Proses dan peralatan semikonduktor: proses dan peralatan etsa

Setelah diagram sirkuit dibuat litograf pada wafer, proses etsa digunakan untuk menghilangkan kelebihan film oksida, meninggalkan diagram sirkuit semikonduktor. Etsa, biasanya menggunakan larutan kimia, gas (atau/dan) plasma untuk menghilangkan kelebihan bahan tertentu.T Keuntungan etsa adalah biaya pembuatan sampel yang rendah, dan hampir semua bahan logam industri yang umum digunakan dapat digores. Tidak ada batasan untuk kekerasan logam. Cepat, sederhana dan efisien dalam desain.

Ada dua metode utama pengetsaan, bergantung pada bahan yang digunakan: menggunakan larutan kimia tertentu untuk melanjutkan reaksi kimia untuk menghilangkan pengetsaan basah pada film oksida dan pengetsaan kering yang menggunakan gas (atau/dan) plasma. Teknologi pengetsaan kering adalah dibagi menjadi etsa ion reaktif (RIE), etsa sputtering, dan etsa fase gas. di bawah ini kami uraikan proses dan peralatan masing-masing metode etsa secara detail:

I, proses etsa basah

Menggunakan larutan kimia untuk menghilangkan etsa basah pada film oksida, yang memiliki keunggulan biaya rendah, kecepatan etsa cepat, dan produktivitas tinggi. Namun, etsa basah bersifat isotropik karena kecepatannya sama ke segala arah. Hal ini mengakibatkan masker (atau film sensitif) tidak sejajar sempurna dengan film oksida yang tergores, sehingga sulit untuk menangani diagram sirkuit yang sangat halus.

Keuntungan etsa basah adalah biayanya yang rendah dan dapat diproduksi secara massal. dan dapat mengetsa banyak potongan wafer secara bersamaan. Jadi etsa basah masih berperan penting dalam pembersihan perangkat MES berukuran besar dan lapisan non-kritis. Secara khusus, ini lebih efektif dan ekonomis dibandingkan etsa kering ekhususnya dalam etsa residu penghilangan oksida dan pengupasan kulit.

·Objek utama etsa basah adalah silikon oksida, silikon nitrida, silikon monokristalin, dan silikon polikristalin. Asam fluorida (HF) biasanya digunakan sebagai pembawa kimia utama untuk etsa basah silikon oksida. Untuk meningkatkan selektivitas, asam fluorida encer yang disangga oleh amonium fluorida digunakan dalam proses tersebut. Untuk menjaga pH tetap stabil, dapat ditambahkan sedikit asam kuat atau unsur lain. Silikon oksida yang didoping lebih mudah terkorosi dibandingkan silikon oksida murni. Pengupasan kimia basah terutama digunakan untuk menghilangkan photoresist dan masker keras (silikon nitrida). alkali fosfatase stabil panas (H3PO4) adalah cairan kimia utama yang digunakan untuk pengupasan kimia basah untuk menghilangkan silikon nitrida, dan memiliki rasio pemilihan silikon oksida yang lebih baik.

II,Peralatan etsa basah

Peralatan proses basah dapat dibagi menjadi tiga kategori:

1, peralatan pembersih wafer, objek target pembersihan meliputi partikel, bahan organik, lapisan oksida alami, pengotor logam polutan;

2, peralatan menyikat wafer, tujuan utamanya adalah untuk menghilangkan partikel permukaan wafer;

3, peralatan etsa wafer, yang terutama digunakan untuk menghilangkan film tipis. Menurut perbedaan penggunaan prosesnya, peralatan etsa wafer tunggal dapat dibagi menjadi dua jenis:

A) Peralatan etsa ringan, terutama digunakan untuk menghilangkan kerusakan lapisan permukaan yang disebabkan oleh implantasi ion energi tinggi;

B) Alat penghilang lapisan korban, yang terutama digunakan untuk menghilangkan lapisan penghalang setelah penipisan wafer atau pemolesan mekanis kimia.

Dari keseluruhan struktur mesin, arsitektur dasar semua jenis peralatan proses basah wafer serupa, umumnya terdiri dari rangka utama, sistem transmisi wafer, modul rongga, modul transmisi suplai cairan kimia, sistem perangkat lunak dan modul kontrol listrik 6 bagian .

