ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಪ್ಯಾಟರ್ನಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಹರಿವು-ಎಚ್ಚಣೆ

ಆರಂಭಿಕ ಆರ್ದ್ರ ಎಚ್ಚಣೆಯು ಸ್ವಚ್ಛಗೊಳಿಸುವ ಅಥವಾ ಬೂದಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಿತು. ಇಂದು, ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಒಣ ಎಚ್ಚಣೆ ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯಾಗಿದೆಎಚ್ಚಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ. ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು, ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳು ಮತ್ತು ರಾಡಿಕಲ್‌ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಪ್ಲಾಸ್ಮಾಕ್ಕೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ ಶಕ್ತಿಯು ತಟಸ್ಥ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಮೂಲ ಅನಿಲದ ಹೊರಗಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ.

ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ತಟಸ್ಥ ರಾಡಿಕಲ್ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿನ ಅಪೂರ್ಣ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು. ಒಣ ಎಚ್ಚಣೆಯು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಕ್ಯಾಟಯಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ರಾಡಿಕಲ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳು ಅನಿಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ (ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಎಚ್ಚಣೆಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ) ಮತ್ತು ರಾಡಿಕಲ್‌ಗಳು ಐಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ (ಎಲ್ಲಾ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಎಚ್ಚಣೆಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ). ರಾಡಿಕಲ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಒಣ ಎಚ್ಚಣೆಯು ಆರ್ದ್ರ ಎಚ್ಚಣೆಯಂತೆ ಐಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಆಗಿರಬೇಕು.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಇದು ಒಣ ಎಚ್ಚಣೆಯ ಅನಿಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಎಚ್ಚಣೆಯಾಗಿದ್ದು ಅದು ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಮಿನಿಯೇಟರೈಸ್ಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣವೇನು? ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳು ಮತ್ತು ರಾಡಿಕಲ್ಗಳ ಎಚ್ಚಣೆ ವೇಗವು ತುಂಬಾ ನಿಧಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾದರೆ ಈ ನ್ಯೂನತೆಯ ಹಿನ್ನೆಲೆಯಲ್ಲಿ ನಾವು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಎಚ್ಚಣೆ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಸಾಮೂಹಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಹೇಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಬಹುದು?

 

1. ಆಕಾರ ಅನುಪಾತ (A/R)

 

ಚಿತ್ರ 1. ಆಕಾರ ಅನುಪಾತದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಮೇಲೆ ತಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರಗತಿಯ ಪ್ರಭಾವ

 

ಆಕಾರ ಅನುಪಾತವು ಸಮತಲ ಅಗಲ ಮತ್ತು ಲಂಬ ಎತ್ತರದ ಅನುಪಾತವಾಗಿದೆ (ಅಂದರೆ ಎತ್ತರವನ್ನು ಅಗಲದಿಂದ ಭಾಗಿಸಲಾಗಿದೆ). ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಆಯಾಮ (ಸಿಡಿ) ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೆ, ಆಕಾರ ಅನುಪಾತದ ಮೌಲ್ಯವು ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ, ಆಕಾರ ಅನುಪಾತ ಮೌಲ್ಯ 10 ಮತ್ತು 10nm ಅಗಲವನ್ನು ಊಹಿಸಿದರೆ, ಎಚ್ಚಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಕೊರೆಯಲಾದ ರಂಧ್ರದ ಎತ್ತರವು 100nm ಆಗಿರಬೇಕು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಮಿನಿಯೇಟರೈಸೇಶನ್ (2D) ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯ (3D) ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಮುಂದಿನ-ಪೀಳಿಗೆಯ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ, ಎಚ್ಚಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳು ಕೆಳಭಾಗದ ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು ಭೇದಿಸಬಹುದೆಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಕಾರ ಅನುಪಾತದ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

 

