Teknologi proses etsa semikonduktor

Etching, utawa etching, minangka langkah penting ing manufaktur semikonduktor, manufaktur IC mikroelektronik, lan proses manufaktur mikro/nano. Iki minangka proses pola utama sing ana gandhengane karo fotolitografi. Ing pangertèn sing sempit, etching ateges photolithographic etching, ngendi photoresist pisanan kapapar nggunakake photolithography, lan banjur cara liyane digunakake kanggo etch adoh materi sing ora dikarepake. Etching minangka proses selektif mbusak materi sing ora dikarepake saka permukaan wafer silikon kanthi nggunakake metode kimia utawa fisik. Tujuan dhasar yaiku kanggo niru pola topeng kanthi akurat ing wafer silikon sing dilapisi. Kanthi pangembangan proses mikrofabrikasi, etsa wis dadi istilah umum kanggo ngudani lan mbusak materi kanthi nggunakake solusi, ion reaktif, utawa cara mekanik liyane, dadi istilah umum ing microfabrication.

Etching bisa dipérang dadi rong jinis: etching udan lan etching garing. Ing etsa garing, gas kasebut bungah ing frekuensi dhuwur (utamane 13,56 MHz utawa 2,45 GHz). Ing tekanan 1 nganti 100 Pa, rata-rata jalur bebas saka sawetara milimeter nganti sawetara sentimeter. Ana telung jinis utama etsa garing:

• Etsa garing fisik: Nyepetake nyandhang fisik partikel ing permukaan wafer;

• Etsa garing kimia: Gas kasebut bereaksi kanthi kimia karo permukaan wafer;

• Etsa garing kimia-fisik: Proses etsa fisik kanthi sifat kimia;

1. Etsa sinar ion

Etsa sinar ion minangka proses etsa garing fisik. Ion argon dipancarake menyang permukaan kanthi sinar ion kira-kira 1 nganti 3 keV. Amarga energi saka ion, padha bombard materi lumahing. Wafer dilebokake kanthi vertikal utawa ing sudut menyang sinar ion, lan proses etsa pancen anisotropik. Selektifitas kurang amarga ora mbedakake antarane lapisan. Gas lan bahan polesan diusir dening pompa vakum; Nanging, amarga produk reaksi ora gas, partikel bisa deposit ing wafer utawa tembok kamar.

Kanggo ngindhari partikel kasebut, gas kapindho dilebokake menyang kamar. Gas iki bereaksi karo ion argon, nyebabake proses etsa fisikokimia. Sawetara gas bereaksi karo permukaan, nanging sawetara bereaksi karo partikel polesan kanggo mbentuk produk sampingan gas. Meh kabeh bahan bisa etched nggunakake cara iki. Amarga radiasi vertikal, nyandhang ing tembok vertikal banget kurang (anisotropi dhuwur). Nanging, amarga selektivitas kurang lan tingkat etsa kurang, proses iki arang digunakake ing manufaktur semikonduktor modern.

2. Plasma Etching

Etsa plasma minangka proses etsa kanthi kimia (etch garing kimia). Kauntungane yaiku permukaan wafer ora rusak dening ion sing dipercepat. Amarga partikel sing bisa dipindhah saka gas etsa, profil etsa isotropik, nggawe cara iki cocok kanggo mbusak kabeh lapisan film (contone, reresik sisih mburi sawise oksidasi termal).

Salah sawijining jinis reaktor sing digunakake kanggo etsa plasma yaiku reaktor hilir. Plasma diobong kanthi frekuensi dhuwur 2,45 GHz liwat ionisasi impact, lan situs ionisasi impact misahake saka wafer.

Ing wilayah discharge gas, macem-macem partikel, kalebu radikal bebas, ana amarga impact. Radikal bebas minangka atom utawa molekul netral kanthi elektron ora jenuh lan mulane reaktif banget. Minangka gas netral, tetrafluoromethane (CF4) dilebokake ing wilayah pelepasan gas lan dipisahake dadi molekul CF2 lan fluorine (F2). Kajaba iku, fluorine bisa dipisahake saka CF4 kanthi nambah oksigen (O2):

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

Molekul fluorine bisa dipérang dadi rong atom fluorine sing kapisah kanthi energi ing wilayah pelepasan gas: saben atom fluorine minangka radikal bebas fluorine, amarga saben atom nduweni pitung elektron valensi lan nduweni tujuan kanggo nggayuh konfigurasi gas inert. Saliyane radikal bebas netral, ana sawetara partikel sing diisi sebagian (CF+4, CF+3, CF+2, ...). Kabeh partikel, radikal bebas, lan liya-liyane, banjur mlebu kamar etsa liwat tabung keramik. Partikel sing diisi bisa diblokir saka ruang etsa kanthi grating ekstraksi utawa gabung maneh sajrone pambentukan molekul netral. Radikal fluorine uga sebagian rekombinasi, nanging cukup kanggo nggayuh kamar etsa, bereaksi ing permukaan wafer, lan nyebabake abrasi kimia. Partikel netral liyane ora dadi bagian saka proses etsa lan wis entek bebarengan karo produk reaksi.

