L-inċiżjoni bikrija mxarrba ppromwova l-iżvilupp ta 'proċessi ta' tindif jew irmied. Illum, l-inċiżjoni niexfa bl-użu tal-plażma saret il-mainstreamproċess ta 'inċiżjoni. Il-plażma tikkonsisti f'elettroni, katjoni u radikali. L-enerġija applikata għall-plażma tikkawża li l-elettroni l-aktar 'il barra tal-gass tas-sors fi stat newtrali jitneħħew, u b'hekk jikkonvertu dawn l-elettroni f'katjoni.
Barra minn hekk, atomi imperfetti fil-molekuli jistgħu jitneħħew billi tiġi applikata l-enerġija biex jiffurmaw radikali newtrali elettrikament. L-inċiżjoni niexfa tuża katjoni u radikali li jiffurmaw il-plażma, fejn katjoni huma anisotropiċi (adattati għall-inċiżjoni f'ċerta direzzjoni) u radikali huma iżotropiċi (adattati għall-inċiżjoni fid-direzzjonijiet kollha). In-numru ta 'radikali huwa ferm akbar min-numru ta' katjoni. F'dan il-każ, l-inċiżjoni niexfa għandha tkun iżotropika bħal inċiżjoni mxarrba.
Madankollu, huwa l-inċiżjoni anisotropika ta 'inċiżjoni niexfa li tagħmel ċirkwiti ultra-minjaturizzati possibbli. X'inhi r-raġuni għal dan? Barra minn hekk, il-veloċità tal-inċiżjoni tal-katjoni u r-radikali hija bil-mod ħafna. Allura kif nistgħu napplikaw metodi ta 'inċiżjoni fil-plażma għall-produzzjoni tal-massa quddiem dan in-nuqqas?
1. Proporzjon tal-aspett (A/R)
Figura 1. Il-kunċett tal-proporzjon tal-aspett u l-impatt tal-progress teknoloġiku fuqu
Aspect Ratio huwa l-proporzjon tal-wisa' orizzontali għall-għoli vertikali (jiġifieri, l-għoli diviż bil-wisa'). Iktar ma tkun iżgħar id-dimensjoni kritika (CD) taċ-ċirkwit, akbar ikun il-valur tal-proporzjon tal-aspett. Jiġifieri, jekk wieħed jassumi valur tal-proporzjon tal-aspett ta '10 u wisa' ta '10nm, l-għoli tat-toqba mtaqqba matul il-proċess tal-inċiżjoni għandu jkun 100nm. Għalhekk, għal prodotti tal-ġenerazzjoni li jmiss li jeħtieġu ultra-minjaturizzazzjoni (2D) jew densità għolja (3D), huma meħtieġa valuri tal-proporzjon tal-aspett estremament għoljin biex jiżguraw li l-katjoni jistgħu jippenetraw il-film tal-qiegħ waqt l-inċiżjoni.
Biex tinkiseb teknoloġija ultra-minjaturizzazzjoni b'dimensjoni kritika ta 'inqas minn 10nm fi prodotti 2D, il-valur tal-proporzjon tal-aspett tal-kapaċitatur tal-memorja dinamika ta' aċċess każwali (DRAM) għandu jinżamm 'il fuq minn 100. Bl-istess mod, il-memorja flash 3D NAND teħtieġ ukoll valuri tal-proporzjon tal-aspett ogħla biex tistiva 256 saff jew aktar ta 'saffi ta' stivar taċ-ċelluli. Anki jekk il-kundizzjonijiet meħtieġa għal proċessi oħra jiġu sodisfatti, il-prodotti meħtieġa ma jistgħux jiġu prodotti jekk il-proċess ta 'inċiżjonimhuwiex sa standard. Huwa għalhekk li t-teknoloġija tal-inċiżjoni qed issir dejjem aktar importanti.
