වියළි කැටයම් කිරීමේ ක්රියාවලිය

වියළි කැටයම් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය සාමාන්‍යයෙන් මූලික අවස්ථා හතරකින් සමන්විත වේ: කැටයම් කිරීමට පෙර, අර්ධ කැටයම් කිරීම, හුදෙක් කැටයම් කිරීම සහ උඩින් එතීම. ප්‍රධාන ලක්ෂණ වන්නේ කැටයම් අනුපාතය, තේරීම, විවේචනාත්මක මානය, ඒකාකාරිත්වය සහ අන්ත ලක්ෂ්‍යය හඳුනාගැනීමයි.

 රූපය 1 කැටයම් කිරීමට පෙර

රූප සටහන 2 අර්ධ කැටයම් කිරීම

රූප සටහන 3 හුදෙක් කැටයම් කිරීම

රූපය 4 උඩින් කැටයම් කිරීම

(1) කැටයම් අනුපාතය: ඒකක කාලයකට ඉවත් කරන ලද කැටයම් කරන ලද ද්රව්යයේ ගැඹුර හෝ ඝනකම.

රූප සටහන 5 Etching rate diagram

(2) තෝරා ගැනීමේ හැකියාව: විවිධ කැටයම් ද්‍රව්‍යවල කැටයම් අනුපාතවල අනුපාතය.

රූප සටහන 6 තෝරා ගැනීමේ රූප සටහන

(3) විවේචනාත්මක මානය: කැටයම් කිරීම අවසන් වූ පසු නිශ්චිත ප්රදේශයක රටාවේ විශාලත්වය.

රූප සටහන 7 විවේචනාත්මක මාන රූප සටහන

(4) ඒකාකාරීත්වය: සාමාන්‍යයෙන් සංයුක්ත තැටියේ සම්පූර්ණ සිතියම මගින් සංලක්ෂිත විවේචනාත්මක කැටයම් මානයේ (CD) ඒකාකාරිත්වය මැනීමට, සූත්‍රය වන්නේ: U=(Max-Min)/2*AVG.

රූප සටහන 8 ඒකාකාර ක්‍රමානුරූප රූප සටහන

(5) අවසන් ලක්ෂ්‍යය හඳුනාගැනීම: කැටයම් කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී, ආලෝකයේ තීව්‍රතාවයේ වෙනස නිරන්තරයෙන් අනාවරණය වේ. යම් ආලෝක තීව්‍රතාවයක් සැලකිය යුතු ලෙස ඉහළ යන විට හෝ අඩු වූ විට, චිත්‍රපට කැටයම් කිරීමේ යම් ස්ථරයක් සම්පූර්ණ කිරීම සලකුණු කිරීම සඳහා කැටයම් කිරීම අවසන් වේ.

රූපය 9 අවසාන ලක්ෂ්‍ය ක්‍රමානුරූප රූප සටහන

වියළි කැටයම් කිරීමේදී, වායුව ඉහළ සංඛ්‍යාතයකින් (ප්‍රධාන වශයෙන් 13.56 MHz හෝ 2.45 GHz) උද්දීපනය වේ. 1 සිට 100 Pa දක්වා පීඩනයකදී, එහි මධ්යන්ය නිදහස් මාර්ගය මිලිමීටර කිහිපයක් සිට සෙන්ටිමීටර කිහිපයක් වේ. වියළි කැටයම් ප්රධාන වර්ග තුනක් ඇත:

•භෞතික වියළි කැටයම්: වේගවත් අංශු භෞතිකව වේෆර් මතුපිට පැළඳ සිටී

•රසායනික වියළි කැටයම්: වායුව වේෆර් මතුපිට සමඟ රසායනිකව ප්‍රතික්‍රියා කරයි

•රසායනික භෞතික වියළි කැටයම්: රසායනික ලක්ෂණ සහිත භෞතික කැටයම් ක්රියාවලිය

1. අයන කදම්භ කැටයම් කිරීම

අයන කදම්භ කැටයම් කිරීම (අයන කදම්බ එතීම) යනු භෞතික වියලි සැකසුම් ක්‍රියාවලියක් වන අතර එය ද්‍රව්‍ය මතුපිට විකිරණය කිරීම සඳහා 1 සිට 3 keV පමණ ශක්තියක් සහිත අධි ශක්ති ආගන් අයන කදම්භයක් භාවිතා කරයි. අයන කදම්භයේ ශක්තිය එය බලපෑම් කිරීමට සහ මතුපිට ද්රව්ය ඉවත් කිරීමට හේතු වේ. සිරස් හෝ ආනත සිද්ධි අයන කදම්භ වලදී කැටයම් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය ඇනිසොට්‍රොපික් වේ. කෙසේ වෙතත්, එහි තෝරා ගැනීමේ ඌනතාවය හේතුවෙන් විවිධ මට්ටම්වල ද්රව්ය අතර පැහැදිලි වෙනසක් නොමැත. ජනනය වන වායූන් සහ කැටයම් කරන ලද ද්‍රව්‍ය රික්තක පොම්පය මගින් අවසන් වන නමුත් ප්‍රතික්‍රියා නිෂ්පාදන වායූන් නොවන බැවින් අංශු වේෆර් හෝ කුටි බිත්ති මත තැන්පත් වේ.

අංශු ඇතිවීම වැලැක්වීම සඳහා, කුටියට දෙවන වායුවක් හඳුන්වා දිය හැකිය. මෙම වායුව ආගන් අයන සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර භෞතික හා රසායනික කැටීමේ ක්‍රියාවලියක් ඇති කරයි. වායුවේ කොටසක් මතුපිට ද්‍රව්‍ය සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කරයි, නමුත් එය ඔප දැමූ අංශු සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර වායුමය අතුරු නිෂ්පාදන සාදයි. මෙම ක්‍රමය මගින් සෑම වර්ගයකම ද්‍රව්‍ය පාහේ කැටයම් කළ හැක. සිරස් විකිරණ හේතුවෙන් සිරස් බිත්ති මත ඇඳීම ඉතා කුඩා වේ (ඉහළ ඇනිසොට්රොපි). කෙසේ වෙතත්, එහි අඩු තෝරා ගැනීමේ හැකියාව සහ මන්දගාමී කැටයම් අනුපාතය හේතුවෙන්, මෙම ක්රියාවලිය වත්මන් අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේ කලාතුරකින් භාවිතා වේ.

2. ප්ලාස්මා කැටයම් කිරීම

ප්ලාස්මා කැටයම් කිරීම යනු නිරපේක්ෂ රසායනික කැටයම් කිරීමේ ක්‍රියාවලියකි, එය රසායනික වියළි කැටයම් ලෙසද හැඳින්වේ. එහි වාසිය වන්නේ එය වේෆර් මතුපිටට අයන හානි සිදු නොවන බවයි. කැටයම් වායුවේ ඇති සක්‍රීය විශේෂය නිදහසේ චලනය වන අතර කැටයම් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය සමස්ථානික බැවින්, මෙම ක්‍රමය සම්පූර්ණ චිත්‍රපට තට්ටුව ඉවත් කිරීම සඳහා සුදුසු වේ (උදාහරණයක් ලෙස, තාප ඔක්සිකරණයෙන් පසු පිටුපස පැත්ත පිරිසිදු කිරීම).

පහළ ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් යනු ප්ලාස්මා කැටයම් කිරීම සඳහා බහුලව භාවිතා වන ප්‍රතික්‍රියාකාරක වර්ගයකි. මෙම ප්‍රතික්‍රියාකාරකය තුළ, 2.45GHz අධි-සංඛ්‍යාත විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක බලපෑම් අයනීකරණය මගින් ප්ලාස්මා ජනනය කර වේෆරයෙන් වෙන් කරනු ලැබේ.

වායු විසර්ජන ප්රදේශය තුළ, නිදහස් රැඩිකලුන් ඇතුළු බලපෑම සහ උද්දීපනය හේතුවෙන් විවිධ අංශු ජනනය වේ. නිදහස් රැඩිකලුන් යනු උදාසීන පරමාණු හෝ අසංතෘප්ත ඉලෙක්ට්‍රෝන සහිත අණු වේ, එබැවින් ඒවා ඉතා ප්‍රතික්‍රියාශීලී වේ. ප්ලාස්මා කැටයම් කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී, ටෙට්‍රාෆ්ලෝරෝමීතේන් (CF4) වැනි සමහර උදාසීන වායු බොහෝ විට භාවිතා වන අතර ඒවා අයනීකරණය හෝ වියෝජනය මගින් ක්‍රියාකාරී විශේෂයන් ජනනය කිරීම සඳහා වායු විසර්ජන ප්‍රදේශයට හඳුන්වා දෙනු ලැබේ.