2D ಉತ್ಪನ್ನಗಳಲ್ಲಿ 10nm ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಆಯಾಮದೊಂದಿಗೆ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಚಿಕ್ಕೀಕರಣ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು, ಡೈನಾಮಿಕ್ ರ್ಯಾಂಡಮ್ ಆಕ್ಸೆಸ್ ಮೆಮೊರಿಯ (DRAM) ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಆಕಾರ ಅನುಪಾತ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು 100 ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ನಿರ್ವಹಿಸಬೇಕು. ಹಾಗೆಯೇ, 3D NAND ಫ್ಲ್ಯಾಷ್ ಮೆಮೊರಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಕಾರ ಅನುಪಾತ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ 256 ಲೇಯರ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೆಲ್ ಸ್ಟ್ಯಾಕಿಂಗ್ ಲೇಯರ್‌ಗಳನ್ನು ಪೇರಿಸಲು. ಇತರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಷರತ್ತುಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಿದರೂ, ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲಎಚ್ಚಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗುಣಮಟ್ಟದಿಂದ ಕೂಡಿಲ್ಲ. ಇದಕ್ಕಾಗಿಯೇ ಎಚ್ಚಣೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತಿದೆ.

 

2. ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಎಚ್ಚಣೆಯ ಅವಲೋಕನ

 

ಚಿತ್ರ 2. ಫಿಲ್ಮ್ ಪ್ರಕಾರದ ಪ್ರಕಾರ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಮೂಲ ಅನಿಲವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು

 

ಟೊಳ್ಳಾದ ಪೈಪ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿದಾಗ, ಪೈಪ್ ವ್ಯಾಸವು ಕಿರಿದಾಗಿರುತ್ತದೆ, ದ್ರವವು ಪ್ರವೇಶಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಕ್ಯಾಪಿಲರಿ ವಿದ್ಯಮಾನ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ತೆರೆದ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ರಂಧ್ರವನ್ನು (ಮುಚ್ಚಿದ ತುದಿ) ಕೊರೆಯಬೇಕಾದರೆ, ದ್ರವದ ಒಳಹರಿವು ಸಾಕಷ್ಟು ಕಷ್ಟಕರವಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, 1970 ರ ದಶಕದ ಮಧ್ಯಭಾಗದಲ್ಲಿ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಗಾತ್ರವು 3um ನಿಂದ 5um ಆಗಿರುವುದರಿಂದ, ಶುಷ್ಕಎಚ್ಚಣೆಆರ್ದ್ರ ಎಚ್ಚಣೆಯನ್ನು ಕ್ರಮೇಣ ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಿದೆ. ಅಂದರೆ, ಅಯಾನೀಕೃತವಾಗಿದ್ದರೂ, ಆಳವಾದ ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ಭೇದಿಸುವುದು ಸುಲಭವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಒಂದು ಅಣುವಿನ ಪರಿಮಾಣವು ಸಾವಯವ ಪಾಲಿಮರ್ ದ್ರಾವಣದ ಅಣುವಿಗಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ.

ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಎಚ್ಚಣೆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಸಂಬಂಧಿತ ಪದರಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಮೂಲ ಅನಿಲವನ್ನು ಚುಚ್ಚುವ ಮೊದಲು ಎಚ್ಚಣೆಗಾಗಿ ಬಳಸುವ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಕೊಠಡಿಯ ಒಳಭಾಗವನ್ನು ನಿರ್ವಾತ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಸರಿಹೊಂದಿಸಬೇಕು. ಘನ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಫಿಲ್ಮ್ಗಳನ್ನು ಎಚ್ಚಣೆ ಮಾಡುವಾಗ, ಬಲವಾದ ಕಾರ್ಬನ್ ಫ್ಲೋರೈಡ್ ಆಧಾರಿತ ಮೂಲ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಬಳಸಬೇಕು. ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ದುರ್ಬಲವಾದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅಥವಾ ಲೋಹದ ಚಿತ್ರಗಳಿಗೆ, ಕ್ಲೋರಿನ್ ಆಧಾರಿತ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಮೂಲ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಬಳಸಬೇಕು.

ಆದ್ದರಿಂದ, ಗೇಟ್ ಪದರ ಮತ್ತು ಆಧಾರವಾಗಿರುವ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ (SiO2) ನಿರೋಧಕ ಪದರವನ್ನು ಹೇಗೆ ಕೆತ್ತಬೇಕು?

ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಗೇಟ್ ಪದರಕ್ಕಾಗಿ, ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ ಎಚ್ಚಣೆ ಆಯ್ಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಕ್ಲೋರಿನ್ ಆಧಾರಿತ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು (ಸಿಲಿಕಾನ್ + ಕ್ಲೋರಿನ್) ಬಳಸಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಬೇಕು. ಕೆಳಗಿನ ನಿರೋಧಕ ಪದರಕ್ಕಾಗಿ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು ಎರಡು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಬನ್ ಫ್ಲೋರೈಡ್ ಆಧಾರಿತ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಮೂಲ ಅನಿಲವನ್ನು (ಸಿಲಿಕಾನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ + ಕಾರ್ಬನ್ ಟೆಟ್ರಾಫ್ಲೋರೈಡ್) ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಬಲವಾದ ಎಚ್ಚಣೆ ಆಯ್ಕೆ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವದೊಂದಿಗೆ ಎಚ್ಚಣೆ ಮಾಡಬೇಕು.

 

3. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಅಯಾನು ಎಚ್ಚಣೆ (RIE ಅಥವಾ ಭೌತ ರಾಸಾಯನಿಕ ಎಚ್ಚಣೆ) ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

 

ಚಿತ್ರ 3. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಅಯಾನು ಎಚ್ಚಣೆಯ ಪ್ರಯೋಜನಗಳು (ಅನಿಸೊಟ್ರೋಪಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಎಚ್ಚಣೆ ದರ)

 

ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವು ಐಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಸ್ವತಂತ್ರ ರಾಡಿಕಲ್ಗಳು ಮತ್ತು ಅನಿಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಕ್ಯಾಟಯಾನ್ಸ್ ಎರಡನ್ನೂ ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ಅನಿಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಎಚ್ಚಣೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ?

ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಡ್ರೈ ಎಚ್ಚಣೆಯನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಅಯಾನು ಎಚ್ಚಣೆ (RIE, ರಿಯಾಕ್ಟಿವ್ ಅಯಾನ್ ಎಚ್ಚಣೆ) ಅಥವಾ ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. RIE ವಿಧಾನದ ತಿರುಳು ಎಚ್ಚಣೆ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಅನಿಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳೊಂದಿಗೆ ದಾಳಿ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಗುರಿ ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಬಂಧಿಸುವ ಬಲವನ್ನು ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸುವುದು. ದುರ್ಬಲಗೊಂಡ ಪ್ರದೇಶವು ಸ್ವತಂತ್ರ ರಾಡಿಕಲ್ಗಳಿಂದ ಹೀರಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಪದರವನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಕಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಅನಿಲವಾಗಿ (ಬಾಷ್ಪಶೀಲ ಸಂಯುಕ್ತ) ಮತ್ತು ಬಿಡುಗಡೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಸ್ವತಂತ್ರ ರಾಡಿಕಲ್‌ಗಳು ಐಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ಕೆಳಭಾಗದ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಅಣುಗಳು (ಕ್ಯಾಟಯಾನ್‌ಗಳ ದಾಳಿಯಿಂದ ಅದರ ಬಂಧಿಸುವ ಬಲವು ದುರ್ಬಲಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ) ಸ್ವತಂತ್ರ ರಾಡಿಕಲ್‌ಗಳಿಂದ ಸುಲಭವಾಗಿ ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಲವಾದ ಬಂಧಿಸುವ ಬಲದೊಂದಿಗೆ ಪಕ್ಕದ ಗೋಡೆಗಳಿಗಿಂತ ಹೊಸ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಕೆಳಮುಖವಾದ ಎಚ್ಚಣೆ ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲಾದ ಕಣಗಳು ಸ್ವತಂತ್ರ ರಾಡಿಕಲ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಅನಿಲವಾಗುತ್ತವೆ, ಇದು ನಿರ್ವಾತದ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ನಿರ್ಜಲೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

