Procesos y equipos de semiconductores: procesos y equipos de grabado.

Después de litografiar el diagrama del circuito en la oblea, se utiliza un proceso de grabado para eliminar el exceso de película de óxido, dejando el diagrama del circuito semiconductor. Grabado, generalmente utilizando soluciones químicas, gases (y/o) plasma para eliminar el exceso de material seleccionado.t La ventaja del grabado es que el costo de fabricación de la muestra es bajo y casi todos los materiales metálicos industriales de uso común se pueden grabar. No hay límite para la dureza del metal. Rápido, simple y eficiente en diseño.

Hay dos métodos principales de grabado, dependiendo de la sustancia utilizada: usar una solución química específica para realizar una reacción química para eliminar el grabado húmedo de la película de óxido y el grabado seco que utiliza gas (o/y) plasma. La tecnología de grabado seco es dividido en grabado con iones reactivos (RIE), grabado por pulverización catódica y grabado en fase gaseosa. A continuación describimos en detalle el proceso y el equipo de cada método de grabado:

I, proceso de grabado húmedo

Usar soluciones químicas para eliminar el grabado húmedo de la película de óxido, que tiene las ventajas de bajo costo, velocidad de grabado rápida y alta productividad. Sin embargo, el grabado húmedo es isotrópico porque su velocidad es la misma en todas las direcciones. Esto da como resultado que la máscara (o película sensible) no esté perfectamente alineada con la película de óxido grabada, por lo que es difícil manejar diagramas de circuitos muy finos.

La ventaja del grabado húmedo es que es de bajo costo y puede producirse en masa. y puede grabar muchos trozos de oblea al mismo tiempo. Por lo tanto, el grabado húmedo sigue desempeñando un papel importante en la limpieza de grandes dispositivos MES y capas no críticas. En particular, es más eficaz y económico que el grabado en seco e.especialmente en el grabado de residuos de eliminación de óxido y decapado de piel.

·Los principales objetos del grabado húmedo son el óxido de silicio, el nitruro de silicio, el silicio monocristalino y el silicio policristalino. El ácido fluorhídrico (HF) se utiliza habitualmente como principal vehículo químico para el grabado húmedo de óxido de silicio. Para mejorar la selectividad, en el proceso se utiliza ácido fluorhídrico diluido tamponado con fluoruro de amonio. Para mantener estable el pH, se puede añadir una pequeña cantidad de ácidos fuertes u otros elementos. El óxido de silicio dopado se corroe más fácilmente que el óxido de silicio puro. El decapado químico húmedo se utiliza principalmente para eliminar el fotorresistente y la máscara dura (nitruro de silicio). La fosfatasa alcalina estable al calor (H3PO4) es el principal líquido químico utilizado para la extracción química húmeda para eliminar el nitruro de silicio y tiene una mejor relación de selección para el óxido de silicio.

II,Equipo de grabado húmedo

Los equipos de proceso húmedo se pueden dividir en tres categorías:

1, equipo de limpieza de obleas, los objetos objetivo de limpieza incluyen partículas, materia orgánica, capa de óxido natural, impurezas metálicas de contaminantes;

2, equipo de cepillado de obleas, cuyo objetivo principal es eliminar las partículas de la superficie de las obleas;

3, equipo de grabado de obleas, que se utiliza principalmente para eliminar películas delgadas. Según los diferentes usos del proceso, el equipo de grabado de oblea única se puede dividir en dos tipos:

A) Equipo de grabado ligero, utilizado principalmente para eliminar el daño de la película superficial causado por la implantación de iones de alta energía;

B) Dispositivo de eliminación de capa de sacrificio, que se utiliza principalmente para la eliminación de la capa de barrera después del adelgazamiento de la oblea o del pulido químico mecánico.

Desde la estructura general de la máquina, la arquitectura básica de todo tipo de equipos de proceso húmedo de obleas es similar, generalmente compuesta por el marco principal, el sistema de transmisión de obleas, el módulo de cavidad, el módulo de transmisión de suministro de líquido químico, el sistema de software y el módulo de control eléctrico de 6 partes. .

