Кандакории аввалини тар ба рушди равандҳои тозакунӣ ё хокистаркунӣ мусоидат кард. Имрӯз, кандакории хушк бо истифода аз плазма ба ҷараёни асосӣ табдил ёфтааст.раванди кандакорӣПлазма аз электронҳо, катионҳо ва радикалҳо иборат аст. Энергияи ба плазма татбиқшаванда боиси ҷудо шудани электронҳои берунии гази манбаъ дар ҳолати бетараф мегардад ва бо ин васила ин электронҳоро ба катионҳо табдил медиҳад.
Илова бар ин, атомҳои нокомил дар молекулаҳоро бо истифода аз энергия барои ташкили радикалҳои нейтралии барқӣ тоза кардан мумкин аст. Кандакорӣ дар хушкӣ катионҳо ва радикалҳоеро истифода мебарад, ки плазмаро ташкил медиҳанд, ки дар онҳо катионҳо анизотропӣ (барои кандакорӣ дар самти муайян мувофиқанд) ва радикалҳо изотропӣ (барои кандакорӣ дар ҳама самтҳо мувофиқанд) мебошанд. Шумораи радикалҳо аз шумораи катионҳо хеле зиёдтар аст. Дар ин ҳолат, кандакорӣ дар хушкӣ бояд мисли кандакорӣ дар тар изотропӣ бошад.
Аммо, маҳз кандакории анизотропии кандакории хушк схемаҳои ултраминатюриро имконпазир мегардонад. Сабаби ин чист? Илова бар ин, суръати кандакории катионҳо ва радикалҳо хеле суст аст. Пас, чӣ гуна мо метавонем усулҳои кандакории плазмаро дар истеҳсоли оммавӣ бо назардошти ин камбудӣ татбиқ кунем?
1. Таносуби ҷанбаҳо (A/R)
Расми 1. Мафҳуми таносуби ҷанбаҳо ва таъсири пешрафти технологӣ ба он
Таносуби ҷанба ин таносуби паҳнои уфуқӣ ба баландии амудӣ аст (яъне баландӣ тақсим ба паҳно). Ҳар қадар андозаи муҳими схема хурдтар бошад, арзиши таносуби ҷанба ҳамон қадар калонтар аст. Яъне, бо назардошти арзиши таносуби ҷанба 10 ва паҳнои 10 нм, баландии сӯрохие, ки ҳангоми раванди кандакорӣ парма карда мешавад, бояд 100 нм бошад. Аз ин рӯ, барои маҳсулоти насли оянда, ки ултра-миниатюризатсия (2D) ё зичии баланд (3D)-ро талаб мекунанд, арзишҳои таносуби ҷанбаҳои хеле баланд талаб карда мешаванд, то боварӣ ҳосил кунанд, ки катионҳо ҳангоми кандакорӣ метавонанд ба плёнкаи поёнӣ ворид шаванд.
Барои ноил шудан ба технологияи ултра-миниатюризатсия бо андозаи муҳими камтар аз 10 нм дар маҳсулоти 2D, арзиши таносуби ҷанбаи конденсатор барои хотираи дастрасии тасодуфии динамикӣ (DRAM) бояд аз 100 болотар нигоҳ дошта шавад. Ба ҳамин монанд, хотираи флеши NAND 3D низ барои ҷамъ кардани 256 қабат ё бештар аз қабатҳои ҷамъкунии ҳуҷайраҳо ба арзишҳои таносуби ҷанбаҳои баландтар ниёз дорад. Ҳатто агар шартҳои зарурӣ барои равандҳои дигар риоя карда шаванд ҳам, маҳсулоти зарурӣ наметавонанд истеҳсол карда шаванд, агарраванди кандакорӣба стандарт ҷавобгӯ нест. Аз ин рӯ, технологияи кандакорӣ аҳамияти бештар пайдо мекунад.
