يېرىم ئۆتكۈزگۈچنىڭ شەكىللىنىش جەريانى ئېقىمى

بالدۇر ھۆل تەمرەتكە تازىلاش ياكى يۇيۇش جەريانىنىڭ تەرەققىياتىنى ئىلگىرى سۈردى. بۈگۈنكى كۈندە ، پلازما ئىشلىتىپ قۇرۇق قىچىش ئاساسىي ئېقىنغا ئايلاندىetching process. پلازما ئېلېكترون ، كاتەكچە ۋە رادىكاللاردىن تەركىب تاپىدۇ. پلازماغا ئىشلىتىلگەن ئېنېرگىيە نېيترال ھالەتتىكى مەنبە گازىنىڭ ئەڭ سىرتقى ئېلېكترونلىرىنىڭ تارتىۋېلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ، بۇ ئارقىلىق بۇ ئېلېكترونلار كاتونغا ئايلىنىدۇ.

ئۇنىڭدىن باشقا ، مولېكۇلادىكى مۇكەممەل بولمىغان ئاتوملارنى چىقىرىپ تاشلاپ ، ئېلېكتر نېيترال رادىكال ھاسىل قىلىدۇ. قۇرۇتۇشتا پلازما ھاسىل قىلىدىغان كاتەكچە ۋە رادىكال ئىشلىتىلىدۇ ، بۇ يەردە دانىخورەك ئانسوتروپىك بولىدۇ (مەلۇم يۆنىلىشتە قىرىشقا ماس كېلىدۇ) ، رادىكاللار ئىزوتوپروپىك (ھەر تەرەپكە قىستاشقا ماس كېلىدۇ). رادىكاللارنىڭ سانى كاتەكچە سانىدىن كۆپ كۆپ. بۇ خىل ئەھۋالدا قۇرۇق قۇرۇتۇش ھۆل تەمرەتكە ئوخشاش ئىزوتوپ بولۇشى كېرەك.

قانداقلا بولمىسۇن ، ئۇ دەرىجىدىن تاشقىرى كىچىكلىتىلگەن توك يولىنى قۇرۇتۇشنىڭ ئانسوتروپىك قىچىشىدۇر. بۇنىڭ سەۋەبى نېمە؟ ئۇنىڭدىن باشقا ، كاتالون ۋە رادىكاللارنىڭ قىچىشىش سۈرئىتى ئىنتايىن ئاستا. ئۇنداقتا بىز بۇ يېتەرسىزلىك ئالدىدا پلازما كېسىش ئۇسۇلىنى قانداق قىلىپ تۈركۈملەپ ئىشلەپچىقىرىشقا ئىشلىتىمىز؟

 

1. Aspect Ratio (A / R)

 

رەسىم 1: نىسبەت نىسبىتى ئۇقۇمى ۋە تېخنىكا تەرەققىياتىنىڭ ئۇنىڭغا بولغان تەسىرى

 

Aspect Ratio بولسا گورىزونتال كەڭلىك بىلەن تىك ئېگىزلىكنىڭ نىسبىتى (يەنى كەڭلىك بىلەن بۆلۈنگەن ئېگىزلىك). توك يولىنىڭ ھالقىلىق ئۆلچىمى (CD) قانچە كىچىك بولسا ، تەرەپ نىسبىتىمۇ شۇنچە چوڭ بولىدۇ. دېمەك ، يان تەرەپ نىسبىتىنىڭ قىممىتى 10 ، كەڭلىكى 10nm دەپ پەرەز قىلساق ، قىچىش جەريانىدا بۇرالغان تۆشۈكنىڭ ئېگىزلىكى 100nm بولۇشى كېرەك. شۇڭلاشقا ، كېيىنكى ئەۋلاد مەھسۇلاتلارغا دەرىجىدىن تاشقىرى كىچىكلىتىش (2D) ياكى يۇقىرى زىچلىق (3D) تەلەپ قىلىدىغان مەھسۇلاتلارغا نىسبەتەن ئېيتقاندا ، ئىنتايىن يۇقىرى بولغان نىسبەت نىسبىتى قىممەت تەلەپ قىلىنىدۇ.