AKU AKU AKU,Etsa kering

Etsa kering karena directivity yang baik, rasio gas dan catu daya RF, juga dapat mencapai kontrol yang lebih tepat, dalam proses chip arus utama, lebih dari 90% etsa chip adalah metode kering.

Etsa kering dapat dibagi menjadi tiga jenis: etsa kimia, sputtering fisik, dan etsa ion.

1, etsa kimia: Etsa kimia adalah proses yang menggunakan reaksi kimia untuk menghilangkan permukaan suatu bahan. Ia menggunakan gas etsa (terutama hidrogen fluorida). Seperti halnya etsa basah, metode ini juga bersifat isotropik, yang berarti tidak cocok untuk etsa halus.

2, halsputtering hisis emengejar

Etsa fisik adalah penggunaan lucutan pijar untuk mengionisasi gas, seperti gas Ar, menjadi ion bermuatan positif, dan kemudian bias untuk mempercepat ion, memercik ke permukaan benda yang tergores, dan atom yang tergores terkena, tergagap, proses sepenuhnya adalah transfer energi fisik.

Sputtering fisik memiliki directivity yang sangat baik dan dapat memperoleh profil etsa yang hampir vertikal. Namun, karena ion-ion tersebar secara penuh dan seragam pada chip, photoresist dan bahan yang tergores tergores pada saat yang sama, sehingga menghasilkan rasio pemilihan penggoresan yang buruk. Pada saat yang sama, sebagian besar zat yang tersingkir adalah zat yang tidak mudah menguap, yang mudah diendapkan pada permukaan dan dinding samping film yang tergores. Oleh karena itu, dalam proses pembuatan VLSI, metode etsa kering fisik jarang digunakan.

3,RIE：Etsa Ion Reaktif

RIE menggabungkan dua metode pertama, yaitu menggunakan plasma untuk pengionan pengetsaan fisik, sedangkan menggunakan radikal bebas yang dihasilkan setelah aktivasi plasma untuk pengetsaan kimia. Selain pengetsaan yang lebih cepat dibandingkan dua metode sebelumnya, RIE dapat menggunakan karakteristik anisotropi ionik untuk mencapai pengetsaan pola dengan presisi tinggi.

4, peralatan etsa kering

Menurut bahan yang akan digores, etsa terutama dibagi menjadi etsa silikon, etsa sedang, dan etsa logam.

Ada kesenjangan besar antara mesin etsa yang digunakan untuk bahan etsa yang berbeda. Metode pembuatan plasma dari etsa kering termasuk CCP (kopling kapasitif) dan ICP (kopling induktif). Karena karakteristik teknis yang berbeda dari cara yang berbeda, mereka juga dibedakan dalam bidang aplikasi hilir. Teknologi CCP memiliki energi tinggi tetapi penyesuaiannya buruk, sehingga cocok untuk mengetsa bahan dielektrik keras (termasuk logam); ICP energi rendah tetapi kemampuan pengendalian yang kuat, cocok untuk mengetsa silikon monokristalin, polisilikon dengan kekerasan rendah atau bahan tipis.

Peserta dalam peralatan mesin etsa global relatif sedikit, dan industri secara keseluruhan berada dalam pola oligopoli. Pemain utamanya termasuk Lam Research (Pan-Forest Semiconductor), AMAT (Applied Materials) di Amerika Serikat, dan TEL (Tokyo Electronics) di Jepang. Ketiga perusahaan ini menguasai 94% pangsa pasar global etsa semikonduktor, sementara pemain lainnya hanya menguasai 6%. Di antara mereka, Lam Research menyumbang sebesar 55%, yang merupakan pemimpin mutlak dalam industri ini. Tokyo Electronics dan Material terapan masing-masing menyumbang 20% ​​dan 19%.

Dari perspektif pasar mesin etsa dalam negeri, Lam Research masih menempati posisi terdepan yang stabil. dan kita juga bisa melihat beberapa mesin etsa dalam negeri semakin berkembang dan naik daun. Fountyl Technologies PTE Ltd, berfokus pada industri manufaktur semikonduktor, produk utama meliputi: Pin chuck, chuck keramik berpori, efektor ujung keramik, balok persegi keramik, spindel keramik, selamat datang untuk menghubungi dan negosiasi!