حکاکی به وسیله پلاسما

1

بسم اّلله اّل�رحمن plasmaاّل�رحیم

chemistryplasmaphysics

surfacechemistry

2

کریستال سیلیکونی توسط یک چاقوی اّلماسی بریده شده و به فیلم های نازک تبدیلمی گردد

بر اساس ضخامت ذخیره می شودفیفر های آسیب دیده در هنگام چرخش حذف می گردنددر ماده شیمیایی اتچینگ می شوند تا هر گونه آسیب باقی مانده از بین برودقطعه پوّلیش می شود

3

4

حکاکی پالسما:

حکOاکی یOک عملیOات کلیOدی بOرای تمOیز کOردن سOطوح اسOت، در اینجOا منظOور از •حکOاکی، برداشOتن مOاده مOورد نظOر از سOطح اسOت، اگOر بخOواهیم یOک الیOه غOیر مفیOد

را از روی سطح برداریم به آن تمیز کاری هم می گوییم.

این عملیOات بOه صOورت شOیمیایی – انتخOابی اسOت کOه در آن یOک نOوع مOاده قطعOه •کاری را ترک میکند در حاّلی که بقیه در جای خود هستند.

بنOابر این حکOاکی زدودن یOک مOاده از سOطح بOه وسOیله ی عملیOات فOیزیکی و )یOا( •شیمیایی است.

سوال!؟؟•پالسما چه نقشی در حکاکی دارد!؟

پاسOخ: در دو موّلفOه شOیمیایی و فOیزیکی،در شOیمیایی گونOه هOای فعOال شOیمیایی را بOه توّلیOد می کنOد و در فOیزیکی سOطح را بOا electron – impactوسOیله ی برخOورد هOای

ذرات پOر انOرژی چOون یOون هOا مثبت ، اّلکOترون هOا و فوتOون هOا و خنOثی مOورد برخOورد قرار می دهد .

الیه پوششی یا محافظ: برای محافظت سطح ویفر استفاده می شود برای ها و اکسید ها.- photo resistمثال

5

ذرات موجود در پالسما

6

7

فرایند های عملیات حکاکی:

حکOاکی تOر : مOاده مOورد نظOر حOل می شOود وقOتی کOه در یOک حالل شOیمیایی غوطOه •ور است.

حکOاکی خشOک : مOاده کنOده می شOود بOه وسOیله برخOود یOون هOای واکنشOی یOا در یOک •بخارگاز حل می شود.

حکOاکی تOر : یOک پوشOش روی مOاده اصOلی کOه در برابOر مOاده حکOاکی مقOاوم اسOت بOا •یOک اّلگOو قOرار داده می شOود، قطعOه در محیOط خورنOده غوطOه ور می شOود و تنهOا

نقطه ای که پوشش ندارد مورد حمله ماده شیمیایی خورنده می گردد.

8غOیر و همسOانگرد حکOاکی بین تفOاوت

همسانگرد

انواع حکاکی

حکاکی غیر همسانگرد به معنای سرعت حکاکی

متفاوت در جهت های متفاوت

)حکاکی همسانگرد)تر به معنای سرعت حکاکی

یکسان در جهت های متفاوت

9

:مروری بر ویژگی های حکاکی تر میکرون یا کمتر است.3محدود به اّلگوهایی با اتدازه یک حکاکی همسانگرد است)در تمامی جهات برابر است، در دیواره های پهن

استفاده می گردد..نیازمند مراحل شستشو و خشک کردن است.دارای یک عامل باّلقوه کثیفی است الیه های زیرین راهم می تواند بردارد در صورتی که ویفر درای مرز شکننده

باشد.:مروری بر ویژگی های حکاکی خشک

.دارای هزینه ی کم مواد شیمیایی است.دارای مضرات کم محیط زیست است.دارای هزینه ی تجهیزات باالیی است.دارای انتخاب بیشتر )برای نوع ماده حکاکی( است

10

For SiO2 etching

- HF + NH4F+H20 (buffered oxide etch or BOE) For Si3N4

- Hot phosphoric acid: H3PO4 at 180 °C - need to use oxide hard mask

Silicon - Nitric, HF, acetic acids

- HNO3 + HF + CH3COOH + H2O Aluminum

- Acetic, nitric, phosphoric acids at 35-45 °C

- CH3COOH+HNO3+H3PO4

مثال هایی از حکاکی تر

11

شماتیک دستگاه حکاکی تر

12

نمایی از حکاکی تر

13

مثال هایی از حکاکی خشک و پالسمایی

14

15

مثال هایی از فرایندهای پالسمای

16

17

18

Si + O2 SiO2

Si +2H2O SiO2 + 2H2

Dry Oxidation :

Wet Oxidation :

19

کاربرد های پالسما در حکاکی

در چهار فرایند پالسما تاثیر می گذارد:

تشکیل گونه های فعال گازی•

انتقال گونه ای فعال به سطح •

واکنش با سطح•

خارج کردن محصوالت واکنش•

20

مکانیزم حکاکی پالسما

حکاکی برخوردی یون ها به وسیله ی پالسما توّلید می شوند و در امتداد صفحات پتانسیل

.ذرات آزاد برخورد می کنداّلکتریکی سوق داده شده و با فشار در اینجا پایین است

21

مکانیزم حکاکی پالسما

حکاکی شیمیایی.پالسما گونه های خنثی را توّلید می کند.گونه های خنثی به صورت خود به خودی با ماده زیرالیه واکنش می دهند

22

مکانیزم حکاکی پالسما

حکاکی با کمک یون های شتاب دار یون ها به وسیله ی پالسما توّلید می شوند و به وسیله ی صفحات پتانسیل

شتابدار می شوند و به سطح آسیب می زنندذرات خنثی اکنون قادرند راحت تر با سطح واکنش می دهد

23

کاربردهای پالسما در حکاکی

یک نمونه سیستم حکاکی واکنشگر یونی با صفحات موازی

24

حکاکی بر روی آلومینیوم و تنگستن

پس نتیجه می گیریم زمان یک عامل مهم در پوشش می باشد

بیشترین مواد برای اتصاالت داخلی هستند .کلورین برای حکاکی استفاده می شود و تحقیقات به تازگی بر روی برومین استتنگستن دارای گزارشات و مطاّلعات بسیار خوبی می باشد

25

26

( منطقه 1 برش عرضیz پوشش که در آن )SEMتصویر ( 3( منطقه میانجی )درونی( متراکم )2)خارجی( متخلخل )

منطقه )انتشار( نازک با فاز پیچیدهی آّلیاژ زیرالیه است.

ملزومات 2-1نرخ آشینگum/minزدودن الیه بدون آّلودگی

فرایند دما باال با اکسیژنخاّلص استفاده می شود Cانتخاب گر بودن نا محدود سیلیکون

فرایند دما پایین با فلوئوردر دمای اتاق انجام می پذیردمواد غیرآّلی می تواند برداشته شود

2Ooo 170130

ASHING

27

28

29

SELECTIVITY انتخابی بودن

توانایی از بین بردن یک ماده بدون برداشتن مواد دیگرمهم برای جلوگیری از دست دادن عرض خطبه هردوی بمباران ذرات و شیمیایی بستگی دارد ترانزیستور اثرمیدانی نیمه رسانا-اکسید-بیشتر در حکاکی برای دروازه

  خود را نشان میدهدفلز