Innbyggt hringrásarlithography-etching Collaborative Process

Steinþrykk og æting eru tveir kjarnaferlar mynsturflutnings á nanóskala, og upplausn þeirra, nákvæmni og samkvæmni ákvarða saman efri mörk afkösts tækisins og afraksturs.

Þessi grein flokkar kerfisbundið út lykilaðferðir, stýribreytur og nýjustu tækniþróun í öllu ferlinu við ljósþolshúð, lýsingu, þróun og ætingu.

Upplýsingarnar eru sem hér segir:

Lithography ferli

Ætingarferli

Lithography ferli

Í framleiðslu á samþættum hringrásarflísum endurtekur steinþrykkjaferlið, sem kjarnatækni mynsturflutnings, hringrásarhönnunina á grímunni lag fyrir lag á yfirborð skúffunnar með nákvæmum sjón- og efnaferlum og tækniþróun þess hefur alltaf snúist um endurbætur á upplausn og hagræðingu vinnslustöðugleika.

Photoresist forrit

Ferlið hefst með snúningshúðunarstigi ljósþolsins - eftir að oblátið hefur verið aðsogað í lofttæmi- og fest á stuðningsborðið fyrir snúningshúðunarbúnaðinn, myndar drýpandi ljósþolinn samræmda filmu með hjálp miðflóttaaflsins á miklum hraða þúsunda snúninga á sekúndu og filmuþykktinni er nákvæmlega stjórnað af kvoðaeiginleikum og snúningseiginleikum leysis.

Þar sem ljósviðnám er mjög viðkvæmt fyrir hitastigi og raka sem ljósnæmt plastefni, þarf að lýsa ljósviðnámssvæðið með gulri lýsingu og viðhalda stöðugu hita- og rakaumhverfi til að forðast sveiflur í efniseiginleikum.

Tegundir photoresists

Ljósþolnum er skipt í tvo flokka í samræmi við þróunareiginleika þeirra: eftir lýsingu leysist óvarða svæðið upp í framkallanum og ólýsaða svæðið er haldið; Neikvætt límið er hið gagnstæða og óútsett svæðið er fjarlægt. Sérstakt val fer eftir staðfræðilegum kröfum hringrásarmynstrsins, svo sem þétt línubygging sem vill frekar jákvæð lím til að forðast brúnbrúandi galla.

Forbökuð-

Eftir snúningshúð er skúffan hituð í um það bil 80 gráður í köfnunarefnis andrúmslofti til að stuðla að rokgjörninni á leifar leysisins í filmunni, bæta viðloðun milli límlagsins og undirlagsins og getu til að standast váhrifatruflun.

Exposure

Lýsingarstigið er mikilvægur hluti af mynsturflutningi, þar sem oblátið er hlaðið inn í stepper lýsingarvél eða skanna. Hefðbundnir stepparar varpa grímumynstrinu á flöt yfirborðsins í fjórfalda mælikvarða í gegnum aðdráttarlinsukerfi, með upplausn eftir formúlu

R=kλ/NA

þar sem λ er bylgjulengd ljósgjafans, NA er tölulegt ljósop linsunnar og k er ferlistuðullinn. Sem stendur notar almenni ljósgjafinn ArF excimer leysir með bylgjulengd 193nm og háa NA linsu til að ná undir-bylgjulengdarupplausn. Til að brjótast í gegnum eðlisfræðilega dreifingarmörkin eru ofur-upplausnaraðferðir eins og tvöföld lýsing, fasa-breytingargrímur og leiðrétting á sjónrænum nálægðaráhrifum mikið notaðar. Sem uppfært form stepper kemur skanninn í stað lýsingar á fullri-breidd með lýsingu með rifskönnun, stækkar í raun sjónsviðið og dregur úr áhrifum frávika linsu og er orðinn staðalbúnaður í háþróaðri ferlum.

Eftir-útsetningarbakstur (PEB) er krafist eftir lýsingu, sem virkjar sýru-myndandi efni í ljósþolnum með ljóshitameðferð, ýtir undir sýru-hvataviðbrögð, dregur úr standbylgjuáhrifum og skerpir útlínur mynsturbrúnarinnar.

Þróun

Í þróunarferlinu er útsetningarsvæði jákvæða límsins leyst upp í basíska framkallanum og myndar léttarmynstur í samræmi við grímuna. Neikvætt lím er skilgreint með því að leysa upp óútsetta svæðið. Eftir þróun þarf að harðbaka það og lækna það til að auka ætingarþol ljósþolsins og veita hlífðargrímu fyrir síðari ætingu eða jónaígræðslu.

Undanfarin ár hefur öfgafull útfjólublá lithography (EUV) tækni brotið í gegnum upplausnarmörk hefðbundinnar ljósprentunar með 13,5nm stuttri-bylgjulengd ljósgjafa og hefur orðið kjarnaútsetningarlausnin fyrir 7nm og lægri ferli. Ásamt margskonar mynsturstækni eins og sjálf-jafnandi tvímyndamyndun (SADP) og sjálf-jafnandi fjórföld myndgreining (SAQP), nær EUV steinþrykk meiri samþættingu á sama tíma og hún stjórnar ferliskostnaði og ávöxtun á áhrifaríkan hátt.

