Irki çygly aşındyrma arassalamak ýa-da küllemek prosesleriniň ösmegine itergi berdi. Häzirki wagtda plazma ulanyp gurak aşındyrma esasy akyma öwrüldi.aşındyrma prosesiPlazma elektronlardan, kationlardan we radikallardan ybarat. Plazma berlen energiýa çeşme gazynyň neýtral ýagdaýda bolan iň daşky elektronlarynyň aýrylmagyna sebäp bolýar we şeýdip bu elektronlary kationlara öwürýär.
Mundan başga-da, molekulalardaky kämil bolmadyk atomlary elektrik taýdan neýtral radikallary emele getirmek üçin energiýa sarp etmek arkaly aýryp bolýar. Gury aşgarlamada plazmany düzýän kationlar we radikallar ulanylýar, bu ýerde kationlar anizotrop (belli bir ugurda aşgarlama üçin amatly) we radikallar izotrop (ähli ugurlarda aşgarlama üçin amatly). Radikallaryň sany kationlaryň sanyndan has köp. Bu ýagdaýda, gurak aşgarlama çygly aşgarlama ýaly izotrop bolmalydyr.
Şeýle-de bolsa, ultra-miniatýurlaşdyrylan zynjyrlary mümkin edýän zat gurak aşyň anizotrop aşyňdyr. Munuň sebäbi näme? Mundan başga-da, kationlaryň we radikallaryň aşyňdyrma tizligi örän haýal. Bu kemçiligiň öňünde plazma aşyňdyrma usullaryny köpçülikleýin önümçilikde nähili ulanyp bileris?
1. Aspekt gatnaşygy (A/R)
1-nji surat. Aspekt gatnaşygy düşünjesi we tehnologik ösüşiň oňa täsiri
Aspekt gatnaşygy gorizontal giňligiň dik beýiklige gatnaşygydyr (ýagny beýikligiň giňlige bölünmegi). Zynjyryň kritiki ölçegi (CD) näçe kiçi bolsa, aspekt gatnaşygynyň gymmaty şonça uly bolýar. Ýagny, aspekt gatnaşygynyň gymmaty 10 we ini 10 nm bolsa, aşyndyryş prosesinde deşilen deşigiň beýikligi 100 nm bolmaly. Şonuň üçin, ultra-miniatýurizasiýa (2D) ýa-da ýokary dykyzlygy (3D) talap edýän indiki nesil önümler üçin, aşyndyryş wagtynda kationlaryň aşaky plýonkadan geçip bilmegini üpjün etmek üçin örän ýokary aspekt gatnaşygy gymmatlyklary talap edilýär.
2D önümlerde 10nm-den az kritiki ölçegli ultra-miniatýurlaşdyrma tehnologiýasyna ýetmek üçin, dinamiki tötänleýin giriş ýadynyň (DRAM) kondensatoryň aspekt gatnaşygy gymmaty 100-den ýokary saklanmalydyr. Şonuň ýaly-da, 3D NAND fleş ýady hem 256 ýa-da ondan köp gatlakly öýjük üst-üste goýmak gatlaklaryny üst-üste goýmak üçin has ýokary aspekt gatnaşygy gymmatlaryny talap edýär. Beýleki prosesler üçin zerur şertler ýerine ýetirilse-de, zerur önümleri öndürip bolmaýar, egeraşındyrma prosesistandartlara laýyk gelmeýär. Şonuň üçin hem aşındyryş tehnologiýasy barha möhümleşýär.
2. Plazma aşındyrmasynyň umumy syny
Surat 2. Plazma çeşme gazyny plýonka görnüşine görä kesgitlemek
Içi boş turba ulanylanda, turbanyň diametri näçe dar bolsa, suwuklygyň içine girmegi şonça aňsat bolýar, bu bolsa kapillýar hadysa diýilýär. Şeýle-de bolsa, açyk ýerde deşik (ýapyk uç) açylmaly bolsa, suwuklygyň girmegi gaty kynlaşýar. Şonuň üçin, 1970-nji ýyllaryň ortalarynda zynjyryň kritiki ululygy 3mkm-den 5mkm-e çenli bolany üçin, gurakoýmaesasy akym hökmünde çygly aşındyrmanyň ornuny kem-kemden eýeledi. Ýagny, ionlaşdyrylan hem bolsa, çuňňur deşiklere girmek has aňsat, sebäbi ýeke molekulanyň göwrümi organiki polimer ergin molekulasynyň göwrüminden kiçi.
Plazma aşyndyryş wagtynda, aşyndyryş üçin ulanylýan gaýtadan işleýän kameranyň içi degişli gatlaga laýyk gelýän plazma çeşme gazyny inýeksiýa etmezden öň wakuum ýagdaýyna getirilmelidir. Gaty oksid plýonkalaryny aşyndyryş wagtynda has güýçli uglerod ftorid esasly çeşme gazlary ulanylmaly. Nisbeten gowşak kremniý ýa-da metal plýonkalary üçin hlor esasly plazma çeşme gazlary ulanylmaly.
