د وختي لوند ایچینګ د پاکولو یا ایش کولو پروسو پراختیا ته وده ورکړه. نن ورځ، د پلازما په کارولو سره وچ ایچینګ عام شوی دی.د نقاشۍ پروسهپلازما د الکترونونو، کیتانزونو او رادیکالونو څخه جوړ دی. هغه انرژي چې په پلازما باندې تطبیق کیږي د سرچینې ګاز تر ټولو بهرني الکترونونه چې په غیر جانبدار حالت کې دي، له مینځه وړي، او په دې توګه دا الکترونونه په کیتانزونو بدلوي.
برسېره پردې، په مالیکولونو کې نیمګړي اتومونه د انرژۍ په کارولو سره له منځه وړل کیدی شي ترڅو بریښنایی بې طرفه رادیکالونه جوړ کړي. وچ ایچینګ د کیشنونو او رادیکالونو څخه کار اخلي چې پلازما جوړوي، چیرې چې کیشنونه انیسوټروپیک دي (په یو ځانګړي لوري کې د ایچینګ لپاره مناسب) او رادیکالونه ایزوټروپیک دي (په ټولو لارښوونو کې د ایچینګ لپاره مناسب). د رادیکالونو شمیر د کیشنونو شمیر څخه ډیر دی. پدې حالت کې، وچ ایچینګ باید د لوند ایچینګ په څیر ایزوټروپیک وي.
په هرصورت، دا د وچ ایچنګ انیسوټروپیک ایچنګ دی چې د الټرا مینیچرائز شوي سرکټونو امکان رامینځته کوي. د دې دلیل څه دی؟ سربیره پردې، د کیشنونو او رادیکالونو ایچنګ سرعت خورا ورو دی. نو موږ څنګه کولی شو د دې نیمګړتیا سره مخ په ډله ایز تولید کې د پلازما ایچنګ میتودونه پلي کړو؟
۱. د اړخ نسبت (A/R)
شکل ۱. د اړخ تناسب مفهوم او په هغې باندې د ټیکنالوژیکي پرمختګ اغیز
د اړخ تناسب د افقي پلنوالي او عمودي لوړوالي تناسب دی (یعنې، لوړوالی د عرض له مخې ویشل شوی). د سرکټ مهم ابعاد (CD) څومره کوچنی وي، د اړخ تناسب ارزښت یې همدومره لوی وي. دا دی، فرض کړئ چې د اړخ تناسب ارزښت 10 او پلنوالی 10nm وي، د ایچینګ پروسې په جریان کې د سوري کیندل شوي لوړوالی باید 100nm وي. له همدې امله، د راتلونکي نسل محصولاتو لپاره چې الټرا مینیټورائزیشن (2D) یا لوړ کثافت (3D) ته اړتیا لري، د اړخ تناسب خورا لوړ ارزښتونه اړین دي ترڅو ډاډ ترلاسه شي چې کیټیشنونه د ایچینګ پرمهال لاندې فلم ته ننوځي.
د 2D محصولاتو کې د 10nm څخه کم مهم ابعاد سره د الټرا مینیټورائزیشن ټیکنالوژۍ ترلاسه کولو لپاره، د متحرک تصادفي لاسرسي حافظې (DRAM) د کیپسیټر اړخ تناسب ارزښت باید له 100 څخه پورته وساتل شي. په ورته ډول، د 3D NAND فلش حافظه هم د 256 پرتونو یا ډیرو حجرو سټیکینګ پرتونو سټیک کولو لپاره لوړ اړخ تناسب ارزښتونو ته اړتیا لري. حتی که د نورو پروسو لپاره اړین شرایط پوره شي، اړین محصولات نشي تولید کیدی که چیرېد نقاشۍ پروسهله همدې امله د ایچنګ ټیکنالوژي ورځ تر بلې مهمه کیږي.
