CVD операцияларындағы плазмалық процестер

1. Камераны тазалау

Химиялық буларды тұндыру (CVD) процесінде шөгінділер тек пластинаның бетінде ғана емес, сонымен қатар технологиялық камера мен оның қабырғаларындағы компоненттерде де пайда болады. Тұрақты процесс жағдайларын сақтау және пластинаның бөлшектермен ластануына жол бермеу үшін бөліктерге жиналған қабыршақтарды жүйелі түрде алып тастау керек. Көптеген CVD камералары тазалау үшін фтор негізіндегі химиялық реакция газдарын пайдаланады.

Кремний оксиді CVD камераларында плазманы тазалау әдетте плазмада ыдырап, фтор радикалдарын шығаратын CF4, C2F6 және C3F8 сияқты фторкөміртекті газдарды қамтиды. Химиялық реакциялар келесі түрде көрсетіледі:

·e- + CF4 -> CF3 + F + e-

· e- + C2F6 -> C2F5 + F + e-

Фтор атомдары ең реактивті радикалдардың бірі бола отырып, камерадан оңай эвакуацияланатын газ тәрізді SiF4 түзу үшін кремний оксидімен жылдам әрекеттеседі:

·F + SiO2 -> SiF4 + O2 + басқа ұшпа жанама өнімдер

Вольфрам CVD камералары әдетте фтор көзі ретінде SF6 және NF3 пайдаланады. Фтор радикалдары вольфраммен әрекеттесіп, ұшпа вольфрам гексафторидін (WF6) шығарады, оны камерадан вакуумдық сорғылар арқылы эвакуациялауға болады. Плазмалық камераны тазалауды плазмадағы фтордың эмиссиялық сипаттамаларын бақылау арқылы камераның шамадан тыс тазартылуын болдырмай автоматты түрде тоқтатуға болады. Бұл аспектілер бұдан әрі егжей-тегжейлі талқыланады.

2. Бос орындарды толтыру

Металл сызықтар арасындағы алшақтық 4:1 арақатынасымен 0,25 мкм-ге дейін тарылса, CVD тұндыру әдістерінің көпшілігі бос орындарды бос орындарсыз толтыруға тырысады. Жоғары тығыздықтағы плазмалық CVD (HDP-CVD) бос орындар жасамай, осындай тар бос орындарды толтыра алады (төмендегі суретті қараңыз). HDP-CVD процесі кейінірек сипатталады.

3. Плазмалық ою

Ылғал оюмен салыстырғанда, плазмалық оюлау анизотропты өңдеу профильдері, соңғы нүктені автоматты түрде анықтау және төмен химиялық тұтыну сияқты артықшылықтарды, сонымен қатар ақылға қонымды жоғары өңдеу жылдамдығымен, жақсы таңдамалылығымен және біркелкілігін ұсынады.

4. Etch профильдерін басқару

Жартылай өткізгіштер өндірісінде плазмалық ою кеңінен таралмас бұрын, вафельді фабрикалардың көпшілігі үлгіні тасымалдау үшін дымқыл химиялық оюды пайдаланды. Дегенмен, дымқыл ою - бұл изотропты процесс (әр бағытта бірдей жылдамдықпен ою). Функция өлшемдері 3 мкм-ден төмен кішірейген кезде, изотропты ою дымқыл оюды қолдануды шектейтін астыңғы кесуге әкеледі.

Плазма процестерінде иондар пластинаның бетін үздіксіз бомбалайды. Торларды зақымдау механизмдері немесе бүйір қабырғаларды пассивациялау механизмдері арқылы болсын, плазмалық оюлау анизотропты өңдеу профиліне қол жеткізе алады. Оңалту процесі кезінде қысымды төмендету арқылы иондардың орташа еркін жолын ұлғайтуға болады, осылайша профильді жақсырақ басқару үшін ион соқтығыстарын азайтуға болады.

5. Этч жылдамдығы және селективтілігі

Плазмадағы иондық бомбалау беттік атомдардың химиялық байланыстарын үзіп, оларды плазма түзетін радикалдардың әсеріне ұшыратады. Физикалық және химиялық өңдеудің бұл комбинациясы өрнектің химиялық реакция жылдамдығын айтарлықтай арттырады. Оңалту жылдамдығы мен селективтілігі процесс талаптарымен анықталады. Иондық бомбалау да, радикалдар да өрнектеуде шешуші рөл атқаратындықтан және РЖ қуаты иондық бомбалауды және радикалдарды басқара алатындықтан, РЖ қуаты сызу жылдамдығын басқарудың негізгі параметріне айналады. РЖ қуатын ұлғайту селективтілікке де әсер етіп, әрі қарай егжей-тегжейлі талқыланатын сызу жылдамдығын айтарлықтай арттыруы мүмкін.

6. Соңғы нүктені анықтау

Плазмасыз, өңдеудің соңғы нүктесі уақытпен немесе оператордың визуалды тексеруімен анықталуы керек. Плазмалық процестерде негізгі (соңғы нүкте) материалды оюды бастау үшін беткі материал арқылы сілкініс жүріп жатқанда, плазманың химиялық құрамы эмиссия түсінің өзгеруі арқылы анық көрінетін отвардың жанама өнімдерінің өзгеруіне байланысты өзгереді. Оптикалық сенсорлармен сәулелену түсінің өзгеруін бақылау арқылы өңдеудің соңғы нүктесін автоматты түрде өңдеуге болады. IC өндірісінде бұл өте құнды құрал.**