Neue Verbesserungen in Induktiv Verbundenem Plasma - Prozess der Chemischer Dampf-Absetzungs-(ICP-CVD) durch Oxford-Instrument-Plasma-Technologie

Themen Umfaßt

Neue Übertragungs-Platten, die Stärke-Einheitlichkeit von ICP-CVD Abgegebenen Filmen Verbessern
Erzielen der Besseren Film-Leistung mit ICP-CVD Anlagen von Oxford-Instrumenten
SteuerungsGas Fließt Während ICP-CVD Aufbereitens
Wiederholbarkeit und Stabilität von ICP-CVD Aufbereiten
Absetzung von Materialien Unter Verwendung ICP-CVD Aufbereitens
Kammer Plasma-Reinigung und ICP-CVD Aufbereiten
     Kammer Plasma-Reinigung und Typische Stärke-Korrekturlinien
Plasma Vorbehandlungs-Prozesse
Zusammenfassung

Neue Übertragungs-Platten, die Stärke-Einheitlichkeit von ICP-CVD Abgegebenen Filmen Verbessern

Verbesserungen der Fertigungsprozesse sind auch gemacht worden, in denen Dickeneinheitlichkeit ist erzielt worden basierte auf unserer neuen patentierten Kleinteilauslegung verbesserte. Die neue Kleinteilauslegung gesteht dem Benutzer die Fähigkeit auch zu, Schichten über größeren Bereichen mit ausgezeichneter Dickeneinheitlichkeit abzugeben. Die patentierte Kleinteilauslegung basiert auf einer neuen Art Showerheadauslegung, die wir eine Übertragungsplatte nennen. Die Übertragungsplatte wird dann in die Kammer gelegt und sitzt zwischen der Plasmaquelle mit hoher Schreibdichte und der Substratfläche.

Die Übertragungsplatte ist optimiert worden, indem man die Lochgrößen und -verteilung einstellte, um maximale Dickenverbesserung zu erzielen. Die Übertragungsplatte wird von der Aluminiumlegierung 6082 mit genügender Stärke hergestellt, um die Platte nah an der Kammertemperatur zu warten durch seitliche Leitung, selbst wenn, ausgeführt werden mit hohen ICP-Leistungen. Es wurde gefunden, dass, um „Best“ Dickeneinheitlichkeit für Silikonnitrid- und -Siliziumoxidabsetzungen zu erzielen zwei verschiedene Varianten der Platten gefordert wurden.

Abbildungen 1 und 2 (unten) zeigen zwei verschiedene Übertragungsplatten für eine Quelle ICP180.

Abbildung 1. Bild der Siliziumwasserstoffgaskocher- und -gasübertragungsplatte innerhalb der Prozesskammer während eines Plasmaverfahrens

Abbildung 2. Zwei Gasübertragungsplatten. (a) Übertragungsplatte 1 wird optimiert, um SiO abzugeben2. (b) Übertragungsplatte 2 wird optimiert, um Sünde abzugebenx

Abbildung 3 zeigt einer größeren Übertragungsplatte, welches für die Quelle ICP380 gefordert wird, um ICP CVD-Filme mit Substratflächen bis zu 300mm mit ausgezeichneter Dickeneinheitlichkeit abzugeben.

Abbildung 3. Übertragungsplatte verwendet mit der Quelle ICP380

Verbessern von Film-Leistung mit ICP-CVD Anlagen von Oxford-Instrumenten

Shows der Abbildung 4 und 5 ein Beispiel der Sündenx dickenverteilung über 100 mm- und 200mm-Siliziumscheibe, unter Verwendung eines ICP180 und einer Quelle ICP380 beziehungsweise. Oxford-Instrumente' ICP-CVD Anlagen bieten jetzt diese verbesserten Verbesserungen der Fertigungsprozesse an, und Benutzer sind auch in der Lage, ihre vorhandene ICP-CVD Anlage leicht auszubauen zwecks, die fähig ist, sogar bessere Filmleistung zu erzielen.

