1. 1
‫رحی‬
ّ
‫ال‬‫رحمن‬
ّ
‫ال‬‫هللا‬ ‫بسم‬‫م‬
plasma
chemistry
plasma
physics
surface
chemistry

2. 2
‫ی‬‫چاقو‬‫یک‬ ‫توسط‬‫سیلیکونی‬ ‫کریستال‬‫گردد‬ ‫می‬‫تبدیل‬ ‫نازک‬ ‫های‬‫فیلم‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫شده‬‫بریده‬‫ی‬ ‫املاس‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫ذخیره‬ ‫ضخامت‬‫اساس‬ ‫بر‬
‫حذف‬‫چرخش‬ ‫هنگام‬ ‫در‬ ‫دیده‬‫آسیب‬ ‫های‬‫فیفر‬‫گردند‬ ‫می‬
‫برود‬‫بین‬‫از‬ ‫مانده‬ ‫باقی‬‫آسیب‬‫گونه‬ ‫هر‬ ‫تا‬‫شوند‬ ‫می‬‫اتچینگ‬ ‫شیمیایی‬ ‫ماده‬ ‫در‬
‫شود‬ ‫می‬‫پولیش‬ ‫قطعه‬

3. 3

4. 4
‫حکاکی‬‫پالسما‬:
•‫حکاکی‬‫یک‬‫عملیات‬‫کلیدی‬‫ای‬‫ر‬‫ب‬‫تمیز‬‫کردن‬‫سطوح‬،‫است‬‫در‬‫اینجا‬‫منظور‬‫از‬،‫حکاکی‬‫برداشتن‬‫ماده‬‫مورد‬‫نظر‬‫ا‬‫ز‬‫سطح‬
،‫است‬‫اگر‬‫بخواهیم‬‫یک‬‫الیه‬‫غیر‬‫مفید‬‫ا‬‫ر‬‫از‬‫روی‬‫سطح‬‫یم‬‫ر‬‫بردا‬‫به‬‫آن‬‫تمیز‬‫ی‬‫کار‬‫هم‬‫می‬‫گوییم‬.
•‫این‬‫عملیات‬‫به‬‫صورت‬‫شیمیایی‬–‫انتخابی‬‫است‬‫که‬‫در‬‫آن‬‫یک‬‫نوع‬‫ماده‬‫قطعه‬‫ی‬‫کار‬‫ا‬‫ر‬‫ترک‬‫میکند‬‫در‬‫حالی‬‫که‬‫بقیه‬‫در‬‫جای‬
‫خود‬‫هستند‬.
•‫بنابر‬‫این‬‫حکاکی‬‫دودن‬‫ز‬‫یک‬‫ماده‬‫از‬‫سطح‬‫به‬‫وسیله‬‫ی‬‫عملیات‬‫فیزیکی‬‫و‬(‫یا‬)‫شیمیایی‬‫است‬.
•‫سوال‬!‫؟؟‬
‫پالسما‬‫چه‬‫ی‬ ‫نقش‬‫در‬‫حکاکی‬‫د‬‫ر‬‫دا‬!‫؟‬
‫پاسخ‬:‫در‬‫دو‬‫مولفه‬‫شیمیایی‬‫و‬‫فیزیکی،در‬‫شیمیایی‬‫گونه‬‫های‬‫فعال‬‫شیمیایی‬‫ا‬‫ر‬‫به‬‫وسیله‬‫ی‬‫برخورد‬‫های‬electron –
impact‫تولید‬‫می‬‫کند‬‫و‬‫در‬‫فیزیکی‬‫سطح‬‫ا‬‫ر‬‫با‬‫ات‬‫ر‬‫ذ‬‫پر‬‫انرژی‬‫ن‬‫چو‬‫ن‬‫یو‬‫ها‬‫مثبت‬،‫الکترون‬‫ها‬‫و‬‫ن‬‫فوتو‬‫ها‬‫و‬‫خ‬‫نثی‬‫مورد‬
‫برخورد‬‫ار‬‫ر‬‫ق‬‫می‬‫دهد‬.
‫محافظ‬ ‫یا‬ ‫ی‬ ‫پوشش‬‫الیه‬:‫مثال‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫شود‬‫می‬ ‫استفاده‬‫ویفر‬ ‫سطح‬ ‫محافظت‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬photo resist-‫ها‬ ‫اکسید‬‫و‬ ‫ها‬.

