Hoʻoulu ka hoʻomaʻemaʻe ʻana a i ʻole ka lehu ʻana i ka hoʻomaʻemaʻe ʻana. I kēia lā, ua lilo ka etching maloʻo me ka plasma i mea nuikaʻina hana etching. Aia ka plasma i nā electron, cations a me radicals. ʻO ka ikehu i hoʻohana ʻia i ka plasma e hoʻoneʻe ʻia nā electrons waho loa o ke kinoea kumu i loko o kahi kūlana kūʻokoʻa, a laila e hoʻololi i kēia mau electrons i nā cations.
Eia kekahi, hiki ke wehe ʻia nā ʻātoma kūpono ʻole i loko o nā molekala ma ka hoʻohana ʻana i ka ikehu e hana i nā radical neutrally. Hoʻohana ka etching maloʻo i nā cations a me nā radical i hoʻokumu i ka plasma, kahi i anisotropic nā cations (kūpono no ke kahakaha ʻana ma kekahi ʻaoʻao) a ʻo nā radical he isotropic (kūpono no ka etching ma nā ʻaoʻao āpau). ʻOi aku ka nui o nā radical ma mua o ka helu o nā cations. I kēia hihia, pono e hoʻoheheʻe ʻia ka etching maloʻo e like me ka etching pulu.
Eia naʻe, ʻo ia ka anisotropic etching o ka maloʻo etching e hiki ai i nā kaapuni ultra-miniaturized. He aha ke kumu o kēia? Eia kekahi, lohi loa ka etching speed o nā cations a me radicals. No laila pehea e hiki ai iā mākou ke hoʻohana i nā ʻano etching plasma i ka hana nui i mua o kēia hemahema?
1. Laki ʻaoʻao (A/R)
Kiʻi 1. ʻO ka manaʻo o ka ratio hiʻona a me ka hopena o ka holomua ʻenehana ma luna o ia
ʻO ka Lakiō hiʻohiʻona ka lākiō o ka laulā ākea me ke kiʻekiʻe kūpaʻa (ʻo ia hoʻi, ke kiʻekiʻe i puʻunaue ʻia me ka laula). ʻOi aku ka liʻiliʻi o ke ana koʻikoʻi (CD) o ke kaapuni, ʻoi aku ka nui o ka waiwai o ka lākiō hiʻohiʻona. ʻO ia hoʻi, i ka manaʻo ʻana i ka waiwai o ka lakene hiʻohiʻona o 10 a me ka laulā o 10nm, ʻo ke kiʻekiʻe o ka lua i wili ʻia i ka wā o ke kaʻina hana etching he 100nm. No laila, no nā huahana e hiki mai ana e koi ana i ka ultra-miniaturization (2D) a i ʻole ke kiʻekiʻe kiʻekiʻe (3D), koi ʻia nā waiwai o ka lākiō hiʻohiʻona kiʻekiʻe e hōʻoia i hiki i nā cations ke komo i ke kiʻiʻoniʻoni lalo i ka wā etching.
No ka hoʻokō ʻana i ka ʻenehana ultra-miniaturization me kahi ʻāpana koʻikoʻi o ka liʻiliʻi ma lalo o 10nm i nā huahana 2D, pono e mālama ʻia ka waiwai o ka capacitor aspect ratio o ka dynamic random access memory (DRAM) ma luna o 100. Pēlā nō, pono pū ka hoʻomanaʻo uila 3D NAND i nā waiwai o ke ʻano kiʻekiʻe. e hoʻopaʻa i 256 papa a ʻoi aku paha o nā papa hoʻopaʻa kelepona. ʻOiai inā e hoʻokō ʻia nā kūlana i koi ʻia no nā kaʻina hana ʻē aʻe, ʻaʻole hiki ke hana ʻia nā huahana i koi ʻia inā ʻo kakaʻina hana etchingʻaʻole i kū i ke kūlana. ʻO kēia ke kumu e ulu nui ai ka ʻenehana etching.
