سيمي ڪنڊڪٽر پيٽرننگ جو عمل فلو-ايچنگ

شروعاتي ويٽ ايچنگ صفائي يا ايشنگ جي عملن جي ترقي کي فروغ ڏنو. اڄ، پلازما استعمال ڪندي خشڪ ايچنگ مکيه وهڪرو بڻجي چڪو آهي.نقاشي جو عمل. پلازما اليڪٽران، ڪيشن ۽ ريڊيڪل تي مشتمل هوندو آهي. پلازما تي لاڳو ٿيندڙ توانائي ذريعو گئس جي ٻاهرين اليڪٽران کي غير جانبدار حالت ۾ ڪڍڻ جو سبب بڻجندي آهي، جنهن جي ڪري اهي اليڪٽران ڪيشن ۾ تبديل ٿي ويندا آهن.

ان کان علاوه، ماليڪيولن ۾ نامڪمل ايٽم کي بجليءَ جي طور تي غير جانبدار ريڊيڪل ٺاهڻ لاءِ توانائي لاڳو ڪندي ختم ڪري سگهجي ٿو. خشڪ ايچنگ ڪيشن ۽ ريڊيڪل استعمال ڪري ٿي جيڪي پلازما ٺاهيندا آهن، جتي ڪيشن اينيسوٽروپڪ آهن (هڪ خاص طرف ۾ ايچنگ لاءِ مناسب) ۽ ريڊيڪل آئسوٽروپڪ آهن (سڀني طرفن ۾ ايچنگ لاءِ مناسب). ريڊيڪلز جو تعداد ڪيشن جي تعداد کان تمام گهڻو آهي. هن صورت ۾، خشڪ ايچنگ ويٽ ايچنگ وانگر آئسوٽروپڪ هجڻ گهرجي.

جڏهن ته، اهو خشڪ ايچنگ جو اينيسوٽروپڪ ايچنگ آهي جيڪو الٽرا-مني ايچنگ سرڪٽ کي ممڪن بڻائي ٿو. ان جو سبب ڇا آهي؟ ان کان علاوه، ڪيشن ۽ ريڊيڪلز جي ايچنگ جي رفتار تمام سست آهي. تنهن ڪري اسان هن گهٽتائي جي منهن ۾ وڏي پيماني تي پيداوار لاءِ پلازما ايچنگ جا طريقا ڪيئن لاڳو ڪري سگهون ٿا؟

 

 

1. اسپيڪٽ ريشو (A/R)

 

شڪل 1. پهلو تناسب جو تصور ۽ ان تي ٽيڪنالاجي ترقي جو اثر

 

اسپيڪٽ ريشو افقي ويڪر ۽ عمودي اوچائي جو تناسب آهي (يعني، اوچائي کي ويڪر سان ورهايو ويو آهي). سرڪٽ جو نازڪ طول و عرض (سي ڊي) جيترو ننڍو هوندو، اوترو ئي اسپيڪٽ ريشو ويليو وڏو هوندو. يعني، فرض ڪيو وڃي ته اسپيڪٽ ريشو ويليو 10 ۽ ويڪر 10nm هوندي، ايچنگ جي عمل دوران سوراخ ڪيل سوراخ جي اوچائي 100nm هجڻ گهرجي. تنهن ڪري، ايندڙ نسل جي شين لاءِ جن کي الٽرا ميني ايچرائيزيشن (2D) يا هاءِ ڊينسٽي (3D) جي ضرورت هوندي آهي، انتهائي اعليٰ اسپيڪٽ ريشو ويليو جي ضرورت هوندي آهي ته جيئن ڪيشن ايچنگ دوران هيٺئين فلم ۾ داخل ٿي سگهن.