5. 5
‫ات‬‫ر‬‫ذ‬‫موجود‬‫در‬‫پالسما‬

6. 6

7. 7
‫فرایند‬‫های‬‫عملیات‬‫حکاکی‬:
•‫حکاکی‬‫تر‬:‫ماده‬‫مورد‬‫نظر‬‫حل‬‫می‬‫شود‬‫وقتی‬‫که‬‫در‬‫یک‬‫حالل‬‫شیمیایی‬‫غوطه‬‫ر‬‫و‬‫است‬.
•‫حکاکی‬‫خشک‬:‫ماده‬‫کنده‬‫می‬‫شود‬‫به‬‫وسیله‬‫برخود‬‫ن‬‫یو‬‫های‬‫ی‬ ‫واکنش‬‫یا‬‫در‬‫یک‬‫بخارگاز‬‫حل‬‫می‬‫شود‬.
•‫حکاکی‬‫تر‬:‫یک‬‫پوشش‬‫روی‬‫ماده‬‫اصلی‬‫که‬‫در‬‫ابر‬‫ر‬‫ب‬‫ماده‬‫حکاکی‬‫مقاوم‬‫است‬‫با‬‫یک‬‫الگو‬‫ار‬‫ر‬‫ق‬‫داده‬‫می‬،‫شود‬‫قطع‬‫ه‬‫در‬‫محیط‬
‫خورنده‬‫غوطه‬‫ر‬‫و‬‫می‬‫شود‬‫و‬‫تنها‬‫نقطه‬‫ای‬‫که‬‫پوشش‬‫د‬‫ر‬‫ندا‬‫مورد‬‫حمله‬‫ماده‬‫شیمیایی‬‫خورنده‬‫می‬‫گردد‬.

8. 8
‫تفاوت‬‫بین‬‫حکاکی‬‫همسانگرد‬‫و‬‫غیر‬‫همسانگرد‬
‫انواع‬‫حکاکی‬
‫همسانگرد‬‫غیر‬ ‫حکاکی‬
‫در‬‫متفاوت‬‫حکاکی‬ ‫سرعت‬ ‫معنای‬‫به‬
‫متفاوت‬‫های‬ ‫جهت‬
‫همسانگرد‬ ‫حکاکی‬(‫تر‬)
‫جهت‬ ‫در‬‫یکسان‬‫حکاکی‬ ‫سرعت‬ ‫معنای‬‫به‬
‫متفاوت‬ ‫های‬

9. 9
‫بر‬‫ی‬‫مرور‬‫تر‬ ‫حکاکی‬ ‫های‬ ‫ویژگی‬:
‫ه‬‫ز‬‫اتدا‬ ‫با‬‫الگوهایی‬‫به‬ ‫محدود‬3‫است‬ ‫کمتر‬‫یا‬‫میکرون‬.
‫است‬ ‫همسانگرد‬ ‫حکاکی‬‫یک‬(‫ابر‬‫ر‬‫ب‬ ‫جهات‬ ‫تمامی‬ ‫در‬‫گردد‬ ‫می‬ ‫استفاده‬ ‫پهن‬ ‫های‬‫ه‬‫ر‬‫دیوا‬ ‫در‬ ،‫است‬.
‫احل‬‫ر‬‫م‬‫مند‬‫ز‬‫نیا‬‫است‬ ‫کردن‬ ‫خشک‬ ‫و‬‫شستشو‬.
‫بالقوه‬ ‫عامل‬‫یک‬‫ای‬‫ر‬‫دا‬‫است‬‫کثیفی‬.
‫می‬ ‫اهم‬‫ر‬ ‫یرین‬‫ز‬ ‫های‬‫الیه‬‫باشد‬‫شکننده‬ ‫مرز‬ ‫ای‬‫ر‬‫د‬‫ویفر‬‫که‬ ‫صورتی‬ ‫در‬ ‫د‬‫ر‬‫بردا‬‫تواند‬.
‫خشک‬ ‫حکاکی‬ ‫های‬‫ویژگی‬ ‫بر‬ ‫ی‬‫مرور‬:
‫شیمیایی‬ ‫مواد‬ ‫کم‬ ‫ی‬‫هزینه‬‫ای‬‫ر‬‫دا‬‫است‬.
‫یست‬‫ز‬‫محیط‬ ‫کم‬ ‫ات‬‫ر‬‫مض‬‫ای‬‫ر‬‫دا‬‫است‬.
‫است‬ ‫باالیی‬‫ات‬‫ز‬‫تجهی‬ ‫ی‬‫هزینه‬‫ای‬‫ر‬‫دا‬.
‫بیشتر‬‫انتخاب‬‫ای‬‫ر‬‫دا‬(‫حکاکی‬ ‫ماده‬‫نوع‬‫ای‬‫ر‬‫ب‬)‫است‬.

