Yn y broses gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion,ysgythriadMae technoleg yn broses hanfodol a ddefnyddir i gael gwared ar ddeunyddiau diangen ar y swbstrad yn union i ffurfio patrymau cylched cymhleth. Bydd yr erthygl hon yn cyflwyno dwy dechnoleg ysgythru prif ffrwd yn fanwl - ysgythru plasma wedi'i gyplysu'n gapacitive (CCP) ac ysgythru plasma â chyplysu anwythol (CCP).ICP), ac archwilio eu cymwysiadau wrth ysgythru gwahanol ddefnyddiau.
Ysgythriad plasma wedi'i gyplysu'n gapasiti (CCP)
Cyflawnir ysgythru plasma wedi'i gyplysu'n gapasiti (CCP) trwy gymhwyso foltedd RF i ddau electrod plât cyfochrog trwy fatiwr a chynhwysydd blocio DC. Mae'r ddau electrod a'r plasma gyda'i gilydd yn ffurfio cynhwysydd cyfatebol. Yn y broses hon, mae'r foltedd RF yn ffurfio gwain capacitive ger yr electrod, ac mae ffin y wain yn newid gydag osciliad cyflym y foltedd. Pan fydd electronau'n cyrraedd y wain hon sy'n newid yn gyflym, maent yn cael eu hadlewyrchu ac yn ennill egni, sydd yn ei dro yn sbarduno daduniad neu ioneiddiad moleciwlau nwy i ffurfio plasma. Mae ysgythriad CCP fel arfer yn cael ei gymhwyso i ddeunyddiau ag egni bond cemegol uwch, megis deuelectrig, ond oherwydd ei gyfradd ysgythru is, mae'n addas ar gyfer cymwysiadau sydd angen rheolaeth fanwl.
Ysgythriad plasma wedi'i gyplysu'n anwythol (ICP)
Plasma wedi'i gyplysu'n anwytholysgythriad(ICP) yn seiliedig ar yr egwyddor bod cerrynt eiledol yn mynd trwy coil i gynhyrchu maes magnetig anwythol. O dan weithred y maes magnetig hwn, mae'r electronau yn y siambr adwaith yn cael eu cyflymu ac yn parhau i gyflymu yn y maes trydan anwythol, gan wrthdaro yn y pen draw â'r moleciwlau nwy adwaith, gan achosi'r moleciwlau i ddatgysylltu neu ïoneiddio a ffurfio plasma. Gall y dull hwn gynhyrchu cyfradd ïoneiddio uchel a chaniatáu i'r dwysedd plasma a'r egni peledu gael eu haddasu'n annibynnol, sy'n gwneudYsgythriad ICPaddas iawn ar gyfer deunyddiau ysgythru ag egni bond cemegol isel, megis silicon a metel. Yn ogystal, mae technoleg ICP hefyd yn darparu gwell unffurfiaeth a chyfradd ysgythru.
1. Ysgythriad metel
Defnyddir ysgythru metel yn bennaf ar gyfer prosesu rhyng-gysylltiadau a gwifrau metel aml-haen. Mae ei ofynion yn cynnwys: cyfradd ysgythru uchel, detholusrwydd uchel (mwy na 4: 1 ar gyfer yr haen mwgwd a mwy na 20: 1 ar gyfer yr haen deuelectrig), unffurfiaeth ysgythru uchel, rheolaeth dimensiwn critigol da, dim difrod plasma, llai o halogion gweddilliol, a dim cyrydiad i fetel. Mae ysgythru metel fel arfer yn defnyddio offer ysgythru plasma wedi'i gyplysu'n anwythol.
•Ysgythriad alwminiwm: Alwminiwm yw'r deunydd gwifren pwysicaf yng nghamau canol a chefn gweithgynhyrchu sglodion, gyda manteision ymwrthedd isel, dyddodiad hawdd ac ysgythru. Mae ysgythru alwminiwm fel arfer yn defnyddio plasma a gynhyrchir gan nwy clorid (fel Cl2). Mae alwminiwm yn adweithio â chlorin i gynhyrchu alwminiwm clorid anweddol (AlCl3). Yn ogystal, gellir ychwanegu halidau eraill megis SiCl4, BCl3, BBr3, CCl4, CHF3, ac ati i gael gwared ar yr haen ocsid ar yr wyneb alwminiwm i sicrhau'r ysgythriad arferol.
• Ysgythriad twngsten: Mewn strwythurau rhyng-gysylltu gwifren fetel aml-haen, twngsten yw'r prif fetel a ddefnyddir ar gyfer rhyng-gysylltiad adran ganol y sglodion. Gellir defnyddio nwyon sy'n seiliedig ar fflworin neu sy'n seiliedig ar glorin i ysgythru twngsten metel, ond mae gan nwyon sy'n seiliedig ar fflworin ddetholusrwydd gwael ar gyfer silicon ocsid, tra bod nwyon clorin (fel CCl4) yn fwy detholus. Mae nitrogen fel arfer yn cael ei ychwanegu at y nwy adwaith i gael detholiad glud ysgythru uchel, ac ychwanegir ocsigen i leihau dyddodiad carbon. Gall ysgythru twngsten â nwy clorin gyflawni ysgythriad anisotropic a detholusrwydd uchel. Y nwyon a ddefnyddir mewn ysgythru twngsten sych yn bennaf yw SF6, Ar ac O2, ac ymhlith y rhain gellir dadelfennu SF6 mewn plasma i ddarparu atomau fflworin a thwngsten ar gyfer adwaith cemegol i gynhyrchu fflworid.
