасці асноўнага пратручвальніка.
Іншы - ранняе рэактыўнае іённае тручэнне (RIE), якое падключае ВЧ крыніцу харчавання да ніжняга электрода, дзе знаходзіцца пласціна, і зазямляе верхні электрод з большай плошчай. Гэтая тэхналогія можа сфармаваць больш тоўстую іённую абалонку, якая падыходзіць для працэсаў дыэлектрычнага тручэння, якія патрабуюць большай энергіі іёнаў для ўдзелу ў рэакцыі. На аснове ранняга рэактыўнага іённага тручэння пастаяннае магнітнае поле, перпендыкулярнае радыёчастотнаму электрычнаму полю, дадаецца для фарміравання дрэйфу ExB, які можа павялічыць верагоднасць сутыкнення электронаў і часціц газу, тым самым эфектыўна паляпшаючы канцэнтрацыю плазмы і хуткасць тручэння. Гэта тручэнне называецца рэактыўным іённым тручэннем, узмоцненым магнітным полем (MERIE).
Тры вышэйпералічаныя тэхналогіі маюць агульны недахоп, гэта значыць, што канцэнтрацыю ў плазме і яе энергію нельга кантраляваць асобна. Напрыклад, каб павялічыць хуткасць тручэння, можна выкарыстоўваць метад павелічэння магутнасці ВЧ для павелічэння канцэнтрацыі ў плазме, але павелічэнне магутнасці ВЧ непазбежна прывядзе да павелічэння энергіі іёнаў, што прывядзе да пашкоджання прылад на вафлю. У апошняе дзесяцігоддзе тэхналогія ёмістнай сувязі прыняла канструкцыю з некалькіх радыёчастотных крыніц, якія падключаюцца адпаведна да верхняга і ніжняга электродаў або абодвух да ніжняга электрода.
Выбіраючы і падбіраючы розныя ВЧ-частоты, плошчу электродаў, адлегласць паміж імі, матэрыялы і іншыя ключавыя параметры каардынуюцца адзін з адным, канцэнтрацыю плазмы і энергію іёнаў можна максімальна развязаць.
4.1.2 ІСП
Індуктыўна звязанае плазменнае тручэнне заключаецца ў размяшчэнні аднаго або некалькіх набораў шпулек, падлучаных да радыёчастотнага крыніцы сілкавання, на або вакол рэакцыйнай камеры. Пераменнае магнітнае поле, якое ствараецца радыёчастотным токам у шпульцы, паступае ў рэакцыйную камеру праз дыэлектрычнае акно для паскарэння электронаў, тым самым ствараючы плазму. У спрошчанай эквівалентнай схеме (трансфарматар) шпулька з'яўляецца індуктыўнасцю першаснай абмоткі, а плазма - індуктыўнасцю другаснай абмоткі.
Гэты метад сувязі дазваляе дасягнуць канцэнтрацыі ў плазме, якая больш чым на адзін парадак перавышае ёмістную сувязь пры нізкім ціску. Акрамя таго, другі радыёчастотны крыніца харчавання падлучаны да месца размяшчэння пласціны ў якасці крыніцы харчавання зрушэння для забеспячэння энергіі іённай бамбардзіроўкі. Такім чынам, канцэнтрацыя іёнаў залежыць ад крыніцы харчавання шпулькі, а энергія іёнаў залежыць ад крыніцы харчавання зрушэння, дзякуючы чаму дасягаецца больш поўнае раздзяленне канцэнтрацыі і энергіі.
4.2 Абсталяванне для плазменнага тручэння
Амаль усе пратручвальнікі пры сухім тручэнні прама ці ўскосна ствараюцца з плазмы, таму сухое тручэнне часта называюць плазменным тручэннем. Плазменнае тручэнне — разнавіднасць плазменнага тручэння ў шырокім сэнсе. У дзвюх ранніх канструкцыях рэактара з плоскай пласцінай адна павінна зазямляць пласціну, дзе знаходзіцца пласціна, а другая пласціна падлучана да крыніцы ВЧ; іншы - наадварот. У першай канструкцыі плошча заземленай пласціны звычайна большая, чым плошча пласціны, падлучанай да радыёчастотнай крыніцы, і ціск газу ў рэактары высокі. Іённая абалонка, якая ўтвараецца на паверхні пласціны, вельмі тонкая, і пласціна як бы «пагружана» ў плазму. Пратручванне ў асноўным завяршаецца хімічнай рэакцыяй паміж актыўнымі часціцамі ў плазме і паверхняй вытраўленага матэрыялу. Энергія іённай бамбардзіроўкі вельмі малая, і яе ўдзел у тручэнні вельмі нізкі. Гэтая канструкцыя называецца рэжымам плазменнага тручэння. У іншай канструкцыі, паколькі ступень удзелу іённай бамбардзіроўкі адносна вялікая, гэта называецца рэжымам рэактыўнага іённага тручэння.
