ნახევარგამტარების წარმოების პროცესში,გრავირებატექნოლოგია არის კრიტიკული პროცესი, რომელიც გამოიყენება სუბსტრატზე არასასურველი მასალების ზუსტად მოსაშორებლად, რთული მიკროსქემის ფორმირებისთვის. ეს სტატია დეტალურად გააცნობს ორ ძირითად ტექნოლოგიას - ტევადობით შეწყვილებულ პლაზმურ ოქროვს (CCP) და ინდუქციურად შეწყვილებულ პლაზმურ ოქროვს (ICP), და შეისწავლეთ მათი აპლიკაციები სხვადასხვა მასალის აკრეფისას.
ტევადობით შეწყვილებული პლაზმური ოხრახუში (CCP)
ტევადობით შეწყვილებული პლაზმური გრავირება (CCP) მიიღწევა RF ძაბვის გამოყენებით ორ პარალელურ ფირფიტაზე ელექტროდზე შესატყვისისა და DC ბლოკირების კონდენსატორის მეშვეობით. ორი ელექტროდი და პლაზმა ერთად ქმნიან ექვივალენტურ კონდენსატორს. ამ პროცესში, RF ძაბვა ქმნის ტევადურ გარსს ელექტროდის მახლობლად, ხოლო გარსის საზღვარი იცვლება ძაბვის სწრაფი რხევით. როდესაც ელექტრონები მიაღწევენ ამ სწრაფად ცვალებად გარსს, ისინი აისახება და იძენენ ენერგიას, რაც თავის მხრივ იწვევს გაზის მოლეკულების დისოციაციას ან იონიზაციას პლაზმის შესაქმნელად. CCP გრავირება ჩვეულებრივ გამოიყენება მასალებზე, რომლებსაც აქვთ უფრო მაღალი ქიმიური კავშირის ენერგია, როგორიცაა დიელექტრიკები, მაგრამ მისი დაბალი ჭრის სიჩქარის გამო, ის შესაფერისია აპლიკაციებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ კარგ კონტროლს.
ინდუქციურად დაწყვილებული პლაზმური ოქროირება (ICP)
ინდუქციურად შეწყვილებული პლაზმაგრავირება(ICP) დაფუძნებულია პრინციპზე, რომ ალტერნატიული დენი გადის კოჭში ინდუცირებული მაგნიტური ველის წარმოქმნით. ამ მაგნიტური ველის მოქმედებით, რეაქციის პალატაში ელექტრონები აჩქარდებიან და განაგრძობენ აჩქარებას ინდუცირებულ ელექტრულ ველში, საბოლოოდ ეჯახებიან რეაქციის გაზის მოლეკულებს, რაც იწვევს მოლეკულების დისოციაციას ან იონიზაციას და წარმოქმნის პლაზმას. ამ მეთოდს შეუძლია იონიზაციის მაღალი სიჩქარის გამომუშავება და პლაზმის სიმკვრივისა და დაბომბვის ენერგიის დამოუკიდებლად რეგულირების შესაძლებლობა, რაცICP ჭურვიძალიან შესაფერისია დაბალი ქიმიური კავშირის ენერგიის მქონე მასალების ამოსაჭრელად, როგორიცაა სილიციუმი და ლითონი. გარდა ამისა, ICP ტექნოლოგია ასევე უზრუნველყოფს უკეთეს ერთგვაროვნებას და აკრავის სიჩქარეს.
1. ლითონის ატრაქცია
ლითონის ჭურვი ძირითადად გამოიყენება ურთიერთდაკავშირების და მრავალ ფენის ლითონის გაყვანილობის დასამუშავებლად. მისი მოთხოვნები მოიცავს: მაღალი ოქროვის სიჩქარე, მაღალი სელექციურობა (4:1-ზე მეტი ნიღბის ფენისთვის და 20:1-ზე მეტი შრეთაშორისი დიელექტრიკისთვის), გრავირების მაღალი ერთგვაროვნება, კარგი კრიტიკული განზომილების კონტროლი, პლაზმის დაზიანების გარეშე, ნაკლები ნარჩენი დამაბინძურებლები და არ არის კოროზია ლითონის მიმართ. ლითონის ოქროვი, როგორც წესი, იყენებს ინდუქციურად დაწყვილებულ პლაზმური ოქროვის მოწყობილობას.
