Ko te makuku moata i whakatairanga i te whakawhanaketanga o nga mahi horoi, whakangahu ranei. I tenei ra, ko te tarai maroke ma te whakamahi i te plasma kua noho hei kaupapa matuatukanga tarai. Ko te plasma kei roto i nga irahiko, nga cation me nga tuwhena. Ko te kaha ka tukuna ki te plasma ka tangohia nga irahiko o waho o te puna hau i roto i te ahua kore, na reira ka huri i enei irahiko ki roto i nga cation.
I tua atu, ka taea te tango i nga ngota ngoikore i roto i nga ngota ngota ma te whakamahi i te kaha ki te hanga i nga rauropi kore hiko. Ka whakamahia e te tarai maroke nga katote me nga rauropi e hanga ana i te plasma, he anisotropic nga katote (he pai mo te tarai i tetahi huarahi) me nga rauropi he isotropic (he pai mo te tarai i nga huarahi katoa). He nui ake te maha o nga rauropi i te maha o nga cation. I roto i tenei take, kia noho isotropic te hakihaki maroke penei i te tarai maku.
Heoi, na te weriweri anisotropic o te tarai maroke e taea ai nga iahiko ultra-miniaturized. He aha te take mo tenei? I tua atu, he tino puhoi te tere etching o nga cation me nga tuwhena. Na me pehea e taea ai e tatou te whakamahi tikanga etching plasma ki te hanga papatipu i mua i tenei ngoikoretanga?
1. Tauwehenga Ahua (A/R)
Whakaatu 1. Te ariā o te ahua ōwehenga me te paanga o te ahunga whakamua hangarau ki runga
Ko te Aspect Ratio te ōwehenga o te whanui whakapae ki te teitei poutū (arā, te teitei ka wehea ki te whanui). Ko te iti ake o te ine nui (CD) o te ara iahiko, ka nui ake te uara owehenga ahuatanga. Arā, ki te whakaaro he uara owehenga o te 10 me te whanui o te 10nm, me 100nm te teitei o te rua i werohia i te wa o te mahi tarai. No reira, mo nga hua whakatipuranga e hiahia ana ki te ultra-miniaturization (2D) me te kiato teitei (3D), me tino nui nga uara owehenga ahua teitei hei whakarite ka uru nga katote ki roto i te kiriata o raro i te wa e tarai ana.
Hei whakatutuki i te hangarau ultra-miniaturization me te rahinga tino iti iho i te 10nm i roto i nga hua 2D, me pupuri te uara owehenga puritanga o te mahara urunga matapōkere hihiri (DRAM) ki runga ake i te 100. Waihoki, ko te 3D NAND flash memory me teitei ake nga uara owehenga waahanga ki te tāpae 256 paparanga, neke atu rānei o ngā papa tāpae pūtau. Ahakoa ka tutuki nga tikanga e hiahiatia ana mo etahi atu tukanga, kaore e taea te whakaputa i nga hua e hiahiatia ana mena tetukanga taraikaore e eke ki te paerewa. Koinei te take e kaha haere ana te hangarau tarai.
2. Tirohanga mo te tarai plasma
Whakaahua 2. Te whakatau i te hau puna plasma i runga i te momo kiriata
Ka whakamahia he paipa tuwhera, ka whaiti te diameter o te paipa, ka ngawari ake te uru o te wai, koinei te mea e kiia nei ko te capillary. Heoi, ki te keria he poka (te pito kati) ki te waahi kua kitea, ka tino uaua te whakauru o te wai. No reira, i te mea he 3um ki te 5um te rahi o te ara iahiko i waenganui o nga tau 1970, marokewhakairokua whakakapi haeretia te weriweri maku hei kaupapa auraki. Arā, ahakoa te katote, he ngawari ake te kuhu ki roto i nga rua hohonu na te mea he iti ake te rōrahi o te rāpoi ngota kotahi i tērā o te rāpoi ngota wairewa polymer organic.
I te wa e taraihia ana te plasma, me whakatika te roto o te ruuma tukatuka e whakamahia ana mo te tarai ki te ahua korehau i mua i te werohanga i te hau puna plasma e tika ana mo te paparanga e tika ana. I te wa e werohia ana nga kiriata waikura totoka, me whakamahi nga hau matatiki-wao-wao-wao. Mo nga kiriata kirika ngoikore me nga kiriata whakarewa, me whakamahi nga hauwaa maataa-a-maota.