4.3 Абсталяванне для тручэння рэактыўнымі іёнамі
Рэактыўнае іённае тручэнне (RIE) адносіцца да працэсу тручэння, у якім актыўныя часціцы і зараджаныя іёны ўдзельнічаюць у працэсе адначасова. Сярод іх актыўныя часціцы - гэта ў асноўным нейтральныя часціцы (таксама вядомыя як свабодныя радыкалы) з высокай канцэнтрацыяй (прыкладна ад 1% да 10% ад канцэнтрацыі газу), якія з'яўляюцца асноўнымі кампанентамі пратручвальніка. Прадукты, якія ўтвараюцца ў выніку хімічнай рэакцыі паміж імі і вытраўленым матэрыялам, альбо выпарваюцца і непасрэдна выцягваюцца з рэакцыйнай камеры, альбо назапашваюцца на вытраўленай паверхні; у той час як зараджаныя іёны знаходзяцца ў меншай канцэнтрацыі (ад 10-4 да 10-3 канцэнтрацыі газу), і яны паскараюцца электрычным полем іённай абалонкі, утворанай на паверхні пласціны, каб бамбіць вытраўленую паверхню. Ёсць дзве асноўныя функцыі зараджаных часціц. Адным з іх з'яўляецца разбурэнне атамнай структуры вытраўленага матэрыялу, тым самым паскараючы хуткасць, з якой актыўныя часціцы рэагуюць з ім; другі - бамбардзіроўка і выдаленне назапашаных прадуктаў рэакцыі так, каб вытраўлены матэрыял знаходзіўся ў поўным кантакце з актыўнымі часціцамі, каб пратручванне працягвалася.
Паколькі іёны непасрэдна не ўдзельнічаюць у рэакцыі тручэння (або складаюць вельмі невялікую долю, напрыклад, фізічнае выдаленне бамбардзіроўкі і прамое хімічнае тручэнне актыўных іёнаў), строга кажучы, вышэйзгаданы працэс тручэння варта назваць тручэннем з дапамогай іёнаў. Назва рэактыўнае іённае тручэнне недакладная, але яна выкарыстоўваецца і сёння. Самае ранняе абсталяванне RIE было ўведзена ў эксплуатацыю ў 1980-х гадах. З-за выкарыстання аднаго крыніцы ВЧ-сілкавання і адносна простай канструкцыі рэакцыйнай камеры ён мае абмежаванні з пункту гледжання хуткасці тручэння, аднастайнасці і селектыўнасці.
4.4 Абсталяванне для тручэння рэактыўнымі іёнамі з узмоцненым магнітным полем
Прылада MERIE (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching) - гэта прылада для тручэння, якая ствараецца шляхам дадання пастаяннага магнітнага поля да прылады RIE з плоскай панэллю і прызначана для павышэння хуткасці тручэння.
Абсталяванне MERIE было ўведзена ў шырокамаштабнае выкарыстанне ў 1990-я гады, калі абсталяванне для тручэння адной пласціны стала асноўным абсталяваннем у прамысловасці. Самым вялікім недахопам абсталявання MERIE з'яўляецца тое, што неаднароднасць прасторавага размеркавання канцэнтрацыі плазмы, выкліканая магнітным полем, прывядзе да розніцы току або напружання ў прыладзе інтэгральнай схемы, што прывядзе да пашкоджання прылады. Паколькі гэта пашкоджанне выклікана імгненнай неаднароднасцю, кручэнне магнітнага поля не можа ліквідаваць яго. Паколькі памер інтэгральных схем працягвае змяншацца, пашкоджанні іх прылад становяцца ўсё больш адчувальнымі да неаднароднасці плазмы, і тэхналогія павелічэння хуткасці тручэння за кошт узмацнення магнітнага поля паступова была заменена тэхналогіяй плоскага рэактыўнага іённага тручэння з некалькімі радыёчастотнымі блокамі харчавання. з'яўляецца тэхналогія ёмістнага плазменнага тручэння.
4.5 Абсталяванне для плазменнага тручэння з ёмістнай сувяззю
Абсталяванне для тручэння з ёмістнай плазмай (CCP) - гэта прылада, якая генеруе плазму ў рэакцыйнай камеры праз ёмістную сувязь шляхам падачы радыёчастотнага (або пастаяннага) сілкавання на электродную пласціну і выкарыстоўваецца для тручэння. Яго прынцып тручэння падобны на прынцып тручэння рэактыўным іёнам.
