En introduktion
Etsning i tillverkningsprocessen för integrerade kretsar är uppdelad i:
-Våtetsning;
- Torr etsning.
I de tidiga dagarna användes våtetsning i stor utsträckning, men på grund av dess begränsningar i linjebreddskontroll och etsningsriktning, använder de flesta processer efter 3μm torretsning. Våtetsning används endast för att ta bort vissa speciella materialskikt och rengöra rester.
Torretsning avser processen att använda gasformiga kemiska etsmedel för att reagera med material på skivan för att etsa bort den del av materialet som ska avlägsnas och bilda flyktiga reaktionsprodukter, som sedan extraheras från reaktionskammaren. Etsningsmedel genereras vanligtvis direkt eller indirekt från etsgasens plasma, så torretsning kallas även plasmaetsning.
1.1 Plasma
Plasma är en gas i ett svagt joniserat tillstånd som bildas av glödurladdning av etsgas under inverkan av ett externt elektromagnetiskt fält (som genereras av en radiofrekvent strömkälla). Det inkluderar elektroner, joner och neutrala aktiva partiklar. Bland dem kan aktiva partiklar reagera direkt kemiskt med det etsade materialet för att uppnå etsning, men denna rena kemiska reaktion sker vanligtvis bara i ett mycket litet antal material och är inte riktad; när jonerna har en viss energi kan de etsas genom direkt fysisk sputtering, men etsningshastigheten för denna rena fysiska reaktion är extremt låg och selektiviteten är mycket dålig.
De flesta plasmaetsningar slutförs med deltagande av aktiva partiklar och joner samtidigt. I denna process har jonbombning två funktioner. En är att förstöra atombindningarna på ytan av det etsade materialet, och därigenom öka hastigheten med vilken neutrala partiklar reagerar med det; den andra är att slå bort reaktionsprodukterna avsatta på reaktionsgränsytan för att underlätta för etsmedlet att helt komma i kontakt med ytan av det etsade materialet, så att etsningen fortsätter.
Reaktionsprodukterna avsatta på sidoväggarna av den etsade strukturen kan inte effektivt avlägsnas genom riktad jonbombardemang, varigenom etsningen av sidoväggarna blockeras och anisotropisk etsning bildas.
Andra etsningsprocessen
2.1 Våtetsning och rengöring
Våtetsning är en av de tidigaste teknikerna som används vid tillverkning av integrerade kretsar. Även om de flesta våtetsningsprocesser har ersatts av anisotropisk torretsning på grund av dess isotropiska etsning, spelar den fortfarande en viktig roll vid rengöring av icke-kritiska skikt av större storlekar. Speciellt vid etsning av oxidborttagningsrester och epidermal strippning är det mer effektivt och ekonomiskt än torretsning.
Objekten för våtetsning inkluderar huvudsakligen kiseloxid, kiselnitrid, enkristallint kisel och polykristallint kisel. Våtetsning av kiseloxid använder vanligtvis fluorvätesyra (HF) som den huvudsakliga kemiska bäraren. För att förbättra selektiviteten används utspädd fluorvätesyra buffrad med ammoniumfluorid i processen. För att bibehålla pH-värdets stabilitet kan en liten mängd stark syra eller andra grundämnen tillsättas. Dopad kiseloxid korroderas lättare än ren kiseloxid. Våtkemisk strippning används främst för att ta bort fotoresist och hård mask (kiselnitrid). Het fosforsyra (H3PO4) är den huvudsakliga kemiska vätskan som används för våtkemisk strippning för att avlägsna kiselnitrid och har en god selektivitet för kiseloxid.
Våtrengöring liknar våtetsning och tar främst bort föroreningar på ytan av kiselskivor genom kemiska reaktioner, inklusive partiklar, organiskt material, metaller och oxider. Den vanliga våtrengöringen är en våtkemisk metod. Även om kemtvätt kan ersätta många våtrengöringsmetoder, finns det ingen metod som helt kan ersätta våtrengöring.