 

2D مەھسۇلاتلىرىدا ھالقىلىق ئۆلچىمى 10nm دىن تۆۋەن بولغان دەرىجىدىن تاشقىرى كىچىكلىتىش تېخنىكىسىنى قولغا كەلتۈرۈش ئۈچۈن ، ھەرىكەتچان ئىختىيارى زىيارەت ئىچكى ساقلىغۇچ (DRAM) نىڭ كوندېنساتورنىڭ نىسبىتى نىسبىتىنى 100 دىن يۇقىرى ساقلاپ قېلىش كېرەك. ئوخشاشلا ، 3D NAND چاقماق ساقلىغۇچمۇ تېخىمۇ يۇقىرى بولغان نىسبەت نىسبىتىنى تەلەپ قىلىدۇ. 256 قەۋەت ياكى ئۇنىڭدىنمۇ كۆپ ھۈجەيرە تىزىش قەۋىتىنى تىزىش. باشقا جەريانلارغا كېرەكلىك شەرتلەر ھازىرلانغان تەقدىردىمۇ ، لازىملىق مەھسۇلاتلارنى ئىشلەپچىقارغىلى بولمايدۇetching processئۆلچەمگە يەتمەيدۇ. شۇڭلاشقا چاتاش تېخنىكىسى كۈنسېرى موھىم بولۇۋاتىدۇ.

 

2. پلازما كېسىلىنىڭ ئومۇمىي ئەھۋالى

 

2-رەسىم. پلازما مەنبە گازىنى فىلىم تىپىغا ئاساسەن ئېنىقلاش

 

كاۋاك تۇرۇبا ئىشلىتىلگەندە ، تۇرۇبا دىئامېتىرى تار بولسا ، سۇيۇقلۇقنىڭ كىرىشى ئاسان بولىدۇ ، بۇ ئاتالمىش ​​قىل قان تومۇر ھادىسىسى. قانداقلا بولمىسۇن ، ئوچۇق جايدا تۆشۈك (يېپىق ئۇچى) تېشىپ قويماقچى بولسا ، سۇيۇقلۇقنىڭ كىرگۈزۈلۈشى بىر قەدەر قىيىنغا توختايدۇ. شۇڭلاشقا ، ئالدىنقى ئەسىرنىڭ 70-يىللىرىنىڭ ئوتتۇرىلىرىدا توك يولىنىڭ ھالقىلىق چوڭلۇقى 3um دىن 5 غىچە بولغانلىقتىن ، قۇرغاقetchingئاستا-ئاستا ھۆل تەمرەتكىنى ئاساسىي ئېقىنغا ئالماشتۇردى. دېمەك ، گەرچە ئىئونلانغان بولسىمۇ ، چوڭقۇر تۆشۈكلەرگە سىڭىپ كىرىش ئاسان ، چۈنكى يەككە مولېكۇلانىڭ مىقدارى ئورگانىك پولىمېر ئېرىتمىسى مولېكۇلاسىنىڭكىدىن كىچىك.

پلازما قىرىش جەريانىدا ، مۇناسىۋەتلىك قەۋەتكە ماس كېلىدىغان پلازما مەنبە گازىنى ئوكۇل قىلىشتىن بۇرۇن ، پىششىقلاپ ئىشلەش ئۆيىنىڭ ئىچىنى ۋاكۇئۇم ھالىتىگە تەڭشەش كېرەك. قاتتىق ئوكسىد پىلاستىنكىسىنى قۇرغاندا ، كۈچلۈك كاربون فتورنى ئاساس قىلغان مەنبە گازىنى ئىشلىتىش كېرەك. نىسبەتەن ئاجىز كرېمنىي ياكى مېتال پىلاستىنكىلارغا خلورنى ئاساس قىلغان پلازما مەنبەلىك گاز ئىشلىتىش كېرەك.

ئۇنداقتا ، دەرۋازا قەۋىتى ۋە ئاستىدىكى كرېمنىي تۆت ئوكسىد (SiO2) ئىزولياتور قەۋىتىنى قانداق ئوراش كېرەك؟

ئالدى بىلەن ، دەرۋازا قەۋىتىگە نىسبەتەن ، كرېمنىينى خلورنى ئاساس قىلغان پلازما (كرېمنىي + خلور) ئارقىلىق كۆپ قۇتۇپلۇق ئېلىكتىرونلۇق تاللاش ئارقىلىق ئېلىۋېتىش كېرەك. ئاستى ئىزولياتسىيىلىك قەۋەتكە نىسبەتەن ، كرېمنىي تۆت ئوكسىد پىلاستىنكىسى كاربون فتورنى ئاساس قىلغان پلازما مەنبە گازى (كرېمنىي تۆت ئوكسىد + كاربون تېترافلورىد) ئارقىلىق ئىككى باسقۇچتا ئورالغان بولۇشى كېرەك.

 

3. رېئاكتىپ ئىئون قېتىش (RIE ياكى فىزىكا-خىمىيىلىك قىچىشىش) جەريانى

 

3-رەسىم.

