ቺፕ ማኑፋክቸሪንግ፡ የማሳከሚያ መሳሪያዎች እና ሂደት

ሴሚኮንዳክተር በማምረት ሂደት ውስጥ,ማሳከክቴክኖሎጂ ውስብስብ የወረዳ ቅጦችን ለመፍጠር በንዑስ ፕላስቱ ላይ ያልተፈለጉ ቁሳቁሶችን በትክክል ለማስወገድ የሚያገለግል ወሳኝ ሂደት ነው። ይህ መጣጥፍ ሁለት ዋና ዋና የማስመሰል ቴክኖሎጂዎችን በዝርዝር ያስተዋውቃል - አቅም ያለው ፕላዝማ etching (CCP) እና ኢንዳክቲቭ የተጣመረ ፕላዝማ etching (አይሲፒ) እና የተለያዩ ቁሳቁሶችን በመቅረጽ አፕሊኬሽኖቻቸውን ያስሱ።

በአቅም የተጣመረ ፕላዝማ etching (CCP)

Capacitively coupled plasma etching (CCP) የ RF ቮልቴጅን ወደ ሁለት ትይዩ ፕሌትስ ኤሌክትሮዶች በማዛመጃ እና በዲሲ ማገጃ capacitor በኩል በመተግበር ነው። ሁለቱ ኤሌክትሮዶች እና ፕላዝማ አንድ ላይ ተመጣጣኝ capacitor ይፈጥራሉ. በዚህ ሂደት ውስጥ, የ RF ቮልቴጅ በኤሌክትሮል አቅራቢያ አንድ capacitive ሽፋን ይፈጥራል, እና የሽፋኑ ወሰን በፍጥነት የቮልቴጅ መወዛወዝ ይለወጣል. ኤሌክትሮኖች ወደዚህ በፍጥነት የሚቀያየር ሽፋን ላይ ሲደርሱ ይንፀባረቃሉ እና ሃይል ያገኛሉ፣ ይህ ደግሞ የጋዝ ሞለኪውሎች መበታተን ወይም ionization ወደ ፕላዝማ እንዲፈጠሩ ያደርጋል። CCP ማሳከክ ብዙውን ጊዜ እንደ ዳይኤሌክትሪክ በመሳሰሉት ከፍተኛ የኬሚካል ቦንድ ሃይል ባላቸው ቁሳቁሶች ላይ ይተገበራል፣ ነገር ግን በአነስተኛ የማሳከሚያ መጠኑ ምክንያት፣ ጥሩ ቁጥጥር ለሚያስፈልጋቸው መተግበሪያዎች ተስማሚ ነው።

ኢንዳክቲቭ የተጣመረ ፕላዝማ etching (ICP)

ኢንዳክቲቭ የተጣመረ ፕላዝማማሳከክ(ICP) የሚፈጠረውን መግነጢሳዊ መስክ ለማመንጨት ተለዋጭ ጅረት በኩይል ውስጥ ያልፋል በሚለው መርህ ላይ የተመሰረተ ነው። በዚህ መግነጢሳዊ መስክ እንቅስቃሴ ውስጥ ኤሌክትሮኖች በምላሽ ክፍሉ ውስጥ የተፋጠነ እና በተፈጠረው የኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ መፋጠን ይቀጥላሉ ፣ በመጨረሻም ከአፀፋው ጋዝ ሞለኪውሎች ጋር ይጋጫሉ ፣ በዚህም ሞለኪውሎቹ ተለያይተው ionize እና ፕላዝማ ይፈጥራሉ። ይህ ዘዴ ከፍተኛ ionization ፍጥነትን ለማምረት እና የፕላዝማ ጥግግት እና የቦምብ ኃይልን በተናጥል እንዲያስተካክሉ ያስችላቸዋል ፣ ይህም ያደርገዋል።ICP ማሳከክእንደ ሲሊከን እና ብረት ያሉ ዝቅተኛ የኬሚካላዊ ትስስር ኃይል ላላቸው ቁሳቁሶች ለማሳመር በጣም ተስማሚ። በተጨማሪም የአይሲፒ ቴክኖሎጂ የተሻለ ወጥነት ያለው እና የማሳከክ ፍጥነትን ይሰጣል።