Спрошчаная прынцыповая схема абсталявання для тручэння КПК паказана ніжэй. Звычайна ён выкарыстоўвае дзве ці тры крыніцы ВЧ розных частот, а некаторыя таксама выкарыстоўваюць крыніцы сілкавання пастаяннага току. Частата радыёчастотнага крыніцы харчавання складае 800 кГц ~ 162 МГц, а звычайна выкарыстоўваюцца 2 МГц, 4 МГц, 13 МГц, 27 МГц, 40 МГц і 60 МГц. ВЧ-крыніцы сілкавання з частатой 2 МГц або 4 МГц звычайна называюць нізкачашчыннымі крыніцамі ВЧ. Як правіла, яны падключаюцца да ніжняга электрода, дзе знаходзіцца пласціна. Яны больш эфектыўныя ў кіраванні энергіяй іёнаў, таму іх таксама называюць крыніцамі харчавання зрушэння; ВЧ-крыніцы харчавання з частатой вышэй за 27 МГц называюцца высокачашчыннымі крыніцамі ВЧ. Іх можна злучыць як з верхнім, так і з ніжнім электродам. Яны больш эфектыўна кантралююць канцэнтрацыю ў плазме, таму іх таксама называюць крыніцамі харчавання. ВЧ крыніца сілкавання 13 МГц знаходзіцца пасярэдзіне і, як правіла, лічыцца, што мае абедзве вышэйпералічаныя функцыі, але яны адносна слабейшыя. Звярніце ўвагу, што хоць канцэнтрацыю і энергію плазмы можна рэгуляваць у пэўным дыяпазоне з дапамогай магутнасці радыёчастотных крыніц розных частот (так званы эфект развязкі), з-за характарыстык ёмістнай сувязі яны не могуць рэгулявацца і кантралявацца цалкам незалежна.
Размеркаванне энергіі іёнаў аказвае значны ўплыў на дэталёвую прадукцыйнасць тручэння і пашкоджанне прылады, таму распрацоўка тэхналогіі для аптымізацыі размеркавання энергіі іёнаў стала адным з ключавых момантаў удасканаленага абсталявання для тручэння. У цяперашні час тэхналогіі, якія паспяхова выкарыстоўваюцца ў вытворчасці, уключаюць гібрыдны прывад з некалькімі ВЧ, суперпазіцыю пастаяннага току, ВЧ у спалучэнні з імпульсным зрушэннем пастаяннага току і сінхронны імпульсны ВЧ выхад крыніцы зрушэння і крыніцы харчавання.
Абсталяванне для тручэння CCP з'яўляецца адным з двух найбольш шырока выкарыстоўваюцца тыпаў абсталявання для плазменнага тручэння. Ён у асноўным выкарыстоўваецца ў працэсе тручэння дыэлектрычных матэрыялаў, такіх як тручэнне бакавой сценкі засаўкі і цвёрдай маскі на пярэдняй ступені працэсу лагічнай мікрасхемы, тручэнне кантактных адтулін у сярэдняй ступені, тручэнне мазаікі і алюмініевай пляцоўкі на задняй ступені, а таксама тручэнне глыбокіх траншэй, глыбокіх адтулін і кантактных адтулін правадоў у працэсе чыпа 3D флэш-памяці (у якасці прыкладу бярэцца структура нітрыду крэмнія/аксіду крэмнія).
Існуюць дзве асноўныя праблемы і напрамкі ўдасканалення абсталявання для тручэння CCP. Па-першае, пры ўжыванні надзвычай высокай энергіі іёнаў здольнасць тручэння структур з высокім суадносінамі бакоў (напрыклад, тручэнне адтулін і канавак 3D-флэш-памяці патрабуе суадносін вышэй за 50:1). У сучасным метадзе павелічэння магутнасці зрушэння для павелічэння энергіі іёнаў выкарыстоўваюцца радыёчастотныя крыніцы харчавання магутнасцю да 10 000 Вт. У сувязі з вялікай колькасцю вылучаемага цяпла неабходна пастаянна ўдасканальваць тэхналогію астуджэння і кантролю тэмпературы рэакцыйнай камеры. Па-другое, неабходны прарыў у распрацоўцы новых газаў для тручэння, каб прынцыпова вырашыць праблему магчымасці тручэння.
4.6 Абсталяванне для тручэння з індуктыўнай плазмай
Абсталяванне для тручэння з індуктыўна звязанай плазмай (ICP) - гэта прылада, якая перадае энергію радыёчастотнай крыніцы энергіі ў рэакцыйную камеру ў выглядзе магнітнага поля праз шпульку індуктыўнасці, ствараючы такім чынам плазму для тручэння. Яго прынцып тручэння таксама належыць да абагульненага рэактыўнага іённага тручэння.