Vanligt använda kemikalier för våtrengöring inkluderar svavelsyra, saltsyra, fluorvätesyra, fosforsyra, väteperoxid, ammoniumhydroxid, ammoniumfluorid etc. I praktiska tillämpningar blandas en eller flera kemikalier med avjoniserat vatten i en viss proportion efter behov för att bilda en rengöringslösning, såsom SC1, SC2, DHF, BHF, etc.
Rengöring används ofta i processen före avsättning av oxidfilm, eftersom framställningen av oxidfilm måste utföras på en absolut ren kiselskiva. Den vanliga rengöringsprocessen för silikonwafer är följande:
2.2 Torretsning and Rengöring
2.2.1 Torretsning
Torretsning i industrin avser främst plasmaetsning, som använder plasma med ökad aktivitet för att etsa specifika ämnen. Utrustningssystemet i storskaliga produktionsprocesser använder lågtemperatur icke-jämviktsplasma.
Plasmaetsning använder huvudsakligen två urladdningslägen: kapacitiv kopplad urladdning och induktiv kopplad urladdning
I det kapacitivt kopplade urladdningsläget: plasma genereras och upprätthålls i två parallella plattkondensatorer av en extern radiofrekvens (RF) strömförsörjning. Gastrycket är vanligtvis flera millitorr till tiotals millitorr, och joniseringshastigheten är mindre än 10-5. I det induktivt kopplade urladdningsläget: i allmänhet vid ett lägre gastryck (tiotals millitorr), genereras och upprätthålls plasmat av induktivt kopplad ingångsenergi. Joniseringshastigheten är vanligtvis större än 10-5, så det kallas också högdensitetsplasma. Plasmakällor med hög densitet kan också erhållas genom elektroncyklotronresonans och cyklotronvågurladdning. Plasma med hög densitet kan optimera etsningshastigheten och selektiviteten för etsningsprocessen samtidigt som etsningsskadorna minskas genom att oberoende styra jonflödet och jonbombardemangsenergin genom en extern RF- eller mikrovågsströmförsörjning och en RF-förspänningskälla på substratet.
Den torra etsningsprocessen är som följer: etsgasen injiceras i vakuumreaktionskammaren, och efter att trycket i reaktionskammaren har stabiliserats genereras plasmat av radiofrekvent glödurladdning; efter att ha påverkats av höghastighetselektroner, sönderfaller den för att producera fria radikaler, som diffunderar till ytan av substratet och adsorberas. Under verkan av jonbombardement reagerar de adsorberade fria radikalerna med atomer eller molekyler på ytan av substratet för att bilda gasformiga biprodukter, som släpps ut från reaktionskammaren. Processen visas i följande figur:
Torretsningsprocesser kan delas in i följande fyra kategorier:
(1)Fysisk sputtering etsning: Den förlitar sig huvudsakligen på de energiska jonerna i plasman för att bombardera ytan på det etsade materialet. Antalet atomer som sputteras beror på energin och vinkeln hos de infallande partiklarna. När energin och vinkeln förblir oförändrade, skiljer sig sputterhastigheten för olika material vanligtvis bara 2 till 3 gånger, så det finns ingen selektivitet. Reaktionsprocessen är huvudsakligen anisotropisk.
(2)Kemisk etsning: Plasma ger gasfasetsande atomer och molekyler, som reagerar kemiskt med materialets yta för att producera flyktiga gaser. Denna rent kemiska reaktion har god selektivitet och uppvisar isotropa egenskaper utan att ta hänsyn till gitterstrukturen.
Till exempel: Si (fast) + 4F → SiF4 (gasformig), fotoresist + O (gasformig) → CO2 (gasformig) + H2O (gasformig)
(3)Jonenergidriven etsning: Joner är både partiklar som orsakar etsning och energibärande partiklar. Etsningseffektiviteten för sådana energibärande partiklar är mer än en storleksordning högre än den för enkel fysisk eller kemisk etsning. Bland dem är optimeringen av de fysikaliska och kemiska parametrarna för processen kärnan i att kontrollera etsningsprocessen.
(4)Jonbarriär kompositetsning: Det avser huvudsakligen genereringen av ett polymerbarriärskyddsskikt av kompositpartiklar under etsningsprocessen. Plasma kräver ett sådant skyddande skikt för att förhindra etsningsreaktionen av sidoväggarna under etsningsprocessen. Till exempel kan tillsats av C till Cl och Cl2-etsning producera ett klorkolföreningsskikt under etsning för att skydda sidoväggarna från att etsas.
