In u prucessu di fabricazione di semiconduttori,incisioneA tecnulugia hè un prucessu criticu chì hè adupratu per sguassà precisamente i materiali indesiderati nantu à u sustrato per furmà mudelli di circuiti cumplessi. Questu articulu introduverà in dettaglio duie tecnulugii di incisione mainstream - l'incisione à plasma accoppiata capacitivamente (CCP) è l'incisione in plasma accoppiata induttivamente (ICP), è scopre e so applicazioni in incisione diversi materiali.
Incisione al plasma accoppiata capacitivamente (CCP)
L'incisione di plasma accoppiata capacitivamente (CCP) hè ottenuta appiendu una tensione RF à dui elettrodi di piastre parallele attraversu un matcher è un condensatore di bloccu DC. I dui elettrodi è u plasma formanu un condensatore equivalente. In questu prucessu, a tensione RF forma una guaina capacitiva vicinu à l'elettrodu, è u cunfini di a guaina cambia cù l'oscillazione rapida di a tensione. Quandu l'elettroni ghjunghjenu à sta guaina chì cambia rapidamente, sò riflessi è guadagnanu energia, chì à u turnu provoca a dissociazione o l'ionizazione di e molécule di gas per furmà plasma. L'incisione CCP hè di solitu appiicata à materiali cù energia di legame chimicu più altu, cum'è dielettrici, ma per via di a so rata di incisione più bassa, hè adattatu per applicazioni chì necessitanu un cuntrollu fine.
Incisione al plasma accoppiata induttivamente (ICP)
Plasma accoppiatu induttivamenteincisione(ICP) hè basatu annantu à u principiu chì un currente alternante passa per una bobina per generà un campu magneticu induttu. Sutta l'azzione di stu campu magneticu, l'elettroni in a camera di reazzione sò accelerati è cuntinueghjanu à accelerà in u campu elettricu induttu, eventualmente colliding with the molécules di gas di reazione, pruvucannu chì e molécule dissociate o ionize è formanu plasma. Stu metudu pò pruduce una alta rata di ionizazione è permette a densità di plasma è l'energia di bumbardamentu per esse aghjustate indipindente, chì faceIncisione ICPassai adattatu per l'incisione di materiali cù una bassa energia di legame chimicu, cum'è u siliciu è u metallu. Inoltre, a tecnulugia ICP furnisce ancu una megliu uniformità è una tarifa di incisione.
1. Incisione di metalli
L'incisione metallica hè principalmente aduprata per u processu di interconnessioni è cablaggi metallichi multi-strati. I so esigenze includenu: alta velocità di incisione, alta selettività (più di 4: 1 per a capa di maschera è più grande di 20: 1 per u dielettricu interlayer), alta uniformità di incisione, un bonu cuntrollu di dimensione critica, senza danni di plasma, menu contaminanti residuali, è senza corrosione à u metallu. L'incisione di metalli generalmente usa l'attrezzatura di incisione di plasma accoppiata induttivamente.
•Incisione à l'aluminiu: L'aluminiu hè u materiale di filu più impurtante in a fase media è posteriore di a fabricazione di chip, cù i vantaghji di a bassa resistenza, a deposizione faciule è l'incisione. L'incisione di l'aluminiu usa generalmente plasma generatu da u gas di cloru (cum'è Cl2). L'aluminiu reagisce cù u cloru per pruduce chlorur d'aluminiu volatile (AlCl3). Inoltre, altri alogenuri, cum'è SiCl4, BCl3, BBr3, CCl4, CHF3, etc. ponu esse aghjuntu per sguassà a capa d'ossidu nantu à a superficia d'aluminiu per assicurà l'incisione normale.
• Tungsten incisione: In strutture di interconnessione di filu di metalli multi-layer, u tungstenu hè u metale principale utilizatu per l'interconnessione di a seccion media di u chip. U gasu di fluoru o di cloru pò esse usatu per incisione u tungstenu di metallu, ma i gasi basati in fluoru anu poca selettività per l'ossidu di siliciu, mentre chì i gasi di cloru (cum'è CCl4) anu una selettività megliu. L'azotu hè di solitu aghjuntu à u gasu di reazione per ottene una alta selettività di cola di incisione, è l'ossigenu hè aghjuntu per riduce a deposizione di carbone. L'incisione di tungstenu cù u gasu di cloru pò ottene incisione anisotropica è alta selettività. I gasi usati in l'incisione secca di tungstenu sò principarmenti SF6, Ar è O2, trà i quali SF6 pò esse scompostu in plasma per furnisce atomi di fluoru è tungstenu per a reazione chimica per pruduce fluoru.
