CVD ආලේපන නාභිගත වළලුප්ලාස්මා මායිම් ස්ථාවර කිරීම සහ වේෆරය හරහා ඒකාකාර අයන ව්යාප්තිය සහතික කිරීම මගින් නවීන අර්ධ සන්නායක කැටයම් කිරීමේදී තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. උසස් නෝඩ් සඳහා ඒවා අත්යවශ්ය වන්නේ මන්දැයි මෙම ලිපියෙන් පැහැදිලි කරයි, එච් ඒකාකාරිත්වය, සීඩී පාලනය, දූෂණය අඩු කිරීම සහ සමස්ත ක්රියාවලි අස්වැන්න කෙරෙහි ඒවායේ බලපෑම ඉස්මතු කරයි.
Ⅰ Ⅰ (අ). ප්ලාස්මා කැටයම් කිරීමේ සිට නාභිගත කළ මුදු ඉංජිනේරු විද්යාව දක්වා
ප්ලාස්මා එචින් යනු නවීන අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේ වඩාත්ම තීරණාත්මක රටා තාක්ෂණයන්ගෙන් එකක් වන අතර, එය දියුණු තර්කනය සහ මතක උපාංග සඳහා අවශ්ය නැනෝ පරිමාණ ලක්ෂණ නිර්මාණය කිරීමට ඉඩ සලසයි. තාක්ෂණික නෝඩ් නැනෝමීටර 10 ට වඩා අඩුවෙන් හැකිලීම දිගටම කරගෙන යන අතර උපාංග ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය FinFET සහ Gate-All-Around (GAA) ව්යුහයන් දෙසට පරිණාමය වන විට, ක්රියාවලි විචලනයන් සඳහා ඉවසීම නාටකාකාර ලෙස පටු වී ඇත. අද වන විට, එච් ඒකාකාරිත්වය, තීරණාත්මක මානයන් (CD) පාලනය සහ දෝෂ ඝනත්වය වැනි පරාමිතීන් ආසන්න පරමාණුක නිරවද්යතාවයකින් පාලනය කළ යුතුය.
ක්රියාවලි ප්රශස්තිකරණය සාමාන්යයෙන් ප්ලාස්මා රසායන විද්යාව, රේඩියෝ සංඛ්යාත (RF) බලය සහ කුටීර නිර්මාණය කෙරෙහි අවධානය යොමු කරන අතර, ඒ හා සමානව වැදගත් - නමුත් බොහෝ විට එතරම් කැපී පෙනෙන නොවන - සාධකයක් වන්නේ වේෆර් දාරවල මායිම් තත්වයන් පාලනය කිරීමයි. නාභිගත කිරීමේ වළල්ල තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරන ස්ථානය මෙයයි. විද්යුත් ස්ථිතික චක් (ESC) මත වේෆර් වටා පිහිටා ඇති නාභිගත කිරීමේ වළල්ල මායිම් විකරණයක් ලෙස ක්රියා කරයි, දේශීය විද්යුත් ක්ෂේත්රය නැවත හැඩගස්වයි, ප්ලාස්මා කොපුව ස්ථාවර කරයි සහ මුළු වේෆර් මතුපිට පුරා ඒකාකාර අයන ව්යාප්තිය සහතික කරයි.
දියුණු කැටයම් පරිසරවල, රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (CVD) ආලේප කරන ලද නාභිගත වළලු, ඒවායේ උසස් ද්රව්ය ගුණාංග නිසා කර්මාන්ත ප්රමිතිය බවට පත්ව ඇත. මෙම සංරචක හුදෙක් පරිභෝජන ද්රව්ය නොවේ; ඒවා ප්ලාස්මා හැසිරීමට, ක්රියාවලි ස්ථායිතාවයට සෘජුවම බලපාන සහ අවසානයේ උපාංග අස්වැන්න තීරණය කරන නිරවද්යතාවයෙන් නිර්මාණය කරන ලද මතුපිට වේ.