10. 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
‫مثال‬‫هایی‬‫از‬‫حکاکی‬‫تر‬

11. 11
‫شماتیک‬‫دستگاه‬‫حکاکی‬‫تر‬

12. 12
‫نمایی‬‫از‬‫حکاکی‬‫تر‬

13. 13
‫مثال‬‫هایی‬‫از‬‫حکاکی‬‫خشک‬‫و‬‫پالسمایی‬

14. 14

15. 15
‫مثال‬‫هایی‬‫از‬‫ایندهای‬‫ر‬‫ف‬‫پالسمای‬

16. 16

17. 17

18. 18
Si + O2  SiO2
Si +2H2O  SiO2 + 2H2
Dry Oxidation :
Wet Oxidation :

19. 19
‫حکاکی‬‫در‬ ‫پالسما‬‫های‬ ‫برد‬‫ر‬‫کا‬
‫در‬‫چهار‬‫ایند‬‫ر‬‫ف‬‫پالسما‬‫تاثیر‬‫می‬‫د‬‫ر‬‫گذا‬:
•‫تشکیل‬‫گونه‬‫های‬‫فعال‬‫ی‬‫گاز‬
•‫انتقال‬‫گونه‬‫ای‬‫فعال‬‫به‬‫سطح‬
•‫واکنش‬‫با‬‫سطح‬
•‫خارج‬‫کردن‬‫محصوالت‬‫واکنش‬

20. 20
‫مکانیزم‬‫حکاکی‬‫پالسما‬
‫برخوردی‬ ‫حکاکی‬
‫صفحات‬‫امتداد‬ ‫در‬ ‫و‬‫شوند‬ ‫می‬‫تولید‬ ‫پالسما‬ ‫ی‬‫وسیله‬‫به‬ ‫ها‬‫ن‬‫یو‬‫با‬ ‫و‬ ‫شده‬ ‫داده‬ ‫ق‬‫سو‬‫الکتریکی‬‫پتانسیل‬‫اد‬‫ز‬‫آ‬‫ات‬‫ر‬‫ذ‬
‫کند‬ ‫می‬‫برخورد‬.
‫است‬‫پایین‬ ‫اینجا‬ ‫در‬ ‫فشار‬

21. 21
‫مکانیزم‬‫حکاکی‬‫پالسما‬
‫شیمیایی‬ ‫حکاکی‬
‫پالسما‬‫کند‬ ‫می‬‫تولید‬‫ا‬‫ر‬ ‫خنثی‬ ‫های‬‫گونه‬.
‫ماده‬ ‫با‬ ‫خودی‬‫به‬ ‫خود‬ ‫صورت‬‫به‬ ‫خنثی‬ ‫های‬‫گونه‬‫دهند‬ ‫می‬‫واکنش‬‫یرالیه‬‫ز‬.

22. 22
‫مکانیزم‬‫حکاکی‬‫پالسما‬
‫دار‬ ‫شتاب‬ ‫های‬‫ن‬‫یو‬‫کمک‬ ‫با‬ ‫حکاکی‬
‫سط‬‫به‬ ‫و‬‫شوند‬ ‫می‬‫شتابدار‬‫پتانسیل‬ ‫صفحات‬ ‫ی‬‫وسیله‬‫به‬ ‫و‬‫شوند‬ ‫می‬‫تولید‬ ‫پالسما‬ ‫ی‬‫وسیله‬‫به‬ ‫ها‬‫ن‬‫یو‬‫نند‬‫ز‬ ‫می‬‫آسیب‬ ‫ح‬
‫دهد‬ ‫می‬‫واکنش‬ ‫سطح‬ ‫با‬‫تر‬ ‫احت‬‫ر‬‫ند‬‫ر‬‫قاد‬‫ن‬‫اکنو‬ ‫خنثی‬‫ات‬‫ر‬‫ذ‬

