半導体製造プロセス - エッチング技術

製品を完成させるには何百ものプロセスが必要ですウエハース半導体に。最も重要なプロセスの 1 つは、エッチング- つまり、微細な回路パターンを彫刻します。ウエハース。の成功エッチングプロセスは、設定された分布範囲内でさまざまな変数を管理することに依存しており、各エッチング装置は最適な条件で動作するように準備する必要があります。当社のエッチングプロセスエンジニアは、優れた製造技術を駆使してこの詳細なプロセスを完成させます。
SK ハイニックス ニュース センターは、利川 DRAM フロント エッチ、ミドル エッチ、エンド エッチの技術チームのメンバーにインタビューして、彼らの仕事について詳しく学びました。
エッチ: 生産性向上への旅
半導体製造において、エッチングとは薄膜にパターンを彫刻することを指します。プラズマを使用してパターンをスプレーし、各プロセス ステップの最終的な輪郭を形成します。その主な目的は、レイアウトに従って正確なパターンを完璧に表現し、あらゆる条件下で均一な結果を維持することです。
蒸着やフォトリソグラフィーのプロセスで問題が発生した場合、選択的エッチング (Etch) 技術によって問題を解決できます。しかし、エッチング工程中に何か問題が発生した場合、状況を元に戻すことはできません。彫刻部分に同じ材質を充填することができないためです。したがって、半導体製造プロセスにおいて、エッチングは全体的な歩留まりと製品の品質を決定するために重要です。

エッチング プロセスには、ISO、BG、BLC、GBL、SNC、M0、SN、MLM の 8 つのステップが含まれます。
まず、ISO (アイソレーション) ステージでウェーハ上のシリコン (Si) をエッチング (エッチング) し、アクティブ セル領域を作成します。 BG (埋め込みゲート) ステージは、行アドレス ライン (ワード ライン) 1 とゲートを形成して電子チャネルを作成します。次に、BLC (ビット ライン コンタクト) ステージは、ISO とセル領域の列アドレス ライン (ビット ライン) 2 の間の接続を作成します。 GBL (ペリ ゲート + セル ビット ライン) ステージは、セル列アドレス ラインとペリフェラル 3 のゲートを同時に作成します。
SNC (Storage Node Contract) ステージは、アクティブ領域とストレージ ノード 4 の間の接続を作成し続けます。続いて、M0 (Metal0) ステージが、ペリフェラル S/D (Storage Node) 5 と接続ポイントの接続ポイントを形成します。列アドレスラインとストレージノードの間。 SN（Storage Node）ステージでユニットの容量を確認し、続くMLM（Multi Layer Metal）ステージで外部電源や内部配線を作成し、エッチング（Etch）エンジニアリングプロセス全体が完了します。

エッチング（Etch）技術者が主に半導体のパターニングを担当するため、DRAM部門はフロントエッチング（ISO、BG、BLC）、フロントエッチング（ISO、BG、BLC）の3つのチームに分かれています。ミドルエッチ (GBL、SNC、M0);エンドエッチ（SN、MLM）。これらのチームも製造職と設備職によって分かれています。
製造職は、ユニットの生産プロセスの管理と改善を担当します。製造現場は、変数制御やその他の生産最適化手段を通じて歩留まりと製品品質を向上させる上で非常に重要な役割を果たします。
装置ポジションは、エッチングプロセス中に発生する可能性のある問題を回避するために、生産装置の管理と強化を担当します。機器の配置における中心的な責任は、機器の最適なパフォーマンスを確保することです。
責任は明確ですが、すべてのチームは共通の目標、つまり生産プロセスと関連機器を管理および改善して生産性を向上させるという目標に向かって取り組んでいます。そのために各チームが自らの成果や改善点を積極的に共有し、協力して業績の向上に努めます。
微細化技術の課題にどう対処するか

SKハイニックスは2021年7月に10nm(1a)クラスプロセスの8Gb LPDDR4 DRAM製品の量産を開始した。

半導体メモリの回路パターンは10nm時代に入り、改良を経て1つのDRAMに約1万セルを搭載できるようになりました。このため、エッチング工程においてもプロセスマージンが不足する。
形成された穴（ホール）６が小さすぎると、「開いていない」ように見え、チップの下部を塞いでしまう可能性がある。また、形成した穴が大きすぎると「ブリッジ」が発生する場合があります。 2つの穴の間の隙間が不十分な場合、「ブリッジング」が発生し、後の工程で相互の接着の問題が発生します。半導体がますます微細化するにつれて、穴サイズの値の範囲は徐々に縮小しており、これらのリスクは徐々に排除されます。
上記の問題を解決するために、エッチング技術の専門家は、プロセスレシピや APC7 アルゴリズムの変更、ADCC8 や LSR9 などの新しいエッチング技術の導入など、プロセスの改善を続けています。
顧客のニーズが多様化するにつれ、多品種生産の傾向という別の課題が生じています。このようなお客様のニーズに応えるためには、製品ごとに最適なプロセス条件を個別に設定する必要があります。確立された条件と多様化する条件の両方のニーズに応える量産技術を実現する必要があるため、これは技術者にとって非常に特別な課題です。
このため、エッチング技術者は、コア製品（Core Products）をベースにさまざまな派生品を管理する「APC オフセット」10 技術を導入し、さまざまな製品を統合的に管理する「T-index システム」を構築して活用しました。これらの取り組みを通じて、システムは多品種生産のニーズを満たすために継続的に改善されてきました。