Pêvajoya etchinga hişk bi gelemperî ji çar rewşên bingehîn pêk tê: berî xêzkirinê, xêzkirina qismî, tenê xêzkirin, û li ser xêzkirinê. Taybetmendiyên sereke rêjeya etching, hilbijartî, pîvana krîtîk, yekrengî, û tespîtkirina xala dawîn in.
Figure 1 Berî etching
Figure 2 Etching qismî
Figure 3 Tenê etching
Figure 4 Ser etching
(1) Rêjeya Etching: kûrahî an stûrbûna maddeya xêzkirî ku di yekîneya demê de hatî rakirin.
Figure 5 Diyagrama rêjeya Etching
(2) Hilbijartin: rêjeya rêjeyên etching ên materyalên cûda yên etching.
jimar 6 Diagrama Hilbijartinê
(3) Pîvana krîtîk: mezinahiya nexşeyê li deverek taybetî piştî ku qediya ye.
Figure 7 Diyagrama pîvana krîtîk
(4) Yekrengî: ji bo pîvandina yekrengiya pîvana xêzkirina krîtîk (CD), bi gelemperî ji hêla nexşeya tevahî ya CD-yê ve tête diyar kirin, formula ev e: U=(Max-Min)/2*AVG.
Figure 8 Diagram Schematic Uniformity
(5) Vedîtina xala paşîn: Di dema pêvajoya etchingê de, guherîna tundiya ronahiyê bi domdarî tê kifş kirin. Dema ku tîrêjek ronahiyê bi girîngî zêde dibe an dakeve, etching bi dawî dibe da ku nîşana qedandina qatek diyarkirî ya fîlimê bide.
Figure 9 Diagrama şematîkî ya xala dawî
Di etching zuwa de, gaz bi frekansa bilind (bi piranî 13,56 MHz an 2,45 GHz) tê heyecankirin. Di zexta 1 heta 100 Pa de, riya wê ya belaş ji çend milîmetre heta çend santîmetre ye. Sê cureyên sereke yên etching hişk hene:
•Etching hişk fîzîkî: keriyên lezkirî bi awayekî fizîkî rûbera waferê dixin
•Etching dry kîmyewî: gaz bi rûxara waferê re reaksiyona kîmyayî dike
•Etching fîzîkî kîmyewî hişk: Pêvajoya etching fîzîkî bi taybetmendiyên kîmyewî
1. Îyona tîrêjê
Etching tîrêjê Ion (Ion Beam Etching) pêvajoyek pêvajoyek hişk a laşî ye ku tîrêjek îyona argonê ya bi enerjiya bilind a bi enerjiya bi qasî 1 heya 3 keV bikar tîne da ku rûyê materyalê bitewîne. Enerjiya tîrêjê ya ionê dihêle ku ew bandorê li ser materyalê rûkal bike û jê rake. Di rewşa tîrêjên îyonê yên rûkalî an jî yên berbiçav de pêvajoya eçkirinê anizotropîk e. Lêbelê, ji ber nebûna wê ya bijartî, di navbera materyalên di astên cûda de cûdahiyek zelal tune. Gazên ku têne hilberandin û materyalên xêzkirî ji hêla pompeya valahiya ve têne westandin, lê ji ber ku hilberên reaksiyonê ne gaz in, perçeyên li ser dîwarên wafer an odeyê têne razandin.
Ji bo pêşîlêgirtina çêbûna parçikan, gazek duyemîn dikare bikeve hundurê odeyê. Ev gaz dê bi îyonên argon re reaksiyonê bike û bibe sedema pêvajoyek fîzîk û kîmyewî. Beşek ji gazê dê bi maddeya rûxê re reaksiyonê bike, lê ew ê di heman demê de bi perçeyên paqijkirî re reaksiyonê bike da ku hilberên gazê çêbike. Hema hema her cûre materyal dikarin bi vê rêbazê werin xêz kirin. Ji ber tîrêjiya vertîkal, cilê li ser dîwarên vertîkal pir piçûk e (anizotropiya bilind). Lêbelê, ji ber vebijarkiya wê ya kêm û rêjeya etching hêdî, ev pêvajo kêm kêm di hilberîna nîvconductorê ya heyî de tê bikar anîn.
2. Etching Plasma
Etching Plasma pêvajoyek guheztina kîmyewî ya bêkêmasî ye, ku wekî etchkirina hişk a kîmyewî jî tê zanîn. Feydeya wê ev e ku ew zirarê nade îyonê li ser rûyê waferê. Ji ber ku celebên çalak ên di gaza eçkirinê de azad in ku tevbigerin û pêvajoya eçkirinê îsotropîk e, ev rêbaz ji bo rakirina tevaya fîlimê guncan e (mînak, paqijkirina pişta piştê piştî oksîdasyona termal).
