또 다른 심각한 문제는 에칭으로 재질에 손상을 입히는 것인데, 때로는 SEM 아래서도 볼 수 없는 경우도 있다. 고밀도 실리콘과 FSG 의 경우 에칭은 표면을 제거하는 재료일 뿐 내부 구조 밀스는 파괴하지 않는다고 말했다. "그러나 다른 화학적 성질을 가진 구조나 물질을 에칭할 때는 모든 층의 에칭 속도를 일정하게 유지하기 위해 적절한 화학 반응을 찾기가 어렵습니다. 유기 및 무기 기능이나 성분이 있는 혼합 재질의 경우 적절한 에칭 가스를 찾아 에칭 중 Si- 키 및 C- 키의 침식 속도가 ILD 재질에서의 농도에 비례하도록 하는 것이 좋습니다. 불행히도, 실제로, 이 두 반응이 같은 속도로 진행되도록 하는 것은 매우 어렵다. 더 심각한 문제는 다음 습법 세척이나 차단층 퇴적 과정을 거치기 전에 손상이 얼마나 심각한지 모른다는 것이다. 따라서 청소 또는 차단층 퇴적 문제가 발견되면 몇 단계 전의 에칭 과정으로 원인을 거슬러 올라갈 수 있습니다. "
때때로 당신은 OSG 에칭 구조가 완벽하다는 것을 발견할 수 있지만, 세척된 CD 는 50% 의 변화가 발생할 수 있다. 차단층 퇴적 공정의 경우, 에칭 공정에 의해 형성된 측벽 표면 구조는 두 가지 완전히 다른 효과를 가져올 수 있습니다. 아마도 행운일 수도 있고 악몽일 수도 있습니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 행운명언) 표면 구조가 매끄럽고 연속적이며 깨진 자국이나 거꾸로 된 벽 경사 구조가 없는 경우 장벽이 쌓이는 프로세스 창이 매우 큽니다. 실리콘이나 FSG 이중 내장 구조의 경우 에칭 선택성이 매우 높기 때문에 이는 매우 정상적입니다. "우리는 측벽 표면 구조에서 소위' 베일',' 박쥐 날개' 및 마이크로채널을 피하는 방법을 연구하고 있습니다. 차단층 퇴적과 ECD 엔지니어들은 이러한 문제를 매우 두려워한다. " 밀스는 "저밀도 구조의 측벽 표면에는 1 나노, 2nm, 4nm 의 차이 (불균일성) 가 있어 차단층 공예에도 도전할 것" 이라고 말했다.
"아무도 모든 문제를 동시에 해결할 수 없다. 우리는 반드시 해당 자료에 근거하여 특별한 선택과 처리를 해야 한다. " Tegal 의 마케팅 이사인 존 알메리코 (John Almerico) 는 "강유전성 재료의 에칭에 풍부한 경험을 가지고 있다" 고 말했다.
우리는 높은 K 분야에서 어느 정도의 기술적 우위를 가지고 있으며, 패시베이션 에칭은 우리의 또 다른 전공이다. Dell 은 매우 검증된 기술을 사용하여 이러한 중요하지 않은 레이어 미디어를 에칭할 수 있으므로 상당한 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 또한 미디어 재질을 하드 마스크 레이어로 사용하는 추세에 대해 매우 우려하고 있습니다. 이는 매우 새로운 영역입니다. ""
에칭 과정의 변화와 전환점
반도체 리소그래피 기술이 193nm 으로 발전함에 따라 미디어 에칭도 새로운 전환점에 직면했다. Lam 리서치의 미디어 에칭 제품 부문 부사장인 제프 마크 (Jeff Mark) 는 이 전환점이 논리 장치와 스토리지의 90nm 개발 및 130nm 대량 생산 단계에서 발생했으며 스토리지 생산을 1 10nm 공정으로 추진했다고 밝혔다.
FEOL 의 과제는 특히 DRAM 용량 구조에서 에칭 깊이 종횡비의 증가에 있습니다. 반도체 공정이 1 10nm 에서 90nm 으로 전환될 때, 이렇게 깊은 구조 (>: 2.5um) 를 각인하는 동시에 포토 레지스트의 무결성과 선택성을 유지하여 예상 에칭 구조와 성능을 얻기가 어렵습니다. 사람들은 이러한 제한을 극복하기 위해 폴리실리콘 또는 다층 에칭 마스크 등 희생 마스크 기술 등 다양한 대체 기술을 찾고 있습니다. 후자의 주요 과제는 각종 낮은 K 소재의 응용에 있다. 반도체는 탄소가 섞인 실리콘, OSG 등의 재료로 발전하고 있는데, 그 중 일부는 유기저 K 재료를 사용하고 있다.
