Ua hoʻolaha ka ʻeli pulu mua i ka hoʻomohala ʻana o nā kaʻina hana hoʻomaʻemaʻe a i ʻole ka lehu. I kēia lā, ua lilo ka ʻeli maloʻo me ka hoʻohana ʻana i ka plasma i mea maʻamaukaʻina hana kālai ʻana. Aia ka plasma i nā electrons, nā cations a me nā radicals. ʻO ka ikehu i hoʻopili ʻia i ka plasma ke kumu e hoʻohemo ʻia ai nā electrons o waho loa o ke kinoea kumu ma ke kūlana kūʻokoʻa, a laila e hoʻololi ana i kēia mau electrons i nā cations.
Eia kekahi, hiki ke wehe ʻia nā ʻātoma kīnā ʻole i loko o nā molekala ma ka hoʻopili ʻana i ka ikehu e hana i nā radicals neutral uila. Hoʻohana ka etching maloʻo i nā cations a me nā radicals e hana i ka plasma, kahi i anisotropic ai nā cations (kūpono no ke etching ma kekahi kuhikuhi) a isotropic nā radicals (kūpono no ke etching ma nā kuhikuhi āpau). ʻOi aku ka nui o nā radicals ma mua o ka helu o nā cations. I kēia hihia, pono ke etching maloʻo e isotropic e like me ke etching pulu.
Eia nō naʻe, ʻo ke kālai ʻana anisotropic o ke kālai maloʻo e hiki ai ke hana i nā kaapuni ultra-miniaturized. He aha ke kumu o kēia? Eia kekahi, lohi loa ka wikiwiki o ke kālai ʻana o nā cations a me nā radicals. No laila pehea e hiki ai iā mākou ke hoʻopili i nā ʻano kālai plasma i ka hana nui ʻana i mua o kēia hemahema?
1. Lāki ʻAno (A/R)
Kiʻi 1. Ke kumumanaʻo o ka lakio hiʻohiʻona a me ka hopena o ka holomua ʻenehana ma luna ona
ʻO ka Aspect Ratio ka lakio o ka laulā pae i ke kiʻekiʻe kū pololei (ʻo ia hoʻi, ke kiʻekiʻe i puʻunaue ʻia e ka laulā). ʻO ka liʻiliʻi o ka ana koʻikoʻi (CD) o ke kaapuni, ʻo ka nui o ka waiwai o ka lakio ʻano. ʻO ia hoʻi, me ka manaʻo he waiwai lakio ʻano o 10 a me ka laulā o 10nm, ʻo ke kiʻekiʻe o ka lua i ʻeli ʻia i ka wā o ke kaʻina hana etching he 100nm. No laila, no nā huahana hanauna e hiki mai ana e pono ai ka ultra-miniaturization (2D) a i ʻole ka density kiʻekiʻe (3D), pono nā waiwai lakio ʻano kiʻekiʻe loa e hōʻoia i hiki i nā cations ke komo i loko o ke kiʻiʻoniʻoni lalo i ka wā e etching ai.
No ka hoʻokō ʻana i ka ʻenehana ultra-miniaturization me kahi ana koʻikoʻi o ka liʻiliʻi ma mua o 10nm i nā huahana 2D, pono e mālama ʻia ka waiwai o ka lakio ʻaoʻao capacitor o ka hoʻomanaʻo komo random dynamic (DRAM) ma luna o 100. Pēlā nō, koi pū ka hoʻomanaʻo flash 3D NAND i nā waiwai lakio ʻaoʻao kiʻekiʻe e hoʻopaʻa i 256 mau papa a ʻoi aku paha o nā papa hoʻopaʻa cell. ʻOiai inā ua hoʻokō ʻia nā kūlana e pono ai no nā kaʻina hana ʻē aʻe, ʻaʻole hiki ke hana ʻia nā huahana i koi ʻia inā ʻo kakaʻina hana kālai ʻanaʻaʻole i kūpono i ke kūlana. ʻO kēia ke kumu e lilo nei ka ʻenehana kālai ʻana i mea nui.