2. Ka nānā 'ana o ka plasma etching
Kiʻi 2. E hoʻoholo ana i ke kinoea kumu plasma e like me ke ʻano kiʻiʻoniʻoni
Ke hoʻohana ʻia kahi paipu hollow, ʻoi aku ka liʻiliʻi o ke anawaena paipu, ʻoi aku ka maʻalahi o ke komo ʻana o ka wai, ʻo ia ka mea i kapa ʻia ʻo capillary phenomenon. Eia nō naʻe, inā e wili ʻia kahi puka (pani paʻa) ma kahi i ʻike ʻia, paʻakikī loa ka hoʻokomo ʻana o ka wai. No laila, no ka mea, ʻo ka nui koʻikoʻi o ke kaapuni ʻo 3um a 5um i waena o nā makahiki 1970, maloʻo.kalai anaua hoʻololi mālie i ka ʻili pulu ma ke ʻano nui. ʻO ia hoʻi, ʻoiai ua hoʻokaʻawale ʻia, ʻoi aku ka maʻalahi o ke komo ʻana i nā lua hohonu no ka mea ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka leo o ka molekala hoʻokahi ma mua o ka molekele hoʻonā polymer organik.
I ka wā etching plasma, pono e hoʻoponopono ʻia ka loko o ke keʻena hana i hoʻohana ʻia no ka etching i kahi mokuʻāina ma mua o ka hoʻokomo ʻana i ke kinoea kumu plasma kūpono no ka papa kūpono. I ka wā e hoʻopaʻa ai i nā kiʻiʻoniʻoni oxide paʻa, pono e hoʻohana ʻia nā kinoea kumu kumu carbon fluoride ikaika. No nā kiʻi ʻoniʻoni ʻoniʻoni ʻoniʻoni a i ʻole nā kiʻi ʻoniʻoni metala, pono e hoʻohana ʻia nā kinoea kumu plasma kumu chlorine.
No laila, pehea e hoʻopaʻa ʻia ai ka ʻīpuka a me ke kumu hoʻoheheʻe silicon dioxide (SiO2)?
ʻO ka mea mua, no ka papa ʻīpuka, pono e hoʻoneʻe ʻia ke silika me ka hoʻohana ʻana i ka plasma chlorine-based (silicon + chlorine) me ka polysilicon etching selectivity. No ka papa insulating lalo, pono e kālai ʻia ka kiʻiʻoniʻoni silicon dioxide i ʻelua mau ʻanuʻu me ka hoʻohana ʻana i ke kinoea kumu kumu plasma carbon fluoride (silicon dioxide + carbon tetrafluoride) me ka koho etching ikaika aʻe.
3. Kaʻina hana hoʻoheheʻe ion reactive (RIE a i ʻole physicochemical etching).
Kiʻi 3. Nā pōmaikaʻi o ka etching ion reactive (anisotropy a me ke kiʻekiʻe etching rate)
Loaʻa i ka Plasma nā radical manuahi isotropic a me nā cations anisotropic, no laila pehea e hana ai i ka etching anisotropic?
Hoʻohana nui ʻia ka etching maloʻo plasma e ka reactive ion etching (RIE, Reactive Ion Etching) a i ʻole nā noi e pili ana i kēia ʻano. ʻO ke kumu o ke ʻano RIE ʻo ia ka hoʻonāwaliwali i ka ikaika paʻa ma waena o nā molekele i hoʻopaʻa ʻia i ke kiʻiʻoniʻoni ma o ka hoʻouka ʻana i ka wahi etching me nā anisotropic cations. Hoʻopiliʻia ka'āpana nāwaliwali e nā radical free, i hui pūʻia me nā'āpana i hanaʻia i ka papa, i hoʻololiʻia i ke kinoea (kahi hui puʻupuʻu) a hoʻokuʻuʻia.
ʻOiai he mau ʻano isotropic nā radical manuahi, ʻoi aku ka maʻalahi o ka hopu ʻia ʻana o nā molekala i loko o ka ʻili o lalo (nona ka mea hoʻopaʻa paʻa e ka hoʻouka ʻana o nā cations) i ʻoi aku ka maʻalahi o ka hopu ʻia e nā radical manuahi a hoʻololi ʻia i nā pūhui hou ma mua o nā paia ʻaoʻao me ka ikaika paʻa ikaika. No laila, lilo ka etching i lalo i mea nui. ʻO nā mea i hoʻopaʻa ʻia e lilo i kinoea me nā radical manuahi, i hoʻopau ʻia a hoʻokuʻu ʻia mai ka ʻili ma lalo o ka hana o ka vacuum.