 

2D پراڊڪٽس ۾ 10nm کان گهٽ جي نازڪ طول و عرض سان الٽرا-مني ايچرائيزيشن ٽيڪنالاجي حاصل ڪرڻ لاءِ، ڊائنامڪ رينڊم ايڪسيس ميموري (DRAM) جي ڪيپيسيٽر اسپيڪٽ ريشو ويليو کي 100 کان مٿي برقرار رکڻ گهرجي. ساڳئي طرح، 3D NAND فليش ميموري کي 256 پرتن يا وڌيڪ سيل اسٽيڪنگ پرتن کي اسٽيڪ ڪرڻ لاءِ اعليٰ اسپيڪٽ ريشو ويليو جي ضرورت آهي. جيتوڻيڪ جيڪڏهن ٻين عملن لاءِ گهربل شرطون پوريون ٿين ٿيون، گهربل پراڊڪٽس پيدا نه ٿي سگهن جيڪڏهننقاشي جو عملمعيار مطابق نه آهي. اهو ئي سبب آهي جو ايچنگ ٽيڪنالاجي تيزي سان اهم ٿي رهي آهي.

 

 

2. پلازما ايچنگ جو جائزو

 

شڪل 2. فلم جي قسم جي مطابق پلازما ماخذ گيس جو تعين ڪرڻ

 

جڏهن هڪ خالي پائپ استعمال ڪيو ويندو آهي، پائپ جو قطر جيترو تنگ هوندو، اوترو ئي مائع لاءِ داخل ٿيڻ آسان هوندو، جيڪو ڪيپيلري رجحان سڏيو ويندو آهي. بهرحال، جيڪڏهن هڪ سوراخ (بند آخر) کي بي نقاب علائقي ۾ ڊرل ڪرڻو آهي، ته مائع جو ان پٽ ڪافي ڏکيو ٿي ويندو آهي. تنهن ڪري، جيئن ته 1970 جي وچ ۾ سرڪٽ جو نازڪ سائيز 3um کان 5um هو، خشڪنقاشيآهستي آهستي ويٽ ايچنگ کي مکيه وهڪرو طور تبديل ڪيو آهي. يعني، جيتوڻيڪ آئنائيزڊ، ان کي گہرے سوراخن ۾ داخل ٿيڻ آسان آهي ڇاڪاڻ ته هڪ ماليڪيول جو حجم هڪ نامياتي پوليمر محلول ماليڪيول کان ننڍو آهي.

پلازما ايچنگ دوران، ايچنگ لاءِ استعمال ٿيندڙ پروسيسنگ چيمبر جي اندروني حصي کي ويڪيوم اسٽيٽ ۾ ترتيب ڏيڻ گهرجي ان کان اڳ جو لاڳاپيل پرت لاءِ مناسب پلازما سورس گيس داخل ڪئي وڃي. جڏهن سولڊ آڪسائيڊ فلمون ايچنگ ڪيون وڃن، ته مضبوط ڪاربن فلورائيڊ تي ٻڌل سورس گيس استعمال ڪيون وڃن. نسبتاً ڪمزور سلڪون يا ڌاتو فلمن لاءِ، ڪلورين تي ٻڌل پلازما سورس گيس استعمال ڪيون وڃن.

تنهن ڪري، گيٽ پرت ۽ انڊرلينگ سلڪون ڊاءِ آڪسائيڊ (SiO2) انسوليٽنگ پرت کي ڪيئن ايچ ڪيو وڃي؟

پهرين، گيٽ ليئر لاءِ، سلڪون کي ڪلورين تي ٻڌل پلازما (سلڪون + ڪلورين) استعمال ڪندي هٽايو وڃي جنهن ۾ پولي سلڪون ايچنگ سليڪٽيوٽي هجي. هيٺئين انسولٽنگ ليئر لاءِ، سلڪون ڊاءِ آڪسائيڊ فلم کي ڪاربان فلورائيڊ تي ٻڌل پلازما سورس گيس (سلڪون ڊاءِ آڪسائيڊ + ڪاربن ٽيٽرافلوورائيڊ) استعمال ڪندي ٻن مرحلن ۾ ايچ ڪيو وڃي جنهن ۾ مضبوط ايچنگ سليڪٽيوٽي ۽ اثرائتي هجي.