Þar að auki gerir nanoimprint lithography (NIL), sem viðbótartækni, undir-10nm mynsturundirbúningi með mikilli nákvæmni áprentun í sérstökum aðstæðum, sem sýnir einstaka notkunarmöguleika. Samræmd þróun þessarar tækni heldur áfram að stuðla að þróun steinþrykkjaferla í átt að meiri nákvæmni og lægri gallatíðni, sem styður tækninýjungar og vöruendurtekningu í hálfleiðaraiðnaðinum.

Ætingarferli

Í ætingarferli samþættrar hringrásarframleiðslu nær þurr og blaut æting myndun á þunnt filmumynstri með því að stjórna nákvæmlega efnisflutningsferlinu og þau tvö bæta hvort annað upp hvað varðar tæknilegar leiðir og viðeigandi aðstæður.

Þurræting

Þurræting notar viðbragðsjónaætingu (RIE) sem kjarna og búnaður þess tekur upp samhliða plötubyggingu: skífuna er sett í neðra rafskautið í lofttæmishólfinu, efri rafskautið er jarðtengd og inndælt gas er örvað með því að beita há-tíðnispennu til að mynda plasma, sem framleiðir jákvæðar jónir og aðrar, virkar agnir.

Þessar agnir sprengja yfirborð efnisins lóðrétt undir hröðun rafsviðsins og bregðast efnafræðilega við marklagið til að framleiða rokgjarnar afurðir, sem eru losaðar í gegnum lofttæmiskerfið til að ná fram anisotropic etsaráhrif. Lykillinn að þessu ferli er hátt valhlutfall, það er að segja að munurinn á ætingarhraða milli ljósþolsins og efnislagsins þarf að vera nógu stór til að tryggja tryggð mynsturflutningsins. Á sama tíma er nauðsynlegt að hindra örhleðsluáhrifin til að koma í veg fyrir sveiflur á etshraða af völdum staðbundinnar munur á þéttleika og til að draga úr rafstöðueiginleikum og innleiðingu óhreininda. Til að bæta nákvæmni notar nútíma RIE tækni oft inductively coupled plasma (ICP) uppsprettur eða rafrýmd tengdar plasma (CCP) uppsprettur, ásamt púls aflgjafa og segulsviðsaukatækni til að ná stjórn á nanóskala.

Blaut æting

Blautæting byggir á beinu viðbrögðum milli efnavökva og efnis og er skipt í tvo stillinga: dýfingu og snúning. Dýfingargerðin dýfir skífunni í efnalausnina í ætingartankinum og stjórnar hvarfhraðanum með dreifingu. Snúningsgerðin notar vökvafræði til að auka skilvirkni massaflutnings með því að snúa oblátunni og úða efnavökva.

Vegna þess að blautæting er í eðli sínu ísótrópísk, takmarka hliðarborunareiginleikar þess getu til örgerðar og ljósþolsgríman eyðist auðveldlega af efnavökva, þannig að hann er aðallega notaður til vinnslu á stórum mannvirkjum eða sérstökum efnum (eins og málmi, áli, oxíði). Eftir ætingu þarf að fjarlægja leifar af ljósþolnum með plasmaflögnun eða efnaflögnun, þar sem plasmaflögnun notar súrefnisplasma til að brjóta niður límlagið og efnaflögnun er sértækt leyst upp með sérstökum leysi.

Á undanförnum árum hefur ætingartækni þróast í átt að meiri nákvæmni og umhverfisvernd. Á þurru sviði nær frumeindalagsæting (ALE) nákvæmri fjarlægingu á einu atómstigi með til skiptis sjálf-takmarkandi viðbrögðum, sem sameinar hágæða efni með bjartsýni plasmabreytum til að ýta upplausnarmörkum hefðbundins RIE. Á sama tíma stuðlar þrívíddar stöflunarbyggingin og háþróuð pökkunareftirspurn þróun djúps kísilætingar, dísellags ætingar með háu stærðarhlutfalli og annarri tækni, og notkun á lágum-hita plasma- og gasblöndunaraðferðum til að draga úr skemmdum á hliðarvegg. Hvað varðar blaut ferli hefur rannsóknir og þróun umhverfisvænna efnalausna (eins og flúor-lausar og -eiturhrifa formúlur) orðið stefna, með netvöktun og lokuðu-lykkjustýringarkerfum til að ná nákvæmri stjórn á etshraða og skaðlausri meðhöndlun vökvaúrgangs.

0040-09094 HÚS 200mm

Auk þess bjóða blendingsaðferðir við ætingu, eins og sameinað blautt-þurrt ferli, upp á kosti í sérstökum aðstæðum, eins og að draga úr efnisálagi með blautri formeðferð og þurrka síðan fínt mynsturmótun. Þessar nýjungar halda áfram að keyra ætingarferlið í átt að skilvirkari, grænni og nákvæmari áttum, sem styðja við stöðuga endurbætur á frammistöðu og samþættingu hálfleiðaratækja.