Etching zû şil pêşveçûna pêvajoyên paqijkirin an şînbûnê pêşve xist. Îro, etching hişk bi bikaranîna plazmayê bûye serekepêvajoya etching. Plasma ji elektron, kation û radîkalan pêk tê. Enerjiya ku li plazmayê tê sepandin dibe sedem ku elektronên herî derve yên gaza çavkaniyê di rewşek bêalî de ji holê rabin, bi vî rengî van elektronan veguherînin kateyonan.
Wekî din, atomên bêkêmasî yên di molekulan de dikarin bi sepandina enerjiyê ji bo avakirina radîkalên bêalî yên elektrîkî werin jêbirin. Etchkirina hişk kation û radîkalên ku plazmayê pêk tînin bikar tîne, ku li wir kation anîsotropîk in (ji bo xêzkirina di rêgezek diyarkirî de maqûl) û radîkal îzotropîk in (ji bo xêzkirina di her alî de maqûl in). Hejmara radîkalan ji hejmara kationan pirtir e. Di vê rewşê de, etching zuwa divê wek etching şil isotropic be.
Lêbelê, ew eçandina anizotropîk a xêzkirina hişk e ku çerxên ultra-mînyaturîzekirî gengaz dike. Sedema vê yekê çi ye? Digel vê yekê, leza eçkirina kation û radîkalan pir hêdî ye. Ji ber vê yekê em çawa dikarin li hember vê kêmasiyê rêbazên etching plasma li hilberîna girseyî bicîh bînin?
1. Rêjeya Dîmenê (A/R)
Xiflteya 1. Têgeha rêjeya alî û bandora pêşketina teknolojîk li ser
Aspect Ratio rêjeya firehiya horizontî ya berbi bilindahiya vertîkal e (ango, bilindahî bi firehiyê dabeş dibe). Pîvana krîtîk (CD) ya dorhêlê her ku piçûktir be, nirxa rêjeya pîvanê ew qas mezin dibe. Ango, bi texmîna nirxek rêjeya 10 û firehiya 10 nm, divê bilindahiya qulika ku di dema pêvajoya eqlê de hatî kolandin 100 nm be. Ji ber vê yekê, ji bo hilberên nifşê paşîn ên ku hewceyê ultra-mînaturîzasyon (2D) an dendika bilind (3D) hewce ne, nirxên rêjeya pir zêde hewce ne ku pê ewle bibin ku kation dikarin di dema xêzkirinê de bikevin fîlima jêrîn.
Ji bo bidestxistina teknolojiya ultra-mînyaturîzasyona bi pîvanek krîtîk a kêmtir ji 10nm di hilberên 2D de, divê nirxa rêjeyê ya kapasîtorê ya bîranîna gihîştina rasthatî ya dînamîkî (DRAM) li jor 100 were domandin. Bi heman rengî, bîranîna flash 3D NAND jî hewceyê nirxên rêjeyê yên bilindtir e. ji bo 256 qat an jî zêdetir qatên xêzkirina hucreyê li hev bixin. Ger şert û mercên ku ji bo pêvajoyên din hewce ne werin bicîh kirin jî, heke ew hilberên hewce ne werin hilberandinpêvajoya etchingne li gorî standardê ye. Ji ber vê yekê teknolojiya etching her ku diçe girîngtir dibe.
2. Pêşniyara etching plasma
Wêne 2. Diyarkirina gaza çavkaniya plazmayê li gor cureya filmê
Dema ku boriyek vala tê bikar anîn, çîçeka boriyê her ku tengtir dibe, ew qas hêsantir e ku şilek tê de bikeve, ku jê re fenomena kapîlar tê gotin. Lêbelê, heke li cîhê vekirî de qulikek (dawiya girtî) were vekirin, ketina şilê pir dijwar dibe. Ji ber vê yekê, ji ber ku mezinahiya krîtîk ya çerxê di nîvê salên 1970-an de ji 3um heta 5um bû, hişk bû.etchinggav bi gav şûna etchinga şil wekî seretayî girtiye. Ango, her çend îyonîzekirî be jî, ketina kunên kûr hêsantir e ji ber ku qebareya yek molekulê ji ya molekulek çareseriya polîmer a organîk piçûktir e.
Di dema etching plazmayê de, divê hundurê jûreya hilberandinê ya ku ji bo xêzkirinê tê bikar anîn, berî ku gaza çavkaniya plazmayê ya ku ji bo qata têkildar tê derzî kirin, li rewşek valahiyê were sererast kirin. Dema ku fîlimên oksîdê zexm têne xêz kirin, divê gazên çavkaniyê yên li ser bingeha karbon florîdê bihêztir werin bikar anîn. Ji bo fîlimên silicon an metal ên nisbeten qels, gazên çavkaniya plasma-bingeha klorê divê werin bikar anîn.
