چپ جي پيداوار: Etching سامان ۽ عمل

سيمي ڪنڊڪٽر جي پيداوار جي عمل ۾،نقاشيٽيڪنالاجي هڪ نازڪ عمل آهي جنهن کي استعمال ڪيو ويندو آهي واضح طور تي ناپسنديده مواد کي هٽائڻ لاءِ ذيلي ذخيري تي پيچيده سرڪٽ نمونن ٺاهڻ لاءِ. هي آرٽيڪل ٻه مکيه اسٽريم ايچنگ ٽيڪنالاجيز کي تفصيل سان متعارف ڪرايو ويندو - Capacitively coupled Plasma Eching (CCP) ۽ inductively coupled Plasma Eching (ICP)، ۽ مختلف مواد کي ڇڪڻ ۾ انهن جي ايپليڪيشنن جي ڳولا ڪريو.

Capacitively coupled Plasma Eching (CCP)

Capacitively coupled Plasma Eching (CCP) حاصل ڪيو ويندو آھي ھڪ آر ايف وولٽيج لاڳو ڪرڻ سان ٻن متوازي پليٽ اليڪٽروڊس کي ھڪ ميچر ۽ ڊي سي بلاڪنگ ڪيپيسيٽر ذريعي. ٻئي اليڪٽروڊس ۽ پلازما گڏجي هڪ برابر ڪيپيسيٽر ٺاهيندا آهن. هن عمل ۾، آر ايف وولٽيج اليڪٽرروڊ جي ويجهو هڪ capacitive ميان ٺاهيندو آهي، ۽ وولٹیج جي تيز رفتار سان ميان جي حد تبديل ٿي ويندي آهي. جڏهن اليڪٽران هن تيزيءَ سان بدلجندڙ ميان تائين پهچن ٿا ته اهي ظاهر ٿين ٿا ۽ توانائي حاصل ڪن ٿا، جنهن جي نتيجي ۾ گيس جي ماليڪيولن جي الڳ ٿيڻ يا آئنائيزيشن کي شروع ڪري پلازما ٺاهي ٿو. سي سي پي ايچنگ عام طور تي مواد تي لاڳو ڪئي ويندي آهي اعلي ڪيميائي بانڊ توانائي سان، جهڙوڪ ڊائليڪٽرڪس، پر ان جي هيٺين ايچنگ جي شرح جي ڪري، اهو ايپليڪيشنن لاء مناسب آهي جنهن کي ٺيڪ ڪنٽرول جي ضرورت هوندي آهي.

Inductively coupled Plasma Eching (ICP)

inductively ملندڙ پلازمانقاشي(ICP) ان اصول تي مبني آهي ته هڪ متبادل ڪرنٽ ڪوئل مان گذري ٿو ته جيئن مقناطيسي ميدان پيدا ٿئي. هن مقناطيسي فيلڊ جي عمل جي تحت، رد عمل جي چيمبر ۾ اليڪٽران تيز ٿي ويندا آهن ۽ حوصلا افزائي برقي ميدان ۾ تيز رفتار جاري رکندا آهن، آخرڪار رد عمل گيس جي ماليڪيولن سان ٽڪرائجن ٿا، جنهن جي ڪري ماليڪيولز کي الڳ ڪرڻ يا آئنائيز ڪرڻ ۽ پلازما ٺاهي ٿو. اهو طريقو هڪ اعلي آئنائيزيشن جي شرح پيدا ڪري سگهي ٿو ۽ پلازما جي کثافت ۽ بمباري واري توانائي کي آزاديء سان ترتيب ڏيڻ جي اجازت ڏئي ٿو،ICP نقاشيگھٽ ڪيميائي بانڊ توانائي، جهڙوڪ سلڪون ۽ ڌاتو سان مواد کي ڇڪڻ لاء تمام مناسب. ان کان علاوه، ICP ٽيڪنالاجي پڻ بهتر يونيفارم ۽ ايچنگ جي شرح فراهم ڪري ٿي.

1. ڌاتو نقاشي

ڌاتو ايچنگ خاص طور تي استعمال ڪيو ويندو آهي پروسيسنگ جي پروسيسنگ ۽ ملٽي-پرت ڌاتو وائرنگ لاء. ان جي ضرورتن ۾ شامل آهن: هاءِ ايچنگ جي شرح، اعليٰ چونڊ (ماسڪ جي پرت لاءِ 4:1 کان وڌيڪ ۽ انٽرليئر ڊائلٽرڪ لاءِ 20:1 کان وڌيڪ)، اعليٰ ايچنگ جي هڪجهڙائي، سٺو نازڪ طول و عرض ڪنٽرول، پلازما کي نقصان نه، گهٽ بقايا آلودگي، ۽ ڌاتو کي ڪا به corrosion نه آهي. ڌاتو ايچنگ عام طور تي inductively ملائي پلازما ايچنگ سامان استعمال ڪري ٿو.