Eýsem, derweze gatlagy we onuň aşagyndaky kremniý dioksidi (SiO2) izolýasiýa gatlagy nähili oýulyp alynmaly?
Ilki bilen, derweze gatlagy üçin kremniý polisilikon aşındyrma saýlama ukyby bolan hlor esasly plazma (kremniý + hlor) ulanylyp aýrylmaly. Aşakdaky izolýasiýa gatlagy üçin kremniý dioksid plyonkasy has güýçli aşındyrma saýlama ukyby we netijeliligi bolan uglerod ftorid esasly plazma çeşmesi gazy (kremniý dioksidi + uglerod tetraflorid) ulanylyp iki ädimde aşındyrylmaly.
3. Reaktiw ion aşındyrma (RIE ýa-da fiziki-himiki aşındyrma) prosesi
3-nji surat. Reaktiw ion aşındyrmagyň artykmaçlyklary (anizotropiýa we ýokary aşındyrma tizligi)
Plazmada izotrop erkin radikallar we anizotrop kationlar bar, şonuň üçin ol anizotrop aşındyrmagy nähili amala aşyrýar?
Plazma gurak aşındyrma, esasan, reaktiv ion aşındyrma (RIE, Reactive Ion Etching) ýa-da şu usula esaslanýan ulanylyşlar arkaly amala aşyrylýar. RIE usulynyň esasy maksady aşındyrma meýdanyna anizotrop kationlar bilen hüjüm etmek arkaly plýonkadaky nyşana molekulalarynyň arasyndaky baglanyşyk güýjüni gowşatmakdyr. Gowşak ýer erkin radikallar tarapyndan siňdirilýär, gatlagy düzýän bölejikler bilen birleşýär, gaza (uçujy birleşme) öwrülýär we boşadylýar.
Erkin radikallar izotrop häsiýetlere eýe bolsa-da, aşaky ýüzüni emele getirýän molekulalar (baglanyşyk güýji kationlaryň hüjümi bilen gowşaýar) güýçli baglanyşyk güýji bolan gapdal diwarlara garanyňda erkin radikallar tarapyndan has aňsat tutulýar we täze birleşmelere öwrülýär. Şonuň üçin aşaky aşınma esasy akyma öwrülýär. Tutulan bölejikler erkin radikallar bilen gaza öwrülýär, olar bolsa wakuumyň täsiri bilen desorbsiýa edilýär we ýüzden boşadylýar.
Bu wagtda fiziki täsir bilen alnan kationlar we himiki täsir bilen alnan erkin radikallar fiziki we himiki aşyndyrma üçin birleşdirilýär we aşyndyrma tizligi (aşyndyrma tizligi, belli bir wagt aralygynda aşyndyrma derejesi) diňe kation aşyndyrma ýa-da erkin radikal aşyndyrma bilen deňeşdirilende 10 esse ýokarlanýar. Bu usul diňe bir anizotropik aşak aşyndyrmanyň aşyndyrma tizligini ýokarlandyryp bilmez, eýsem aşyndyrmadan soň polimer galyndysynyň meselesini hem çözüp biler. Bu usul reaktiv ion aşyndyrma (RIE) diýlip atlandyrylýar. RIE aşyndyrmasynyň üstünliginiň açary plýonka aşyndyrma üçin amatly plazma çeşme gazyny tapmakdyr. Bellik: Plazma aşyndyrma RIE aşyndyrmadyr we bu ikisini birmeňzeş düşünje hasaplamak bolar.
4. Aşkarlama tizligi we esasyň netijelilik indeksi
4-nji surat. Etch tizligine degişli esasy aşındyryş işiniň görkezijisi
Aşyrmak tizligi bir minutda ýetilmegi garaşylýan plýonkanyň çuňlugyny aňladýar. Eýsem, aşyrmak tizliginiň bir plastinkada bölekden böleke üýtgeýändigi näme aňladýar?
Bu, waferde aşynma çuňlugynyň bölekden böleke üýtgeýändigini aňladýar. Şu sebäpli, aşynmanyň ortaça aşynma tizligini we aşynma çuňlugyny göz öňünde tutup, aşynmanyň bes edilmeli nokadyny (EOP) kesgitlemek örän möhümdir. EOP bellenen bolsa-da, aşynma çuňlugynyň başlangyç meýilleşdirilenden has çuň (aşa köp aşynma) ýa-da has ýüzleý (azajyk aşynma) bolan käbir ýerler bar. Şeýle-de bolsa, aşynmanyň az bolmagy aşynma wagtynda aşa köp aşynmadan has köp zyýan ýetirýär. Sebäbi aşynmanyň az bolmagy ýagdaýynda, aşynmanyň az bolmagy ion implantasiýa ýaly soňky proseslere päsgel berer.
