Эрте нымдуу оюу тазалоо же күлдөө процесстеринин өнүгүшүнө өбөлгө түзгөн. Бүгүнкү күндө плазманы колдонуу менен кургак оюу негизги агымга айландыкыртыш процесси. Плазма электрондордон, катиондордон жана радикалдардан турат. Плазмага берилген энергия нейтралдуу абалдагы булак газынын эң сырткы электрондорун ажыратып, бул электрондорду катионго айландырат.
Мындан тышкары, молекулалардагы кемчиликсиз атомдор электрдик нейтралдуу радикалдарды пайда кылуу үчүн энергияны колдонуу менен жок кылынышы мүмкүн. Кургак офортто плазманы түзүүчү катиондор жана радикалдар колдонулат, мында катиондор анизотроптук (белгилүү бир багытта оюп түшүрүүгө ылайыктуу), ал эми радикалдар изотроптук (бардык багыттагы оюу үчүн жарактуу) болот. Радикалдардын саны катиондордун санынан алда канча көп. Бул учурда кургак оюу нымдуу оюу сыяктуу изотроптук болушу керек.
Бирок, бул ультра-кичирейтилген схемаларды мүмкүн кылган кургак оюунун анизотроптук оюу. Мунун себеби эмнеде? Мындан тышкары, катиондордун жана радикалдардын очарлоо ылдамдыгы өтө жай. Демек, бул кемчиликтин алдында плазмадан оюу ыкмаларын массалык өндүрүшкө кантип колдонсок болот?
1. Аспект катышы (A/R)
Сүрөт 1. Пропорциянын түшүнүгү жана ага техникалык прогресстин таасири
Aspect Ratio - горизонталдуу тууранын вертикалдуу бийиктикке болгон катышы (б.а., бийиктиктин туурасына бөлүнгөн). Схеманын критикалык өлчөмү (CD) канчалык кичине болсо, аспект катышынын мааниси ошончолук чоң болот. Башкача айтканда, аспект катышынын мааниси 10 жана туурасы 10 нм деп эсептесек, оюу процессинде бургуланган тешиктин бийиктиги 100 нм болушу керек. Ошондуктан, ультра миниатюризациялоону (2D) же жогорку тыгыздыкты (3D) талап кылган кийинки муундагы өнүмдөр үчүн, оюу учурунда катиондордун астыңкы пленкага кирип кетишин камсыз кылуу үчүн өтө жогорку пропорциянын маанилери талап кылынат.
2D өнүмдөрүндө 10 нмден ашпаган критикалык өлчөмдүү ультра миниатюризациялоо технологиясына жетүү үчүн динамикалык кокустук эстутумдун (DRAM) конденсатордун аспекттеринин катышынын мааниси 100дөн жогору болушу керек. Ошол сыяктуу эле, 3D NAND флэш эстутуму дагы жогорку пропорциянын маанилерин талап кылат. 256 катмарларды же андан көп клеткаларды топтоо катмарларын чогултуу үчүн. Башка процесстер үчүн талап кылынган шарттар сакталган күндө да, талап кылынган продукцияны өндүрүү мүмкүн эмескыртыш процессистандартка жооп бербейт. Ошон үчүн оюу технологиясы барган сайын маанилүү болуп баратат.
2. Плазма офортунун жалпы көрүнүшү
Сүрөт 2. Пленка түрүнө жараша плазма булагы газын аныктоо
Көңдөй түтүк колдонулганда, түтүктүн диаметри канчалык тар болсо, суюктуктун кириши ошончолук жеңил болот, бул капиллярдык кубулуш деп аталат. Бирок, ачык жерге тешик (жабык учу) бурула турган болсо, суюктуктун кириши кыйла кыйындайт. Ошондуктан, чынжырдын критикалык өлчөмү 1970-жылдардын ортосунда 3um 5um болгон үчүн, кургакоюуакырындык менен негизги агым катары нымдуу оюу алмаштырды. Башкача айтканда, иондоштурулганы менен терең тешиктерге өтүү оңой, анткени бир молекуланын көлөмү органикалык полимер эритмесинин молекуласынан кичине.
Плазмалык офорттун жүрүшүндө, оюу үчүн колдонулган иштетүүчү камеранын ички бөлүгү тиешелүү катмарга ылайыктуу плазма булагы газын инъекциялоодон мурун вакуумдук абалга келтирилиши керек. Катуу оксид пленкаларын оюп жатканда күчтүүрөөк көмүртек фторидинин негизиндеги булак газдары колдонулушу керек. Салыштырмалуу алсыз кремний же металл пленкалар үчүн хлор негизиндеги плазма булагы газдары колдонулушу керек.