Ⅱ Ⅱ ශ්රේණිය. අධි-නිරවද්ය කැටයම් කිරීමේදී නාභිගත වළලු ඉතා වැදගත් වන්නේ ඇයි?
ප්ලාස්මා කැටයම් පද්ධතිවලදී, වේෆර් දාර ජ්යාමිතිය සහ විද්යුත් මායිම් තත්වයන් දෙකෙහිම අඛණ්ඩතාවයන් පෙන්නුම් කරයි. නිසි වන්දි පියවර නොමැතිව, මෙම අඛණ්ඩතාවය විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ සහ ප්ලාස්මා කොපුවේ සැලකිය යුතු විකෘති කිරීම් වලට තුඩු දෙන අතර, ඊනියා "දාර ආචරණය" අවුලුවන. මෙම බලපෑම ඒකාකාර නොවන අයන සිදුවීම් කෝණ සහ අයන ප්රවාහ ඝනත්වයේ උච්චාවචනයන් ලෙස ප්රකාශ වන අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස වේෆර් දාරය අසල එච් අනුපාත සහ එච් පැතිකඩවල අපගමනයන් ඇති වේ.
පර්යේෂණාත්මක සහ න්යායාත්මක අධ්යයනවලින් පෙනී යන්නේ, දාර වන්දි ව්යුහයන් නොමැති විට, වේෆර් දාරයේ සිට මිලිමීටර කිහිපයක් ඇතුළට විහිදෙන කලාපය භාවිතා කළ නොහැකි දාර කලාපයක් බවට පත්වන බවයි. චිප් ප්රමාණයන් විශාල වන අතර ක්රියාවලි ආන්තිකයන් අතිශයින් තද වන දියුණු තාක්ෂණික නෝඩ් සඳහා, එවැනි ප්රදේශ අලාභය ආර්ථික වශයෙන් පිළිගත නොහැකිය.
නාභිගත කිරීමේ වළල්ලක් හඳුන්වාදීම මඟින් වේෆරයේ භෞතික දාරයෙන් ඔබ්බට ප්ලාස්මා සීමාව ඵලදායී ලෙස දිගු කරන අතර එමඟින් වඩාත් ඒකාකාර කොපු ව්යුහයක් නිර්මාණය වේ. පාලිත විද්යුත් හා භෞතික පරිසරයක් ලබා දීමෙන්, නාභිගත කිරීමේ වළල්ල මඟින් අයනවල ගමන් පථ මුළු වේෆර් මතුපිට පුරා ඉතා ස්ථාවරව පවතින බව සහතික කරයි. නූතන මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනයට අවශ්ය ඒකාකාරී මට්ටම් සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා මෙය ඉතා වැදගත් වේ; එවැනි නිෂ්පාදන පරිසරයන් තුළ, වේෆර් තුළ එච් ඒකාකාරිත්වය සඳහා ඉලක්කය සාමාන්යයෙන් ±2% පරාසයක් තුළ සකසා ඇත.
තවද, විවිධ වේෆර් හරහා කුටියේ මායිම් තත්ත්වයන් ස්ථාවර කිරීමෙන්, නාභිගත කිරීමේ වළල්ල ක්රියාවලි පුනරාවර්තන හැකියාව වැඩි දියුණු කිරීමට උපකාරී වේ. ඉහළ ප්රතිදාන නිෂ්පාදන පරිසරයන් තුළ, දාර තත්වයන්හි සුළු උච්චාවචනයන් පවා සමුච්චිත ක්රියාවලි ප්ලාවිතයට හේතු විය හැක; එබැවින්, නාභිගත කිරීමේ වළල්ලේ ක්රියාකාරිත්වයේ ස්ථායිතාව විශේෂයෙන් අත්යවශ්ය වේ.