I kēia manawa, hoʻohui ʻia nā cations i loaʻa ma ka hana kino a me nā radical manuahi i loaʻa i ka hana kemika no ka etching kino a me ke kemika, a ua hoʻonui ʻia ka helu etching (Etch Rate, ke degere o ka etching i kekahi manawa) e 10 mau manawa. i hoʻohālikelike ʻia me ke ʻano o ka cationic etching a i ʻole free radical etching wale nō. ʻAʻole hiki i kēia ʻano hana ke hoʻonui wale i ka helu etching o ka anisotropic i lalo etching, akā hoʻoponopono pū i ka pilikia o ke koena polymer ma hope o ka etching. Kapa ʻia kēia ʻano hana reactive ion etching (RIE). ʻO ke kī i ka holomua o RIE etching ʻo ka loaʻa ʻana o ke kinoea kumu plasma kūpono no ke kālai ʻana i ke kiʻiʻoniʻoni. 'Ōlelo Aʻo: ʻO ka hoʻopaʻa ʻana i ka plasma ʻo RIE etching, a hiki ke manaʻo ʻia nā mea ʻelua ma ke ʻano like.
4. Etch Rate a me Core Performance Index
Kiʻi 4. Core Etch Performance Index e pili ana i ka Etch Rate
Etch rate pili i ka hohonu o ke kiʻiʻoniʻoni i manaʻo ʻia e loaʻa i hoʻokahi minuke. No laila he aha ke ʻano o ka ʻokoʻa o ka etch rate mai kahi ʻāpana a ʻāpana ma kahi wafer hoʻokahi?
ʻO ia ke ʻano o ka hohonu o ka etch mai kahi ʻāpana a ʻāpana ma ka wafer. No kēia kumu, he mea nui e hoʻonohonoho i ka helu hope (EOP) kahi e kū ai ke kālai ʻana ma ka noʻonoʻo ʻana i ka awelika etch rate a me ka hohonu etch. ʻOiai inā hoʻonohonoho ʻia ka EOP, aia nō kekahi mau wahi i ʻoi aku ka hohonu o ka etch (over-etched) a i ʻole ka pāpaʻu (under-etched) ma mua o ka hoʻolālā mua. Eia nō naʻe, ʻoi aku ka pōʻino o ka under-etching ma mua o ka over-etching i ka wā etching. No ka mea, ma ke ʻano o ka under-etching, ʻo ka ʻāpana i hoʻopaʻa ʻia e keʻakeʻa i nā kaʻina hana e like me ka implantation ion.
I kēia manawa, ʻo ke koho (ana ʻia e ka etch rate) kahi hōʻailona hana nui o ke kaʻina hana etching. Hoʻokumu ʻia ka maʻamau ana ma ka hoʻohālikelike ʻana o ka etch rate o ka papa mask (photoresist film, oxide film, silicon nitride film, etc.) a me ka papa kuhikuhi. ʻO ia ke ʻano o ke kiʻekiʻe o ke koho, ʻoi aku ka wikiwiki o ka pae i hoʻopaʻa ʻia. ʻO ke kiʻekiʻe o ke kiʻekiʻe o ka miniaturization, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ke koi koho e hōʻoia i hiki ke hōʻike maikaʻi ʻia nā hiʻohiʻona maikaʻi. Ma muli o ka pololei o ke kuhikuhi ʻana, he haʻahaʻa ke koho o ka etching cationic, ʻoiai ke kiʻekiʻe o ka koho o ka radical etching, e hoʻomaikaʻi ana i ka koho o RIE.