۲. د پلازما ایچنګ عمومي کتنه
شکل ۲. د فلم ډول سره سم د پلازما سرچینې ګاز ټاکل
کله چې یو تش پایپ کارول کیږي، د پایپ قطر څومره تنګ وي، د مایع داخلیدل اسانه وي، کوم چې د کیپیلري پدیده بلل کیږي. په هرصورت، که چیرې یو سوری (تړل شوی پای) په ښکاره سیمه کې ډرل شي، د مایع داخلیدل خورا ستونزمن کیږي. له همدې امله، څرنګه چې د سرکټ مهم اندازه د 1970 لسیزې په مینځ کې له 3um څخه تر 5um پورې وه، وچایچنګپه تدریجي ډول د لوند ایچنګ ځای د اصلي جریان په توګه نیولی دی. دا، که څه هم ایونیز شوی، د ژورو سوریو ننوتل اسانه دي ځکه چې د یو واحد مالیکول حجم د عضوي پولیمر محلول مالیکول په پرتله کوچنی دی.
د پلازما ایچنګ په جریان کې، د پروسس کولو خونې داخلي برخه چې د ایچنګ لپاره کارول کیږي باید د اړونده طبقې لپاره مناسب پلازما سرچینې ګاز انجیکشن کولو دمخه د خلا حالت ته تنظیم شي. کله چې د جامد اکسایډ فلمونه ایچنګ کوئ، د کاربن فلورایډ پر بنسټ قوي سرچینې ګازونه باید وکارول شي. د نسبتا ضعیف سیلیکون یا فلزي فلمونو لپاره، د کلورین پر بنسټ پلازما سرچینې ګازونه باید وکارول شي.
نو، د دروازې طبقه او د سیلیکون ډای اکسایډ (SiO2) عایق طبقه باید څنګه ایچ شي؟
لومړی، د دروازې طبقې لپاره، سیلیکون باید د کلورین پر بنسټ پلازما (سیلیکون + کلورین) په کارولو سره لرې شي چې د پولیسیلیکون ایچینګ انتخاب لري. د ښکته موصل کولو طبقې لپاره، د سیلیکون ډای اکسایډ فلم باید په دوه مرحلو کې د کاربن فلورایډ پر بنسټ پلازما سرچینې ګاز (سیلیکون ډای اکسایډ + کاربن ټیټرافلوورایډ) په کارولو سره د قوي ایچینګ انتخاب او موثریت سره ایچ شي.
۳. د تعاملي ایون ایچنګ (RIE یا فزیکو کیمیکل ایچنګ) پروسه
شکل ۳. د تعاملي ایون ایچنګ ګټې (انیسوټروپي او د ایچنګ لوړه کچه)
پلازما دواړه ایزوټروپیک آزاد رادیکالونه او انیسوټروپیک کیټیشنونه لري، نو دا څنګه د انیسوټروپیک ایچینګ ترسره کوي؟
د پلازما وچ ایچنګ په عمده توګه د تعاملي ایون ایچنګ (RIE، Reactive Ion Hatching) یا د دې میتود پر بنسټ د غوښتنلیکونو له لارې ترسره کیږي. د RIE میتود اصلي موخه دا ده چې د انیسوټروپیک کیشنونو سره د ایچنګ ساحې برید کولو سره په فلم کې د هدف مالیکولونو ترمنځ د تړلو ځواک کمزوری کړي. کمزوری شوی ساحه د آزاد رادیکالونو لخوا جذب کیږي، د هغو ذراتو سره یوځای کیږي چې طبقه جوړوي، په ګاز (یو بې ثباته مرکب) بدلیږي او خوشې کیږي.
که څه هم آزاد رادیکالونه ایزوټروپیک ځانګړتیاوې لري، هغه مالیکولونه چې د ښکته سطحې جوړوي (چې د تړلو ځواک یې د کیشنونو د برید له امله کمزوری شوی) د آزاد رادیکالونو لخوا په اسانۍ سره نیول کیږي او د قوي تړلو ځواک سره د اړخ دیوالونو په پرتله په نویو مرکباتو بدلیږي. له همدې امله، ښکته ایچینګ اصلي جریان کیږي. نیول شوي ذرات د آزاد رادیکالونو سره ګاز کیږي، کوم چې د خلا د عمل لاندې له سطحې څخه جذب کیږي او خوشې کیږي.
