Tvorba prietoku v procese finfet

Vývoj FinFets (FinFets) z planárnych tranzistorov do finfetov je pokročilá tranzistorová architektúra navrhnutá na zlepšenie výkonu a efektívnosti integrovaných obvodov. Znižuje krátkodobý efekt premenou tradičných planárnych tranzistorov na trojrozmerné štruktúry, čo umožňuje menšie, rýchlejšie a menej energické tranzistory. V tomto článku predstavíme výrobný proces FinFet, počnúc kremíkovým substrátom a končí výrobou plutvy.

0040-09094 komora 200 mm

1. Počiatočná príprava a povrchové ošetrenie

Čistenie doštičiek
Pred začiatkom akéhokoľvek spracovania musia kremíkové doštičky podstúpiť dôkladný proces čistenia, aby sa zabezpečilo, že ich povrch je bez nečistôt alebo kontaminantov. Tento krok je rozhodujúci pre získanie vysokokvalitných zariadení FINFET.

Rast vrstvy oxidu podložky.Ďalej sa na povrchu kremíka tepelne pestuje veľmi tenká vrstva oxidu kremíku (Si02) a pôsobí ako vrstva oxidu podložky. Táto vrstva nielen chráni kremíkový substrát pred následným spracovaním, ale tiež poskytuje dobré rozhranie pre následné ukladanie nitridu kremíka.

Ukladanie nitridu kremíka
Následne sa na hornej časti vrstvy oxidu podložky ukladá vrstva nitridu kremíka (SIN) chemickým ukladaním chemickej pary (CVD) alebo inými metódami. Silikónový nitrid tu hrá duálnu úlohu: pôsobí ako tvrdá maska ​​(HM), ktorá vedie leptanie kremíka a vytvára plutvy; Pôsobí tiež ako CMP (chemické mechanické leštenie) zastavovacej vrstvy, aby sa zabezpečilo, že proces planarizácie oxidu STI nespravuje podkladový materiál.

2. Aplikácia technológie SADP

Pretože rozstup plutiev je v pokročilých uzloch taký malý, ako napríklad 22 nm alebo 14 nm, jedna litografia ponorenia 193 nm nemôže dosiahnuť požadovanú úroveň jemnosti, takže bola zavedená technológia s dvojitou vzorom (SADP), aby sa zvýšila hustota vzoru.
SADP False vzor vrstvy vrstvy vzoru
Po prvé, vrstva dočasného materiálu (napr. Amorfný kremík A-si) sa ukladá na vrchol tvrdej masky nitridu kremíka, aby pôsobila ako „falošná“ vrstva vzoru. Materiál musí mať vysoko selektívne leptanie vlastností, aby sa v nasledujúcich krokoch rozlíšilo od základného materiálu na dusičnany kremíka a spacerových materiálov bočných stenov.
Aplikácia a expozícia fotorezistom
Na celú stohovanú štruktúru sa aplikuje rovnomerná vrstva fotorezistu a je exponovaná pomocou špecifickej masky vzoru vedenia na definovanie približnej polohy plutiev. Tento vzorec bude predpovedaním procesu leptania, ktorý sa bude odkazovať.
Vzor sa prenesie do vrstvy falošného vzoru
Exponovaný fotorezista je vyvinutý tak, aby tvoril počiatočný „falošný“ vzor plutvy. Tieto vzory sa potom prenesú do podkladovej amorfnej kremíkovej vrstvy leptaním plazmy, až kým nedosiahnu povrch nitridu kremíka.

Odstráňte fotorezista
Po dokončení leptania musí byť fotorezista odstránený, zvyčajne pozostávajúci z krokov na odstránenie a čistenie, aby sa pripravil na ďalší krok. Tento krok zaisťuje, že neexistujú žiadne zvyšky, ktoré by ovplyvňovali nasledujúci proces.
Ukladanie spacerov

Použite ALD na uloženie konformnej dielektrickej vrstvy (napr. Siox), ktorá rovnomerne pokrýva všetky povrchy, ktoré budú tvoriť rozpaľovanie bočnej steny v následnom kroku leptania. Výber tejto vrstvy je rozhodujúci pre konečný tvar plutiev.

0040-13865 Booy 200 mm výrobca komory
Leptanie chrbtov za vytvorenie rozpery
Anizotropné suché leptanie sa vykonáva na konformnej dielektrickej vrstve, pričom na bočnej stene je kolmo na povrch doštičiek, čo vedie iba k tvorbe rozpery. Tieto rozpery sa nakoniec stanú vzorovanými šablónami pre skutočné plutvy. Ak sa amorfný kremík používa ako materiál falošného vzorovania, roztok KOH sa môže použiť na odstránenie amorfného kremíka s malým alebo žiadnym nárazom na spacer oxidu kremíka alebo tvrdú masku nitridu kremíka pod ňou.
Odstráňte falošný vzor
Na odstránenie amorfných falošných vzorov kremíka použite vysoko selektívne leptacie látky bez poškodenia spacera oxidu kremíka alebo tvrdej masky nitridu kremíka pod ňou. To ponecháva fotolitografiu vzorového vzoru s dvojitou hustotou, ktorá zodpovedá nasledujúcim plutkám.

3. Vzor plutie je vylepšený

Rezacia maska

Fotorezista je opäť potiahnutý a fotografovaný s cieľom definovať, ktoré oblasti sa zachovajú ako plutvy a ktoré oblasti je potrebné odstrániť. Tento krok určuje presné rozloženie plutiev.

Vzorovanie rozpery
Pomocou technológie reaktívneho leptania plazmy sa nežiaduce rozpery selektívne odstránia a minimalizujú vplyv tvrdých masiek nitridu nitridu kremíka.

Plutvy sú na chvíľu zatienené
Zostávajúca rozpery sa používa ako maska ​​pre primárny krok leptania kremíka. Tento krok priamo určuje tvar a veľkosť plutiev, takže parametre leptania sa musia pevne riadiť, aby sa získala ideálna štruktúra plutvej. Počas procesu leptania sa oxid podložky najskôr odstráni a potom sa kremíkové plutvy vylepšia podľa vzoru tvrdej masky nitridu kremíka. Pre 14nm procesné čipy môže byť minimálna výška tónu plutvami taká malá ako 42 nm.

Tieto kroky sú súčasťou typického toku procesu FINFET z kremíkového substrátu po tvorbu plutvov. Celý proces zahŕňa viac sofistikovaných inžinierskych a technických výziev zameraných na dosiahnutie vysokovýkonných, nízkoenergetických integrovaných obvodov. Ako technologický pokrok, procesy FINFET sa vyvíjajú tak, aby vyhovovali menším veľkostiam a vyššej úrovne integrácie. Každý krok je starostlivo navrhnutý tak, aby zabezpečil optimálnu kvalitu a výkon konečného produktu.