ເຕັກໂນໂລຊີຂະບວນການ etching semiconductor

ການປັກແສ່ວ, ຫຼືການແກະສະຫລັກ, ແມ່ນຂັ້ນຕອນສໍາຄັນໃນການຜະລິດ semiconductor, ການຜະລິດ microelectronics IC, ແລະຂະບວນການຜະລິດຈຸນລະພາກ / nano. ມັນເປັນຂະບວນການສ້າງຮູບແບບຕົ້ນຕໍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ photolithography. ໃນຄວາມຮູ້ສຶກແຄບ, etching ເປັນສິ່ງຈໍາເປັນ etching photolithographic, ບ່ອນທີ່ photoresist ທໍາອິດ exposed ໂດຍໃຊ້ photolithography, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນວິທີການອື່ນໆແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອ etch ອອກອຸປະກອນທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ. Etching ແມ່ນຂະບວນການຄັດເລືອກເອົາວັດສະດຸທີ່ບໍ່ຕ້ອງການອອກຈາກຫນ້າດິນຂອງ silicon wafer ໂດຍໃຊ້ວິທີທາງເຄມີຫຼືທາງດ້ານຮ່າງກາຍ. ເປົ້າຫມາຍພື້ນຖານຂອງມັນແມ່ນການເຮັດແບບຈໍາລອງຮູບແບບຫນ້າກາກຢ່າງຖືກຕ້ອງກ່ຽວກັບ wafer ຊິລິໂຄນທີ່ເຄືອບ. ດ້ວຍການພັດທະນາຂະບວນການ microfabrication, etching ໄດ້ກາຍເປັນຄໍາສັບທົ່ວໄປສໍາລັບການປອກເປືອກແລະການໂຍກຍ້າຍຂອງວັດສະດຸໂດຍໃຊ້ວິທີແກ້ໄຂ, ions reactive, ຫຼືວິທີການກົນຈັກອື່ນໆ, ກາຍເປັນຄໍາສັບທົ່ວໄປໃນ microfabrication.

ການແກະສະຫຼັກສາມາດແບ່ງອອກເປັນ 2 ປະເພດໄດ້ຢ່າງກວ້າງ ຂວາງຄື: ການປັກແສ່ວປຽກ ແລະ ການປັກແສ່ວແຫ້ງ. ໃນ etching ແຫ້ງ, ອາຍແກັສແມ່ນຕື່ນເຕັ້ນໃນຄວາມຖີ່ສູງ (ຕົ້ນຕໍ 13.56 MHz ຫຼື 2.45 GHz). ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນຂອງ 1 ຫາ 100 Pa, ເສັ້ນທາງເສລີຂອງມັນແມ່ນຕັ້ງແຕ່ສອງສາມມິນລິແມັດຫາສອງສາມຊັງຕີແມັດ. ມີສາມປະເພດຕົ້ນຕໍຂອງການ etching ແຫ້ງ:

• etching ແຫ້ງທາງດ້ານຮ່າງກາຍ: ເລັ່ງການສວມໃສ່ທາງດ້ານຮ່າງກາຍຂອງ particles ເທິງຫນ້າ wafer;

• etching ແຫ້ງທາງເຄມີ: ອາຍແກັສ reacts ເຄມີກັບຫນ້າດິນ wafer;

• ການແກະສະຫຼັກແຫ້ງທາງເຄມີ-ທາງກາຍະພາບ: ຂະບວນການ etching ທາງດ້ານຮ່າງກາຍທີ່ມີຄຸນສົມບັດທາງເຄມີ;

