Plasma-prozesuak CVD eragiketetan

1. Ganbera-garbiketa

Lurrun Kimikoen Deposizioa (CVD) prozesuan, oblearen gainazalean ez ezik, prozesu-ganberaren eta haren hormetako osagaietan ere metaketak sortzen dira. Piezetan metatutako filmak aldizka kendu behar dira prozesu-baldintza egonkorrak mantentzeko eta obleen partikulak kutsatzea saihesteko. CVD ganbera gehienek fluoroan oinarritutako erreakzio kimikoko gasak erabiltzen dituzte garbitzeko.

Silizio oxidozko CVD ganberetan, plasma garbiketak normalean CF4, C2F6 eta C3F8 bezalako fluorokarburo gasak hartzen ditu parte, plasman deskonposatzen direnak, fluor erradikalak askatuz. Erreakzio kimikoak honela adierazten dira:

·e- + CF4 -> CF3 + F + e-

· e- + C2F6 -> C2F5 + F + e-

Fluor atomoek, erradikal erreaktiboenetakoak izanik, azkar erreakzionatzen dute silizio oxidoarekin SiF4 gaseosoa sortzeko, ganberatik erraz atera daitekeena:

·F + SiO2 -> SiF4 + O2 + beste azpiproduktu lurrunkorrak

Tungsteno CVD ganberek normalean SF6 eta NF3 erabiltzen dituzte fluor iturri gisa. Fluor erradikalek wolframioarekin erreakzionatzen dute wolframio hexafluoruro lurrunkorra (WF6) ekoizteko, ganberatik ebakuatu daitekeena huts-ponpen bidez. Plasma-ganberaren garbiketa automatikoki amaitu daiteke plasmako fluoraren emisio-ezaugarriak kontrolatuz, ganbera gehiegizko arazketa saihestuz. Alderdi hauek xehetasun gehiagorekin eztabaidatuko dira.

2. Hutsunea bete

Metal-lerroen arteko tartea 0,25 µm-ra murrizten denean 4:1-ko aspektu-erlazioan, CVD deposizio-teknika gehienek hutsuneak hutsunerik gabe betetzeko ahalegina egiten dute. Dentsitate Handiko Plasma CVD (HDP-CVD) halako hutsune estuak betetzeko gai da hutsuneak sortu gabe (ikus beheko irudia). HDP-CVD prozesua deskribatuko da ondoren.

3. Plasma-aguafortea

Grabaketa hezearekin alderatuta, plasma grabatzeak abantailak eskaintzen ditu, hala nola profil anisotropikoak, amaierako puntuen detekzio automatikoa eta kontsumo kimiko txikiagoa, eta arrazoizko grabaketa-tasa altuekin batera, selektibitate ona eta uniformetasuna.

4. Etch Profilen kontrola

Plasma grabaketa erdieroaleen fabrikazioan hedatu aurretik, obleen fabrika gehienek grabatu kimiko hezea erabiltzen zuten ereduak transferitzeko. Dena den, akuaforte hezea prozesu isotropo bat da (norbide guztietan abiadura berean grabatzea). Ezaugarrien tamainak 3 µm-tik behera murrizten direnean, grabaketa isotropikoak azpiko mozketa eragiten du, eta hezearen grabaketa aplikazioa mugatzen du.

Plasma-prozesuetan, ioiek etengabe bonbardatzen dute oblearen gainazala. Sarearen kalte-mekanismoen bidez edo alboko hormetako pasibazio-mekanismoen bidez, plasma grabatzeak grabatu-profil anisotropikoak lor ditzake. Grabaketa-prozesuan presioa murriztuz, ioien batez besteko bide askea handitu daiteke, eta horrela ioien talkak murrizten dira profila hobeto kontrolatzeko.

5. Etch-tasa eta selektibitatea

Plasmako ioien bonbardaketak gainazaleko atomoen lotura kimikoak apurtzen laguntzen du, plasmak sortutako erradikalen eraginpean jarriz. Tratamendu fisiko eta kimikoaren konbinazio honek grabazioaren erreakzio kimikoaren abiadura nabarmen hobetzen du. Etch-tasa eta selektibitatea prozesuaren eskakizunek agintzen dute. Bi ioien bonbardaketak eta erradikalek grabazioan eginkizun erabakigarriak betetzen dituztenez, eta RF potentzia ioien bonbardaketa eta erradikalak kontrola ditzakeenez, RF potentzia funtsezko parametroa bihurtzen da grabatze-tasa kontrolatzeko. RF potentzia handitzeak grabaketa-tasa nabarmen hobetu dezake, xehetasun gehiagorekin eztabaidatuko dena, selektibitatean ere eraginez.

6. Amaiera-puntuaren detekzioa

Plasmarik gabe, grabaketaren amaiera-puntua denboraren edo operadorearen ikuskapenaren bidez zehaztu behar da. Plasma-prozesuetan, akuaforteak gainazaleko materialean zehar azpiko (amaiera-puntuan) materiala grabatzen hasteko aurrera egiten duen heinean, plasmaren konposizio kimikoa aldatzen da grabatu-azpiproduktuen alterazioaren ondorioz, igorpen-kolorearen aldaketaren ondorioz nabaria. Sentsore optikoekin igorpen-kolorearen aldaketa kontrolatuz, grabaketa amaierako puntua automatikoki prozesatu daiteke. IC ekoizpenean, tresna oso baliotsua da.**