Алгачкы нымдуу оюу тазалоо же күлдөө процесстеринин өнүгүшүнө өбөлгө түзгөн. Бүгүнкү күндө плазманы колдонуп кургак оюу негизги багытка айландыоюп түшүрүү процессиПлазма электрондордон, катиондордон жана радикалдардан турат. Плазмага колдонулган энергия нейтралдуу абалдагы булак газынын эң сырткы электрондорунун бөлүнүп чыгышына алып келет, ошону менен бул электрондор катиондорго айланат.
Мындан тышкары, молекулалардагы кемчиликтүү атомдорду энергияны колдонуп, электрдик нейтралдуу радикалдарды пайда кылуу менен жок кылууга болот. Кургак оюуда плазманы түзгөн катиондор жана радикалдар колдонулат, мында катиондор анизотроптук (белгилүү бир багытта оюуга ылайыктуу), ал эми радикалдар изотроптук (бардык багытта оюуга ылайыктуу) болот. Радикалдардын саны катиондордун санынан алда канча көп. Бул учурда, кургак оюу нымдуу оюу сыяктуу изотроптук болушу керек.
Бирок, ультра миниатюралык схемаларды мүмкүн кылган нерсе кургак оюунун анизотроптук оюу болуп саналат. Мунун себеби эмнеде? Мындан тышкары, катиондордун жана радикалдардын оюу ылдамдыгы өтө жай. Ошентип, бул кемчиликке карабастан, плазмалык оюу ыкмаларын массалык өндүрүшкө кантип колдонсок болот?
1. Аспект катышы (A/R)
1-сүрөт. Пропорция түшүнүгү жана ага технологиялык прогресстин таасири
Аспект катышы - бул горизонталдык туурасынын вертикалдык бийиктикке болгон катышы (б.а. бийиктиктин туурасына бөлүнүшү). Схеманын критикалык өлчөмү (CD) канчалык кичине болсо, аспект катышынын мааниси ошончолук чоң болот. Башкача айтканда, аспект катышынын мааниси 10 жана туурасы 10 нм деп эсептесек, оюу процессинде бургуланган тешиктин бийиктиги 100 нм болушу керек. Ошондуктан, ультра-миниатюризацияны (2D) же жогорку тыгыздыкты (3D) талап кылган кийинки муундагы продукциялар үчүн, оюу учурунда катиондордун астыңкы пленкага кире алышын камсыз кылуу үчүн өтө жогорку аспект катышынын маанилери талап кылынат.
2D продуктыларында 10 нмден аз критикалык өлчөмү бар ультра-миниатюризация технологиясына жетүү үчүн, динамикалык кокустук кирүү эс тутумунун (DRAM) конденсатордун аспект катышынын мааниси 100дөн жогору сакталышы керек. Ошо сыяктуу эле, 3D NAND флеш-эс тутуму 256 же андан көп катмарлуу клеткаларды үймөктөө үчүн жогорку аспект катышынын маанилерин талап кылат. Башка процесстер үчүн талап кылынган шарттар аткарылса дагы, талап кылынган продукцияларды өндүрүү мүмкүн эмес, эгердеоюп түшүрүү процессистандартка жооп бербейт. Ошондуктан гравюра технологиясы барган сайын маанилүү болуп баратат.
2. Плазмалык оюуга сереп
2-сүрөт. Плазма булагындагы газды пленканын түрүнө жараша аныктоо
Көңдөй түтүк колдонулганда, түтүктүн диаметри канчалык тар болсо, суюктуктун кириши ошончолук оңой болот, бул капиллярдык кубулуш деп аталат. Бирок, эгерде ачык аймакта тешик (жабык уч) бургулана турган болсо, суюктуктун кириши бир топ кыйын болуп калат. Ошондуктан, 1970-жылдардын ортосунда схеманын критикалык өлчөмү 3 мкмден 5 мкмге чейин болгондуктан, кургакоюуакырындык менен нымдуу оюуну негизги агым катары алмаштырды. Башкача айтканда, иондоштурулганы менен, терең тешиктерге кирүү оңой, анткени бир молекуланын көлөмү органикалык полимер эритмесинин молекуласынын көлөмүнөн кичине.
Плазмалык оюу учурунда, оюу үчүн колдонулган иштетүү камерасынын ички бөлүгү тиешелүү катмарга ылайыктуу плазмалык булак газын сайуудан мурун вакуум абалына келтирилиши керек. Катуу кычкыл пленкаларын оюуда көмүртек фторидине негизделген күчтүү булак газдары колдонулушу керек. Салыштырмалуу алсыз кремний же металл пленкалары үчүн хлорго негизделген плазмалык булак газдары колдонулушу керек.