1. የብረት መቆንጠጥ

የብረታ ብረት ኢኬቲንግ በዋናነት ለግንኙነቶች እና ለባለብዙ ንብርብር የብረት ሽቦ ማቀነባበሪያ አገልግሎት ይውላል። መስፈርቶቹ የሚያጠቃልሉት፡- ከፍተኛ የማሳከክ መጠን፣ ከፍተኛ የመራጭነት (ከ4፡1 በላይ ለጭንብል ንብርብር እና ከ20፡1 በላይ ለኢንተርላይየር ዳይኤሌክትሪክ)፣ ከፍተኛ የኢፌክሽን ወጥነት፣ ጥሩ የወሳኝ ልኬት ቁጥጥር፣ የፕላዝማ ጉዳት የለም፣ አነስተኛ ቀሪ ብክለት እና ለብረት ምንም ዝገት የለም. የብረታ ብረት ንክኪ አብዛኛውን ጊዜ ኢንዳክቲቭ በሆነ መልኩ የተጣመሩ የፕላዝማ ማሳመሪያ መሳሪያዎችን ይጠቀማል።

•አሉሚኒየም ማሳመር፡- አሉሚኒየም በቺፕ ማምረቻ መካከለኛ እና የኋላ ደረጃዎች ውስጥ በጣም አስፈላጊው የሽቦ ቁሳቁስ ሲሆን ዝቅተኛ የመቋቋም ችሎታ ፣ ቀላል የማስቀመጫ እና የማስመሰል ጥቅሞች አሉት። የአሉሚኒየም ኢክሽን አብዛኛውን ጊዜ በክሎራይድ ጋዝ (እንደ Cl2) የሚመነጨውን ፕላዝማ ይጠቀማል። አሉሚኒየም ተለዋዋጭ የአልሙኒየም ክሎራይድ (AlCl3) ለማምረት ከክሎሪን ጋር ምላሽ ይሰጣል። በተጨማሪም እንደ SiCl4, BCl3, Bbr3, CCl4, CHF3, ወዘተ የመሳሰሉ ሌሎች ሃሎይድስ በአሉሚኒየም ገጽ ላይ ያለውን የኦክሳይድ ንብርብር ለማስወገድ መደበኛውን ማሳከክን ማረጋገጥ ይቻላል.

• Tungsten etching፡- በባለብዙ ንብርብር የብረት ሽቦ ትስስር መዋቅሮች፣ tungስተን ለቺፑ መካከለኛ ክፍል ትስስር የሚያገለግል ዋናው ብረት ነው። በፍሎራይን ላይ የተመሰረቱ ወይም ክሎሪን ላይ የተመረኮዙ ጋዞች የብረት ቱንግስተንን ለመቅረጽ ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ ነገር ግን በፍሎራይን ላይ የተመሰረቱ ጋዞች ለሲሊኮን ኦክሳይድ ደካማ የመምረጥ ችሎታ አላቸው ፣ በክሎሪን ላይ የተመሰረቱ ጋዞች (እንደ ሲሲኤል 4 ያሉ) የተሻለ የመመረጥ ችሎታ አላቸው። ናይትሮጅን አብዛኛውን ጊዜ ወደ ምላሽ ጋዝ ይጨመራል ከፍተኛ የሚወጣ ሙጫ መራጭ ለማግኘት, እና የካርቦን ክምችት ለመቀነስ ኦክስጅን ታክሏል. በክሎሪን ላይ በተመረኮዘ ጋዝ የተንግስተንን ማሳከክ አኒሶትሮፒክ ማሳከክን እና ከፍተኛ ምርጫን ሊያሳካ ይችላል። ለተንግስተን በደረቅ ማሳከክ ጥቅም ላይ የሚውሉት ጋዞች በዋናነት SF6፣ Ar እና O2 ሲሆኑ ከእነዚህም መካከል SF6 በፕላዝማ ውስጥ መበስበስ ለፍሎራይን አተሞች እና ለተንግስተን ኬሚካላዊ ምላሽ ፍሎራይድ ለማምረት ያስችላል።

