চিপ উৎপাদনের দ্বিতীয়-স্তরের অক্সিডেশন: RTO দ্রুত তাপ জারণ

চিপ উৎপাদনের ন্যানোওয়ার্ল্ডে, প্রতিটি অক্সাইড ফিল্মই ট্রানজিস্টরের কর্মক্ষমতার ভিত্তি। যখন প্রক্রিয়াটি সাব-7nm নোডে প্রবেশ করে, তখন প্রথাগত ফার্নেস টিউব অক্সিডেশন প্রক্রিয়াটি অত্যধিক তাপ বাজেট এবং অসম পুরুত্বের কারণে অপ্রচলিততার সম্মুখীন হয়, যখন দ্রুত তাপ অক্সিডেশন (RTO) প্রযুক্তি উচ্চ-চিপ উৎপাদনে একটি মূল প্রক্রিয়া হয়ে উঠেছে তার দ্বিতীয়- স্তরের প্রতিক্রিয়ার কারণে।

I. আরটিও কি?

মিলিসেকেন্ড-স্তরের উচ্চ-তাপমাত্রার অক্সিডেশন আর্ট RTO (র‌্যাপিড থার্মাল অক্সিডেশন) এমন একটি প্রযুক্তি যা অতি-অতি পাতলা অক্সাইড স্তরের বৃদ্ধি খুব অল্প সময়ে (1-10 সেকেন্ড) উপলব্ধি করে, এবং এর মূল বৈশিষ্ট্যগুলি হল: গরম করার হার: 50-150 ডিগ্রী (ট্র্যাপিড থার্মাল অক্সিডেশন) /মিনিট); তাপমাত্রা পরিসীমা: 800-1100 ডিগ্রী; বেধ নিয়ন্ত্রণ: 1-10 এনএম, নির্ভুলতা ±0.01 এনএম পর্যন্ত।

ঐতিহ্যগত চুল্লি টিউব অক্সিডেশন সঙ্গে তুলনা:

পরামিতি প্রচলিত চুল্লি টিউব অক্সিডেশন RTO দ্রুত তাপ জারণ

গরম করার সময় 30-60 মিনিট 5-10 সেকেন্ড

তাপ বাজেট উচ্চ (ডোপিং এবং ছড়িয়ে পড়া সহজ) খুব

বেধ অভিন্নতা ±2% ±0.5%

ইন্টারফেস ত্রুটি ঘনত্ব 10¹¹ cm⁻² 10¹⁰ cm⁻².

২.RTO এর মূল ভূমিকা: ইন্টারফেস অপ্টিমাইজেশান

1. উচ্চ-k মিডিয়ার জন্য নিখুঁত অংশীদার: 28nm এর নিচে HKMG প্রক্রিয়ায়, RTOগুলি HfO₂ এবং সিলিকনের ইন্টারফেস বৈশিষ্ট্যগুলিকে অপ্টিমাইজ করতে 0.5-1.2 nm ইন্টারফেসে SiO₂ স্তর বৃদ্ধি করে; সমতুল্য অক্সাইড স্তর পুরুত্ব (EOT) 0.8 nm এ হ্রাস করা হয়েছিল এবং ফুটো কারেন্ট 100 গুণ কমানো হয়েছিল।

FinFET-এর ত্রিমাত্রিক অভিযোজনযোগ্যতা ঐতিহ্যগত প্রক্রিয়াগুলির "এজ পারক্সিডেশন" এড়াতে পাখনার (ফিনের) ত্রিমাত্রিক পৃষ্ঠে অভিন্ন অক্সিডেশন অর্জন করে; ইন্টেলের 14nm FinFET-এ, RTO পাখনার উপরের অংশের বিচ্যুতি নিয়ন্ত্রণ করে পাশের প্রাচীরের অক্সাইড স্তর থেকে<0.1 nm.

