సెమీకండక్టర్ ఎచింగ్ ప్రాసెస్ టెక్నాలజీ

ఎచింగ్, లేదా ఎచింగ్, సెమీకండక్టర్ తయారీ, మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్ IC తయారీ మరియు మైక్రో/నానో తయారీ ప్రక్రియలలో కీలకమైన దశ. ఇది ఫోటోలిథోగ్రఫీతో అనుబంధించబడిన ప్రాథమిక నమూనా ప్రక్రియ. సంకుచిత కోణంలో, ఎచింగ్ అనేది తప్పనిసరిగా ఫోటోలిథోగ్రాఫిక్ ఎచింగ్, ఇక్కడ ఫోటోరేసిస్ట్ మొదట ఫోటోలిథోగ్రఫీని ఉపయోగించి బహిర్గతం చేయబడుతుంది, ఆపై అవాంఛిత పదార్థాన్ని చెక్కడానికి ఇతర పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి. ఎచింగ్ అనేది రసాయన లేదా భౌతిక పద్ధతులను ఉపయోగించి సిలికాన్ పొర ఉపరితలం నుండి అవాంఛిత పదార్థాన్ని ఎంపిక చేసి తొలగించే ప్రక్రియ. పూత పూసిన సిలికాన్ పొరపై ముసుగు నమూనాను ఖచ్చితంగా ప్రతిబింబించడం దీని ప్రాథమిక లక్ష్యం. మైక్రోఫ్యాబ్రికేషన్ ప్రక్రియల అభివృద్ధితో, ఎచింగ్ అనేది సొల్యూషన్స్, రియాక్టివ్ అయాన్లు లేదా ఇతర యాంత్రిక పద్ధతులను ఉపయోగించి పదార్థాన్ని తొలగించడం మరియు తొలగించడం కోసం విస్తృతంగా ఒక సాధారణ పదంగా మారింది, ఇది మైక్రోఫ్యాబ్రికేషన్‌లో సాధారణ పదంగా మారింది.

ఎచింగ్‌ను విస్తృతంగా రెండు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు: తడి చెక్కడం మరియు పొడి చెక్కడం. పొడి ఎచింగ్‌లో, వాయువు అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద ఉత్తేజితమవుతుంది (ప్రధానంగా 13.56 MHz లేదా 2.45 GHz). 1 నుండి 100 Pa ఒత్తిడిలో, దాని సగటు ఉచిత మార్గం కొన్ని మిల్లీమీటర్ల నుండి కొన్ని సెంటీమీటర్ల వరకు ఉంటుంది. డ్రై ఎచింగ్‌లో మూడు ప్రధాన రకాలు ఉన్నాయి:

• ఫిజికల్ డ్రై ఎచింగ్: పొర ఉపరితలంపై కణాల భౌతిక దుస్తులను వేగవంతం చేస్తుంది;

• కెమికల్ డ్రై ఎచింగ్: గ్యాస్ పొర ఉపరితలంతో రసాయనికంగా చర్య జరుపుతుంది;

• రసాయన-భౌతిక పొడి చెక్కడం: రసాయన లక్షణాలతో కూడిన భౌతిక చెక్కడం ప్రక్రియ;

1. అయాన్ బీమ్ ఎచింగ్

అయాన్ బీమ్ ఎచింగ్ అనేది భౌతిక పొడి ఎచింగ్ ప్రక్రియ. ఆర్గాన్ అయాన్లు సుమారు 1 నుండి 3 కెవిల అయాన్ పుంజంలో ఉపరితలంపైకి ప్రసరిస్తాయి. అయాన్ల శక్తి కారణంగా, అవి ఉపరితల పదార్థంపై బాంబు దాడి చేస్తాయి. పొర నిలువుగా లేదా అయాన్ పుంజంలోకి ఒక కోణంలో చొప్పించబడింది మరియు చెక్కే ప్రక్రియ ఖచ్చితంగా అనిసోట్రోపిక్‌గా ఉంటుంది. సెలెక్టివిటీ తక్కువగా ఉంటుంది ఎందుకంటే ఇది పొరల మధ్య తేడా లేదు. వాయువు మరియు మెరుగుపెట్టిన పదార్థం వాక్యూమ్ పంప్ ద్వారా బహిష్కరించబడతాయి; అయినప్పటికీ, ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులు వాయువు కానందున, కణాలు పొర లేదా గది గోడలపై నిక్షిప్తం చేయగలవు.