•ايلومينيم ايچنگ: ايلومينيم چپ جي پيداوار جي وچين ۽ پوئين مرحلن ۾ سڀ کان اهم تار مواد آهي، گهٽ مزاحمت، آسان ذخيرو ۽ ايچنگ جي فائدن سان. ايلومينيم ايچنگ عام طور تي ڪلورائڊ گيس (جهڙوڪ Cl2) ذريعي ٺاهيل پلازما استعمال ڪندو آهي. ايلومينيم ڪلورين سان رد عمل ڪري ٿو ته غير مستحڪم ايلومينيم کلورائڊ (AlCl3) پيدا ڪرڻ لاءِ. ان کان علاوه، ٻيون halides جهڙوڪ SiCl4، BCl3، BBr3، CCl4، CHF3، وغيره شامل ڪري سگھجن ٿيون آڪسائيڊ پرت کي هٽائڻ لاءِ ايلومينيم جي مٿاڇري تي عام خارش کي يقيني بڻائڻ لاءِ.

• ٽنگسٽن ايچنگ: گھڻن پرت واري دھات جي تار جي وچ ۾ ڪنيڪشن جي جوڙجڪ ۾، ٽنگسٽن مکيه ڌاتو آهي، جيڪو چپ جي وچ واري حصي جي وچ ۾ ڪنيڪشن لاء استعمال ٿيندو آهي. فلورائن تي ٻڌل يا ڪلورين تي ٻڌل گيس استعمال ڪري سگھجن ٿيون دھات جي ٽنگسٽن کي ڇڪڻ لاءِ، پر فلورائن تي ٻڌل گيس ۾ سلڪون آڪسائيڊ جي چونڊ خراب هوندي آهي، جڏهن ته ڪلورين تي ٻڌل گيسز (جهڙوڪ CCl4) بهتر چونڊيل هونديون آهن. نائٽروجن عام طور تي رد عمل گيس ۾ شامل ڪيو ويندو آهي هڪ اعلي نچڻ واري گلو جي چونڊ حاصل ڪرڻ لاء، ۽ آڪسجن ​​​​شامل ڪيو ويندو آهي ڪاربن جي جمع کي گهٽائڻ لاء. ڪلورين تي ٻڌل گيس سان ٽنگسٽن کي ايچنگ ڪرڻ سان انيسوٽروپيڪ ايچنگ ۽ اعليٰ انتخابي صلاحيت حاصل ڪري سگهجي ٿي. ٽنگسٽن جي خشڪ ايچنگ ۾ استعمال ٿيندڙ گيسون خاص طور تي SF6، Ar ۽ O2 آهن، جن مان SF6 کي پلازما ۾ ڦاٽي سگهجي ٿو ته جيئن فلورائن ايٽم مهيا ڪن ۽ ٽنگسٽن فلورائيڊ پيدا ڪرڻ لاءِ ڪيميائي رد عمل لاءِ.

• Titanium nitride etching: Titanium nitride، هڪ سخت ماسڪ مواد جي طور تي، روايتي سلکان نائٽرائڊ يا آڪسائيڊ ماسڪ کي ڊبل ڊاماسڪين جي عمل ۾ تبديل ڪري ٿو. Titanium nitride etching بنيادي طور تي سخت ماسڪ کولڻ جي عمل ۾ استعمال ڪيو ويندو آهي، ۽ مکيه ردعمل پيداوار TiCl4 آهي. روايتي ماسڪ ۽ لو-k ڊائليڪٽرڪ پرت جي وچ ۾ سليڪٽيٽي وڌيڪ نه هوندي آهي، جيڪا هيٺين-ڪي ڊائليڪٽرڪ پرت جي چوٽي تي آرڪ جي شڪل واري پروفائل جي ظاهر ٿيڻ ۽ ايچنگ کان پوءِ نالي جي چوٽي جي توسيع جو سبب بڻجندي. جمع ٿيل ڌاتو لائنن جي وچ ۾ فاصلو تمام ننڍڙو آهي، جيڪو پل جي رسي يا سڌو ڀڃڪڙي جو خطرو آهي.

2. انسوليٽر ايچنگ

انسوليٽر ايچنگ جو اعتراض عام طور تي ڊائليڪٽرڪ مواد هوندو آهي جهڙوڪ سلڪون ڊاءِ آڪسائيڊ يا سلڪون نائٽرائڊ، جيڪي وڏي پئماني تي استعمال ڪيا ويندا آهن رابطي جا سوراخ ۽ چينل سوراخ ٺاهڻ لاءِ مختلف سرڪٽ جي پرتن کي ڳنڍڻ لاءِ. Dielectric etching عام طور تي capacitively coupled Plasma Eching جي اصول جي بنياد تي ايچر استعمال ڪندو آهي.

