Չոր փորագրման գործընթաց

Չոր փորագրման գործընթացը սովորաբար բաղկացած է չորս հիմնական վիճակներից՝ նախքան փորագրումը, մասնակի փորագրումը, պարզապես փորագրումը և փորագրումից առաջ: Հիմնական բնութագրերն են փորագրման արագությունը, ընտրողականությունը, կրիտիկական հարթությունը, միատեսակությունը և վերջնակետի հայտնաբերումը:

 Նկար 1 Նախքան փորագրումը

Նկար 2 Մասնակի փորագրություն

Նկար 3 Պարզապես փորագրում

Նկար 4 Օֆորտի վրայով

(1) Փորագրման արագություն. փորագրված նյութի խորությունը կամ հաստությունը, որը հեռացվել է մեկ միավոր ժամանակում:

Նկար 5 Փորագրման արագության դիագրամ

(2) Ընտրողականություն՝ տարբեր փորագրման նյութերի փորագրման արագությունների հարաբերակցությունը:

Նկար 6 Ընտրողականության դիագրամ

(3) Կրիտիկական չափ. նախշի չափը որոշակի տարածքում փորագրման ավարտից հետո:

Նկար 7 Կրիտիկական չափերի դիագրամ

(4) Միատեսակություն. չափելու համար կրիտիկական փորագրման չափման (CD), որը սովորաբար բնութագրվում է CD-ի ամբողջական քարտեզով, բանաձևը հետևյալն է. U=(Max-Min)/2*AVG:

Նկար 8 Միասնության սխեմատիկ դիագրամ

(5) Վերջնական կետի հայտնաբերում. փորագրման գործընթացում անընդհատ հայտնաբերվում է լույսի ինտենսիվության փոփոխություն: Երբ լույսի որոշակի ինտենսիվությունը զգալիորեն բարձրանում կամ իջնում ​​է, փորագրումն ավարտվում է` նշանավորելու ֆիլմի փորագրման որոշակի շերտի ավարտը:

Նկար 9 Վերջնական կետի սխեմատիկ դիագրամ

Չոր փորագրման ժամանակ գազը գրգռվում է բարձր հաճախականությամբ (հիմնականում 13,56 ՄՀց կամ 2,45 ԳՀց): 1-ից 100 Պա ճնշման դեպքում նրա միջին ազատ ուղին մի քանի միլիմետրից մի քանի սանտիմետր է: Չոր փորագրման երեք հիմնական տեսակ կա.

•Ֆիզիկական չոր փորագրությունԱրագացված մասնիկները ֆիզիկապես կրում են վաֆլի մակերեսը

•Քիմիական չոր փորագրությունԳազը քիմիապես փոխազդում է վաֆլի մակերեսի հետ

•Քիմիական ֆիզիկական չոր փորագրությունՖիզիկական փորագրման գործընթացը քիմիական բնութագրերով

1. Իոնային ճառագայթով փորագրում

Ion Beam Etching (Ion Beam Etching) ֆիզիկական չոր մշակման գործընթաց է, որն օգտագործում է բարձր էներգիայի արգոնի իոնային ճառագայթ՝ մոտ 1-ից 3 կՎ էներգիայով՝ նյութի մակերեսը ճառագայթելու համար: Իոնային ճառագայթի էներգիան առաջացնում է այն ազդել և հեռացնել մակերեսային նյութը: Փորագրման գործընթացը անիզոտրոպ է ուղղահայաց կամ թեք դիպված իոնային ճառագայթների դեպքում: Այնուամենայնիվ, ընտրողականության բացակայության պատճառով տարբեր մակարդակների նյութերի միջև հստակ տարբերություն չկա: Գոյացվող գազերը և փորագրված նյութերը սպառվում են վակուումային պոմպի միջոցով, բայց քանի որ ռեակցիայի արտադրանքները գազեր չեն, մասնիկները կուտակվում են վաֆլի կամ խցիկի պատերին:

Մասնիկների առաջացումը կանխելու համար խցիկ կարող է ներմուծվել երկրորդ գազ: Այս գազը կփոխազդի արգոնի իոնների հետ և կառաջացնի ֆիզիկական և քիմիական փորագրման գործընթաց: Գազի մի մասը կարձագանքի մակերևույթի նյութի հետ, բայց այն նաև արձագանքելու է փայլեցված մասնիկների հետ՝ ձևավորելով գազային ենթամթերք: Այս մեթոդով կարելի է փորագրել գրեթե բոլոր տեսակի նյութերը: Ուղղահայաց ճառագայթման շնորհիվ ուղղահայաց պատերի մաշվածությունը շատ փոքր է (բարձր անիզոտրոպիա): Այնուամենայնիվ, ցածր ընտրողականության և փորագրման դանդաղ արագության պատճառով այս գործընթացը հազվադեպ է օգտագործվում ընթացիկ կիսահաղորդիչների արտադրության մեջ:

2. Պլազմային օֆորտ

Պլազմային փորագրումը բացարձակ քիմիական փորագրման գործընթաց է, որը նաև հայտնի է որպես քիմիական չոր փորագրում: Դրա առավելությունն այն է, որ վաֆլի մակերեսին իոնային վնաս չի պատճառում։ Քանի որ փորագրող գազում ակտիվ տեսակներն ազատ են շարժվում, իսկ փորագրման գործընթացը իզոտրոպ է, այս մեթոդը հարմար է ամբողջ թաղանթի շերտը հեռացնելու համար (օրինակ՝ ջերմային օքսիդացումից հետո հետևի կողմը մաքրելու համար):

Ներքևում գտնվող ռեակտորը ռեակտորի տեսակ է, որը սովորաբար օգտագործվում է պլազմայի փորագրման համար: Այս ռեակտորում պլազման առաջանում է հարվածային իոնացման արդյունքում 2,45 ԳՀց բարձր հաճախականությամբ էլեկտրական դաշտում և առանձնացված վաֆլիից:

Գազի արտանետման տարածքում ազդեցության և գրգռման հետևանքով առաջանում են տարբեր մասնիկներ, ներառյալ ազատ ռադիկալները: Ազատ ռադիկալները չեզոք ատոմներ կամ մոլեկուլներ են՝ չհագեցած էլեկտրոններով, ուստի դրանք բարձր ռեակտիվ են։ Պլազմայի փորագրման գործընթացում հաճախ օգտագործվում են որոշ չեզոք գազեր, ինչպիսիք են տետրաֆտորմեթանը (CF4), որոնք ներմուծվում են գազի արտանետման տարածք՝ իոնացման կամ տարրալուծման միջոցով ակտիվ տեսակներ առաջացնելու համար:

Օրինակ, CF4 գազում այն ​​ներմուծվում է գազի արտանետման տարածք և քայքայվում ֆտորի ռադիկալների (F) և ածխածնի երկֆտորի մոլեկուլների (CF2): Նմանապես, ֆտորը (F) կարող է քայքայվել CF4-ից՝ ավելացնելով թթվածին (O2):

2 CF4 + O2 —> 2 COF2 + 2 F2

Ֆտորի մոլեկուլը գազի արտանետման շրջանի էներգիայի ներքո կարող է բաժանվել ֆտորի երկու անկախ ատոմների, որոնցից յուրաքանչյուրը ֆտորի ազատ ռադիկալ է: Քանի որ յուրաքանչյուր ֆտորի ատոմ ունի յոթ վալենտային էլեկտրոն և ձգտում է հասնել իներտ գազի էլեկտրոնային կազմաձևմանը, դրանք բոլորն էլ շատ ռեակտիվ են: Բացի չեզոք ֆտորի ազատ ռադիկալներից, գազի արտանետման շրջանում կլինեն լիցքավորված մասնիկներ՝ CF+4, CF+3, CF+2 և այլն։ Հետագայում այս բոլոր մասնիկները և ազատ ռադիկալները կերամիկական խողովակի միջոցով ներմուծվում են փորագրման պալատ:

