Pwosesis grave sèk anjeneral konsiste de kat eta debaz: anvan grave, grave yon pati, jis grave, ak sou grave. Karakteristik prensipal yo se pousantaj grave, selektivite, dimansyon kritik, inifòmite, ak deteksyon pwen final.
Figi 1 Anvan grave
Figi 2 Etching pasyèl
Figi 3 Jis grave
Figi 4 sou grave
(1) Pousantaj grave: pwofondè oswa epesè materyèl la grave retire pou chak inite tan.
Figi 5 dyagram pousantaj grave
(2) Selektif: rapò a nan pousantaj grave diferan materyèl grave.
Figi 6 Dyagram selektivite
(3) Dimansyon kritik: gwosè modèl la nan yon zòn espesifik apre grave fini.
Figi 7 Dyagram dimansyon kritik
(4) Inifòmite: pou mezire inifòmite dimansyon kritik grave (CD), jeneralman karakterize pa kat jeyografik konplè CD, fòmil la se: U=(Max-Min)/2*AVG.
Figi 8 Dyagram Schematic Inifòmite
(5) Deteksyon pwen fen: Pandan pwosesis la grave, chanjman entansite limyè a toujou ap detekte. Lè yon sèten entansite limyè monte oswa tonbe siyifikativman, grave a fini pou make fini yon sèten kouch fim grave.
Figi 9 dyagram chematik pwen fen
Nan grave sèk, gaz la eksite pa frekans segondè (sitou 13.56 MHz oswa 2.45 GHz). Nan yon presyon de 1 a 100 Pa, chemen lib mwayen li se plizyè milimèt pou plizyè santimèt. Gen twa kalite prensipal grave sèk:
•Gravure fizik sèk: patikil akselere fizikman mete sifas la wafer
•Gravure chimik sèk: gaz reyaji chimikman ak sifas wafer la
•Chimik fizik sèk grave: pwosesis gravure fizik ak karakteristik chimik
1. Ion gwo bout bwa grave
Ion gwo bout bwa grave (Ion Beam Etching) se yon pwosesis pwosesis fizik sèk ki sèvi ak yon gwo enèji agon gwo bout bwa ion ak yon enèji nan apeprè 1 a 3 keV iradyasyon sifas materyèl la. Enèji a nan gwo bout bwa a ion lakòz li enpak ak retire materyèl la sifas. Pwosesis la grave se anisotropik nan ka vètikal oswa oblik ensidan iyon travès. Sepandan, akòz mank selektivite li yo, pa gen okenn distenksyon klè ant materyèl nan diferan nivo. Gaz yo pwodwi ak materyèl grave yo fin itilize pa ponp vakyòm, men depi pwodwi reyaksyon yo pa gaz, patikil yo depoze sou wafer oswa mi chanm yo.
Pou anpeche fòmasyon nan patikil, yon dezyèm gaz ka prezante nan chanm lan. Gaz sa a pral reyaji ak iyon agon yo epi lakòz yon pwosesis gravure fizik ak chimik. Yon pati nan gaz la pral reyaji ak materyèl sifas la, men li pral reyaji tou ak patikil yo poli pou fòme byproducts gaz. Prèske tout kalite materyèl yo ka grave pa metòd sa a. Akòz radyasyon vètikal la, mete sou miray vètikal yo piti anpil (anisotropi segondè). Sepandan, akòz selektivite ki ba li yo ak pousantaj grave dousman, pwosesis sa a se raman itilize nan fabrikasyon semi-conducteurs aktyèl la.
2. Plasma grave
Plasma grave se yon pwosesis absoli etching chimik, ke yo rele tou grave chimik sèk. Avantaj li se ke li pa lakòz domaj ion nan sifas la wafer. Depi espès yo aktif nan gaz la grave yo gratis pou avanse pou pi ak pwosesis la grave se izotwòp, metòd sa a se apwopriye pou retire kouch fim nan tout antye (pou egzanp, netwaye bò dèyè apre oksidasyon tèmik).
