Технологија на процесот на офорт со полупроводници

Офорт, или офорт, е клучен чекор во производството на полупроводници, производството на ИЦ за микроелектроника и процесите на производство на микро/нано. Тоа е примарен процес на моделирање поврзан со фотолитографијата. Во потесна смисла, офорт е во суштина фотолитографско офорт, каде што фоторезистот прво се изложува со помош на фотолитографија, а потоа се користат други методи за оградување на несаканиот материјал. Офорт е процес на селективно отстранување на несаканиот материјал од површината на силиконската обланда со помош на хемиски или физички методи. Нејзината основна цел е прецизно да го повтори моделот на маската на обложената силиконска нафора. Со развојот на процесите на микрофабрикација, офорт стана општ термин за соголување и отстранување на материјал со помош на раствори, реактивни јони или други механички методи, станувајќи вообичаен термин во микрофабрикацијата.

Офорт може да се категоризира во два вида: влажно офорт и суво офорт. При суво офорт, гасот се возбудува на високи фреквенции (првенствено 13,56 MHz или 2,45 GHz). Под притисок од 1 до 100 Pa, неговата средна слободна патека се движи од неколку милиметри до неколку сантиметри. Постојат три главни типа на суво офорт:

• Физичко суво офорт: Го забрзува физичкото абење на честичките на површината на обландата;

• Хемиско суво офорт: гасот хемиски реагира со површината на обландата;

• Хемиско-физичко суво офорт: Физички процес на офорт со хемиски својства;

1. Офорт со јонски сноп

Офортувањето со јонски сноп е физички сув процес на офорт. Јоните на аргон се зрачат на површината во јонски сноп од приближно 1 до 3 keV. Поради енергијата на јоните, тие го бомбардираат површинскиот материјал. Нафората се вметнува вертикално или под агол во јонскиот зрак, а процесот на офорт е апсолутно анизотропен. Селективноста е мала бидејќи не прави разлика помеѓу слоевите. Гасот и полираниот материјал се исфрлаат со вакуумска пумпа; сепак, бидејќи производите на реакцијата не се гасовити, честичките може да се таложат на нафората или ѕидовите на комората.

За да се избегнат овие честички, втор гас се внесува во комората. Овој гас реагира со јони на аргон, предизвикувајќи физичко-хемиски процес на офорт. Дел од гасот реагира со површината, но дел реагира со полираните честички за да формира гасовити нуспроизводи. Речиси сите материјали може да се гравираат со овој метод. Поради вертикалното зрачење, абењето на вертикалните ѕидови е многу мало (висока анизотропија). Сепак, поради малата селективност и ниската стапка на офорт, овој процес ретко се користи во современото производство на полупроводници.

2. Плазма офорт

Плазма офорт е апсолутно хемиски процес на офорт (хемиски сув офорт). Неговата предност е што површината на обландата не е оштетена од забрзаните јони. Поради подвижните честички на гасот за гравирање, профилот на офорт е изотропен, што го прави овој метод погоден за отстранување на цели филмски слоеви (на пр., чистење на задната страна по термичка оксидација).

Еден тип на реактор што се користи за плазма офорт е реактор низводно. Плазмата се запали на висока фреквенција од 2,45 GHz преку ударна јонизација, а местото на јонизација на ударот се одвојува од обландата.

Во регионот на испуштање гас, поради ударот се присутни различни честички, вклучувајќи ги и слободните радикали. Слободните радикали се неутрални атоми или молекули со незаситени електрони и затоа се многу реактивни. Како неутрален гас, тетрафлуорометанот (CF4) се внесува во регионот на испуштање гас и се одвојува во CF2 и молекули на флуор (F2). Слично на тоа, флуорот може да се одвои од CF4 со додавање на кислород (O2):

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

Молекулата на флуор може да се подели на два посебни атоми на флуор со енергијата во регионот на испуштање гас: секој атом на флуор е слободен радикал на флуор, бидејќи секој атом има седум валентни електрони и има за цел да постигне конфигурација на инертен гас. Покрај неутралните слободни радикали, има и неколку делумно наелектризирани честички (CF+4, CF+3, CF+2, ...). Сите честички, слободните радикали итн., потоа влегуваат во комората за офорт преку керамичка цевка. Наполнетите честички може да се блокираат од комората за офорт со решетка за екстракција или да се рекомбинираат за време на нивното формирање на неутрални молекули. Флуорските радикали, исто така, делумно се рекомбинираат, но доволно за да стигнат до комората за офорт, да реагираат на површината на обландата и да предизвикаат хемиско абразија. Другите неутрални честички не се дел од процесот на офорт и се исцрпуваат заедно со производите на реакцијата.