• ቲታኒየም ናይትራይድ ኢቲንግ፡ ቲታኒየም ናይትራይድ፣ እንደ ሃርድ ጭንብል፣ ባህላዊውን የሲሊኮን ናይትራይድ ወይም ኦክሳይድ ጭንብል በሁለት ዳማሴን ሂደት ይተካል። የቲታኒየም ናይትራይድ ኢክሽን በዋናነት በሃርድ ጭንብል መክፈቻ ሂደት ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል፣ እና ዋናው የምላሽ ምርቱ TiCl4 ነው። በባህላዊው ጭንብል እና በዝቅተኛ-ኪ ዳይኤሌክትሪክ ሽፋን መካከል ያለው መራጭነት ከፍ ያለ አይደለም, ይህም ዝቅተኛ-k dielectric ንብርብር አናት ላይ ያለውን ቅስት-ቅርጽ መገለጫ እና etching በኋላ ጎድጎድ ስፋት መስፋፋት ይመራል ይህም ከፍተኛ አይደለም. በተቀመጡት የብረት መስመሮች መካከል ያለው ክፍተት በጣም ትንሽ ነው, ይህም ለድልድይ ፍሳሽ ወይም ቀጥታ መበላሸት የተጋለጠ ነው.

2. የኢንሱሌተር ኢቲንግ

የኢንሱሌተር ኢቺንግ ነገር አብዛኛውን ጊዜ እንደ ሲሊከን ዳይኦክሳይድ ወይም ሲሊከን ናይትራይድ ያሉ ዳይኤሌክትሪክ ቁሶች ሲሆን እነዚህም የእውቂያ ቀዳዳዎችን እና የተለያዩ የወረዳ ንብርብሮችን ለማገናኘት የሰርጥ ጉድጓዶችን ለመፍጠር በሰፊው ያገለግላሉ። Dielectric etching ብዙውን ጊዜ capacitively ተጣምሮ ፕላዝማ etching መርህ ላይ የተመሠረተ etcher ይጠቀማል.

• የፕላዝማ የሲሊኮን ዳይኦክሳይድ ፊልም፡ የሲሊኮን ዳይኦክሳይድ ፊልም ብዙውን ጊዜ የሚቀረጸው እንደ CF4፣ CHF3፣ C2F6፣ SF6 እና C3F8 ያሉ ፍሎራይን የያዙ ጋዞችን በመጠቀም ነው። በኤክሳይድ ጋዝ ውስጥ ያለው ካርቦን በኦክሳይድ ንብርብር ውስጥ ካለው ኦክሲጅን ጋር ምላሽ በመስጠት CO እና CO2 ን ለማምረት ይችላል, በዚህም በኦክሳይድ ንብርብር ውስጥ ያለውን ኦክስጅን ያስወግዳል. CF4 በብዛት ጥቅም ላይ የሚውለው ኤክሪንግ ጋዝ ነው። CF4 ከከፍተኛ ኃይል ኤሌክትሮኖች ጋር ሲጋጭ የተለያዩ ionዎች፣ radicals፣ አቶሞች እና ነፃ ራዲካልዎች ይፈጠራሉ። ከፍሎራይን ነፃ radicals ከሲኦ2 እና ሲ ጋር ተለዋዋጭ የሲሊኮን ቴትራፍሎራይድ (SiF4) ለማምረት በኬሚካላዊ ምላሽ ሊሰጡ ይችላሉ።

• የፕላዝማ የሲሊኮን ናይትራይድ ፊልም፡- የሲሊኮን ናይትራይድ ፊልም ከ CF4 ወይም CF4 ድብልቅ ጋዝ (ከ O2፣ SF6 እና NF3) ጋር በፕላዝማ ኢቲንግ በመጠቀም ሊቀረጽ ይችላል። ለ Si3N4 ፊልም, CF4-O2 ፕላዝማ ወይም ሌላ ጋዝ ፕላዝማ ኤፍ አተሞችን ለቆሸሸ ጥቅም ላይ በሚውልበት ጊዜ, የሲሊኮን ኒትራይድ የመለጠጥ መጠን ወደ 1200Å / ደቂቃ ሊደርስ ይችላል, እና የማሳመር ምርጫ እስከ 20: 1 ድረስ ሊደርስ ይችላል. ዋናው ምርት በቀላሉ የሚወጣ ሲሊኮን ቴትራፍሎራይድ (SiF4) ነው።

