Un Rhagymadrodd
Rhennir ysgythru yn y broses gweithgynhyrchu cylched integredig yn:
-Ysgythru gwlyb;
-Ysgythru sych.
Yn y dyddiau cynnar, defnyddiwyd ysgythru gwlyb yn eang, ond oherwydd ei gyfyngiadau mewn rheolaeth lled llinell a chyfeiriadedd ysgythru, mae'r rhan fwyaf o brosesau ar ôl 3μm yn defnyddio ysgythriad sych. Defnyddir ysgythriad gwlyb yn unig i gael gwared ar rai haenau deunydd arbennig a gweddillion glân.
Mae ysgythru sych yn cyfeirio at y broses o ddefnyddio ysgythriadau cemegol nwyol i adweithio â deunyddiau ar y wafer i ysgythru'r rhan o'r deunydd sydd i'w dynnu a ffurfio cynhyrchion adwaith anweddol, sydd wedyn yn cael eu tynnu o'r siambr adwaith. Mae ysgythriad fel arfer yn cael ei gynhyrchu'n uniongyrchol neu'n anuniongyrchol o plasma'r nwy ysgythru, felly gelwir ysgythru sych hefyd yn ysgythru plasma.
1.1 Plasma
Nwy mewn cyflwr gwan wedi'i ïoneiddio yw plasma a ffurfiwyd gan ollyngiad glow o nwy ysgythru o dan weithred maes electromagnetig allanol (fel a gynhyrchir gan gyflenwad pŵer amledd radio). Mae'n cynnwys electronau, ïonau a gronynnau gweithredol niwtral. Yn eu plith, gall gronynnau gweithredol adweithio'n gemegol yn uniongyrchol â'r deunydd ysgythru i gyflawni ysgythru, ond dim ond mewn nifer fach iawn o ddeunyddiau y mae'r adwaith cemegol pur hwn fel arfer yn digwydd ac nid yw'n gyfeiriadol; pan fydd gan yr ïonau egni penodol, gellir eu hysgythru trwy wasgaru corfforol uniongyrchol, ond mae cyfradd ysgythru yr adwaith corfforol pur hwn yn hynod o isel ac mae'r detholedd yn wael iawn.
Mae'r rhan fwyaf o ysgythru plasma yn cael ei gwblhau gyda chyfranogiad gronynnau gweithredol ac ïonau ar yr un pryd. Yn y broses hon, mae gan beledu ïon ddwy swyddogaeth. Un yw dinistrio'r bondiau atomig ar wyneb y deunydd ysgythru, a thrwy hynny gynyddu'r gyfradd y mae gronynnau niwtral yn adweithio ag ef; y llall yw dymchwel y cynhyrchion adwaith a adneuwyd ar y rhyngwyneb adwaith i hwyluso'r ysgythriad i gysylltu'n llawn ag arwyneb y deunydd ysgythru, fel bod yr ysgythru yn parhau.
Ni ellir tynnu'r cynhyrchion adwaith a adneuwyd ar waliau ochr y strwythur ysgythru yn effeithiol trwy beledu ïon cyfeiriadol, a thrwy hynny rwystro ysgythriad y waliau ochr a ffurfio ysgythriad anisotropig.
Ail broses ysgythru
2.1 Ysgythru a Glanhau Gwlyb
Ysgythriad gwlyb yw un o'r technolegau cynharaf a ddefnyddir mewn gweithgynhyrchu cylched integredig. Er bod y rhan fwyaf o brosesau ysgythru gwlyb wedi'u disodli gan ysgythru sych anisotropig oherwydd ei ysgythru isotropig, mae'n dal i chwarae rhan bwysig wrth lanhau haenau anfeirniadol o feintiau mwy. Yn enwedig wrth ysgythru gweddillion tynnu ocsid a stripio epidermaidd, mae'n fwy effeithiol ac economaidd nag ysgythru sych.
Mae gwrthrychau ysgythriad gwlyb yn bennaf yn cynnwys ocsid silicon, nitrid silicon, silicon grisial sengl a silicon polycrystalline. Mae ysgythriad gwlyb o silicon ocsid fel arfer yn defnyddio asid hydrofluorig (HF) fel y prif gludwr cemegol. Er mwyn gwella detholusrwydd, defnyddir asid hydrofluorig gwanedig wedi'i glustogi gan fflworid amoniwm yn y broses. Er mwyn cynnal sefydlogrwydd y gwerth pH, gellir ychwanegu ychydig bach o asid cryf neu elfennau eraill. Mae'n haws cyrydu silicon ocsid dop na silicon ocsid pur. Defnyddir stripio cemegol gwlyb yn bennaf i gael gwared â photoresist a mwgwd caled (silicon nitride). Asid ffosfforig poeth (H3PO4) yw'r prif hylif cemegol a ddefnyddir ar gyfer stripio cemegol gwlyb i dynnu silicon nitrid, ac mae ganddo ddetholusrwydd da ar gyfer silicon ocsid.