2. Ħarsa ġenerali lejn l-inċiżjoni tal-plażma
Figura 2. Determinazzjoni tal-gass tas-sors tal-plażma skont it-tip tal-film
Meta jintuża pajp vojt, iktar ma jkun idjaq id-dijametru tal-pajp, iktar ikun faċli li jidħol likwidu, li huwa l-hekk imsejjaħ fenomenu kapillari. Madankollu, jekk toqba (tarf magħluq) għandha tittaqqab fiż-żona esposta, id-dħul tal-likwidu jsir pjuttost diffiċli. Għalhekk, peress li d-daqs kritiku taċ-ċirkwit kien 3um sa 5um f'nofs is-snin sebgħin, niexefinċiżjonigradwalment issostitwixxa l-inċiżjoni mxarrba bħala l-mainstream. Jiġifieri, għalkemm jonizzat, huwa aktar faċli li tippenetra toqob fil-fond minħabba li l-volum ta 'molekula waħda hija iżgħar minn dik ta' molekula ta 'soluzzjoni ta' polimeru organiku.
Waqt l-inċiżjoni tal-plażma, l-intern tal-kamra tal-ipproċessar użata għall-inċiżjoni għandha tiġi aġġustata għal stat ta 'vakwu qabel ma tinjetta l-gass tas-sors tal-plażma adattat għas-saff rilevanti. Meta jiġu inċiżi films ta 'ossidu solidu, għandhom jintużaw gassijiet tas-sors aktar b'saħħithom ibbażati fuq il-fluworidu tal-karbonju. Għal films tas-silikon jew tal-metall relattivament dgħajfa, għandhom jintużaw gassijiet tas-sors tal-plażma bbażati fuq il-kloru.
Allura, kif għandhom jiġu nċiżi s-saff tal-bieb u s-saff ta 'insulazzjoni tad-dijossidu tas-silikon (SiO2) sottostanti?
L-ewwel, għas-saff tal-bieb, is-silikon għandu jitneħħa bl-użu ta 'plażma bbażata fuq il-klorin (silikon + kloru) b'selettività ta' inċiżjoni tal-polysilicon. Għas-saff iżolanti tal-qiegħ, il-film tad-dijossidu tas-silikon għandu jiġi nċiżi f'żewġ passi bl-użu ta 'gass sors ta' plażma bbażat fuq il-fluworidu tal-karbonju (dijossidu tas-silikon + tetrafluworidu tal-karbonju) b'selettività u effettività ta 'inċiżjoni aktar b'saħħitha.
3. Proċess ta 'inċiżjoni tal-jone reattiv (RIE jew inċiżjoni fiżikokimika).
Figura 3. Vantaġġi ta 'inċiżjoni jonika reattiva (anisotropija u rata għolja ta' inċiżjoni)
Il-plażma fiha kemm radikali ħielsa iżotropiċi kif ukoll katjoni anisotropiċi, allura kif twettaq inċiżjoni anisotropika?
L-inċiżjoni niexfa tal-plażma titwettaq prinċipalment permezz ta 'inċiżjoni tal-jone reattiv (RIE, Inċiżjoni tal-Ion Reattiv) jew applikazzjonijiet ibbażati fuq dan il-metodu. Il-qalba tal-metodu RIE hija li tiddgħajjef il-forza li torbot bejn il-molekuli fil-mira fil-film billi tattakka ż-żona tal-inċiżjoni b'katjoni anisotropiċi. Iż-żona mdgħajfa hija assorbita minn radikali ħielsa, flimkien mal-partiċelli li jiffurmaw is-saff, konvertiti f'gass (kompost volatili) u rilaxxati.
Għalkemm ir-radikali ħielsa għandhom karatteristiċi isotropiċi, il-molekuli li jiffurmaw il-wiċċ tal-qiegħ (li l-forza li torbot tagħhom hija mdgħajfa bl-attakk ta 'katjoni) jinqabdu aktar faċilment minn radikali ħielsa u kkonvertiti f'komposti ġodda minn ħitan tal-ġenb b'forza qawwija ta' rbit. Għalhekk, l-inċiżjoni 'l isfel issir il-mainstream. Il-partiċelli maqbuda jsiru gass b'radikali ħielsa, li huma desorbiti u rilaxxati mill-wiċċ taħt l-azzjoni tal-vakwu.