4. ነጠላ ክሪስታል ሲሊከን ኢቲንግ

ነጠላ ክሪስታል ሲሊከን ኢቲንግ በዋናነት ጥልቀት የሌለው ትሬንች ማግለል (STI) ለመፍጠር ይጠቅማል። ይህ ሂደት ብዙውን ጊዜ የፍተሻ ሂደትን እና ዋና የማሳከክ ሂደትን ያጠቃልላል። በጠንካራ ion የቦምብ ፍንዳታ እና የፍሎራይን ንጥረ ነገሮች ኬሚካላዊ እርምጃ በነጠላ ክሪስታል ሲሊከን ላይ ያለውን ኦክሳይድ ንጣፍ ለማስወገድ የሂደቱ ሂደት SiF4 እና NF ጋዝን ይጠቀማል። ዋናው ግርዶሽ ሃይድሮጂን ብሮሚድ (HBr) እንደ ዋና አካል ይጠቀማል። በፕላዝማ አካባቢ በ HBr የተበላሹት የብሮሚን ራዲካልስ ከሲሊኮን ጋር ምላሽ በመስጠት ተለዋዋጭ ሲሊኮን ቴትራብሮሚድ (SiBr4) ይፈጥራሉ፣ በዚህም ሲሊኮን ያስወግዳሉ። ነጠላ ክሪስታል ሲሊከን ኢክሽን አብዛኛውን ጊዜ ኢንዳክቲቭ በሆነ መልኩ የተጣመረ የፕላዝማ ማሳመሪያ ማሽን ይጠቀማል።

5. ፖሊሲሊኮን ማሳከክ

ፖሊሲሊኮን ኢቲንግ የትራንስተሮችን በር መጠን ከሚወስኑ ቁልፍ ሂደቶች ውስጥ አንዱ ነው ፣ እና የበሩ መጠን የተቀናጁ ወረዳዎችን አፈፃፀም በቀጥታ ይነካል። የፖሊሲሊኮን ማሳከክ ጥሩ የመምረጥ ጥምርታ ያስፈልገዋል. እንደ ክሎሪን (Cl2) ያሉ ሃሎሎጂን ጋዞች አኒሶትሮፒክ ማሳከክን ለማግኘት አብዛኛውን ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላሉ, እና ጥሩ የመራጭነት መጠን (እስከ 10: 1). እንደ ሃይድሮጂን ብሮሚድ (HBr) ያሉ በብሮሚን ላይ የተመሰረቱ ጋዞች ከፍ ያለ የመራጭነት መጠን (እስከ 100: 1) ሊያገኙ ይችላሉ. የ HBr ከክሎሪን እና ኦክሲጅን ጋር መቀላቀል የማሳከክን መጠን ይጨምራል። የ halogen ጋዝ እና የሲሊኮን ምላሽ ምርቶች የመከላከያ ሚና ለመጫወት በጎን ግድግዳዎች ላይ ይቀመጣሉ. ፖሊሲሊኮን ማሳከክ ብዙውን ጊዜ ኢንዳክቲቭ በሆነ የፕላዝማ ማሳመሪያ ማሽን ይጠቀማል።

በአቅም የተጣመረ የፕላዝማ ማሳመርም ሆነ ኢንዳክቲቭ በሆነ መንገድ የተጣመረ የፕላዝማ ኢክሽን፣ እያንዳንዱ የራሱ የሆነ ልዩ ጥቅምና ቴክኒካዊ ባህሪይ አለው። ተስማሚ የሆነ የኢቲንግ ቴክኖሎጂ መምረጥ የምርት ቅልጥፍናን ማሻሻል ብቻ ሳይሆን የመጨረሻውን ምርት ምርት ማረጋገጥ ይችላል.