Mae glanhau gwlyb yn debyg i ysgythru gwlyb, ac yn bennaf yn cael gwared ar lygryddion ar wyneb wafferi silicon trwy adweithiau cemegol, gan gynnwys gronynnau, mater organig, metelau ac ocsidau. Mae glanhau gwlyb prif ffrwd yn ddull cemegol gwlyb. Er y gall glanhau sych ddisodli llawer o ddulliau glanhau gwlyb, nid oes unrhyw ddull a all ddisodli glanhau gwlyb yn llwyr.
Mae cemegau a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer glanhau gwlyb yn cynnwys asid sylffwrig, asid hydroclorig, asid hydrofluorig, asid ffosfforig, hydrogen perocsid, amoniwm hydrocsid, fflworid amoniwm, ac ati Mewn cymwysiadau ymarferol, cymysgir un neu fwy o gemegau â dŵr deionized mewn cyfran benodol yn ôl yr angen. ffurfio datrysiad glanhau, fel SC1, SC2, DHF, BHF, ac ati.
Defnyddir glanhau yn aml yn y broses cyn dyddodiad ffilm ocsid, oherwydd mae'n rhaid paratoi ffilm ocsid ar wyneb wafferi silicon hollol lân. Mae'r broses glanhau wafferi silicon cyffredin fel a ganlyn:
2.2 Ysgythriad Sych and Glanhau
2.2.1 Ysgythriad Sych
Mae ysgythru sych yn y diwydiant yn cyfeirio'n bennaf at ysgythru plasma, sy'n defnyddio plasma gyda gweithgaredd uwch i ysgythru sylweddau penodol. Mae'r system offer mewn prosesau cynhyrchu ar raddfa fawr yn defnyddio plasma tymheredd isel nad yw'n ecwilibriwm.
Mae ysgythru plasma yn bennaf yn defnyddio dau ddull rhyddhau: rhyddhau cypledig capacitive a rhyddhau cypledig anwythol
Yn y modd rhyddhau wedi'i gyplysu'n gapacitive: mae plasma'n cael ei gynhyrchu a'i gynnal mewn dau gynhwysydd plât cyfochrog gan gyflenwad pŵer amledd radio allanol (RF). Mae'r pwysedd nwy fel arfer yn sawl millitor i ddegau o millitorr, ac mae'r gyfradd ionization yn llai na 10-5. Yn y modd rhyddhau wedi'i gyplysu'n anwythol: yn gyffredinol ar bwysedd nwy is (degau o filitor), mae'r plasma'n cael ei gynhyrchu a'i gynnal gan egni mewnbwn wedi'i gyplu'n anwythol. Mae'r gyfradd ionization fel arfer yn fwy na 10-5, felly fe'i gelwir hefyd yn blasma dwysedd uchel. Gellir cael ffynonellau plasma dwysedd uchel hefyd trwy gyseiniant electron cyclotron a gollyngiad tonnau cyclotron. Gall plasma dwysedd uchel wneud y gorau o gyfradd ysgythru a detholusrwydd y broses ysgythru wrth leihau difrod ysgythru trwy reoli'r llif ïon ac egni peledu ïon yn annibynnol trwy gyflenwad pŵer RF allanol neu ficrodon a chyflenwad pŵer gogwydd RF ar y swbstrad.
Mae'r broses ysgythru sych fel a ganlyn: mae'r nwy ysgythru yn cael ei chwistrellu i'r siambr adwaith gwactod, ac ar ôl i'r pwysau yn y siambr adwaith gael ei sefydlogi, mae'r plasma'n cael ei gynhyrchu gan ollyngiad glow amledd radio; ar ôl cael ei effeithio gan electronau cyflym, mae'n dadelfennu i gynhyrchu radicalau rhydd, sy'n ymledu i wyneb y swbstrad ac yn cael eu harsugno. O dan weithred peledu ïon, mae'r radicalau rhydd sydd wedi'u arsugniad yn adweithio ag atomau neu foleciwlau ar wyneb y swbstrad i ffurfio sgil-gynhyrchion nwyol, sy'n cael eu gollwng o'r siambr adwaith. Dangosir y broses yn y ffigur canlynol:
Gellir rhannu prosesau ysgythru sych i'r pedwar categori canlynol:
(1)Corfforol sputtering ysgythru: Mae'n dibynnu'n bennaf ar yr ïonau egnïol yn y plasma i beledu wyneb y deunydd ysgythru. Mae nifer yr atomau sy'n cael eu sputtered yn dibynnu ar egni ac ongl y gronynnau digwyddiad. Pan fydd yr egni a'r ongl yn aros yn ddigyfnewid, dim ond 2 i 3 gwaith y mae cyfradd sputtering gwahanol ddeunyddiau yn amrywio, felly nid oes unrhyw ddetholusrwydd. Mae'r broses adwaith yn anisotropig yn bennaf.