1. Ion beam etching

Ion beam etching ແມ່ນຂະບວນການ etching ແຫ້ງທາງດ້ານຮ່າງກາຍ. ໄອອອນ Argon ຖືກລັງສີລົງເທິງພື້ນຜິວໃນລໍາແສງ ion ປະມານ 1 ຫາ 3 keV. ເນື່ອງຈາກພະລັງງານຂອງ ion ໄດ້, ພວກເຂົາເຈົ້າ bombard ອຸປະກອນການດ້ານ. wafer ໄດ້ຖືກໃສ່ໃນແນວຕັ້ງຫຼືຢູ່ໃນມຸມເຂົ້າໄປໃນ beam ion, ແລະຂະບວນການ etching ແມ່ນ anisotropic ຢ່າງແທ້ຈິງ. ການຄັດເລືອກແມ່ນຕໍ່າເພາະວ່າມັນບໍ່ແຕກຕ່າງກັນລະຫວ່າງຊັ້ນ. ອາຍແກັສແລະວັດສະດຸຂັດແມ່ນຖືກຂັບໄລ່ອອກໂດຍເຄື່ອງສູບສູນຍາກາດ; ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກວ່າຜະລິດຕະພັນຕິກິຣິຍາບໍ່ແມ່ນທາດອາຍແກັສ, ອະນຸພາກສາມາດຝາກໄວ້ໃນຝາ wafer ຫຼືຫ້ອງ.

ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການອະນຸພາກເຫຼົ່ານີ້, ອາຍແກັສທີສອງຖືກນໍາສະເຫນີເຂົ້າໄປໃນຫ້ອງ. ອາຍແກັສນີ້ reacts ກັບ ions argon, inducing ຂະບວນການ etching physicochemical. ອາຍແກັສບາງອັນມີປະຕິກິລິຍາກັບພື້ນຜິວ, ແຕ່ບາງອັນເຮັດປະຕິກິລິຍາກັບອະນຸພາກທີ່ຂັດແລ້ວເພື່ອສ້າງເປັນທາດອາຍແກັສ. ເກືອບທຸກວັດສະດຸສາມາດ etched ໂດຍໃຊ້ວິທີນີ້. ເນື່ອງຈາກລັງສີແນວຕັ້ງ, ການໃສ່ໃນຝາຕັ້ງແມ່ນຕໍ່າຫຼາຍ (anisotropy ສູງ). ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກການຄັດເລືອກຕ່ໍາແລະອັດຕາການ etching ຕ່ໍາ, ຂະບວນການນີ້ບໍ່ຄ່ອຍຖືກນໍາໃຊ້ໃນການຜະລິດ semiconductor ທີ່ທັນສະໄຫມ.

2. ການປັກແສ່ວ Plasma

Plasma etching ແມ່ນຂະບວນການ etching ສານເຄມີຢ່າງແທ້ຈິງ (ເຄມີແຫ້ງ etch). ປະໂຫຍດຂອງມັນແມ່ນວ່າຫນ້າດິນ wafer ບໍ່ໄດ້ຖືກທໍາລາຍໂດຍ ions ເລັ່ງ. ເນື່ອງຈາກອະນຸພາກທີ່ສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ຂອງອາຍແກັສ etching, profile etching ແມ່ນ isotropic, ເຮັດໃຫ້ວິທີການນີ້ເຫມາະສົມສໍາລັບການເອົາຊັ້ນຮູບເງົາທັງຫມົດ (ເຊັ່ນ: ການເຮັດຄວາມສະອາດດ້ານຫລັງຫຼັງຈາກການຜຸພັງຄວາມຮ້ອນ).

ເຕົາປະຕິກອນປະເພດໜຶ່ງທີ່ໃຊ້ໃນການເຈາະ plasma ແມ່ນເຄື່ອງປະຕິກອນລຸ່ມນ້ຳ. plasma ໄດ້ຖືກໄຟໄຫມ້ຢູ່ໃນຄວາມຖີ່ສູງຂອງ 2.45 GHz ໂດຍຜ່ານການ ionization ຜົນກະທົບ, ແລະສະຖານທີ່ ionization ຜົນກະທົບແຍກອອກຈາກ wafer ໄດ້.

ໃນເຂດການປ່ອຍອາຍແກັສ, ອະນຸພາກຕ່າງໆ, ລວມທັງອະນຸມູນອິສະລະ, ແມ່ນມີຢູ່ເນື່ອງຈາກຜົນກະທົບ. ອະນຸມູນອິດສະລະແມ່ນອະຕອມ ຫຼືໂມເລກຸນທີ່ເປັນກາງທີ່ມີອິເລັກຕອນທີ່ບໍ່ອີ່ມຕົວ ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງມີປະຕິກິລິຍາສູງ. ໃນຖານະທີ່ເປັນອາຍແກັສທີ່ເປັນກາງ, tetrafluoromethane (CF4) ຖືກນໍາເຂົ້າໄປໃນພາກພື້ນການປ່ອຍອາຍແກັສແລະແຍກອອກເປັນ CF2 ແລະໂມເລກຸນ fluorine (F2). ເຊັ່ນດຽວກັນ, fluorine ສາມາດແຍກອອກຈາກ CF4 ໂດຍການເພີ່ມອົກຊີເຈນ (O2):

