איכול

1. איכול עקרונות תהליכי האיכול עבור תעשיית המוליכים למחצה פרופ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית, אונ’ ת”א.

2. מסכה Litho bias רזיסט שכבה מאוכלת Etch bias איכול איזוטרופי

3. איכולאנאיזוטרופי מסכה Litho bias רזיסט שכבה מאוכלת

4. תהליכי איכול יבש • תהליךלחץ • איכול פלזמה 0.1-100 טור • איכול בגזראקטיבי (RIE) 0.001-0.1 טור • כרסום (MILLING ) יוני 10-5-10-3 torr

5. איכול רטוב • איכול רטוב הנו בדרך כלל איזוטרופי • איכול תחמוצת ב- HF • SiO2+6HF--> H2+SiF6+6H2O • איכול סיליקון • חומצי - HNO3+HF+CH3COOH • בסיסי - KOH, NaOH, CsOH etc. • איכול אלומיניום - חומצהפוספורית

6. איכול בפלזמה • פלזמה של גזים הלוגנים מאכלת סיליקון ואת רוב השכבות הדקות בתעשיית המיקרואלקטרוניקה • ניתן לקבל פלזמה המאכלת פוטורזיסט באיטיות רבה יחסית. • מקובל להשתמש בגזים המכילים פלואור כמו CF4, CHF3, NF3ועוד • משתמשים גם בכלור או בתרכובות כלור • ניתן להשתמש בתרכובות יוד וברום

7. איכול פלזמהאנאיזוטרופי אטומיםספוחים אינרטים יונים רזיסט פולי אוקסייד

8. מה קובע את איכות האיכול ? • כימיית הגז • הלחץ החלקי בתא וקצב הזרימה או מהירות השאיבה • תא הריאקציה - חומרים, גיאומטריה, צורת חיבור המתח ( רגיל או RIE). • העירור - תדר העבודה, הספק • טמפרטורה • איכותהרזיסט • איכות השטח המתאכל - תלוי בניקוי

9. כרסום(MILLING)יוני • יונים הפוגעים בפני השטח יכולים להתיז חומר • מקור מקובל ליצירת יוני קרוי ע”ש קאופמן פרוסה סריג מחומם פולט אלקטרונים יוני ארגון אנרגטיים אלקטרונים אטומיארגון אנודה (חיובית) סריג שלילי

10. בעיות באיכול ארוזיה שלהרזיסט התזה שלהרזיסט יצירת שוחות

11. איכול גזראקטיבי( RIE ) • הפרוסות מחוברות לאלקטרודת ה- RF • הלחץ החלקי נמוך בהרבה מאשר באיכול בפלזמה • האיכול מבוסס על שילוב של איכול כימי, כמו באיכול בפלזמה, עם כרסום (או התזה) ע”י היונים הפוגעים בשטח. • RIE נותן איכולאנאיזוטרופי, ישנה כיווניות באיכול • הכימיה נותנת את הסלקטיביות

12. בעיות ב- RIE • יתכן ונוצר נזק למוליך למחצה • התזת מתכות מהאלקטרודה הנגדית - זיהומים מתכתיים כמו ברזל, ניקל ועוד • יצירתקרבידים (על סיליקון) ופלואורידים (על אלומיניום).

13. מערכות פלזמה לניקוי • פלזמה של חמצן לניקוי פוטורזיסט • פלזמה של פלואור לניקוי שכבות דקות של תחמוצת מריאקטורים • פלזמה של כלור לניקוי שכבות דקות של סיליקון ממערכות גידול גבישאפיטקסיאליות.

14. בקרת תהליכי איכול • מגדירים פרמטרים קריטיים: • רוחב קו • שיפוע צד • נזק • מוצאים מתאם בינם לפרמטרים של התהליך: לחץ, הספק חשמלי, מהירות זרימת הגז והכימיה שלו.

15. איכולמכנו-כימי (CMP) • שילוב של איכול כימי עם ליטוש מכני כוח, F SLURRY פרוסה PAD

16. מה מאפייןCMP ? • יחסי לזמן הליטוש • יחסי לכוח האנכי ולמהירות היחסית בין הפרוסה לפד. • תלוי במרווח בין הקווים - אפקט שלDISHING

17. CMP של נחושת • תלוי בהיסטוריה של השכבות • משפיע על התנגדות הקווים ועל האמינות שלהם • משמש להגדרת המוליכים בתהליך ה- DAMASCENE

18. Resist Cap layer a. ILD d. M1 M2 M2 e. b. b. f. c. תהליך Dual-Damascene • a) Insulator deposition + Mask 1, b) Mask 2, • c) strip mask, d) Selective stud etch, • e) barrier, metal and stud deposition, f) CMP.

19. סיכום • תהליכי האיכול נחוצים להגדרת קווי המוליכים והמגעים. • איכות האיכול תלויה בליתוגרפיה, בטכנולוגית האיכול, ובניקוי פני השטח. • איכול מכנו-כימי ( CMP ) תופש את מקומו כטכנולוגיה קריטית לנחושת. • הדרישות מביצועי האיכול היבש הולכות ומחמירות עם ירידת הממדים.