ఈ కణాలను నివారించడానికి, రెండవ వాయువు గదిలోకి ప్రవేశపెడతారు. ఈ వాయువు ఆర్గాన్ అయాన్లతో ప్రతిస్పందిస్తుంది, భౌతిక రసాయనిక ఎచింగ్ ప్రక్రియను ప్రేరేపిస్తుంది. కొన్ని వాయువు ఉపరితలంతో చర్య జరుపుతుంది, అయితే కొన్ని పాలిష్ చేసిన కణాలతో చర్య జరిపి వాయు ఉపఉత్పత్తులను ఏర్పరుస్తాయి. ఈ పద్ధతిని ఉపయోగించి దాదాపు అన్ని పదార్థాలను చెక్కవచ్చు. నిలువు రేడియేషన్ కారణంగా, నిలువు గోడలపై ధరించడం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది (అధిక అనిసోట్రోపి). అయినప్పటికీ, తక్కువ ఎంపిక మరియు తక్కువ ఎచింగ్ రేటు కారణంగా, ఆధునిక సెమీకండక్టర్ తయారీలో ఈ ప్రక్రియ చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది.

2. ప్లాస్మా ఎచింగ్

ప్లాస్మా ఎచింగ్ అనేది పూర్తిగా రసాయన ఎచింగ్ ప్రక్రియ (కెమికల్ డ్రై ఎట్చ్). దీని ప్రయోజనం ఏమిటంటే వేఫర్ ఉపరితలం వేగవంతమైన అయాన్ల ద్వారా దెబ్బతినదు. ఎచింగ్ గ్యాస్ యొక్క కదిలే కణాల కారణంగా, ఎచింగ్ ప్రొఫైల్ ఐసోట్రోపిక్‌గా ఉంటుంది, ఈ పద్ధతి మొత్తం ఫిల్మ్ లేయర్‌లను తొలగించడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది (ఉదా., థర్మల్ ఆక్సీకరణ తర్వాత వెనుక వైపు శుభ్రపరచడం).

ప్లాస్మా ఎచింగ్ కోసం ఉపయోగించే ఒక రకమైన రియాక్టర్ దిగువ రియాక్టర్. ప్లాస్మా ప్రభావం అయనీకరణం ద్వారా 2.45 GHz అధిక పౌనఃపున్యం వద్ద మండించబడుతుంది మరియు ప్రభావం అయనీకరణ ప్రదేశం పొర నుండి వేరు చేయబడుతుంది.

గ్యాస్ డిశ్చార్జ్ ప్రాంతంలో, ఫ్రీ రాడికల్స్‌తో సహా వివిధ కణాలు ప్రభావం కారణంగా ఉంటాయి. ఫ్రీ రాడికల్స్ తటస్థ అణువులు లేదా అసంతృప్త ఎలక్ట్రాన్‌లతో కూడిన అణువులు మరియు అందువల్ల చాలా రియాక్టివ్‌గా ఉంటాయి. తటస్థ వాయువుగా, టెట్రాఫ్లోరోమీథేన్ (CF4) గ్యాస్ ఉత్సర్గ ప్రాంతంలోకి ప్రవేశపెట్టబడింది మరియు CF2 మరియు ఫ్లోరిన్ అణువులుగా (F2) విడిపోతుంది. అదేవిధంగా, ఆక్సిజన్ (O2) జోడించడం ద్వారా ఫ్లోరిన్‌ను CF4 నుండి వేరు చేయవచ్చు:

2 CF4 + O2 ---> 2 COF2 + 2 F2

ఫ్లోరిన్ అణువును గ్యాస్ డిశ్చార్జ్ ప్రాంతంలోని శక్తి ద్వారా రెండు వేర్వేరు ఫ్లోరిన్ పరమాణువులుగా విభజించవచ్చు: ప్రతి ఫ్లోరిన్ పరమాణువు ఒక ఫ్లోరిన్ ఫ్రీ రాడికల్‌గా ఉంటుంది, ఎందుకంటే ప్రతి అణువు ఏడు వేలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటుంది మరియు జడ వాయువు ఆకృతీకరణను సాధించడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది. తటస్థ ఫ్రీ రాడికల్స్‌తో పాటు, అనేక పాక్షికంగా చార్జ్ చేయబడిన కణాలు (CF+4, CF+3, CF+2, ...) ఉన్నాయి. అన్ని కణాలు, ఫ్రీ రాడికల్స్ మొదలైనవి, అప్పుడు సిరామిక్ ట్యూబ్ ద్వారా ఎచింగ్ చాంబర్‌లోకి ప్రవేశిస్తాయి. ఛార్జ్ చేయబడిన కణాలను ఎచింగ్ చాంబర్ నుండి వెలికితీత గ్రేటింగ్ ద్వారా నిరోధించవచ్చు లేదా వాటి తటస్థ అణువుల ఏర్పాటు సమయంలో తిరిగి కలపవచ్చు. ఫ్లోరిన్ రాడికల్స్ కూడా పాక్షికంగా తిరిగి కలిసిపోతాయి, అయితే ఎచింగ్ చాంబర్‌ను చేరుకోవడానికి సరిపోతుంది, పొర ఉపరితలంపై చర్య తీసుకుంటుంది మరియు రసాయన రాపిడికి కారణమవుతుంది. ఇతర తటస్థ కణాలు చెక్కడం ప్రక్రియలో భాగం కావు మరియు ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులతో పాటు క్షీణించబడతాయి.