(2)Ysgythriad cemegol: Mae plasma yn darparu atomau a moleciwlau ysgythru cyfnod nwy, sy'n adweithio'n gemegol ag arwyneb y deunydd i gynhyrchu nwyon anweddol. Mae gan yr adwaith cwbl gemegol hwn ddetholusrwydd da ac mae'n arddangos nodweddion isotropig heb ystyried y strwythur dellt.
Er enghraifft: Si (solet) + 4F → SiF4 (nwyol), ffotoresist + O (nwyol) → CO2 (nwyol) + H2O (nwyol)
(3)Ysgythriad a yrrir gan ynni Ion: Mae ïonau yn ronynnau sy'n achosi gronynnau ysgythru a rhai sy'n cario egni. Mae effeithlonrwydd ysgythru gronynnau o'r fath sy'n cludo ynni yn fwy nag un gorchymyn maint yn uwch nag ysgythru ffisegol neu gemegol syml. Yn eu plith, optimeiddio paramedrau ffisegol a chemegol y broses yw craidd rheoli'r broses ysgythru.
(4)Ysgythriad cyfansawdd ion-rwystr: Mae'n cyfeirio'n bennaf at gynhyrchu haen amddiffynnol rhwystr polymer gan ronynnau cyfansawdd yn ystod y broses ysgythru. Mae angen haen amddiffynnol o'r fath ar plasma i atal adwaith ysgythru y waliau ochr yn ystod y broses ysgythru. Er enghraifft, gall ychwanegu C at Cl a Cl2 ysgythru gynhyrchu haen cyfansawdd clorocarbon yn ystod ysgythru i amddiffyn y waliau ochr rhag cael eu hysgythru.
2.2.1 Sychlanhau
Mae glanhau sych yn cyfeirio'n bennaf at lanhau plasma. Defnyddir yr ïonau yn y plasma i beledu'r wyneb i'w lanhau, ac mae'r atomau a'r moleciwlau yn y cyflwr actifedig yn rhyngweithio â'r wyneb i'w lanhau, er mwyn tynnu a lludw'r ffotoresydd. Yn wahanol i ysgythru sych, nid yw paramedrau proses glanhau sych fel arfer yn cynnwys detholusrwydd cyfeiriadol, felly mae dyluniad y broses yn gymharol syml. Mewn prosesau cynhyrchu ar raddfa fawr, defnyddir nwyon sy'n seiliedig ar fflworin, ocsigen neu hydrogen yn bennaf fel prif gorff y plasma adwaith. Yn ogystal, gall ychwanegu rhywfaint o blasma argon wella'r effaith peledu ïon, a thrwy hynny wella'r effeithlonrwydd glanhau.
Yn y broses glanhau sych plasma, defnyddir y dull plasma o bell fel arfer. Mae hyn oherwydd yn y broses lanhau, y gobaith yw lleihau effaith peledu ïonau yn y plasma i reoli'r difrod a achosir gan beledu ïon; a gall adwaith gwell radicalau rhydd cemegol wella effeithlonrwydd glanhau. Gall plasma o bell ddefnyddio microdonau i gynhyrchu plasma sefydlog a dwysedd uchel y tu allan i'r siambr adwaith, gan gynhyrchu nifer fawr o radicalau rhydd sy'n mynd i mewn i'r siambr adwaith i gyflawni'r adwaith sydd ei angen ar gyfer glanhau. Mae'r rhan fwyaf o'r ffynonellau nwy sychlanhau yn y diwydiant yn defnyddio nwyon sy'n seiliedig ar fflworin, megis NF3, ac mae mwy na 99% o NF3 yn cael ei ddadelfennu mewn plasma microdon. Nid oes bron unrhyw effaith bomio ïon yn y broses glanhau sych, felly mae'n fuddiol amddiffyn y wafer silicon rhag difrod ac ymestyn oes y siambr adwaith.
Tri offer ysgythriad gwlyb a glanhau
3.1 Peiriant glanhau wafferi math tanc
Mae'r peiriant glanhau wafferi tebyg i gafn yn cynnwys modiwl trosglwyddo blwch trosglwyddo wafferi sy'n agor blaen, modiwl trawsyrru llwytho/dadlwytho wafferi, modiwl cymeriant aer gwacáu, modiwl tanc hylif cemegol, modiwl tanc dŵr deionized, tanc sychu. modiwl a modiwl rheoli. Gall lanhau blychau lluosog o wafferi ar yr un pryd a gall sicrhau bod wafferi'n sychu ac yn sychu.
