НТУУ “КПИ” РТФ

Доклад

тема: “Травление п/п ИМС”

В ыполнил :

студент 2-го курса

группы РТ-22

Кираль С. О.

K иев 2004

Введение

Одним из определяющих технологических процессов в микроэлектронике в течение более 40 лет продолжает оставаться литография. Литография или микролитография, а сейчас может быть уместно, говорить о нанолитографии, предназначена для создания топологического рисунка на поверхности монокристаллической кремниевой пластины. Базовый литографический процесс представлен на рис. 1 и включает в себя, по крайней мере, 10 ступеней. Темой нашей лекции будут только два этапа, связанные с непосредственным переносом изображения маски на поверхность полупроводниковой структуры (ступени 8 и 9).

	1. подготовка поверхности (промывка и сушка)
	2. нанесение резиста (тонкая пленка полимера наносится ценрифугированием)
	3. сушка (удаление растворителя и перевод резиста в твердую растворимую фазу)
	4. совмещение фотошаблона и экспонирование (положительный резист под действием света переходит в нерастворимую фазу)
	5. проявление резиста (промывка в растворителе, удаляющем неэкспонированный резист)
	6. стабилизирующий отжиг (удаление остатков растворителя)
	7. контроль и исправление дефектов
	8. травление (непосредственный перенос рисунка маски на поверхность полупроводниковой структуры)
	9. удаление фоторезиста
	10. финишный контроль
Рис. 1 10 ступеней литографического процесса

Долгие годы для проведения травления использовались различные влажные химические процессы (термин влажные подразумевает использование для травления полупроводниковых структур водных и безводных растворов химически активных компонентов). Однако необходимость непрерывного повышения степени интеграции и информационной емкости микросхем привело к тому, что влажные процессы не могли обеспечить необходимого разрешения.
Для демонстрации этого утверждения рассмотрим один из элементов таких широко применяемых микросхем как динамическую память с произвольным доступом (DRAM).

Благодаря тому, что новые поколения компьютеров требуют все большей и большей емкости память, а также тому, что в составе этих микросхем используются огромное количество однотипных элементов, эти микросхемы обладают наивысшей степенью интеграции

Рис. 2 ячейка памяти с trench конденсатором

На рис. 2 показана одна из ячеек памяти DRAM чипа разработанного фирмой IBM. В состав ячейки входят МОП транзистор и конденсатор для хранения информационного заряда. В данном случае конденсатор имеет конфигурацию так называемого траншейного (trench) конденсатора. Он имеет ширину 0,25 мкм и технология его изготовления включает несколько литографических операций с разрешением 0,15 мкм. Всего же для изготовления такой микросхемы необходимо более 20 литографических операций с травлением самых различных материалов: кремния, диоксида кремния двух типов, поликремния, алюминия или меди, вольфрама.

Влажные процессы травления имеют очень высокую селективность и с успехом ис-пользуются при изготовлении микросхем с размерами микронного масштаба. Однако при травлении линий с субмикронным разрешением и одновременно с высоким отношением высоты линии к ее ширине влажные процессы перестают работать. Можно выделить следующие причины, лимитирующие применение влажных процессов.
1. Размер рисунка не может быть меньше 2 мкм.
2. Влажное травление – изотропный процесс, что приводит к формированию рисунка с наклонными стенками.
3. Влажное травление требует многоступенчатой промывки и сушки.
4. Используемые химикаты, как правило, сильноядовиты и токсичны.
5. Влажные процессы вносят дополнительные загрязнения.
Все это привело к тому, что вначале 70 годов основным технологическим процессом травления стали различные формы плазменной обработки.
Обычно выделяют две разновидности плазменных процессов травления – непосредственно плазменные и ионнолучевые. Под плазменными понимаются процессы, в которых обрабатываемая подложка или ее держатель являются в той или иной мере элементами плазменного реактора и участвуют в ионизации рабочего газа. Так как удаляемые травлением слои, как правило, имеют высокое сопротивление (изоляторы или полупроводники), то для исключения зарядки поверхности используют высокочастотный разряд. В ионнолучевых процессах обработка подложек происходит потоком ионов или нейтральных частиц, образованных в автономном источнике.
На рис. 3 представлена классификация процессов, используемых в микроэлектронике для травления полупроводниковых структур.

Плазменное травление

В плазменном травлении, которое иногда называют физическим травлением, реализуется хорошо известный и широко применяемый (например, для осаждения тонких пленок) процесс катодного распыления подложки ионами инертного газа. Однако эта техника не получила широкого применения по причине низкой селективности процесса.
Высокая селективность достигается в реактивном плазменном процессе. Суть этой техники достаточно прозрачна. Различные формы разряда формируют в плазмообразующем газе химически активные частицы, которые, взаимодействуя с поверхностью полупроводника или металла, образуют легко летучие химические соединения, удаляемые вакуумной системой.

Рис. 3 классификация процессов травления в литографии

Первыми были разработаны реакторы цилиндрического типа (barrel etcher). В подобных реакторах обрабатываемые подложки помещаются в центре вакуумной камеры, а ВЧН-разряд создается внешней катушкой (см. рис.4).

Таблица 1. Материалы для которых необходимы процессы травления

Материал	Применение
Моно Si	Базовые кристаллы
Термическая SiO2	Маска при травлении Si
Химически осажденная SiO2	Подзатворный диэлектрик, изоляция между слоями
Si3N4	Маска в некоторых операциях травления, диэлектрик в структурах с накоплением заряда
Al, Cu, W	Металлизация
Сr	--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <-- « 1 2 3 » К-во Просмотров: 254 Бесплатно скачать Реферат: Травление п/п ИМС >>> Скачать <<< Меню Поиск