Fífi omi wẹ̀ ní ìbẹ̀rẹ̀ mú kí iṣẹ́ ìwẹ̀nùmọ́ tàbí ìfọ́ eérú dàgbà. Lónìí, gbígbẹ ìfọ́ ti a fi plasma ṣe ti di ohun tí a mọ̀ jùlọ.ilana fifin. Plasma ní àwọn elekitironi, cations àti radicals. Agbára tí a lò sí plasma náà máa ń mú kí àwọn elekitironi tí ó wà ní ìta nínú gaasi orísun tí ó wà ní ipò tí kò ní ìdúróṣinṣin kúrò, nípa bẹ́ẹ̀ yí àwọn elekitironi wọ̀nyí padà sí cations.
Ní àfikún, àwọn átọ̀mù aláìpé nínú àwọn molecule ni a lè yọ kúrò nípa lílo agbára láti ṣẹ̀dá àwọn radicals tí kò ní electrical. Dry etching ń lo àwọn cations àti radicals tí ó para pọ̀ di plasma, níbi tí cations jẹ́ anisotropic (ó yẹ fún etching ní ìtọ́sọ́nà kan) àti radicals jẹ́ isotropic (ó yẹ fún etching ní gbogbo ìtọ́sọ́nà). Iye àwọn radicals pọ̀ ju iye cations lọ. Nínú ọ̀ràn yìí, dry etching yẹ kí ó jẹ́ isotropic bí wet etching.
Sibẹsibẹ, ìfọ́ anisotropic ti ìfọ́ dry etching ni o jẹ ki awọn iyika ti o kere ju ti o ṣeeṣe. Kini idi fun eyi? Ni afikun, iyara ìfọ́ ti awọn cations ati awọn radicals lọra pupọ. Nitorinaa bawo ni a ṣe le lo awọn ọna ìfọ́ plasma si iṣelọpọ pupọju abawọn yii?
1. Ìpíndọ́gba Aspect (A/R)
Àwòrán 1. Ìmọ̀ nípa ìpíndọ́gba apá àti ipa ìlọsíwájú ìmọ̀ ẹ̀rọ lórí rẹ̀
Ìpín Aspect ni ìpíndọ́gba ìbú petele sí gíga inaro (ìyẹn ni pé, gíga tí a pín pẹ̀lú ìbú). Bí ìwọ̀n pàtàkì (CD) ti Circuit náà bá ti kéré tó, bẹ́ẹ̀ ni ìwọ̀n ìpíndọ́gba aspect ṣe ń pọ̀ sí i. Ìyẹn ni pé, tí a bá gbà pé ìwọ̀n ìpíndọ́gba aspect jẹ́ 10 àti ìbú 10nm, gíga ihò tí a gbẹ́ nígbà ìlànà ìgé náà yẹ kí ó jẹ́ 100nm. Nítorí náà, fún àwọn ọjà ìran tí ń bọ̀ tí ó nílò ultra-miniaturization (2D) tàbí high density (3D), àwọn ìwọ̀n ìpíndọ́gba aspect gíga gan-an ni a nílò láti rí i dájú pé àwọn cations lè wọ inú fíìmù ìsàlẹ̀ nígbà ìgé náà.
Láti ṣe àṣeyọrí ìmọ̀-ẹ̀rọ ultra-miniaturization pẹ̀lú ìwọ̀n pàtàkì tí ó kéré sí 10nm nínú àwọn ọjà 2D, iye ìpíndọ́gba capacitor ti dynamic random access memory (DRAM) yẹ kí ó wà ní ìpele tí ó ga ju 100 lọ. Bákan náà, ìrántí 3D NAND flash tún nílò àwọn ìwọ̀n ìpíndọ́gba aspect ratio gíga láti kó àwọn fẹlẹfẹlẹ 256 tàbí jù bẹ́ẹ̀ lọ ti àwọn fẹlẹfẹlẹ stacking cell. Kódà bí a bá ti mú àwọn ipò tí a nílò fún àwọn ilana mìíràn ṣẹ, a kò le ṣe àwọn ọjà tí a nílò bíilana fifinKò tó ìwọ̀n tó yẹ. Ìdí nìyí tí ìmọ̀ ẹ̀rọ ìkọ̀wé fi ń di ohun tó ṣe pàtàkì síi.
