Ny fanosihosena tany am-boalohany dia nandrisika ny fivoaran'ny fanadiovana na ny lavenona. Amin'izao fotoana izao, ny etching maina mampiasa plasma no lasa mahazatradingana etching. Ny plasma dia misy elektronika, cation ary radika. Ny angovo ampiharina amin'ny plasma dia mahatonga ny elektrôna ivelany indrindra amin'ny entona loharano amin'ny fanjakana tsy miandany, ka mamadika ireo elektrôna ireo ho cation.
Fanampin'izany, ny atôma tsy lavorary ao amin'ny molekiola dia azo esorina amin'ny fampiasana angovo mba hamoronana radika tsy miandany amin'ny herinaratra. Ny etching maina dia mampiasa cations sy radicals izay mandrafitra plasma, izay misy cation anisotropic (mety amin'ny etching amin'ny lalana iray) ary ny radical dia isotropic (mety amin'ny etching amin'ny lafiny rehetra). Ny isan'ny radika dia betsaka lavitra noho ny isan'ny cation. Amin'ity tranga ity, ny etching maina dia tokony ho isotropic toy ny mando etching.
Na izany aza, ny etching anisotropic amin'ny etching maina no mahatonga ny faritra ultra-miniaturized azo atao. Inona no anton'izany? Ankoatr'izay, ny hafainganam-pandehan'ny cation sy ny radicals dia miadana be. Ahoana àry no hampiharana ny fomba fanaovana etching plasma amin'ny famokarana faobe manoloana izany tsy fahampiana izany?
1. Aspect ratio (A/R)
Sary 1. Ny foto-kevitry ny aspect ratio sy ny fiantraikan'ny fivoaran'ny teknolojia eo aminy
Ny Aspect Ratio dia ny tahan'ny sakany marindrano amin'ny haavony mitsangana (izany hoe ny haavony zaraina amin'ny sakany). Arakaraka ny kely kokoa ny refy mitsikera (CD) amin'ny fizaran-tany no lehibe kokoa ny sandan'ny aspect ratio. Izany hoe, amin'ny fiheverana ny sandan'ny aspect ratio 10 sy ny sakany 10nm, dia tokony ho 100nm ny haavon'ny lavaka nalaina nandritra ny dingan'ny etching. Noho izany, ho an'ny vokatra manaraka izay mitaky ultra-miniaturization (2D) na hakitroky avo (3D), dia ilaina ny sanda avo indrindra amin'ny lafiny lafiny mba hahazoana antoka fa ny cation dia afaka miditra amin'ny sarimihetsika ambany mandritra ny etching.
Mba hahatratrarana ny teknolojia ultra-miniaturization miaraka amin'ny refy mitsikera latsaky ny 10nm amin'ny vokatra 2D, ny sandan'ny capacitor aspect ratio de dynamic random access memory (DRAM) dia tokony hotazonina mihoatra ny 100. mba hanambatra sosona 256 na mihoatra amin'ireo sosona manangom-bokatra. Na dia feno aza ny fepetra takiana amin'ny dingana hafa, ny vokatra ilaina dia tsy azo amboarina raha nydingana etchingtsy manara-penitra. Izany no mahatonga ny teknolojia etching ho lasa zava-dehibe kokoa.
2. Overview ny plasma etching
Sary 2. Famaritana ny entona loharano plasma araka ny karazana sarimihetsika
Rehefa sodina poakaty no ampiasaina, dia ny savaivony ny sodina no tery kokoa, no mora kokoa ny hidiran'ny ranon-javatra, izay ilay antsoina hoe capillary. Na izany aza, raha misy lavaka (farany mihidy) dia hohadiana amin'ny faritra miharihary, dia lasa sarotra ny fampidirana ny ranon-javatra. Noho izany, satria 3um hatramin'ny 5um ny haben'ny fizaran-tany tamin'ny tapaky ny taona 1970, dia maina.etchingdia nisolo tsikelikely ny etching mando ho toy ny mahazatra. Izany hoe, na dia misy ionized aza, dia mora kokoa ny miditra amin'ny lavaka lalina satria ny habetsaky ny molekiola tokana dia kely kokoa noho ny an'ny molekiola polymère organika.
Mandritra ny etching plasma, ny atin'ny efitrano fanodinana ampiasaina amin'ny etching dia tokony amboarina amin'ny toetry ny banga alohan'ny hampidirana ny entona loharano plasma mety amin'ny sosona mifandraika. Rehefa mitsambikina sarimihetsika oksizenina mafy, dia tokony hampiasaina entona loharano miorina amin'ny fluoride karbona matanjaka kokoa. Ho an'ny sarimihetsika silisiôma na metaly somary malemy, dia tokony hampiasaina ny gazy loharano plasma mifototra amin'ny klôro.