5. Kaʻina hana etching
Kiʻi 5. Kaʻina hana etching
ʻO ka mea mua, hoʻokomo ʻia ka wafer i loko o kahi umu hoʻoheheʻe me kahi mahana i mālama ʻia ma waena o 800 a me 1000 ℃, a laila hoʻokumu ʻia kahi kiʻiʻoniʻoni silicon dioxide (SiO2) me nā waiwai insulation kiʻekiʻe ma ka ʻili o ka wafer ma ke ʻano maloʻo. A laila, hoʻokomo ʻia ke kaʻina hana deposition e hana i kahi ʻāpana silika a i ʻole kahi papa conductive ma ke kiʻi oxide ma o ka hoʻoheheʻe ʻana o ka mahu (CVD)/hoʻohu kino kino (PVD). Inā hoʻokumu ʻia kahi papa silika, hiki ke hana i kahi kaʻina diffusion haumia e hoʻonui i ka conductivity inā pono. I loko o ke kaʻina hoʻopuehu haumia, hoʻohui pinepine ʻia nā mea haumia he nui.
I kēia manawa, pono e hui ʻia ka papa insulating a me ka polysilicon layer no ka etching. ʻO ka mea mua, hoʻohana ʻia kahi photoresist. A laila, kau ʻia kahi mask ma luna o ke kiʻi photoresist a hana ʻia ka ʻike pulu ma ka hoʻoinu ʻana e paʻi i ke ʻano i makemake ʻia (ʻike ʻole ʻia e ka maka maka) ma ke kiʻi photoresist. Ke hōʻike ʻia ke kumu hoʻohālike e ka hoʻomohala ʻana, wehe ʻia ka photoresist ma ka wahi kiʻi kiʻi. A laila, hoʻoneʻe ʻia ka wafer i hana ʻia e ke kaʻina photolithography i ke kaʻina etching no ka etching maloʻo.
Hana ʻia ka etching maloʻo e ka reactive ion etching (RIE), kahi e hana hou ʻia ai ka etching ma ka hoʻololi ʻana i ke kinoea kumu kūpono no kēlā me kēia kiʻiʻoniʻoni. ʻO ka etching maloʻo a me ka pulu pulu e hoʻonui i ka lākiō hiʻohiʻona (waiwai A/R) o ka etching. Eia hou, pono ka hoʻomaʻemaʻe maʻamau e wehe i ka polymer i hōʻiliʻili ʻia ma ka lalo o ka lua (ke āpau i hana ʻia e ka etching). ʻO ka mea nui, pono e hoʻoponopono ʻia nā ʻano like ʻole (e like me nā mea waiwai, ke kinoea kumu, ka manawa, ke ʻano a me ke kaʻina) e hōʻoia i ka holo ʻana o ka hoʻomaʻemaʻe a i ʻole ke kinoea kumu plasma i lalo o ka ʻauwaha. Pono ka hoʻololi iki ʻana i ka helu hou ʻana i nā ʻano hoʻololi ʻē aʻe, a e hana hou ʻia kēia kaʻina helu hou a hiki i ka hoʻokō ʻana i ke kumu o kēlā me kēia pae. I kēia mau lā, ua ʻoi aku ka lahilahi a me ka paʻakikī o nā papa monoatomic e like me ka atomic layer deposition (ALD). No laila, ke neʻe nei ka ʻenehana etching i ka hoʻohana ʻana i nā haʻahaʻa haʻahaʻa a me nā kaomi. ʻO ke kaʻina hana etching ka manaʻo e hoʻomalu i ka nui koʻikoʻi (CD) e hana i nā ʻano maikaʻi a hōʻoia i ka pale ʻia ʻana o nā pilikia i hoʻokumu ʻia e ke kaʻina etching, ʻoi aku ka under-etching a me nā pilikia e pili ana i ka wehe ʻana i ke koena. ʻO ka manaʻo o nā ʻatikala ʻelua ma luna aʻe e pili ana i ke kahakaha ʻana e hoʻomaopopo i ka poʻe heluhelu i ke kumu o ke kaʻina hana etching, nā mea keʻakeʻa i ka hoʻokō ʻana i nā pahuhopu i luna, a me nā hōʻailona hana i hoʻohana ʻia no ka lanakila ʻana i ia mau pilikia.
Ka manawa hoʻouna: Sep-10-2024