Byen bonè mouye grave ankouraje devlopman nan pwosesis netwayaj oswa sann dife. Jodi a, gravure sèk lè l sèvi avèk plasma te vin endikap lapwosesis grave. Plasma konsiste de elektwon, kasyon ak radikal. Enèji ki aplike nan plasma a lakòz elektwon ki pi ekstèn yo nan gaz sous la nan yon eta net yo dwe dezabiye, kidonk konvèti elektwon sa yo nan kation.
Anplis de sa, atòm enpafè nan molekil yo ka retire lè w aplike enèji pou fòme radikal elektrik net. Gravure sèk itilize kasyon ak radikal ki fè plasma, kote kasyon yo anizotwòp (apwopriye pou grave nan yon sèten direksyon) ak radikal yo izotwòp (apwopriye pou grave nan tout direksyon). Kantite radikal yo pi gran pase kantite kasyon yo. Nan ka sa a, grave sèk yo ta dwe izotwòp tankou grave mouye.
Sepandan, li se gravure anizotwòp nan grave sèk ki fè sikui ultra-miniaturize posib. Ki rezon sa a? Anplis de sa, vitès la grave nan kasyon ak radikal se trè dousman. Se konsa, ki jan nou ka aplike metòd grave plasma nan pwodiksyon an mas nan fè fas a enpèfeksyon sa a?
1. Rapò aspè (A/R)
Figi 1. Konsèp rapò aspè ak enpak pwogrè teknolojik sou li
Rapò aspè se rapò lajè orizontal ak wotè vètikal (sa vle di, wotè divize pa lajè). Pi piti dimansyon kritik (CD) nan kous la, se pi gwo valè rapò aspè a. Sa vle di, sipoze yon valè rapò aspè de 10 ak yon lajè 10nm, wotè twou a komanse fouye pandan pwosesis la grave yo ta dwe 100nm. Se poutèt sa, pou pwodwi pwochen jenerasyon ki mande pou ultra-miniaturizasyon (2D) oswa dansite segondè (3D), valè rapò aspè trè wo yo oblije asire ke kasyon ka antre fim nan anba pandan grave.
Pou reyalize teknoloji ultra-miniaturizasyon ak yon dimansyon kritik mwens pase 10nm nan pwodwi 2D, valè rapò aspè kondansateur nan memwa aksè dinamik o aza (DRAM) yo ta dwe konsève pi wo a 100. Menm jan an tou, memwa flash 3D NAND mande tou pi wo valè rapò aspè pou pile 256 kouch oswa plis nan kouch anpile selil yo. Menm si kondisyon yo mande pou lòt pwosesis yo satisfè, pwodwi yo mande yo pa ka pwodwi si lapwosesis gravese pa jiska estanda. Se poutèt sa teknoloji gravure ap vin de pli zan pli enpòtan.
2. Apèsi sou plasma grave
Figi 2. Detèmine gaz sous plasma selon kalite fim
Lè yo itilize yon tiyo kre, pi etwat dyamèt tiyo a, se pi fasil pou likid antre, ki se sa yo rele fenomèn kapilè. Sepandan, si yon twou (fèmen fen) yo dwe komanse fouye nan zòn ki ekspoze a, opinyon likid la vin byen difisil. Se poutèt sa, depi gwosè kritik sikwi a te 3um a 5um nan mitan ane 1970 yo, sèkgravete piti piti ranplase mouye grave kòm endikap la. Sa vle di, byenke iyonize, li pi fasil pou penetre twou fon paske volim yon sèl molekil pi piti pase sa yon molekil solisyon òganik polymère.
Pandan plasma grave, enteryè a nan chanm nan pwosesis yo itilize pou grave yo ta dwe ajiste nan yon eta vakyòm anvan enjekte gaz la sous plasma apwopriye pou kouch ki enpòtan an. Lè grave fim oksid solid, yo ta dwe itilize gaz sous fliyò kabòn ki pi fò. Pou fim relativman fèb Silisyòm oswa metal, yo ta dwe itilize gaz sous plasma ki baze sou klò.
Kidonk, ki jan yo ta dwe grave kouch pòtay la ak kouch izolasyon Silisyòm diyoksid (SiO2) ki kache?
Premyèman, pou kouch pòtay la, yo ta dwe retire Silisyòm lè l sèvi avèk yon plasma ki baze sou klò (silikon + klò) ak selektivite grave polysilicon. Pou kouch izolasyon anba a, yo ta dwe grave fim nan diyoksid Silisyòm nan de etap lè l sèvi avèk yon gaz sous plasma ki baze sou fliyò kabòn (diyoksid Silisyòm + tetrafluorid kabòn) ak pi fò selektivite grave ak efikasite.
3. Reactive ion grave (RIE oswa physicochemical grave) pwosesis
Figi 3. Avantaj nan grave ion reyaktif (anisotropi ak gwo pousantaj grave)
Plasma gen tou de radikal gratis izotwòp ak kasyon anizotwòp, kidonk ki jan li fè grave anizotwòp?
Plasma sèk grave sitou fèt pa reyaktif ion grave (RIE, Reactive Ion Etching) oswa aplikasyon ki baze sou metòd sa a. Nwayo a nan metòd RIE a se febli fòs la obligatwa ant molekil sib nan fim nan pa atake zòn nan grave ak cations anisotropic. Zòn ki febli a absòbe radikal gratis, konbine avèk patikil ki fòme kouch la, konvèti nan gaz (yon konpoze temèt) epi lage.
Malgre ke radikal gratis gen karakteristik izotwòp, molekil ki fè sifas anba a (ki gen fòs obligatwa febli pa atak la nan kasyon) yo pi fasil kaptire pa radikal gratis ak konvèti nan nouvo konpoze pase mi bò ak fòs obligatwa fò. Se poutèt sa, grave anba vin endikap la. Patikil yo kaptire vin gaz ak radikal gratis, ki desorbed ak lage nan sifas la anba aksyon vakyòm.
