Tete tutu etching igbega awọn idagbasoke ti ninu tabi ẽru lakọkọ. Loni, gbẹ etching lilo pilasima ti di akọkọilana etching. Plasma ni awọn elekitironi, awọn cations ati awọn ipilẹṣẹ. Agbara ti a lo si pilasima jẹ ki awọn elekitironi ita ti gaasi orisun ni ipo didoju lati bọ kuro, nitorinaa yiyipada awọn elekitironi wọnyi sinu awọn cations.
Ni afikun, awọn ọta aipe ninu awọn moleku le yọ kuro nipa lilo agbara lati ṣe awọn ipilẹṣẹ didoju itanna. Etching gbigbẹ nlo awọn cations ati awọn ipilẹṣẹ ti o ṣe pilasima, nibiti awọn cations jẹ anisotropic (o dara fun etching ni itọsọna kan) ati awọn radicals jẹ isotropic (o dara fun etching ni gbogbo awọn itọnisọna). Awọn nọmba ti awọn ipilẹṣẹ jẹ jina tobi ju awọn nọmba ti cations. Ni idi eyi, etching gbẹ yẹ ki o jẹ isotropic bi etching tutu.
Sibẹsibẹ, o jẹ anisotropic etching ti gbẹ etching ti o mu ki olekenka-miniaturized iyika ṣee. Kini idi fun eyi? Ni afikun, iyara etching ti awọn cations ati awọn ipilẹṣẹ jẹ o lọra pupọ. Nitorinaa bawo ni a ṣe le lo awọn ọna etching pilasima si iṣelọpọ pupọ ni oju aipe yii?
1. Ipin Ipin (A/R)
Ṣe nọmba 1. Ero ti ipin abala ati ipa ti ilọsiwaju imọ-ẹrọ lori rẹ
Ipin Aspect jẹ ipin ti iwọn petele si giga inaro (ie, iga ti o pin nipasẹ iwọn). Awọn kere awọn lominu ni apa miran (CD) ti awọn Circuit, ti o tobi ni aspect ratio iye. Iyẹn ni, ti a ro pe iye ipin ipin ti 10 ati iwọn ti 10nm, giga ti iho ti a gbẹ iho lakoko ilana etching yẹ ki o jẹ 100nm. Nitorinaa, fun awọn ọja ti o tẹle ti o nilo ultra-miniaturization (2D) tabi iwuwo giga (3D), awọn iye ipin ipin ti o ga julọ ni a nilo lati rii daju pe awọn cations le wọ inu fiimu isalẹ lakoko etching.
Lati ṣaṣeyọri imọ-ẹrọ miniaturization ultra-miniaturization pẹlu iwọn to ṣe pataki ti o kere ju 10nm ni awọn ọja 2D, iye ipin ipin kapasito ti iranti wiwọle lainidi agbara (DRAM) yẹ ki o ṣetọju loke 100. Bakanna, iranti filasi 3D NAND tun nilo awọn iye ipin ipin ti o ga julọ. lati akopọ 256 fẹlẹfẹlẹ tabi diẹ ẹ sii ti awọn fẹlẹfẹlẹ stacking cell. Paapa ti awọn ipo ti o nilo fun awọn ilana miiran ba pade, awọn ọja ti a beere ko le ṣe iṣelọpọ ti o ba jẹ peilana etchingni ko soke si bošewa. Eyi ni idi ti imọ-ẹrọ etching ti n di pataki siwaju sii.
2. Akopọ ti pilasima etching
Nọmba 2. Ṣiṣe ipinnu gaasi orisun pilasima gẹgẹbi iru fiimu
Nigbati a ba lo paipu ti o ṣofo, iwọn ila opin paipu ti o dín, yoo rọrun fun omi lati wọ, eyiti o jẹ ohun ti a pe ni lasan capillary. Sibẹsibẹ, ti o ba jẹ pe iho kan (opin pipade) ni lati lu ni agbegbe ti o han, titẹ sii ti omi yoo nira pupọ. Nitorinaa, niwọn bi iwọn pataki ti iyika naa jẹ 3um si 5um ni aarin awọn ọdun 1970, gbẹ.etchingdiėdiė rọpo etching tutu bi ojulowo. Iyẹn ni, botilẹjẹpe ionized, o rọrun lati wọ awọn ihò jinlẹ nitori iwọn didun moleku kan kere ju ti moleku ojutu polymer Organic.
Lakoko pilasima etching, inu ilohunsoke ti iyẹwu processing ti a lo fun etching yẹ ki o tunṣe si ipo igbale ṣaaju ki o to abẹrẹ gaasi orisun pilasima ti o dara fun Layer ti o yẹ. Nigbati o ba n ṣe awọn fiimu oxide to lagbara, awọn gaasi orisun orisun fluoride erogba ti o lagbara yẹ ki o lo. Fun ohun alumọni alailagbara tabi awọn fiimu irin, awọn gaasi orisun pilasima ti o da lori chlorine yẹ ki o lo.
