Иртә дымлы гравюра чистарту яки көл белән эшкәртү процессларының үсешенә ярдәм иткән. Бүгенге көндә плазма кулланып коры гравюра ясау киң таралган.гравюра процессыПлазма электроннардан, катионнардан һәм радикаллардан тора. Плазмага бирелгән энергия нейтраль хәлдәге чыганак газының иң тышкы электроннарын аерып ала, шуның белән бу электроннарны катионнарга әйләндерә.
Моннан тыш, молекулалардагы камил булмаган атомнарны энергия кулланып, электр нейтраль радикаллар барлыкка китерү юлы белән аерып алырга мөмкин. Коры эшкәртү плазманы тәшкил итүче катионнар һәм радикаллар куллана, анда катионнар анизотроп (билгеле бер юнәлештә эшкәртү өчен яраклы), ә радикаллар изотроп (барлык юнәлешләрдә дә эшкәртү өчен яраклы). Радикаллар саны катионнар саныннан күпкә күбрәк. Бу очракта, коры эшкәртү дымлы эшкәртү кебек изотроп булырга тиеш.
Ләкин, коры эшкәртүнең анизотроп эшкәртүе ультра-миниатюризацияләнгән схемаларны мөмкин итә. Моның сәбәбе нәрсәдә? Моннан тыш, катионнар һәм радикалларның эшкәртү тизлеге бик әкрен. Димәк, бу җитешсезлекне исәпкә алып, плазма эшкәртү ысулларын массакүләм җитештерүгә ничек кулланырга мөмкин?
1. Аспект нисбәте (A/R)
1 нче рәсем. Аспектлар нисбәте төшенчәсе һәм аңа технологик алгарышның йогынтысы
Аспект нисбәте - горизонталь киңлекнең вертикаль биеклеккә нисбәте (ягъни биеклекне киңлеккә бүлү). Схеманың критик үлчәме (CD) ни кадәр кечерәк булса, аспект нисбәте кыйммәте шулкадәр зуррак була. Ягъни, аспект нисбәте кыйммәте 10 һәм киңлеге 10 нм булса, гравировка процессында борауланган тишекнең биеклеге 100 нм булырга тиеш. Шуңа күрә, ультра-миниатюризация (2D) яки югары тыгызлык (3D) таләп итә торган киләсе буын продуктлары өчен, гравировка вакытында катионнарның аскы пленкага үтеп керә алуын тәэмин итү өчен бик югары аспект нисбәте кыйммәтләре кирәк.
2D продуктларында 10 нм дан кимрәк критик үлчәмле ультра-миниатюризация технологиясенә ирешү өчен, динамик очраклы керү хәтеренең (DRAM) конденсатор аспект нисбәте кыйммәте 100 дән югарырак булырга тиеш. Шулай ук, 3D NAND флеш-хәтере дә 256 яки аннан да күбрәк катламлы күзәнәк катламнарын өю өчен югарырак аспект нисбәте кыйммәтләре таләп итә. Башка процесслар өчен кирәкле шартлар үтәлсә дә, кирәкле продуктларны җитештереп булмый, әгәр...гравюра процессыстандартларга туры килми. Шуңа күрә гравюра технологиясе барган саен мөһимрәк була бара.
2. Плазма белән эшкәртүгә гомуми күзәтү
2 нче рәсем. Плазма чыганагы газын пленка төренә карап билгеләү
Буш торба кулланылганда, торба диаметры таррак булган саен, сыеклыкның керүе җиңелрәк була, бу капилляр күренеш дип атала. Ләкин, ачык урында тишек (ябык оч) борауласа, сыеклыкның керүе шактый авырлаша. Шуңа күрә, 1970 еллар уртасында схеманың критик зурлыгы 3 мкм - 5 мкм булганлыктан, корыгравюраакрынлап дымлы гравюраны төп агым буларак алыштырды. Ягъни, ионлаштырылган булса да, тирән тишекләрне үтеп керү җиңелрәк, чөнки бер молекуланың күләме органик полимер эремәсе молекуласының күләменнән кечерәк.
Плазма белән эшкәртү вакытында, эшкәртү камерасының эчке өлеше тиешле катлам өчен яраклы плазма чыганагы газын кертү алдыннан вакуум халәтенә көйләнергә тиеш. Каты оксид пленкаларын эшкәртүдә, көчлерәк углерод фториды нигезендәге чыганак газлары кулланылырга тиеш. Чагыштырмача көчсез кремний яки металл пленкалары өчен хлор нигезендәге плазма чыганагы газлары кулланылырга тиеш.