Ошентип, дарбаза катмары жана анын астындагы кремний диоксиди (SiO2) изоляциялык катмары кантип оюлушу керек?
Биринчиден, дарбаза катмары үчүн кремнийди поликремнийди оюу селективдүүлүгү бар хлор негизиндеги плазма (кремний + хлор) менен алып салуу керек. Астыңкы изоляциялык катмар үчүн кремний диоксидинин пленкасын оюу селективдүүлүгү жана натыйжалуулугу күчтүүрөөк болгон көмүртек фторидине негизделген плазма булагы газын (кремний диоксиди + көмүртек тетрафториди) колдонуп эки этап менен оюу керек.
3. Реактивдүү иондук оюу (RIE же физикалык-химиялык оюу) процесси
3-сүрөт. Реактивдүү иондук оюунун артыкчылыктары (анизотропия жана жогорку оюу ылдамдыгы)
Плазма изотроптук эркин радикалдарды да, анизотроптук катиондорду да камтыйт, анизотроптук оюу кантип жүргүзүлөт?
Плазмалык кургак оюу негизинен реактивдүү иондук оюу (RIE, Reactive Ion Etching) же ушул ыкмага негизделген колдонмолор аркылуу жүргүзүлөт. RIE ыкмасынын өзөгү - оюу аймагына анизотроптук катиондор менен кол салуу менен пленкадагы максаттуу молекулалардын ортосундагы байланыш күчүн алсыратуу. Алсыраган аймак эркин радикалдар тарабынан сиңирилип, катмарды түзгөн бөлүкчөлөр менен биригип, газга (учуучу кошулма) айланат жана бөлүнүп чыгат.
Эркин радикалдар изотроптук мүнөздөмөлөргө ээ болгону менен, астыңкы бетти түзгөн (байланыш күчү катиондордун чабуулу менен алсыраган) молекулалар күчтүү байланыш күчү бар каптал дубалдарга караганда эркин радикалдар тарабынан оңой кармалып, жаңы кошулмаларга айланат. Ошондуктан, ылдый карай оюу негизги агымга айланат. Кармалган бөлүкчөлөр эркин радикалдар менен газга айланат, алар десорбцияланат жана вакуумдун таасири астында беттен бөлүнүп чыгат.
Бул учурда, физикалык таасир менен алынган катиондор жана химиялык таасир менен алынган эркин радикалдар физикалык жана химиялык оюу үчүн бириктирилет жана оюу ылдамдыгы (ойуу ылдамдыгы, белгилүү бир убакыт аралыгындагы оюу даражасы) катиондук оюу же эркин радикалдык оюу менен гана салыштырганда 10 эсе жогорулайт. Бул ыкма анизотроптук ылдый оюунун оюу ылдамдыгын жогорулатып гана тим болбостон, оюудан кийинки полимер калдыктарынын көйгөйүн да чече алат. Бул ыкма реактивдүү иондук оюу (RIE) деп аталат. RIE оюунун ийгилигинин ачкычы - пленканы оюу үчүн ылайыктуу плазма булагы газын табуу. Эскертүү: Плазмалык оюу - бул RIE оюу, жана экөөнү бир эле түшүнүк катары кароого болот.
4. Оюу ылдамдыгы жана өзөктүн иштөө индекси
4-сүрөт. Оюу ылдамдыгына байланыштуу өзөктү оюунун көрсөткүчү
Оёо ылдамдыгы бир мүнөттө жетиши күтүлгөн пленканын тереңдигин билдирет. Ошентип, бир пластинадагы оюу ылдамдыгы ар бир бөлүктө өзгөрүп турат деген эмнени билдирет?
Бул пластинанын ар бир бөлүгүндө оюу тереңдиги ар кандай болорун билдирет. Ушул себептен улам, оюунун аяктоо чекитин (EOP) орточо оюу ылдамдыгын жана оюу тереңдигин эске алуу менен орнотуу абдан маанилүү. EOP коюлган күндө да, оюунун тереңдиги башында пландаштырылгандан тереңирээк (ашыкча оюлган) же тайызыраак (жетишсиз оюлган) болгон кээ бир жерлер бар. Бирок, оюу учурунда ашыкча оюуга караганда, жетишсиз оюу көбүрөөк зыян келтирет. Анткени, жетишсиз оюу учурунда, жетишсиз оюлган бөлүк ион имплантациясы сыяктуу кийинки процесстерге тоскоол болот.