Reaktora jêrîn celebek reaktorê ye ku bi gelemperî ji bo pîvazkirina plazmayê tê bikar anîn. Di vê reaktorê de, plazma bi ionîzasyona bandorê ya li qada elektrîkê ya frekansa bilind a 2,45 GHz tê hilberandin û ji waferê tê veqetandin.
Di qada avêtina gazê de, ji ber bandor û heyecanê, di nav wan de radîkalên azad, pirçikên cihêreng têne çêkirin. Radîkalên azad atom an molekulên bêalî ne ku bi elektronên têrnebûyî ne, ji ber vê yekê ew pir reaktîf in. Di pêvajoya pîskirina plazmayê de, hin gazên bêalî, wek tetrafluoromethane (CF4), bi gelemperî têne bikar anîn, ku di nav devera avêtina gazê de têne avêtin da ku celebên çalak bi ionîzasyon an hilweşandinê çêbikin.
Mînakî, di gaza CF4 de, ew di nav devera derxistina gazê de tê derxistin û di nav radîkalên florîn (F) û molekulên karbon difluoride (CF2) de tê hilweşandin. Bi heman awayî, florîn (F) dikare bi zêdekirina oksîjenê (O2) ji CF4 veqete.
2 CF4 + O2 —> 2 COF2 + 2 F2
Molekula florînê dikare di bin enerjiya herêma derxistina gazê de bibe du atomên florînê yên serbixwe, ku her yek ji wan radîkalek azad a florînê ye. Ji ber ku her atomek fluorê xwedan heft elektronên valence ye û meyla bi destxistina veavakirina elektronîkî ya gazek bêhêz e, ew hemî pir reaktîf in. Ji bilî radîkalên azad ên florîn ên bêalî, dê li herêma derxistina gazê keriyên barkirî yên wekî CF+4, CF+3, CF+2 û hwd hebin. Dûv re, hemî van perçe û radîkalên azad bi navgîniya lûleya seramîk ve di hundurê jûreya eftkirinê de têne avêtin.
Parçeyên barkirî dikarin di pêvajoya çêkirina molekulên bêalî de ji hêla grîngên derxistinê ve werin asteng kirin an jî ji nû ve werin berhev kirin da ku tevgera wan di jûreya eftkirinê de kontrol bikin. Radîkalên azad ên fluorê jî dê ji nûvekombînasyona qismî derbas bibin, lê dîsa jî ew qas çalak in ku têkevin hundurê jûreya eftkirinê, li ser rûbera waferê bi kîmyewî reaksiyonê dikin û dibin sedema jêbûna materyalê. Parçeyên din ên bêalî beşdarî pêvajoya eçkirinê nabin û digel hilberên reaksiyonê têne vexwarin.
Nimûneyên fîlimên zirav ên ku dikarin di pîvaza plazmayê de werin kişandin:
• Silicon: Si + 4F—> SiF4
• Silicon dioxide: SiO2 + 4F—> SiF4 + O2
• Silicon nitride: Si3N4 + 12F—> 3SiF4 + 2N2
3. Etching ion Reactive (RIE)
Etching ion reaktîf pêvajoyek eçkirina kîmyewî-fizîkî ye ku dikare pir rast hilbijartî, profîla etching, rêjeya etching, yekrengî û dubarebûnê kontrol bike. Ew dikare profîlên îsotropîk û anîsotropîk ên îsotropîk bi dest bixe û ji ber vê yekê yek ji pêvajoyên herî girîng e ji bo avakirina cûrbecûr fîlimên nazik di çêkirina nîvconductor de.
Di dema RIE de, wafer li ser elektrodek frekansa bilind (elektroda HF) tê danîn. Bi îyonîzasyona bandorê, plazmayek ku tê de elektronên azad û îyonên barkirî yên erênî hene tê çêkirin. Ger voltaja erênî li elektroda HF were sepandin, elektronên azad li ser rûyê elektrodê kom dibin û ji ber nêzîkbûna xwe ya elektronê nikarin dîsa ji elektrodê derkevin. Ji ber vê yekê, elektrod bi -1000V (voltaja bias) têne barkirin da ku îyonên hêdî nikaribin qada elektrîkê ya ku zû diguhere berbi elektroda barkirî ya neyînî bişopînin.