Noho izany, ahoana no tokony ho voasokitra ny sosona vavahady sy ny sosona insulation silisiôma (SiO2) fototra?
Voalohany, ho an'ny sosona vavahady, ny silisiôma dia tokony esorina amin'ny fampiasana plasma mifototra amin'ny chlorine (silicon + chlorine) miaraka amin'ny fifantenana polysilicon etching. Ho an'ny sosona insulation ambany, ny sarimihetsika dioksida silisiôma dia tokony ho voasokitra amin'ny dingana roa amin'ny fampiasana entona loharanon-drivotra mifototra amin'ny fluoride karbonika (gazy silikon + karbonika tetrafluoride) miaraka amin'ny fifantenana sy ny fahombiazany.
3. Fizotry ny etching ion reactive (RIE na physicochemical etching).
Figure 3. Tombontsoa amin'ny etching ion reactive (anisotropy sy tahan'ny etching ambony)
Ny Plasma dia misy radika maimaim-poana isotropika sy kation anisotropika, koa ahoana no fomba anatanterahany ny etching anisotropic?
Plasma maina etching dia tena atao amin'ny reactive ion etching (RIE, Reactive Ion Etching) na fampiharana mifototra amin'io fomba io. Ny fototry ny fomba RIE dia ny mampihena ny hery mamatotra eo amin'ny molekiola kendrena ao amin'ny sarimihetsika amin'ny fanafihana ny faritra etching amin'ny anisotropic cations. Ny faritra malemy dia lasan'ny radika maimaim-poana, miaraka amin'ireo poti-javatra mandrafitra ny sosona, niova ho entona (component volatile) ary navoaka.
Na dia manana toetra isotropika aza ny radika maimaim-poana, ny molekiola mandrafitra ny ety ambany (izay mihamalemy ny hery mamatotra azy noho ny fanafihan'ny cation) dia mora azon'ny radika maimaim-poana ary avadika ho kanto vaovao noho ny rindrina amin'ny sisiny misy hery mamatotra matanjaka. Noho izany, ny etching ambany dia lasa mahazatra. Lasa entona miaraka amin'ny radika maimaim-poana ireo potika voasambotra, izay nesorina sy navotsotra avy eny ambonin'ny tany noho ny asan'ny banga.
Amin'izao fotoana izao, ny cation azo amin'ny hetsika ara-batana sy ny radika maimaim-poana azo amin'ny hetsika simika dia mitambatra ho an'ny etching ara-batana sy simika, ary ny tahan'ny etching (Etch Rate, ny haavon'ny etching amin'ny fe-potoana iray) dia mitombo in-10. raha oharina amin'ny tranga cationic etching na free radical etching irery. Ity fomba ity dia tsy vitan'ny hoe mampitombo ny tahan'ny etching anisotropic midina etching, fa koa mamaha ny olana ny polymer residues aorian'ny etching. Ity fomba ity dia antsoina hoe reactive ion etching (RIE). Ny fanalahidin'ny fahombiazan'ny etching RIE dia ny fitadiavana gazy loharano plasma mety amin'ny fametahana ny sarimihetsika. Fanamarihana: Ny etching Plasma dia RIE etching, ary ny roa dia azo raisina ho toy ny foto-kevitra iray ihany.
4. Ny tahan'ny etch sy ny tondro fampandehanana fototra
Sary 4. Fanondrom-pahombiazana fototra Etch mifandraika amin'ny tahan'ny Etch
Ny tahan'ny etch dia manondro ny halalin'ny sarimihetsika andrasana ho tratra ao anatin'ny iray minitra. Inona àry no dikan'ny hoe miovaova ny tahan'ny etch isaky ny ampahany amin'ny wafer iray?
Midika izany fa ny halalin'ny etch dia miovaova isaky ny ampahany amin'ny wafer. Noho izany antony izany dia tena zava-dehibe ny fametrahana ny teboka farany (EOP) izay tokony hijanonan'ny etching amin'ny fandinihana ny tahan'ny etch antonony sy ny halalin'ny etch. Na dia napetraka aza ny EOP, dia mbola misy faritra sasany izay lalina kokoa ny halalin'ny etch (over-etched) na marivo kokoa (under-etched) noho ny nomanina tany am-boalohany. Na izany aza, ny tsy fahampian'ny etching dia miteraka fahasimbana bebe kokoa noho ny tafahoatra mandritra ny etching. Satria amin'ny toe-javatra tsy misy etching, ny ampahany ambany-etched dia hanakana ny dingana manaraka toy ny implantation ion.