Nitorinaa, bawo ni o yẹ ki Layer ẹnu-bode ati ohun alumọni silikoni oloro (SiO2) idabobo Layer jẹ etched?
Ni akọkọ, fun Layer ẹnu-ọna, ohun alumọni yẹ ki o yọkuro ni lilo pilasima ti o da lori chlorine (silicon + chlorine) pẹlu polysilicon etching selectivity. Fun ipele idabobo isalẹ, fiimu ohun alumọni silikoni yẹ ki o wa ni awọn igbesẹ meji ni lilo gaasi orisun pilasima ti carbon fluoride (silicon dioxide + carbon tetrafluoride) pẹlu yiyan etching ti o lagbara ati imunadoko.
3. Ifaseyin ion etching (RIE tabi physicochemical etching) ilana
Nọmba 3. Awọn anfani ti ion etching ifaseyin (anisotropy ati oṣuwọn etching giga)
Plasma ni awọn ipilẹṣẹ ọfẹ isotropic mejeeji ati awọn cations anisotropic, nitorinaa bawo ni o ṣe ṣe etching anisotropic?
Pilasima gbigbẹ etching jẹ nipasẹ ṣiṣe nipasẹ ifaseyin ion etching (RIE, Reactive Ion Etching) tabi awọn ohun elo ti o da lori ọna yii. Pataki ti ọna RIE ni lati ṣe irẹwẹsi agbara isọdọkan laarin awọn ohun elo ibi-afẹde ninu fiimu nipa ikọlu agbegbe etching pẹlu awọn cations anisotropic. Agbegbe ti o ni ailera ti gba nipasẹ awọn ipilẹṣẹ ọfẹ, ni idapo pẹlu awọn patikulu ti o ṣe Layer, ti o yipada si gaasi (apapọ iyipada) ati tu silẹ.
Botilẹjẹpe awọn radicals ọfẹ ni awọn abuda isotropic, awọn ohun elo ti o jẹ dada isalẹ (eyiti agbara ifunmọ rẹ jẹ alailagbara nipasẹ ikọlu ti awọn cations) ni irọrun mu nipasẹ awọn ipilẹṣẹ ọfẹ ati yipada si awọn agbo ogun tuntun ju awọn odi ẹgbẹ lọ pẹlu agbara abuda to lagbara. Nitorinaa, etching sisale di ojulowo. Awọn patikulu ti o gba di gaasi pẹlu awọn ipilẹṣẹ ọfẹ, eyiti o jẹ desorbed ati tu silẹ lati inu ilẹ labẹ iṣẹ igbale.
Ni akoko yii, awọn cations ti a gba nipasẹ iṣe ti ara ati awọn ipilẹṣẹ ọfẹ ti a gba nipasẹ iṣe kemikali ni a ṣe idapo fun etching ti ara ati kemikali, ati oṣuwọn etching (Etch Rate, iwọn etching ni akoko kan) pọ si nipasẹ awọn akoko 10. ni akawe pẹlu ọran ti etching cationic tabi etching radical free nikan. Ọna yii ko le ṣe alekun oṣuwọn etching ti anisotropic sisale etching, ṣugbọn tun yanju iṣoro ti aloku polymer lẹhin etching. Ọna yii ni a pe ni ion etching ifaseyin (RIE). Bọtini si aṣeyọri ti RIE etching ni lati wa gaasi orisun pilasima ti o dara fun etching fiimu naa. Akiyesi: Pilasima etching jẹ RIE etching, ati awọn meji le wa ni bi awọn kanna Erongba.
4. Etch Rate ati Core Performance Atọka
olusin 4. Core Etch Performance Atọka jẹmọ si Etch Rate
Oṣuwọn Etch tọka si ijinle fiimu ti o nireti lati de ni iṣẹju kan. Nitorinaa kini o tumọ si pe oṣuwọn etch yatọ lati apakan si apakan lori wafer kan?
Eyi tumọ si pe ijinle etch yatọ lati apakan si apakan lori wafer. Fun idi eyi, o ṣe pataki pupọ lati ṣeto aaye ipari (EOP) nibiti etching yẹ ki o da duro nipa gbigbero iwọn etch apapọ ati ijinle etch. Paapa ti o ba ti ṣeto EOP, awọn agbegbe tun wa nibiti ijinle etch ti jinle (lori-etched) tabi aijinile (labẹ-etched) ju ti a ti pinnu tẹlẹ. Sibẹsibẹ, labẹ-etching n fa ipalara diẹ sii ju ilọ-ilọju nigba etching. Nitoripe ninu ọran ti o wa labẹ-etching, apakan ti o wa labẹ-etched yoo dẹkun awọn ilana ti o tẹle gẹgẹbi fifin ion.
