Офорт і морфологія травлення

У процесі виробництва напівпровідникових мікросхем ми ніби будуємо хмарочос на рисовому зерні. Літографічна машина схожа на містобудівник, який використовує «світло» для малювання креслення будівлі на пластині; у той час як травлення схоже на скульптора з точними інструментами, відповідальними за точне висічення каналів, отворів і ліній відповідно до креслення. Якщо ви уважно спостерігаєте за поперечним перерізом цих «каналів», ви побачите, що їх форми неоднорідні; одні мають форму трапеції (ширші вгорі та вужчі донизу), інші — ідеальні прямокутники (вертикальні боковини). Ці форми не є довільними; за ними лежить складна взаємодія фізичних і хімічних принципів, які безпосередньо визначають продуктивність чіпа.

I. Основні принципи травлення: поєднання фізичних і хімічних ефектів

Простіше кажучи, травлення – це вибіркове видалення матеріалу, незахищеного фоторезистом. В основному він поділяється на дві категорії:

1. Мокре травлення: для травлення використовуються хімічні розчинники (такі як кислоти та луги). По суті, це суто хімічна реакція, і напрям травлення є ізотропним, тобто воно відбувається з однаковою швидкістю в усіх напрямках (спереду, ззаду, ліворуч, праворуч, вгору, вниз).

2. Сухе травлення (плазмове травлення): сьогодні це основна технологія. У вакуумній камері вводяться технологічні гази (такі як гази, що містять фтор або хлор), а плазма генерується за допомогою радіочастотного джерела живлення. Плазма містить іони високої енергії та активні вільні радикали, які разом діють на витравлену поверхню.

Сухе травлення може створювати різноманітні форми саме тому, що воно може гнучко поєднувати «фізичну атаку» та «хімічну атаку»:

Хімічний склад: Відповідає за активні вільні радикали. Вони вступають у хімічну реакцію з матеріалом поверхні пластини, утворюючи леткі продукти, які потім видаляються. Ця атака є ізотропною, що дозволяє їй «протискуватись» і витравлювати з боків, легко утворюючи трапецієподібні форми.

Фізичний склад: позитивно заряджені іони високої енергії, прискорені електричним полем, бомбардують поверхню пластини перпендикулярно. Подібно до піскоструминної обробки поверхні, це «іонне бомбардування» є анізотропним, переважно вертикально вниз, і може «прямолінійно» вирізати бічні стінки.

II. Розшифровка двох класичних профілів: народження трапецій і прямокутних профілів

1. Трапеція (конічний профіль) – переважно хімічна атака

Принцип формування: коли хімічне травлення домінує в процесі, тоді як фізичне бомбардування слабше, відбувається наступне: травлення не тільки йде вниз, але й збоку роз'їдає область під фоторезистною маскою та відкритими бічними стінками. Це призводить до того, що матеріал під захищеною маскою поступово «видовбується», утворюючи похилу бічну стінку, ширшу вгорі та вужчу внизу, тобто трапецію.

Хороше ступеневе покриття: у подальших процесах осадження тонкої плівки похила структура трапеції полегшує рівномірне покриття матеріалів (наприклад, металів), уникаючи тріщин на крутих кутах.

Зниження напруги: похила конструкція краще розсіює напругу, підвищуючи надійність пристрою.

Висока толерантність до процесу: Відносно легкий у впровадженні.

2. Прямокутний (вертикальний профіль) – переважно фізична атака

Принцип утворення: коли в процесі домінує фізичне іонне бомбардування, а хімічний склад ретельно контролюється, утворюється прямокутний профіль. Іони високої енергії, як незліченна кількість крихітних снарядів, бомбардують поверхню пластини майже вертикально, досягаючи надзвичайно високої швидкості вертикального травлення. Одночасно іонне бомбардування утворює «пасиваційний шар» (наприклад, утворений побічними продуктами травлення) на бічних стінках; ця захисна плівка ефективно протистоїть бічній корозії від вільних хімічних радикалів. Зрештою, травлення може тривати лише вертикально вниз, вирізаючи прямокутну структуру з бічними стінками майже під кутом 90 градусів.

У передових виробничих процесах щільність транзисторів надзвичайно висока, а простір надзвичайно цінний.

Найвища точність: забезпечує максимальну узгодженість із фотолітографічним кресленням, забезпечуючи точні критичні розміри (CD) пристрою.

Економія: вертикальні структури дозволяють виготовляти пристрої з мінімальною площею, що є ключем до мініатюризації мікросхем.

Semicorex забезпечує точністьCVD SiC компонентив офорті. Якщо у вас є запитання або вам потрібна додаткова інформація, будь ласка, не соромтеся зв’язатися з нами.

Контактний телефон +86-13567891907

Електронна адреса: sales@semicorex.com