2. Шарҳи мухтасари кандакории плазма
Расми 2. Муайян кардани гази манбаи плазма мувофиқи намуди плёнка
Вақте ки қубури холӣ истифода мешавад, ҳар қадар диаметри қубур тангтар бошад, воридшавии моеъ осонтар мешавад, ки онро падидаи капиллярӣ меноманд. Аммо, агар дар минтақаи кушода сӯрох (нӯги пӯшида) парма карда шавад, воридшавии моеъ хеле душвор мегардад. Аз ин рӯ, азбаски андозаи муҳими схема дар миёнаҳои солҳои 1970-ум аз 3 мкм то 5 мкм буд, хушккандакорӣтадриҷан ҷои кандакории тарро ҳамчун ҷараёни асосӣ гирифтааст. Яъне, гарчанде ки ионизатсия шудааст, ворид шудан ба сӯрохиҳои амиқ осонтар аст, зеро ҳаҷми як молекулаи ягона нисбат ба ҳаҷми молекулаи маҳлули полимери органикӣ хурдтар аст.
Ҳангоми кандакорӣ дар плазма, қисми дохилии камераи коркард, ки барои кандакорӣ истифода мешавад, бояд пеш аз ворид кардани гази манбаи плазма, ки барои қабати дахлдор мувофиқ аст, ба ҳолати вакуумӣ танзим карда шавад. Ҳангоми кандакорӣ дар плёнкаҳои оксиди сахт, бояд газҳои манбаи қавитари фториди карбон истифода шаванд. Барои плёнкаҳои нисбатан заифи кремний ё металлӣ, бояд газҳои манбаи плазма дар асоси хлор истифода шаванд.
Пас, қабати дарвоза ва қабати изолятсионии диоксиди кремний (SiO2)-и зеризаминӣ бояд чӣ гуна кандакорӣ карда шаванд?
Аввалан, барои қабати дарвоза, кремний бояд бо истифода аз плазмаи дар асоси хлор (кремний + хлор) бо интихоби кандакории полисиликон тоза карда шавад. Барои қабати изолятсионии поёнӣ, плёнкаи диоксиди кремний бояд дар ду марҳила бо истифода аз гази манбаи плазмаи дар асоси фториди карбон (диоксиди кремний + тетрафториди карбон) бо интихоби қавитар ва самаранокии кандакорӣ кандакорӣ карда шавад.
3. Раванди кандакории ионии реактивӣ (RIE ё кандакории физикию химиявӣ)
Расми 3. Бартариҳои кандакории ионҳои реактивӣ (анизотропия ва суръати баланди кандакорӣ)
Плазма ҳам радикалҳои озоди изотропӣ ва ҳам катионҳои анизотропӣ дорад, пас он чӣ гуна анизотропӣ меканад?
Кандакоркунии хушки плазма асосан бо кандакорӣ бо ионҳои реактивӣ (RIE, Reactive Ion Etching) ё татбиқҳое, ки ба ин усул асос ёфтаанд, анҷом дода мешавад. Асоси усули RIE суст кардани қувваи пайвастшавӣ байни молекулаҳои мақсаднок дар плёнка тавассути ҳамла ба минтақаи кандакорӣ бо катионҳои анизотропӣ мебошад. Минтақаи заифшуда аз ҷониби радикалҳои озод ҷаббида мешавад, бо зарраҳое, ки қабатро ташкил медиҳанд, якҷоя шуда, ба газ (пайвастагии бухоршаванда) табдил меёбад ва раҳо мешавад.
Гарчанде ки радикалҳои озод хусусиятҳои изотропӣ доранд, молекулаҳое, ки сатҳи поёниро ташкил медиҳанд (қувваи пайвастшавии онҳо аз ҳамлаи катионҳо суст мешавад), нисбат ба деворҳои паҳлӯӣ бо қувваи пайвастшавии қавӣ, аз ҷониби радикалҳои озод осонтар забт карда мешаванд ва ба пайвастагиҳои нав табдил меёбанд. Аз ин рӯ, кандакорӣ ба самти поён ба ҷараёни асосӣ табдил меёбад. Зарраҳои забтшуда бо радикалҳои озод ба газ табдил меёбанд, ки зери таъсири вакуум десорбсия мешаванд ва аз сатҳ раҳо мешаванд.
