Trawienie i wytrawiona morfologia

W procesie produkcji chipów półprzewodnikowych jesteśmy jak budowanie drapacza chmur na ziarnku ryżu. Maszyna litograficzna przypomina urbanistę, który za pomocą „światła” rysuje na płytce projekt budynku; podczas gdy akwaforta jest jak rzeźbiarz z precyzyjnymi narzędziami, odpowiedzialny za dokładne wyrzeźbienie kanałów, otworów i linii zgodnie z projektem. Jeśli uważnie przyjrzysz się przekrojowi tych „kanałów”, zauważysz, że ich kształty nie są jednolite; niektóre mają kształt trapezu (szerszy u góry i węższy u dołu), inne zaś to idealne prostokąty (pionowe ściany boczne). Kształty te nie są dowolne; za nimi kryje się złożona interakcja zasad fizycznych i chemicznych, bezpośrednio determinujących wydajność chipa.

I. Podstawowe zasady trawienia: połączenie efektów fizycznych i chemicznych

Trawienie, mówiąc najprościej, to selektywne usuwanie materiału niechronionego fotomaską. Dzieli się go głównie na dwie kategorie:

1. Trawienie na mokro: Do ​​trawienia wykorzystuje się rozpuszczalniki chemiczne (takie jak kwasy i zasady). Zasadniczo jest to reakcja czysto chemiczna, a kierunek trawienia jest izotropowy — to znaczy przebiega z tą samą szybkością we wszystkich kierunkach (przód, tył, lewo, prawo, góra, dół).

2. Trawienie na sucho (trawienie plazmowe): Jest to obecnie technologia głównego nurtu. Do komory próżniowej wprowadzane są gazy procesowe (takie jak gazy zawierające fluor lub chlor), a plazma jest generowana przez zasilacz o częstotliwości radiowej. Plazma zawiera wysokoenergetyczne jony i aktywne wolne rodniki, które współdziałają na wytrawionej powierzchni.

Trawienie na sucho może tworzyć różne kształty właśnie dlatego, że może elastycznie łączyć „atak fizyczny” i „atak chemiczny”:

Skład chemiczny: Odpowiedzialny za aktywne wolne rodniki. Reagują chemicznie z materiałem powierzchni płytki, wytwarzając lotne produkty, które następnie usuwa się. Atak ten jest izotropowy, co pozwala mu „przecisnąć się” i wytrawić bocznie, łatwo tworząc kształty trapezowe.

Skład fizyczny: Dodatnio naładowane jony o wysokiej energii, przyspieszane przez pole elektryczne, bombardują prostopadle powierzchnię płytki. Podobnie jak piaskowanie powierzchni, to „bombardowanie jonowe” jest anizotropowe, głównie pionowo w dół i może „po linii prostej” wyrzeźbić ściany boczne.

II. Rozszyfrowanie dwóch klasycznych profili: narodziny trapezów i profili prostokątnych

1. Trapez (profil stożkowy) – głównie atak chemiczny

Zasada tworzenia: Gdy w procesie dominuje trawienie chemiczne, podczas gdy bombardowanie fizyczne jest słabsze, następuje co następuje: trawienie nie tylko przebiega w dół, ale także powoduje korozję boczną obszaru pod maską fotorezystu i odsłoniętych ścian bocznych. Powoduje to, że materiał znajdujący się pod chronioną maską stopniowo „wydrąża się”, tworząc pochyłą ściankę boczną, która jest szersza u góry i węższa u dołu, czyli trapez.

Dobre krycie stopniowe: W kolejnych procesach osadzania cienkowarstwowego nachylona struktura trapezu ułatwia równomierne pokrycie materiałów (takich jak metale), unikając pęknięć w stromych narożnikach.

Zmniejszone naprężenia: Nachylona konstrukcja lepiej rozprasza naprężenia, poprawiając niezawodność urządzenia.

Wysoka tolerancja procesu: Stosunkowo łatwe do wdrożenia.

2. Prostokątny (profil pionowy) – głównie atak fizyczny

Zasada formowania: Gdy w procesie dominuje fizyczne bombardowanie jonami, a skład chemiczny jest dokładnie kontrolowany, powstaje prostokątny profil. Jony o wysokiej energii, niczym niezliczone maleńkie pociski, bombardują powierzchnię płytki niemal pionowo, osiągając niezwykle wysoką szybkość trawienia pionowego. Jednocześnie bombardowanie jonami tworzy „warstwę pasywacyjną” (np. utworzoną przez produkty uboczne trawienia) na ściankach bocznych; ta warstwa ochronna skutecznie zapobiega korozji bocznej spowodowanej wolnymi rodnikami chemicznymi. Ostatecznie trawienie może przebiegać jedynie pionowo w dół, tworząc prostokątną strukturę ze ścianami bocznymi nachylonymi pod kątem prawie 90 stopni.

W zaawansowanych procesach produkcyjnych gęstość tranzystorów jest niezwykle duża, a przestrzeń jest niezwykle cenna.

Najwyższa wierność: zachowuje maksymalną spójność z planem fotolitograficznym, zapewniając dokładne wymiary krytyczne (CD) urządzenia.

Oszczędność powierzchni: Pionowe konstrukcje umożliwiają produkcję urządzeń na minimalnej powierzchni, co jest kluczem do miniaturyzacji chipów.

Semicorex oferuje precyzjęKomponenty CVD SiCw trawieniu. Jeśli masz jakiekolwiek pytania lub potrzebujesz dodatkowych szczegółów, nie wahaj się z nami skontaktować.

Numer telefonu kontaktowego +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com