උදාහරණයක් ලෙස, CF4 වායුව තුළ, එය වායු විසර්ජන ප්රදේශයට හඳුන්වා දී ෆ්ලෝරීන් රැඩිකල් (F) සහ කාබන් ඩයිෆ්ලෝරයිඩ් අණු (CF2) බවට දිරාපත් වේ. ඒ හා සමානව, ෆ්ලෝරීන් (F) ඔක්සිජන් (O2) එකතු කිරීමෙන් CF4 වෙතින් දිරාපත් විය හැක.

2 CF4 + O2 —> 2 COF2 + 2 F2

ෆ්ලෝරීන් අණුව වායු විසර්ජන කලාපයේ ශක්තිය යටතේ ස්වාධීන ෆ්ලෝරීන් පරමාණු දෙකකට බෙදිය හැකි අතර, ඒ සෑම එකක්ම ෆ්ලෝරීන් නිදහස් රැඩිකල් වේ. සෑම ෆ්ලෝරීන් පරමාණුවකම සංයුජතා ඉලෙක්ට්‍රෝන හතක් ඇති අතර නිෂ්ක්‍රීය වායුවක ඉලෙක්ට්‍රොනික වින්‍යාසය සාක්ෂාත් කර ගැනීමට නැඹුරු වන බැවින්, ඒවා සියල්ලම ඉතා ප්‍රතික්‍රියාශීලී වේ. උදාසීන ෆ්ලෝරීන් නිදහස් රැඩිකලුන් වලට අමතරව, වායු විසර්ජන කලාපයේ CF + 4, CF + 3, CF + 2 වැනි ආරෝපිත අංශු ඇත. පසුව, මෙම සියලු අංශු සහ නිදහස් රැඩිකලුන් සෙරමික් නළය හරහා කැටයම් කුටියට හඳුන්වා දෙනු ලැබේ.

ආරෝපිත අංශු නිස්සාරණ ග්‍රේටිං මගින් අවහිර කළ හැකිය, නැතහොත් උදාසීන අණු සෑදීමේ ක්‍රියාවලියේදී නැවත ඒකාබද්ධ කිරීමෙන් කැටයම් කුටියේ ඒවායේ හැසිරීම පාලනය කළ හැකිය. ෆ්ලෝරීන් නිදහස් රැඩිකලුන් ද අර්ධ වශයෙන් ප්‍රතිසංයෝජනයකට භාජනය වනු ඇත, නමුත් තවමත් සක්‍රීයව කැටයම් කුටියට ඇතුළු වීමට, වේෆර් මතුපිට රසායනිකව ප්‍රතික්‍රියා කිරීමට සහ ද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීමට හේතු වේ. අනෙකුත් උදාසීන අංශු කැටයම් කිරීමේ ක්රියාවලියට සහභාගී නොවන අතර ප්රතික්රියා නිෂ්පාදන සමඟ පරිභෝජනය කරයි.

ප්ලාස්මා කැටයම් කිරීමේදී කැටයම් කළ හැකි තුනී පටල සඳහා උදාහරණ:

• සිලිකන්: Si + 4F—> SiF4

• සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ්: SiO2 + 4F—> SiF4 + O2

• සිලිකන් නයිට්රයිඩ්: Si3N4 + 12F—> 3SiF4 + 2N2

3.ප්‍රතික්‍රියාශීලී අයන කැටයම් කිරීම (RIE)

ප්‍රතික්‍රියාශීලී අයන කැටයම් කිරීම යනු තෝරා ගැනීමේ හැකියාව, එචිං පැතිකඩ, එතීමේ වේගය, ඒකාකාරී බව සහ පුනරාවර්තන බව ඉතා නිවැරදිව පාලනය කළ හැකි රසායනික-භෞතික කැටයම් ක්‍රියාවලියකි. එය සමස්ථානික සහ ඇනිසොට්‍රොපික් කැටයම් පැතිකඩ ලබා ගත හැකි අතර එබැවින් අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේ විවිධ තුනී පටල තැනීම සඳහා වඩාත් වැදගත් ක්‍රියාවලියකි.