2.2.1 Kemtvätt
Kemtvätt avser främst plasmarengöring. Jonerna i plasman används för att bombardera ytan som ska rengöras, och atomerna och molekylerna i aktiverat tillstånd interagerar med ytan som ska rengöras för att avlägsna och aska fotoresisten. Till skillnad från torretsning inkluderar processparametrarna för kemtvätt vanligtvis inte riktningselektivitet, så processdesignen är relativt enkel. I storskaliga produktionsprocesser används huvudsakligen fluorbaserade gaser, syre eller väte som huvudkroppen i reaktionsplasman. Dessutom kan tillsats av en viss mängd argonplasma förbättra jonbombardemangseffekten och därigenom förbättra rengöringseffektiviteten.
I plasmakemtvättsprocessen används vanligtvis fjärrplasmametoden. Detta beror på att man i rengöringsprocessen hoppas kunna minska bombarderingseffekten av joner i plasman för att kontrollera skadan som orsakas av jonbombardemang; och den förbättrade reaktionen av kemiska fria radikaler kan förbättra rengöringseffektiviteten. Fjärrplasma kan använda mikrovågor för att generera en stabil plasma med hög densitet utanför reaktionskammaren, vilket genererar ett stort antal fria radikaler som kommer in i reaktionskammaren för att uppnå den reaktion som krävs för rengöring. De flesta kemtvättsgaskällorna i industrin använder fluorbaserade gaser, såsom NF3, och mer än 99 % av NF3 bryts ner i mikrovågsplasma. Det finns nästan ingen jonbombardemangseffekt i kemtvättsprocessen, så det är fördelaktigt att skydda kiselskivan från skador och förlänga reaktionskammarens livslängd.
Tre våtetsnings- och rengöringsutrustningar
3.1 Rengöringsmaskin av tanktyp
Rånrengöringsmaskinen av trågtyp består huvudsakligen av en transmissionsmodul för waferöverföringslåda med frontöppning, en transmissionsmodul för waferladdning/avlastning, en frånluftsintagsmodul, en kemisk vätsketankmodul, en avjoniserat vattentankmodul, en torktank modul och en styrmodul. Den kan rengöra flera lådor med wafers samtidigt och kan uppnå in- och uttorkning av wafers.
3.2 Trench Wafer Etcher
3.3 Våtbearbetningsutrustning för enkel wafer
Beroende på olika processändamål kan våtprocessutrustning för enkel wafer delas in i tre kategorier. Den första kategorin är rengöringsutrustning för enkel skiva, vars rengöringsmål inkluderar partiklar, organiskt material, naturligt oxidskikt, metallföroreningar och andra föroreningar; den andra kategorin är skrubbutrustning för enkel skiva, vars huvudsakliga processsyfte är att avlägsna partiklar på skivans yta; den tredje kategorin är enstaka waferetsningsutrustning, som främst används för att ta bort tunna filmer. Beroende på olika processändamål kan enstaka waferetsningsutrustning delas in i två typer. Den första typen är mild etsningsutrustning, som huvudsakligen används för att avlägsna ytfilmskada lager orsakade av högenergijonimplantation; den andra typen är utrustning för borttagning av offerlager, som huvudsakligen används för att ta bort barriärlager efter waferförtunning eller kemisk mekanisk polering.
Ur perspektivet av den övergripande maskinarkitekturen är den grundläggande arkitekturen för alla typer av våtprocessutrustning med enkelskiva liknande, vanligtvis bestående av sex delar: huvudram, waferöverföringssystem, kammarmodul, kemisk vätsketillförsel och överföringsmodul, mjukvarusystem och elektronisk styrmodul.