3.2 Ysgythrog Wafferi Ffos
3.3 Offer Prosesu Gwlyb Wafferi Sengl
Yn ôl gwahanol ddibenion proses, gellir rhannu offer proses gwlyb wafferi sengl yn dri chategori. Y categori cyntaf yw offer glanhau wafferi sengl, y mae eu targedau glanhau yn cynnwys gronynnau, mater organig, haen ocsid naturiol, amhureddau metel a llygryddion eraill; yr ail gategori yw offer sgrwbio wafferi sengl, a'i brif bwrpas proses yw tynnu gronynnau ar wyneb y wafer; y trydydd categori yw offer ysgythru wafferi sengl, a ddefnyddir yn bennaf i gael gwared ar ffilmiau tenau. Yn ôl gwahanol ddibenion proses, gellir rhannu offer ysgythru waffer sengl yn ddau fath. Y math cyntaf yw offer ysgythru ysgafn, a ddefnyddir yn bennaf i gael gwared ar haenau difrod ffilm arwyneb a achosir gan fewnblannu ïon ynni uchel; yr ail fath yw offer tynnu haenau aberthol, a ddefnyddir yn bennaf i gael gwared ar haenau rhwystr ar ôl teneuo wafferi neu sgleinio mecanyddol cemegol.
O safbwynt pensaernïaeth gyffredinol y peiriant, mae pensaernïaeth sylfaenol pob math o offer proses gwlyb un-wafer yn debyg, yn gyffredinol yn cynnwys chwe rhan: prif ffrâm, system trosglwyddo wafferi, modiwl siambr, modiwl cyflenwad a throsglwyddo hylif cemegol, system feddalwedd a modiwl rheoli electronig.
3.4 Offer Glanhau Wafferi Sengl
Mae'r offer glanhau wafferi sengl wedi'i ddylunio yn seiliedig ar y dull glanhau RCA traddodiadol, a'i bwrpas proses yw glanhau gronynnau, mater organig, haen ocsid naturiol, amhureddau metel a llygryddion eraill. O ran cymhwyso'r broses, mae offer glanhau waffer sengl yn cael ei ddefnyddio'n helaeth ar hyn o bryd ym mhrosesau pen blaen a chefn gweithgynhyrchu cylched integredig, gan gynnwys glanhau cyn ac ar ôl ffurfio ffilm, glanhau ar ôl ysgythru plasma, glanhau ar ôl mewnblannu ïon, glanhau ar ôl cemegol. caboli mecanyddol, a glanhau ar ôl dyddodiad metel. Ac eithrio'r broses asid ffosfforig tymheredd uchel, mae offer glanhau wafferi sengl yn y bôn yn gydnaws â'r holl brosesau glanhau.
3.5 Offer Ysgythru Wafferi Sengl
Pwrpas proses offer ysgythru afrlladen sengl yw ysgythru ffilm tenau yn bennaf. Yn ôl pwrpas y broses, gellir ei rannu'n ddau gategori, sef, offer ysgythru ysgafn (a ddefnyddir i gael gwared ar yr haen difrod ffilm arwyneb a achosir gan fewnblannu ïon ynni uchel) ac offer tynnu haen aberthol (a ddefnyddir i gael gwared ar yr haen rhwystr ar ôl wafer). teneuo neu sgleinio mecanyddol cemegol). Mae'r deunyddiau y mae angen eu tynnu yn y broses yn gyffredinol yn cynnwys silicon, silicon ocsid, nitrid silicon a haenau ffilm metel.
Pedwar offer ysgythriad sych a glanhau
4.1 Dosbarthiad offer ysgythru plasma
Yn ogystal ag offer ysgythru sputtering ïon sy'n agos at adwaith corfforol pur a chyfarpar degumming sy'n agos at adwaith cemegol pur, gellir rhannu ysgythriad plasma yn fras yn ddau gategori yn ôl y gwahanol dechnolegau cynhyrchu a rheoli plasma:
-Ysgythru Plasma Cypledig Capacitively (CCP);
-Ysgythru Plasma Cypledig Anwythol (ICP).
4.1.1 CCP
Ysgythru plasma wedi'i gyplysu'n gapasiti yw cysylltu'r cyflenwad pŵer amledd radio ag un neu'r ddau o'r electrodau uchaf ac isaf yn y siambr adwaith, ac mae'r plasma rhwng y ddau blât yn ffurfio cynhwysydd mewn cylched cyfatebol symlach.
Mae dwy dechnoleg gynharaf o'r fath:
Un yw'r ysgythriad plasma cynnar, sy'n cysylltu'r cyflenwad pŵer RF â'r electrod uchaf a'r electrod isaf lle mae'r wafer wedi'i leoli. Oherwydd na fydd y plasma a gynhyrchir yn y modd hwn yn ffurfio gwain ïon digon trwchus ar wyneb y wafer, mae egni peledu ïon yn isel, ac fe'i defnyddir fel arfer mewn prosesau megis ysgythru silicon sy'n defnyddio gronynnau gweithredol fel y prif ysgythriad.