Дар ин вақт, катионҳои бо таъсири физикӣ ба даст овардашуда ва радикалҳои озоди бо таъсири химиявӣ ба даст овардашуда барои кандакории физикӣ ва химиявӣ якҷоя карда мешаванд ва суръати кандакорӣ (Меъёри кандакорӣ, дараҷаи кандакорӣ дар муддати муайян) дар муқоиса бо ҳолати кандакории катионӣ ё кандакории радикалҳои озод 10 маротиба зиёд мешавад. Ин усул на танҳо метавонад суръати кандакории анизотропии кандакории поёнии анизотропиро афзоиш диҳад, балки мушкилоти боқимондаҳои полимерро пас аз кандакорӣ низ ҳал кунад. Ин усул кандакории ионии реактивӣ (RIE) номида мешавад. Калиди муваффақияти кандакории RIE ёфтани гази манбаи плазма барои кандакории плёнка мебошад. Эзоҳ: Кандакории плазма кандакории RIE аст ва ин дуро метавон ҳамчун як мафҳум баррасӣ кард.
4. Суръати коркарди кандакорӣ ва индекси иҷрои аслӣ
Расми 4. Индекси иҷрои коркарди аслӣ вобаста ба суръати коркарди аслӣ
Суръати кандакорӣ ба чуқурии плёнкае ишора мекунад, ки интизор меравад дар як дақиқа ба даст оварда шавад. Пас, чӣ маъно дорад, ки суръати кандакорӣ дар як пластина аз як қисм ба қисм фарқ мекунад?
Ин маънои онро дорад, ки чуқурии кандакорӣ дар пластина аз қисм ба қисм фарқ мекунад. Аз ин рӯ, хеле муҳим аст, ки нуқтаи ниҳоӣ (EOP)-ро, ки дар он кандакорӣ бояд бо назардошти суръати миёнаи кандакорӣ ва чуқурии кандакорӣ қатъ шавад, муқаррар кунем. Ҳатто агар EOP муқаррар карда шуда бошад ҳам, дар баъзе ҷойҳо чуқурии кандакорӣ нисбат ба нақшаи аввала амиқтар (аз ҳад зиёд кандакорӣ кардашуда) ё наонқадар (кам кандакорӣ кардашуда) аст. Аммо, кандакорӣ ҳангоми кандакорӣ нисбат ба кандакорӣ аз ҳад зиёд зарари бештар мерасонад. Зеро дар ҳолати кандакорӣ, қисми кандакорӣ ба равандҳои минбаъда, ба монанди имплантатсияи ионҳо, халал мерасонад.
Дар айни замон, интихобӣ (ки бо суръати кандакорӣ чен карда мешавад) нишондиҳандаи калидии самаранокии раванди кандакорӣ мебошад. Стандарти андозагирӣ ба муқоисаи суръати кандакории қабати ниқоб (плёнкаи фоторезистӣ, плёнкаи оксидӣ, плёнкаи нитриди кремний ва ғайра) ва қабати мақсаднок асос ёфтааст. Ин маънои онро дорад, ки ҳар қадар интихобӣ баландтар бошад, ҳамон қадар қабати мақсаднок тезтар кандакорӣ мешавад. Ҳар қадар сатҳи миниатюризатсия баландтар бошад, талаботи интихобӣ ҳамон қадар баландтар аст, то нақшҳои нозук комилан пешниҳод карда шаванд. Азбаски самти кандакорӣ рост аст, интихобӣ кандакории катионӣ паст аст, дар ҳоле ки интихобӣ кандакории радикалӣ баланд аст, ки ин интихобӣ будани RIE-ро беҳтар мекунад.
