Wolfraamhexafluoride (WF6) wordt via een CVD-proces op het oppervlak van de wafer aangebracht, waardoor de metalen verbindingsgroeven worden opgevuld en de metalen verbinding tussen de lagen wordt gevormd.
Laten we het eerst over plasma hebben. Plasma is een vorm van materie die hoofdzakelijk bestaat uit vrije elektronen en geladen ionen. Het komt veelvuldig voor in het universum en wordt vaak beschouwd als de vierde aggregatietoestand van materie. Deze toestand wordt de plasmatoestand genoemd, ook wel "plasma". Plasma heeft een hoge elektrische geleidbaarheid en een sterke koppeling met elektromagnetische velden. Het is een gedeeltelijk geïoniseerd gas, samengesteld uit elektronen, ionen, vrije radicalen, neutrale deeltjes en fotonen. Plasma zelf is een elektrisch neutraal mengsel dat fysisch en chemisch actieve deeltjes bevat.
De meest voor de hand liggende verklaring is dat onder invloed van hoge energie het molecuul de van der Waals-kracht, de chemische bindingskracht en de Coulomb-kracht overwint en als geheel een neutrale elektrische lading vertoont. Tegelijkertijd overwint de hoge energie die van buitenaf wordt toegevoerd deze drie krachten. Hierdoor komen elektronen en ionen in een vrije toestand terecht, die kunstmatig kan worden benut door modulatie van een magnetisch veld, bijvoorbeeld bij processen zoals het etsen van halfgeleiders, CVD, PVD en IMP.
Wat is hoge energie? In theorie kunnen zowel hoge temperaturen als hoogfrequente RF-signalen worden gebruikt. Over het algemeen is het echter bijna onmogelijk om een hoge temperatuur te bereiken. Deze temperatuurvereiste is te hoog en kan de temperatuur van de zon benaderen. Het is in principe onmogelijk om dit in het proces te realiseren. Daarom gebruikt de industrie meestal hoogfrequente RF-signalen. Plasma-RF kan frequenties tot wel 13 MHz of hoger bereiken.
Wolfraamhexafluoride wordt onder invloed van een elektrisch veld geplasmaiseerd en vervolgens door een magnetisch veld als damp afgezet. De W-atomen gedragen zich als dwarrelende ganzenveren en vallen onder invloed van de zwaartekracht naar beneden. Langzaam worden de W-atomen afgezet in de doorvoergaten en uiteindelijk volledig gevuld om metalen verbindingen te vormen. Worden de W-atomen, naast de afzetting in de doorvoergaten, ook op het oppervlak van de wafer afgezet? Jazeker. Over het algemeen kan hiervoor het W-CMP-proces worden gebruikt, oftewel het mechanisch slijpproces. Het is vergelijkbaar met het vegen van de vloer na een zware sneeuwval. De sneeuw op de grond wordt weggeveegd, maar de sneeuw in de gaten in de wafer blijft achter. Het effect is dus ongeveer hetzelfde.
Geplaatst op: 24 december 2021