Y llall yw'r ysgythriad ïon adweithiol cynnar (RIE), sy'n cysylltu'r cyflenwad pŵer RF â'r electrod isaf lle mae'r wafer wedi'i leoli, ac yn seilio'r electrod uchaf gydag ardal fwy. Gall y dechnoleg hon ffurfio gwain ïon mwy trwchus, sy'n addas ar gyfer prosesau ysgythru dielectrig sydd angen egni ïon uwch i gymryd rhan yn yr adwaith. Ar sail ysgythru ïon adweithiol cynnar, ychwanegir maes magnetig DC perpendicwlar i'r maes trydan RF i ffurfio drifft ExB, a all gynyddu'r siawns o wrthdaro o electronau a gronynnau nwy, a thrwy hynny wella'r crynodiad plasma a'r gyfradd ysgythru yn effeithiol. Gelwir yr ysgythru hwn yn ysgythriad ïon adweithiol gwell maes magnetig (MERIE).
Mae gan y tair technoleg uchod anfantais gyffredin, hynny yw, ni ellir rheoli'r crynodiad plasma a'i egni ar wahân. Er enghraifft, er mwyn cynyddu'r gyfradd ysgythru, gellir defnyddio'r dull o gynyddu'r pŵer RF i gynyddu'r crynodiad plasma, ond mae'n anochel y bydd y pŵer RF cynyddol yn arwain at gynnydd mewn ynni ïon, a fydd yn achosi difrod i'r dyfeisiau ar y wafer. Yn ystod y degawd diwethaf, mae technoleg cyplu capacitive wedi mabwysiadu dyluniad o ffynonellau RF lluosog, sy'n gysylltiedig â'r electrodau uchaf ac isaf yn y drefn honno neu'r ddau i'r electrod isaf.
Trwy ddewis a chyfateb gwahanol amleddau RF, mae ardal yr electrod, bylchau, deunyddiau a pharamedrau allweddol eraill yn cael eu cydlynu â'i gilydd, gellir datgysylltu'r crynodiad plasma a'r egni ïon gymaint â phosibl.
4.1.2 ICP
Ysgythru plasma wedi'i gyplysu'n anwythol yw gosod un set neu fwy o goiliau wedi'u cysylltu â chyflenwad pŵer amledd radio ar neu o amgylch y siambr adwaith. Mae'r maes magnetig eiledol a gynhyrchir gan y cerrynt amledd radio yn y coil yn mynd i mewn i'r siambr adwaith trwy'r ffenestr dielectrig i gyflymu'r electronau, a thrwy hynny gynhyrchu plasma. Mewn cylched cyfatebol symlach (trawsnewidydd), y coil yw'r inductance dirwyn i ben cynradd, a'r plasma yw'r anwythiad dirwyn eilaidd.
Gall y dull cyplu hwn gyflawni crynodiad plasma sy'n fwy nag un gorchymyn maint yn uwch na chyplu capacitive ar bwysedd isel. Yn ogystal, mae'r ail gyflenwad pŵer RF wedi'i gysylltu â lleoliad y wafer fel cyflenwad pŵer rhagfarn i ddarparu ynni bomio ïon. Felly, mae'r crynodiad ïon yn dibynnu ar gyflenwad pŵer ffynhonnell y coil ac mae'r egni ïon yn dibynnu ar y cyflenwad pŵer tuedd, a thrwy hynny gyflawni datgysylltu crynodiad ac egni yn fwy trylwyr.
4.2 Offer Ysgythru Plasma
Mae bron pob ysgythriad mewn ysgythriad sych yn cael ei gynhyrchu'n uniongyrchol neu'n anuniongyrchol o blasma, felly gelwir ysgythru sych yn aml yn ysgythru plasma. Math o ysgythru plasma mewn ystyr eang yw ysgythru plasma. Yn y ddau gynllun adweithydd plât gwastad cynnar, mae un i falu'r plât lle mae'r wafer wedi'i leoli ac mae'r plât arall wedi'i gysylltu â'r ffynhonnell RF; y llall yn y gwrthwyneb. Yn y dyluniad blaenorol, mae arwynebedd y plât daear fel arfer yn fwy nag arwynebedd y plât sy'n gysylltiedig â'r ffynhonnell RF, ac mae'r pwysedd nwy yn yr adweithydd yn uchel. Mae'r wain ïon a ffurfiwyd ar wyneb y wafer yn denau iawn, ac mae'n ymddangos bod y wafer wedi'i “throchi” mewn plasma. Cwblheir ysgythru yn bennaf gan yr adwaith cemegol rhwng y gronynnau gweithredol yn y plasma ac arwyneb y deunydd ysgythru. Mae egni peledu ïon yn fach iawn, ac mae ei gyfranogiad mewn ysgythru yn isel iawn. Gelwir y dyluniad hwn yn fodd ysgythru plasma. Mewn dyluniad arall, oherwydd bod graddau cyfranogiad peledu ïon yn gymharol fawr, fe'i gelwir yn fodd ysgythru ïon adweithiol.