Di dema kişandina îyonan (RIE) de, heke navînî riya azad a îyonan zêde be, ew bi rengekî hema hema perpendîkular li rûbera waferê dixin. Bi vî awayî, îyonên bilezkirî maddeyê ji holê radike û bi etching fîzîkî re reaksiyonek kîmyewî pêk tîne. Ji ber ku dîwarên alîgir bandor nabin, profîla etchê anizotropîk dimîne û cilê rûvî piçûk e. Lêbelê, hilbijartî ne pir zêde ye ji ber ku pêvajoyek guheztina laşî jî pêk tê. Digel vê yekê, lezbûna îyonan zirarê dide rûbera waferê, ku ji bo tamîrkirinê pêdivî bi annealkirina termal heye.
Beşa kîmyewî ya pêvajoya etchingê ji hêla radîkalên azad ve ku bi rûxê re reaksiyon dike û îyonan bi fizîkî li materyalê dixin da ku ew li ser wafer an dîwarên odeyê ji nû ve nehêle, ji fenomena veguheztinê ya mîna tîrêjê îyonê dûr dikeve. Dema ku zexta gazê ya di jûreya etchingê de zêde dibe, navînî riya azad a îyonan kêm dibe, ku ev yek jimara lihevketinên di navbera îyon û molekulên gazê de zêde dibe, û îyon di rêyên cûdatir de belav dibin. Ev dibe sedema etching kêmtir rêberî, ku pêvajoya etching bêtir kîmyewî.
Profîlên etchê yên anizotropîk bi pasîvkirina dîwarên kêlekê di dema xêzkirina silicon de têne bidestxistin. Oksîjen dikeve nav jûreya etchingê, li wir ew bi siliconê xêzkirî re reaksiyonê dike û silicon dîoksîtê çêdike, ku li ser dîwarên guhêzbar tê razandin. Ji ber bomberdûmana îyonê, tebeqeya oksîdê ya li ser qadên horizontî tê rakirin, ku dihêle ku pêvajoya eçkirina alî bidome. Ev rêbaz dikare şeklê profîla etch û hişkbûna dîwaran kontrol bike.
Rêjeya etchê ji hêla faktorên wekî zext, hêza jeneratorê HF, gaza pêvajoyê, rêjeya herikîna gazê ya rastîn û germahiya waferê ve tê bandor kirin, û rêza guheztina wê di binê 15% de dimîne. Anîsotropî bi zêdebûna hêza HF, kêmkirina zextê û kêmbûna germahiyê zêde dibe. Yekrengiya pêvajoya eftkirinê ji hêla gaz, cîhê elektrodê û materyalê elektrodê ve tê destnîşankirin. Ger dûrahiya elektrodê pir hindik be, plazma nikare bi heman rengî belav bibe, di encamê de neyekhevî çêdibe. Zêdekirina dûrahiya elektrodê rêjeya eçkirinê kêm dike ji ber ku plazma bi qebarek mezintir tê belav kirin. Karbon maddeya elektrodê ya bijarte ye ji ber ku ew plazmayek yekreng û yekreng çêdike, ji ber vê yekê qeraxa vaferê bi heman rengî wekî navenda waferê bandor dibe.
Gaza pêvajoyê di hilbijartî û rêjeya eçkirinê de rolek girîng dilîze. Ji bo pêkhateyên silicon û silicon, fluorine û klor bi piranî ji bo bidestxistina etching têne bikar anîn. Hilbijartina gaza guncan, rastkirina herikîna gazê û zextê, û kontrolkirina pîvanên din ên wekî germahî û hêzê di pêvajoyê de dikare rêjeya etch, hilbijartî û yekrengiya xwestî bi dest bixe. Optimîzasyona van parameteran bi gelemperî ji bo serîlêdan û materyalên cihêreng têne rêve kirin.
Pêvajoya kişandinê bi yek gazê, tevliheviya gazê, an pîvanên pêvajoyê yên sabît re sînordar nabe. Mînakî, oksîda xwemalî ya li ser polîsîlîkonê dikare pêşî bi rêjeyek guheztinê ya bilind û hilbijartiyek kêm were rakirin, dema ku polisilicon dikare dûv re bi hilbijartiyek bilindtir li gorî qatên jêrîn were xêz kirin.
———————————————————————————————————————————— ———————————
Semicera dikare peyda bikeparçeyên grafît, nerm / hişk hest, parçeyên silicon carbide,Parçeyên karbîd silicon CVD,ûParçeyên pêçandî yên SiC/TaC di nav 30 rojan de.
Heke hûn bi hilberên nîvconductor yên jorîn re eleqedar in,ji kerema xwe di cara yekem de bi me re têkilî daynin.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: + 86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Dema şandinê: Sep-12-2024