 

 

3. رد عمل آئن ايچنگ (RIE يا فزيڪو ڪيميڪل ايچنگ) عمل

 

شڪل 3. رد عمل واري آئن ايچنگ جا فائدا (انيسوٽروپي ۽ اعليٰ ايچنگ ريٽ)

 

پلازما ۾ آئسوٽروپڪ فري ريڊيڪل ۽ اينيسوٽروپڪ ڪيشن ٻئي شامل آهن، پوءِ اهو اينيسوٽروپڪ ايچنگ ڪيئن ڪندو آهي؟

پلازما خشڪ ايچنگ بنيادي طور تي رد عمل آئن ايچنگ (RIE، رد عمل آئن ايچنگ) يا هن طريقي تي ٻڌل ايپليڪيشنن ذريعي ڪئي ويندي آهي. RIE طريقي جو بنيادي مقصد اينيسوٽروپڪ ڪيشنز سان ايچنگ واري علائقي تي حملو ڪندي فلم ۾ ٽارگيٽ ماليڪيولز جي وچ ۾ پابند قوت کي ڪمزور ڪرڻ آهي. ڪمزور علائقو آزاد ريڊيڪلز ذريعي جذب ڪيو ويندو آهي، پرت ٺاهڻ واري ذرڙن سان ملائي، گئس (هڪ غير مستحڪم مرڪب) ۾ تبديل ڪيو ويندو آهي ۽ آزاد ڪيو ويندو آهي.

جيتوڻيڪ آزاد ريڊيڪلز ۾ آئسوٽروپڪ خاصيتون آهن، ماليڪيول جيڪي هيٺئين مٿاڇري کي ٺاهيندا آهن (جن جي پابند قوت ڪيشن جي حملي سان ڪمزور ٿي ويندي آهي) آزاد ريڊيڪلز پاران وڌيڪ آساني سان قبضو ڪيو ويندو آهي ۽ مضبوط پابند قوت سان پاسي واري ڀتين جي ڀيٽ ۾ نئين مرڪب ۾ تبديل ٿي ويندا آهن. تنهن ڪري، هيٺئين طرف ايچنگ مکيه وهڪرو بڻجي ويندي آهي. قبضو ڪيل ذرات آزاد ريڊيڪلز سان گئس بڻجي ويندا آهن، جيڪي ويڪيوم جي عمل هيٺ سطح کان جذب ۽ آزاد ٿي ويندا آهن.

 

هن وقت، جسماني عمل ذريعي حاصل ڪيل ڪيشن ۽ ڪيميائي عمل ذريعي حاصل ڪيل آزاد ريڊيڪلز کي جسماني ۽ ڪيميائي ايچنگ لاءِ گڏ ڪيو ويندو آهي، ۽ ايچنگ جي شرح (ايچ ريٽ، هڪ خاص وقت ۾ ايچنگ جي درجي) صرف ڪيشنڪ ايچنگ يا فري ريڊيڪل ايچنگ جي مقابلي ۾ 10 ڀيرا وڌي ويندي آهي. هي طريقو نه رڳو اينيسوٽروپڪ هيٺئين طرف ايچنگ جي ايچنگ جي شرح کي وڌائي سگهي ٿو، پر ايچنگ کان پوءِ پوليمر جي باقيات جي مسئلي کي به حل ڪري سگهي ٿو. هن طريقي کي ري ايڪٽو آئن ايچنگ (RIE) سڏيو ويندو آهي. RIE ايچنگ جي ڪاميابي جي ڪنجي فلم ايچنگ لاءِ مناسب پلازما ذريعو گيس ڳولڻ آهي. نوٽ: پلازما ايچنگ RIE ايچنگ آهي، ۽ ٻنهي کي هڪ ئي تصور سمجهي سگهجي ٿو.