 

پلازما تەركىبىدە ھەم ئىزوتوپرو ئەركىن رادىكال ۋە ئانىسوتروپىك قەۋىتى بار ، ئۇنداقتا ئۇ ئانسوتروپىك قىچىشىشنى قانداق قىلىدۇ؟

پلازما قۇرۇتۇش ئاساسلىقى رېئاكتىپ ئىئون قېتىش (RIE ، رېئاكتىپ Ion Etching) ياكى بۇ ئۇسۇلنى ئاساس قىلغان قوللىنىشچان پروگراممىلار ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلىدۇ. RIE ئۇسۇلىنىڭ يادروسى ئانسوتروپىك كاتەكچىسى بىلەن قىچىشىش رايونىغا ھۇجۇم قىلىش ئارقىلىق فىلىمدىكى نىشان مولېكۇلا ئوتتۇرىسىدىكى باغلىنىش كۈچىنى ئاجىزلاشتۇرۇش. ئاجىزلاشقان رايون ئەركىن رادىكاللار تەرىپىدىن سۈمۈرۈلۈپ ، قەۋەتنى ھاسىل قىلىدىغان زەررىچىلەر بىلەن بىرىكىپ ، گاز (ئۆزگىرىشچان بىرىكمە) گە ئايلىنىدۇ ۋە قويۇپ بېرىلىدۇ.

گەرچە ئەركىن رادىكاللار ئىزوتوپتىك ئالاھىدىلىككە ئىگە بولسىمۇ ، ئەمما يەر يۈزىنى تەشكىل قىلىدىغان مولېكۇلالار (ئۇلارنىڭ باغلىنىش كۈچى كاتوننىڭ ھۇجۇمى بىلەن ئاجىزلايدۇ) ئەركىن رادىكاللار تەرىپىدىن ئاسان قولغا ئېلىنىدۇ ۋە كۈچلۈك باغلىنىش كۈچى بار يان تامغا قارىغاندا يېڭى بىرىكمىلەرگە ئايلىنىدۇ. شۇڭلاشقا ، تۆۋەنگە ئېغىش ئاساسىي ئېقىنغا ئايلىنىدۇ. تۇتۇلغان زەررىچىلەر ئەركىن رادىكاللار بىلەن گازغا ئايلىنىدۇ ، بۇلار ۋاكۇئۇمنىڭ ھەرىكىتى ئاستىدا يەر يۈزىدىن قويۇپ بېرىلىدۇ.

 

بۇ ۋاقىتتا ، فىزىكىلىق ھەرىكەت ئارقىلىق ئېرىشىلگەن كاتېگورىيە ۋە خىمىيىلىك ھەرىكەت ئارقىلىق ئېرىشىلگەن ئەركىن رادىكاللار فىزىكىلىق ۋە خىمىيىلىك قىچىشىش ئۈچۈن بىرلەشتۈرۈلۈپ ، قىچىشىش نىسبىتى (Etch Rate ، مەلۇم ۋاقىتتىكى قىرىش دەرىجىسى) 10 ھەسسە ئۆسىدۇ. يالغۇز كاتەكچە قىچىشىش ياكى ئەركىن رادىكال قىرىش ئەھۋاللىرىغا سېلىشتۇرغاندا. بۇ خىل ئۇسۇل ئانسوتروپىك تۆۋەنگە قىچىشىشنىڭ قېتىشىش نىسبىتىنى ئاشۇرۇپلا قالماي ، يەنە چۇۋۇلغاندىن كېيىن پولىمېر قالدۇقى مەسىلىسىنى ھەل قىلالايدۇ. بۇ ئۇسۇل رېئاكتىپ ئىئون يېيىش (RIE) دەپ ئاتىلىدۇ. RIE قېزىشنىڭ مۇۋەپپەقىيەت قازىنىشىدىكى ئاچقۇچ پلازما مەنبەلىك گاز تېپىش. ئەسكەرتىش: پلازما كېسىش RIE قىچىشىش بولۇپ ، ئىككىسىنى ئوخشاش ئۇقۇم دەپ قاراشقا بولىدۇ.

