Bhrosnaich sgrìobadh fliuch tràth leasachadh pròiseasan glanaidh no luaithre. An-diugh, tha sgudal tioram le plasma air a thighinn gu bhith na phrìomh shruthpròiseas sgrìobadh. Tha plasma air a dhèanamh suas de eleactronan, cations agus radicals. Tha an lùth a chuirear a-steach don phlasma ag adhbhrachadh gun tèid na dealanan as fhaide a-muigh den ghas stòr ann an staid neodrach a thoirt air falbh, agus mar sin ag atharrachadh na dealanan sin gu cations.
A bharrachd air an sin, faodar dadaman neo-fhoirfe ann am moileciuilean a thoirt air falbh le bhith a’ cleachdadh lùth gus radicals neodrach le dealan a chruthachadh. Bidh sgrìobadh tioram a’ cleachdadh cations agus radicals a tha a’ dèanamh suas plasma, far a bheil cations anisotropic (freagarrach airson sìoladh ann an stiùireadh sònraichte) agus tha radicals isotropic (freagarrach airson sìoladh anns gach taobh). Tha an àireamh de radicals fada nas àirde na an àireamh de cations. Anns a 'chùis seo, bu chòir sgrìobadh tioram a bhith isotropic mar sgudal fliuch.
Ach, is e an rùsgadh anisotropic de shnìomh tioram a tha a’ dèanamh cuairtean ultra-miniaturized comasach. Dè an t-adhbhar airson seo? A bharrachd air an sin, tha astar sìolachaidh cations agus radicals gu math slaodach. Mar sin ciamar as urrainn dhuinn dòighean sìolachaidh plasma a chuir an sàs ann an cinneasachadh mòr a dh’ aindeoin an easbhaidh seo?
1. Co-mheas Taobh (A/R)
Figear 1. Bun-bheachd co-mheas taobh agus buaidh adhartas teicneòlach air
Is e Co-mheas Taobh an co-mheas de leud còmhnard gu àirde dhìreach (ie, àirde air a roinn le leud). Mar as lugha an tomhas èiginneach (CD) den chuairt, is ann as motha a bhios luach co-mheas taobh. Is e sin, a’ gabhail ris gu bheil luach co-mheas taobh de 10 agus leud 10nm, bu chòir àirde an toll a chaidh a drileadh tron phròiseas sìolachaidh a bhith 100nm. Mar sin, airson toraidhean an ath ghinealach a dh’ fheumas ultra-miniaturization (2D) no dùmhlachd àrd (3D), tha feum air luachan co-mheas sealladh fìor àrd gus dèanamh cinnteach gun urrainn dha cations a dhol a-steach don fhilm ìosal aig àm sìolachaidh.
Gus teicneòlas ultra-miniaturization a choileanadh le tomhas èiginneach nas lugha na 10nm ann am bathar 2D, bu chòir luach co-mheas taobh capacitor cuimhne ruigsinneachd air thuaiream fiùghantach (DRAM) a chumail os cionn 100. Mar an ceudna, feumaidh cuimhne flash 3D NAND luachan co-mheas taobh nas àirde cuideachd. gus 256 sreathan no barrachd de shreathan cruachadh cealla a chruachadh. Fiù ma thèid na cumhaichean a tha riatanach airson pròiseasan eile a choileanadh, chan urrainnear na toraidhean riatanach a thoirt a-mach ma thèid anpròiseas sgrìobadhchan eil e suas ris an ìre àbhaisteach. Is ann air sgàth sin a tha teicneòlas sìolachaidh a’ sìor fhàs cudromach.
2. Sealladh farsaing air etching plasma
Figear 2. A 'dearbhadh gas stòr plasma a rèir seòrsa film
Nuair a thèid pìob falamh a chleachdadh, mar as cumhainge a bhios trast-thomhas na pìoba, is ann as fhasa a bhios e do leaghan a dhol a-steach, is e sin an t-iongantas capillary ris an canar. Ach, ma tha toll (deireadh dùinte) gu bhith air a dhrileadh anns an àite fosgailte, bidh e gu math duilich faighinn a-steach don leaghan. Mar sin, leis gu robh meud riatanach na cuairte 3um gu 5um ann am meadhan nan 1970n, tiorameisdeachdmean air mhean air a dhol an àite sgudal fliuch mar phrìomh shruth. Is e sin, ged a tha e air a ionachadh, tha e nas fhasa a dhol a-steach do thuill dhomhainn oir tha meud aon mholacile nas lugha na moileciuil fuasgladh polymer organach.
Rè sgrìobadh plasma, bu chòir taobh a-staigh an t-seòmair giullachd a thathar a’ cleachdadh airson eitseadh atharrachadh gu staid falamh mus cuir e a-steach an gas stòr plasma a tha iomchaidh airson an t-sreath iomchaidh. Nuair a bhios tu a’ seargadh filmichean solid oxide, bu chòir gasaichean stòr stèidhichte air carbon fluoride a chleachdadh. Airson filmichean silicon no meatailt a tha an ìre mhath lag, bu chòir gasaichean stòr plasma stèidhichte air clorin a chleachdadh.