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

ໂມເລກຸນ fluorine ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງປະລໍາມະນູ fluorine ແຍກຕ່າງຫາກໂດຍພະລັງງານໃນພາກພື້ນການປ່ອຍອາຍແກັສ: ແຕ່ລະປະລໍາມະນູ fluorine ເປັນອະນຸມູນອິສະລະ fluorine, ເນື່ອງຈາກວ່າແຕ່ລະອະຕອມມີເຈັດ valence electrons ແລະມີຈຸດປະສົງເພື່ອບັນລຸການຕັ້ງຄ່າອາຍແກັສ inert. ນອກເໜືອໄປຈາກອະນຸພາກອິດສະລະທີ່ເປັນກາງ, ຍັງມີອະນຸພາກທີ່ຄິດຄ່າບາງສ່ວນ (CF+4, CF+3, CF+2, ...). ອະນຸພາກທັງຫມົດ, ຮາກຟຣີ, ແລະອື່ນໆ, ຫຼັງຈາກນັ້ນເຂົ້າໄປໃນຫ້ອງ etching ຜ່ານທໍ່ ceramic. ອະນຸພາກທີ່ຄິດຄ່າສາມາດຖືກສະກັດຈາກຫ້ອງ etching ໂດຍ grating ສະກັດຫຼື recombine ໃນໄລຍະການສ້າງຕັ້ງຂອງເຂົາເຈົ້າຂອງໂມເລກຸນທີ່ເປັນກາງ. ອະນຸມູນອິດສະລະ fluorine ຍັງ recombine ບາງສ່ວນ, ແຕ່ພຽງພໍທີ່ຈະໄປເຖິງຫ້ອງການ etching, react ເທິງຫນ້າດິນ wafer, ແລະເຮັດໃຫ້ເກີດການຂັດສານເຄມີ. ອະນຸພາກທີ່ເປັນກາງອື່ນໆບໍ່ແມ່ນສ່ວນຫນຶ່ງຂອງຂະບວນການ etching ແລະຖືກ depleted ພ້ອມກັບຜະລິດຕະພັນຕິກິຣິຍາ.

ຕົວຢ່າງຂອງຮູບເງົາບາງໆທີ່ສາມາດ etched ໃນ plasma etching: • Silicon: Si + 4F ---> SiF4 • Silicon dioxide: SiO2 + 4F ---> SiF4 + O2 • Silicon nitride: Si3N4 + 12F ---> 3SiF4 + 2N2 3. Reactive ion etching (RIE), ຄຸນລັກສະນະການ etching, ລັກສະນະການເຮັດເລື້ມຄືນ, ຄຸນລັກສະນະຂອງ etching, ເອກະພາບ. ທັງ​ຫມົດ​ໄດ້​ຮັບ​ການ​ຄວບ​ຄຸມ​ຢ່າງ​ຊັດ​ເຈນ​ໃນ​ການ etching ion reactive​. ໂປຼໄຟລ໌ etching Isotropic ເຊັ່ນດຽວກັນກັບ anisotropic ເປັນໄປໄດ້. ດັ່ງນັ້ນ, RIE ແມ່ນຂະບວນການ etching ທາງດ້ານຮ່າງກາຍທາງເຄມີແລະເປັນຂະບວນການທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດໃນການຜະລິດ semiconductor ສໍາລັບການກໍ່ສ້າງຫຼາກຫຼາຍຊະນິດຂອງຮູບເງົາບາງໆ. ຢູ່ໃນຫ້ອງຂະບວນການ, wafer ແມ່ນຖືກຈັດໃສ່ໃນ electrode ຄວາມຖີ່ສູງ (HF electrode). Plasma ແມ່ນຜະລິດໂດຍ ionization ຜົນກະທົບ, ໃນທີ່ເອເລັກໂຕຣນິກຟຣີແລະ ions ຄິດຄ່າບວກປະກົດຂຶ້ນ. ຖ້າ electrode HF ຢູ່ທີ່ແຮງດັນບວກ, ອິເລັກຕອນຟຣີຈະສະສົມໃສ່ມັນແລະບໍ່ສາມາດອອກຈາກ electrode ອີກເທື່ອຫນຶ່ງເນື່ອງຈາກຄວາມໃກ້ຊິດຂອງເອເລັກໂຕຣນິກຂອງພວກເຂົາ. ດັ່ງນັ້ນ, electrode ແມ່ນຄິດຄ່າທໍານຽມເປັນ -1000 V (ແຮງດັນ bias). ໄອອອນຊ້າທີ່ບໍ່ສາມາດປະຕິບັດຕາມພາກສະຫນາມສະລັບກັນຢ່າງໄວວາຍ້າຍໄປສູ່ electrode ທີ່ຄິດຄ່າລົບ.