RIE අතරතුර, වේෆර් අධි-සංඛ්‍යාත ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් (HF ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක්) මත තබා ඇත. බලපෑම් අයනීකරණය හරහා, නිදහස් ඉලෙක්ට්‍රෝන සහ ධන ආරෝපිත අයන පවතින ප්ලාස්මාවක් ජනනය වේ. ධනාත්මක වෝල්ටීයතාවයක් HF ඉලෙක්ට්‍රෝඩයට යොදවන්නේ නම්, නිදහස් ඉලෙක්ට්‍රෝන ඉලෙක්ට්‍රෝඩ මතුපිටට එකතු වන අතර ඒවායේ ඉලෙක්ට්‍රෝන සම්බන්ධය හේතුවෙන් නැවත ඉලෙක්ට්‍රෝඩයෙන් පිටවිය නොහැක. එබැවින්, ඉලෙක්ට්‍රෝඩ -1000V (බයස් වෝල්ටීයතාව) වෙත ආරෝපණය වන අතර එමඟින් මන්දගාමී අයන වලට වේගයෙන් වෙනස් වන විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය සෘණ ආරෝපිත ඉලෙක්ට්‍රෝඩයට අනුගමනය කළ නොහැක.

අයන කැටයම් කිරීමේදී (RIE), අයනවල මධ්‍යන්‍ය නිදහස් පථය වැඩි නම්, ඒවා වේෆර් මතුපිටට වාගේ ලම්බක දිශාවට පහර දෙයි. මේ ආකාරයෙන්, වේගවත් අයන ද්රව්යය තට්ටු කර භෞතික කැටයම් කිරීම හරහා රසායනික ප්රතික්රියාවක් ඇති කරයි. පාර්ශ්වීය පැති බැම්ම බලපාන්නේ නැති නිසා, එට්ච් පැතිකඩ ඇනිසොට්‍රොපික් ලෙස පවතින අතර මතුපිට ඇඳුම් කුඩා වේ. කෙසේ වෙතත්, භෞතික කැටයම් ක්රියාවලිය ද සිදු වන බැවින් තෝරා ගැනීමේ හැකියාව ඉතා ඉහළ නොවේ. මීට අමතරව, අයනවල ත්වරණය නිසා වේෆර් මතුපිටට හානි සිදු වේ, එය අලුත්වැඩියා කිරීම සඳහා තාප ඇනීම අවශ්ය වේ.

කැටයම් කිරීමේ ක්‍රියාවලියේ රසායනික කොටස සම්පූර්ණ වන්නේ නිදහස් රැඩිකලුන් මතුපිටින් ප්‍රතික්‍රියා කිරීමෙන් සහ අයන ද්‍රව්‍යයට භෞතිකව පහර දීමෙන් එය වේෆර් හෝ කුටි බිත්ති මත නැවත තැන්පත් නොවන පරිදි අයන කදම්භ කැටයම් වැනි ප්‍රතිනිර්මාණය කිරීමේ සංසිද්ධිය මගහරවා ගැනීමෙනි. කැටයම් කුටියේ වායු පීඩනය වැඩි කරන විට, අයනවල මධ්යන්ය නිදහස් මාර්ගය අඩු වන අතර, අයන සහ වායු අණු අතර ගැටුම් සංඛ්යාව වැඩි වන අතර අයන වඩාත් විවිධ දිශාවලට විසිරී ඇත. මෙමගින් අඩු දිශානුගත කැටයම් ඇති වන අතර, කැටයම් ක්රියාවලිය වඩාත් රසායනික කරයි.

සිලිකන් කැටයම් කිරීමේදී පැති බැම්ම නිෂ්ක්‍රීය කිරීම මගින් ඇනිසොට්‍රොපික් අකුරු පැතිකඩ සාක්ෂාත් කරගනු ලැබේ. ඔක්සිජන් කැටයම් කුටියට හඳුන්වා දෙනු ලැබේ, එහිදී එය සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් සාදයි, එය සිරස් පැති බැමි මත තැන්පත් කර ඇති සිලිකන් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කරයි. අයන බෝම්බ හෙලීම හේතුවෙන්, තිරස් පෙදෙස්වල ඇති ඔක්සයිඩ් ස්ථරය ඉවත් කරනු ලැබේ, පාර්ශ්වීය කැටයම් ක්රියාවලිය දිගටම කරගෙන යාමට ඉඩ සලසයි. මෙම ක්‍රමය මඟින් අකුරු පැතිකඩෙහි හැඩය සහ පැති බැම්මෙහි බෑවුම පාලනය කළ හැකිය.

