Швидкість травлення: наногравірування чіпів

На фабриці чипів процес літографії схожий на найкращого дизайнера, який малює красиві схемні схеми на кремнієвих пластинах. Але те, що насправді перетворює цей плоский план на три-вимірну мікро-наноструктуру, — це процес травлення. Основним показником для вимірювання швидкості процесу травлення є швидкість травлення.

Яка швидкість травлення?

Простими словами, швидкість травлення – це товщина матеріалу, який процес травлення видаляє за одиницю часу. Його стандартною одиницею є Å/с або нанометр/секунду (1 нанометр=10 Å). Наприклад, якщо швидкість травлення кремнію становить 5 Å/с, то 1 секунда травлення може видалити 0,5 нанометра кремнієвого матеріалу.

Це можна порівняти з продуктивністю скульптора:

Матеріал=Дошка для різьблення

Процес травлення=Гравер та його інструменти

Швидкість травлення=Наскільки глибоко гравер може вирізати деревину за хвилину.

0040-02544 Верхня частина корпусу, Dps Metal

Чому швидкість травлення така критична?

Швидкість травлення ніколи не буває кращою, вона вимагає ідеального балансу між швидкістю, точністю та контролем, і їх важливість відображається в трьох аспектах:

1. Контроль точності (точність) - "Ні більше, ні менше, як треба"

Сучасні мікросхеми мають складну та делікатну структуру, і деякі плівкові шари можуть мати товщину лише кілька десятків атомних шарів. Метою травлення є точне видалення певної товщини матеріалу до наступного шару без надмірного пошкодження.

Надто висока швидкість: важко точно контролювати кінцеву точку, і її легко надмірно-протравити, пошкодивши підструктуру та спричинивши коротке замикання або збій у роботі.

Занадто низька швидкість: незважаючи на те, що контроль точний, він може серйозно вплинути на ефективність виробництва.

Однією з основних проблем процесу травлення є досягнення високорівномірної та стабільної швидкості травлення.

2. Продуктивність (Економія) – «Час – гроші»

На заводі машина для травлення коштує від мільйонів до десятків мільйонів доларів. Пластина проходить десятки етапів травлення.

Швидкість травлення безпосередньо визначає, як довго кожна пластина залишається в травильнику.

Вищі показники означають коротший час обробки пластин, більшу пропускну здатність обладнання та нижчі виробничі витрати. Тому, виходячи з передумови забезпечення точності та продуктивності, покращення швидкості травлення є невпинною погонею за виробниками пластин.

3. Коефіцієнт вибору процесу (селективність) - «Яблуко очищати тільки від шкірки, м’якоть не пошкоджувати»

Це більш критична концепція, отримана від швидкості травлення. На практиці ми рідко витравлюємо лише один матеріал. Наприклад, використовуючи фоторезист як маску для травлення нижнього шару кремнезему, ми сподіваємося:

Високошвидкісне травлення кремнезему.

Низько{0}}швидкісне травлення фоторезисту та кремнієвої підкладки під ним.

Коефіцієнт вибору – це співвідношення швидкостей травлення двох матеріалів:
помилка висхідного підключення або відключення/скидання перед заголовками. повторна спроба та остання причина скидання: помилка віддаленого з’єднання, причина збою транспортування: помилка затримки підключення: відмова у з’єднанні

Високий коефіцієнт відбору означає, що процес травлення є високоселективним у видаленні цільового матеріалу з незначним пошкодженням маски та стоп-шару. Це основа для реалізації складних 3D-структур, таких як реберні структури FinFET і отвори для зберігання 3D NAND.

0010-21827 8" Збірний екран