فرآیند تولید نیمه هادی – فناوری اچ

برای تبدیل a به صدها فرآیند نیاز استویفربه یک نیمه هادی یکی از مهمترین فرآیندها این استحکاکی کردن- یعنی حک کردن الگوهای مدار ریز رویویفر. موفقیت ازحکاکی کردنفرآیند بستگی به مدیریت متغیرهای مختلف در محدوده توزیع مجموعه دارد و هر تجهیزات اچینگ باید برای کار در شرایط بهینه آماده شود. مهندسان فرآیند حکاکی ما از فناوری ساخت عالی برای تکمیل این فرآیند دقیق استفاده می کنند.
مرکز خبری SK Hynix با اعضای تیم های فنی Icheon DRAM Front Etch، Middle Etch و End Etch مصاحبه کرد تا در مورد کار آنها اطلاعات بیشتری کسب کند.
اچ: سفری به سوی بهبود بهره وری
در ساخت نیمه هادی، اچینگ به حکاکی الگوهای روی لایه های نازک اشاره دارد. الگوها با استفاده از پلاسما اسپری می شوند تا طرح کلی هر مرحله فرآیند را تشکیل دهند. هدف اصلی آن ارائه کامل الگوهای دقیق مطابق با چیدمان و حفظ نتایج یکنواخت تحت هر شرایطی است.
اگر مشکلاتی در فرآیند رسوب گذاری یا فوتولیتوگرافی رخ دهد، می توان آنها را با فناوری اچینگ انتخابی (Etch) حل کرد. با این حال، اگر در طول فرآیند اچ مشکلی پیش بیاید، وضعیت قابل برگشت نیست. این به این دلیل است که نمی توان همان مواد را در ناحیه حکاکی شده پر کرد. بنابراین، در فرآیند تولید نیمه هادی، اچ برای تعیین بازده کلی و کیفیت محصول بسیار مهم است.

فرآیند اچینگ شامل هشت مرحله ISO، BG، BLC، GBL، SNC، M0، SN و MLM است.
ابتدا، مرحله ISO (Isolation) سیلیکون (Si) را روی ویفر حک می کند تا ناحیه سلول فعال ایجاد شود. مرحله BG (Buried Gate) خط آدرس ردیف (Word Line) 1 و دروازه را برای ایجاد یک کانال الکترونیکی تشکیل می دهد. در مرحله بعد، مرحله BLC (Bit Line Contact) ارتباط بین ISO و خط آدرس ستون (Bit Line) 2 را در ناحیه سلول ایجاد می کند. مرحله GBL (Peri Gate + Cell Bit Line) به طور همزمان خط آدرس ستون سلولی و دروازه را در حاشیه 3 ایجاد می کند.
مرحله SNC (Storage Node Contract) به ایجاد ارتباط بین ناحیه فعال و گره ذخیره سازی 4 ادامه می دهد. متعاقباً، مرحله M0 (Metal0) نقاط اتصال S/D (گره ذخیره سازی) 5 محیطی و نقاط اتصال را تشکیل می دهد. بین خط آدرس ستون و گره ذخیره سازی. مرحله SN (گره ذخیره سازی) ظرفیت واحد را تایید می کند و مرحله بعدی MLM (فلز چند لایه) منبع تغذیه خارجی و سیم کشی داخلی را ایجاد می کند و کل فرآیند مهندسی اچینگ (Etch) تکمیل می شود.

با توجه به اینکه تکنسین های اچینگ (Etch) عمدتاً مسئول الگودهی نیمه هادی ها هستند، بخش DRAM به سه تیم تقسیم می شود: Front Etch (ISO، BG، BLC). اچ میانی (GBL، SNC، M0)؛ پایان اچ (SN، MLM). این تیم ها نیز بر اساس موقعیت های ساخت و موقعیت تجهیزات تقسیم بندی می شوند.
سمت های تولیدی وظیفه مدیریت و بهبود فرآیندهای تولید واحد را بر عهده دارند. موقعیت های تولیدی نقش بسیار مهمی در بهبود عملکرد و کیفیت محصول از طریق کنترل متغیر و سایر اقدامات بهینه سازی تولید دارند.
موقعیت های تجهیزات مسئول مدیریت و تقویت تجهیزات تولید هستند تا از مشکلاتی که ممکن است در طول فرآیند اچ رخ دهد جلوگیری شود. مسئولیت اصلی موقعیت های تجهیزات اطمینان از عملکرد بهینه تجهیزات است.
اگرچه مسئولیت ها مشخص است، اما همه تیم ها در جهت یک هدف مشترک کار می کنند - یعنی مدیریت و بهبود فرآیندهای تولید و تجهیزات مرتبط برای بهبود بهره وری. برای این منظور، هر تیم به طور فعال دستاوردها و زمینه های بهبود خود را به اشتراک می گذارد و برای بهبود عملکرد تجاری همکاری می کند.
چگونه با چالش های تکنولوژی کوچک سازی کنار بیاییم

SK Hynix تولید انبوه محصولات 8 گیگابایتی LPDDR4 DRAM را برای فرآیند کلاس 10 نانومتری (1a) در جولای 2021 آغاز کرد.

الگوهای مدار حافظه نیمه هادی وارد دوران 10 نانومتری شده اند و پس از بهبودها، یک DRAM می تواند حدود 10000 سلول را در خود جای دهد. بنابراین، حتی در فرآیند اچینگ، حاشیه فرآیند ناکافی است.
اگر سوراخ ایجاد شده (سوراخ) 6 خیلی کوچک باشد، ممکن است "باز نشده" به نظر برسد و قسمت پایین تراشه را مسدود کند. علاوه بر این، اگر سوراخ تشکیل شده خیلی بزرگ باشد، ممکن است "پل" رخ دهد. هنگامی که شکاف بین دو سوراخ کافی نیست، "پل" رخ می دهد، که منجر به مشکلات چسبندگی متقابل در مراحل بعدی می شود. همانطور که نیمه هادی ها به طور فزاینده ای تصفیه می شوند، دامنه مقادیر اندازه سوراخ ها به تدریج کاهش می یابد و این خطرات به تدریج حذف می شوند.
برای حل مشکلات فوق، کارشناسان فناوری اچینگ به بهبود فرآیند از جمله اصلاح دستور فرآیند و الگوریتم APC7 و معرفی فناوری‌های جدید اچینگ مانند ADCC8 و LSR9 ادامه می‌دهند.
همانطور که نیازهای مشتری متنوع تر می شود، چالش دیگری پدیدار شده است - روند تولید چند محصول. برای برآوردن چنین نیازهای مشتری، شرایط فرآیند بهینه برای هر محصول باید جداگانه تنظیم شود. این یک چالش بسیار ویژه برای مهندسان است زیرا آنها باید فناوری تولید انبوه را مطابق با نیازهای شرایط موجود و شرایط متنوع برآورده سازند.
برای این منظور، مهندسان Etch فناوری "APC offset" 10 را برای مدیریت مشتقات مختلف بر اساس محصولات اصلی (Core Products) معرفی کردند و "سیستم شاخص T" را برای مدیریت جامع محصولات مختلف ایجاد و استفاده کردند. از طریق این تلاش ها، سیستم به طور مداوم برای پاسخگویی به نیازهای تولید چند محصول بهبود یافته است.