Na, me pehea te tarai i te paparanga o te kuaha me te paparanga whakamarumaru o raro o te silicon dioxide (SiO2)?
Tuatahi, mo te paparanga kuaha, me tango te silicon ma te whakamahi i te plasma chlorine-based (silicon + chlorine) me te whiriwhiringa etching polysilicon. Mo te paparanga whakamatao o raro, me tuhi te kiriata hauhaurua ki nga hikoinga e rua ma te whakamahi i te hau puna plasma i runga i te waro fluoride (silicon dioxide + carbon tetrafluoride) me te kaha ake o te kowhiringa me te whai hua.
3. Tukatuka katote tauhohe (RIE, physicochemical etching) tukanga
Whakaahua 3. Nga painga o te katote tauhohenga o te katote etching (anisotropy me te reiti etching teitei)
Kei roto i te Plasma nga rauropi koreutu isotropic me nga cation anisotropic, no reira me pehea te mahi i te hangai anisotropic?
Plasma dry etching te nuinga e mahia e te katote tauhohenga etching (RIE, Reactive Ion Etching) ranei tono i runga i tenei tikanga. Ko te kaupapa matua o te tikanga RIE ko te whakangoikore i te kaha here i waenga i nga ngota ngota i whaaia i roto i te kiriata ma te whakaeke i te waahi tarai me nga cations anisotropic. Ko te waahi ngoikore ka uruhia e nga rauropi kore utu, ka honoa ki nga matūriki e hanga ana i te paparanga, ka huri ki te hau (he puhui puhoi) ka tukuna.
Ahakoa he ahua isotropic nga rauropi kore utu, ko nga ngota ngota e hanga ana i te mata o raro (kua ngoikore tona kaha here na te whakaekenga o nga cation) ka ngawari ake te hopukina e nga rauropi kore utu ka huri hei puhui hou atu i nga pakitara taha me te kaha here kaha. No reira, ko te tarai whakararo te tikanga. Ko nga matūriki kua mau ki te hau me nga rauropi kore utu, ka whakakorehia, ka tukuna mai i te mata i raro i te mahi o te korehau.
I tenei wa, ko nga cations i whiwhihia e te mahi tinana me nga rauropi kore utu e whiwhi ana i te mahi matū ka whakakotahihia mo te tarai tinana me te matū, a ka piki ake te tere o te etching (Etch Rate, te tohu o te etching i roto i tetahi wa) e 10 nga wa. ka whakatauritea ki te keehi o te cationic etching or free radical etching anake. Ka taea e tenei tikanga te whakanui ake i te tere o te etching anisotropic ki raro, engari ano hoki te whakaoti i te raru o te toenga polymer i muri i te tarai. Ko tenei tikanga ka kiia ko te reactive ion etching (RIE). Ko te mea nui ki te angitu o te tarai RIE ko te kimi i te hau puna plasma e tika ana hei tarai i te kiriata. Kia mahara: Ko te tarai plasma ko RIE te tuhi, a ka taea te whakaaro ko enei e rua he kaupapa kotahi.
4. Te Reiti Etch me te Taurangi Mahinga Matua
Whakaatu 4. Taurangi Mahinga Tuhi Tuhi e pa ana ki te Reeti Etch
Ko te reiti etch e tohu ana ki te hohonutanga o te kiriata e tika ana kia tae i roto i te meneti kotahi. Na he aha te tikanga he rereke te reiti etch mai i tetahi waahanga ki tetahi waahanga i runga i te angiangi kotahi?
Ko te tikanga he rereke te hohonu o te etch mai i tetahi waahanga ki tetahi waahanga i runga i te angiangi. Mo konei, he mea tino nui ki te whakarite i te pito mutunga (EOP) ki reira ka mutu te tarai ma te whai whakaaro ki te reeti hata toharite me te hohonu o te etch. Ahakoa kua whakatauhia te EOP, kei reira tonu etahi waahi he hohonu ake te hohonutanga o te etch (i runga i te etched) he papaku ranei (i raro i te etched) i te mea i whakaritea i mua. Heoi ano, he nui ake te kino o te hangai i te wa o te tarai. Na te mea kei raro i te tarai, ka aukati te waahanga o raro i nga mahi penei i te whakaurunga katote.