Ji ber vê yekê, divê çawa tebeqeya dergehê û tebeqeya îzolasyonê ya dioksîta silicon (SiO2) ya binê wê were xemilandin?
Pêşîn, ji bo tebeqeya dergehê, divê silicon bi karanîna plasma-based klorê (silicon + klor) bi hilbijartî ya etching polysilicon were rakirin. Ji bo qata îzolekirinê ya jêrîn, fîlima dîoksîtê ya silicon divê di du gavan de bi karanîna gazek çavkaniyek plasma-based karbon fluoride (silicon dioxide + karbon tetrafluoride) bi hilbijartî û bandorkeriya etchingê ya bihêztir were xemilandin.
3. Pêvajoya etching ion Reactive (RIE an fîzîkokîmyayî etching).
Figure 3. Awantajên etching ion reaktîf (anîsotropî û rêjeya etching bilind)
Plazma hem radîkalên azad ên îzotropîk û hem jî katyonên anîzotropîk dihewîne, ji ber vê yekê ew çenga anizotropîk çawa dike?
Etchkirina zuwa ya plazmayê bi giranî bi etching ion reaktîf (RIE, Reactive Ion Etching) an serîlêdanên li ser vê rêbazê têne kirin. Bingeha rêbaza RIE ew e ku hêza girêdanê ya di navbera molekulên mebest ên di fîlimê de bi êrîşkirina qada eqlêkirinê bi kationên anîsotropîk qels bike. Devera qelsbûyî ji hêla radîkalên azad ve tê kişandin, bi pariyên ku qatê çêdikin re tê hev, vediguhere gazê (tevliheviyek guhêrbar) û tê berdan.
Her çend radîkalên azad xwedan taybetmendiyên îzotropîk in jî, molekulên ku rûxara jêrîn pêk tînin (hêza girêdana wan ji ber êrîşa kationan qels dibe) ji hêla radîkalên azad ve hêsantir têne girtin û ji dîwarên kêlekê yên bi hêza girêdanê ya xurt ve vediguhezin pêkhateyên nû. Ji ber vê yekê, etching berjêr dibe serwerî. Parçeyên hatine girtin bi radîkalên azad re dibin gaz, ku di bin bandora valahiyê de ji rûerdê têne derxistin û berdan.
Di vê demê de, kationên ku bi çalakiya fizîkî têne bidestxistin û radîkalên azad ên ku bi çalakiya kîmyewî têne bidestxistin, ji bo etchkirina fizîkî û kîmyewî têne berhev kirin, û rêjeya etchingê (Rêjeya Etchê, asta etching di demek diyarkirî de) 10 carî zêde dibe. li gorî rewşa etching kationîk an jî bi tenê etching radîkalê azad. Ev rêbaz ne tenê dikare rêjeya etchingê ya anizotropîk a berjêrkirî zêde bike, lê di heman demê de pirsgirêka bermahiyên polîmerê jî piştî xêzkirinê çareser dike. Ji vê rêbazê re etching ion reaktîf (RIE) tê gotin. Mifteya serkeftina RIE etching ev e ku meriv gazek çavkaniyek plazmayê ya guncan ji bo xêzkirina fîlimê bibîne. Nîşe: Etching Plasma Etching RIE ye, û her du dikarin wekî heman têgezê bêne hesibandin.
4. Rêjeya Etch û Indeksa Performansa Core
Wêne 4. Indeksa Performansa Etchê ya Core girêdayî Rêjeya Etchê ye
Rêjeya Etch behsa kûrahiya fîlimê dike ku tê pêşbînîkirin ku di yek hûrdemê de bigihîje. Ji ber vê yekê ev tê çi wateyê ku rêjeya etchê li ser yek waferê ji beşê heya beşê diguhere?
Ev tê wê wateyê ku kûrahiya etchê ji beşê heya beşê li ser waferê diguhere. Ji ber vê yekê, pir girîng e ku meriv xala paşîn (EOP) ya ku divê etching li wir raweste bi berçavgirtina rêjeya navînî û kûrahiya etchê were danîn. Tewra ku EOP were danîn jî, hîn jî hin dever hene ku li gorî plansaziya destpêkê kûrtir (zêde xêzkirî) an hûrtir (bin-xurtî) ye. Lêbelê, di dema xêzkirinê de kêm-xurfkirin ji zêde-xurkirinê bêtir zirarê dide. Ji ber ku di rewşa kêm-xurkirinê de, beşa ku di bin xêzkirinê de ye, dê pêvajoyên paşerojê yên wekî îyona îlonê asteng bike.