Ⅲ (අ). CVD ආලේපනවල මූලික වටිනාකම
ප්ලාස්මා කැටයම් කිරීමේ ක්රියාවලීන් වැඩි වැඩියෙන් ඉල්ලුමක් ඇති වන විට - විශේෂයෙන් ෆ්ලෝරීන් සහ ක්ලෝරීන් මත පදනම් වූ රසායනික ක්රියාවලීන් පුළුල් ලෙස භාවිතා කිරීමත් සමඟ - නාභිගත වළලු සඳහා ද්රව්ය අවශ්යතා ද වඩාත් දැඩි වී ඇත. ක්වාර්ට්ස් හෝ තොග සෙරමික් වැනි සාම්ප්රදායික ද්රව්ය බොහෝ විට ඉහළ කැටයම් අනුපාත, අංශු ජනනය කිරීමේ ප්රවණතාව සහ දිගු කාලීන ප්ලාස්මා නිරාවරණය යටතේ දුර්වල ස්ථායිතාවයෙන් පීඩා විඳිති. CVD ආලේපන - විශේෂයෙන් CVD SiC (සිලිකන් කාබයිඩ්) සහ CVD කාබන් ආලේපන - ඒවායේ අද්විතීය ක්ෂුද්ර ව්යුහය සහ රසායනික ගුණාංග නිසා මෙම සීමාවන් ඵලදායී ලෙස ජය ගනී.
CVD ආලේපනවල ප්රධාන ලක්ෂණයක් වන්නේ ඒවායේ අතිශයින් ඉහළ ඝනත්වයයි, එය න්යායාත්මක ඝනත්වයට ආසන්න වන අතර, ඒවායේ අතිශයින් අඩු සිදුරු සහිත බව නිසා ප්ලාස්මා-ප්රේරිත කැටයම් වලට ඒවායේ ප්රතිරෝධය බෙහෙවින් වැඩි වේ. අධ්යයනයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ ② ෆ්ලෝරීන් මත පදනම් වූ ප්ලාස්මා පරිසරයක, CVD SiC හි කැටයම් අනුපාතය ක්වාර්ට්ස් වල කොටසක් පමණක් වන අතර, එය දිගු කාලීන, අධි බලැති කැටයම් ක්රියාවලීන් සඳහා කදිම ද්රව්යයක් බවට පත් කරයි. මෙම වැඩි වූ කල්පැවැත්ම සෘජුවම දිගු සංරචක ආයු කාලය සහ අඩු නඩත්තු සංඛ්යාතයට පරිවර්තනය කරයි.
දූෂණය පාලනය කිරීමේ ගැටළුව ද ඒ හා සමානව වැදගත් වේ. කුටීර සංරචක මගින් ජනනය වන අංශු, දියුණු අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන ක්රියාවලීන්හි අස්වැන්න අහිමි වීමට ප්රධාන හේතුවක් ලෙස පවතී. SEMI ප්රමිතීන්ට සහ අදාළ දූෂණ පාලන අධ්යයනයන්ට අනුව, උප-මයික්රෝන අංශු පවා, විශේෂයෙන් නැනෝමීටර 10 ට අඩු දියුණු ක්රියාවලි නෝඩ් වල තීරණාත්මක දෝෂ ඇති කළ හැකිය. CVD ආලේපන, ඒවායේ ඝන සහ ස්ථායී මතුපිට ගුණාංග සමඟ, මතුපිට ක්ෂුද්ර-ස්පැල්ලම් සහ අපිරිසිදුකම මුදා හැරීමේ අවදානම සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරයි, එමඟින් පිරිසිදු ක්රියාවලි පරිසරයක් නිර්මාණය කිරීමට සහ අස්වැන්න වැඩි දියුණු කිරීමට උපකාරී වේ.
CVD SiC පටල ස්ඵටික සහ ක්ෂුද්ර ව්යුහය
තවත් තීරණාත්මක අංගයක් වන්නේ ද්විතියික ඉලෙක්ට්රෝන විමෝචනය පාලනය කිරීමයි (SEE). ප්ලාස්මාව සහ කුටීර මතුපිට අතර අන්තර්ක්රියාව SEE ලක්ෂණ මගින් දැඩි ලෙස බලපාන අතර එමඟින් ප්ලාස්මා ඝනත්වය සහ ස්ථායිතාවයට බලපායි. සාම්ප්රදායික ද්රව්ය හා සසඳන විට, CVD-ආලේපිත මතුපිට වඩාත් ස්ථාවර සහ පුරෝකථනය කළ හැකි SEE ලක්ෂණ පෙන්නුම් කරයි, එමඟින් ප්ලාස්මා තත්වයන් වඩාත් නිවැරදිව පාලනය කිරීමට සහ ක්රියාවලි පුනරාවර්තනය වැඩි දියුණු කිරීමට හැකි වේ.