I tenei wa, ko te kowhiringa (i inehia e te reiti etch) he tohu mahi matua mo te mahi tarai. Ko te paerewa ine i runga i te whakatairite o te reeti etch o te paparanga kanohi (kiriata photoresist, kiriata waikura, kiriata nitride silicon, me etahi atu) me te paparanga whaainga. Ko te tikanga ko te teitei ake o te whiriwhiringa, ka tere ake te tarai i te paparanga whaainga. Ko te teitei ake o te taumata o te iti, ko te teitei ake o te whakaritenga whiriwhiri ko te whakarite kia taea te whakaatu i nga tauira pai. Mai i te mea he tika te ahunga o te etching, he iti te whiriwhiringa o te etching cationic, i te mea he tiketike te whiriwhiringa o te etching radical, e pai ake ai te whiriwhiringa o te RIE.
5. Te mahi tarai
Whakaahua 5. Te mahi tarai
Tuatahi, ka whakanohoia te angiangi ki roto i te oumu waikura me te pāmahana e mau tonu ana i waenga i te 800 me te 1000 ℃, katahi ka hangaia he kiriata hauhauora (SiO2) me nga ahuatanga whakamarumaru teitei i runga i te mata o te angiangi ma te tikanga maroke. I muri mai, ka kuhuhia te tukanga waipara ki te hanga i te paparanga silicon, i te paparanga whakahaere ranei i runga i te kiriata waikura ma te whakangao kohu matū (CVD)/whakarere kohu tinana (PVD). Mena ka hangaia he paparanga silicon, ka taea te whakahaere i te tikanga whakamaoritanga poke ki te whakanui ake i te kawe mena e tika ana. I te wa o te whakamaoritanga poke, he maha nga wa ka taapirihia nga poke maha.
I tenei wa, me whakakotahi te paparanga whakamarumaru me te paparanga polysilicon mo te tarai. Tuatahi, ka whakamahia he photoresist. I muri iho, ka utaina he kanohi ki runga i te kiriata photoresist ka mahia te whakamaarama maku ma te rumaki kia tuhia te tauira e hiahiatia ana (kaore e kitea e te kanohi tahanga) ki te kiriata photoresist. Ina kitea te whakahuahua tauira e te whanaketanga, ka tangohia te photoresist i te waahi whakaahua. Na, ka whakawhitia te angiangi i tukatukahia e te tukanga photolithography ki te tukanga tarai mo te tarai maroke.
Ko te wetenga maroke ka mahia ma te reactive katote etching (RIE), i te nuinga o te waa ka tukurua te mahi ma te whakakapi i te hau puna e tika ana mo ia kiriata. E whai ana nga mahi whakairo maroke me te makutu ki te whakanui ake i te ahua ōwehenga (Uara A/R) o te whakairo. I tua atu, me horoi i nga wa katoa ki te tango i te polymer kua kohia ki raro o te poka (te waahi i hangaia e te tarai). Ko te mea nui ko nga taurangi katoa (penei i nga rawa, i te puna hau, i te wa, i te ahua me te raupapa) me whakatika maana kia pai ai te rere o te otinga horoi, te hau puna plasma ranei ki raro o te waikeri. Ko te iti o te huringa o te taurangi me tatau ano etahi atu taurangi, a ka tukuruatia tenei mahinga tatau kia tutuki ra ano te kaupapa o ia wahanga. Ina tata nei, kua angiangi ake, kua pakari ake nga paparanga monoatomic penei i te whakamaarama apa ngota (ALD). Na reira, kei te anga whakamua te hangarau tarai ki te whakamahi i te iti o te mahana me te pehanga. Ko te tikanga o te mahi tarai ki te whakahaere i te ine tino nui (CD) ki te whakaputa tauira pai me te whakarite kia karohia nga raru i puta mai i te mahi tarai, ina koa ko te ngoikore me nga raru e pa ana ki te tango toenga. Ko nga tuhinga e rua o runga ake nei mo te whakairo e whai ana kia mohio nga kaipanui ki te kaupapa o te mahi tarai, nga arai ki te whakatutuki i nga whainga o runga ake nei, me nga tohu mahi e whakamahia ana ki te hinga i aua arai.
Te wa tuku: Sep-10-2024