Erdieroaleen grabaketa prozesuen teknologia

Agrabatua, edo grabatua, erdieroaleen fabrikazioan, mikroelektronika IC fabrikazioan eta mikro/nano fabrikazio prozesuetan urrats erabakigarria da. Fotolitografiarekin lotutako eredu-prozesu nagusi bat da. Zentzu hertsian, akuafortea funtsean grabaketa fotolitografikoa da, non photoresist lehenik fotolitografia erabiliz azaltzen den, eta, ondoren, beste metodo batzuk erabiltzen dira nahi ez den materiala grabatzeko. Aguafortea siliziozko oblea baten gainazaletik nahi ez den materiala metodo kimiko edo fisikoak erabiliz kentzeko prozesua da. Bere oinarrizko helburua estalitako siliziozko oblean maskara eredua zehaztasunez errepikatzea da. Mikrofabrikazio prozesuen garapenarekin, akuafortea, oro har, disoluzioak, ioi erreaktiboak edo beste metodo mekaniko batzuk erabiliz materiala kendu eta kentzeko termino orokor bihurtu da, mikrofabrikazioan ohiko terminoa bihurtuz.

Aguafortea, orokorrean, bi motatan sailka daiteke: hezea eta lehorra. Grabaketa lehorrean, gasa maiztasun altuetan kitzikatzen da (13,56 MHz edo 2,45 GHz batez ere). 1 eta 100 Pa arteko presioetan, bere bide librearen batez bestekoa milimetro batzuetatik zentimetro batzuetara doa. Hiru lehorreko grabaketa mota nagusi daude:

• Aguaforte lehor fisikoa: obleen gainazaleko partikulen higadura fisikoa bizkortzen du;

• Aguaforte kimiko lehorra: gasak kimikoki erreakzionatzen du oblearen gainazalarekin;

• Aguaforte kimiko-fisiko lehorra: Propietate kimikoak dituen grabatze prozesu fisikoa;

1. Ioi-izpiaren grabaketa

Ioi-izpiaren grabaketa lehorreko grabaketa prozesu fisiko bat da. Argon ioiak gainazalean irradiatzen dira gutxi gorabehera 1 eta 3 keV-ko ioi-sorta batean. Ioien energia dela eta, gainazaleko materiala bonbardatzen dute. Ostia bertikalki edo angelu batean sartzen da ioi izpian, eta grabaketa-prozesua erabat anisotropoa da. Selektibitatea baxua da, geruzak bereizten ez dituelako. Gasa eta leundutako materiala huts-ponpa baten bidez kanporatzen dira; hala ere, erreakzio-produktuak gaseosoak ez direnez, partikulak oblean edo ganberaren hormetan jar daitezke.

Partikula horiek saihesteko, bigarren gas bat sartzen da ganbaran. Gas horrek argon ioiekin erreakzionatzen du, eta grabaketa prozesu fisiko-kimikoa eragiten du. Gas batzuk gainazalean erreakzionatzen dute, baina beste batzuk leundutako partikularekin erreakzionatzen dute gas-subproduktuak sortzeko. Metodo hau erabiliz ia material guztiak grabatu daitezke. Erradiazio bertikalaren ondorioz, horma bertikalen higadura oso txikia da (anisotropia handia). Hala ere, selektibitate baxua eta grabazio-tasa baxua direla eta, prozesu hau oso gutxitan erabiltzen da erdieroaleen fabrikazio modernoan.

2. Plasma-aguafortea

Plasma-grabaketa erabat kimiko-grabazio-prozesu bat da (grabatu lehor kimikoa). Bere abantaila da oblearen gainazala ez duela ioi azeleratuek kaltetzen. Agrabatzeko gasaren partikula mugikorren ondorioz, grabatzeko profila isotropoa da, eta metodo hau egokia da film geruza osoak kentzeko (adibidez, oxidazio termikoaren ondoren atzeko aldea garbitzea).

Plasma grabatzeko erabiltzen den erreaktore mota bat beherako erreaktore bat da. Plasma 2,45 GHz-ko maiztasun altuan pizten da inpaktuaren ionizazioaren bidez, eta inpaktuaren ionizazio gunea obleatik bereizten da.

Gasa isurtzeko eskualdean, hainbat partikula daude, erradikal askeak barne, eragina dela eta. Erradikal askeak elektroi asegabeak dituzten atomo edo molekula neutroak dira eta, beraz, oso erreaktiboak dira. Gas neutro gisa, tetrafluorometanoa (CF4) gasa isurtzeko eskualdean sartzen da eta CF2 eta fluor molekulatan (F2) bereizten da. Era berean, fluorra CF4tik bereiz daiteke oxigenoa (O2) gehituz:

2 CF4 + O2 ---> 2 COF2 + 2 F2

Fluor molekula bi fluor atomo bereizitan zatitu daiteke gasen isurketaren eskualdeko energiaren arabera: fluor atomo bakoitza fluor erradikal askea da, atomo bakoitzak zazpi balentzia-elektroi baititu eta gas geldoen konfigurazio bat lortzea du helburu. Erradikal aske neutroez gain, partzialki kargatutako hainbat partikula daude (CF+4, CF+3, CF+2, ...). Partikula guztiak, erradikal askeak, etab., gero grabaketa-ganberara sartzen dira zeramikazko hodi baten bidez. Kargatutako partikulak grabazio-ganberatik blokeatu daitezke erauzketa-sare baten bidez edo birkonbinatu daitezke molekula neutroak eratzean. Fluor erradikalak ere partzialki birkonbinatzen dira, baina nahikoa grabaketa-ganberara iristeko, obleen gainazalean erreakzionatzeko eta urradura kimikoa eragiteko. Beste partikula neutro batzuk ez dira grabazio-prozesuaren parte eta erreakzio produktuekin batera agortzen dira.

