Ang sayo nga wet etching nagpasiugda sa pag-uswag sa mga proseso sa pagpanglimpyo o pag-abo. Karon, ang dry etching gamit ang plasma nahimong mainstream.proseso sa pag-ukitAng plasma gilangkoban sa mga electron, cation, ug radical. Ang enerhiya nga gigamit sa plasma hinungdan nga ang pinakagawas nga mga electron sa source gas sa usa ka neutral nga estado matangtang, sa ingon mabag-o kini nga mga electron ngadto sa mga cation.
Dugang pa, ang dili hingpit nga mga atomo sa mga molekula mahimong matangtang pinaagi sa paggamit og enerhiya aron maporma ang mga radical nga neyutral sa kuryente. Ang dry etching naggamit og mga cation ug radical nga naglangkob sa plasma, diin ang mga cation kay anisotropic (angay alang sa pag-etching sa usa ka direksyon) ug ang mga radical kay isotropic (angay alang sa pag-etching sa tanang direksyon). Ang gidaghanon sa mga radical mas daghan kay sa gidaghanon sa mga cation. Niini nga kaso, ang dry etching kinahanglan nga isotropic sama sa wet etching.
Apan, ang anisotropic etching sa dry etching mao ang nakapahimo sa ultra-miniaturized circuits. Unsa ang hinungdan niini? Dugang pa, ang gikusgon sa etching sa mga cation ug radicals hinay kaayo. Busa unsaon nato paggamit ang mga pamaagi sa plasma etching sa mass production atubangan niining kakulangan?
1. Ratio sa Aspeto (A/R)
Hulagway 1. Ang konsepto sa aspect ratio ug ang epekto sa pag-uswag sa teknolohiya niini
Ang Aspect Ratio mao ang ratio sa pinahigda nga gilapdon ngadto sa bertikal nga gitas-on (ie, gitas-on gibahin sa gilapdon). Kon mas gamay ang critical dimension (CD) sa circuit, mas dako ang aspect ratio value. Buot ipasabot, kon ang aspect ratio value kay 10 ug ang gilapdon kay 10nm, ang gitas-on sa lungag nga gilungag atol sa proseso sa etching kinahanglan nga 100nm. Busa, para sa mga produkto sa sunod nga henerasyon nga nanginahanglan og ultra-miniaturization (2D) o high density (3D), gikinahanglan ang taas kaayong aspect ratio values aron masiguro nga ang mga cation makasulod sa ubos nga film atol sa etching.
Aron makab-ot ang ultra-miniaturization nga teknolohiya nga adunay kritikal nga dimensyon nga ubos sa 10nm sa mga 2D nga produkto, ang capacitor aspect ratio value sa dynamic random access memory (DRAM) kinahanglan nga ipadayon nga labaw sa 100. Sa susama, ang 3D NAND flash memory nanginahanglan usab og mas taas nga aspect ratio values aron mag-stack og 256 ka layer o labaw pa nga cell stacking layers. Bisan kung ang mga kondisyon nga gikinahanglan alang sa ubang mga proseso matuman, ang gikinahanglan nga mga produkto dili mahimo kung angproseso sa pag-ukitdili makaabot sa estandard. Mao kini ang hinungdan nganong ang teknolohiya sa pag-ukit nahimong mas importante.
2. Kinatibuk-ang Pagtan-aw sa plasma etching
Hulagway 2. Pagtino sa plasma source gas sumala sa klase sa film
Kon mogamit og haw-ang nga tubo, kon mas pig-ot ang diametro sa tubo, mas sayon ang pagsulod sa likido, nga mao ang gitawag nga capillary phenomenon. Apan, kon adunay lungag (sirado nga tumoy) nga butangan og tubo sa nabuyagyag nga lugar, ang pagsulod sa likido mahimong lisod. Busa, tungod kay ang kritikal nga gidak-on sa sirkito kay 3um ngadto sa 5um sa tunga-tunga sa 1970s, ang uga nga...pag-ukithinay-hinay nga mipuli sa wet etching isip mainstream. Buot ipasabot, bisan kon ionized, mas sayon kining makasulod sa lawom nga mga lungag tungod kay ang gidaghanon sa usa ka molekula mas gamay kay sa gidaghanon sa usa ka organic polymer solution molecule.