Димәк, капка катламы һәм аның астындагы кремний диоксиды (SiO2) изоляция катламы ничек чигелергә тиеш?
Беренчедән, капка катламы өчен кремнийны поликремнийны эшкәртү сайлап алучанлыгы булган хлор нигезендәге плазма (кремний + хлор) кулланып бетерергә кирәк. Аскы изоляция катламы өчен кремний диоксиды пленкасын ике этапта эшкәртү сайлап алучанлыгы һәм нәтиҗәлелеге югарырак булган углерод фториды нигезендәге плазма чыганагы газы (кремний диоксиды + углерод тетрафториды) кулланып эшкәртү кирәк.
3. Реактив ион белән эшкәртү (RIE яки физик-химик эшкәртү) процессы
3 нче рәсем. Реактив ион белән эшкәртүнең өстенлекләре (анизотропия һәм югары эшкәртү тизлеге)
Плазма изотроп ирекле радикалларны да, анизотроп катионнарны да үз эченә ала, шуңа күрә ул анизотроп эшкәртүне ничек башкара?
Плазма коры эшкәртү, нигездә, реактив ион эшкәртү (RIE, Reactive Ion Etching) яки бу ысулга нигезләнгән кушымталар ярдәмендә башкарыла. RIE ысулының төп максаты - эшкәртү өлкәсенә анизотроп катионнар белән һөҗүм итү юлы белән пленкадагы максатлы молекулалар арасындагы бәйләнеш көчен киметү. Көчсезләнгән өлкә ирекле радикаллар тарафыннан сеңдерелә, катламны тәшкил итүче кисәкчәләр белән кушыла, газга (очучан кушылма) әйләнә һәм чыгарыла.
Ирекле радикаллар изотроп үзенчәлекләргә ия булса да, аскы өслекне тәшкил итүче молекулалар (аларның бәйләнеш көче катионнар һөҗүме белән зәгыйфьләнә) ирекле радикаллар тарафыннан җиңелрәк тотыла һәм яңа кушылмаларга әйләнә, көчле бәйләнеш көче булган ян стеналарга караганда. Шуңа күрә аска таба эшкәртү төп агымга әйләнә. Тотылган кисәкчәләр ирекле радикаллар белән газга әйләнә, алар десорбцияләнә һәм вакуум тәэсирендә өслектән чыгарыла.
Бу вакытта физик тәэсир белән алынган катионнар һәм химик тәэсир белән алынган ирекле радикаллар физик һәм химик эшкәртү өчен берләштерелә, һәм эшкәртү тизлеге (Эч тизлеге, билгеле бер вакыт эчендә эшкәртү дәрәҗәсе) катион эшкәртү яки ирекле радикал эшкәртү белән чагыштырганда 10 тапкыр арта. Бу ысул анизотроп аска юнәлтелгән эшкәртүнең эшкәртү тизлеген арттырып кына калмый, ә эшкәртүдән соң полимер калдыклары проблемасын да хәл итә ала. Бу ысул реактив ион эшкәртү (RIE) дип атала. RIE эшкәртүнең уңышының сере - пленканы эшкәртү өчен яраклы плазма чыганагы газын табу. Искәрмә: Плазма эшкәртү - RIE эшкәртү, һәм икесен дә бер үк төшенчә дип карарга мөмкин.
4. Эшкәртү тизлеге һәм үзәк эшчәнлеге индексы
4 нче рәсем. Төп эшкәртү күрсәткечләре индексы, эшкәртү тизлегенә бәйле
Очыту тизлеге бер минут эчендә ирешеләчәк пленка тирәнлеген аңлата. Димәк, бер пластинада очу тизлеге өлештән өлешкә үзгәрә дигән сүз нәрсәне аңлата?
Бу пластинаның һәр өлешендә төрлечә тирәнлек булуын аңлата. Шуңа күрә, уртача тирәнлек тизлеген һәм тирәнлек тирәнлеген исәпкә алып, тирәнлек тукталырга тиешле соңгы ноктаны (EOP) билгеләү бик мөһим. EOP куелган булса да, тирәнлек башта планлаштырылганнан тирәнрәк (артык тирәнлек) яки сайрак (аз тирәнлек) булган кайбер урыннар бар. Ләкин, тирәнлек җитмәү тирәнлек җитмәү вакытында артык тирәнлек җитмәүгә караганда күбрәк зыян китерә. Чөнки түбән тирәнлек җитмәү очрагында, түбән тирәнлек җитмәү ион имплантациясе кебек аннан соңгы процессларга комачаулый.
