Processo de fabricação de semicondutores – Tecnologia Etch

Centenas de processos são necessários para transformar umbolachaem um semicondutor. Um dos processos mais importantes égravura- isto é, esculpir padrões de circuito finos nobolacha. O sucesso dogravuraO processo depende do gerenciamento de diversas variáveis ​​dentro de uma faixa de distribuição definida, e cada equipamento de gravação deve estar preparado para operar em condições ideais. Nossos engenheiros de processo de gravação usam tecnologia de fabricação excelente para concluir esse processo detalhado.
O SK Hynix News Center entrevistou membros das equipes técnicas Icheon DRAM Front Etch, Middle Etch e End Etch para saber mais sobre seu trabalho.
Gravar: Uma jornada para a melhoria da produtividade
Na fabricação de semicondutores, a gravação refere-se ao entalhe de padrões em filmes finos. Os padrões são pulverizados com plasma para formar o contorno final de cada etapa do processo. Seu principal objetivo é apresentar perfeitamente padrões precisos de acordo com o layout e manter resultados uniformes em todas as condições.
Se ocorrerem problemas no processo de deposição ou fotolitografia, eles poderão ser resolvidos pela tecnologia de gravação seletiva (Etch). Porém, se algo der errado durante o processo de gravação, a situação não poderá ser revertida. Isso ocorre porque o mesmo material não pode ser preenchido na área gravada. Portanto, no processo de fabricação de semicondutores, a gravação é crucial para determinar o rendimento geral e a qualidade do produto.

O processo de gravação inclui oito etapas: ISO, BG, BLC, GBL, SNC, M0, SN e MLM.
Primeiro, o estágio ISO (Isolamento) grava (Etch) o silício (Si) no wafer para criar a área da célula ativa. O estágio BG (Buried Gate) forma a linha de endereço da linha (Word Line) 1 e o portão para criar um canal eletrônico. Em seguida, o estágio BLC (Bit Line Contact) cria a conexão entre o ISO e a linha de endereço da coluna (Bit Line) 2 na área da célula. O estágio GBL (Peri Gate+Cell Bit Line) criará simultaneamente a linha de endereço da coluna de célula e a porta na periferia 3.
O estágio SNC (Storage Node Contract) continua a criar a conexão entre a área ativa e o nó de armazenamento 4. Posteriormente, o estágio M0 (Metal0) forma os pontos de conexão do periférico S/D (Storage Node) 5 e os pontos de conexão entre a linha de endereço da coluna e o nó de armazenamento. O estágio SN (Storage Node) confirma a capacidade da unidade, e o estágio MLM (Multi Layer Metal) subsequente cria a fonte de alimentação externa e a fiação interna, e todo o processo de engenharia de gravação (Etch) é concluído.

Dado que os técnicos de gravação (Etch) são os principais responsáveis ​​pela padronização de semicondutores, o departamento DRAM está dividido em três equipas: Front Etch (ISO, BG, BLC); Gravura Média (GBL, SNC, M0); End Etch (SN, MLM). Essas equipes também são divididas de acordo com cargos de fabricação e cargos de equipamentos.
Os cargos de manufatura são responsáveis ​​​​por gerenciar e melhorar os processos de produção da unidade. As posições de fabricação desempenham um papel muito importante na melhoria do rendimento e da qualidade do produto através do controle variável e outras medidas de otimização da produção.
Os cargos de equipamentos são responsáveis ​​​​por gerenciar e fortalecer os equipamentos de produção para evitar problemas que possam ocorrer durante o processo de gravação. A principal responsabilidade das posições dos equipamentos é garantir o desempenho ideal dos equipamentos.
Embora as responsabilidades sejam claras, todas as equipas trabalham em prol de um objetivo comum – ou seja, gerir e melhorar os processos de produção e equipamentos relacionados para melhorar a produtividade. Para tal, cada equipa partilha ativamente as suas próprias conquistas e áreas de melhoria, e coopera para melhorar o desempenho do negócio.
Como lidar com os desafios da tecnologia de miniaturização

SK Hynix iniciou a produção em massa de produtos DRAM LPDDR4 de 8 Gb para processo de classe de 10 nm (1a) em julho de 2021.

Os padrões de circuitos de memória semicondutores entraram na era dos 10 nm e, após melhorias, uma única DRAM pode acomodar cerca de 10.000 células. Portanto, mesmo no processo de ataque químico, a margem do processo é insuficiente.
Se o furo formado (Orifício) 6 for muito pequeno, pode parecer “fechado” e bloquear a parte inferior do cavaco. Além disso, se o furo formado for muito grande, poderá ocorrer “ponte”. Quando o espaço entre dois furos é insuficiente, ocorre uma “ponte”, resultando em problemas de adesão mútua nas etapas subsequentes. À medida que os semicondutores se tornam cada vez mais refinados, a faixa de valores de tamanho de furo diminui gradualmente e esses riscos serão gradualmente eliminados.
Para resolver os problemas acima, os especialistas em tecnologia de gravação continuam a melhorar o processo, incluindo a modificação da receita do processo e do algoritmo APC7, e a introdução de novas tecnologias de gravação, como ADCC8 e LSR9.
À medida que as necessidades dos clientes se tornam mais diversificadas, surge outro desafio – a tendência da produção de múltiplos produtos. Para atender a essas necessidades do cliente, as condições otimizadas do processo para cada produto precisam ser definidas separadamente. Este é um desafio muito especial para os engenheiros porque eles precisam fazer com que a tecnologia de produção em massa atenda às necessidades tanto das condições estabelecidas quanto das condições diversificadas.
Para este fim, os engenheiros da Etch introduziram a tecnologia “APC offset”10 para gerenciar vários derivados com base em produtos principais (Core Products), e estabeleceram e usaram o “sistema T-index” para gerenciar de forma abrangente vários produtos. Através destes esforços, o sistema tem sido continuamente melhorado para atender às necessidades de produção de vários produtos.