Atol sa plasma etching, ang sulod sa processing chamber nga gigamit para sa etching kinahanglan nga i-adjust ngadto sa vacuum state sa dili pa i-inject ang plasma source gas nga angay para sa angay nga layer. Kung mag-etching og solid oxide films, kinahanglan gamiton ang mas kusog nga carbon fluoride-based source gases. Para sa medyo huyang nga silicon o metal films, kinahanglan gamiton ang chlorine-based plasma source gases.
Busa, unsaon pag-etch ang gate layer ug ang nagpahiping silicon dioxide (SiO2) insulating layer?
Una, para sa gate layer, ang silicon kinahanglan tangtangon gamit ang chlorine-based plasma (silicon + chlorine) nga adunay polysilicon etching selectivity. Para sa ubos nga insulating layer, ang silicon dioxide film kinahanglan nga i-etch sa duha ka lakang gamit ang carbon fluoride-based plasma source gas (silicon dioxide + carbon tetrafluoride) nga adunay mas kusog nga etching selectivity ug effectiveness.
3. Proseso sa reaktibo nga ion etching (RIE o physicochemical etching)
Hulagway 3. Mga bentaha sa reactive ion etching (anisotropy ug taas nga etching rate)
Ang plasma adunay parehong isotropic free radicals ug anisotropic cations, busa unsaon niini paghimo sa anisotropic etching?
Ang plasma dry etching kasagarang gihimo pinaagi sa reactive ion etching (RIE, Reactive Ion Etching) o mga aplikasyon nga gibase niini nga pamaagi. Ang kinauyokan sa pamaagi sa RIE mao ang pagpahuyang sa puwersa sa pagbugkos tali sa mga target nga molekula sa pelikula pinaagi sa pag-atake sa lugar sa etching gamit ang anisotropic cations. Ang nahuyang nga lugar masuhop sa mga free radical, gihiusa sa mga partikulo nga naglangkob sa layer, gihimong gas (usa ka dali moalisngaw nga compound) ug gipagawas.
Bisan tuod ang mga free radical adunay isotropic nga mga kinaiya, ang mga molekula nga naglangkob sa ilawom nga nawong (kansang kusog sa pagbugkos gipahuyang sa pag-atake sa mga cation) mas dali nga madakpan sa mga free radical ug mabag-o nga mga compound kaysa sa mga kilid nga dingding nga adunay kusog nga kusog sa pagbugkos. Busa, ang downward etching mao ang mainstream. Ang nadakpan nga mga partikulo mahimong gas uban sa mga free radical, nga ma-desorp ug mapagawas gikan sa nawong ubos sa aksyon sa vacuum.
Niining panahona, ang mga kasyon nga nakuha pinaagi sa pisikal nga aksyon ug ang mga free radical nga nakuha pinaagi sa kemikal nga aksyon gihiusa alang sa pisikal ug kemikal nga etching, ug ang etching rate (Etch Rate, ang degree sa etching sa usa ka piho nga yugto sa panahon) nadugangan og 10 ka pilo kon itandi sa kaso sa cationic etching o free radical etching lamang. Kini nga pamaagi dili lamang makadugang sa etching rate sa anisotropic downward etching, apan makasulbad usab sa problema sa polymer residue pagkahuman sa etching. Kini nga pamaagi gitawag nga reactive ion etching (RIE). Ang yawe sa kalampusan sa RIE etching mao ang pagpangita og plasma source gas nga angay alang sa pag-etch sa film. Mubo nga sulat: Ang plasma etching mao ang RIE etching, ug ang duha mahimong isipon nga parehas nga konsepto.
4. Rate sa Pag-etch ug Core Performance Index
Hulagway 4. Core Etch Performance Index nga may kalabutan sa Etch Rate
Ang etch rate nagtumong sa giladmon sa pelikula nga gilauman nga maabot sulod sa usa ka minuto. Busa unsa may buot ipasabot nga ang etch rate managlahi sa matag bahin sa usa ka wafer?
Kini nagpasabot nga ang giladmon sa etch managlahi gikan sa usa ka bahin ngadto sa lain sa wafer. Tungod niini nga hinungdan, importante kaayo nga itakda ang end point (EOP) diin ang etching kinahanglan mohunong pinaagi sa pagkonsiderar sa average etch rate ug etch depth. Bisan kung ang EOP gitakda na, adunay gihapon pipila ka mga lugar diin ang giladmon sa etch mas lawom (over-etched) o mas mabaw (under-etched) kaysa sa orihinal nga plano. Bisan pa, ang under-etching hinungdan sa mas daghang kadaot kaysa over-etching atol sa etching. Tungod kay sa kaso sa under-etching, ang under-etched nga bahin makababag sa sunod nga mga proseso sama sa ion implantation.