3.4 Rengöringsutrustning för enkel wafer
Rengöringsutrustningen för enstaka wafer är designad utifrån den traditionella RCA-rengöringsmetoden, och dess processsyfte är att rengöra partiklar, organiskt material, naturligt oxidskikt, metallföroreningar och andra föroreningar. När det gäller processtillämpning används enstaka waferrengöringsutrustning för närvarande i stor utsträckning i front-end- och back-end-processerna för tillverkning av integrerade kretsar, inklusive rengöring före och efter filmbildning, rengöring efter plasmaetsning, rengöring efter jonimplantation, rengöring efter kemikalier. mekanisk polering och rengöring efter metallavsättning. Med undantag för högtemperaturfosforsyraprocessen är rengöringsutrustning för enkelskivor i princip kompatibel med alla rengöringsprocesser.
3.5 Enstaka waferetsningsutrustning
Processens syfte med enstaka waferetsningsutrustning är huvudsakligen tunnfilmsetsning. Enligt processsyftet kan den delas in i två kategorier, nämligen lättetsningsutrustning (används för att ta bort ytfilmskadaskiktet orsakat av högenergijonimplantation) och utrustning för borttagning av offerskikt (används för att ta bort barriärskiktet efter wafer gallring eller kemisk mekanisk polering). Materialen som behöver tas bort i processen inkluderar vanligtvis kisel, kiseloxid, kiselnitrid och metallfilmskikt.
Fyra torretsnings- och rengöringsutrustningar
4.1 Klassificering av plasmaetsningsutrustning
Förutom jonförstötningsetsningsutrustning som är nära ren fysikalisk reaktion och avslemningsutrustning som är nära ren kemisk reaktion, kan plasmaetsning grovt delas in i två kategorier enligt de olika plasmagenererings- och kontrollteknikerna:
-Capacitively Coupled Plasma (CCP) etsning;
-Induktivt kopplad plasma (ICP) etsning.
4.1.1 CCP
Kapacitivt kopplad plasmaetsning är till för att ansluta radiofrekvensströmförsörjningen till en eller båda av de övre och nedre elektroderna i reaktionskammaren, och plasman mellan de två plattorna bildar en kondensator i en förenklad ekvivalent krets.
Det finns två tidigaste sådana tekniker:
Den ena är den tidiga plasmaetsningen, som ansluter RF-strömförsörjningen till den övre elektroden och den nedre elektroden där skivan finns är jordad. Eftersom plasman som genereras på detta sätt inte kommer att bilda ett tillräckligt tjockt jonhölje på ytan av skivan, är energin för jonbombardement låg, och den används vanligtvis i processer som kiseletsning som använder aktiva partiklar som huvudetsningsmedel.
Den andra är den tidiga reaktiva jonetsningen (RIE), som ansluter RF-strömförsörjningen till den nedre elektroden där skivan är placerad, och jordar den övre elektroden med en större yta. Denna teknik kan bilda ett tjockare jonhölje, vilket är lämpligt för dielektriska etsningsprocesser som kräver högre jonenergi för att delta i reaktionen. På basis av tidig reaktiv jonetsning läggs ett DC-magnetfält vinkelrätt mot det elektriska RF-fältet till för att bilda ExB-drift, vilket kan öka kollisionsrisken för elektroner och gaspartiklar och därigenom effektivt förbättra plasmakoncentrationen och etsningshastigheten. Denna etsning kallas magnetfältsförstärkt reaktiv jonetsning (MERIE).
Ovanstående tre teknologier har en gemensam nackdel, det vill säga plasmakoncentrationen och dess energi kan inte kontrolleras separat. Till exempel, för att öka etsningshastigheten, kan metoden att öka RF-effekten användas för att öka plasmakoncentrationen, men den ökade RF-effekten kommer oundvikligen att leda till en ökning av jonenergin, vilket kommer att orsaka skador på enheterna på rånet. Under det senaste decenniet har kapacitiv kopplingsteknik antagit en design av flera RF-källor, som är anslutna till de övre respektive undre elektroderna eller båda till den nedre elektroden.
Genom att välja och matcha olika RF-frekvenser, elektrodarea, avstånd, material och andra nyckelparametrar koordineras med varandra, plasmakoncentrationen och jonenergin kan frikopplas så mycket som möjligt.