2. Àkótán lórí ìfọ́ plasma
Àwòrán 2. Pípín gáàsì orísun plasma gẹ́gẹ́ bí irú fíìmù náà
Nígbà tí a bá lo páìpù oníhò, bí ìwọ̀n páìpù náà bá ti dín tó, bẹ́ẹ̀ náà ni omi yóò ṣe rọrùn tó láti wọlé, èyí tí a ń pè ní ìṣẹ̀lẹ̀ capillary. Ṣùgbọ́n, tí a bá fẹ́ gbẹ́ ihò kan (ìparí tí a ti sé) ní agbègbè tí a ti bò, ìfàsẹ́yìn omi náà yóò ṣòro gan-an. Nítorí náà, níwọ̀n bí ìwọ̀n pàtàkì ti páìpù náà ti jẹ́ 3um sí 5um ní àárín àwọn ọdún 1970, ó gbẹ.ìfọ́mọ́lẹ̀ti rọ́pò ìfọ́ omi díẹ̀díẹ̀ gẹ́gẹ́ bí ohun pàtàkì. Èyí ni pé, bó tilẹ̀ jẹ́ pé ó ní ion nínú, ó rọrùn láti wọ inú ihò jíjìn nítorí pé ìwọ̀n molecule kan kéré ju ti molecule omi polymer organic lọ.
Nígbà tí a bá ń fi plasma ṣe é, inú yàrá ìṣiṣẹ́ tí a lò fún ìtẹ̀wé yẹ kí ó jẹ́ àtúnṣe sí ipò afẹ́fẹ́ kí a tó fi abẹ́rẹ́ sí orísun plasma tí ó yẹ fún ìpele tí ó yẹ. Nígbà tí a bá ń fi oxide oxide ṣe é, a gbọ́dọ̀ lo àwọn èéfín orísun carbon fluoride tí ó lágbára. Fún àwọn èéfín silicon tàbí irin tí kò lágbára, a gbọ́dọ̀ lo àwọn èéfín orísun plasma tí a fi chlorine ṣe.
Nítorí náà, báwo ni a ṣe lè gé ìpele ẹnu ọ̀nà àti ìpele ìdáàbòbò silicon dioxide (SiO2) tó wà lábẹ́ rẹ̀?
Àkọ́kọ́, fún ìpele ẹnu ọ̀nà, ó yẹ kí a yọ silicon kúrò nípa lílo plasma tí a fi chlorine ṣe (silicon + chlorine) pẹ̀lú polysilicon etching selectivity. Fún ìpele ìdènà ìsàlẹ̀, a gbọ́dọ̀ fi fíìmù silicon dioxide sí i ní ìgbésẹ̀ méjì nípa lílo gaasi plasma tí ó ní carbon fluoride (silicon dioxide + carbon tetrafluoride) tí ó ní yíyàn ìdènà àti ìmúṣẹ tí ó lágbára sí i.
3. Ìlànà ìfọ́ ion oníṣẹ́-abẹ (RIE tàbí ìfọ́ physicochemical)
Àwòrán 3. Àwọn àǹfààní ìfọ́ ion oníṣẹ́-abẹ (anisotropy àti ìwọ̀n ìfọ́ ion gíga)
Plasma ní àwọn ìpìlẹ̀ free radicals àti anisotropic cations, nítorí náà báwo ni ó ṣe ń ṣe anisotropic etching?
A máa ń lo ìfọ́ ion gbígbẹ láti inú plasma nípasẹ̀ ìfọ́ ion reactive (RIE, Reactive Ion Etching) tàbí àwọn ohun èlò tí a lò láti inú ọ̀nà yìí. Ohun pàtàkì nínú ọ̀nà RIE ni láti dín agbára ìdè láàárín àwọn molecule tí a fojú sí nínú fíìmù náà kù nípa kíkọlù agbègbè ìfọ́ ion pẹ̀lú àwọn cations anisotropic. Agbègbè tí ó ti di aláìlera ni a máa ń gbà nípasẹ̀ àwọn free radicals, tí a bá so pọ̀ mọ́ àwọn patikulu tí ó para pọ̀ di fẹlẹfẹlẹ náà, tí a sì máa ń yípadà sí gaasi (àdàpọ̀ oníyípadà) tí a sì máa ń tú jáde.
Bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn free radicals ní àwọn ànímọ́ isotropic, àwọn molecule tí ó para pọ̀ di ojú ilẹ̀ ìsàlẹ̀ (tí agbára ìdè tí àwọn cations ti sọ di aláìlera) ni àwọn free radicals máa ń gbà tí wọ́n sì máa ń yípadà sí àwọn àdàpọ̀ tuntun ju àwọn ògiri ẹ̀gbẹ́ pẹ̀lú agbára ìdè tí ó lágbára lọ. Nítorí náà, ìtẹ̀síwájú sísàlẹ̀ di ohun tí ó gbajúmọ̀. Àwọn patikulu tí a mú di gáàsì pẹ̀lú free radicals, tí a máa ń yọ́ kúrò nínú ojú ilẹ̀ lábẹ́ ìṣiṣẹ́ vacuum.
Ní àkókò yìí, a máa ń so àwọn cations tí a rí gbà nípasẹ̀ ìṣe ti ara àti àwọn free radicals tí a rí nípasẹ̀ ìṣe kemikali pọ̀ fún ìfọ́ ara àti kẹ́míkà, àti pé ìwọ̀n ìfọ́ ara (Etch Rate, ìwọ̀n ìfọ́ ara ní àkókò kan pàtó) pọ̀ sí i ní ìgbà mẹ́wàá ní ìfiwéra pẹ̀lú ọ̀ràn ìfọ́ ara cationic tàbí ìfọ́ ara radical free radical nìkan. Ọ̀nà yìí kò lè mú kí ìwọ̀n ìfọ́ ara anisotropic downward etching pọ̀ sí i nìkan, ṣùgbọ́n ó tún lè yanjú ìṣòro polymer residue lẹ́yìn ìfọ́ ara. Ọ̀nà yìí ni a ń pè ní reactive ion etching (RIE). Kókó pàtàkì sí àṣeyọrí ìfọ́ ara RIE ni láti wá gaasi orísun plasma kan tí ó yẹ fún ìfọ́ ara fíìmù náà. Àkíyèsí: Ìfọ́ ara Plasma jẹ́ ìfọ́ ara RIE, a sì lè kà àwọn méjèèjì sí èrò kan náà.
4. Oṣuwọn Etch ati Atọka Iṣẹ Pataki
Àwòrán 4. Àtòjọ Iṣẹ́ Core Etch tó ní í ṣe pẹ̀lú Ìwọ̀n Etch
Ìwọ̀n ìyẹ̀fun (etch rate) tọ́ka sí jíjìn fíìmù tí a retí pé a ó dé láàárín ìṣẹ́jú kan. Kí ni ìtumọ̀ rẹ̀ pé ìwọ̀n ìyẹ̀fun (etch rate) yàtọ̀ láti apá kan sí apá kan lórí ìyẹ̀fun kan ṣoṣo?
Èyí túmọ̀ sí wípé ìjìnlẹ̀ etch yàtọ̀ láti apá kan sí apá kan lórí wafer náà. Nítorí èyí, ó ṣe pàtàkì láti ṣètò ibi ìparí (EOP) níbi tí etching yẹ kí ó dúró nípa ṣíṣe àgbéyẹ̀wò ìwọ̀n etch àròpín àti ìjìnlẹ̀ etch. Bí EOP bá tilẹ̀ wà, àwọn agbègbè kan ṣì wà níbi tí ìjìnlẹ̀ etch náà ti jinlẹ̀ sí i (jù etch lọ) tàbí ó ti jinlẹ̀ sí i (kò tíì ní etch lọ) ju bí a ṣe gbèrò tẹ́lẹ̀ lọ. Síbẹ̀síbẹ̀, etching tí ó wà lábẹ́ etching máa ń fa ìbàjẹ́ ju over-etching lọ nígbà etching. Nítorí pé nínú ọ̀ràn under-etching, apá tí ó wà lábẹ́ etch yóò dí àwọn iṣẹ́ tí ó tẹ̀lé e lọ́wọ́ bíi ion implantation.
Nibayi, yiyan (ti a wọn nipasẹ oṣuwọn etch) jẹ ami pataki ti iṣẹ ṣiṣe ti ilana fifin. Ipele wiwọn da lori afiwe oṣuwọn etch ti fẹlẹfẹlẹ iboju (filimu fọtoresist, fiimu oxide, fiimu silicon nitride, ati bẹbẹ lọ) ati fẹlẹfẹlẹ afojusun. Eyi tumọ si pe yiyan ti o ga julọ, bẹẹ ni a ṣe fi fẹlẹfẹlẹ afojusun naa yarayara. Bi ipele kekere ti o ga julọ, bẹẹ ni ibeere yiyan ti o ga julọ ni lati rii daju pe awọn ilana ti o dara le han ni pipe. Niwọn igba ti itọsọna fifin jẹ taara, yiyan ti fifin cationic kere, lakoko ti yiyan ti fifin radical ga, eyiti o mu yiyan RIE dara si.