Samtang, ang selectivity (gisukod sa etch rate) usa ka importanteng timailhan sa performance sa proseso sa etching. Ang sukdanan sa pagsukod gibase sa pagtandi sa etch rate sa mask layer (photoresist film, oxide film, silicon nitride film, ug uban pa) ug sa target layer. Kini nagpasabot nga kon mas taas ang selectivity, mas paspas ang pag-etch sa target layer. Kon mas taas ang lebel sa miniaturization, mas taas ang gikinahanglan nga selectivity aron masiguro nga ang pino nga mga pattern hingpit nga mapresentar. Tungod kay tul-id ang direksyon sa etching, ubos ang selectivity sa cationic etching, samtang taas ang selectivity sa radical etching, nga nagpauswag sa selectivity sa RIE.
5. Proseso sa pag-ukit
Hulagway 5. Proseso sa pag-ukit
Una, ang wafer ibutang sa usa ka oxidation furnace nga ang temperatura gimentinar tali sa 800 ug 1000℃, ug dayon usa ka silicon dioxide (SiO2) film nga adunay taas nga insulation properties ang giporma sa ibabaw sa wafer pinaagi sa dry method. Sunod, ang deposition process ipadayon aron maporma ang silicon layer o conductive layer sa oxide film pinaagi sa chemical vapor deposition (CVD)/physical vapor deposition (PVD). Kung maporma ang silicon layer, mahimo ang impurity diffusion process aron madugangan ang conductivity kung kinahanglan. Atol sa impurity diffusion process, daghang mga impurities ang kanunay nga gidugang balik-balik.
Niining panahona, ang insulating layer ug ang polysilicon layer kinahanglan nga ihiusa alang sa etching. Una, gamiton ang photoresist. Sunod, ibutang ang maskara sa photoresist film ug ang wet exposure himuon pinaagi sa pagpaunlod aron ma-imprinta ang gitinguha nga pattern (dili makita sa hubo nga mata) sa photoresist film. Kung makita na ang pattern outline pinaagi sa development, ang photoresist sa photosensitive area tangtangon. Dayon, ang wafer nga giproseso sa photolithography process ibalhin ngadto sa etching process alang sa dry etching.
Ang dry etching kasagaran gihimo pinaagi sa reactive ion etching (RIE), diin ang etching gisubli pinaagi sa pag-ilis sa source gas nga angay sa matag film. Ang dry etching ug wet etching parehong nagtumong sa pagdugang sa aspect ratio (A/R value) sa etching. Dugang pa, gikinahanglan ang regular nga pagpanglimpyo aron makuha ang polymer nga natipon sa ilawom sa lungag (ang gintang nga naporma sa etching). Ang importante nga punto mao nga ang tanan nga mga variable (sama sa mga materyales, source gas, oras, porma ug sequence) kinahanglan nga i-adjust sa organikong paagi aron masiguro nga ang cleaning solution o plasma source gas moagos paubos sa ilawom sa trench. Ang gamay nga pagbag-o sa usa ka variable nanginahanglan og pagkalkula pag-usab sa ubang mga variable, ug kini nga proseso sa pagkalkula pag-usab gisubli hangtod nga matuman niini ang katuyoan sa matag yugto. Bag-ohay lang, ang mga monoatomic layer sama sa atomic layer deposition (ALD) layers nahimong nipis ug gahi. Busa, ang teknolohiya sa etching nagpadulong sa paggamit sa ubos nga temperatura ug presyur. Ang proseso sa etching nagtumong sa pagkontrol sa critical dimension (CD) aron makahimo og pino nga mga pattern ug masiguro nga ang mga problema nga gipahinabo sa proseso sa etching malikayan, labi na ang under-etching ug mga problema nga may kalabotan sa pagtangtang sa residue. Ang duha ka artikulo bahin sa pag-ukit sa ibabaw nagtumong sa paghatag sa mga magbabasa og pagsabot sa katuyoan sa proseso sa pag-ukit, ang mga babag sa pagkab-ot sa mga tumong sa ibabaw, ug ang mga timailhan sa performance nga gigamit aron mabuntog ang maong mga babag.
Oras sa pag-post: Sep-10-2024