Ёсць два асноўных тыпу канструкцый крыніц плазмы для абсталявання для тручэння ICP. Адным з іх з'яўляецца тэхналогія трансфарматарнай плазмы (TCP), распрацаваная і вырабленая Lam Research. Яго шпулька індуктыўнасці размешчана на плоскасці дыэлектрычнага акна над рэакцыйнай камерай. Радыёчастотны сігнал 13,56 МГц стварае ў шпульцы пераменнае магнітнае поле, якое перпендыкулярна дыэлектрычнаму акну і радыяльна разыходзіцца з воссю шпулькі ў цэнтры.
Магнітнае поле паступае ў рэакцыйную камеру праз дыэлектрычнае акно, а пераменнае магнітнае поле стварае пераменнае электрычнае поле, паралельнае дыэлектрычнаму акну ў рэакцыйнай камеры, тым самым дасягаючы дысацыяцыі газу для тручэння і генерацыі плазмы. Паколькі гэты прынцып можна зразумець як трансфарматар з індуктыўнай шпулькай у якасці першаснай абмоткі і плазмай у рэакцыйнай камеры ў якасці другаснай абмоткі, ICP-тручэнне названа ў гонар гэтага.
Галоўная перавага тэхналогіі TCP у тым, што структуру лёгка павялічыць. Напрыклад, ад 200-мм пласціны да 300-мм пласціны TCP можа падтрымліваць той жа эфект тручэння, проста павялічваючы памер шпулькі.
Іншая канструкцыя крыніцы плазмы - гэта тэхналогія развязанай крыніцы плазмы (DPS), распрацаваная і вырабленая Applied Materials, Inc. са Злучаных Штатаў. Яго шпулька індуктыўнасці трохмерна наматана на паўсферычнае дыэлектрычнае акно. Прынцып генерацыі плазмы аналагічны вышэйзгаданай тэхналогіі TCP, але эфектыўнасць дысацыяцыі газу адносна высокая, што спрыяе атрыманню больш высокай канцэнтрацыі ў плазме.
Паколькі эфектыўнасць індуктыўнай сувязі для генерацыі плазмы вышэй, чым ёмістнай, і плазма ў асноўным генеруецца ў вобласці, блізкай да дыэлектрычнага акна, яе канцэнтрацыя ў плазме ў асноўным вызначаецца магутнасцю крыніцы сілкавання, падключанай да індуктара. шпулькі, а энергія іёнаў у іённай абалонцы на паверхні пласціны ў асноўным вызначаецца магутнасцю крыніцы харчавання зрушэння, таму канцэнтрацыю і энергію іёнаў можна кантраляваць незалежна, тым самым дасягаючы развязкі.
Абсталяванне для тручэння ICP з'яўляецца адным з двух найбольш шырока выкарыстоўваюцца тыпаў абсталявання для плазменнага тручэння. Ён у асноўным выкарыстоўваецца для тручэння крамянёвых дробных траншэй, германію (Ge), полісіліконавых варотных канструкцый, металічных варотных канструкцый, дэфармаванага крэмнію (Strained-Si), металічных правадоў, металічных пракладак (Pads), мазаічнага тручэння металічных цвёрдых масак і некалькіх працэсаў у тэхналогія некалькіх малюнкаў.
Акрамя таго, з ростам трохмерных інтэгральных схем, датчыкаў выявы CMOS і мікраэлектрамеханічных сістэм (MEMS), а таксама з хуткім павелічэннем колькасці прымянення скразных крамянёвых адтулін (TSV), касых адтулін вялікага памеру і глыбокае тручэнне крэмнія з рознай марфалогіяй, многія вытворцы выпусцілі абсталяванне для тручэння, распрацаванае спецыяльна для гэтых прыкладанняў. Яго асаблівасцямі з'яўляюцца вялікая глыбіня тручэння (дзесяткі ці нават сотні мікрон), таму ён у асноўным працуе ва ўмовах вялікага патоку газу, высокага ціску і магутнасці.
——————————————————————————————————————————————————— ———————————-
Semicera можа дацьграфітавыя дэталі, мяккі/цвёрды фетр, дэталі з карбіду крэмнію, CVD дэталі з карбіду крэмнію, іДэталі з пакрыццём SiC/TaCз на працягу 30 дзён.
Калі вы зацікаўлены ў вышэйзгаданых паўправадніковых прадуктах,калі ласка, не саромейцеся звяртацца да нас у першы раз.
Тэл.: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Час публікацыі: 31 жніўня 2024 г