තාප ස්ථායිතාව CVD ආලේපනවල තවත් ප්රධාන වාසියකි. ඉහළ ඝනත්ව ප්ලාස්මා ක්රියාවලීන් බොහෝ විට සැලකිය යුතු තාප බරක් ජනනය කරයි, විශේෂයෙන් වේෆර් දාර කලාපවල. CVD SiC වැනි ද්රව්ය විශිෂ්ට තාප සන්නායකතාවය සහ පාලනය කළ හැකි තාප ප්රසාරණ ගුණාංග ඇති අතර, චක්රීය තාප ආතතිය යටතේ ඉරිතැලීම්, විකෘති කිරීම් හෝ දිරාපත් වීමේ අවදානම ඵලදායී ලෙස අඩු කරයි. විස්තීර්ණ ක්රියාවලි චක්ර පුරා ස්ථාවර කාර්ය සාධනය සහතික කිරීම සඳහා මෙම ව්යුහාත්මක අඛණ්ඩතාව ඉතා වැදගත් වේ.
Ⅳ. යතුරු කැටයම් කාර්ය සාධන මිනුම් මත බලපෑම
ඒකාබද්ධ CVD ආලේපන නාභිගත වළල්ල
අර්ධ සන්නායක කැටයම් ක්රියාවලීන්හි බහු ප්රධාන කාර්ය සාධන මිනුම් මත මෙම නාභිගත වළල්ල සෘජු හා ප්රමාණාත්මක බලපෑමක් ඇති කරනු ඇත. වඩාත්ම තීරණාත්මක මිනුම්වලින් එකක් වන්නේ කැටයම් ඒකාකාරිත්වයයි. ප්ලාස්මා කොපුව ස්ථාවර කිරීමෙන් සහ ඒකාකාර අයන ප්රවාහ ව්යාප්තිය සහතික කිරීමෙන්, CVD-ආලේපිත නාභිගත කිරීමේ වළලු වේෆර්-පුළුල් ඒකාකාරිත්වය දැඩි ලෙස පාලනය කිරීමට හැකියාව ලබා දෙන අතර, බොහෝ විට උසස් උපාංග නිෂ්පාදනය සඳහා අවශ්ය ±2% නිරවද්යතාවය ලබා ගනී. මෙම පාලන මට්ටම ඉහළ දර්ශන අනුපාත කැටයම් ක්රියාවලීන් සඳහා විශේෂයෙන් වැදගත් වේ, එහිදී සුළු අපගමනයන් පවා දරුණු කැටයම් පැතිකඩ විකෘති වීමට හේතු විය හැක.
තීරණාත්මක මාන (CD) පාලනය
වේෆර් දාරවල අයන සිදුවීම් කෝණවල උච්චාවචනයන් සීඩී අපගමනයන්ට හේතු විය හැකි අතර, විශේෂාංග ප්රමාණයන් හැකිලීම දිගටම සිදුවන විට මෙම ගැටළුව වඩ වඩාත් අභියෝගාත්මක වේ. ස්ථාවර විද්යුත් ක්ෂේත්ර තත්වයන් පවත්වා ගැනීමෙන්, නාභිගත කිරීමේ වළල්ල අයන ගමන් පථවල ඒකාකාරිත්වය සහතික කිරීමට උපකාරී වන අතර එමඟින් මුළු වේෆර් හරහා සීඩී උච්චාවචනයන් අඩු කරයි. උපාංග ක්රියාකාරිත්වය පවත්වා ගැනීමට සහ උසස් ක්රියාවලි නෝඩ් වල සැලසුම් පිරිවිතරයන් සපුරාලීම සඳහා මෙය ඉතා වැදගත් වේ.