4.1.2 ICP
Induktivt kopplad plasmaetsning är att placera en eller flera uppsättningar spolar anslutna till en radiofrekvent strömkälla på eller runt reaktionskammaren. Det alternerande magnetfältet som genereras av radiofrekvensströmmen i spolen kommer in i reaktionskammaren genom det dielektriska fönstret för att accelerera elektronerna och därigenom generera plasma. I en förenklad ekvivalent krets (transformator) är spolen den primära lindningsinduktansen, och plasman är den sekundära lindningsinduktansen.
Denna kopplingsmetod kan uppnå en plasmakoncentration som är mer än en storleksordning högre än kapacitiv koppling vid lågt tryck. Dessutom är den andra RF-strömkällan ansluten till platsen för skivan som en förspänningskälla för att tillhandahålla jonbombardemangsenergi. Därför beror jonkoncentrationen på spolens strömförsörjning och jonenergin beror på förspänningsförsörjningen, varigenom en mer grundlig avkoppling av koncentration och energi uppnås.
4.2 Plasmaetsningsutrustning
Nästan alla etsmedel vid torretsning genereras direkt eller indirekt från plasma, så torretsning kallas ofta plasmaetsning. Plasmaetsning är en typ av plasmaetsning i vid mening. I de två tidiga planplattreaktorkonstruktionerna är den ena att jorda plattan där skivan är placerad och den andra plattan är ansluten till RF-källan; den andra är motsatsen. I den tidigare designen är arean på den jordade plattan vanligtvis större än plattans yta som är ansluten till RF-källan, och gastrycket i reaktorn är högt. Jonhöljet som bildas på waferns yta är mycket tunt och wafern verkar vara "nedsänkt" i plasma. Etsningen fullbordas huvudsakligen av den kemiska reaktionen mellan de aktiva partiklarna i plasman och ytan på det etsade materialet. Energin för jonbombardement är mycket liten, och dess deltagande i etsning är mycket låg. Denna design kallas plasmaetsningsläge. I en annan design, eftersom graden av deltagande av jonbombardemang är relativt stor, kallas det reaktivt jonetsningsläge.
4.3 Utrustning för reaktiv jonetsning
Reaktiv jonetsning (RIE) avser en etsningsprocess där aktiva partiklar och laddade joner deltar i processen samtidigt. Bland dem är aktiva partiklar huvudsakligen neutrala partiklar (även kända som fria radikaler), med en hög koncentration (ca 1% till 10% av gaskoncentrationen), som är huvudkomponenterna i etsmedlet. Produkterna som produceras av den kemiska reaktionen mellan dem och det etsade materialet förångas antingen och extraheras direkt från reaktionskammaren eller ackumuleras på den etsade ytan; medan de laddade jonerna har en lägre koncentration (10-4 till 10-3 av gaskoncentrationen), och de accelereras av det elektriska fältet hos jonhöljet som bildas på ytan av skivan för att bombardera den etsade ytan. Det finns två huvudfunktioner hos laddade partiklar. En är att förstöra atomstrukturen hos det etsade materialet, och därigenom accelerera hastigheten med vilken de aktiva partiklarna reagerar med det; den andra är att bombardera och avlägsna de ackumulerade reaktionsprodukterna så att det etsade materialet är i full kontakt med de aktiva partiklarna, så att etsningen fortsätter.
Eftersom joner inte direkt deltar i etsningsreaktionen (eller står för en mycket liten andel, såsom avlägsnande av fysiskt bombardement och direkt kemisk etsning av aktiva joner), bör ovanstående etsning strängt taget kallas jonassisterad etsning. Namnet reaktiv jonetsning är inte korrekt, men det används fortfarande idag. Den tidigaste RIE-utrustningen togs i bruk på 1980-talet. På grund av användningen av en enda RF-strömförsörjning och en relativt enkel reaktionskammarkonstruktion har den begränsningar vad gäller etsningshastighet, enhetlighet och selektivitet.
4.4 Magnetfältsförstärkt utrustning för etsning av reaktiva joner
MERIE-anordningen (Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching) är en etsningsanordning som är konstruerad genom att lägga till ett DC-magnetfält till en platt RIE-anordning och är avsedd att öka etsningshastigheten.