Nan moman sa a, kasyon yo te jwenn nan aksyon fizik ak radikal gratis yo te jwenn nan aksyon chimik yo konbine pou grave fizik ak chimik, ak to a grave (Etch Rate, degre nan grave nan yon sèten peryòd tan) ogmante pa 10 fwa. konpare ak ka a nan grave kationik oswa radikal gratis grave pou kont li. Metòd sa a pa ka sèlman ogmante pousantaj grave anisotropik anba grave, men tou, rezoud pwoblèm nan nan rezidi polymère apre grave. Metòd sa a rele reactive ion grave (RIE). Kle a nan siksè nan grave RIE se jwenn yon gaz sous plasma apwopriye pou grave fim nan. Remak: Plasma grave se RIE grave, ak de la ka konsidere kòm menm konsèp la.
4. Etch pousantaj ak endèks pèfòmans debaz
Figi 4. Endèks Pèfòmans Nwayo Etch ki gen rapò ak To Etch
Pousantaj Etch refere a pwofondè fim ki espere rive nan yon minit. Se konsa, sa sa vle di ke pousantaj la etch varye de pati an pati sou yon sèl wafer?
Sa vle di ke pwofondè etch la varye de pati an pati sou wafer la. Pou rezon sa a, li enpòtan anpil pou mete pwen final la (EOP) kote grave ta dwe sispann lè w konsidere to mwayèn etch ak pwofondè etch. Menm si EOP a tabli, toujou genyen kèk zòn kote pwofondè etch la pi fon (over-grave) oswa pi fon (anba-grave) pase orijinèlman te planifye. Sepandan, anba-grave lakòz plis domaj pase over-gravure pandan grave. Paske nan ka anba-grave, pati anba-grave a pral anpeche pwosesis ki vin apre tankou enplantasyon ion.
Pandan se tan, selektivite (mezire pa pousantaj etch) se yon endikatè pèfòmans kle nan pwosesis la grave. Estanda mezi a baze sou konparezon pousantaj etch kouch mask la (fim fotorezistan, fim oksid, fim nitrure Silisyòm, elatriye) ak kouch sib la. Sa vle di ke pi wo selektivite a, pi vit kouch sib la grave. Pi wo nivo miniaturizasyon, pi wo egzijans selektivite a se asire ke modèl amann yo ka parfe prezante. Depi direksyon grave a dwat, selektivite nan grave kationik ba, pandan y ap selektivite nan grave radikal se wo, ki amelyore selektivite nan RIE.
5. Etching pwosesis
Figi 5. Pwosesis grave
Premyèman, yo mete wafer la nan yon gwo founo oksidasyon ak yon tanperati ki kenbe ant 800 ak 1000 ℃, ak Lè sa a, yon fim diyoksid Silisyòm (SiO2) ak pwopriyete izolasyon segondè fòme sou sifas la nan wafer la pa yon metòd sèk. Apre sa, pwosesis depo a antre nan fòme yon kouch Silisyòm oswa yon kouch kondiktif sou fim nan oksid pa depozisyon chimik vapè (CVD) / depo vapè fizik (PVD). Si yon kouch Silisyòm fòme, yo ka fè yon pwosesis difizyon enpurte pou ogmante konduktiviti si sa nesesè. Pandan pwosesis difizyon enpurte a, plizyè enpurte yo souvan ajoute repete.
Nan moman sa a, yo ta dwe konbine kouch izolasyon an ak kouch polysilicon pou grave. Premyèman, yo itilize yon fotorezistan. Imedyatman, yo mete yon mask sou fim nan fotorezistans epi yo fè ekspoze mouye pa imèsyon anprent modèl la vle (envizib nan je a toutouni) sou fim nan fotorezist. Lè deskripsyon modèl la revele pa devlopman, fotorezist la nan zòn nan fotosensib yo retire. Lè sa a, wafer la trete pa pwosesis fotolitografi a transfere nan pwosesis la grave pou grave sèk.
Gravure sèk se sitou te pote soti nan grave ion reyaktif (RIE), nan ki grave repete sitou pa ranplase gaz la sous apwopriye pou chak fim. Tou de gravure sèk ak grave mouye vize ogmante rapò aspè (valè A / R) nan grave. Anplis de sa, netwayaj regilye oblije retire polymère ki akimile nan pati anba a nan twou a (distans ki te fòme pa grave). Pwen enpòtan an se ke tout varyab (tankou materyèl, gaz sous, tan, fòm ak sekans) yo ta dwe ajiste òganikman asire ke solisyon an netwayaj oswa gaz sous plasma ka koule desann nan anba a nan tranche a. Yon ti chanjman nan yon varyab mande pou rekalkile lòt varyab, epi pwosesis rekalkil sa a repete jiskaske li satisfè objektif chak etap. Dènyèman, kouch monoatomik tankou kouch atomik kouch (ALD) te vin pi mens ak pi difisil. Se poutèt sa, teknoloji grave ap deplase nan direksyon pou itilizasyon tanperati ki ba ak presyon. Pwosesis la grave gen pou objaktif pou kontwole dimansyon kritik (CD) pou pwodwi modèl amann epi asire ke pwoblèm ki te koze pa pwosesis la grave yo evite, espesyalman anba-grave ak pwoblèm ki gen rapò ak retire rezidi. De atik ki anwo yo sou grave yo vize bay lektè yo yon konpreyansyon sou objektif pwosesis la grave, obstak yo pou reyalize objektif ki anwo yo, ak endikatè pèfòmans yo itilize pou simonte obstak sa yo.
Tan pòs: Sep-10-2024