F'dan iż-żmien, il-katjoni miksuba b'azzjoni fiżika u r-radikali ħielsa miksuba b'azzjoni kimika huma kkombinati għal inċiżjoni fiżika u kimika, u r-rata ta 'inċiżjoni (Rata ta' inċiżjoni, il-grad ta 'inċiżjoni f'ċertu perjodu ta' żmien) tiżdied b'10 darbiet meta mqabbel mal-każ ta 'inċiżjoni katjonika jew inċiżjoni radikali ħielsa biss. Dan il-metodu jista 'mhux biss iżid ir-rata ta' inċiżjoni ta 'inċiżjoni anisotropika 'l isfel, iżda wkoll isolvi l-problema tar-residwu tal-polimeru wara l-inċiżjoni. Dan il-metodu jissejjaħ inċiżjoni tal-jone reattiva (RIE). Iċ-ċavetta għas-suċċess ta 'l-inċiżjoni RIE hija li jinstab gass ta' sors ta 'plażma adattat għall-inċiżjoni tal-film. Nota: L-inċiżjoni tal-plażma hija inċiżjoni RIE, u t-tnejn jistgħu jitqiesu bħala l-istess kunċett.
4. Etch Rate u Core Performance Index
Figura 4. Indiċi tal-Prestazzjoni tal-Etch Core relatat mar-Rata tal-Etch
Ir-rata ta 'inċiżjoni tirreferi għall-fond tal-film li huwa mistenni li jintlaħaq f'minuta waħda. Allura xi jfisser li r-rata ta 'inċiżjoni tvarja minn parti għall-oħra fuq wejfer wieħed?
Dan ifisser li l-fond tal-inċiżjoni jvarja minn parti għal parti fuq il-wejfer. Għal din ir-raġuni, huwa importanti ħafna li jiġi stabbilit il-punt tat-tmiem (EOP) fejn l-inċiżjoni għandha tieqaf billi tikkunsidra r-rata medja tal-inċiżjoni u l-fond tal-inċiżjoni. Anke jekk l-EOP huwa ssettjat, għad hemm xi żoni fejn il-fond tal-inċiżjoni huwa aktar fil-fond (inċiżi żżejjed) jew inqas baxx (inċiżi taħt) milli kien ippjanat oriġinarjament. Madankollu, under-inċiżjoni tikkawża aktar ħsara minn over-inċiżjoni waqt inċiżjoni. Minħabba li fil-każ ta 'taħt inċiżjoni, il-parti taħt inċiżjoni se tfixkel proċessi sussegwenti bħall-impjantazzjoni tal-joni.
Sadanittant, is-selettività (imkejla bir-rata tal-inċiżjoni) hija indikatur ewlieni tal-prestazzjoni tal-proċess tal-inċiżjoni. L-istandard tal-kejl huwa bbażat fuq it-tqabbil tar-rata ta 'inċiżjoni tas-saff tal-maskra (film photoresist, film tal-ossidu, film tan-nitrur tas-silikon, eċċ.) u s-saff fil-mira. Dan ifisser li iktar ma tkun għolja s-selettività, iktar ikun mgħaġġel is-saff tal-mira huwa nċiżi. Aktar ma jkun għoli l-livell ta 'minjaturizzazzjoni, iktar ikun għoli r-rekwiżit tas-selettività biex jiġi żgurat li mudelli fini jistgħu jiġu ppreżentati perfettament. Peress li d-direzzjoni tal-inċiżjoni hija dritta, is-selettività tal-inċiżjoni katjonika hija baxxa, filwaqt li s-selettività tal-inċiżjoni radikali hija għolja, li ttejjeb is-selettività tar-RIE.