Լիցքավորված մասնիկները կարող են արգելափակվել արդյունահանման ցանցերի միջոցով կամ վերամիավորվել չեզոք մոլեկուլների ձևավորման գործընթացում՝ փորագրման խցիկում դրանց վարքը վերահսկելու համար: Ֆտորի ազատ ռադիկալները նույնպես կենթարկվեն մասնակի վերահամակցման, բայց դեռ բավական ակտիվ են, որպեսզի ներթափանցեն փորագրման խցիկ, քիմիապես արձագանքեն վաֆլի մակերեսի վրա և առաջացնեն նյութի շերտազատում: Այլ չեզոք մասնիկներ չեն մասնակցում փորագրման գործընթացին և սպառվում են ռեակցիայի արտադրանքի հետ միասին:

Բարակ թաղանթների օրինակներ, որոնք կարող են փորագրվել պլազմայի փորագրման մեջ.

• Սիլիկոն՝ Si + 4F—> SiF4

• Սիլիցիումի երկօքսիդ՝ SiO2 + 4F—> SiF4 + O2

• Սիլիցիումի նիտրիդ՝ Si3N4 + 12F—> 3SiF4 + 2N2

3. Ռեակտիվ իոնային փորագրում (RIE)

Ռեակտիվ իոնային փորագրումը քիմիական-ֆիզիկական փորագրման գործընթաց է, որը կարող է շատ ճշգրիտ վերահսկել ընտրողականությունը, փորագրման պրոֆիլը, փորագրման արագությունը, միատեսակությունը և կրկնելիությունը: Այն կարող է հասնել իզոտրոպ և անիզոտրոպ փորագրման պրոֆիլներ և, հետևաբար, ամենակարևոր գործընթացներից մեկն է կիսահաղորդչային արտադրության մեջ տարբեր բարակ թաղանթներ ստեղծելու համար:

RIE-ի ժամանակ վաֆլը տեղադրվում է բարձր հաճախականության էլեկտրոդի վրա (HF էլեկտրոդ): Ազդեցության իոնացման միջոցով առաջանում է պլազմա, որում գոյություն ունեն ազատ էլեկտրոններ և դրական լիցքավորված իոններ։ Եթե ​​HF էլեկտրոդին կիրառվի դրական լարում, ապա ազատ էլեկտրոնները կուտակվում են էլեկտրոդի մակերեսի վրա և չեն կարող կրկին հեռանալ էլեկտրոդից՝ իրենց էլեկտրոնների մերձեցման պատճառով: Հետևաբար, էլեկտրոդները լիցքավորվում են մինչև -1000V (կողմնակալության լարում), որպեսզի դանդաղ իոնները չկարողանան հետևել արագ փոփոխվող էլեկտրական դաշտին դեպի բացասական լիցքավորված էլեկտրոդ:

Իոնային փորագրման ժամանակ (RIE), եթե իոնների միջին ազատ ուղին բարձր է, նրանք հարվածում են վաֆլի մակերեսին գրեթե ուղղահայաց ուղղությամբ: Այս կերպ արագացված իոնները թակում են նյութը և ֆիզիկական փորագրման միջոցով քիմիական ռեակցիա են կազմում։ Քանի որ կողային կողային պատերը չեն ազդում, փորագրման պրոֆիլը մնում է անիզոտրոպ, իսկ մակերեսի մաշվածությունը փոքր է: Այնուամենայնիվ, ընտրողականությունը շատ բարձր չէ, քանի որ տեղի է ունենում նաև ֆիզիկական փորագրման գործընթացը: Բացի այդ, իոնների արագացումը վնասում է վաֆլի մակերեսին, որը վերականգնելու համար պահանջվում է ջերմային եռացում:

Փորագրման գործընթացի քիմիական մասը ավարտվում է ազատ ռադիկալներով, որոնք արձագանքում են մակերեսին, և իոնները ֆիզիկապես հարվածում են նյութին, որպեսզի այն չտեղավորվի վաֆլի կամ խցիկի պատերի վրա՝ խուսափելով վերաբաշխման երևույթից, ինչպիսին է իոնային ճառագայթների փորագրումը: Փորագրման խցիկում գազի ճնշումը բարձրացնելիս իոնների միջին ազատ ուղին կրճատվում է, ինչը մեծացնում է իոնների և գազի մոլեկուլների միջև բախումների քանակը, և իոնները ցրվում են ավելի տարբեր ուղղություններով: Սա հանգեցնում է ավելի քիչ ուղղորդված փորագրման, ինչը փորագրման գործընթացը դարձնում է ավելի քիմիական:

