【Proses etsa semikonduktor】 Jiwa semikonduktor mengajar proses etsa dan amalan jurutera mengenai masalah kadar yang cacat dari 0 hingga 1 (CH5-CH6)

CH5. Jenis dan Aplikasi Plasma, Prinsip Dryetch

Jenis plasma

Klasifikasi mengikut mod generasi

Gas DC Plasma=dikenakan antara anod dan katod dua plat selari untuk menghasilkan plasma dengan menggunakan voltan.

DC Plasma Heating=pelepasan elektron sekunder.

Sarung voltan=Cathode: 2000 + VP / anode: vp.

Sputtering atau etsa dan proses lain

Jika satu tiang adalah penebat → elektrod penebat dikenakan untuk membatalkan voltan kerosakan → voltan AC diperlukan.

RF plasma=plasma dijana menggunakan sifat frekuensi radio (RF) yang bergantian secara berkala dari elektrod positif dan negatif (menyebabkan perlanggaran gas). Untuk sputtering atau etsa penebat.

Berbanding dengan plasma DC, kelajuan pengionan adalah 10 ~ 100 kali lebih cepat.

Plasma boleh dijana walaupun elektrod bukan konduktor.

Apabila medan elektrik dibentuk oleh elektrod antara dua plat selari, medium (jenis gas) dan tekanan dalam rongga adalah pembolehubah penting.

Klasifikasi oleh Sumber Asal

RIE (reaktif ion etching)=sumber plasma menggunakan dua elektrod plat selari.

Wafer diletakkan di sisi voltan RF → mod RIE → membentuk voltan bias diri negatif DC → untuk mencapai etsa anisotropik.

Wafer diletakkan pada elektrod tanah → dalam mod etsa plasma → mencapai etsa isotropik.

Merie=Versi RIE yang diubahsuai yang menggunakan medan magnet ke rantau plasma → meningkatkan kebarangkalian pembentukan ion dan memperoleh plasma ketumpatan tinggi - untuk etching.

Berbanding dengan RIES, kecekapan pengionan lebih tinggi dan prosesnya dapat dikendalikan pada tekanan rendah.

HDP (plasma ketumpatan tinggi)=generasi plasma dan peraturan tenaga ionik boleh dikawal secara bebas.

Sebagai contoh: ECR, TCP, ICP, plasma heliks.

Dikelaskan sebagai suhu:

Plasma sejuk=yang digunakan dalam pembuatan semikonduktor

Plasma termal=digunakan dalam pemotongan logam

Etching kering=etsa kimia disebabkan oleh radikal bebas + etsa fizikal yang disebabkan oleh ion

Prinsip

Gas yang terlibat dalam ikatan kimia diperkenalkan ke dalam rongga → voltan RF digunakan untuk memulakan penjanaan plasma

Gas yang memasuki keadaan plasma diaktifkan ke dalam bentuk seperti ion, radikal, elektron, atom, dll

Radikal bebas terukir oleh ikatan kimia/ion dilucutkan atom oleh perlanggaran fizikal

Plasma etching=kimia + fizikal ⇒ rie

Gas sisa yang dihasilkan semasa proses ikatan kimia dilepaskan ke luar oleh pam vakum

CH6. Pemahaman dan keperluan kaedah etsa kering

Kaedah etsa kering

(3 → 2 → 1: Kimia, Isotropi, Tekanan Tinggi & Tenaga Rendah / 1 → 2 → 3: Fizik, Anisotropi, Tekanan Rendah & Tenaga Tinggi)

1. Etching Plasma

2. ETCHING ION REACTIVE, RIE

3.Sputtering Etching

Faktor yang mempengaruhi proses etsa kering

1) Tekanan proses=tekanan rendah: etsa fizikal (sputter etching) / tekanan tinggi: etsa kimia (etching plasma) antara tekanan rendah dan tekanan tinggi: kimia + tindakan serentak fizikal

Kuasa RF ＝ mempengaruhi ketumpatan plasma → semakin tinggi kuasa, semakin tinggi kadar etch (lebih cepat)

Substrat temp ＝ semakin tinggi suhu, semakin tinggi kadar etch (lebih cepat)

4. Process Gas

5. Aliran Gala ＝ Menentukan masa kediaman spesies kimia → semakin lama masa kediaman, semakin tinggi kadar etch

Keperluan untuk proses etsa kering

1. Nisbah pemilihan topeng/filem tinggi

2. Anisotropi

3. Kadar Etch High (Produktiviti) - Etching Cu/Pt bermasalah → Cu menggunakan proses Damascene

4. Keseragaman tinggi - kepentingannya meningkat apabila saiz wafer meningkat

5. Kerosakan Low - Apabila integrasi peranti meningkat, kepentingan kerosakan plasma yang rendah meningkat

6. Kekecewaan - Hasil - detasmen permukaan wafer berlaku semasa etsa, jadi penting untuk memastikannya bersih

7.Mask mudah dibuang/selamat

Kesan nisbah karbon/fluorin

Nisbah C/F berkaitan dengan jumlah polimer yang dihasilkan semasa etsa plasma, dan oleh itu juga mempengaruhi kadar etch.

Apabila perkadaran C meningkat, perencat dijana.

Gas inert seperti AR⁺ digunakan untuk mengeluarkan lapisan perencatan di bahagian bawah corak (etsa pengeboman ion) kerana ketiadaan tindak balas kimia.

Lapisan perencatan di dinding sisi dikeluarkan menggunakan O₂ atau CF₄.

Penurunan nisbah gas F/C meningkatkan nisbah pemilihan SIO₂ kepada SI.

Lapisan perencatan kadang -kadang sengaja diinduksi untuk mencapai etsa anisotropik.

• Rendah F/C (kandungan C tinggi) → Deposit (Borang) Lapisan Perencatan

• Menambah H₂ → untuk menjana HF, yang menghilangkan F, mengurangkan nisbah F/C, dan melambatkan pembentukan SIF₄, mengakibatkan penurunan kadar etch

• "→ Meningkatkan nisbah pemilihan SIO₂/SI

• Cukup H₂ → Oleh kerana kekurangan o₂ yang mencukupi di permukaan Si, Si tidak terukir ⇒ disimpan berlaku

0010-13264 5200 tiub robot