4.3 Offer Ysgythriad Ion Adweithiol
Mae ysgythru ïon adweithiol (RIE) yn cyfeirio at broses ysgythru lle mae gronynnau gweithredol ac ïonau â gwefr yn cymryd rhan yn y broses ar yr un pryd. Yn eu plith, mae gronynnau gweithredol yn gronynnau niwtral yn bennaf (a elwir hefyd yn radicalau rhydd), gyda chrynodiad uchel (tua 1% i 10% o'r crynodiad nwy), sef prif gydrannau'r etchant. Mae'r cynhyrchion a gynhyrchir gan yr adwaith cemegol rhyngddynt a'r deunydd ysgythru naill ai'n cael eu hanweddoli a'u tynnu'n uniongyrchol o'r siambr adwaith, neu eu cronni ar yr wyneb ysgythru; tra bod yr ïonau a godir ar grynodiad is (10-4 i 10-3 o'r crynodiad nwy), ac maent yn cael eu cyflymu gan faes trydan y wain ïon a ffurfiwyd ar wyneb y wafer i beledu'r wyneb ysgythru. Mae dwy brif swyddogaeth i ronynnau wedi'u gwefru. Un yw dinistrio strwythur atomig y deunydd ysgythru, a thrwy hynny gyflymu'r gyfradd y mae'r gronynnau gweithredol yn adweithio ag ef; y llall yw peledu a chael gwared ar y cynhyrchion adwaith cronedig fel bod y deunydd ysgythru mewn cysylltiad llawn â'r gronynnau gweithredol, fel bod yr ysgythru yn parhau.
Oherwydd nad yw ïonau'n cymryd rhan yn uniongyrchol yn yr adwaith ysgythru (neu'n cyfrif am gyfran fach iawn, megis tynnu peledu corfforol ac ysgythru cemegol ïonau gweithredol yn uniongyrchol), yn fanwl gywir, dylid galw'r broses ysgythru uchod yn ysgythru â chymorth ïon. Nid yw'r enw ysgythru ïon adweithiol yn gywir, ond mae'n dal i gael ei ddefnyddio heddiw. Defnyddiwyd yr offer RIE cynharaf yn yr 1980au. Oherwydd y defnydd o un cyflenwad pŵer RF a dyluniad siambr adwaith cymharol syml, mae ganddo gyfyngiadau o ran cyfradd ysgythru, unffurfiaeth a detholusrwydd.
4.4 Offer Ysgythru Ïon Adweithiol Gwell Maes Magnetig
Dyfais ysgythru yw dyfais MERIE (Ysgythru ïon Adweithiol Gwell Magnetig) sy'n cael ei hadeiladu trwy ychwanegu maes magnetig DC at ddyfais RIE panel gwastad a'i fwriad yw cynyddu'r gyfradd ysgythru.
Defnyddiwyd offer MERIE ar raddfa fawr yn y 1990au, pan oedd offer ysgythru un wafer wedi dod yn offer prif ffrwd yn y diwydiant. Anfantais fwyaf offer MERIE yw y bydd anhomogeneity dosbarthiad gofodol crynodiad plasma a achosir gan y maes magnetig yn arwain at wahaniaethau cerrynt neu foltedd yn y ddyfais cylched integredig, a thrwy hynny achosi difrod dyfais. Gan fod y difrod hwn yn cael ei achosi gan anhomogenedd ar unwaith, ni all cylchdroi'r maes magnetig ei ddileu. Wrth i faint y cylchedau integredig barhau i grebachu, mae difrod eu dyfais yn fwyfwy sensitif i anhomogenedd plasma, ac mae technoleg cynyddu'r gyfradd ysgythru trwy wella'r maes magnetig wedi'i ddisodli'n raddol gan dechnoleg ysgythru ïon adweithiol cyflenwad pŵer aml-RF planar, hynny yw yw, technoleg ysgythru plasma cyplysu capacitively.
4.5 Offer ysgythru plasma wedi'i gyplysu'n gapasiti
Mae offer ysgythru plasma wedi'i gyplysu'n gapasiti (CCP) yn ddyfais sy'n cynhyrchu plasma mewn siambr adwaith trwy gyplu capacitive trwy gymhwyso cyflenwad pŵer amledd radio (neu DC) i'r plât electrod ac fe'i defnyddir ar gyfer ysgythru. Mae ei egwyddor ysgythru yn debyg i egwyddor offer ysgythru ïon adweithiol.