 

 

4. ايچ ريٽ ۽ ڪور پرفارمنس انڊيڪس

 

شڪل 4. ايچ ريٽ سان لاڳاپيل ڪور ايچ پرفارمنس انڊيڪس

 

ايچ ريٽ فلم جي کوٽائي کي ظاهر ڪري ٿو جيڪا هڪ منٽ ۾ پهچڻ جي اميد رکي ٿي. تنهن ڪري ان جو ڇا مطلب آهي ته ايچ ريٽ هڪ واحد ويفر تي جزوي طور تي مختلف هوندو آهي؟

ان جو مطلب آهي ته ايچ جي کوٽائي ويفر تي هڪ حصي کان ٻئي حصي ۾ مختلف هوندي آهي. انهي سبب لاءِ، اهو تمام ضروري آهي ته آخري نقطي (EOP) کي مقرر ڪيو وڃي جتي ايچنگ کي اوسط ايچ جي شرح ۽ ايچ جي کوٽائي کي غور ڪندي بند ڪيو وڃي. جيتوڻيڪ EOP سيٽ ڪيو ويو آهي، اڃا تائين ڪجهه علائقا آهن جتي ايچ جي کوٽائي اصل منصوبابندي کان وڌيڪ گهري (وڌيڪ ايچ ٿيل) يا گهٽ (گهٽ ايچ ٿيل) آهي. جڏهن ته، انڊر ايچنگ ايچنگ دوران اوور ايچنگ کان وڌيڪ نقصان پهچائيندو آهي. ڇاڪاڻ ته انڊر ايچنگ جي صورت ۾، انڊر ايچنگ حصو آئن امپلانٽيشن جهڙن ايندڙ عملن ۾ رڪاوٽ بڻجندو.

ساڳئي وقت، چونڊ (ايچ ريٽ ذريعي ماپيل) ايچنگ جي عمل جو هڪ اهم ڪارڪردگي اشارو آهي. ماپ جو معيار ماسڪ پرت (فوٽو ريسسٽ فلم، آڪسائيڊ فلم، سلڪون نائٽرائڊ فلم، وغيره) ۽ ٽارگيٽ پرت جي ايچ ريٽ جي مقابلي تي ٻڌل آهي. ان جو مطلب آهي ته چونڊ جيتري وڌيڪ هوندي، اوترو ئي تيز ٽارگيٽ پرت ايچ ڪئي ويندي. ننڍي ڪرڻ جي سطح جيتري وڌيڪ هوندي، چونڊ جي ضرورت اوترو ئي وڌيڪ هوندي ته جيئن نفيس نمونن کي مڪمل طور تي پيش ڪري سگهجي. جيئن ته ايچنگ جي هدايت سڌي آهي، ڪيشنڪ ايچنگ جي چونڊ گهٽ آهي، جڏهن ته ريڊيڪل ايچنگ جي چونڊ وڌيڪ آهي، جيڪا RIE جي چونڊ کي بهتر بڻائي ٿي.

 

 

5. نقاشي جو عمل

 

شڪل 5. نقاشي جو عمل

 

پهرين، ويفر کي آڪسائيڊيشن فرنس ۾ رکيو ويندو آهي جنهن جو گرمي پد 800 ۽ 1000 ℃ جي وچ ۾ برقرار رکيو ويندو آهي، ۽ پوءِ خشڪ طريقي سان ويفر جي مٿاڇري تي اعليٰ موصليت جي خاصيتن سان هڪ سلڪون ڊاءِ آڪسائيڊ (SiO2) فلم ٺاهي ويندي آهي. ان کان پوءِ، ڪيميڪل وانپ ڊپوزيشن (CVD)/فزيڪل وانپ ڊپوزيشن (PVD) ذريعي آڪسائيڊ فلم تي سلڪون پرت يا ڪنڊڪٽو پرت ٺاهڻ لاءِ جمع ڪرڻ جو عمل داخل ڪيو ويندو آهي. جيڪڏهن سلڪون پرت ٺهي وڃي ٿي، ته ضرورت پوڻ تي چالکائي وڌائڻ لاءِ نجاست جي پکيڙ جو عمل ڪري سگهجي ٿو. نجاست جي پکيڙ جي عمل دوران، ڪيترائي نجاست بار بار شامل ڪيا ويندا آهن.