Conto film tipis sing bisa diukir ing etsa plasma: • Silikon: Si + 4F ---> SiF4 • Silikon dioksida: SiO2 + 4F ---> SiF4 + O2 • Silikon nitrida: Si3N4 + 12F ---> 3SiF4 + 2N2 3. Etsa ion reaktif (RIE) karakteristik, selektivitas, kontrol tingkat, etsa banget seragam. persis ing etsa ion reaktif. Profil etsa isotropik uga profil anisotropik bisa uga. Mulane, RIE minangka proses etsa fisik kimia lan minangka proses paling penting ing manufaktur semikonduktor kanggo nggawe macem-macem film tipis. Ing kamar proses, wafer diselehake ing elektroda frekuensi dhuwur (elektroda HF). Plasma diasilake kanthi ionisasi impact, ing ngendi elektron bebas lan ion muatan positif katon. Yen elektroda HF ana ing voltase positif, elektron bebas nglumpukake lan ora bisa ninggalake elektroda maneh amarga afinitas elektron. Mulane, elektroda diisi nganti -1000 V (voltase bias). Ion alon sing ora bisa ngetutake medan bolak-balik kanthi cepet pindhah menyang elektroda sing diisi daya negatif.

Yen rata-rata free path saka ion dhuwur, partikel bombard lumahing wafer ing ngarepke meh jejeg. Mangkono, materi kasebut diusir saka permukaan kanthi ion sing dipercepat (etsa fisik), lan sawetara partikel uga reaksi kimia karo permukaan. Lateral sidewalls ora kena pengaruh, supaya ora ana nyandhang lan profil etch tetep anisotropik. Selectivity ora cilik banget, nanging ora gedhe banget amarga proses etsa fisik. Salajengipun, lumahing wafer rusak dening ion dipercepat lan kudu diobati kanthi anil termal. Bagian kimia saka proses etsa ditindakake liwat reaksi radikal bebas kanthi permukaan lan materi sing digiling sacara fisik, saengga ora disimpen maneh ing wafer utawa tembok kamar kaya ing etsa sinar ion. Kanthi nambah tekanan ing ruang etsa, jalur bebas rata-rata partikel mudhun. Mulane, ana tabrakan luwih akeh, lan partikel kasebut mlaku ing arah sing beda. Iki nyebabake etsa kurang arah, lan proses etsa entuk luwih akeh sifat kimia. Tambah selektivitas ngasilake profil etch luwih isotropik. Profil etch anisotropic digayuh liwat passivation saka sidewalls sak silikon etching. Oksigen ing kamar etsa bereaksi karo silikon sing digiling kanggo mbentuk silikon dioksida, sing disimpen ing sidewalls vertikal. Film oksida ing wilayah horisontal dibusak amarga bombardment ion, saéngga proses etsa lateral bisa terus.

Tingkat etch gumantung saka tekanan, daya generator frekuensi dhuwur, gas proses, laju aliran gas nyata, lan suhu wafer. Anisotropi mundhak kanthi nambah daya frekuensi dhuwur, nyuda tekanan, lan nyuda suhu. Keseragaman proses etsa gumantung saka gas, jarak antarane rong elektroda, lan materi elektroda. Yen jarake cilik banget, plasma ora bisa disebar kanthi seragam, nyebabake inhomogeneity. Nambah jarak elektroda nyuda tingkat etch amarga plasma disebarake liwat volume sing ditambahi. Kanggo elektroda, karbon wis kabukten dadi bahan sing disenengi. Amarga fluorine lan klorin uga nyerang karbon, elektroda ngasilake plasma tegang seragam, saéngga pinggiran wafer kena pengaruh kanthi cara sing padha karo pusat wafer.

Selektifitas lan tingkat etch gumantung banget marang proses gas. Kanggo senyawa silikon lan silikon, fluorine lan klorin utamane digunakake.

Proses etsa ora diwatesi ing gas siji, campuran gas, utawa paramèter proses tetep. Contone, oksida asli ing polysilicon bisa dibusak pisanan ing tingkat etch dhuwur lan karo selektivitas kurang, ngiring dening etching saka polysilicon karo selektivitas luwih relatif kanggo lapisan ndasari.

Semicorex nawakake macem-macemkomponen SiCing proses etching. Yen sampeyan duwe pitakon utawa butuh rincian tambahan, aja ragu-ragu hubungi kita.

Kontak telpon # +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com