Примери на тенки фолии што може да се гравираат при плазма офорт: • Силициум: Si + 4F ---> SiF4 • Силициум диоксид: SiO2 + 4F ---> SiF4 + O2 • Силициум нитрид: Si3N4 + 12F ---> 3SiF4 + 2N2Etching карактеристики: повторно активирање,RIE3. профилот, брзината на офорт, униформноста и повторливоста може да се контролираат многу прецизно при реактивно јонско офортување. Можни се изотропни профили за офорт, како и анизотропни. Затоа, RIE е хемиски процес на физичко офорт и е најважниот процес во производството на полупроводници за конструирање на широк спектар на тенки филмови. Во процесната комора, нафората се поставува на високофреквентна електрода (HF електрода). Плазмата се генерира со ударна јонизација, во која се појавуваат слободни електрони и позитивно наелектризирани јони. Ако електродата HF е на позитивен напон, на неа се акумулираат слободни електрони и не можат повторно да ја напуштат електродата поради нивниот електронски афинитет. Затоа, електродата се полни на -1000 V (пристрасен напон). Бавните јони кои не можат да го следат брзото наизменично поле се движат кон негативно наелектризираната електрода.

Ако средната слободна патека на јоните е висока, честичките ја бомбардираат површината на обландата со речиси нормални агли. Така, материјалот се исфрла од површината со забрзани јони (физичко офорт), а некои честички исто така хемиски реагираат со површината. Страничните странични ѕидови не се засегнати, така што нема абење и профилот на офорт останува анизотропен. Селективноста не е премала, но не е преголема поради физичкиот процес на офорт. Понатаму, површината на обландата е оштетена од забрзаните јони и мора да се излечи со термичко жарење. Хемискиот дел од процесот на офорт се постигнува преку реакција на слободните радикали со површината и материјалот што се физичко мелење, така што тој не се таложи повторно на нафората или ѕидовите на комората како при офорт со јонски сноп. Со зголемување на притисокот во комората за офорт, средната слободна патека на честичките се намалува. Затоа, има повеќе судири, а честичките патуваат во различни насоки. Ова резултира со помалку насочен офорт, а процесот на офорт добива повеќе хемиски својства. Зголемената селективност резултира со поизотропен профил на офорт. Анизотропните офорни профили се постигнуваат преку пасивација на страничните ѕидови за време на силициумското офортување. Кислородот во комората за офорт реагира со мелениот силициум за да формира силициум диоксид, кој се депонира на вертикалните странични ѕидови. Оксидната фолија на хоризонталните области се отстранува поради јонско бомбардирање, овозможувајќи да продолжи процесот на латерално офортување.

Стапката на офорт зависи од притисокот, моќноста на генераторот со висока фреквенција, процесниот гас, вистинската брзина на проток на гас и температурата на нафората. Анизотропијата се зголемува со зголемување на моќноста на висока фреквенција, намалување на притисокот и намалување на температурата. Еднообразноста на процесот на офорт зависи од гасот, растојанието помеѓу двете електроди и материјалот на електродата. Ако растојанието е премногу мало, плазмата не може да се дисперзира рамномерно, што резултира со нехомогеност. Зголемувањето на растојанието на електродата ја намалува брзината на офорт бидејќи плазмата се дистрибуира преку проширен волумен. За електродите, јаглеродот се покажа како претпочитан материјал. Бидејќи флуорот и хлорот го напаѓаат и јаглеродот, електродите произведуваат униформа напната плазма, така што рабовите на обландата се засегнати на ист начин како и центарот на обландата.

Селективноста и брзината на гравирање во голема мера зависат од процесниот гас. За силициум и силициум соединенија, првенствено се користат флуор и хлор.

Процесите на офорт не се ограничени на еден гас, мешавина на гас или фиксни параметри на процесот. На пример, природните оксиди на полисилициумот може да се отстранат прво со висока стапка на офорт и со ниска селективност, проследено со офорт на полисилициумот со поголема селективност во однос на основните слоеви.

Semicorex нуди различниSiC компонентиво процесот на офорт. Ако имате какви било прашања или ви требаат дополнителни детали, не двоумете се да стапите во контакт со нас.

Контакт телефон +86-13567891907

Е-пошта: sales@semicorex.com