 

ಈ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಭೌತಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಪಡೆದ ಕ್ಯಾಟಯಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಪಡೆದ ಸ್ವತಂತ್ರ ರಾಡಿಕಲ್‌ಗಳನ್ನು ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಎಚ್ಚಣೆಗಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎಚ್ಚಣೆ ದರ (ಎಟ್ಚ್ ದರ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ಎಚ್ಚಣೆಯ ಮಟ್ಟ) 10 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಟಯಾನಿಕ್ ಎಚ್ಚಣೆ ಅಥವಾ ಸ್ವತಂತ್ರ ರಾಡಿಕಲ್ ಎಚ್ಚಣೆಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಅನಿಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಡೌನ್‌ವರ್ಡ್ ಎಚ್ಚಣೆಯ ಎಚ್ಚಣೆ ದರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದಲ್ಲದೆ, ಎಚ್ಚಣೆಯ ನಂತರ ಪಾಲಿಮರ್ ಶೇಷದ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಅಯಾನು ಎಚ್ಚಣೆ (RIE) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು ಎಚ್ಚಣೆ ಮಾಡಲು ಸೂಕ್ತವಾದ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಮೂಲ ಅನಿಲವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದು RIE ಎಚ್ಚಣೆಯ ಯಶಸ್ಸಿನ ಕೀಲಿಯಾಗಿದೆ. ಗಮನಿಸಿ: ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಎಚ್ಚಣೆ RIE ಎಚ್ಚಣೆ, ಮತ್ತು ಎರಡನ್ನು ಒಂದೇ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು.

 

4. ಎಟ್ಚ್ ದರ ಮತ್ತು ಕೋರ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಸೂಚ್ಯಂಕ

 

ಚಿತ್ರ 4. ಎಟ್ಚ್ ದರಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಕೋರ್ ಎಟ್ಚ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಸೂಚ್ಯಂಕ

 

ಎಟ್ಚ್ ದರವು ಒಂದು ನಿಮಿಷದಲ್ಲಿ ತಲುಪುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯ ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಆಳವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಒಂದೇ ವೇಫರ್‌ನಲ್ಲಿ ಎಚ್ಚಣೆ ದರವು ಭಾಗದಿಂದ ಭಾಗಕ್ಕೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದರೆ ಏನು?

