Was sind Ringe in der Radierung?

Bei der Chipherstellung sind Fotolithographie und Ätzen zwei eng miteinander verbundene Schritte. Der Fotolithographie geht das Ätzen voraus, bei dem das Schaltkreismuster mithilfe von Fotolack auf dem Wafer entwickelt wird. Durch das Ätzen werden dann die nicht vom Fotolack bedeckten Filmschichten entfernt, wodurch die Übertragung des Musters von der Maske auf den Wafer abgeschlossen und nachfolgende Schritte wie die Ionenimplantation vorbereitet werden.

Beim Ätzen wird unnötiges Material selektiv mit chemischen oder physikalischen Methoden entfernt. Nach der Beschichtung, der Resistbeschichtung, der Fotolithographie und der Entwicklung wird durch das Ätzen unnötiges Dünnfilmmaterial entfernt, das auf der Waferoberfläche freiliegt, sodass nur die gewünschten Bereiche übrig bleiben. Anschließend wird überschüssiger Fotolack entfernt. Durch wiederholtes Wiederholen dieser Schritte entstehen komplexe integrierte Schaltkreise. Da beim Ätzen Material entfernt wird, wird es als „subtraktiver Prozess“ bezeichnet.

Das Trockenätzen, auch Plasmaätzen genannt, ist das vorherrschende Verfahren beim Ätzen von Halbleitern. Plasmaätzer werden auf der Grundlage ihrer Plasmaerzeugungs- und -steuerungstechnologien grob in zwei Kategorien eingeteilt: Ätzen mit kapazitiv gekoppeltem Plasma (CCP) und Ätzen mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP). CCP-Ätzgeräte werden hauptsächlich zum Ätzen dielektrischer Materialien verwendet, während ICP-Ätzgeräte hauptsächlich zum Ätzen von Silizium und Metallen verwendet werden und auch als Leiterätzgeräte bekannt sind. Dielektrische Ätzgeräte zielen auf dielektrische Materialien wie Siliziumoxid, Siliziumnitrid und Hafniumdioxid ab, während Leiterätzgeräte auf Siliziummaterialien (einkristallines Silizium, polykristallines Silizium und Silizid usw.) und Metallmaterialien (Aluminium, Wolfram usw.) abzielen.

Im Ätzprozess werden wir hauptsächlich zwei Arten von Ringen verwenden: Fokusringe und Abschirmringe.

Fokusring

Durch den Randeffekt des Plasmas ist die Dichte im Zentrum höher und an den Rändern geringer. Der Fokusring erzeugt durch seine Ringform und die Materialeigenschaften von CVD-SiC ein spezifisches elektrisches Feld. Dieses Feld leitet und begrenzt die geladenen Teilchen (Ionen und Elektronen) im Plasma zur Waferoberfläche, insbesondere zum Rand. Dadurch wird die Plasmadichte am Rand effektiv erhöht und nähert sich der Plasmadichte in der Mitte an. Dies verbessert die Ätzgleichmäßigkeit über den gesamten Wafer erheblich, reduziert Kantenschäden und erhöht die Ausbeute.

Schildring

Normalerweise befindet es sich außerhalb der Elektrode und seine Hauptfunktion besteht darin, den Plasmaüberlauf zu blockieren. Je nach Aufbau kann es auch als Teil der Elektrode fungieren. Zu den gängigen Materialien gehören CVD-SiC oder einkristallines Silizium.

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