Mar sin, ciamar a bu chòir an còmhdach geata agus an còmhdach inslithe silicon dà-ogsaid (SiO2) a bhith air a shnaidheadh?
An toiseach, airson còmhdach a ’gheata, bu chòir silicon a thoirt air falbh le bhith a’ cleachdadh plasma stèidhichte air clorine (silicon + clorine) le roghnachas sìolachaidh polysilicon. Airson an còmhdach inslithe ìosal, bu chòir am film silicon dà-ogsaid a bhith air a shnaidheadh ann an dà cheum le bhith a’ cleachdadh gas stòr plasma stèidhichte air carbon fluoride (silicon dà-ogsaid + carbon tetrafluoride) le roghnachd agus èifeachdas eitseála nas làidire.
3. Pròiseas ionan reactive (RIE no etching physicochemical).
Figear 3. Buannachdan seiseadh ian reactive (anisotropy agus ìre àrd de shìneadh)
Ann am plasma tha an dà chuid radicals an-asgaidh isotropic agus cations anisotropic, mar sin ciamar a bhios e a’ coileanadh sgrìobadh anisotropic?
Bithear a’ dèanamh sgrìobadh tioram plasma sa mhòr-chuid le sgrìobadh ian reactive (RIE, Reactive Ion Etching) no tagraidhean stèidhichte air an dòigh seo. Is e cridhe modh RIE a bhith a’ lagachadh an fheachd ceangail eadar moileciuilean targaid anns an fhilm le bhith a’ toirt ionnsaigh air an raon sgudail le cations anisotropic. Tha an raon lag air a ghabhail a-steach le radicals an-asgaidh, còmhla ris na mìrean a tha a’ dèanamh suas an còmhdach, air a thionndadh gu gas (cumadh luaineach) agus air a leigeil ma sgaoil.
Ged a tha feartan isotropic aig radicals an-asgaidh, tha moileciuilean a tha a’ dèanamh suas an uachdar ìosal (aig a bheil an fheachd ceangail air a lagachadh le ionnsaigh cations) nas fhasa a ghlacadh le radicals an-asgaidh agus air an tionndadh gu bhith nan todhar ùra na ballachan taobh le neart ceangail làidir. Mar sin, bidh sgudal sìos gu bhith na phrìomh shruth. Bidh na mìrean a chaidh an glacadh a’ fàs mar ghas le radicals an-asgaidh, a tha air an desorbed agus air an leigeil ma sgaoil bhon uachdar fo ghnìomhachd falamh.
Aig an àm seo, tha na cations a gheibhear le gnìomhachd corporra agus na radicals an-asgaidh a gheibhear le gnìomhachd ceimigeach air an cur còmhla airson searbhag corporra agus ceimigeach, agus tha an ìre sìolachaidh (Etch Rate, an ìre de shnìomh ann an ùine sònraichte) air àrdachadh 10 tursan. an coimeas ri cùis eitseadh cationic no eitseadh radaigeach an-asgaidh a-mhàin. Chan urrainn don dòigh seo chan e a-mhàin an ìre sìolachaidh de shìoladh sìos anisotropic àrdachadh, ach cuideachd fuasgladh fhaighinn air duilgheadas fuigheall polymer às deidh sìolachadh. Canar sgrìobadh ian reactive (RIE) ris an dòigh seo. 'S e an rud as cudromaiche do shoirbheachas RIE eitseadh a bhith a' lorg stòr-gas plasma a tha freagarrach airson am film a shnaidheadh. Nota: Is e seudaireachd RIE a th’ ann an eitseáil plasma, agus faodar an dà rud fhaicinn mar an aon bhun-bheachd.
4. Ìre Etch agus Clàr Coileanaidh Bunaiteach
Figear 4. Clàr Coileanaidh Core Etch co-cheangailte ri Ìre Etch
Tha ìre Etch a’ toirt iomradh air doimhneachd film a thathar an dùil a ruigear ann an aon mhionaid. Mar sin dè tha e a’ ciallachadh gu bheil an ìre etch ag atharrachadh bho phàirt gu pàirt air aon wafer?
Tha seo a’ ciallachadh gu bheil doimhneachd an etch ag atharrachadh bho phàirt gu pàirt air an wafer. Air an adhbhar seo, tha e glè chudromach an t-àite crìochnachaidh (EOP) a shuidheachadh far am bu chòir stad a chur air etch le bhith a’ beachdachadh air ìre cuibheasach etch agus doimhneachd etch. Eadhon ged a tha an EOP air a shuidheachadh, tha cuid de raointean ann fhathast far a bheil an doimhneachd etch nas doimhne (thar-sgeadaichte) no nas aotruime (fo-shìneadh) na bha dùil an toiseach. Ach, bidh fo-sgeadachadh ag adhbhrachadh barrachd milleadh na bhith a’ toirt thairis air sgudal nuair a bhios tu a’ sgrìobadh. Air sgàth 's gu bheil fo-sgeadachadh ann, cuiridh am pàirt nach eil air a shìneadh bacadh air pròiseasan às dèidh sin leithid cur an sàs ian.