Şol bir wagtyň özünde, selektiwlik (oýmak tizligi bilen ölçenýär) oýmak prosesiniň esasy görkezijisidir. Ölçeg standarty maska gatlagynyň (fotorezist plýonkasy, oksid plýonkasy, kremniý nitridi plýonkasy we ş.m.) oýmak tizliginiň we nyşana gatlagynyň deňeşdirilmegine esaslanýar. Bu, selektiwlik näçe ýokary bolsa, nyşana gatlagynyň şonça çalt oýulýandygyny aňladýar. Kiçieltmek derejesi näçe ýokary bolsa, inçe nagyşlaryň kämil görkezilmegini üpjün etmek üçin selektiwlik talaby şonça ýokary bolýar. Oýmak ugry göni bolany üçin, kation oýmagyň selektiwligi pes, radikal oýmagyň selektiwligi bolsa ýokary, bu bolsa RIE-niň selektiwligini gowulandyrýar.
5. Oýmak prosesi
5-nji surat. Oýmak prosesi
Ilki bilen, wafer 800 bilen 1000℃ aralygynda temperatura saklanýan oksidlenme peçine goýulýar, soňra waferiň ýüzünde gurak usul bilen ýokary izolýasiýa häsiýetlerine eýe bolan kremniý dioksidi (SiO2) plýonkasy emele getirilýär. Soňra, himiki bug çökündisi (CVD) / fiziki bug çökündisi (PVD) arkaly oksid plýonkasynda kremniý gatlagyny ýa-da geçiriji gatlagy emele getirmek üçin çökündi prosesi girizilýär. Eger kremniý gatlagy emele gelse, zerur bolanda geçirijiligi ýokarlandyrmak üçin garyndy diffuziýa prosesi amala aşyrylyp bilner. Garyndy diffuziýa prosesiniň dowamynda köp sanly garyndylar köplenç gaýta-gaýta goşulýar.
Bu wagtda, izolýasiýa gatlagy we polisilikon gatlagy aşyndyrmak üçin birleşdirilmelidir. Ilki bilen fotorezist ulanylýar. Soňra fotorezist plýonkasyna maska goýulýar we fotorezist plýonkasyna islenýän nusgany (ýalaňaç göz bilen görünmeýän) basyp almak üçin çygly ekspozisiýa geçirilýär. Nyşanyň kontury işläp çykarmak arkaly ýüze çykanda, fotosensitiw sebitdäki fotorezist aýrylýar. Soňra fotolitografiýa prosesi bilen işlenen plastinka gurak aşyndyrmak üçin aşyndyrmak prosesine geçirilýär.
Gury aşyndyrma, esasan, reaktiv ion aşyndyrma (RIE) arkaly amala aşyrylýar, bunda aşyndyrma, esasan, her bir plýonka üçin amatly çeşme gazyny çalşyrmak arkaly gaýtalanýar. Gury aşyndyrma we çygly aşyndyrma aşyndyrmanyň aspekt gatnaşygyny (A/R gymmaty) artdyrmagy maksat edinýär. Mundan başga-da, deşigiň düýbünde toplanan polimeri (aşyndyrma netijesinde emele gelen boşluk) aýyrmak üçin yzygiderli arassalamak gerek. Iň möhüm zat, arassalaýjy erginiň ýa-da plazma çeşme gazynyň hendekiň düýbüne akyp bilmegini üpjün etmek üçin ähli üýtgeýänleriň (materiallar, çeşme gazy, wagt, görnüş we yzygiderlik ýaly) organiki taýdan sazlanmagydyr. Üýtgeýäniň kiçijik üýtgemegi beýleki üýtgeýänleriň gaýtadan hasaplanmagyny talap edýär we bu gaýtadan hasaplama prosesi her tapgyryň maksadyna laýyk gelýänçä gaýtalanýar. Soňky döwürde atom gatlagynyň çökündisi (ALD) gatlaklary ýaly monoatom gatlaklar inçe we gaty boldy. Şonuň üçin aşyndyrma tehnologiýasy pes temperatura we basyş ulanmaga tarap hereket edýär. Aşyndyrma prosesi inçe nusgalary döretmek we aşyndyrma prosesi sebäpli ýüze çykýan meseleleriň, esasanam aşyndyrmanyň we galyndylary aýyrmak bilen baglanyşykly meseleleriň öňüni almak üçin möhüm ölçegleri (CD) gözegçilikde saklamagy maksat edinýär. Ýokardaky iki makala oýaryş prosesiniň maksadyny, ýokardaky maksatlara ýetmegiň öňüni alýan päsgelçilikleri we şeýle päsgelçilikleri ýeňip geçmek üçin ulanylýan görkezijileri okyjylara düşündirmegi maksat edinýär.
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 10-njy sentýabry