Nibayi, yiyan (diwọn nipasẹ oṣuwọn etch) jẹ afihan iṣẹ ṣiṣe bọtini ti ilana etching. Iwọn wiwọn da lori lafiwe ti oṣuwọn etch ti Layer boju (fiimu fọtoyiya, fiimu oxide, fiimu nitride silikoni, bbl) ati Layer ibi-afẹde. Eleyi tumo si wipe awọn ti o ga awọn selectivity, awọn yiyara awọn afojusun Layer ti wa ni etched. Ti o ga ipele ti miniaturization, ti o ga julọ ibeere yiyan ni lati rii daju pe awọn ilana ti o dara le ṣe afihan ni pipe. Niwọn igba ti itọsọna etching jẹ taara, yiyan ti etching cationic jẹ kekere, lakoko ti yiyan ti etching radical jẹ giga, eyiti o mu yiyan ti RIE dara si.
5. Etching ilana
olusin 5. Etching ilana
Ni akọkọ, a gbe wafer sinu ileru ifoyina pẹlu iwọn otutu ti a tọju laarin 800 ati 1000 ℃, ati lẹhinna fiimu silikoni dioxide (SiO2) pẹlu awọn ohun-ini idabobo giga ti ṣẹda lori oju ti wafer nipasẹ ọna gbigbẹ. Nigbamii ti, ilana igbasilẹ naa ti wa ni titẹ sii lati ṣe apẹrẹ silikoni tabi ipele ti o niiṣe lori fiimu oxide nipasẹ ifasilẹ ikemika ti kemikali (CVD) / ifasilẹ orule ti ara (PVD). Ti o ba ti ṣẹda Layer ohun alumọni, ilana itankale aimọ le ṣee ṣe lati mu iṣiṣẹ pọ si ti o ba jẹ dandan. Lakoko ilana itankale aimọ, ọpọlọpọ awọn idoti nigbagbogbo ni a ṣafikun leralera.
Ni akoko yii, Layer insulating ati polysilicon Layer yẹ ki o wa ni idapo fun etching. Ni akọkọ, a lo photoresist. Lẹhinna, iboju-boju kan wa lori fiimu fọtoresist ati ifihan tutu ni a ṣe nipasẹ immersion lati tẹ ilana ti o fẹ (airi si oju ihoho) lori fiimu fọtoresist. Nigbati ilana ilana ba han nipasẹ idagbasoke, a yọkuro photoresisist ni agbegbe awọn fọto. Lẹhinna, wafer ti a ṣe nipasẹ ilana fọtolithography ti gbe lọ si ilana etching fun etching gbẹ.
Etching gbigbẹ ni a ṣe ni pataki nipasẹ ion etching ifaseyin (RIE), ninu eyiti etching ti tun ṣe ni pataki nipa rirọpo gaasi orisun ti o dara fun fiimu kọọkan. Mejeeji gbígbẹ etching ati tutu etching ifọkansi lati mu awọn aspect ratio (A/R iye) ti etching. Ni afikun, a nilo mimọ nigbagbogbo lati yọ polima ti a kojọpọ ni isalẹ iho (aafo ti a ṣẹda nipasẹ etching). Ojuami pataki ni pe gbogbo awọn oniyipada (gẹgẹbi awọn ohun elo, gaasi orisun, akoko, fọọmu ati ọkọọkan) yẹ ki o tunṣe ni ti ara lati rii daju pe ojutu mimọ tabi gaasi orisun pilasima le ṣàn si isalẹ ti yàrà. Iyipada diẹ ninu oniyipada kan nilo atunlo ti awọn oniyipada miiran, ati pe ilana iṣiro yii tun ṣe titi yoo fi pade idi ti ipele kọọkan. Laipe, awọn ipele monoatomic gẹgẹbi awọn ipele atomu Layer (ALD) ti di tinrin ati lile. Nitorinaa, imọ-ẹrọ etching ti nlọ si lilo awọn iwọn otutu kekere ati awọn igara. Ilana etching ni ifọkansi lati ṣakoso iwọn to ṣe pataki (CD) lati ṣe agbejade awọn ilana to dara ati rii daju pe awọn iṣoro ti o ṣẹlẹ nipasẹ ilana etching ni a yago fun, paapaa labẹ-etching ati awọn iṣoro ti o ni ibatan si yiyọkuro iyokù. Awọn nkan meji ti o wa loke lori etching ifọkansi lati pese awọn oluka pẹlu oye ti idi ti ilana etching, awọn idiwọ si iyọrisi awọn ibi-afẹde ti o wa loke, ati awọn afihan iṣẹ ṣiṣe ti a lo lati bori iru awọn idiwọ bẹ.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹsan-10-2024