• Incisione di nitruru di titaniu: Nitruru di titaniu, cum'è un materiale di mascara dura, rimpiazza u nitrudu di siliciu tradiziunale o mascara d'ossidu in u prucessu dual damascene. L'incisione di nitruru di titaniu hè principalmente utilizata in u prucessu di apertura di maschera dura, è u pruduttu principale di reazzione hè TiCl4. A selettività trà a maschera tradiziunale è a strata dielettrica low-k ùn hè micca alta, chì portarà à l'apparizione di u prufilu in forma d'arcu nantu à a cima di a capa dielettrica low-k è l'espansione di a larghezza di groove dopu à l'incisione. U spaziu trà e linee metalliche dipositate hè troppu chjucu, chì hè propensu à a fuga di ponte o a rottura diretta.
2. Insulator incisione
L'ughjettu di l'incisione di l'insulatori sò generalmente materiali dielettrici cum'è diossidu di siliciu o nitruru di siliciu, chì sò largamente usati per furmà buchi di cuntattu è fori di canali per cunnette diverse strati di circuitu. L'incisione dielettrica usa generalmente un incisore basatu annantu à u principiu di l'incisione di plasma accoppiata capacitivamente.
• Plasma incisione di film di diossidu di siliciu: A film di diossidu di siliciu hè generalmente incisu cù gasi di incisione chì cuntenenu fluoru, cum'è CF4, CHF3, C2F6, SF6 è C3F8. U carbone cuntenutu in u gasu di incisione pò reagisce cù l'ossigenu in a capa d'ossidu per pruduce i sottoprodotti CO è CO2, cacciendu cusì l'ossigenu in a capa d'ossidu. CF4 hè u gas di incisione più cumunimenti utilizatu. Quandu CF4 collides cù l'elettroni d'alta energia, parechji ioni, radicali, atomi è radicali liberi sò pruduciuti. I radicali liberi di fluoru ponu reagisce chimicamente cù SiO2 è Si per pruduce tetrafluorur di siliciu volatile (SiF4).
• Plasma incisione di film di nitruru di siliciu: A film di nitruru di siliciu pò esse incisu cù l'incisione di plasma cù CF4 o CF4 gas mixed (cù O2, SF6 è NF3). Per a film Si3N4, quandu u plasma CF4-O2 o un altru plasma di gas chì cuntene atomi F hè utilizatu per l'incisione, a velocità di incisione di nitruru di siliciu pò ghjunghje à 1200Å/min, è a selettività di l'incisione pò esse alta 20:1. U pruduttu principale hè u tetrafluoride di siliciu volatile (SiF4) chì hè faciule d'estrazione.
4. Incisione di siliciu di cristallo unicu
L'incisione di siliciu di cristallo unicu hè principalmente aduprata per furmà l'isolamentu di trinchera superficiale (STI). Stu prucessu di solitu include un prucessu di scuperta è un prucessu di incisione principale. U prucessu di scuperta usa gasu SiF4 è NF per caccià a capa d'ossidu nantu à a superficia di u siliciu di cristallu unicu per mezu di un forte bumbardamentu di ioni è l'azzione chimica di elementi di fluoru; l'incisione principale usa bromuru d'idrogenu (HBr) cum'è l'incisione principale. I radicali di bromu decomposti da HBr in l'ambiente di plasma reagiscenu cù u siliciu per furmà u tetrabromuro di siliciu volatile (SiBr4), cacciendu cusì u siliciu. L'incisione di siliciu di cristallu unicu usa generalmente una macchina di incisione di plasma accoppiata induttivamente.
5. Incisione Polysilicon
L'incisione di Polysilicon hè unu di i prucessi chjave chì determina a dimensione di a porta di i transistori, è a dimensione di a porta affetta direttamente u rendiment di i circuiti integrati. L'incisione di Polysilicon richiede un bonu rapportu di selettività. I gasi alogeni cum'è u cloru (Cl2) sò generalmente usati per ottene l'incisione anisotropica, è anu un bonu rapportu di selettività (finu à 10: 1). I gasi basati in bromu cum'è u bromu di l'idrogenu (HBr) ponu ottene un rapportu di selettività più altu (finu à 100: 1). Una mistura di HBr cù u cloru è l'ossigenu pò aumentà a rata di incisione. I prudutti di reazzione di u gasu alogenu è u siliciu sò dipositati nantu à e pareti laterali per ghjucà un rolu protettivu. L'incisione di polisilicio generalmente usa una macchina di incisione al plasma accoppiata in modo induttivo.
Qu'il s'agisse d'une gravure au plasma à accouplement capacitif ou d'une gravure au plasma à accouplement inductive, chacune a ses propres avantages et caractéristiques techniques. A scelta di una tecnulugia di incisione adattata pò micca solu migliurà l'efficienza di a produzzione, ma ancu assicurà u rendiment di u pruduttu finali.
Tempu di Postu: Nov-12-2024