ක්රියාවලි පුනරාවර්තන හැකියාව සහ ස්ථාවරත්වය වැඩි දියුණු කිරීම
CVD ආලේපන මඟින් කාලයත් සමඟ ගුණාංග ස්ථාවරව පවතින ස්ථායී සහ කල් පවතින මතුපිටක් සපයන අතර එමඟින් ප්ලාස්මා තත්ව ප්ලාවිතය අඩු කරන අතර වේෆර් හරහා වඩාත් ස්ථාවර කාර්ය සාධනයක් සක්රීය කරයි. ඉහළ පරිමාවකින් යුත් නිෂ්පාදන පරිසරයන් තුළ, සංඛ්යානමය ක්රියාවලි පාලනය (SPC) ක්රියාත්මක කිරීම සඳහා මෙය ඉතා වැදගත් වේ.
වැඩිදියුණු කළ අංශු පාලන කාර්ය සාධනය
අඩු වූ ගෙවී යාම සහ වැඩිදියුණු කළ මතුපිට අඛණ්ඩතාව අංශු උත්පාදනය අවම කරයි, එය අස්වැන්න සහ උපාංග විශ්වසනීයත්වයට සෘජුවම බලපායි. දෝෂ ඝනත්ව පාලන ඉලක්ක අතිශයින් දැඩි වන දියුණු අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේදී, CVD-ආලේපිත සංරචක භාවිතා කිරීම සාධාරණීකරණය කිරීමට මෙම වාසිය පමණක් ප්රමාණවත් වේ.
ක්රියාවලි පාලන නිරවද්යතාවය සහ ද්රව්ය ක්රියාකාරිත්වය සඳහා අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ ඉල්ලීම් අඛණ්ඩව ඉහළ යන විට, සංවර්ධනය සහ සැපයුමCVD-ආලේපිත නාභිගත වළලුවිශේෂිත, තාක්ෂණය මත පදනම් වූ නිෂ්පාදකයින් කිහිප දෙනෙකු අතර වැඩි වැඩියෙන් සංකේන්ද්රණය වී ඇත. වැනි සමාගම්හෙක්ස්කාබන්, Vetek අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන, සහසෙමිසෙරාඔවුන්ගේ දියුණු CVD ආලේපන තාක්ෂණයන්, ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් ද්රව්ය සැකසුම් හැකියාවන් සහ අර්ධ සන්නායක උපකරණ අවශ්යතා සමඟ ගැඹුරු ඒකාබද්ධ කිරීම තුළින් මෙම ක්ෂේත්රයේ ශක්තිමත් වෙළඳපල ස්ථානයක් ස්ථාපිත කර ඇත. විශේෂයෙන්, Vetek සහ Semicera වැනි සමාගම් අභිරුචිකරණය කළ ඉංජිනේරු විසඳුම් සැපයීම, නිශ්චිත එච්ච් රසායන විද්යා සූත්රගත කිරීම් සහ උපකරණ වේදිකාවලට අවධානය යොමු කරන මුදු මෝස්තර සකස් කිරීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි; අර්ධ සන්නායක යෙදුම් සඳහා ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් මිනිරන් සහ ආලේපිත සංරචක පිළිබඳ එහි විශේෂඥතාව මත පදනම්ව Hexcarbon ශක්තිමත් වෙළඳපල කීර්තියක් ගොඩනගා ඇත. ද්රව්ය විද්යා විශේෂඥතාව සහ ක්රියාවලි තාක්ෂණ දැනුමේ මෙම සංයෝජනය මෙම සමාගම්වලට ඊළඟ පරම්පරාවේ අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේ වැඩිවන දැඩි ඉල්ලීම් සපුරාලීමට හැකියාව ලබා දෙයි.
යොමුව:
《ප්ලාස්මා විසර්ජන සහ ද්රව්ය සැකසීමේ මූලධර්ම》
《රික්ත විද්යා හා තාක්ෂණ සඟරාව A》
පළ කිරීමේ කාලය: 2026 මාර්තු-20