Plasma-grabazioan grabatu daitezkeen film meheen adibideak: • Silizioa: Si + 4F ---> SiF4 • Silizio dioxidoa: SiO2 + 4F ---> SiF4 + O2 • Silizio nitruroa: Si3N4 + 12F ---> 3SiF4 + 2N2 3. Grabaketa erreaktiboa, ezaugarri ioi erreaktiboak, grabaketa-abiadura uniformea (hautaketa) eta errepikakortasuna oso zehatz kontrolatu daiteke ioi erreaktiboen grabazioan. Grabaketa-profil isotropikoak zein anisotropikoak posible dira. Horregatik, RIE grabaketa fisiko kimikoko prozesu bat da eta erdieroaleen fabrikazioko prozesu garrantzitsuena da film mehe ugari eraikitzeko. Prozesu-ganberan, oblea maiztasun handiko elektrodo baten gainean jartzen da (HF elektrodoa). Plasma inpaktuaren ionizazioaren bidez sortzen da, eta bertan elektroi askeak eta positiboki kargatutako ioiak agertzen dira. HF elektrodoa tentsio positiboan badago, elektroi askeak metatzen dira bertan eta ezin dira berriro elektrodotik irten euren afinitate elektronikoa dela eta. Beraz, elektrodoa -1000 V-ra kargatzen da (polarizazio-tentsioa). Azkar txandakatzen den eremuari jarraitu ezin dioten ioi geldoak negatiboki kargatutako elektrodorantz mugitzen dira.

Ioien batez besteko bide librea handia bada, partikulek oblearen gainazala bonbardatzen dute angelu ia perpendikularretan. Horrela, materiala gainazaletik kanporatzen da ioi azeleratuen bidez (grabaketa fisikoa), eta partikula batzuek gainazalearekin ere kimikoki erreakzionatzen dute. Alboko alboko hormek ez dute eraginik, beraz, ez dago higadurarik eta grabatu profila anisotropikoa izaten jarraitzen du. Selektibitatea ez da txikiegia, baina ez da handiegia grabaketa prozesu fisikoaren ondorioz. Gainera, obleen gainazala ioi azeleratuek kaltetzen dute eta errezifratze termikoaren bidez sendatu behar da. Akuaforte-prozesuaren zati kimikoa erradikal askeek gainazalean eta fisikoki fresatzen den materialaren erreakzioaren bidez lortzen da, beraz, ez da birjartzen oblean edo ganberaren hormetan ioi-sorta grabatuan bezala. Agrabatzeko ganberan presioa handituz, partikulen batez besteko bide librea gutxitzen da. Hori dela eta, talka gehiago daude, eta partikulek norabide ezberdinetan bidaiatzen dute. Honen ondorioz, zuzeneko grabaketa gutxiago lortzen da, eta grabaketa prozesuak propietate kimiko gehiago eskuratzen ditu. Selektibitatea handitzeak grabatu profil isotropoagoa lortzen du. Grabatze anisotropikoen profilak alboko hormen pasivazioaren bidez lortzen dira siliziozko grabatuan zehar. Aguaforte-ganberan dagoen oxigenoak fresatutako silizioarekin erreakzionatzen du silizio dioxidoa eratzeko, eta alboko hormetan metatzen dena. Eskualde horizontaletako oxido-filma ioien bonbardaketaren ondorioz kentzen da, alboko grabaketa prozesuari jarraipena emanez.

Etch-tasa presioaren, maiztasun handiko sorgailuaren potentziaren, prozesuko gasaren, benetako gas-emariaren eta oblearen tenperaturaren araberakoa da. Anisotropia handitzen da maiztasun handiko potentzia handituz, presioa gutxituz eta tenperatura jaitsiz. Grabaketa-prozesuaren uniformetasuna gasaren, bi elektrodoen arteko distantziaren eta elektrodoaren materialaren araberakoa da. Distantzia txikiegia bada, plasma ezin da uniformeki sakabanatu eta, ondorioz, ez-homogeneotasuna sortzen da. Elektrodoen distantzia handitzeak grabatze-tasa murrizten du, plasma bolumen hedatu batean banatzen baita. Elektrodoetarako, karbonoa material hobetsia dela frogatu da. Fluorrak eta kloroak karbonoa ere erasotzen dutenez, elektrodoek plasma tentsio uniformea ​​sortzen dute, eta, beraz, obleen ertzak obleen zentroaren modu berean eragiten dituzte.

Selektibitatea eta grabatze-abiadura prozesuko gasaren araberakoak dira. Silizio eta silizio konposatuetarako, fluoroa eta kloroa erabiltzen dira batez ere.

Aguaforte-prozesuak ez dira gas, gas-nahaste edo prozesu finko batera mugatzen. Esate baterako, polisiliziozko oxido natiboak lehenik grabaketa-abiadura handian eta selektibitate baxuarekin ken daitezke, ondoren azpiko geruzenekiko selektibitate handiagoko polisilizioaren akuafortea eginez.

Semicorex-ek hainbat eskaintzen dituSiC osagaiakgrabaketa prozesuan. Kontsultarik baduzu edo xehetasun gehiago behar badituzu, ez izan zalantzarik eta jarri gurekin harremanetan.

Harremanetarako telefono zenbakia +86-13567891907

Posta elektronikoa: sales@semicorex.com