Անիզոտրոպ փորագրման պրոֆիլները ձեռք են բերվում սիլիկոնային փորագրման ժամանակ կողային պատերի պասիվացման միջոցով: Թթվածինը ներմուծվում է փորագրման խցիկ, որտեղ այն փոխազդում է փորագրված սիլիցիումի հետ՝ առաջացնելով սիլիցիումի երկօքսիդ, որը նստում է ուղղահայաց կողային պատերին: Իոնային ռմբակոծման պատճառով հորիզոնական հատվածների օքսիդային շերտը հանվում է, ինչը թույլ է տալիս շարունակել կողային փորագրման գործընթացը: Այս մեթոդը կարող է վերահսկել փորագրման պրոֆիլի ձևը և կողային պատերի կտրուկությունը:

Փորագրման արագության վրա ազդում են այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են ճնշումը, HF գեներատորի հզորությունը, պրոցեսի գազը, գազի իրական հոսքի արագությունը և վաֆլի ջերմաստիճանը, և դրա տատանումների միջակայքը պահպանվում է 15%-ից ցածր: Անիզոտրոպիան մեծանում է HF հզորության ավելացման, ճնշման նվազման և ջերմաստիճանի նվազման հետ: Փորագրման գործընթացի միատեսակությունը որոշվում է գազով, էլեկտրոդների տարածությամբ և էլեկտրոդի նյութով: Եթե ​​էլեկտրոդի հեռավորությունը չափազանց փոքր է, պլազման չի կարող հավասարապես ցրվել, ինչի արդյունքում առաջանում է անհավասարություն: Էլեկտրոդի հեռավորության մեծացումը նվազեցնում է փորագրման արագությունը, քանի որ պլազման ավելի մեծ ծավալով է բաշխվում: Ածխածինը էլեկտրոդի նախընտրելի նյութն է, քանի որ այն արտադրում է միատեսակ լարված պլազմա, այնպես որ վաֆլի եզրի վրա ազդում է նույն կերպ, ինչպես վաֆլի կենտրոնը:

Գործընթացի գազը կարևոր դեր է խաղում ընտրողականության և փորագրման արագության մեջ: Սիլիցիումի և սիլիցիումի միացությունների համար ֆտորը և քլորը հիմնականում օգտագործվում են փորագրման հասնելու համար: Ընտրելով համապատասխան գազը, կարգավորելով գազի հոսքը և ճնշումը և վերահսկելով այլ պարամետրեր, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը և հզորությունը գործընթացում, կարող են հասնել ցանկալի փորագրման արագության, ընտրողականության և միատեսակության: Այս պարամետրերի օպտիմալացումը սովորաբար ճշգրտվում է տարբեր ծրագրերի և նյութերի համար:

Փորագրման գործընթացը չի սահմանափակվում մեկ գազով, գազային խառնուրդով կամ ֆիքսված գործընթացի պարամետրերով: Օրինակ, պոլիսիլիկոնի բնածին օքսիդը կարող է սկզբում հեռացվել փորագրման բարձր արագությամբ և ցածր ընտրողականությամբ, մինչդեռ պոլիսիլիկոնը կարող է փորագրվել ավելի ուշ՝ հիմքում ընկած շերտերի համեմատ ավելի բարձր ընտրողականությամբ:

—————————————————————————————————————————————————————————————————— ————————————

Semicera-ն կարող է ապահովելգրաֆիտի մասեր, փափուկ/կոշտ զգացողություն, սիլիցիումի կարբիդի մասեր,CVD սիլիցիումի կարբիդի մասեր, ևSiC/TaC պատված մասեր հետ 30 օրվա ընթացքում:

Եթե ​​դուք հետաքրքրված եք վերը նշված կիսահաղորդչային արտադրանքներով,խնդրում ենք մի հապաղեք կապվել մեզ հետ առաջին անգամ.

Հեռ՝ +86-13373889683

WhatsAPP՝ +86-15957878134

Email: sales01@semi-cera.com