Yon raktor en se yon kalite raktor ki souvan itilize pou grave plasma. Nan raktor sa a, se plasma a ki te pwodwi pa ionizasyon enpak nan yon jaden elektrik wo-frekans nan 2.45GHz ak separe de wafer la.
Nan zòn egzeyat gaz la, divès patikil yo pwodwi akòz enpak ak eksitasyon, ki gen ladan radikal gratis. Radikal gratis yo se atòm net oswa molekil ak elektwon enstore, kidonk yo trè reyaktif. Nan pwosesis plasma a grave, gen kèk gaz net, tankou tetrafluoromethane (CF4), yo souvan itilize, ki prezante nan zòn nan egzeyat gaz yo jenere espès aktif pa ionizasyon oswa dekonpozisyon.
Pou egzanp, nan gaz CF4, li se prezante nan zòn nan egzeyat gaz ak dekonpoze nan radikal fliyò (F) ak molekil difluorid kabòn (CF2). Menm jan an tou, fliyò (F) ka dekonpoze nan CF4 lè yo ajoute oksijèn (O2).
2 CF4 + O2 —> 2 COF2 + 2 F2
Molekil fliyò a ka divize an de atòm fliyò endepandan anba enèji rejyon egzeyat gaz la, chak nan yo se yon radikal gratis fliyò. Depi chak atòm fliyò gen sèt elektwon valans epi li gen tandans reyalize konfigirasyon elektwonik yon gaz inaktif, yo tout trè reyaktif. Anplis de sa nan radikal net fliyò gratis, pral gen patikil chaje tankou CF + 4, CF + 3, CF + 2, elatriye nan rejyon an egzeyat gaz. Imedyatman, tout patikil sa yo ak radikal gratis yo prezante nan chanm nan grave atravè tib la seramik.
Patikil ki chaje yo ka bloke pa griyaj ekstraksyon oswa rekonbine nan pwosesis pou fòme molekil net pou kontwole konpòtman yo nan chanm grave a. Radikal gratis fliyò pral sibi tou yon pati nan rekonbinasyon, men yo toujou aktif ase pou antre nan chanm grave a, reyaji chimikman sou sifas wafer la epi lakòz materyèl nidite. Lòt patikil net pa patisipe nan pwosesis la grave epi yo boule ansanm ak pwodwi reyaksyon yo.
Egzanp fim mens ki ka grave nan plasma grave:
• Silisyòm: Si + 4F—> SiF4
• Silisyòm diyoksid: SiO2 + 4F—> SiF4 + O2
• Nitrure Silisyòm: Si3N4 + 12F—> 3SiF4 + 2N2
3.Reactive ion grave (RIE)
Reyaktif ion grave se yon pwosesis grave chimik-fizik ki ka trè byen kontwole selektivite, pwofil grave, pousantaj grave, inifòmite ak repetibilite. Li ka reyalize pwofil izotwòp ak anizotwòp grave epi se poutèt sa se youn nan pwosesis ki pi enpòtan pou bati divès kalite fim mens nan fabrikasyon semi-conducteurs.
Pandan RIE, wafer la mete sou yon elektwòd segondè-frekans (HF electrode). Atravè ionizasyon enpak, yo pwodui yon plasma kote elektwon gratis ak iyon ki chaje pozitivman egziste. Si yo aplike yon vòltaj pozitif nan elektwòd HF la, elektwon yo gratis akimile sou sifas elektwòd la epi yo pa ka kite elektwòd la ankò akòz afinite elèktron yo. Se poutèt sa, elektwòd yo chaje a -1000V (vòltaj patipri) pou ke iyon yo dousman pa ka swiv jaden elektrik la rapidman chanje nan elektwòd la chaje negatif.
