Hispanopedia WikiEl grabado en seco se refiere a la eliminación de material, generalmente un patrón enmascarado de material semiconductor , mediante la exposición del material a un bombardeo de iones (normalmente un plasma de gases reactivos como fluorocarbonos , oxígeno , cloro , tricloruro de boro ; a veces con la adición de nitrógeno , argón , helio y otros gases) que desprenden porciones del material de la superficie expuesta. Un tipo común de grabado en seco es el grabado con iones reactivos . A diferencia de muchos (pero no todos, véase grabado isotrópico ) de los grabadores químicos húmedos utilizados en el grabado húmedo , el proceso de grabado en seco suele grabar de forma direccional o anisotrópica.
Aplicaciones
El grabado en seco se utiliza junto con técnicas fotolitográficas para atacar ciertas áreas de la superficie de un semiconductor con el fin de formar hendiduras en el material.
Entre las aplicaciones se incluyen los orificios de contacto (que son contactos con el sustrato semiconductor subyacente ), los orificios pasantes (que son orificios que se forman para proporcionar una vía de interconexión entre capas conductoras en el dispositivo semiconductor multicapa ), las compuertas de transistores para la tecnología FinFET, o para eliminar porciones de capas semiconductoras donde se desean lados predominantemente verticales. Junto con la fabricación de semiconductores , el micromecanizado y la producción de pantallas, la eliminación de residuos orgánicos mediante plasmas de oxígeno a veces se describe correctamente como un proceso de grabado en seco. También se puede utilizar el término incineración por plasma .
El grabado en seco es especialmente útil para materiales y semiconductores que son químicamente resistentes y que no podrían ser grabados en húmedo, como el carburo de silicio o el nitruro de galio .
El plasma de baja densidad (LDP) es capaz de producir reacciones de alta energía a un bajo costo energético gracias a su baja presión, lo que significa que el grabado en seco requiere una cantidad relativamente pequeña de productos químicos y electricidad para funcionar. Además, los equipos de grabado en seco suelen ser mucho más económicos que los de fotolitografía, por lo que muchos fabricantes recurren a estrategias de grabado en seco, como la duplicación o la reducción a la cuarta parte del paso, para obtener resoluciones avanzadas (14 nm o más) sin necesidad de herramientas de fotolitografía tan sofisticadas.
Estructuras de alta relación de aspecto
El grabado en seco se utiliza actualmente en los procesos de fabricación de semiconductores debido a su capacidad única, en comparación con el grabado húmedo, para realizar un grabado anisotrópico (eliminación de material) y crear estructuras de alta relación de aspecto (por ejemplo, agujeros profundos o zanjas para condensadores).
Diseño de hardware
El diseño del hardware para el grabado en seco consta básicamente de una cámara de vacío , un sistema especial de suministro de gas, un generador de forma de onda de radiofrecuencia (RF) para suministrar energía al plasma, un plato calefactado para sujetar la oblea y un sistema de escape.
El diseño varía según el fabricante, como Tokyo Electronic, Applied Materials y Lam. Si bien todos los diseños siguen los mismos principios físicos, la diversidad de diseños se centra en características de procesamiento más especializadas. Por ejemplo, los pasos de grabado en seco que entran en contacto con partes críticas del dispositivo o las forman pueden requerir mayores niveles de direccionalidad, selectividad y uniformidad. La desventaja es que los equipos de grabado en seco más complejos tienen un mayor costo de adquisición, son más difíciles de comprender, más caros de mantener y pueden funcionar más lentamente.
Los equipos de grabado en seco permiten controlar la uniformidad del proceso mediante diversos parámetros. La temperatura del soporte se puede ajustar para controlar la distribución del calor en la oblea a lo largo de su radio, lo que influye en la velocidad de reacción y, por consiguiente, en la velocidad de grabado en las distintas regiones de la oblea. La uniformidad del plasma se puede controlar mediante su confinamiento, que puede lograrse con un imán de alta velocidad que gira alrededor de la cámara, variaciones en el flujo de gas hacia la cámara y su extracción, o bien mediante el trenzado de RF alrededor de la cámara. Estas estrategias varían según el fabricante del equipo y la aplicación prevista.
Historia
El proceso de grabado en seco fue inventado por Stephen M. Irving, quien también inventó el proceso de grabado por plasma . [ 1 ] [ 2 ] El proceso de grabado en seco anisotrópico fue desarrollado por Hwa-Nien Yu en el Centro de Investigación IBM TJ Watson a principios de la década de 1970. Yu, junto con Robert H. Dennard, lo utilizó para fabricar los primeros MOSFET (transistores de efecto de campo de metal-óxido-semiconductor) a escala micrométrica en la década de 1970. [ 3 ]
Véase también
Referencias
- ↑ Irving S. (1967). "Un método de eliminación de fotorresina en seco". Journal of the Electrochemical Society .
- ↑ Irving S. (1968). "Un método de eliminación de fotorresina en seco". Actas del Seminario de Fotorresina de Kodak.
- ↑ Critchlow, DL (2007). "Recuerdos sobre la miniaturización de MOSFET" . Boletín informativo de la IEEE Solid-State Circuits Society . 12 (1): 19– 22. doi : 10.1109/N-SSC.2007.4785536 .
- Fabricación de dispositivos semiconductores
- Microtecnología
- Grabado (microfabricación)