III,Grabado en seco

El grabado en seco debido a su buena directividad, relación de gas y fuente de alimentación de RF, también puede lograr un control más preciso; en el proceso de chip convencional, más del 90% del grabado de chips se realiza por método seco.

El grabado en seco se puede dividir en tres tipos diferentes: grabado químico, pulverización física y grabado iónico.

1, grabado químico: el grabado químico es un proceso que utiliza reacciones químicas para eliminar la superficie de un material. Utiliza gases de grabado (principalmente fluoruro de hidrógeno). Al igual que el grabado en húmedo, este método también es isotrópico, por lo que tampoco es adecuado para el grabado fino.

2, pag.chisporroteo físico epicazón

El grabado físico es el uso de una descarga luminiscente para ionizar un gas, como el gas Ar, en iones cargados positivamente, y luego se polariza para acelerar los iones, salpicar la superficie del objeto grabado y el átomo grabado es golpeado, chisporroteado, el El proceso es completamente transferencia de energía física.

La pulverización física tiene muy buena directividad y puede obtener un perfil de grabado casi vertical. Sin embargo, debido a que los iones se pulverizan total y uniformemente sobre el chip, el fotorresistente y el material grabado se graban al mismo tiempo, lo que da como resultado una relación de selección de grabado pobre. Al mismo tiempo, la mayoría de las sustancias eliminadas son sustancias no volátiles, que se depositan fácilmente en la superficie y las paredes laterales de la película grabada. Por lo tanto, en el proceso de fabricación de VLSI, rara vez se utilizan métodos de grabado en seco completamente físicos.

3,RIE:Grabado de iones reactivos

RIE combina los dos primeros métodos, es decir, el uso de plasma para el grabado físico ionizante y el uso de radicales libres generados después de la activación del plasma para el grabado químico. Además de grabar más rápido que los dos métodos anteriores, RIE puede utilizar las características de la anisotropía iónica para lograr un grabado de patrones de alta precisión.

4, equipo de grabado en seco

Según el material a grabar, el grabado se divide principalmente en grabado de silicio, grabado medio y grabado de metales.

Existe una gran diferencia entre las máquinas de grabado utilizadas para diferentes materiales de grabado. Los métodos de generación de plasma de los grabadores en seco incluyen CCP (acoplamiento capacitivo) e ICP (acoplamiento inductivo). Debido a las diferentes características técnicas de los diferentes métodos, también se distinguen en los campos de aplicación posteriores. La tecnología CCP tiene alta energía pero poca capacidad de ajuste, lo que es adecuada para grabar materiales dieléctricos duros (incluidos metales); ICP de baja energía pero gran controlabilidad, adecuado para grabar silicio monocristalino, polisilicio de baja dureza o materiales delgados.

Hay relativamente pocos participantes en el equipo mundial de máquinas de grabado, y la industria en su conjunto sigue un patrón de oligopolio. Los principales actores incluyen Lam Research (Pan-Forest Semiconductor), AMAT (Applied Materials) en Estados Unidos y TEL (Tokyo Electronics) en Japón. Estas tres empresas representan el 94% de la cuota de mercado mundial de grabadores de semiconductores, mientras que los demás actores juntos representan sólo el 6%. Entre ellos, Lam Research representa hasta el 55%, siendo el líder absoluto de la industria. La electrónica de Tokio y los materiales aplicados representaron el 20% y el 19%, respectivamente.

Desde la perspectiva del mercado nacional de máquinas de grabado, Lam Research todavía ocupa una posición de liderazgo estable. y también podemos ver que algunas máquinas de grabado domésticas están creciendo y aumentando. Fountyl Technologies PTE Ltd, se centra en la industria de fabricación de semiconductores, sus principales productos incluyen: mandril de pasador, mandril de cerámica porosa, efector final de cerámica, viga cuadrada de cerámica, husillo de cerámica, ¡bienvenido a contactar y negociar!