 

4. Etch نىسبىتى ۋە يادرولۇق ئىقتىدار كۆرسەتكۈچى

 

4-رەسىم. Etch نىسبىتىگە مۇناسىۋەتلىك يادرولۇق Etch ئىقتىدار كۆرسەتكۈچى

 

Etch نىسبىتى بىر مىنۇتتا يېتىپ كېلىشى مۆلچەرلەنگەن فىلىمنىڭ چوڭقۇرلۇقىنى كۆرسىتىدۇ. ئۇنداقتا ئېففېكتىنىڭ نىسبىتى يەككە ۋاگوندا قىسمەن ئوخشىمايدۇ دېگەن نېمە؟

دېمەك ، كاۋاپداننىڭ چوڭقۇرلۇقى قىسمەن بۆلەكلەردە ئوخشىمايدۇ. بۇ سەۋەبتىن ، ئاخىرقى نۇقتىنى (EOP) بەلگىلەش تولىمۇ مۇھىم ، بۇ يەردە ئوتتۇرىچە چاتقاللىق نىسبىتى ۋە كاۋاك چوڭقۇرلۇقىنى ئويلىشىش ئارقىلىق قىچىشىش توختايدۇ. EOP تەڭشەلگەن تەقدىردىمۇ ، يەنىلا بىر قىسىم جايلار بار ، بۇ يەرنىڭ چوڭقۇرلۇقى ئەسلى پىلانلانغاندىنمۇ چوڭقۇر (ئارتۇقچە) ياكى تېيىز (ئاستى). قانداقلا بولمىسۇن ، قىچىشماسلىق قىچىشىش جەريانىدا ھەددىدىن زىيادە قىچىشتىن كۆپ زىيان كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. چۈنكى يېپىشقاق ئەھۋال ئاستىدا ، ئورالغان قىسمى كېيىنكى ئىئون كۆچۈرۈش قاتارلىق جەريانلارغا توسالغۇ بولىدۇ.

شۇنىڭ بىلەن بىللە ، تاللاشچانلىقى (كاۋچۇك نىسبىتى بىلەن ئۆلچىنىدۇ) قىچىشىش جەريانىدىكى مۇھىم ئىقتىدار كۆرسەتكۈچى. ئۆلچەش ئۆلچىمى ماسكا قەۋىتىنىڭ (فوتوگرافلىق پىلاستىنكا ، ئوكسىد پىلاستىنكىسى ، كرېمنىي نىترىد پىلاستىنكىسى قاتارلىقلار) ۋە نىشان قەۋىتىنىڭ ئېتىلىش نىسبىتىنى سېلىشتۇرۇشنى ئاساس قىلىدۇ. بۇ تاللاشچانلىقى قانچە يۇقىرى بولسا ، نىشان قەۋىتىنىڭ شۇنچە تېز ئورالغانلىقىدىن دېرەك بېرىدۇ. كىچىكلىتىش دەرىجىسى قانچە يۇقىرى بولسا ، تاللاش تەلىپى شۇنچە يۇقىرى بولۇپ ، ئىنچىكە ئەندىزىلەرنى مۇكەممەل ئوتتۇرىغا قويغىلى بولىدۇ. قىچىشىش يۆنىلىشى تۈز بولغاچقا ، كاتەكچە قىچىشىشنىڭ تاللاشچانلىقى تۆۋەن ، ئەمما رادىكال قىرىشنىڭ تاللاشچانلىقى يۇقىرى بولۇپ ، RIE نىڭ تاللاشچانلىقىنى ئۆستۈرىدۇ.

 

5. Etching process

 

5-رەسىم

 

ئالدى بىلەن ، ۋافېر ئوكسىدلىنىش ئوچىقىغا قويۇلۇپ ، تېمپېراتۇرىسى 800 1000 1000 between ئارىلىقىدا ساقلىنىدۇ ، ئاندىن قۇرۇتۇش ئۇسۇلى ئارقىلىق ۋافېر يۈزىدە يۇقىرى ئىزولياتسىيىلىك خۇسۇسىيەتكە ئىگە كرېمنىي تۆت ئوكسىد (SiO2) پىلاستىنكىسى ھاسىل بولىدۇ. كېيىنكى قەدەمدە ، چۆكۈش جەريانى كىرىستال قەۋىتى ياكى خىمىيىلىك پارنىڭ چۆكۈشى (CVD) / فىزىكىلىق ھور چۆكمىسى (PVD) ئارقىلىق ئوكسىد پىلاستىنكىسىدا ئۆتكۈزگۈچ قەۋەت ھاسىل قىلىدۇ. ئەگەر كرېمنىي قەۋىتى شەكىللەنسە ، زۆرۈر تېپىلغاندا تارقىلىشچانلىقىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن نىجاسەت تارقىتىش جەريانىنى قىلغىلى بولىدۇ. نىجاسەت تارقىتىش جەريانىدا ، كۆپ قېتىم بۇلغانمىلار قايتا-قايتا قوشۇلىدۇ.