• Ysgythriad nitrid titaniwm: Mae nitrid titaniwm, fel deunydd mwgwd caled, yn disodli'r mwgwd nitrid silicon traddodiadol neu ocsid yn y broses damascene deuol. Defnyddir ysgythru nitrid titaniwm yn bennaf yn y broses agor mwgwd caled, a'r prif gynnyrch adwaith yw TiCl4. Nid yw'r detholusrwydd rhwng y mwgwd traddodiadol a'r haen dielectrig isel-k yn uchel, a fydd yn arwain at ymddangosiad y proffil siâp arc ar ben yr haen dielectrig isel-k ac ehangu lled y rhigol ar ôl ysgythru. Mae'r gofod rhwng y llinellau metel a adneuwyd yn rhy fach, sy'n dueddol o ollwng pontydd neu chwalu'n uniongyrchol.
2. Ysgythriad ynysydd
Mae gwrthrych ysgythru ynysydd fel arfer yn ddeunyddiau dielectrig fel silicon deuocsid neu silicon nitrid, a ddefnyddir yn eang i ffurfio tyllau cyswllt a thyllau sianel i gysylltu gwahanol haenau cylched. Mae ysgythru dielectrig fel arfer yn defnyddio ysgythrwr yn seiliedig ar yr egwyddor o ysgythru plasma wedi'i gyplysu'n gapacitive.
• Ysgythriad plasma o ffilm silicon deuocsid: Mae ffilm silicon deuocsid fel arfer yn cael ei ysgythru gan ddefnyddio nwyon ysgythru sy'n cynnwys fflworin, megis CF4, CHF3, C2F6, SF6 a C3F8. Gall y carbon a gynhwysir yn y nwy ysgythru adweithio â'r ocsigen yn yr haen ocsid i gynhyrchu sgil-gynhyrchion CO a CO2, a thrwy hynny gael gwared ar yr ocsigen yn yr haen ocsid. CF4 yw'r nwy ysgythru a ddefnyddir amlaf. Pan fydd CF4 yn gwrthdaro ag electronau ynni uchel, cynhyrchir ïonau amrywiol, radicalau, atomau a radicalau rhydd. Gall radicalau rhydd o fflworin adweithio'n gemegol â SiO2 a Si i gynhyrchu tetrafluorid silicon anweddol (SiF4).
• Ysgythriad plasma o ffilm nitrid silicon: Gellir ysgythru ffilm nitrid silicon gan ddefnyddio ysgythriad plasma gyda nwy cymysg CF4 neu CF4 (gydag O2, SF6 a NF3). Ar gyfer ffilm Si3N4, pan ddefnyddir plasma CF4-O2 neu blasma nwy arall sy'n cynnwys atomau F ar gyfer ysgythru, gall cyfradd ysgythru silicon nitrid gyrraedd 1200Å/min, a gall y detholiad ysgythru fod mor uchel â 20:1. Y prif gynnyrch yw tetrafluorid silicon anweddol (SiF4) sy'n hawdd ei echdynnu.
4. ysgythriad silicon grisial sengl
Defnyddir ysgythru silicon grisial sengl yn bennaf i ffurfio ynysu ffos bas (STI). Mae'r broses hon fel arfer yn cynnwys proses dorri tir newydd a phrif broses ysgythru. Mae'r broses dorri tir newydd yn defnyddio nwy SiF4 a NF i gael gwared ar yr haen ocsid ar wyneb silicon grisial sengl trwy beledu ïon cryf a gweithrediad cemegol elfennau fflworin; mae'r prif ysgythriad yn defnyddio hydrogen bromid (HBr) fel y prif ysgythriad. Mae'r radicalau bromin sy'n cael eu dadelfennu gan HBr yn yr amgylchedd plasma yn adweithio â silicon i ffurfio tetrabromid silicon anweddol (SiBr4), a thrwy hynny gael gwared â silicon. Mae ysgythru silicon crisial sengl fel arfer yn defnyddio peiriant ysgythru plasma wedi'i gyplysu'n anwythol.
5. Ysgythriad Polysilicon
Mae ysgythru polysilicon yn un o'r prosesau allweddol sy'n pennu maint giât y transistorau, ac mae maint y giât yn effeithio'n uniongyrchol ar berfformiad cylchedau integredig. Mae angen cymhareb ddetholusrwydd da ar gyfer ysgythru polysilicon. Defnyddir nwyon halogen fel clorin (Cl2) fel arfer i gyflawni ysgythriad anisotropig, ac mae ganddynt gymhareb ddetholusrwydd da (hyd at 10:1). Gall nwyon sy'n seiliedig ar bromin fel hydrogen bromid (HBr) gael cymhareb ddetholusrwydd uwch (hyd at 100:1). Gall cymysgedd o HBr gyda chlorin ac ocsigen gynyddu'r gyfradd ysgythru. Mae cynhyrchion adwaith nwy halogen a silicon yn cael eu hadneuo ar y waliau ochr i chwarae rôl amddiffynnol. Mae ysgythru polysilicon fel arfer yn defnyddio peiriant ysgythru plasma wedi'i gyplu'n anwythol.
P'un a yw'n ysgythru plasma wedi'i gyplu'n gapacitive neu'n ysgythru plasma wedi'i gyplysu'n anwythol, mae gan bob un ei fanteision unigryw a'i nodweddion technegol ei hun. Gall dewis technoleg ysgythru addas nid yn unig wella effeithlonrwydd cynhyrchu, ond hefyd sicrhau cynnyrch y cynnyrch terfynol.
Amser postio: Tachwedd-12-2024