193nm 리소그래피의 공정 창과 적용 조건은 248nm 리소그래피보다 훨씬 까다롭습니다. 193nm 리소그래피는 매우 얇아야 합니다. "어떻게 하면 선택성이 높고, 각인이 깊고, 작은 피쳐 구조를 구현하고, 구멍이나 선의 가장자리 표면의 평평함을 보장할 수 있습니까?" 맥스가 물었다. "선이나 구멍의 가장자리에 주름과 같은 결함이 없는지 확인해야 합니다. 하지만 당신이 사용하는 리소그래피 접착제는 이전보다 더 쉽게 손상되고 이온 폭격에 더 민감하다. "
Lam 은 이온 에너지를 조절할 수 있도록 이중 주파수 플라즈마를 최적화해 포토 레지스트의 손상을 최소화합니다. "우리는 또한 반응기의 가스 반응과 작동 방법에 대한 심도 있는 연구를 통해 광각 접착제의 선택성을 높였다." 맥스가 말했다. "다층 포토 레지스트나 폴리실리콘 하드 마스크를 사용하지 않도록 하면 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 우리는 매우 얇은 193nm 리소그래피를 사용하여 심층 구조를 각식할 수 있으며, 어떤 경우에는 다층 하드마스크의 사용도 취소할 수 있다. " 일반적인 MLR 구조는 1 층 193nm 광항식제, OSG 또는 기타 유전층과 두꺼운 빛의 부식제로 구성되어 있습니다. 맨 위 193nm 리소그래피는 모양을 정의한 다음 최종 에칭을 위해 아래쪽 실리콘과 두꺼운 리소그래피 레이어로 도면을 전송하는 데 사용됩니다.
후기에는 공정주기를 단축하고 비용을 절감하기 위해 현장 처리의 이념이 점점 더 많은 사람들이 받아들이고 있다. "사람들은 같은 리액터에서 다층막을 처리하고 기억 효과가 다음 층의 재료에 영향을 미치는 에칭을 피하기를 원한다." 맥스가 말했다. "일부 65nm 또는 45nm 에칭 체계는 매우 복잡하며 10 층의 다른 에칭 단계는 10 개의 서로 다른 리액터에서 수행되어야 하며 현실적이지 않습니다. 플라즈마의 공간 분포를 제한하면 메모리 효과를 최소화할 수 있고, 이중 밴드 구조는 폴리머를 효율적으로 처리하여 일부 박막을 제자리에서 처리할 수 있다는 것을 발견했습니다. "
에칭 과정에서 낮은 유전 상수 재질의 표면은 보호 차단층을 형성합니다. "우리는 이 차단층을 유지해야 하지만, 동시에 반응기의 플루토늄 함량을 줄이기 위해 노력해야 한다." 맥스가 말했다. "몇 가지 제자리 처리 방법을 선택할 수 있습니다. 먼저 결정원을 각식한 다음 반응기에 남아 있는 중합체를 치우고 마지막으로 광택을 제거할 수 있습니다. 그러나 칩은 여전히 리액터에서 제거되지 않았기 때문에 리액터에 남아 있는 중합체를 세척할 때 칩의 보호 차단층이 제거됩니다. 또 다른 방법은 리액터 내의 중합체 퇴적 양을 최소화하는 것입니다. 산소 플라즈마 또는 수소 플라즈마를 사용하여 포토 레지스트를 제거할 때 반응기에 남아 있는 중합체를 세척하여 보호 차단층을 오래 유지하고 에칭 재료의 손상을 최소화할 수 있습니다. "
생산 과정에서 CD 제어를 유지하는 것도 문제가 된다. 과거에는 CD 제어가 게이트 에칭의 문제였지만 지금은 같은 문제가 미디어 에칭에 나타나기 시작했다. "후면 듀얼 임베디드 구조의 CD 제어와 전면 도어의 CD 제어를 자세히 모니터링해야 합니다. 많은 부품 공급업체는 여전히 미디어 에칭 장치를 사용하여 게이트 하드 마스크 레이어를 에칭합니다. 이 경우 CD 제어가 더욱 엄격해야 합니다. 접촉 구멍의 밀도를 보면 CD 컨트롤이 얼마나 엄격해야 하는지 알 수 있다. 그렇지 않으면 문제가 생길 수 있다.
90nm 및 65nm 공정을 통해 CD 의 변경 범위는 몇 나노미터 이내로 제어해야 합니다. "칩 내, 칩 간, 리액터 간 CD 반복성은 5nm 미만이어야 한다." 맥스가 말했다. "디스크의 높은 복제 가능성을 유지해야 합니다. 이를 위해 유일한 방법은 프로세스 조건을 유연하게 제어하여 결정질 범위 내에서 CD 를 실시간으로 조정하는 것입니다. 때때로 리소그래피 결과가 좋지 않아 식각 과정에서 CD 변화를 보상해야 할 때가 있다. "
도쿄전자유한공사 BEOL 제품시장부장인 에릭 리는 "에칭은 마지막 공정이다" 고 말했다. 리소그래피 결과가 사양을 충족하지 않을 경우 후속 에칭 프로세스는 최종 에칭 결과가 설계의 예상 결과를 달성할 수 있도록 솔루션을 제공할 수 있어야 합니다. 이를 위해서는 탄탄하고 심층적인 R & amp； 가 있어야 합니다. 특히 침수형 광각 시스템을 사용할 때 Lee 는 고밀도 플라즈마가 후기 각식에 상당히 해롭다고 생각한다. 현재 거의 모든 제조업자들이 중밀도 플라즈마 에칭 설비를 사용하고 있다. 그는 "거의 모든 사람들이 적어도 두 가지 전력 제어와 저전자 온도 화학 반응을 사용하여 플라즈마로 인한 피해를 줄이려고 노력하고 있다" 고 말했다.