ຖ້າເສັ້ນທາງເສລີ່ຍຂອງ ions ແມ່ນສູງ, ອະນຸພາກຈະລະເບີດພື້ນຜິວຂອງ wafer ໃນມຸມເກືອບ perpendicular. ດັ່ງນັ້ນ, ວັດສະດຸດັ່ງກ່າວຈຶ່ງຖືກຂັບໄລ່ອອກຈາກພື້ນຜິວໂດຍ ions ເລັ່ງ (ການດູດຊຶມທາງກາຍະພາບ), ແລະບາງອະນຸພາກຍັງປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີກັບພື້ນຜິວ. ຝາຂ້າງຂ້າງບໍ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບ, ສະນັ້ນບໍ່ມີການສວມໃສ່ ແລະ ຮອຍຂີດຂ່ວນຍັງຄົງເປັນ anisotropic. ການຄັດເລືອກແມ່ນບໍ່ນ້ອຍເກີນໄປ, ແຕ່ມັນບໍ່ໃຫຍ່ເກີນໄປເນື່ອງຈາກຂະບວນການ etching ທາງດ້ານຮ່າງກາຍ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ພື້ນຜິວ wafer ແມ່ນເສຍຫາຍໂດຍ ions ເລັ່ງແລະຕ້ອງໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວໂດຍການຫມຸນຄວາມຮ້ອນ. ພາກສ່ວນເຄມີຂອງຂະບວນການ etching ແມ່ນສໍາເລັດໂດຍຜ່ານການຕິກິຣິຍາຂອງອະນຸມູນອິດສະລະກັບຫນ້າດິນແລະອຸປະກອນການໄດ້ຖືກ milled ທາງດ້ານຮ່າງກາຍ, ສະນັ້ນມັນບໍ່ໄດ້ redeposit ໃສ່ຝາ wafer ຫຼືສະພາການຄືໃນ etching beam ion. ໂດຍການເພີ່ມຄວາມກົດດັນໃນຫ້ອງ etching, ເສັ້ນທາງເສລີ່ຍຂອງອະນຸພາກຫຼຸດລົງ. ດັ່ງນັ້ນ, ມີການປະທະກັນຫຼາຍຂຶ້ນ, ແລະອະນຸພາກເດີນທາງໄປໃນທິດທາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ອັນນີ້ສົ່ງຜົນໃຫ້ມີການເຈາະຕາມທິດທາງໜ້ອຍລົງ, ແລະຂະບວນການ etching ໄດ້ຮັບຄຸນສົມບັດທາງເຄມີຫຼາຍຂຶ້ນ. ການເລືອກເຟັ້ນທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນເຮັດໃຫ້ມີຄວາມເປັນຕົວແບບ isotropic ຫຼາຍຂຶ້ນ. ໂປຼໄຟລ໌ etch Anisotropic ແມ່ນບັນລຸໄດ້ໂດຍຜ່ານການ passivation ຂອງ sidewalls ໃນລະຫວ່າງການ etching ຊິລິໂຄນ. ອົກຊີເຈນຢູ່ໃນຫ້ອງ etching reacts ກັບ silicon milled ເພື່ອສ້າງເປັນ silicon dioxide, ເຊິ່ງຝາກໄວ້ໃນ sidewalls ຕັ້ງ. ແຜ່ນ oxide ຢູ່ໃນພາກພື້ນອອກຕາມລວງນອນໄດ້ຖືກໂຍກຍ້າຍອອກເນື່ອງຈາກການລະເບີດຂອງ ion, ອະນຸຍາດໃຫ້ຂະບວນການ etching ຂ້າງຄຽງຈະສືບຕໍ່.