පීඩනය, HF උත්පාදක බලය, ක්‍රියාවලි වායුව, සත්‍ය වායු ප්‍රවාහ අනුපාතය සහ වේෆර් උෂ්ණත්වය වැනි සාධක මගින් එච්චම් අනුපාතය බලපාන අතර එහි විචල්‍ය පරාසය 15% ට වඩා අඩු මට්ටමක තබා ඇත. HF බලය වැඩි වීම, පීඩනය අඩු වීම සහ උෂ්ණත්වය අඩු වීම සමඟ Anisotropy වැඩි වේ. කැටයම් කිරීමේ ක්‍රියාවලියේ ඒකාකාරිත්වය තීරණය වන්නේ වායුව, ඉලෙක්ට්‍රෝඩ පරතරය සහ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍ය මගිනි. ඉලෙක්ට්රෝඩ දුර ප්රමාණය ඉතා කුඩා නම්, ප්ලාස්මා ඒකාකාරව විසුරුවා හැරිය නොහැකි අතර, ඒකාකාර නොවන ප්රතිඵලය වේ. ප්ලාස්මා විශාල පරිමාවකින් බෙදා හරින නිසා ඉලෙක්ට්රෝඩ දුර ප්රමාණය වැඩි කිරීම කැටයම් අනුපාතය අඩු කරයි. කාබන් වඩාත් කැමති ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍ය වන්නේ එය ඒකාකාර වික්‍රියා සහිත ප්ලාස්මාවක් නිපදවන නිසා වේෆරයේ දාරය වේෆරයේ කේන්ද්‍රයට බලපාන ආකාරයටම බලපාන බැවිනි.

ක්‍රියාවලි වායුව තෝරා ගැනීමේ සහ කැටයම් අනුපාතයෙහි වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. සිලිකන් සහ සිලිකන් සංයෝග සඳහා, ෆ්ලෝරීන් සහ ක්ලෝරීන් ප්‍රධාන වශයෙන් කැටයම් කිරීම සඳහා යොදා ගනී. සුදුසු වායුව තෝරාගැනීම, වායු ප්රවාහය සහ පීඩනය සකස් කිරීම සහ ක්රියාවලිය තුළ උෂ්ණත්වය සහ බලය වැනි අනෙකුත් පරාමිතීන් පාලනය කිරීම මගින් අපේක්ෂිත එච්චම් අනුපාතය, තේරීම සහ ඒකාකාරිත්වය ලබා ගත හැකිය. මෙම පරාමිතීන්ගේ ප්රශස්තකරණය සාමාන්යයෙන් විවිධ යෙදුම් සහ ද්රව්ය සඳහා සකස් කර ඇත.

කැටයම් කිරීමේ ක්රියාවලිය එක් වායුවක්, ගෑස් මිශ්රණයක් හෝ ස්ථාවර ක්රියාවලි පරාමිතීන් සඳහා සීමා නොවේ. උදාහරණයක් ලෙස, පොලිසිලිකන් මත ඇති ස්වදේශීය ඔක්සයිඩ් ප්‍රථමයෙන් ඉහළ එච්චම් අනුපාතයකින් සහ අඩු තෝරා ගැනීමේ හැකියාවකින් ඉවත් කළ හැකි අතර, පොලිසිලිකන් පසුව යටින් පවතින ස්ථරවලට සාපේක්ෂව ඉහළ තේරීමක් සහිතව කැටයම් කළ හැක.

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

Semicera ලබා දිය හැකමිනිරන් කොටස්, මෘදු / දෘඪ හැඟීමක්, සිලිකන් කාබයිඩ් කොටස්,CVD සිලිකන් කාබයිඩ් කොටස්,සහSiC/TaC ආලේපිත කොටස් සමඟ දින 30 කින්.

ඉහත අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන ගැන ඔබ උනන්දු වන්නේ නම්,කරුණාකර පළමු වරට අප හා සම්බන්ධ වීමට පසුබට නොවන්න.

දුරකථන: +86-13373889683

WhatsAPP:+86-15957878134

Email: sales01@semi-cera.com