Gravura a seco - Dry etching
A corrosão a seco se refere à remoção de material, normalmente um padrão mascarado de material semicondutor , expondo o material a um bombardeio de íons (geralmente um plasma de gases reativos, como fluorocarbonos , oxigênio , cloro , tricloreto de boro ; às vezes com adição de nitrogênio , argônio , hélio e outros gases) que desalojam porções do material da superfície exposta. Um tipo comum de corrosão seca é a corrosão de íons reativos . Ao contrário de muitos (mas não todos, veja a gravação isotrópica ) dos agentes de condicionamento químico úmido usados na corrosão úmida , o processo de corrosão seca tipicamente decapagem direcional ou anisotropicamente.
Formulários
A gravação a seco é usada em conjunto com técnicas fotolitográficas para atacar certas áreas de uma superfície semicondutora, a fim de formar recessos no material, como orifícios de contato (que são contatos com o substrato semicondutor subjacente ) ou via orifícios (que são orifícios formados para fornecer um caminho de interconexão entre as camadas condutoras no dispositivo semicondutor em camadas ) ou para remover porções de camadas semicondutoras onde os lados predominantemente verticais são desejados. Junto com a fabricação de semicondutores , microusinagem e produção de display, a remoção de resíduos orgânicos por plasmas de oxigênio às vezes é corretamente descrita como um processo de corrosão seca. O termo queima de plasma pode ser usado em seu lugar.
A gravação a seco é particularmente útil para materiais e semicondutores que são quimicamente resistentes e não podem ser gravados a úmido, como carboneto de silício ou nitreto de gálio .
| Água-forte | Gravura a seco |
|---|---|
| altamente seletivo | fácil de começar e parar |
| nenhum dano ao substrato | menos sensível a pequenas mudanças de temperatura |
| mais barato | mais repetível |
| Mais devagar | mais rápido |
| pode ter anisotropias | |
| menos partículas no ambiente |
Estruturas de alta proporção de aspecto
A corrosão a seco é atualmente usada em processos de fabricação de semicondutores devido à sua capacidade única sobre a corrosão úmida para fazer a corrosão anisotrópica (remoção de material) para criar estruturas de alta relação de aspecto (por exemplo, orifícios profundos ou trincheiras de capacitores).
Design de hardware
O projeto do hardware de gravação a seco envolve basicamente uma câmara de vácuo , sistema de distribuição de gás especial, gerador de forma de onda de RF para fornecer energia ao plasma, mandril aquecido para assentar o wafer e um sistema de exaustão.
O design varia de acordo com os fabricantes, como Tokyo Electronic, Applied Materials e Lam. Embora todos os projetos sigam os mesmos princípios físicos, a variedade de projetos visa a características de processamento mais especializadas. Por exemplo, etapas de gravação a seco que entram em contato com ou formam partes críticas do dispositivo podem exigir níveis mais elevados de direcionalidade, seletividade e uniformidade. A desvantagem é que equipamentos de gravação a seco mais complexos têm um custo de compra mais alto e são mais difíceis de entender, mais caros de manter e podem operar mais lentamente.
O equipamento de gravação a seco pode controlar a uniformidade do processo com vários botões. A temperatura do mandril pode ser variada para controlar o calor do wafer em todo o raio do wafer, o que influencia a taxa de reações e, portanto, a taxa de corrosão em diferentes regiões do wafer. A uniformidade do plasma pode ser controlada com confinamento de plasma, que pode ser controlado com um ímã de alta velocidade girando em torno da câmara, variações no fluxo de gás para a câmara e bombeamento para fora da câmara ou trança de RF ao redor da câmara. Essas estratégias variam de acordo com o fabricante do equipamento e a aplicação pretendida.
História
O processo de gravação a seco foi inventado por Stephen M. Irving, que também inventou o processo de gravação a plasma . O processo de corrosão seca anisotrópica foi desenvolvido por Hwa-Nien Yu no IBM TJ Watson Research Center no início dos anos 1970. Foi usado por Yu com Robert H. Dennard para fabricar os primeiros escala mícron MOSFETs (transistores de metal-óxido-semicondutor de efeito de campo) na década de 1970.
Veja também
Referências
- ^ Irving S. (1967). "Um método de remoção de fotorresiste a seco". Journal of the Electrochemical Society .
- ^ Irving S. (1968). "Um método de remoção de fotorresiste a seco". Procedimentos do seminário fotorresistente Kodak.
- ^ Critchlow, DL (2007). "Lembranças sobre o dimensionamento do MOSFET" . Boletim IEEE Solid-State Circuits Society . 12 (1): 19–22. doi : 10.1109 / N-SSC.2007.4785536 .
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