بۇ ۋاقىتتا ، ئىزولياتور قەۋىتى بىلەن كۆپ قۇتۇپلۇق قەۋەتنى بىرلەشتۈرۈش كېرەك. بىرىنچى ، فوتوگراف ئىشلىتىلىدۇ. ئۇنىڭدىن كېيىن ، فوتوگرافلىق پىلاستىنكىغا ماسكا قويۇلۇپ ، ھۆل تەمرەتكە چۆمۈلۈش ئارقىلىق فوتوگرافلىق فىلىمگە لازىملىق ئەندىزە (كۆزگە كۆرۈنمەيدۇ) بېسىلىدۇ. ئەندىزە لايىھىسى تەرەققىيات ئارقىلىق ئاشكارلانغاندا ، سەزگۈر رايوندىكى فوتوگراف ئۆچۈرۈلىدۇ. ئاندىن ، فوتوگرافلىق جەرياندا پىششىقلاپ ئىشلەنگەن ۋافېر قۇرۇتۇشنىڭ قىچىشىش جەريانىغا يۆتكىلىدۇ.

قۇرۇتۇش ئاساسلىقى رېئاكتىپ ئىئون قېتىش (RIE) ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلىدۇ ، بۇنىڭدا قىچىشىش ئاساسلىقى ھەر بىر فىلىمگە ماس كېلىدىغان مەنبە گازىنى ئالماشتۇرۇش ئارقىلىق تەكرارلىنىدۇ. قۇرۇق قۇرۇتۇش ۋە ھۆل تەمرەتكە ھەر ئىككىسى قىچىشىشنىڭ تەرەپ نىسبىتىنى (A / R قىممىتى) ئاشۇرۇشنى مەقسەت قىلىدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا ، تۆشۈكنىڭ ئاستىغا يىغىلىپ قالغان پولىمېرنى (قىچىشىش ئارقىلىق شەكىللەنگەن بوشلۇق) ئېلىۋېتىش ئۈچۈن قەرەللىك تازىلاش تەلەپ قىلىنىدۇ. مۇھىم نۇقتا شۇكى ، بارلىق ئۆزگەرگۈچى مىقدارلار (مەسىلەن ماتېرىيال ، مەنبە گازى ، ۋاقىت ، شەكىل ۋە تەرتىپ) ئورگانىك تەڭشەپ ، تازىلاش ئېرىتمىسى ياكى پلازما مەنبەلىك گازنىڭ ئۆستەڭنىڭ ئاستىغا ئېقىشىغا كاپالەتلىك قىلىش كېرەك. ئۆزگەرگۈچى مىقدارنىڭ ئازراق ئۆزگىرىشى باشقا ئۆزگەرگۈچى مىقدارلارنى قايتا ھېسابلاشنى تەلەپ قىلىدۇ ، بۇ قايتا ھېسابلاش جەريانى ھەر بىر باسقۇچنىڭ مەقسىتىگە يەتكۈچە تەكرارلىنىدۇ. يېقىندىن بۇيان ، ئاتوم قەۋىتى چۆكۈش (ALD) قەۋىتى قاتارلىق يەككە قاتلاملىق قەۋەتلەر تېخىمۇ نېپىز بولۇپ كەتتى. شۇڭلاشقا ، چاتاش تېخنىكىسى تۆۋەن تېمپېراتۇرا ۋە بېسىم ئىشلىتىشكە قاراپ ئىلگىرىلىمەكتە. چاتاش جەريانى ھالقىلىق ئۆلچەم (CD) نى كونترول قىلىپ ، ئېسىل ئەندىزە ھاسىل قىلىپ ، قىچىشىش جەريانىدا كېلىپ چىققان مەسىلىلەردىن ساقلىنىشقا كاپالەتلىك قىلىدۇ ، بولۇپمۇ چاتاش ۋە قالدۇق ماددىلارنى ئېلىۋېتىشكە مۇناسىۋەتلىك مەسىلىلەر. يۇقارقى ئىككى ماقالىدە ئوقۇرمەنلەرگە قىچىش جەريانىنىڭ مەقسىتى ، يۇقارقى نىشانغا يېتىشتىكى توسالغۇلار ۋە بۇ خىل توسالغۇلارنى يېڭىش ئۈچۈن قوللىنىلغان ئىقتىدار كۆرسەتكۈچلىرى ئوقۇرمەنلەرگە چۈشەنچە بېرىش مەقسەت قىلىنغان.