Шуның белән бергә, селективлык (чистарту тизлеге белән үлчәнә) чистарту процессының төп күрсәткече булып тора. Үлчәү стандарты битлек катламының (фоторезист пленкасы, оксид пленкасы, кремний нитриды пленкасы һ.б.) һәм максатлы катламның чистарту тизлеген чагыштыруга нигезләнгән. Бу селективлык югарырак булган саен, максатлы катлам тизрәк чишартыла дигән сүз. Миниатюризация дәрәҗәсе югарырак булган саен, нечкә бизәкләрнең камил күрсәтелүен тәэмин итү өчен селективлык таләбе югарырак була. Чистарту юнәлеше туры булганлыктан, катион чистартуның селективлыгы түбән, ә радикаль чистартуның селективлыгы югары, бу RIE селективлыгын яхшырта.
5. Гравюра ясау процессы
5 нче рәсем. Гравюра ясау процессы
Башта пластина 800 һәм 1000℃ арасында температура сакланган оксидлашу миченә урнаштырыла, аннары коры ысул белән пластина өслегендә югары изоляция үзлекләренә ия кремний диоксиды (SiO2) пленкасы барлыкка килә. Аннары, химик пар белән каплау (CVD)/физик пар белән каплау (PVD) ярдәмендә оксид пленкасында кремний катламы яки үткәрүче катлам барлыкка китерү өчен каплау процессы кертелә. Әгәр кремний катламы барлыкка килсә, кирәк булганда үткәрүчәнлекне арттыру өчен катнашма диффузия процессы башкарылырга мөмкин. Катнашма диффузия процессы вакытында еш кына берничә катнашма кабат-кабат өстәлә.
Бу вакытта изоляция катламы һәм полискремний катламы гравюра ясау өчен кушылырга тиеш. Башта фоторезист кулланыла. Аннары фоторезист пленкасына битлек куела һәм фоторезист пленкасына кирәкле рәсемне (ялган күзгә күренмичә) бастыру өчен дымлы экспозиция башкарыла. Рәсем контуры үсеш барышында ачыклангач, фотосизгер өлкәдәге фоторезист алына. Аннары фотолитография процессы белән эшкәртелгән пластина коры гравюра ясау өчен гравюра ясау процессына күчерелә.
Коры гравировка, нигездә, реактив ион гравировкасы (RIE) ярдәмендә башкарыла, анда гравировка, нигездә, һәр пленка өчен яраклы чыганак газын алыштыру юлы белән кабатлана. Коры гравировка да, дымлы гравировка да гравировканың аспект нисбәтен (A/R кыйммәте) арттыруга юнәлтелгән. Моннан тыш, тишек төбендә тупланган полимерны (гравировка нәтиҗәсендә барлыкка килгән араны) бетерү өчен даими чистарту кирәк. Мөһим нокта шунда ки, чистарту эремәсе яки плазма чыганагы газы траншея төбенә агып төшүен тәэмин итү өчен барлык үзгәрүчәннәрне (мәсәлән, материаллар, чыганак газы, вакыт, форма һәм эзлеклелек) органик рәвештә көйләргә кирәк. Үзгәрүчәндәге кечкенә үзгәреш башка үзгәрүчәннәрне яңадан исәпләүне таләп итә, һәм бу яңадан исәпләү процессы һәр этапның максатына туры килгәнче кабатлана. Соңгы вакытта атом катламы утырту (ALD) катламнары кебек моноатом катламнар нечкәрәк һәм катырак булып китте. Шуңа күрә гравировка технологиясе түбән температуралар һәм басымнар куллануга таба бара. Гравировка процессы нечкә үрнәкләр булдыру һәм гравировка процессы китереп чыгарган проблемаларны, бигрәк тә гравировка җитмәүне һәм калдыкларны бетерү белән бәйле проблемаларны булдырмау өчен критик үлчәмне (CD) контрольдә тотарга юнәлтелгән. Графировка турындагы югарыдагы ике мәкалә укучыларга графировка процессының максатын, югарыдагы максатларга ирешүдәге киртәләрне һәм мондый киртәләрне җиңү өчен кулланылган эшчәнлек күрсәткечләрен аңлатуны максат итеп куя.
Бастырылган вакыты: 2024 елның 10 сентябре