• سلکان ڊاءِ آڪسائيڊ فلم جي پلازما ايچنگ: سلڪون ڊاءِ آڪسائيڊ فلم کي عام طور تي اينچنگ گيسز استعمال ڪيو ويندو آهي جنهن ۾ فلورائن شامل هوندي آهي، جهڙوڪ CF4، CHF3، C2F6، SF6 ۽ C3F8. ايچنگ گيس ۾ موجود ڪاربان آڪسائيڊ پرت ۾ موجود آڪسيجن سان رد عمل ڪري پيداواري شيون CO ۽ CO2 پيدا ڪري ٿي، جنهن سان آڪسائيڊ پرت ۾ موجود آڪسيجن خارج ٿي سگهي ٿي. CF4 سڀ کان عام استعمال ٿيل اينچنگ گيس آهي. جڏهن CF4 تيز توانائي واري اليڪٽران سان ٽڪرائجي ٿو، مختلف آئن، ريڊيڪل، ايٽم ۽ آزاد ريڊيڪل پيدا ٿين ٿا. فلورائن فري ريڊيڪل ڪيميائي طور تي رد عمل ڪري سگھن ٿا SiO2 ۽ Si سان گڏ غير مستحڪم سلکان ٽيٽرافلوورائڊ (SiF4) پيدا ڪرڻ لاءِ.

• سلڪون نائٽرائڊ فلم جي پلازما ايچنگ: سلڪون نائٽرائڊ فلم کي پلازما ايچنگ استعمال ڪندي CF4 يا CF4 مليل گيس (O2، SF6 ۽ NF3 سان) استعمال ڪري سگهجي ٿو. Si3N4 فلم لاءِ، جڏهن CF4-O2 پلازما يا ٻيو گئس پلازما جنهن ۾ F ائٽم شامل آهن ايچنگ لاءِ استعمال ڪيو وڃي ٿو، سلکان نائٽرائڊ جي ايچنگ جي شرح 1200Å/min تائين پهچي سگهي ٿي، ۽ ايچنگ سليڪٽيٽي 20:1 کان وڌيڪ ٿي سگهي ٿي. مکيه پراڊڪٽ volatile silicon tetrafluoride (SiF4) آهي جنهن کي ڪڍڻ آسان آهي.

4. سنگل کرسٽل سلکان ايچنگ

سنگل ڪرسٽل سلڪون ايچنگ خاص طور تي اٿلي خندق جي اڪيلائي (STI) ٺاهڻ لاءِ استعمال ٿيندي آهي. هن عمل ۾ عام طور تي هڪ پيش رفت جي عمل ۽ هڪ مکيه etching عمل شامل آهن. بريڪ تھرو عمل مضبوط آئن بمباري ۽ فلورائن عناصر جي ڪيميائي عمل ذريعي سنگل ڪرسٽل سلڪون جي مٿاڇري تي آڪسائيڊ پرت کي ختم ڪرڻ لاءِ SiF4 ۽ NF گيس استعمال ڪري ٿو. مکيه ايچنگ ۾ هائيڊروجن برومائيڊ (HBr) استعمال ٿئي ٿو مکيه نقاشي طور. پلازما جي ماحول ۾ HBr پاران ٺهندڙ برومين ريڊيڪل سلڪون سان رد عمل ڪري غير مستحڪم سلڪون ٽيٽرابرومائيڊ (SiBr4) ٺاهيندا آهن، جنهن سان سلڪون ختم ٿي ويندو آهي. سنگل ڪرسٽل سلکان ايچنگ عام طور تي استعمال ڪري ٿي هڪ inductively ملائي پلازما ايچنگ مشين.

5. Polysilicon Etching

پولي سليڪون ايچنگ هڪ اهم عمل آهي جيڪو ٽرانزيسٽر جي دروازي جي سائيز کي طئي ڪري ٿو، ۽ دروازي جي سائيز سڌو سنئون انٽيگريڊ سرڪٽ جي ڪارڪردگي کي متاثر ڪري ٿو. پولي سليڪون ايچنگ کي سٺي سليڪٽيٽي تناسب جي ضرورت آهي. هالوجن گيسس جهڙوڪ ڪلورين (Cl2) عام طور تي استعمال ڪيا ويندا آهن anisotropic etching حاصل ڪرڻ لاءِ، ۽ سٺو سليڪٽيٽي تناسب (10:1 تائين). برومين تي ٻڌل گيسز جهڙوڪ هائڊروجن برومائيڊ (HBr) هڪ اعلي انتخابي تناسب (100:1 تائين) حاصل ڪري سگھن ٿا. ڪلورين ۽ آڪسيجن سان HBr جو ميلاپ ايچنگ جي شرح کي وڌائي سگھي ٿو. halogen gas ۽ silicon جي رد عمل جون شيون حفاظتي ڪردار ادا ڪرڻ لاءِ پاسي جي ڀتين تي جمع ٿيل آهن. Polysilicon etching عام طور تي هڪ inductively ملائي پلازما ايچنگ مشين استعمال ڪري ٿو.

چاهي اها capacitively coupled Plasma Eching هجي يا inductively coupled Plasma Eching، هر هڪ جا پنهنجا منفرد فائدا ۽ ٽيڪنيڪل خاصيتون آهن. هڪ مناسب ايچنگ ٽيڪنالاجي چونڊڻ سان نه رڳو پيداوار جي ڪارڪردگي بهتر ٿي سگهي ٿي، پر حتمي پيداوار جي پيداوار کي پڻ يقيني بڻائي سگهجي ٿي.