Lept a leptaná morfologie

V procesu výroby polovodičových čipů jsme jako stavění mrakodrapu na zrnku rýže. Litografický stroj je jako městský plánovač, který používá „světlo“ k nakreslení plánu budovy na plátku; zatímco lept je jako sochař s přesnými nástroji, zodpovědný za přesné vyřezávání kanálů, děr a čar podle předlohy. Pokud pozorně sledujete průřez těchto „kanálek“, zjistíte, že jejich tvary nejsou jednotné; některé jsou lichoběžníkové (širší nahoře a užší dole), zatímco jiné jsou dokonalé obdélníky (svislé boční stěny). Tyto tvary nejsou libovolné; za nimi se skrývá komplexní souhra fyzikálních a chemických principů, přímo určujících výkon čipu.

I. Základní principy leptání: Kombinace fyzikálních a chemických účinků

Leptání, jednoduše řečeno, je selektivní odstranění materiálu nechráněného fotorezistem. Dělí se hlavně do dvou kategorií:

1. Mokré leptání: K leptání používá chemická rozpouštědla (jako jsou kyseliny a zásady). Jde v podstatě o čistě chemickou reakci a směr leptání je izotropní – to znamená, že probíhá stejnou rychlostí ve všech směrech (vpředu, vzadu, vlevo, vpravo, nahoru, dolů).

2. Suché leptání (plazmové leptání): Toto je dnes běžná technologie. Do vakuové komory jsou zaváděny procesní plyny (jako jsou plyny obsahující fluor nebo chlór) a plazma je generována vysokofrekvenčním zdrojem energie. Plazma obsahuje vysokoenergetické ionty a aktivní volné radikály, které na leptaném povrchu spolupracují.

Suché leptání může vytvářet různé tvary právě proto, že dokáže flexibilně kombinovat „fyzický útok“ a „chemický útok“:

Chemické složení: Zodpovídá za aktivní volné radikály. Chemicky reagují s povrchovým materiálem plátku a vytvářejí těkavé produkty, které jsou následně odstraněny. Tento útok je izotropní, což mu umožňuje „protlačit se“ a laterálně leptat a snadno vytvářet lichoběžníkové tvary.

Fyzikální složení: Kladně nabité vysokoenergetické ionty, urychlované elektrickým polem, ostřelují povrch plátku kolmo. Podobně jako při pískování povrchu je toto „iontové bombardování“ anizotropní, primárně svisle dolů, a může „přímo“ vyříznout boční stěny.

II. Rozluštění dvou klasických profilů: Zrození lichoběžníkových a obdélníkových profilů

1. Lichoběžník (kónický profil) – primárně chemický útok

Princip formování: Když chemickému leptání dominuje procesu, zatímco fyzické bombardování je slabší, dochází k následujícímu: leptání nejen postupuje dolů, ale také bočně koroduje oblast pod fotorezistní maskou a exponovanými bočními stěnami. To způsobí, že se materiál pod chráněnou maskou postupně „vyhloubí“ a vytvoří šikmou boční stěnu, která je nahoře širší a dole užší, tedy lichoběžník.

Dobré pokrytí kroku: Při následných procesech nanášení tenkých vrstev usnadňuje skloněná struktura lichoběžníku rovnoměrné pokrytí materiálů (jako jsou kovy), čímž se zabrání prasklinám ve strmých rozích.

V pokročilých výrobních procesech je hustota tranzistorů extrémně vysoká a prostor je extrémně vzácný.

Vysoká procesní tolerance: Relativně snadná implementace.

2. Obdélníkový (vertikální profil) – primárně fyzický útok

Princip formování: Když v procesu dominuje fyzikální bombardování ionty a chemické složení je pečlivě kontrolováno, vytvoří se obdélníkový profil. Vysokoenergetické ionty, jako bezpočet malých projektilů, bombardují povrch plátku téměř vertikálně a dosahují extrémně vysokých rychlostí vertikálního leptání. Současně bombardování ionty vytváří na bočních stěnách "pasivační vrstvu" (např. vytvořenou vedlejšími produkty leptání); tento ochranný film účinně odolává boční korozi způsobené chemickými volnými radikály. V konečném důsledku může leptání pokračovat pouze svisle dolů a vyřezat obdélníkovou strukturu s téměř 90stupňovými bočními stěnami.

V pokročilých výrobních procesech je hustota tranzistorů extrémně vysoká a prostor je extrémně vzácný.

Nejvyšší věrnost: Zachovává maximální konzistenci s fotolitografickým plánem a zajišťuje přesné kritické rozměry (CD) zařízení.

Šetří plochu: Vertikální struktury umožňují vyrábět zařízení na minimální ploše, což je klíčové pro miniaturizaci čipů.

Semicorex nabízí přesnostCVD SiC komponentyv leptání. Pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete další podrobnosti, neváhejte nás kontaktovat.

Kontaktní telefon +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com