په دې وخت کې، د فزیکي عمل له لارې ترلاسه شوي کیټیشنونه او د کیمیاوي عمل له لارې ترلاسه شوي آزاد رادیکالونه د فزیکي او کیمیاوي ایچینګ لپاره یوځای کیږي، او د ایچینګ کچه (د ایچینګ کچه، په یوه ټاکلي وخت کې د ایچینګ کچه) د کیټیونیک ایچینګ یا وړیا رادیکال ایچینګ په پرتله 10 ځله زیاته شوې ده. دا طریقه نه یوازې د انیسوټروپیک ښکته ایچینګ د ایچینګ کچه ډیروي، بلکه د ایچینګ وروسته د پولیمر پاتې شونو ستونزه هم حل کولی شي. دې طریقې ته د عکس العمل ایون ایچینګ (RIE) ویل کیږي. د RIE ایچینګ د بریالیتوب کلیدي د فلم ایچینګ لپاره مناسب پلازما سرچینې ګاز موندل دي. یادونه: پلازما ایچینګ د RIE ایچینګ دی، او دواړه د ورته مفهوم په توګه ګڼل کیدی شي.
۴. د ایچ کچه او د اصلي فعالیت شاخص
شکل ۴. د ایچ نرخ پورې اړوند د کور ایچ فعالیت شاخص
د ایچ کولو کچه د فلم ژوروالي ته اشاره کوي چې تمه کیږي په یوه دقیقه کې ورسیږي. نو دا څه معنی لري چې د ایچ کولو کچه په یوه واحد ویفر کې له یوې برخې څخه بلې برخې ته توپیر لري؟
دا پدې مانا ده چې د ویفر په برخه کې د ایچ ژوروالی له یوې برخې څخه بلې برخې ته توپیر لري. له همدې امله، دا خورا مهمه ده چې د پای ټکی (EOP) تنظیم کړئ چیرې چې ایچینګ باید د ایچینګ اوسط نرخ او ایچینګ ژوروالی په پام کې نیولو سره ودرول شي. حتی که EOP تنظیم شوی وي، بیا هم ځینې سیمې شتون لري چیرې چې د ایچینګ ژوروالی د اصلي پلان شوي په پرتله ژور (ډیر ایچینګ) یا ټیټ (کم ایچینګ) دی. په هرصورت، د ایچینګ پرمهال د ایچینګ په پرتله کم ایچینګ ډیر زیان رسوي. ځکه چې د ایچینګ په حالت کې، د ایچینګ لاندې برخه به د آیون امپلانټیشن په څیر راتلونکو پروسو مخه ونیسي.
په عین حال کې، انتخاب (د ایچ نرخ لخوا اندازه کیږي) د ایچ کولو پروسې یو مهم فعالیت شاخص دی. د اندازه کولو معیار د ماسک طبقې (فوټوریزیسټ فلم، آکسایډ فلم، سیلیکون نایټرایډ فلم، او نور) او د هدف طبقې د ایچ نرخ پرتله کولو پراساس دی. دا پدې مانا ده چې انتخاب څومره لوړ وي، د هدف طبقه ګړندۍ ایچ کیږي. د کوچني کولو کچه څومره لوړه وي، د انتخاب اړتیا لوړه وي ترڅو ډاډ ترلاسه شي چې ښه نمونې په بشپړ ډول وړاندې کیدی شي. څرنګه چې د ایچ کولو لار مستقیمه ده، د کیشنیک ایچ کولو انتخاب ټیټ دی، پداسې حال کې چې د راډیکال ایچ کولو انتخاب لوړ دی، کوم چې د RIE انتخاب ښه کوي.