•ალუმინის გრავირება: ალუმინი არის ყველაზე მნიშვნელოვანი მავთულის მასალა ჩიპის წარმოების შუა და უკანა ეტაპებზე, დაბალი წინააღმდეგობის, მარტივი დეპონირებისა და ატვირთულის უპირატესობებით. ალუმინის გრავირება ჩვეულებრივ იყენებს ქლორიდის გაზით წარმოქმნილ პლაზმას (როგორიცაა Cl2). ალუმინი რეაგირებს ქლორთან და წარმოქმნის აქროლად ალუმინის ქლორიდს (AlCl3). გარდა ამისა, სხვა ჰალოიდები, როგორიცაა SiCl4, BCl3, BBr3, CCl4, CHF3 და ა.შ. შეიძლება დაემატოს ალუმინის ზედაპირზე ოქსიდის ფენის მოსაშორებლად, რათა უზრუნველყოფილი იყოს ნორმალური გრავირება.
• ვოლფრამის გრავირება: მრავალშრიანი ლითონის მავთულის ურთიერთდაკავშირების სტრუქტურებში ვოლფრამი არის მთავარი ლითონი, რომელიც გამოიყენება ჩიპის შუა მონაკვეთის ურთიერთდაკავშირებისთვის. ფტორზე დაფუძნებული ან ქლორზე დაფუძნებული აირები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ლითონის ვოლფრამის ამოსაჭრელად, მაგრამ ფტორზე დაფუძნებულ აირებს აქვთ ცუდი სელექციურობა სილიციუმის ოქსიდისთვის, ხოლო ქლორზე დაფუძნებულ გაზებს (როგორიცაა CCl4) აქვთ უკეთესი სელექციურობა. როგორც წესი, აზოტს ემატება რეაქციის გაზს, რათა მიიღოთ მაღალი წებოს სელექციურობა, ხოლო ჟანგბადს ემატება ნახშირბადის დეპონირების შესამცირებლად. ქლორზე დაფუძნებული გაზით ვოლფრამის გრავირებამ შეიძლება მიაღწიოს ანიზოტროპულ ატრასს და მაღალ სელექციურობას. ვოლფრამის მშრალ გრავირებაში გამოყენებული აირები ძირითადად არის SF6, Ar და O2, რომელთა შორის SF6 შეიძლება დაიშალოს პლაზმაში, რათა უზრუნველყოს ფტორის ატომები და ვოლფრამი ქიმიური რეაქციისთვის ფტორის წარმოებისთვის.
• ტიტანის ნიტრიდის გრავირება: ტიტანის ნიტრიდი, როგორც მყარი ნიღბის მასალა, ანაცვლებს ტრადიციულ სილიციუმის ნიტრიდის ან ოქსიდის ნიღაბს ორმაგი დამასცენის პროცესში. ტიტანის ნიტრიდის გრავირება ძირითადად გამოიყენება მყარი ნიღბის გახსნის პროცესში, ხოლო ძირითადი რეაქციის პროდუქტია TiCl4. სელექციურობა ტრადიციულ ნიღაბსა და დაბალი k დიელექტრიკულ ფენას შორის არ არის მაღალი, რაც გამოიწვევს რკალის ფორმის პროფილის გამოჩენას დაბალი k-ის დიელექტრიკული ფენის თავზე და ღარის სიგანის გაფართოებას აკრავის შემდეგ. დეპონირებული ლითონის ხაზებს შორის მანძილი ძალიან მცირეა, რაც მიდრეკილია ხიდის გაჟონვის ან პირდაპირი ავარიისკენ.
2. იზოლატორის გრავირება
იზოლატორის ამოღების ობიექტი, როგორც წესი, არის დიელექტრიკული მასალები, როგორიცაა სილიციუმის დიოქსიდი ან სილიციუმის ნიტრიდი, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება კონტაქტური ხვრელების და არხის ხვრელების შესაქმნელად სხვადასხვა მიკროსქემის ფენების დასაკავშირებლად. დიელექტრიკული ჭურვი ჩვეულებრივ იყენებს ეჩერს, რომელიც დაფუძნებულია ტევადობით დაწყვილებული პლაზმური ოქროვის პრინციპზე.
• სილიციუმის დიოქსიდის ფირის პლაზმური ფორმირება: სილიციუმის დიოქსიდის ფილმი ჩვეულებრივ იჭრება ფტორის შემცველი აირების გამოყენებით, როგორიცაა CF4, CHF3, C2F6, SF6 და C3F8. ოქსიდის ფენაში შემავალ ნახშირბადს შეუძლია რეაგირება მოახდინოს ჟანგბადთან ოქსიდის ფენაში და წარმოქმნას CO და CO2 ქვეპროდუქტები, რითაც ჟანგბადი ამოიღებს ოქსიდის ფენას. CF4 არის ყველაზე ხშირად გამოყენებული გრავიური გაზი. როდესაც CF4 ეჯახება მაღალი ენერგიის ელექტრონებს, წარმოიქმნება სხვადასხვა იონები, რადიკალები, ატომები და თავისუფალი რადიკალები. ფტორის თავისუფალ რადიკალებს შეუძლიათ ქიმიურად რეაგირება მოახდინონ SiO2-თან და Si-სთან და წარმოქმნან აქროლადი სილიციუმის ტეტრაფტორიდი (SiF4).