ອັດ​ຕາ​ການ etch ແມ່ນ​ຂຶ້ນ​ກັບ​ຄວາມ​ກົດ​ດັນ​, ພະ​ລັງ​ງານ​ການ​ຜະ​ລິດ​ຄວາມ​ຖີ່​ສູງ​, ອາຍ​ແກ​ັ​ສ​ຂະ​ບວນ​ການ​, ອັດ​ຕາ​ການ​ໄຫຼ​ອາຍ​ແກ​ັ​ສ​ຕົວ​ຈິງ​, ແລະ​ອຸນ​ຫະ​ພູມ wafer​. Anisotropy ເພີ່ມຂຶ້ນດ້ວຍການເພີ່ມພະລັງງານຄວາມຖີ່ສູງ, ຄວາມກົດດັນຫຼຸດລົງ, ແລະອຸນຫະພູມຫຼຸດລົງ. ຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງຂະບວນການ etching ແມ່ນຂຶ້ນກັບອາຍແກັສ, ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງສອງ electrodes, ແລະອຸປະກອນ electrode. ຖ້າໄລຍະຫ່າງແມ່ນນ້ອຍເກີນໄປ, plasma ບໍ່ສາມາດກະແຈກກະຈາຍໄດ້ຢ່າງສະຫມໍ່າສະເຫມີ, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດຄວາມບໍ່ເປັນເອກະພາບ. ການເພີ່ມໄລຍະຫ່າງຂອງ electrode ຫຼຸດຜ່ອນອັດຕາການ etch ເນື່ອງຈາກວ່າ plasma ໄດ້ຖືກແຈກຢາຍໃນປະລິມານທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ. ສໍາລັບ electrodes, ກາກບອນໄດ້ພິສູດວ່າເປັນວັດສະດຸທີ່ຕ້ອງການ. ເນື່ອງຈາກວ່າ fluorine ແລະ chlorine ຍັງທໍາຮ້າຍຄາບອນ, electrodes ຜະລິດ plasma strained ເປັນເອກະພາບ, ດັ່ງນັ້ນຂອບ wafer ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບໃນລັກສະນະດຽວກັນກັບສູນກາງ wafer.

ການຄັດເລືອກແລະອັດຕາ etch ແມ່ນຂຶ້ນກັບອາຍແກັສຂະບວນການ. ສໍາລັບທາດປະສົມຊິລິໂຄນແລະຊິລິໂຄນ, fluorine ແລະ chlorine ຖືກນໍາໃຊ້ຕົ້ນຕໍ.

ຂະບວນການ etching ແມ່ນບໍ່ຈໍາກັດພຽງແຕ່ອາຍແກັສດຽວ, ປະສົມອາຍແກັສ, ຫຼືຕົວກໍານົດການຂະບວນການຄົງທີ່. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ທາດອອກໄຊພື້ນເມືອງໃນໂພລີຊິລິຄອນສາມາດຖືກໂຍກຍ້າຍອອກຄັ້ງທໍາອິດໃນອັດຕາ etch ສູງແລະມີການຄັດເລືອກຕ່ໍາ, ຕິດຕາມມາດ້ວຍການ etching ຂອງ polysilicon ທີ່ມີການຄັດເລືອກທີ່ສູງກວ່າເມື່ອທຽບກັບຊັ້ນທີ່ຕິດພັນ.

Semicorex ສະເຫນີຕ່າງໆອົງປະກອບ SiCໃນຂະບວນການ etching. ຖ້າທ່ານມີຄໍາຖາມໃດໆຫຼືຕ້ອງການລາຍລະອຽດເພີ່ມເຕີມ, ກະລຸນາຢ່າລັງເລທີ່ຈະຕິດຕໍ່ກັບພວກເຮົາ.

ເບີໂທຕິດຕໍ່ #+86-13567891907

ອີເມວ: sales@semicorex.com