Ошентип, дарбаза катмарын жана анын астындагы кремний диоксиди (SiO2) изоляциялоочу катмарын кантип оюу керек?
Биринчиден, дарбаза катмары үчүн кремнийди хлор негизиндеги плазманын (кремний + хлор) жардамы менен полисиликонду тайралоо тандоосу менен алып салуу керек. Төмөнкү изоляциялоочу катмар үчүн кремний диоксиди пленкасы эки этапта көмүртек фторидинин негизиндеги плазма булагы газын (кремний диоксиди + көмүртек тетрафториди) күчтүүрөөк селективдүүлүгү жана эффективдүүлүгү менен оюу керек.
3. Реактивдүү иондук оюу (RIE же физикалык-химиялык оюу) процесси
3-сүрөт. Реактивдүү иондук офорттун артыкчылыктары (анизотропия жана жогорку оюу ылдамдыгы)
Плазманын курамында изотроптук эркин радикалдар да, анизотроптук катиондор да бар, андыктан ал анизотроптук оюуларды кантип аткарат?
Плазманын кургак оюу, негизинен, реактивдүү иондук оюу (RIE, Reactive Ion Etching) же ушул методдун негизиндеги тиркемелер аркылуу жүзөгө ашырылат. RIE методунун өзөгүн анизотроптук катиондор менен оюу аймагына чабуул коюу менен пленкадагы максаттуу молекулалардын ортосундагы байланыштыруучу күчтү алсыратат. Алсызданган аймак эркин радикалдар менен сиңип, катмарды түзгөн бөлүкчөлөр менен биригип, газга (учуучу кошулма) айланат жана бөлүнүп чыгат.
Эркин радикалдар изотроптук мүнөздөмөлөргө ээ болгону менен, түпкү бетти түзүүчү молекулалар (байланыш күчү катиондордун чабуулунан алсырайт) күчтүү туташуучу күчкө ээ каптал дубалдарга караганда эркин радикалдар тарабынан оңой кармалып, жаңы бирикмелерге айланат. Ошондуктан, ылдый карай оюу негизги болуп калат. Кармалган бөлүкчөлөр бош радикалдар менен газга айланат, алар вакуумдун таасири астында десорбцияланып, бетинен бөлүнүп чыгат.
Бул учурда физикалык аракет менен алынган катиондор жана химиялык таасирден алынган эркин радикалдар физикалык жана химиялык оюу үчүн бириктирилет, ал эми офорттун ылдамдыгы (Etch Rate, белгилүү бир убакыт аралыгындагы оюу даражасы) 10 эсеге көбөйөт. жалгыз катиондук оюу же эркин радикалдык оюу менен салыштырганда. Бул ыкма анизотроптук ылдыйга оюп түшүрүү ылдамдыгын жогорулатуу менен гана чектелбестен, оюлгандан кийин полимер калдыктарынын маселесин чече алат. Бул ыкма реактивдүү иондук оюу (RIE) деп аталат. RIE оюусунун ийгилигинин ачкычы пленканы оюу үчүн ылайыктуу плазма булагы газын табуу. Эскертүү: Плазмалык оюу - бул RIE оюу жана экөөнү бир эле түшүнүк катары кароого болот.
4. Etch Rate жана негизги аткаруу индекси
Сүрөт 4. Etch Rate менен байланышкан негизги Etch Performance Index
Этч ылдамдыгы бир мүнөттө жетиши күтүлгөн тасманын тереңдигин билдирет. Ошентип, бул бир пластинка боюнча бөлүктөн бөлүккө чейин өзгөрүп турат деген эмнени билдирет?
Бул этч тереңдиги пластинанын бир бөлүгүнө чейин өзгөрүп турат дегенди билдирет. Ушул себептен улам, кыртыштын орточо ылдамдыгын жана оюу тереңдигин эске алуу менен оюу токтошу керек болгон акыркы чекитти (EOP) коюу абдан маанилүү. EOP белгиленген күндө да, оюу тереңдиги башында пландаштырылгандан тереңирээк (ашыкча чийилген) же тайызыраак (төмөн чийилген) болгон жерлер дагы бар. Бирок, аз оюу офорт учурунда ашыкча оюлганга караганда көбүрөөк зыян келтирет. Анткени, аз оюу болгон учурда, аз оюлган бөлүгү ион имплантациялоо сыяктуу кийинки процесстерге тоскоол болот.