5. Proċess ta 'inċiżjoni
Figura 5. Proċess ta 'inċiżjoni
L-ewwel, il-wejfer titqiegħed f'forn ta 'ossidazzjoni b'temperatura miżmuma bejn 800 u 1000 ℃, u mbagħad film tad-dijossidu tas-silikon (SiO2) bi proprjetajiet ta' insulazzjoni għolja jiġi ffurmat fuq il-wiċċ tal-wejfer b'metodu niexef. Sussegwentement, il-proċess ta 'depożizzjoni jiddaħħal biex jifforma saff tas-silikon jew saff konduttiv fuq il-film tal-ossidu permezz ta' depożizzjoni tal-fwar kimiku (CVD)/depożizzjoni tal-fwar fiżiku (PVD). Jekk jiġi ffurmat saff tas-silikon, jista 'jitwettaq proċess ta' diffużjoni ta 'impurità biex tiżdied il-konduttività jekk meħtieġ. Matul il-proċess ta 'diffużjoni tal-impurità, impuritajiet multipli huma spiss miżjuda ripetutament.
F'dan iż-żmien, is-saff iżolanti u s-saff tal-polysilicon għandhom jingħaqdu għall-inċiżjoni. L-ewwel, jintuża photoresist. Sussegwentement, titqiegħed maskra fuq il-film photoresist u l-espożizzjoni mxarrba titwettaq permezz ta 'immersjoni biex timprintja l-mudell mixtieq (inviżibbli għall-għajn) fuq il-film photoresist. Meta l-kontorn tal-mudell jiġi żvelat mill-iżvilupp, il-fotoreżist fiż-żona fotosensittiva jitneħħa. Imbagħad, il-wejfer ipproċessat mill-proċess tal-fotolitografija jiġi trasferit għall-proċess ta 'inċiżjoni għal inċiżjoni niexfa.
L-inċiżjoni niexfa titwettaq prinċipalment permezz ta 'inċiżjoni tal-jone reattiva (RIE), li fiha l-inċiżjoni hija ripetuta prinċipalment billi jissostitwixxi l-gass tas-sors adattat għal kull film. Kemm l-inċiżjoni niexfa kif ukoll l-inċiżjoni mxarrba għandhom l-għan li jżidu l-proporzjon tal-aspett (valur A/R) tal-inċiżjoni. Barra minn hekk, tindif regolari huwa meħtieġ biex jitneħħa l-polimeru akkumulat fil-qiegħ tat-toqba (id-distakk iffurmat bl-inċiżjoni). Il-punt importanti huwa li l-varjabbli kollha (bħal materjali, gass tas-sors, ħin, forma u sekwenza) għandhom jiġu aġġustati b'mod organiku biex jiżguraw li s-soluzzjoni tat-tindif jew il-gass tas-sors tal-plażma jistgħu jiċċirkolaw sal-qiegħ tat-trinka. Bidla żgħira f'varjabbli teħtieġ kalkolu mill-ġdid ta 'varjabbli oħra, u dan il-proċess ta' kalkolu mill-ġdid huwa ripetut sakemm jilħaq l-iskop ta 'kull stadju. Riċentement, saffi monoatomiċi bħal saffi ta 'depożizzjoni ta' saff atomiku (ALD) saru irqaq u aktar diffiċli. Għalhekk, it-teknoloġija tal-inċiżjoni qed timxi lejn l-użu ta 'temperaturi u pressjonijiet baxxi. Il-proċess ta 'inċiżjoni għandu l-għan li jikkontrolla d-dimensjoni kritika (CD) biex jipproduċi mudelli fini u jiżgura li jiġu evitati problemi kkawżati mill-proċess ta' inċiżjoni, speċjalment inċiżjoni taħt u problemi relatati mat-tneħħija tar-residwi. Iż-żewġ artikoli ta 'hawn fuq dwar l-inċiżjoni għandhom l-għan li jipprovdu lill-qarrejja b'fehim tal-iskop tal-proċess tal-inċiżjoni, l-ostakli għall-kisba tal-għanijiet ta' hawn fuq, u l-indikaturi tal-prestazzjoni użati biex jingħelbu tali ostakli.
Ħin tal-post: Settembru-10-2024