ಇದರರ್ಥ ಎಚ್ಚಣೆಯ ಆಳವು ವೇಫರ್‌ನಲ್ಲಿ ಭಾಗದಿಂದ ಭಾಗಕ್ಕೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕಾರಣಕ್ಕಾಗಿ, ಸರಾಸರಿ ಎಚ್ಚಣೆ ದರ ಮತ್ತು ಎಚ್ಚಣೆ ಆಳವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ ಎಚ್ಚಣೆ ನಿಲ್ಲಿಸಬೇಕಾದ ಅಂತಿಮ ಬಿಂದುವನ್ನು (EOP) ಹೊಂದಿಸುವುದು ಬಹಳ ಮುಖ್ಯ. EOP ಅನ್ನು ಹೊಂದಿಸಿದ್ದರೂ ಸಹ, ಇನ್ನೂ ಕೆಲವು ಪ್ರದೇಶಗಳು ಎಚ್ಚಣೆಯ ಆಳವು ಮೂಲತಃ ಯೋಜಿಸಿದ್ದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಆಳವಾಗಿದೆ (ಅತಿ-ಕೆತ್ತನೆ) ಅಥವಾ ಆಳವಿಲ್ಲದ (ಕೆಳಗೆ ಕೆತ್ತಲಾಗಿದೆ). ಆದಾಗ್ಯೂ, ಎಚ್ಚಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅತಿ-ಕೆಚ್ಚುವಿಕೆಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ-ಕೆತ್ತನೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಹಾನಿಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಅಂಡರ್-ಎಚ್ಚಿಂಗ್ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಕೆಳ-ಕೆತ್ತನೆಯ ಭಾಗವು ಅಯಾನು ಅಳವಡಿಕೆಯಂತಹ ನಂತರದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಅಡ್ಡಿಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಏತನ್ಮಧ್ಯೆ, ಸೆಲೆಕ್ಟಿವಿಟಿ (ಎಚ್ಚಣೆ ದರದಿಂದ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ) ಎಚ್ಚಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರಮುಖ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಸೂಚಕವಾಗಿದೆ. ಮಾಪನ ಮಾನದಂಡವು ಮಾಸ್ಕ್ ಪದರದ ಎಚ್ಚಣೆ ದರದ ಹೋಲಿಕೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ (ಫೋಟೊರೆಸಿಸ್ಟ್ ಫಿಲ್ಮ್, ಆಕ್ಸೈಡ್ ಫಿಲ್ಮ್, ಸಿಲಿಕಾನ್ ನೈಟ್ರೈಡ್ ಫಿಲ್ಮ್, ಇತ್ಯಾದಿ.) ಮತ್ತು ಗುರಿ ಪದರ. ಇದರರ್ಥ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೆಲೆಕ್ಟಿವಿಟಿ, ಗುರಿ ಪದರವನ್ನು ವೇಗವಾಗಿ ಕೆತ್ತಲಾಗಿದೆ. ಅತ್ಯುನ್ನತ ಮಟ್ಟದ ಮಿನಿಯೇಟರೈಸೇಶನ್, ಉತ್ತಮವಾದ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಬಹುದೆಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಯ್ಕೆಯ ಅವಶ್ಯಕತೆಯಿದೆ. ಎಚ್ಚಣೆ ನಿರ್ದೇಶನವು ನೇರವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಕ್ಯಾಟಯಾನಿಕ್ ಎಚ್ಚಣೆಯ ಆಯ್ಕೆಯು ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಆಮೂಲಾಗ್ರ ಎಚ್ಚಣೆಯ ಆಯ್ಕೆಯು ಅಧಿಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು RIE ನ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.

 

5. ಎಚ್ಚಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

 

ಚಿತ್ರ 5. ಎಚ್ಚಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

 

ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ವೇಫರ್ ಅನ್ನು 800 ಮತ್ತು 1000℃ ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಕುಲುಮೆಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಒಣ ವಿಧಾನದಿಂದ ವೇಫರ್‌ನ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರೋಧನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ (SiO2) ಫಿಲ್ಮ್ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಮುಂದೆ, ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ (CVD)/ಭೌತಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ (PVD) ಮೂಲಕ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪದರ ಅಥವಾ ವಾಹಕ ಪದರವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಶೇಖರಣಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ನಮೂದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪದರವು ರೂಪುಗೊಂಡರೆ, ಅಗತ್ಯವಿದ್ದರೆ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಅಶುದ್ಧತೆಯ ಪ್ರಸರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು. ಅಶುದ್ಧತೆಯ ಪ್ರಸರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಅನೇಕ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ಪದೇ ಪದೇ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಈ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಎಚ್ಚಣೆಗಾಗಿ ಇನ್ಸುಲೇಟಿಂಗ್ ಲೇಯರ್ ಮತ್ತು ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ ಪದರವನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಬೇಕು. ಮೊದಲಿಗೆ, ಫೋಟೊರೆಸಿಸ್ಟ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ತರುವಾಯ, ಫೋಟೊರೆಸಿಸ್ಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ನಲ್ಲಿ ಮುಖವಾಡವನ್ನು ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಫೋಟೊರೆಸಿಸ್ಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ನಲ್ಲಿ ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಮಾದರಿಯನ್ನು (ಬರಿಗಣ್ಣಿಗೆ ಅಗೋಚರವಾಗಿ) ಮುದ್ರಿಸಲು ಇಮ್ಮರ್ಶನ್ ಮೂಲಕ ಆರ್ದ್ರ ಒಡ್ಡುವಿಕೆಯನ್ನು ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮಾದರಿಯ ರೂಪರೇಖೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಿಂದ ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿದಾಗ, ಫೋಟೋಸೆನ್ಸಿಟಿವ್ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಫೋಟೊರೆಸಿಸ್ಟ್ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ, ಫೋಟೊಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ ವೇಫರ್ ಅನ್ನು ಒಣ ಎಚ್ಚಣೆಗಾಗಿ ಎಚ್ಚಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಒಣ ಎಚ್ಚಣೆಯನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಅಯಾನು ಎಚ್ಚಣೆ (RIE) ಮೂಲಕ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಮೂಲ ಅನಿಲವನ್ನು ಬದಲಿಸುವ ಮೂಲಕ ಎಚ್ಚಣೆ ಪುನರಾವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಒಣ ಎಚ್ಚಣೆ ಮತ್ತು ಆರ್ದ್ರ ಎಚ್ಚಣೆ ಎರಡೂ ಎಚ್ಚಣೆಯ ಆಕಾರ ಅನುಪಾತವನ್ನು (A/R ಮೌಲ್ಯ) ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ರಂಧ್ರದ ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿ (ಎಚ್ಚಣೆಯಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡ ಅಂತರ) ಸಂಗ್ರಹವಾದ ಪಾಲಿಮರ್ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ನಿಯಮಿತ ಶುಚಿಗೊಳಿಸುವಿಕೆ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವೆಂದರೆ ಎಲ್ಲಾ ಅಸ್ಥಿರಗಳನ್ನು (ವಸ್ತುಗಳು, ಮೂಲ ಅನಿಲ, ಸಮಯ, ರೂಪ ಮತ್ತು ಅನುಕ್ರಮ) ಸಾವಯವವಾಗಿ ಸರಿಹೊಂದಿಸಬೇಕು ಮತ್ತು ಸ್ವಚ್ಛಗೊಳಿಸುವ ದ್ರಾವಣ ಅಥವಾ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಮೂಲದ ಅನಿಲವು ಕಂದಕದ ಕೆಳಭಾಗಕ್ಕೆ ಹರಿಯುತ್ತದೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು. ವೇರಿಯೇಬಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಸ್ವಲ್ಪ ಬದಲಾವಣೆಯು ಇತರ ಅಸ್ಥಿರಗಳ ಮರು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಹಂತದ ಉದ್ದೇಶವನ್ನು ಪೂರೈಸುವವರೆಗೆ ಈ ಮರು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ಪರಮಾಣು ಪದರ ಠೇವಣಿ (ALD) ಪದರಗಳಂತಹ ಏಕಪರಮಾಣು ಪದರಗಳು ತೆಳುವಾದ ಮತ್ತು ಗಟ್ಟಿಯಾಗುತ್ತಿವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಎಚ್ಚಣೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದ ಬಳಕೆಯ ಕಡೆಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತಿದೆ. ಎಚ್ಚಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾದ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಆಯಾಮವನ್ನು (ಸಿಡಿ) ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಎಚ್ಚಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುತ್ತದೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ-ಕೆತ್ತನೆ ಮತ್ತು ಶೇಷ ತೆಗೆಯುವಿಕೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಸಮಸ್ಯೆಗಳು. ಎಚ್ಚಣೆಯ ಮೇಲಿನ ಎರಡು ಲೇಖನಗಳು ಓದುಗರಿಗೆ ಎಚ್ಚಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಉದ್ದೇಶ, ಮೇಲಿನ ಗುರಿಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಇರುವ ಅಡೆತಡೆಗಳು ಮತ್ತು ಅಂತಹ ಅಡೆತಡೆಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು ಬಳಸುವ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಸೂಚಕಗಳ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.