2. ʻIke holoʻokoʻa o ke kahakaha ʻana o ka plasma
Kiʻi 2. Ke hoʻoholo nei i ke kinoea kumu plasma e like me ke ʻano kiʻiʻoniʻoni
Ke hoʻohana ʻia kahi paipu hakahaka, ʻo ka liʻiliʻi o ke anawaena o ka paipu, ʻo ka maʻalahi o ke komo ʻana o ka wai, ʻo ia ka mea i kapa ʻia ʻo ka hanana capillary. Eia nō naʻe, inā e wili ʻia kahi lua (ʻaoʻao pani) ma kahi i hōʻike ʻia, lilo ka hoʻokomo ʻana o ka wai i mea paʻakikī loa. No laila, ʻoiai ʻo ka nui koʻikoʻi o ke kaapuni he 3um a 5um i ka waena o nā makahiki 1970, maloʻokālai ʻanaua pani mālie i ka ʻeli pulu ma ke ʻano he mainstream. ʻO ia hoʻi, ʻoiai ua ionized ʻia, ʻoi aku ka maʻalahi o ke komo ʻana i nā lua hohonu no ka mea ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka nui o kahi mole hoʻokahi ma mua o ka mole o kahi mole polymer organik.
I ka wā e kālai ʻia ai ka plasma, pono e hoʻoponopono ʻia ka loko o ke keʻena hana i hoʻohana ʻia no ke kālai ʻana i kahi kūlana vacuum ma mua o ka hoʻokomo ʻana i ke kinoea kumu plasma kūpono no ka papa pili. I ka wā e kālai ai i nā kiʻiʻoniʻoni oxide paʻa, pono e hoʻohana ʻia nā kinoea kumu carbon fluoride ikaika. No nā kiʻiʻoniʻoni silicon a me nā kiʻiʻoniʻoni metala nāwaliwali, pono e hoʻohana ʻia nā kinoea kumu plasma chlorine.
No laila, pehea e kālai ʻia ai ka papa puka a me ka papa hoʻokaʻawale silicon dioxide (SiO2) ma lalo?
ʻO ka mea mua, no ka papa puka, pono e wehe ʻia ka silicon me ka hoʻohana ʻana i kahi plasma chlorine-based (silicon + chlorine) me ke koho ʻana o ka polysilicon etching. No ka papa insulating lalo, pono e ʻoki ʻia ka ʻili silicon dioxide i ʻelua mau ʻanuʻu me ka hoʻohana ʻana i kahi kinoea kumu plasma carbon fluoride-based (silicon dioxide + carbon tetrafluoride) me ka koho ʻana a me ka pono etching ikaika.
3. Ke kaʻina hana ʻoki ʻana ion reactive (RIE a i ʻole physicochemical etching)
Kiʻi 3. Nā pono o ka reactive ion etching (anisotropy a me ka wikiwiki etching kiʻekiʻe)
Loaʻa i ka plasma nā radical free isotropic a me nā cations anisotropic, no laila pehea ia e hana ai i ka etching anisotropic?
Hana nui ʻia ka etching maloʻo plasma e ka reactive ion etching (RIE, Reactive Ion Etching) a i ʻole nā noi e pili ana i kēia ʻano hana. ʻO ke kumu o ke ʻano RIE ʻo ia ka hoʻonāwaliwali ʻana i ka ikaika hoʻopaʻa ma waena o nā molekala i manaʻo ʻia i loko o ke kiʻiʻoniʻoni ma ka hoʻouka ʻana i ka wahi etching me nā cations anisotropic. Hoʻopili ʻia ka wahi nāwaliwali e nā radical free, i hui pū ʻia me nā ʻāpana e hana ana i ka papa, hoʻololi ʻia i kinoea (kahi hui volatile) a hoʻokuʻu ʻia.
ʻOiai he mau ʻano isotropic ko nā radical manuahi, ʻoi aku ka maʻalahi o ka hopu ʻia ʻana o nā molekala e hana ana i ka ʻili lalo (nona ka ikaika hoʻopaʻa i hoʻonāwaliwali ʻia e ka hoʻouka ʻana o nā cations) e nā radical manuahi a hoʻololi ʻia i mau hui hou ma mua o nā paia ʻaoʻao me ka ikaika hoʻopaʻa ikaika. No laila, lilo ka etching i lalo i mea nui. Lilo nā ʻāpana i hopu ʻia i kinoea me nā radical manuahi, kahi i hoʻohemo ʻia a hoʻokuʻu ʻia mai ka ʻili ma lalo o ka hana o ka vacuum.
