Leptanie a leptaná morfológia

V procese výroby polovodičových čipov sme ako stavanie mrakodrapu na zrnku ryže. Litografický stroj je ako mestský plánovač, ktorý používa „svetlo“ na kreslenie plánu budovy na oblátku; zatiaľ čo leptanie je ako sochár s presnými nástrojmi, zodpovedný za presné vyrezávanie kanálov, otvorov a čiar podľa predlohy. Ak pozorne sledujete prierez týchto „kanálov“, zistíte, že ich tvary nie sú jednotné; niektoré sú lichobežníkové (hore širšie a dole užšie), zatiaľ čo iné sú dokonalé obdĺžniky (zvislé bočné steny). Tieto tvary nie sú ľubovoľné; za nimi sa skrýva komplexná súhra fyzikálnych a chemických princípov, ktoré priamo určujú výkon čipu.

I. Základné princípy leptania: Kombinácia fyzikálnych a chemických účinkov

Leptanie, zjednodušene povedané, je selektívne odstraňovanie materiálu nechráneného fotorezistom. Delí sa hlavne na dve kategórie:

1. Mokré leptanie: Na leptanie sa používajú chemické rozpúšťadlá (ako sú kyseliny a zásady). Ide v podstate o čisto chemickú reakciu a smer leptania je izotropný – to znamená, že prebieha rovnakou rýchlosťou vo všetkých smeroch (vpredu, vzadu, vľavo, vpravo, hore, dole).

2. Suché leptanie (plazmové leptanie): Toto je dnes hlavná technológia. Vo vákuovej komore sa zavádzajú procesné plyny (ako sú plyny obsahujúce fluór alebo chlór) a plazma sa generuje pomocou vysokofrekvenčného napájacieho zdroja. Plazma obsahuje vysokoenergetické ióny a aktívne voľné radikály, ktoré na leptanom povrchu spolupracujú.

Suché leptanie môže vytvárať rôzne tvary práve preto, že dokáže flexibilne kombinovať „fyzikálny útok“ a „chemický útok“:

Chemické zloženie: Zodpovedá za aktívne voľné radikály. Chemicky reagujú s povrchovým materiálom plátku, pričom vznikajú prchavé produkty, ktoré sú potom odstránené. Tento útok je izotropný, čo mu umožňuje „pretlačiť sa“ a bočne leptať, čím ľahko vytvára lichobežníkové tvary.

Fyzikálne zloženie: Kladne nabité vysokoenergetické ióny, urýchlené elektrickým poľom, bombardujú povrch plátku kolmo. Podobne ako pri pieskovaní povrchu je toto „bombardovanie iónmi“ anizotropné, primárne vertikálne smerom nadol a môže „priamočiaro“ vyrezať bočné steny.

II. Rozlúštenie dvoch klasických profilov: Zrodenie lichobežníkových a pravouhlých profilov

1. Lichobežník (kónický profil) – primárne chemický útok

Princíp formovania: Keď v procese dominuje chemické leptanie, zatiaľ čo fyzikálne bombardovanie je slabšie, dochádza k nasledovnému: leptanie postupuje nielen smerom nadol, ale tiež bočne koroduje oblasť pod fotorezistovou maskou a exponovanými bočnými stenami. To spôsobí, že materiál pod chránenou maskou sa postupne "vyhĺbi", čím sa vytvorí šikmá bočná stena, ktorá je širšia v hornej časti a užšia v spodnej časti, teda lichobežník.

Dobré pokrytie kroku: Pri následných procesoch nanášania tenkých vrstiev uľahčuje šikmá štruktúra lichobežníka rovnomerné pokrytie materiálov (ako sú kovy), čím sa predchádza zlomeniu v strmých rohoch.

Znížené namáhanie: Šikmá štruktúra lepšie rozptyľuje napätie a zlepšuje spoľahlivosť zariadenia.

Vysoká tolerancia procesu: Relatívne jednoduchá implementácia.

2. Obdĺžnikový (vertikálny profil) – primárne fyzický útok

Princíp formovania: Keď v procese dominuje fyzikálne iónové bombardovanie a chemické zloženie je starostlivo kontrolované, vytvorí sa obdĺžnikový profil. Vysokoenergetické ióny, ako nespočetné množstvo malých projektilov, bombardujú povrch plátku takmer vertikálne, čím dosahujú extrémne vysoké rýchlosti vertikálneho leptania. Súčasne bombardovanie iónmi vytvára "pasivačnú vrstvu" (napr. vytvorenú vedľajšími produktmi leptania) na bočných stenách; tento ochranný film účinne odoláva bočnej korózii spôsobenej voľnými chemickými radikálmi. V konečnom dôsledku môže leptanie prebiehať iba vertikálne smerom nadol, čím sa vytvorí obdĺžniková štruktúra s takmer 90-stupňovými bočnými stenami.

V pokročilých výrobných procesoch je hustota tranzistorov extrémne vysoká a priestor je mimoriadne vzácny.

Najvyššia vernosť: Zachováva maximálnu konzistenciu s fotolitografickou predlohou, čím zabezpečuje presné kritické rozmery (CD) zariadenia.

Šetrí oblasť: Vertikálne štruktúry umožňujú vyrábať zariadenia s minimálnou stopou, čo je kľúčom k miniaturizácii čipov.

Semicorex ponúka presnosťCVD SiC komponentyv leptaní. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete ďalšie podrobnosti, neváhajte nás kontaktovať.

Kontaktné telefónne číslo +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com