Mandritra izany fotoana izany, ny fifantenana (refesina amin'ny tahan'ny etch) dia famantarana lehibe amin'ny fizotran'ny etching. Ny fenitry ny fandrefesana dia mifototra amin'ny fampitahana ny tahan'ny etch amin'ny saron-tava (sarimihetsika photoresist, sarimihetsika oksida, sarimihetsika silisiôma nitride, sns.) sy ny sosona kendrena. Midika izany fa arakaraky ny avoakan'ny fifantenana no haingana kokoa ny sosona kendrena voasokitra. Arakaraky ny avo kokoa ny haavon'ny miniaturization, ny avo kokoa ny fitakiana fifantenana mba hahazoana antoka fa ny lamina tsara dia azo aseho tsara. Satria mahitsy ny fitarihana etching, ambany ny fifantenana ny etching cationic, raha avo kosa ny fifantenana ny etching radical, izay manatsara ny fifantenana ny RIE.
5. Etching dingana
Sary 5. Fizotry ny etching
Voalohany, ny wafer dia apetraka ao anaty lafaoro oxidation miaraka amin'ny mari-pana eo anelanelan'ny 800 sy 1000 ℃, ary avy eo dia misy sarimihetsika silisiôma (SiO2) miaraka amin'ny toetran'ny insulation avo dia miforona eo amin'ny endriky ny wafer amin'ny fomba maina. Manaraka, ny dingana deposition dia miditra mba hamorona silisiôma sosona na conductive sosona eo amin'ny oxide sarimihetsika amin'ny simika etona deposition (CVD) / ara-batana etona deposition (PVD). Raha misy sosona silisiôma miforona, dia azo atao ny diffusion diffusion mba hampitombo ny conductivity raha ilaina. Mandritra ny dingan'ny fanaparitahana ny loto dia matetika ampiana imbetsaka ny loto maro.
Amin'izao fotoana izao, ny sosona insulation sy ny polysilicon sosona dia tokony ho mitambatra ho etching. Voalohany, ampiasaina ny photoresist. Aorian'izay dia apetraka eo amin'ny sarimihetsika photoresist ny saron-tava ary ny fandrobana mando dia atao amin'ny fandrobohana mba hanoratana ny lamina irina (tsy hitan'ny maso mitanjaka) amin'ny sarimihetsika photoresist. Rehefa aseho amin'ny alàlan'ny fivoarana ny laminasa, dia esorina ny photoresist amin'ny faritra misy sary. Avy eo, ny wafer nokarakarain'ny dingan'ny photolithography dia nafindra tany amin'ny dingan'ny etching ho an'ny etching maina.
Ny etching maina dia atao amin'ny alàlan'ny reactive ion etching (RIE), izay averimberina matetika amin'ny fanoloana ny entona loharano mety amin'ny sarimihetsika tsirairay. Ny etching maina sy mando dia samy mikendry ny hampitombo ny aspect ratio (A/R value) amin'ny etching. Ankoatra izany, ilaina ny fanadiovana tsy tapaka mba hanesorana ny polymère miangona eo amin'ny farany ambany amin'ny lavaka (ny banga miforona amin'ny etching). Ny zava-dehibe dia ny hoe ny fari-piainana rehetra (toy ny fitaovana, ny entona loharano, ny fotoana, ny endrika ary ny filaharana) dia tokony ahitsy ara-boajanahary mba hahazoana antoka fa ny vahaolana fanadiovana na ny entona loharano plasma dia afaka midina any amin'ny faran'ny hady. Ny fiovana kely amin'ny fari-pitsipika iray dia mitaky kajy indray amin'ny fari-piainana hafa, ary averina izany dingana izany mandra-pahafeno ny tanjon'ny dingana tsirairay. Vao haingana, ny sosona monoatomika toy ny sosona atomika deposition (ALD) dia nanjary manify sy mafy kokoa. Noho izany, ny teknolojia etching dia mandroso mankany amin'ny fampiasana ny mari-pana ambany sy ny tsindry. Ny dingan'ny etching dia mikendry ny hifehy ny refy mitsikera (CD) mba hamokarana lamina tsara ary hiantohana fa hialana ny olana ateraky ny fizotran'ny etching, indrindra fa ny tsy fahampian-tsakafo sy ny olana mifandraika amin'ny fanesorana ny sisa. Ireo lahatsoratra roa etsy ambony momba ny etching dia mikendry ny hanome ny mpamaky ny fahatakarana ny tanjon'ny fizotran'ny etching, ny sakana amin'ny fanatrarana ireo tanjona voalaza etsy ambony, ary ny tondro fampiasa ampiasaina handresena ireo sakana ireo.
Fotoana fandefasana: Sep-10-2024