Di vê navberê de, hilbijartî (ji hêla rêjeya etchê ve tê pîvandin) nîşanek performansa sereke ya pêvajoya etching e. Standarda pîvandinê li ser berhevdana rêjeya etchê ya qata maskê (fîlmê fotoresist, fîlima oksîdê, fîlima nîtrîdê silicon, hwd.) û qata armancê ye. Ev tê vê wateyê ku hilbijartî çi qas bilindtir be, ew qas zûtir e ku qata armanc tê xêzkirin. Asta piçûkbûnê her ku bilindtir be, ew qas hewcedariya hilbijartiyê bilindtir e ku pê ewle bibe ku qalibên xweşik dikarin bi rengek bêkêmasî werin pêşkêş kirin. Ji ber ku arastekirina etching rasterast e, hilbijartî ya etching kationîk kêm e, di heman demê de hilbijartî ya etching radîkal zêde ye, ku bijartiya RIE çêtir dike.
5. Pêvajoya Etching
Wêne 5. Pêvajoya Etching
Pêşî, wafer di firna oksîtasyonê ya bi germahiyek di navbera 800 û 1000℃ de tê danîn, û dûv re bi rêbazek hişk fîlimek dîoksîta silicon (SiO2) bi taybetmendiyên îzolekirinê yên bilind li ser rûyê waferê tê çêkirin. Dûv re, pêvajoya hilweşandinê tête navandin da ku li ser fîlima oksîdê pêvekek silicon an jî tebeqeyek rêkûpêk çêbike ji hêla hilanîna buhara kîmyewî (CVD) / vegirtina buhara laşî (PVD). Ger qatek silicon çêbibe, pêvajoyek belavkirina nepakiyê dikare were kirin da ku ger hewce be guheztinê zêde bike. Di pêvajoya belavkirina nepaqijiyê de, gelek nepakî gelek caran dubare têne zêdekirin.
Di vê demê de, pêdivî ye ku tebeqeya îzolekirinê û qata polîsîlîkonê ji bo xêzkirinê bêne hev kirin. Pêşîn, wênekêşek tê bikaranîn. Dûv re, maskek li ser fîlima fotoresîst tê danîn û şaneya şil bi navgîniyê ve tête kirin da ku nimûneya xwestî (bi çavê rût nayê dîtin) li ser fîlima fotoresist were xêzkirin. Dema ku nexşeya nexşeyê ji hêla pêşveçûnê ve tê xuyang kirin, wênekêşa li devera hestiyar tê rakirin. Dûv re, wafera ku ji hêla pêvajoya fotolîtografî ve hatî hilberandin, ji bo etching zuwa vediguhezîne pêvajoya etchingê.
Zehfkirina hişk bi piranî ji hêla îyona reaktîf (RIE) ve tête kirin, ku tê de etching bi giranî bi veguheztina gaza çavkaniyê ya ji bo her fîlimê re tê dubare kirin. Hem xêzkirina zuwa û hem jî ya şil armanc ew e ku rêjeya pîvanê (nirxa A/R) ya xêzkirinê zêde bikin. Digel vê yekê, paqijkirina birêkûpêk pêdivî ye ku polîmera ku li binê qulikê hatî berhev kirin (valahiya ku ji hêla xêzkirinê ve hatî çêkirin) were rakirin. Xala girîng ev e ku hemî guhêrbar (wek materyal, gaza çavkaniyê, dem, form û rêzik) divê bi organîkî bêne sererast kirin da ku pê ewle bibin ku çareseriya paqijkirinê an gaza çavkaniya plazmayê dikare berbi binê xendek biherike. Guhertinek sivik di guhêrbarekê de ji nû ve hesabkirina guhêrbarên din hewce dike, û ev proseya ji nû ve hesabkirinê tê dubare kirin heya ku ew bigihîje armanca her qonaxê. Di van demên dawî de, tebeqeyên yekatomî yên wekî qatên depokirina tebeqeya atomî (ALD) zirav û hişktir bûne. Ji ber vê yekê, teknolojiya etching ber bi karanîna germ û zextên nizm ve diçe. Pêvajoya eçkirinê armanc dike ku pîvana krîtîk (CD) kontrol bike da ku qalibên xweşik çêbike û piştrast bike ku pirsgirêkên ku ji hêla pêvajoya eçkirinê ve têne dûr kirin, nemaze kêm-xurfkirin û pirsgirêkên bi rakirina bermayiyê ve girêdayî ne. Du gotarên jorîn ên li ser etching armanc dikin ku ji xwendevanan re têgihîştina armanca pêvajoya etching, astengên li pêşiya gihîştina armancên jorîn, û nîşaneyên performansê yên ku ji bo derbaskirina astengên weha têne bikar anîn peyda bikin.
Dema şandinê: Sep-10-2024