MERIE-utrustningen togs i bruk i stor skala på 1990-talet, när etsningsutrustning för enkelskivor hade blivit den vanliga utrustningen i branschen. Den största nackdelen med MERIE-utrustning är att den rumsliga fördelningsinhomogeniteten hos plasmakoncentrationen som orsakas av magnetfältet kommer att leda till ström- eller spänningsskillnader i den integrerade kretsanordningen, och därigenom orsaka skador på enheten. Eftersom denna skada orsakas av momentan inhomogenitet, kan rotationen av magnetfältet inte eliminera den. När storleken på integrerade kretsar fortsätter att krympa, blir deras skador på enheten allt mer känsliga för plasmainhomogenitet, och tekniken för att öka etsningshastigheten genom att förstärka magnetfältet har gradvis ersatts av multi-RF-strömförsörjning plan reaktiv jonetsteknik, som är kapacitivt kopplad plasmaetsningsteknik.
4.5 Kapacitivt kopplad plasmaetsningsutrustning
Kapacitivt kopplad plasmaetsningsutrustning (CCP) är en anordning som genererar plasma i en reaktionskammare genom kapacitiv koppling genom att applicera en radiofrekvens (eller DC) strömförsörjning till elektrodplattan och som används för etsning. Dess etsningsprincip liknar den för reaktiv jonetsningsutrustning.
Det förenklade schematiska diagrammet över CCP-etsningsutrustningen visas nedan. Den använder vanligtvis två eller tre RF-källor med olika frekvenser, och vissa använder också DC-strömförsörjning. Frekvensen för RF-strömförsörjningen är 800kHz~162MHz, och de vanligaste är 2MHz, 4MHz, 13MHz, 27MHz, 40MHz och 60MHz. RF-nätaggregat med en frekvens på 2MHz eller 4MHz kallas vanligtvis lågfrekventa RF-källor. De är vanligtvis anslutna till den nedre elektroden där skivan är placerad. De är mer effektiva för att kontrollera jonenergi, så de kallas också förspänningsförsörjning; RF-nätaggregat med en frekvens över 27MHz kallas högfrekventa RF-källor. De kan anslutas till antingen den övre eller undre elektroden. De är mer effektiva när det gäller att kontrollera plasmakoncentrationen, så de kallas också för strömkällor. 13MHz RF-strömförsörjningen är i mitten och anses allmänt ha båda ovanstående funktioner men är relativt svagare. Observera att även om plasmakoncentrationen och energin kan justeras inom ett visst område med kraften från RF-källor med olika frekvenser (den så kallade avkopplingseffekten), på grund av egenskaperna hos kapacitiv koppling, kan de inte justeras och kontrolleras helt oberoende.
Energifördelningen av joner har en betydande inverkan på den detaljerade prestandan för etsning och skador på enheten, så utvecklingen av teknik för att optimera distributionen av jonenergi har blivit en av nyckelpunkterna för avancerad etsutrustning. För närvarande inkluderar de teknologier som framgångsrikt har använts i produktionen multi-RF-hybriddrift, DC-superposition, RF kombinerat med DC-pulsförspänning och synkron pulsad RF-utgång från förspänningsförsörjning och källströmförsörjning.
CCP-etsningsutrustning är en av de två mest använda typerna av plasmaetsningsutrustning. Det används huvudsakligen i etsningsprocessen av dielektriska material, såsom grindsidovägg och hårdmasketsning i frontsteget av logikchipprocessen, kontakthåletsning i mellansteget, mosaik- och aluminiumdynaetsning i baksteget, samt etsning av djupa diken, djupa hål och ledningskontakthål i 3D flashminneschipprocess (med kiselnitrid/kiseloxidstruktur som ett exempel).
Det finns två huvudutmaningar och förbättringsriktningar för CCP:s etsutrustning. För det första, vid tillämpning av extremt hög jonenergi, kräver etsningsförmågan hos strukturer med högt sidförhållande (såsom hål- och spåretsningen i 3D-flashminne ett förhållande som är högre än 50:1). Den nuvarande metoden att öka förspänningseffekten för att öka jonenergin har använt RF-strömförsörjningar på upp till 10 000 watt. Med tanke på den stora mängden värme som genereras behöver kylnings- och temperaturkontrolltekniken i reaktionskammaren kontinuerligt förbättras. För det andra måste det ske ett genombrott i utvecklingen av nya etsgaser för att i grunden lösa problemet med etsningsförmåga.