۵. د نقاشۍ پروسه
شکل ۵. د نقاشۍ پروسه
لومړی، ویفر د اکسیډیشن فرنس کې ځای پر ځای کیږي چې تودوخه یې د 800 او 1000 ℃ ترمنځ ساتل کیږي، او بیا د وچې طریقې له لارې د ویفر په سطحه د لوړ موصلیت ملکیتونو سره د سیلیکون ډای اکسایډ (SiO2) فلم جوړیږي. بیا، د کیمیاوي بخار جمع کولو (CVD) / فزیکي بخار جمع کولو (PVD) لخوا د اکسایډ فلم باندې د سیلیکون طبقه یا د چلونکي طبقه جوړولو لپاره د زیرمو پروسه داخلیږي. که چیرې د سیلیکون طبقه جوړه شي، د اړتیا په صورت کې د چلونکي زیاتوالي لپاره د ناپاکۍ خپریدو پروسه ترسره کیدی شي. د ناپاکۍ خپریدو پروسې په جریان کې، ډیری ناپاکۍ ډیری وختونه په مکرر ډول اضافه کیږي.
په دې وخت کې، د انسولیټینګ طبقه او پولیسیلیکون طبقه باید د ایچینګ لپاره سره یوځای شي. لومړی، یو فوتوریزیسټ کارول کیږي. وروسته، یو ماسک په فوټوریزیسټ فلم کې ایښودل کیږي او لوند افشا کول د ډوبیدو له لارې ترسره کیږي ترڅو مطلوب نمونه (د سترګو لپاره نه لیدل کیږي) په فوټوریزیسټ فلم کې نقش کړي. کله چې د نمونې خاکه د پراختیا له لارې څرګند شي، د فوتو حساس ساحه کې فوتوریزیسټ لرې کیږي. بیا، د فوتو لیتوګرافي پروسې لخوا پروسس شوی ویفر د وچ ایچینګ لپاره ایچینګ پروسې ته لیږدول کیږي.
وچ ایچینګ په عمده توګه د عکس العمل ایون ایچینګ (RIE) لخوا ترسره کیږي، په کوم کې چې ایچینګ په عمده توګه د هر فلم لپاره مناسب سرچینې ګاز بدلولو سره تکرار کیږي. وچ ایچینګ او لوند ایچینګ دواړه د ایچینګ د اړخ تناسب (A/R ارزښت) زیاتولو لپاره هدف لري. سربیره پردې، منظم پاکولو ته اړتیا ده ترڅو د سوري په ښکته کې راټول شوي پولیمر لرې کړئ (هغه تشه چې د ایچینګ لخوا رامینځته کیږي). مهمه خبره دا ده چې ټول متغیرات (لکه مواد، سرچینه ګاز، وخت، بڼه او ترتیب) باید په عضوي ډول تنظیم شي ترڅو ډاډ ترلاسه شي چې د پاکولو محلول یا د پلازما سرچینې ګاز کولی شي د خندق لاندې ته جریان ولري. په متغیر کې لږ بدلون د نورو متغیراتو بیا محاسبې ته اړتیا لري، او دا بیا محاسبې پروسه تر هغه وخته پورې تکرار کیږي تر څو چې د هرې مرحلې هدف پوره کړي. پدې وروستیو کې، مونواتومیک پرتونه لکه د اټومي پرت جمع کول (ALD) پرتونه پتلي او سخت شوي دي. له همدې امله، د ایچینګ ټیکنالوژي د ټیټ تودوخې او فشارونو کارولو په لور حرکت کوي. د ایچنګ پروسه موخه دا ده چې د نازکو نمونو د تولید لپاره د مهم اړخ (CD) کنټرول کړي او ډاډ ترلاسه کړي چې د ایچنګ پروسې له امله رامینځته شوي ستونزې، په ځانګړې توګه د کم ایچنګ او د پاتې شونو لرې کولو پورې اړوند ستونزې مخنیوی وشي. د ایچنګ په اړه پورته دوه مقالې موخه دا ده چې لوستونکو ته د ایچنګ پروسې هدف، د پورته اهدافو د ترلاسه کولو لپاره خنډونه، او د دې خنډونو د لرې کولو لپاره کارول شوي فعالیت شاخصونو په اړه پوهه چمتو کړي.
د پوسټ وخت: سپتمبر-۱۰-۲۰۲۴