ప్లాస్మా ఎచింగ్‌లో చెక్కబడే సన్నని ఫిల్మ్‌ల ఉదాహరణలు: • సిలికాన్: Si + 4F ---> SiF4 • సిలికాన్ డయాక్సైడ్: SiO2 + 4F ---> SiF4 + O2 • సిలికాన్ నైట్రైడ్: Si3N4 + 12F ---> 3SiF4 + 2N2 3. రీయాక్టివిటీ, అయాన్ మొదలైన లక్షణాలు ప్రొఫైల్, ఎచింగ్ రేట్, ఏకరూపత మరియు పునరావృతత అన్నీ రియాక్టివ్ అయాన్ ఎచింగ్‌లో చాలా ఖచ్చితంగా నియంత్రించబడతాయి. ఐసోట్రోపిక్ ఎచింగ్ ప్రొఫైల్స్ అలాగే అనిసోట్రోపిక్ వాటిని సాధ్యమే. అందువల్ల, RIE అనేది ఒక రసాయన భౌతిక ఎచింగ్ ప్రక్రియ మరియు అనేక రకాల సన్నని చలనచిత్రాలను నిర్మించడానికి సెమీకండక్టర్ తయారీలో అత్యంత ముఖ్యమైన ప్రక్రియ. ప్రక్రియ గదిలో, పొర అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ఎలక్ట్రోడ్ (HF ఎలక్ట్రోడ్) పై ఉంచబడుతుంది. ప్లాస్మా ప్రభావం అయనీకరణం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది, దీనిలో ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన అయాన్లు కనిపిస్తాయి. HF ఎలక్ట్రోడ్ సానుకూల వోల్టేజ్ వద్ద ఉన్నట్లయితే, ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు దానిపై పేరుకుపోతాయి మరియు వాటి ఎలక్ట్రాన్ అనుబంధం కారణంగా మళ్లీ ఎలక్ట్రోడ్‌ను వదిలివేయలేవు. అందువల్ల, ఎలక్ట్రోడ్ -1000 V (బయాస్ వోల్టేజ్) కు ఛార్జ్ చేయబడుతుంది. వేగంగా ప్రత్యామ్నాయ క్షేత్రాన్ని అనుసరించలేని స్లో అయాన్లు ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన ఎలక్ట్రోడ్ వైపు కదులుతాయి.

అయాన్ల సగటు ఉచిత మార్గం ఎక్కువగా ఉంటే, కణాలు దాదాపు లంబ కోణంలో పొర ఉపరితలంపై బాంబు దాడి చేస్తాయి. అందువలన, పదార్థం ఉపరితలం నుండి వేగవంతమైన అయాన్లు (భౌతిక ఎచింగ్) ద్వారా విసర్జించబడుతుంది మరియు కొన్ని కణాలు కూడా రసాయనికంగా ఉపరితలంతో ప్రతిస్పందిస్తాయి. పార్శ్వ సైడ్‌వాల్‌లు ప్రభావితం కావు, కాబట్టి అరుగుదల ఉండదు మరియు ఎట్చ్ ప్రొఫైల్ అనిసోట్రోపిక్‌గా ఉంటుంది. ఎంపిక చాలా చిన్నది కాదు, కానీ భౌతిక ఎచింగ్ ప్రక్రియ కారణంగా ఇది చాలా పెద్దది కాదు. ఇంకా, వేఫర్ ఉపరితలం వేగవంతమైన అయాన్ల ద్వారా దెబ్బతింటుంది మరియు థర్మల్ ఎనియలింగ్ ద్వారా నయం చేయాలి. ఎచింగ్ ప్రక్రియ యొక్క రసాయన భాగం ఉపరితలంతో ఫ్రీ రాడికల్స్ యొక్క ప్రతిచర్య ద్వారా మరియు భౌతికంగా మిల్లింగ్ చేయబడిన పదార్థం ద్వారా సాధించబడుతుంది, కాబట్టి ఇది అయాన్ బీమ్ ఎచింగ్‌లో వలె పొర లేదా చాంబర్ గోడలపై తిరిగి నిల్వ చేయబడదు. ఎచింగ్ ఛాంబర్‌లో ఒత్తిడిని పెంచడం ద్వారా, కణాల సగటు ఉచిత మార్గం తగ్గుతుంది. అందువల్ల, ఎక్కువ ఘర్షణలు ఉన్నాయి మరియు కణాలు వేర్వేరు దిశల్లో ప్రయాణిస్తాయి. ఇది తక్కువ డైరెక్షనల్ ఎచింగ్‌కు దారితీస్తుంది మరియు ఎచింగ్ ప్రక్రియ ఎక్కువ రసాయన లక్షణాలను పొందుతుంది. సెలెక్టివిటీని పెంచడం వలన మరింత ఐసోట్రోపిక్ ఎట్చ్ ప్రొఫైల్ ఏర్పడుతుంది. అనిసోట్రోపిక్ ఎట్చ్ ప్రొఫైల్‌లు సిలికాన్ ఎచింగ్ సమయంలో సైడ్‌వాల్‌లను నిష్క్రియం చేయడం ద్వారా సాధించబడతాయి. ఎచింగ్ చాంబర్‌లోని ఆక్సిజన్ మిల్లింగ్ సిలికాన్‌తో చర్య జరిపి సిలికాన్ డయాక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది నిలువు సైడ్‌వాల్‌లపై నిక్షిప్తం చేయబడుతుంది. అయాన్ బాంబర్డ్‌మెంట్ కారణంగా క్షితిజ సమాంతర ప్రాంతాలపై ఉన్న ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్ తీసివేయబడుతుంది, పార్శ్వ చెక్కడం ప్రక్రియ కొనసాగుతుంది.