23. 23
‫حکاکی‬‫در‬ ‫پالسما‬ ‫بردهای‬‫ر‬‫کا‬
‫ی‬‫مواز‬ ‫صفحات‬ ‫با‬‫یونی‬‫واکنشگر‬ ‫حکاکی‬‫سیستم‬‫نمونه‬‫یک‬

24. 24
‫تنگستن‬ ‫و‬‫آلومینیوم‬ ‫روی‬ ‫بر‬ ‫حکاکی‬
‫باشد‬ ‫می‬ ‫پوشش‬ ‫در‬ ‫مهم‬ ‫عامل‬‫یک‬ ‫مان‬‫ز‬‫گیریم‬ ‫می‬‫نتیجه‬‫پس‬
‫هستند‬‫داخلی‬‫اتصاالت‬‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫مواد‬‫بیشترین‬
‫است‬ ‫برومین‬ ‫روی‬ ‫بر‬ ‫تازگی‬‫به‬‫تحقیقات‬ ‫و‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫استفاده‬ ‫حکاکی‬‫ای‬‫ر‬‫ب‬‫کلورین‬.
‫باشد‬ ‫می‬ ‫خوبی‬‫بسیار‬ ‫مطالعات‬ ‫و‬‫شات‬‫ر‬‫ا‬‫ز‬‫گ‬‫ای‬‫ر‬‫دا‬‫تنگستن‬

25. 25

26. 26
‫تصویر‬SEM‫آن‬ ‫در‬‫که‬‫پوشش‬ ِ‫ی‬ ‫عرض‬ ‫برش‬(1)‫منطقه‬(‫جی‬‫ر‬‫خا‬)‫متخلخل‬(2)‫میانجی‬ ‫منطقه‬
(‫درونی‬)‫اکم‬‫ر‬‫مت‬(3)‫منطقه‬(‫انتشار‬)‫پیچیده‬ ‫فاز‬‫با‬ ‫نازک‬‫است‬‫یرالیه‬‫ز‬‫آلیاژ‬ ‫ی‬.
‫مات‬‫و‬‫ملز‬
‫آشینگ‬ ‫نرخ‬1-2um/min
‫الیه‬‫دودن‬‫ز‬‫آلودگی‬‫ن‬‫بدو‬
‫ن‬‫اکسیژ‬ ‫با‬‫باال‬‫دما‬ ‫ایند‬‫ر‬‫ف‬
‫شود‬ ‫می‬‫استفاده‬ ‫خالص‬
C
‫ن‬‫سیلیکو‬‫محدود‬‫نا‬‫بودن‬‫گر‬‫انتخاب‬
‫ر‬‫فلوئو‬‫با‬ ‫پایین‬‫دما‬ ‫ایند‬‫ر‬‫ف‬
‫پذیرد‬ ‫می‬ ‫انجام‬ ‫اتاق‬‫دمای‬‫در‬
‫آلی‬‫ر‬‫غی‬ ‫مواد‬‫شود‬ ‫برداشته‬ ‫تواند‬ ‫می‬
2O
oo
170130 
ASHING

27. 27

28. 28

29. 29
‫بودن‬‫انتخابی‬SELECTIVITY
‫دیگر‬‫مواد‬ ‫برداشتن‬‫ن‬‫بدو‬ ‫ماده‬‫یک‬ ‫بردن‬‫بین‬‫از‬‫توانایی‬
‫خط‬ ‫عرض‬‫دادن‬ ‫دست‬‫از‬‫ی‬‫جلوگیر‬‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫مهم‬
‫ات‬‫ر‬‫ذ‬‫ان‬‫ر‬‫بمبا‬ ‫ی‬‫هردو‬‫به‬‫د‬‫ر‬‫دا‬‫بستگی‬ ‫شیمیایی‬ ‫و‬
‫ه‬‫ز‬‫دروا‬‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫حکاکی‬ ‫در‬‫بیشتر‬‫سانا‬‫ر‬‫نیمه‬ ‫اثرمیدانی‬‫انزیستور‬‫ر‬‫ت‬-‫اکسید‬-‫فلز‬‫میدهد‬ ‫نشان‬‫ا‬‫ر‬ ‫خود‬