I kēia manawa, ua hui pū ʻia nā cations i loaʻa ma o ka hana kino a me nā radical manuahi i loaʻa ma o ka hana kemika no ke kālai kino a me ke kemika, a ua hoʻonui ʻia ka helu kālai (Etch Rate, ke kekelē o ke kālai ʻana i loko o kekahi manawa) ma 10 mau manawa i hoʻohālikelike ʻia me ka hihia o ke kālai cationic a i ʻole ke kālai radical manuahi wale nō. ʻAʻole hiki i kēia ʻano hana ke hoʻonui wale i ka helu kālai ʻana o ka kālai ʻana i lalo anisotropic, akā e hoʻoponopono pū i ka pilikia o ke koena polymer ma hope o ke kālai ʻana. Ua kapa ʻia kēia ʻano hana he reactive ion etching (RIE). ʻO ke kī i ka holomua o ke kālai ʻana o RIE ʻo ia ka loaʻa ʻana o kahi kinoea kumu plasma kūpono no ke kālai ʻana i ke kiʻiʻoniʻoni. Nānā: ʻO ke kālai plasma ʻo RIE etching, a hiki ke manaʻo ʻia nā mea ʻelua he manaʻo like.
4. Ka helu Etch a me ka helu hana koʻikoʻi
Kiʻi 4. Core Etch Performance Index e pili ana i ka Etch Rate
ʻO ka wikiwiki o ke kālai ʻana e pili ana i ka hohonu o ke kiʻiʻoniʻoni i manaʻo ʻia e hiki i hoʻokahi minuke. No laila he aha ke ʻano o ka loli ʻana o ka wikiwiki o ke kālai ʻana mai kēlā ʻāpana a i kēia ʻāpana ma kahi wafer hoʻokahi?
ʻO ke ʻano kēia, ʻokoʻa ka hohonu o ke kālai ʻana mai kēlā ʻāpana a i kēia ʻāpana ma ka wafer. No kēia kumu, he mea nui loa ke kau ʻana i ka hopena (EOP) kahi e pau ai ke kālai ʻana ma ka noʻonoʻo ʻana i ka awelika o ka helu kālai ʻana a me ka hohonu kālai ʻana. ʻOiai inā ua hoʻonohonoho ʻia ka EOP, aia nō kekahi mau wahi kahi i ʻoi aku ka hohonu o ka hohonu kālai ʻana (over-etched) a i ʻole ka pāpaʻu (under-etched) ma mua o ka mea i hoʻolālā mua ʻia. Eia nō naʻe, ʻoi aku ka nui o ka pōʻino o ka kālai ʻana ma mua o ka kālai ʻana i ka wā kālai ʻana. No ka mea, i ke ʻano o ka kālai ʻana ma lalo, e pale ka ʻāpana i kālai ʻia ma lalo i nā kaʻina hana ma hope e like me ke kau ʻana o ka ion.
I kēia manawa, ʻo ke koho ʻana (i ana ʻia e ka helu etch) kahi hōʻailona hana koʻikoʻi o ke kaʻina hana etching. Hoʻokumu ʻia ke kūlana ana ma ka hoʻohālikelike ʻana o ka helu etch o ka papa mask (photoresist film, oxide film, silicon nitride film, etc.) a me ka papa target. ʻO ke ʻano kēia, ʻo ke kiʻekiʻe o ke koho ʻana, ʻo ka wikiwiki o ka etching ʻana o ka papa target. ʻO ke kiʻekiʻe o ka pae o ka miniaturization, ʻo ke kiʻekiʻe o ke koi koho ʻana e hōʻoia i ka hiki ke hōʻike pono ʻia nā hiʻohiʻona maikaʻi. ʻOiai pololei ke kuhikuhi etching, haʻahaʻa ke koho ʻana o ka etching cationic, ʻoiai kiʻekiʻe ke koho ʻana o ka etching radical, kahi e hoʻomaikaʻi ai i ke koho ʻana o RIE.