Ошол эле учурда, селективдүүлүк (оймолоо ылдамдыгы менен өлчөнөт) оюу процессинин негизги көрсөткүчү болуп саналат. Өлчөө стандарты маска катмарынын (фоторезист пленкасы, оксид пленкасы, кремний нитрид пленкасы ж.б.) жана максаттуу катмардын оюу ылдамдыгын салыштырууга негизделген. Бул селективдүүлүк канчалык жогору болсо, максаттуу катмар ошончолук тез оюлат дегенди билдирет. Миниатюризация деңгээли канчалык жогору болсо, майда үлгүлөрдү кемчиликсиз көрсөтүү үчүн селективдүүлүк талабы ошончолук жогору болот. Оймолоо багыты түз болгондуктан, катиондук оюунун селективдүүлүгү төмөн, ал эми радикалдык оюунун селективдүүлүгү жогору, бул RIE селективдүүлүгүн жакшыртат.
5. Оюп түшүрүү процесси
5-сүрөт. Оёп жасоо процесси
Алгач, пластина температурасы 800 жана 1000℃ ортосунда кармалып турган кычкылдандыруучу мешке салынат, андан кийин кургак ыкма менен пластинанын бетинде жогорку изоляциялык касиетке ээ кремний диоксиди (SiO2) пленкасы пайда болот. Андан кийин, химиялык буу чөктүрүү (CVD)/физикалык буу чөктүрүү (PVD) аркылуу кычкылдандыруучу пленкада кремний катмарын же өткөргүч катмарды түзүү үчүн чөктүрүү процесси киргизилет. Эгерде кремний катмары пайда болсо, зарыл болсо, өткөргүчтүктү жогорулатуу үчүн кошулманын диффузия процесси жүргүзүлүшү мүмкүн. Кошулманын диффузия процессинде көп учурда бир нече кошулмалар кайра-кайра кошулат.
Бул учурда, изоляциялык катмар менен полисиликон катмарын оюу үчүн айкалыштыруу керек. Алгач фоторезист колдонулат. Андан кийин, фоторезист пленкасына маска коюлат жана фоторезист пленкасына каалаган үлгүнү (көзгө көрүнбөгөн) басуу үчүн нымдуу экспозиция жүргүзүлөт. Иштелип чыкканда, үлгүнүн контуру ачылганда, фотосезгич аймактагы фоторезист алынып салынат. Андан кийин, фотолитография процесси менен иштетилген пластина кургак оюу үчүн оюу процессине өткөрүлөт.
Кургак оюу негизинен реактивдүү иондук оюу (RIE) аркылуу жүргүзүлөт, мында оюу негизинен ар бир пленкага ылайыктуу булак газын алмаштыруу менен кайталанат. Кургак оюу да, нымдуу оюу да оюунун аспекттик катышын (A/R мааниси) жогорулатууга багытталган. Мындан тышкары, тешиктин түбүндө топтолгон полимерди (ойуудан пайда болгон боштукту) алып салуу үчүн үзгүлтүксүз тазалоо талап кылынат. Маанилүү жагдай, тазалоочу эритме же плазмалык булак газы траншеянын түбүнө агып түшүшүн камсыз кылуу үчүн бардык өзгөрмөлөр (мисалы, материалдар, булак газы, убакыт, форма жана ырааттуулук) органикалык түрдө туураланышы керек. Өзгөрмөдөгү бир аз өзгөрүү башка өзгөрмөлөрдү кайра эсептөөнү талап кылат жана бул кайра эсептөө процесси ар бир этаптын максатына жеткенге чейин кайталанат. Жакында атомдук катмардын чөкмө (ALD) катмарлары сыяктуу моноатомдук катмарлар жука жана катуу болуп калды. Ошондуктан, оюу технологиясы төмөнкү температураларды жана басымдарды колдонууга карай жылып баратат. Оюу процесси майда үлгүлөрдү түзүү жана оюу процессинен келип чыккан көйгөйлөрдү, айрыкча, жетишсиз оюу жана калдыктарды алып салууга байланыштуу көйгөйлөрдү болтурбоо үчүн критикалык өлчөмдү (CD) көзөмөлдөөгө багытталган. Жогорудагы гравюра жөнүндөгү эки макала окурмандарга гравюра процессинин максатын, жогорудагы максаттарга жетүүгө тоскоолдуктарды жана мындай тоскоолдуктарды жеңүү үчүн колдонулган көрсөткүчтөрдү түшүнүүгө багытталган.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 10-сентябры