ఎట్చ్ రేటు ఒత్తిడి, అధిక-పౌనఃపున్య జనరేటర్ శక్తి, ప్రాసెస్ గ్యాస్, వాస్తవ వాయువు ప్రవాహం రేటు మరియు పొర ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అధిక-పౌనఃపున్య శక్తిని పెంచడం, ఒత్తిడి తగ్గడం మరియు ఉష్ణోగ్రత తగ్గడంతో అనిసోట్రోపి పెరుగుతుంది. చెక్కడం ప్రక్రియ యొక్క ఏకరూపత వాయువు, రెండు ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య దూరం మరియు ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. దూరం చాలా తక్కువగా ఉంటే, ప్లాస్మా ఏకరీతిగా చెదరగొట్టబడదు, ఫలితంగా అసమానత ఏర్పడుతుంది. ఎలక్ట్రోడ్ దూరాన్ని పెంచడం వల్ల ఎట్చ్ రేటు తగ్గుతుంది ఎందుకంటే ప్లాస్మా విస్తరించిన వాల్యూమ్‌లో పంపిణీ చేయబడుతుంది. ఎలక్ట్రోడ్ల కోసం, కార్బన్ ప్రాధాన్య పదార్థంగా నిరూపించబడింది. ఫ్లోరిన్ మరియు క్లోరిన్ కూడా కార్బన్‌పై దాడి చేయడం వలన, ఎలక్ట్రోడ్‌లు ఏకరీతి స్ట్రెయిన్డ్ ప్లాస్మాను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, తద్వారా పొర అంచులు పొర కేంద్రం వలె ప్రభావితమవుతాయి.

సెలెక్టివిటీ మరియు ఎట్చ్ రేటు ప్రక్రియ వాయువుపై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది. సిలికాన్ మరియు సిలికాన్ సమ్మేళనాల కోసం, ఫ్లోరిన్ మరియు క్లోరిన్ ప్రధానంగా ఉపయోగించబడతాయి.

ఎచింగ్ ప్రక్రియలు ఒకే గ్యాస్, గ్యాస్ మిశ్రమం లేదా స్థిర ప్రక్రియ పారామితులకు పరిమితం కాదు. ఉదాహరణకు, పాలీసిలికాన్‌పై స్థానిక ఆక్సైడ్‌లను ముందుగా అధిక ఎట్చ్ రేటుతో మరియు తక్కువ సెలెక్టివిటీతో తొలగించవచ్చు, ఆ తర్వాత అంతర్లీన పొరలకు సంబంధించి అధిక ఎంపికతో పాలీసిలికాన్‌ను చెక్కడం ద్వారా తొలగించవచ్చు.

సెమికోరెక్స్ వివిధ అందిస్తుందిSiC భాగాలుచెక్కే ప్రక్రియలో. మీకు ఏవైనా విచారణలు ఉంటే లేదా అదనపు వివరాలు కావాలంటే, దయచేసి మమ్మల్ని సంప్రదించడానికి సంకోచించకండి.

ఫోన్ # +86-13567891907 సంప్రదించండి

ఇమెయిల్: sales@semicorex.com