Mae'r diagram sgematig wedi'i symleiddio o'r offer ysgythru CCP i'w weld isod. Yn gyffredinol, mae'n defnyddio dwy neu dair ffynhonnell RF o wahanol amleddau, ac mae rhai hefyd yn defnyddio cyflenwadau pŵer DC. Amledd y cyflenwad pŵer RF yw 800kHz ~ 162MHz, a'r rhai a ddefnyddir yn gyffredin yw 2MHz, 4MHz, 13MHz, 27MHz, 40MHz a 60MHz. Mae cyflenwadau pŵer RF ag amledd o 2MHz neu 4MHz fel arfer yn cael eu galw'n ffynonellau RF amledd isel. Yn gyffredinol, maent wedi'u cysylltu â'r electrod isaf lle mae'r wafer wedi'i leoli. Maent yn fwy effeithiol wrth reoli ynni ïon, felly fe'u gelwir hefyd yn gyflenwadau pŵer bias; Gelwir cyflenwadau pŵer RF ag amledd uwch na 27MHz yn ffynonellau RF amledd uchel. Gellir eu cysylltu â naill ai'r electrod uchaf neu'r electrod isaf. Maent yn fwy effeithiol wrth reoli crynodiad plasma, felly fe'u gelwir hefyd yn gyflenwadau pŵer ffynhonnell. Mae'r cyflenwad pŵer RF 13MHz yn y canol ac yn gyffredinol ystyrir bod ganddo'r ddwy swyddogaeth uchod ond maent yn gymharol wannach. Sylwch, er y gellir addasu'r crynodiad plasma a'r egni o fewn ystod benodol trwy bŵer ffynonellau RF o wahanol amleddau (yr hyn a elwir yn effaith datgysylltu), oherwydd nodweddion cyplu capacitive, ni ellir eu haddasu a'u rheoli'n gwbl annibynnol.
Mae dosbarthiad ynni ïonau yn cael effaith sylweddol ar berfformiad manwl ysgythru a difrod dyfeisiau, felly mae datblygiad technoleg i optimeiddio dosbarthiad ynni ïon wedi dod yn un o bwyntiau allweddol offer ysgythru uwch. Ar hyn o bryd, mae'r technolegau sydd wedi'u defnyddio'n llwyddiannus wrth gynhyrchu yn cynnwys gyriant hybrid aml-RF, arosodiad DC, RF wedi'i gyfuno â thuedd pwls DC, ac allbwn RF pwls cydamserol o duedd cyflenwad pŵer a chyflenwad pŵer ffynhonnell.
Offer ysgythru CCP yw un o'r ddau fath o offer ysgythru plasma a ddefnyddir amlaf. Fe'i defnyddir yn bennaf yn y broses ysgythru deunyddiau dielectrig, megis wal ochr y giât ac ysgythru mwgwd caled yng nghyfnod blaen y broses sglodion rhesymeg, ysgythru twll cyswllt yn y cyfnod canol, ysgythru padiau mosaig ac alwminiwm yn y cefn, yn ogystal â ysgythru ffosydd dwfn, tyllau dwfn a thyllau cyswllt gwifrau mewn proses sglodion cof fflach 3D (gan gymryd strwythur silicon nitrid / silicon ocsid fel enghraifft).
Mae offer ysgythru CCP yn wynebu dwy brif her a chyfeiriad gwella. Yn gyntaf, wrth gymhwyso ynni ïon hynod o uchel, mae gallu ysgythru strwythurau cymhareb agwedd uchel (fel ysgythru twll a rhigol o gof fflach 3D yn gofyn am gymhareb uwch na 50:1). Mae'r dull presennol o gynyddu'r pŵer rhagfarn i gynyddu'r ynni ïon wedi defnyddio cyflenwadau pŵer RF o hyd at 10,000 wat. Yn wyneb y swm mawr o wres a gynhyrchir, mae angen gwella technoleg oeri a rheoli tymheredd y siambr adwaith yn barhaus. Yn ail, mae angen torri tir newydd yn natblygiad nwyon ysgythru newydd i ddatrys y broblem o allu ysgythru yn sylfaenol.
4.6 Offer Ysgythru Plasma wedi'i Gyplysu'n Anwythol
Mae offer ysgythru plasma wedi'i gyplysu'n anwythol (ICP) yn ddyfais sy'n cyplu egni ffynhonnell pŵer amledd radio i mewn i siambr adwaith ar ffurf maes magnetig trwy coil anwythydd, a thrwy hynny gynhyrchu plasma ar gyfer ysgythru. Mae ei egwyddor ysgythru hefyd yn perthyn i'r ysgythru ïon adweithiol cyffredinol.