5. Ke kaʻina hana kālai ʻana
Kiʻi 5. Kaʻina hana kālai ʻana
ʻO ka mea mua, ua waiho ʻia ka wafer i loko o ka umu oxidation me ka mahana i mālama ʻia ma waena o 800 a me 1000 ℃, a laila ua hoʻokumu ʻia kahi kiʻiʻoniʻoni silicon dioxide (SiO2) me nā waiwai insulation kiʻekiʻe ma luna o ka wafer ma o kahi ʻano maloʻo. A laila, ua hoʻokomo ʻia ke kaʻina hana deposition e hana i kahi papa silicon a i ʻole kahi papa conductive ma ka kiʻiʻoniʻoni oxide ma o ka chemical vapor deposition (CVD) / physical vapor deposition (PVD). Inā ua hoʻokumu ʻia kahi papa silicon, hiki ke hana ʻia kahi kaʻina hana dipurity diffusion e hoʻonui i ka conductivity inā pono. I ka wā o ke kaʻina hana dipurity diffusion, hoʻohui pinepine ʻia nā haumia he nui.
I kēia manawa, pono e hui pū ʻia ka papa insulating a me ka papa polysilicon no ke kālai ʻana. ʻO ka mea mua, hoʻohana ʻia kahi photoresist. Ma hope iho, kau ʻia kahi mask ma luna o ka ʻili photoresist a hana ʻia ka hōʻike pulu ma ke komo ʻana e paʻi i ke ʻano i makemake ʻia (ʻike ʻole ʻia e ka maka ʻōlohelohe) ma luna o ka ʻili photoresist. Ke hōʻike ʻia ke ʻano o ka hoʻolālā e ka hoʻomohala ʻana, wehe ʻia ka photoresist ma ka ʻāpana photosensitive. A laila, hoʻoili ʻia ka wafer i hana ʻia e ke kaʻina hana photolithography i ke kaʻina hana kālai ʻana no ke kālai maloʻo.
Hoʻokō nui ʻia ke kālai maloʻo ma o ka reactive ion etching (RIE), kahi e hana hou ʻia ai ke kālai ʻana ma ka hoʻololi ʻana i ke kinoea kumu kūpono no kēlā me kēia kiʻiʻoniʻoni. ʻO ka pahuhopu o ke kālai maloʻo a me ka kālai pulu e hoʻonui i ka lakio hiʻohiʻona (waiwai A/R) o ke kālai ʻana. Eia kekahi, pono ka hoʻomaʻemaʻe mau ʻana e wehe i ka polymer i hōʻiliʻili ʻia ma lalo o ka lua (ka hakahaka i hana ʻia e ke kālai ʻana). ʻO ke kumu nui, pono e hoʻoponopono ʻia nā loli āpau (e like me nā mea hana, ke kinoea kumu, ka manawa, ke ʻano a me ke kaʻina) ma ke ʻano organik e hōʻoia i ka hiki i ka hopena hoʻomaʻemaʻe a i ʻole ke kinoea kumu plasma ke kahe i lalo i ka lalo o ka ʻauwaha. Pono ka hoʻololi iki ʻana i kahi loli e helu hou i nā loli ʻē aʻe, a hana hou ʻia kēia kaʻina hana helu hou a hiki i ka hoʻokō ʻana i ke kumu o kēlā me kēia pae. I kēia manawa, ua lahilahi a paʻakikī nā papa monoatomic e like me nā papa atomic layer deposition (ALD). No laila, ke neʻe nei ka ʻenehana kālai ʻana i ka hoʻohana ʻana i nā mahana haʻahaʻa a me nā kaomi. Manaʻo ke kaʻina hana kālai ʻana e kāohi i ka ana koʻikoʻi (CD) e hana i nā ʻano maikaʻi a hōʻoia i ka pale ʻia ʻana o nā pilikia i hoʻokumu ʻia e ke kaʻina hana kālai ʻana, ʻoiai ka under-etching a me nā pilikia e pili ana i ka wehe ʻana i nā koena. ʻO ka pahuhopu o nā ʻatikala ʻelua ma luna nei e pili ana i ke kālai ʻana e hāʻawi i ka poʻe heluhelu i kahi ʻike o ke kumu o ke kaʻina hana kālai ʻana, nā mea keakea i ka hoʻokō ʻana i nā pahuhopu i luna, a me nā ʻōkuhi hana i hoʻohana ʻia e lanakila ai i ia mau pilikia.
Ka manawa hoʻouna: Sep-10-2024