5. Ilana fifin
Àwòrán 5. Ìlànà ìfọṣọ
Àkọ́kọ́, a máa gbé wafer náà sínú iná oxidation infrared pẹ̀lú ìwọ̀n otútù tí a ń tọ́jú láàrín 800 àti 1000℃, lẹ́yìn náà a máa ṣẹ̀dá fíìmù silicon dioxide (SiO2) pẹ̀lú àwọn ohun ìní ìdábòbò gíga lórí ojú wafer náà nípa lílo ọ̀nà gbígbẹ. Lẹ́yìn náà, a máa ń wọ inú ìlànà ìtọ́jú láti ṣẹ̀dá fẹlẹfẹlẹ silicon tàbí fẹlẹfẹlẹ conductive lórí fíìmù oxide nípasẹ̀ chemical vapor deposition (CVD)/physical vapor deposition (PVD). Tí a bá ṣẹ̀dá fẹlẹfẹlẹ silicon, a lè ṣe ìlànà ìtọ́jú àìmọ́ láti mú kí conductivity pọ̀ sí i tí ó bá pọndandan. Nígbà ìlànà ìtọ́jú àìmọ́, a sábà máa ń fi ọ̀pọ̀lọpọ̀ àìmọ́ kún un leralera.
Ní àkókò yìí, a gbọ́dọ̀ so ìpele ìdábòbò àti ìpele polysilicon pọ̀ fún ìfọ́. Àkọ́kọ́, a ó lo photoresist. Lẹ́yìn náà, a ó fi ìbòjú kan sí orí fíìmù photoresist, a ó sì fi ìfarahàn omi hàn nípa fífọwọ́sí láti fi àwòrán tí a fẹ́ (tí a kò lè rí lójú) sí orí fíìmù photoresist. Nígbà tí ìdàgbàsókè bá fi ìpele àpẹẹrẹ hàn, a ó yọ photoresist tí ó wà ní agbègbè photosensitive kúrò. Lẹ́yìn náà, a ó gbé wafer tí ilana photolithography ṣe lọ sí ilana ìfọ́ fún ìfọ́ gbígbẹ.
A maa n lo etching gbigbẹ́ ní pàtàkì nípasẹ̀ reactive ion etching (RIE), ninu eyi ti a maa n tun etching ṣe ni pataki nipa rirọpo gaasi orisun ti o yẹ fun fiimu kọọkan. Awọn etching gbigbẹ́ ati etching tutu ni ero lati mu ipin apa (iye A/R) ti etching pọ si. Ni afikun, mimọ deedee nilo lati yọ polima ti a kojọ ni isalẹ iho naa kuro (aafo ti a ṣẹda nipasẹ etching). Koko pataki ni pe gbogbo awọn oniyipada (bii awọn ohun elo, gaasi orisun, akoko, fọọmu ati atẹle) yẹ ki o ṣe atunṣe ni ọna ti ara lati rii daju pe ojutu mimọ tabi gaasi orisun plasma le ṣàn si isalẹ ti koto naa. Iyipada diẹ ninu oniyipada kan nilo atunṣe awọn oniyipada miiran, ati pe ilana atunkọ yii ni a tun ṣe titi ti yoo fi pade idi ti ipele kọọkan. Laipẹ, awọn fẹlẹfẹlẹ monoatomic gẹgẹbi awọn fẹlẹfẹlẹ deposition atomiki layer (ALD) ti di tinrin ati lile. Nitorinaa, imọ-ẹrọ etching n lọ si lilo awọn iwọn otutu kekere ati awọn titẹ. Ilana etching naa ni ero lati ṣakoso iwọn pataki (CD) lati ṣe awọn ilana ti o dara ati rii daju pe awọn iṣoro ti ilana etching fa ni a yago fun, paapaa under-etching ati awọn iṣoro ti o ni ibatan si yiyọkuro residential. Àwọn àpilẹ̀kọ méjì tí a kọ sí òkè yìí lórí ìfọ́ ...
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Kẹsàn-10-2024