• სილიციუმის ნიტრიდის ფირის პლაზმური ფორმირება: სილიციუმის ნიტრიდის ფირის დამუშავება შესაძლებელია პლაზმური ოქროვის გამოყენებით CF4 ან CF4 შერეული აირით (O2, SF6 და NF3). Si3N4 ფილისთვის, როდესაც CF4-O2 პლაზმა ან სხვა გაზის პლაზმა, რომელიც შეიცავს F ატომებს, გამოიყენება ატვირთვის, სილიციუმის ნიტრიდის ჭრის სიჩქარე შეიძლება მიაღწიოს 1200 Å/წთ-ს, ხოლო ჭრის სელექციურობა შეიძლება იყოს 20:1-მდე. მთავარი პროდუქტი არის აქროლადი სილიციუმის ტეტრაფტორიდი (SiF4), რომელიც ადვილად მოსაპოვებელია.
4. ერთკრისტალური სილიკონის გრავირება
ერთკრისტალური სილიკონის გრავირება ძირითადად გამოიყენება არაღრმა თხრილის იზოლაციის (STI) ფორმირებისთვის. ეს პროცესი, როგორც წესი, მოიცავს გარღვევის პროცესს და მთავარ ოქროვის პროცესს. გარღვევის პროცესი იყენებს SiF4 და NF გაზს ერთკრისტალური სილიციუმის ზედაპირზე ოქსიდის ფენის მოსაშორებლად ძლიერი იონური დაბომბვისა და ფტორის ელემენტების ქიმიური მოქმედებით; ძირითადი ოქროვი იყენებს წყალბადის ბრომიდს (HBr), როგორც მთავარ ეტკანტს. HBr-ით დაშლილი ბრომის რადიკალები პლაზმურ გარემოში რეაგირებენ სილიციონთან და წარმოქმნიან აქროლად სილიციუმის ტეტრაბრომიდს (SiBr4), რითაც შლის სილიკონს. ერთკრისტალური სილიკონის გრავირება ჩვეულებრივ იყენებს ინდუქციურად დაწყვილებულ პლაზმური ოქროვის აპარატს.
5. პოლისილიკონის ეტინგი
პოლისილიკონის გრავირება არის ერთ-ერთი მთავარი პროცესი, რომელიც განსაზღვრავს ტრანზისტორების კარიბჭის ზომას და კარიბჭის ზომა პირდაპირ გავლენას ახდენს ინტეგრირებული სქემების მუშაობაზე. პოლისილიკონის გრავირება მოითხოვს კარგი სელექციურობის თანაფარდობას. ჰალოგენური აირები, როგორიცაა ქლორი (Cl2), ჩვეულებრივ გამოიყენება ანიზოტროპული აკრავის მისაღწევად და აქვთ კარგი სელექციურობის თანაფარდობა (10:1-მდე). ბრომზე დაფუძნებულ გაზებს, როგორიცაა წყალბადის ბრომიდი (HBr) შეუძლიათ მიიღონ მაღალი სელექციურობის თანაფარდობა (100:1-მდე). HBr-ის ნარევმა ქლორთან და ჟანგბადთან ერთად შეიძლება გაზარდოს ჭურვის სიჩქარე. ჰალოგენის გაზისა და სილიციუმის რეაქციის პროდუქტები დეპონირებულია გვერდებზე დამცავი როლის შესასრულებლად. პოლისილიკონის გრავირება ჩვეულებრივ იყენებს ინდუქციურად დაწყვილებულ პლაზმური ოქროვის აპარატს.
იქნება ეს ტევადობით დაწყვილებული პლაზმური ოქროვი თუ ინდუქციურად დაწყვილებული პლაზმური ოქროვი, თითოეულს აქვს თავისი უნიკალური უპირატესობები და ტექნიკური მახასიათებლები. შესაფერისი ოქროვის ტექნოლოგიის არჩევა არა მხოლოდ გააუმჯობესებს წარმოების ეფექტურობას, არამედ უზრუნველყოფს საბოლოო პროდუქტის მოსავლიანობას.
გამოქვეყნების დრო: ნოე-12-2024