Aig an aon àm, tha taghadh (air a thomhas a rèir ìre etch) na phrìomh chomharra dèanadais den phròiseas eitseil. Tha an ìre tomhais stèidhichte air coimeas eadar ìre etch an còmhdach masg (film photoresist, film ogsaid, film silicon nitride, msaa) agus an ìre targaid. Tha seo a’ ciallachadh mar as àirde an roghainn, is ann as luaithe a thèid an ìre targaid a shnaidheadh. Mar as àirde an ìre de mhion-sgrùdadh, is ann as àirde an riatanas roghnachd dèanamh cinnteach gun urrainnear pàtrain grinn a thaisbeanadh gu foirfe. Leis gu bheil an t-slighe sìolachaidh dìreach, tha an roghainn de shnàthadh cationic ìosal, fhad ‘s a tha roghnachas an eisidh radaigeach àrd, a tha a’ leasachadh roghainn RIE.
5. Etching phròiseas
Figear 5. Pròiseas gluasaid
An toiseach, tha an wafer air a chuir ann am fùirneis oxidation le teòthachd air a chumail eadar 800 agus 1000 ℃, agus an uairsin bidh film silicon dà-ogsaid (SiO2) le feartan insulation àrd air a chruthachadh air uachdar an wafer le dòigh thioram. An ath rud, thèid am pròiseas tasgaidh a chuir a-steach gus còmhdach silicon no còmhdach giùlain a chruthachadh air an fhilm ogsaid le tasgadh bhalbhaichean ceimigeach (CVD) / tasgadh vapor corporra (PVD). Ma thèid còmhdach silicon a chruthachadh, faodar pròiseas sgaoilidh neo-chunbhalachd a dhèanamh gus seoltachd àrdachadh ma tha sin riatanach. Rè a 'phròiseas sgaoilidh neo-dhìomhaireachd, bidh iomadach neo-ionnanachd air an cur ris a-rithist uair is uair.
Aig an àm seo, bu chòir an còmhdach inslithe agus an còmhdach polysilicon a bhith air a chur còmhla airson searbhag. An toiseach, thathas a’ cleachdadh photoresist. Às deidh sin, thèid masg a chuir air an fhilm photoresist agus bidh foillseachadh fliuch air a dhèanamh le bogadh gus am pàtran a tha thu ag iarraidh (neo-fhaicsinneach don t-sùil rùisgte) a chlò-bhualadh air an fhilm photoresist. Nuair a thèid dealbh a’ phàtrain fhoillseachadh le leasachadh, thèid an photoresist anns an raon photosensitive a thoirt air falbh. An uairsin, thèid an wafer a thèid a phròiseasadh leis a’ phròiseas photolithography a ghluasad chun phròiseas sìolachaidh airson searbhag tioram.
Bithear a’ dèanamh sgrìobadh tioram sa mhòr-chuid le ionsadh ian reactive (RIE), anns a bheil eisearachd air ath-aithris sa mhòr-chuid le bhith a’ cur an àite an gas stòr a tha freagarrach airson gach film. Tha an dà chuid sgrìobadh tioram agus sgrìobadh fliuch ag amas air a’ cho-mheas taobh (luach A/R) de shnìomh a mheudachadh. A bharrachd air an sin, tha feum air glanadh cunbhalach gus am polymer a tha air a chruinneachadh aig bonn an toll a thoirt air falbh (am beàrn air a chruthachadh le msaa). Is e a’ phuing chudromach gum bu chòir a h-uile caochladair (leithid stuthan, gas stòr, ùine, cruth agus sreath) a bhith air an atharrachadh gu organach gus dèanamh cinnteach gun urrainn don fhuasgladh glanaidh no gas stòr plasma sruthadh sìos gu bonn an trench. Feumaidh atharrachadh beag ann an caochladair caochladairean eile ath-àireamhachadh, agus thèid am pròiseas ath-àireamhachaidh seo ath-aithris gus an coinnich e ri adhbhar gach ìre. O chionn ghoirid, tha sreathan monoatomic leithid sreathan de thasgadh còmhdach atamach (ALD) air fàs nas taine agus nas duilghe. Mar sin, tha teicneòlas sgudail a 'gluasad a dh'ionnsaigh cleachdadh teothachd ìseal agus cuideam. Tha am pròiseas sìolachaidh ag amas air smachd a chumail air an taobh riatanach (CD) gus pàtrain mìn a thoirt gu buil agus dèanamh cinnteach gu bheilear a’ seachnadh duilgheadasan a dh’ adhbhraicheas a’ phròiseas sìolachaidh, gu h-àraidh fo-sgeadachadh agus duilgheadasan co-cheangailte ri toirt air falbh fuigheall. Tha an dà artaigil gu h-àrd mu shearsaidheachd ag amas air tuigse a thoirt do luchd-leughaidh air adhbhar a’ phròiseis shnaidhte, na cnapan-starra a thaobh coileanadh nan amasan gu h-àrd, agus na comharran coileanaidh a thathar a’ cleachdadh gus faighinn thairis air na cnapan-starra sin.
Ùine puist: Sultain-10-2024