Mae dau brif fath o ddyluniadau ffynhonnell plasma ar gyfer offer ysgythru ICP. Un yw'r dechnoleg plasma cypledig trawsnewidyddion (TCP) a ddatblygwyd ac a gynhyrchwyd gan Lam Research. Rhoddir ei coil anwythydd ar yr awyren ffenestr dielectrig uwchben y siambr adwaith. Mae'r signal RF 13.56MHz yn cynhyrchu maes magnetig eiledol yn y coil sy'n berpendicwlar i'r ffenestr dielectrig ac yn dargyfeirio'n rheiddiol ag echel y coil fel y ganolfan.
Mae'r maes magnetig yn mynd i mewn i'r siambr adwaith trwy'r ffenestr dielectrig, ac mae'r maes magnetig eiledol yn cynhyrchu maes trydan eiledol yn gyfochrog â'r ffenestr dielectrig yn y siambr adwaith, a thrwy hynny gyflawni daduniad y nwy ysgythru a chynhyrchu plasma. Gan y gellir deall yr egwyddor hon fel newidydd gyda choil inductor fel y dirwyniad cynradd a'r plasma yn y siambr adwaith fel y dirwyniad eilaidd, enwir ysgythru ICP ar ôl hyn.
Prif fantais technoleg TCP yw bod y strwythur yn hawdd ei raddfa i fyny. Er enghraifft, o wafer 200mm i wafer 300mm, gall TCP gynnal yr un effaith ysgythru trwy gynyddu maint y coil yn unig.
Dyluniad ffynhonnell plasma arall yw'r dechnoleg ffynhonnell plasma datgysylltiedig (DPS) a ddatblygwyd ac a gynhyrchwyd gan Applied Materials, Inc. o'r Unol Daleithiau. Mae ei coil inductor wedi'i glwyfo'n dri dimensiwn ar ffenestr dielectrig hemisfferig. Mae'r egwyddor o gynhyrchu plasma yn debyg i'r dechnoleg TCP a grybwyllwyd uchod, ond mae'r effeithlonrwydd daduniad nwy yn gymharol uchel, sy'n ffafriol i gael crynodiad plasma uwch.
Gan fod effeithlonrwydd cyplu anwythol i gynhyrchu plasma yn uwch na chyplu capacitive, a bod y plasma'n cael ei gynhyrchu'n bennaf yn yr ardal sy'n agos at y ffenestr dielectrig, mae ei grynodiad plasma yn cael ei bennu yn y bôn gan bŵer y cyflenwad pŵer ffynhonnell sy'n gysylltiedig â'r anwythydd. coil, ac mae'r egni ïon yn y wain ïon ar wyneb y wafer yn cael ei bennu yn y bôn gan bŵer y cyflenwad pŵer rhagfarn, felly gellir rheoli crynodiad ac egni'r ïonau yn annibynnol, a thrwy hynny gyflawni datgysylltu.
Offer ysgythru ICP yw un o'r ddau fath o offer ysgythru plasma a ddefnyddir amlaf. Fe'i defnyddir yn bennaf ar gyfer ysgythru ffosydd bas silicon, germanium (Ge), strwythurau giât polysilicon, strwythurau giât fetel, silicon dan straen (Strained-Si), gwifrau metel, padiau metel (Pads), masgiau caled metel ysgythru mosaig a phrosesau lluosog yn technoleg delweddu lluosog.
Yn ogystal, gyda chynnydd mewn cylchedau integredig tri dimensiwn, synwyryddion delwedd CMOS a systemau micro-electro-fecanyddol (MEMS), yn ogystal â'r cynnydd cyflym yn y defnydd o vias silicon (TSV), tyllau arosgo maint mawr a ysgythru silicon dwfn gyda morffolegau gwahanol, mae llawer o weithgynhyrchwyr wedi lansio offer ysgythru a ddatblygwyd yn benodol ar gyfer y ceisiadau hyn. Ei nodweddion yw dyfnder ysgythru mawr (degau neu hyd yn oed cannoedd o ficronau), felly mae'n gweithio'n bennaf o dan lif nwy uchel, pwysedd uchel ac amodau pŵer uchel.
——————————————————————————————————————————————— ——————————-
Gall Semicera ddarparurhannau graffit, ffelt meddal/anhyblyg, rhannau carbid silicon, Rhannau CVD carbid silicon, aRhannau wedi'u gorchuddio â SiC/TaCag mewn 30 diwrnod.
Os oes gennych ddiddordeb yn y cynhyrchion lled-ddargludyddion uchod,peidiwch ag oedi cyn cysylltu â ni am y tro cyntaf.
Ffôn: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Amser postio: Awst-31-2024