هن وقت، انسوليٽنگ پرت ۽ پوليسيلڪون پرت کي ايچنگ لاءِ گڏ ڪيو وڃي. پهرين، هڪ فوٽو ريزسٽ استعمال ڪيو ويندو آهي. بعد ۾، فوٽو ريزسٽ فلم تي هڪ ماسڪ رکيو ويندو آهي ۽ فوٽو ريزسٽ فلم تي گهربل نموني (ننگي اک سان نظر نه ايندڙ) کي امپرنٽ ڪرڻ لاءِ وسرڻ ذريعي ويٽ ايڪسپوزر ڪيو ويندو آهي. جڏهن نموني جو خاڪو ترقي ذريعي ظاهر ٿئي ٿو، ته فوٽو حساس علائقي ۾ فوٽو ريزسٽ هٽايو ويندو آهي. پوءِ، فوٽو ليٿوگرافي جي عمل ذريعي پروسيس ٿيل ويفر کي خشڪ ايچنگ لاءِ ايچنگ جي عمل ۾ منتقل ڪيو ويندو آهي.

خشڪ ايچنگ بنيادي طور تي رد عمل آئن ايچنگ (RIE) ذريعي ڪئي ويندي آهي، جنهن ۾ ايچنگ بنيادي طور تي هر فلم لاءِ مناسب سورس گيس کي تبديل ڪندي بار بار ڪئي ويندي آهي. خشڪ ايچنگ ۽ ويٽ ايچنگ ٻنهي جو مقصد ايچنگ جي اسپيڪٽ ريشو (A/R ويليو) کي وڌائڻ آهي. ان کان علاوه، سوراخ جي تري ۾ جمع ٿيل پوليمر (ايچنگ ذريعي ٺهيل خلا) کي هٽائڻ لاءِ باقاعده صفائي جي ضرورت آهي. اهم نقطو اهو آهي ته سڀني متغيرن (جهڙوڪ مواد، سورس گيس، وقت، شڪل ۽ ترتيب) کي نامياتي طور تي ترتيب ڏيڻ گهرجي ته جيئن اهو يقيني بڻائي سگهجي ته صفائي جو حل يا پلازما سورس گيس خندق جي تري ۾ وهي سگهي ٿو. هڪ متغير ۾ ٿوري تبديلي لاءِ ٻين متغيرن جي ٻيهر ڳڻپ جي ضرورت آهي، ۽ هي ٻيهر ڳڻپ جو عمل ان وقت تائين بار بار ڪيو ويندو آهي جيستائين اهو هر مرحلي جي مقصد کي پورو نه ڪري. تازو، مونو ايٽمي پرتون جهڙوڪ ايٽمي پرت جمع ڪرڻ (ALD) پرتون پتلي ۽ سخت ٿي ويون آهن. تنهن ڪري، ايچنگ ٽيڪنالاجي گهٽ درجه حرارت ۽ دٻاءُ جي استعمال ڏانهن وڌي رهي آهي. ايچنگ جي عمل جو مقصد نازڪ طول و عرض (سي ڊي) کي ڪنٽرول ڪرڻ آهي ته جيئن نفيس نمونا پيدا ٿين ۽ يقيني بڻايو وڃي ته ايچنگ جي عمل جي ڪري پيدا ٿيندڙ مسئلن کان بچيو وڃي، خاص طور تي گهٽ ايچنگ ۽ باقيات کي هٽائڻ سان لاڳاپيل مسئلا. ايچنگ تي مٿي ڏنل ٻه مضمون پڙهندڙن کي ايچنگ جي عمل جي مقصد، مٿين مقصدن کي حاصل ڪرڻ ۾ رڪاوٽن، ۽ اهڙين رڪاوٽن کي دور ڪرڻ لاءِ استعمال ٿيندڙ ڪارڪردگي اشارن جي سمجھ فراهم ڪرڻ جو مقصد رکن ٿا.