অতিশ্যালো জংশনের তাপীয় বাজেট নিয়ন্ত্রিত হয় উৎস-ড্রেন এক্সটেনশন জোনে ইনজেকশন দেওয়ার পরে, RTO 2 nm এর মধ্যে বোরন বিচ্ছুরণ দূরত্বকে দমন করার সময় 1050 ডিগ্রি /2 সেকেন্ডে ডোপড পরমাণু সক্রিয় করে।

4. ন্যানোস্ট্রাকচারের ত্রুটি মেরামত পারমাণবিক অক্সিজেন (O*) সিলিকনের পৃষ্ঠের সাসপেনশন বন্ডগুলি পূরণ করে, ইন্টারফেসিয়াল স্টেট ঘনত্বকে 10¹⁰ সেমি⁻² এর কম করে এবং ক্যারিয়ারের গতিশীলতা 20% বৃদ্ধি করে।

0010-20129 6" বাফার ব্লেড সমাবেশ

III.RTO এর প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া

প্রতিক্রিয়া সমীকরণ

Si(s) + O₂(g) → SiO₂(s) (শুষ্ক অক্সিজেন জারণ)
Si(s) + 2H₂O(g) → SiO₂(s) + 2H₂(g) (ওয়েট অক্সিজেন জারণ)

তিন-পর্যায়ের প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া
1. প্রাথমিক রৈখিক বৃদ্ধি (0-2 nm):
অক্সিজেন অণু সরাসরি সিলিকনের সাথে বিক্রিয়া করে, এবং হার পৃষ্ঠ প্রতিক্রিয়া গতিবিদ্যা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়;

তাপমাত্রায় প্রতি 100 ডিগ্রি বৃদ্ধির জন্য, বৃদ্ধির হার 3 গুণ বৃদ্ধি পায়।

প্যারাবোলিক ডিফিউশন কন্ট্রোল (2-10 এনএম): অক্সিজেন পরমাণুগুলিকে গঠিত SiO₂ স্তরে প্রবেশ করতে হবে এবং ডিফিউশন সহগ হার নির্ধারণ করে;

ডিল-গ্রোভ মডেল অনুসরণ করে: পুরুত্ব² ∝ সময় × প্রসারণ সহগ।

3. ইন্টারফেস পুনর্গঠন (অক্সিডেশনের পরে): 1070 ডিগ্রিতে, সিলিকন পরমাণুগুলি 0.1 সেকেন্ডের মধ্যে একটি স্ট্রেসমুক্ত ইন্টারফেস তৈরি করতে পুনর্বিন্যাস করা হয়-; মুক্তিপ্রাপ্ত হাইড্রোজেন পরমাণু অবশিষ্ট সাসপেনশন বন্ডগুলিকে নিষ্ক্রিয় করে।

IVআরটিও প্রক্রিয়ার পুরো প্রক্রিয়া

একটি উদাহরণ হিসাবে 5 এনএম নোডে ইন্টারফেস অক্সিডেশন নিন:

1. ওয়েফার প্রিট্রিটমেন্ট HF3H2O বাষ্প পরিষ্কার করার জন্য প্রাথমিক অক্সাইড স্তর (বেধ <0.2 এনএম); গহ্বর অক্সিজেন সামগ্রী < 1 পিপিএম সহ আর্গন শোধন।

2. দ্রুত গরম করা টংস্টেন হ্যালাইড অ্যারে ওয়েফারকে 3 সেকেন্ডে 400 ডিগ্রি থেকে 900 ডিগ্রি পর্যন্ত গরম করে; পিছনের ইনফ্রারেড তাপমাত্রা পরিমাপের রিয়েল টাইম প্রতিক্রিয়া, তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণের নির্ভুলতা ± 1 ডিগ্রি।

3. জারণ প্রতিক্রিয়া (মূল পদক্ষেপ)

প্যারামিটার সেট মান ফাংশন
তাপমাত্রা 900 ডিগ্রি তাপের বাজেটের সাথে বৃদ্ধির হারকে ভারসাম্য রাখে

0.8-1.2 nm পুরুত্বের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ
অক্সিজেন প্রবাহ যথেষ্ট বিক্রিয়া নিশ্চিত করে
গ্যাস শোষণ বাড়ানোর জন্য চাপ নিয়ন্ত্রণ করুন
4. দ্রুত কুলিং
পাওয়ার সাপ্লাই বন্ধ করার পর 0.5 সেকেন্ডের মধ্যে 600 ডিগ্রিতে ঠাণ্ডা করুন;
হিলিয়াম ব্যাককুলিং ওয়েফার ওয়ার্পিং প্রতিরোধ করে।
5. গুণমান পরিদর্শন
উপবৃত্তাকার পরিমাপের বেধ (নির্ভুলতা ± 0.01 এনএম);