Pandan ion grave (RIE), si chemen an vle di gratis nan iyon yo wo, yo frape sifas la wafer nan yon direksyon prèske pèpandikilè. Nan fason sa a, iyon yo akselere frape materyèl la epi fòme yon reyaksyon chimik nan grave fizik. Depi flan lateral yo pa afekte, pwofil la etch rete anisotropik ak mete sifas la piti. Sepandan, selektivite a pa trè wo paske pwosesis la grave fizik tou rive. Anplis de sa, akselerasyon an nan iyon yo lakòz domaj nan sifas la wafer, ki mande pou rkwir tèmik pou fè reparasyon pou.
Pati chimik nan pwosesis la grave ranpli pa radikal gratis reyaji ak sifas la ak iyon yo fizikman frape materyèl la pou ke li pa redepoze sou wafer la oswa miray ranpa yo chanm, evite fenomèn nan redepozisyon tankou grave ion gwo bout bwa. Lè w ap ogmante presyon gaz la nan chanm grave a, chemen an vle di gratis nan iyon yo redwi, sa ki ogmante kantite kolizyon ant iyon yo ak molekil gaz yo, ak iyon yo gaye nan plis diferan direksyon. Sa a rezilta nan mwens direksyon grave, fè pwosesis la grave plis chimik.
Anisotropic etch pwofil yo reyalize pa pasivasyon flan yo pandan Silisyòm grave. Se oksijèn prezante nan chanm nan grave, kote li reyaji ak Silisyòm nan grave yo fòme diyoksid Silisyòm, ki se depoze sou flan vètikal yo. Akòz bonbadman ion, yo retire kouch oksid sou zòn orizontal yo, sa ki pèmèt pwosesis la gravure lateral kontinye. Metòd sa a ka kontwole fòm pwofil la etch ak apik nan flan yo.
Pousantaj etch la afekte pa faktè tankou presyon, pouvwa dèlko HF, gaz pwosesis, to aktyèl gaz koule ak tanperati wafer, ak ranje varyasyon li yo kenbe pi ba pase 15%. Anisotropi ogmante ak ogmante pouvwa HF, diminye presyon ak diminye tanperati. Se inifòmite nan pwosesis la grave detèmine pa gaz la, espas elektwòd ak materyèl elektwòd. Si distans elektwòd la twò piti, plasma a pa ka gaye respire, sa ki lakòz pa inifòmite. Ogmante distans elektwòd la diminye pousantaj grave paske plasma a distribye nan yon pi gwo volim. Kabòn se materyèl elektwòd pi pito paske li pwodui yon plasma inifòm tansyon pou kwen wafer la afekte menm jan ak sant wafer la.
Gaz pwosesis la jwe yon wòl enpòtan nan selektivite ak vitès grave. Pou Silisyòm ak Silisyòm konpoze, fliyò ak klò yo pwensipalman itilize pou reyalize grave. Chwazi gaz ki apwopriye a, ajiste koule gaz ak presyon, ak kontwole lòt paramèt tankou tanperati ak pouvwa nan pwosesis la ka reyalize to etch vle, selektivite, ak inifòmite. Optimizasyon paramèt sa yo anjeneral ajiste pou diferan aplikasyon ak materyèl.
Pwosesis la grave pa limite a yon sèl gaz, melanj gaz, oswa paramèt pwosesis fiks. Pou egzanp, ka oksid natif natal sou polysilicon dwe retire premye ak yon pousantaj grave segondè ak selektivite ki ba, pandan y ap polysilicon la ka grave pita ak yon selektivite ki pi wo relatif nan kouch ki kache yo.
———————————————————————————————————————————————————— ————————————
Semicera ka baypati grafit, mou/rijid te santi, pati carbure Silisyòm,Pati carbure Silisyòm CVD,akSiC/TaC kouvwi pati ak nan 30 jou.
Si w enterese nan pwodwi semi-conducteurs ki anwo yo,tanpri pa ezite kontakte nou nan premye fwa.
Tel: +86-13373889683
WhatsApp:+86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Tan pòs: Sep-12-2024