5. Раванди кандакорӣ
Расми 5. Раванди кандакорӣ
Аввалан, пластина дар кӯраи оксидшавӣ бо ҳарорати аз 800 то 1000℃ нигоҳ дошта мешавад ва сипас бо усули хушк дар рӯи пластина плёнкаи диоксиди кремний (SiO2) бо хосиятҳои баланди изолятсия ташкил карда мешавад. Сипас, раванди таҳшинкунӣ барои ташкили қабати кремний ё қабати ноқил дар плёнкаи оксидӣ тавассути таҳшинкунии буғи кимиёвӣ (CVD)/таҳшинкунии буғи физикӣ (PVD) ворид карда мешавад. Агар қабати кремний ташкил карда шавад, раванди паҳншавии ифлосӣ метавонад барои баланд бардоштани ноқилият дар ҳолати зарурӣ анҷом дода шавад. Дар раванди паҳншавии ифлосӣ, аксар вақт ифлосиҳои сершумор такроран илова карда мешаванд.
Дар ин вақт, қабати изолятсия ва қабати полисиликон бояд барои кандакорӣ якҷоя карда шаванд. Аввал фоторезист истифода мешавад. Баъдан, ниқоб ба плёнкаи фоторезист гузошта мешавад ва экспозитсияи тар бо роҳи ғӯтонидан анҷом дода мешавад, то нақши дилхоҳро (ба чашми бараҳна ноаён) дар плёнкаи фоторезист чоп кунад. Вақте ки контури нақш тавассути таҳия ошкор мешавад, фоторезист дар минтақаи ҳассоси фотоҳассос хориҷ карда мешавад. Сипас, лавҳаи коркардшуда бо раванди фотолитография ба раванди кандакорӣ барои кандакории хушк интиқол дода мешавад.
Кандакории хушк асосан бо роҳи кандакории ионии реактивӣ (RIE) анҷом дода мешавад, ки дар он кандакорӣ асосан бо иваз кардани гази манбаъ, ки барои ҳар як плёнка мувофиқ аст, такрор карда мешавад. Ҳам кандакории хушк ва ҳам кандакории тар барои афзоиши таносуби паҳлӯӣ (арзиши A/R)-и кандакорӣ равона карда шудаанд. Ғайр аз ин, тозакунии мунтазам барои тоза кардани полимери ҷамъшуда дар поёни сӯрох (фосилае, ки дар натиҷаи кандакорӣ ба вуҷуд омадааст) зарур аст. Нуктаи муҳим дар он аст, ки ҳамаи тағирёбандаҳо (ба монанди маводҳо, гази манбаъ, вақт, шакл ва пайдарпайӣ) бояд ба таври органикӣ танзим карда шаванд, то боварӣ ҳосил кунанд, ки маҳлули тозакунӣ ё гази манбаи плазма метавонад ба поёни хандақ ҷорӣ шавад. Тағйироти ночиз дар як тағирёбанда аз нав ҳисоб кардани тағирёбандаҳои дигарро талаб мекунад ва ин раванди аз нав ҳисобкунӣ то он даме, ки ба ҳадафи ҳар як марҳила мувофиқат кунад, такрор карда мешавад. Ба наздикӣ, қабатҳои моноатомӣ, ба монанди қабатҳои таҳшиншавии қабати атомӣ (ALD) тунуктар ва сахттар шудаанд. Аз ин рӯ, технологияи кандакорӣ ба сӯи истифодаи ҳарорати паст ва фишор ҳаракат мекунад. Раванди кандакорӣ барои назорат кардани андозаи муҳим (CD) барои тавлиди нақшҳои нозук ва пешгирӣ кардани мушкилоте, ки аз раванди кандакорӣ ба вуҷуд меоянд, махсусан кандакории кам ва мушкилоти марбут ба тоза кардани боқимондаҳо, равона шудааст. Ду мақолаи дар боло зикршуда дар бораи кандакорӣ барои фаҳмидани мақсади раванди кандакорӣ, монеаҳо барои ноил шудан ба ҳадафҳои дар боло зикршуда ва нишондиҳандаҳои самаранокие, ки барои бартараф кардани чунин монеаҳо истифода мешаванд, ба хонандагон фаҳмонда шудаанд.
Вақти нашр: 10 сентябри соли 2024