4.6 Induktivt kopplad plasmaetsningsutrustning
Etsningsutrustning för induktivt kopplad plasma (ICP) är en anordning som kopplar energin från en radiofrekvent kraftkälla till en reaktionskammare i form av ett magnetfält via en induktorspole och därigenom genererar plasma för etsning. Dess etsningsprincip hör också till den generaliserade reaktiva jonetsningen.
Det finns två huvudtyper av plasmakälldesigner för ICP-etsningsutrustning. Den ena är den transformatorkopplade plasmateknologin (TCP) utvecklad och producerad av Lam Research. Dess induktorspole är placerad på det dielektriska fönsterplanet ovanför reaktionskammaren. 13,56MHz RF-signalen genererar ett alternerande magnetfält i spolen som är vinkelrätt mot det dielektriska fönstret och divergerar radiellt med spolens axel som centrum.
Det magnetiska fältet kommer in i reaktionskammaren genom det dielektriska fönstret, och det växelmagnetiska fältet genererar ett elektriskt växelfält parallellt med det dielektriska fönstret i reaktionskammaren, varigenom dissociationen av etsgasen och plasma genereras. Eftersom denna princip kan förstås som en transformator med en induktorspole som primärlindning och plasmat i reaktionskammaren som sekundärlindning är ICP-etsningen uppkallad efter detta.
Den största fördelen med TCP-tekniken är att strukturen är lätt att skala upp. Till exempel, från en 200 mm wafer till en 300 mm wafer, kan TCP bibehålla samma etsningseffekt genom att helt enkelt öka storleken på spolen.
En annan design för plasmakällor är tekniken för frikopplad plasmakälla (DPS) utvecklad och producerad av Applied Materials, Inc. i USA. Dess induktorspole är tredimensionellt lindad på ett halvsfäriskt dielektriskt fönster. Principen för att generera plasma liknar den tidigare nämnda TCP-teknologin, men gasdissociationseffektiviteten är relativt hög, vilket bidrar till att erhålla en högre plasmakoncentration.
Eftersom effektiviteten hos induktiv koppling för att generera plasma är högre än den för kapacitiv koppling, och plasman genereras huvudsakligen i området nära det dielektriska fönstret, bestäms dess plasmakoncentration i grunden av kraften hos källans strömförsörjning som är ansluten till induktorn spole, och jonenergin i jonhöljet på skivans yta bestäms i princip av kraften hos förspänningsförsörjningen, så jonernas koncentration och energi kan vara oberoende kontrolleras och därigenom uppnå frikoppling.
ICP-etsningsutrustning är en av de två mest använda typerna av plasmaetsningsutrustning. Den används huvudsakligen för etsning av grunda kiselgravar, germanium (Ge), polykiselportstrukturer, metallportstrukturer, spänd kisel (Strained-Si), metalltrådar, metallkuddar (Pads), hårda masker för mosaiketsning av metall och flera processer i multipel bildteknik.
Dessutom, med framväxten av tredimensionella integrerade kretsar, CMOS-bildsensorer och mikroelektromekaniska system (MEMS), såväl som den snabba ökningen av appliceringen av genomgående kiselvias (TSV), stora sneda hål och djup kiseletsning med olika morfologier har många tillverkare lanserat etsningsutrustning utvecklad speciellt för dessa applikationer. Dess egenskaper är stort etsningsdjup (tiotals eller till och med hundratals mikron), så det fungerar mest under högt gasflöde, högt tryck och hög effekt.
————————————————————————————————————————————————— ———————————-
Semicera kan tillhandahållagrafitdelar, mjuk/styv filt, delar av kiselkarbid, CVD kiselkarbiddelar, ochSiC/TaC-belagda delarmed om 30 dagar.
Om du är intresserad av ovanstående halvledarprodukter,tveka inte att kontakta oss vid första gången.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Posttid: 2024-aug-31