Ошол эле учурда, селективдүүлүк (этч ылдамдыгы менен өлчөнөт) оюу процессинин негизги көрсөткүчү болуп саналат. Өлчөөнүн стандарты маска катмарынын (фоторезистикалык пленка, оксид пленкасы, кремний нитрид пленкасы ж.б.) жана максаттуу катмардын этүү ылдамдыгын салыштырууга негизделген. Бул селективдүүлүк канчалык жогору болсо, максаттуу катмар ошончолук тезирээк түшүрүлөт дегенди билдирет. Миниатюризациянын деңгээли канчалык жогору болсо, ылгап алуу талабы ошончолук жогору болот. Офорттун багыты түз болгондуктан, катиондук офорттун селективдүүлүгү төмөн, ал эми радикалдык офорттун селективдүүлүгү жогору, бул РИЭнин селективдүүлүгүн жакшыртат.
5. Оюту процесси
Сүрөт 5. Оюту процесси
Биринчиден, пластинка 800 жана 1000 ℃ ортосунда сакталган температурасы менен кычкылдануу мешине жайгаштырылат, андан кийин кургак ыкма менен вафлидин бетинде жогорку изоляциялык касиетке ээ кремний диоксид (SiO2) пленкасы түзүлөт. Андан кийин, кремний катмарын же оксид пленкасында өткөргүч катмарды пайда кылуу үчүн, химиялык буу туташтыруу (CVD)/физикалык буу туташтыруу (PVD) менен деполоо процесси киргизилет. Кремний катмары пайда болсо, керек болсо өткөргүчтүктү жогорулатуу үчүн аралашмалардын диффузия процесси жүргүзүлүшү мүмкүн. Тамаксыздыктын диффузия процессинде бир нече аралашмалар көп жолу кайталанат.
Бул учурда, изолятор катмары менен полисиликон катмарын оюу үчүн бириктирүү керек. Биринчиден, фоторезист колдонулат. Андан кийин фоторезисттик пленкага маска коюлат жана фоторезисттик пленкага керектүү үлгүнү (көзгө көрүнбөгөн) түшүрүү үчүн чөмүлүү жолу менен нымдуу экспозиция жүргүзүлөт. Үлгү контуру иштеп чыгуу жолу менен ачылганда, фотосезгич чөйрөдөгү фоторезист алынып салынат. Андан кийин, фотолитография процесси менен иштетилген пластинка кургак оюу үчүн оюу процессине өткөрүлөт.
Кургак оюу негизинен реактивдүү иондук офорт (RIE) жолу менен ишке ашырылат, мында оюу негизинен ар бир пленка үчүн ылайыктуу булак газын алмаштыруу жолу менен кайталанат. Кургак оюу да, нымдуу оюу да оюптун аспектинин катышын (A/R мааниси) жогорулатууга багытталган. Мындан тышкары, тешиктин түбүндө топтолгон полимерди алып салуу үчүн үзгүлтүксүз тазалоо талап кылынат (оюу менен пайда болгон боштук). Маанилүү жагдай, бардык өзгөрмөлөр (мисалы, материалдар, булак газы, убакыт, форма жана ырааттуулук) тазалоочу эритме же плазма булагы газы траншеянын түбүнө агып кетишин камсыз кылуу үчүн органикалык түрдө жөнгө салынышы керек. Өзгөрмөнүн бир аз өзгөрүшү башка өзгөрмөлөрдү кайра эсептөөнү талап кылат жана бул кайра эсептөө процесси ар бир этаптын максатына жооп бергенге чейин кайталанат. Жакында, мисалы, атомдук катмардын катмары (ALD) катмарлары сыяктуу моноатомдук катмарлар жука жана катуу болуп калды. Ошондуктан, оюу технологиясы төмөнкү температураларды жана басымды колдонууга карай жылып жатат. Оюлоо процесси критикалык өлчөмдү (CD) көзөмөлдөөгө багытталган, жакшы үлгүлөрдү жаратат жана оюу процессинен келип чыккан көйгөйлөрдөн, айрыкча, аз оюудан жана калдыктарды алып салууга байланыштуу көйгөйлөрдөн качууну камсыз кылат. Офорт боюнча жогорудагы эки макала окурмандарга оюу жараянынын максаты, жогорудагы максаттарга жетүүдөгү тоскоолдуктар жана мындай тоскоолдуктарды жеңүү үчүн колдонулган натыйжалуулук көрсөткүчтөрү жөнүндө түшүнүк берүү максатын көздөйт.
Посттун убактысы: 2024-жылдын 10-сентябрына чейин