Abbildung 4. ICP-CVD Sünden-x Dickeneinheitlichkeit über 100mm unter Verwendung eines System100 mit einer Quelle ICP180

Abbildung 5. ICP-CVD Sünden-x Dickeneinheitlichkeit über 200mm unter Verwendung eines System100 mit einer Quelle ICP380

Typische Dickeneinheitlichkeitsleistung für Absetzungen der niedrigen Temperatur hängt auch von der verwendeten ICP-Quelle ab. Tabelle 1 zeigt die unterschiedliche Dickeneinheitlichkeit abhängig von der ICP-Quelle.

Typische ICP-CVD Dickeneinheitlichkeiten der Tabelle 1.

ICP-Quelle Wafer Größe
50mm 100mm 150mm 200mm
ICP65 <±6% - - -
ICP180 <±2% <±3% <±5% -
ICP380 <±1% <±2% <±3% <±5%

SteuerungsGas Fließt Während ICP-CVD Aufbereitens

Abgegebene Filme wie Silikonnitrid und -Siliziumoxid werden in HBLEDS verwendet, um die abschließenden Einheiten zu passivieren. Gängige Methoden umfassen das Aufbereiten des Stapels PECVD, das eine typische Belastung bis von 8 x von 4" Substratflächen (und eine viel größere Belastung von 2" Substratflächen) mit einer Wachstumsrate von 14-15 nm/min. hat, das, Beträchtliche Zinshöhe vor kurzem auf das einzelne Aufbereiten des Wafers LED gerichtet worden sind, das höhere Absetzungskinetik benötigt, Durchsatzanforderungen beizubehalten. Es wird auch gewusst, dass die Absetzungstemperatur so niedrig auch gehalten werden muss, wie möglich. Diese Anforderungen schränkt die Fähigkeit von herkömmlichen PECVD, die hohe Temperaturen und niedrige Absetzungskinetik benötigen, um zu erlauben, dass Material der hohen Qualität abgegeben wird, vermutlich durch das Gewähren der genügenden Zeit für überschüssigen Wasserstoff auf outgas vom wachsenden Film ein.

Wir haben bereits behandelt, dass Filme mit hoher Schreibdichte bei den niedrigen Temperaturen abgegeben werden können (<150°C) unter Verwendung der ICP-CVD Technik aber mit typischen Absetzungskinetik von 8nm/min. Gleichwohl Neuentwicklungsarbeit an OIPT viel höhere Absetzungskinetik von > 140nm/min bei den gleichen niedrigen Temperaturen erzielt hat, während, gute Filmqualität, Dickeneinheitlichkeit und Filmdruckregelung beibehalten. Diese neuen Fortschritte haben die Fähigkeit von ICP-CVD im Erzielen von Filmen der hohen Qualität bei den niedrigen Temperaturen mit hohem Durchsatz gezeigt. Die höheren Absetzungskinetikprozesse wurden erzielt, indem man die ICP-Leistungs- und -gasflussmischung wie in der untengenannten Abbildung 6 gezeigt erhöhte. Das Gasflussverhältnis für Sünden- und SiO-2 Absetzung wurden dann eingestellt, um den Brechungskoeffizienten zu justieren (Abbildung 7).

Abbildung 6. Variante von Absetzungskinetik mit Gesamtgas fließt für ICP-CVD Sünde, diex an 150°C abgegeben wird

Abbildung 7. Variante von Absetzungskinetik gegen das Gesamtgas fließt für ICP-CVD SiO2 abgegeben an 150°C

Wiederholbarkeit und Stabilität von ICP-CVD Aufbereiten

Einer der wichtigsten Faktoren einer Absetzungsanlage ist die Fähigkeit, den gleichen Film immer wieder abzugeben. Die Wiederholbarkeit und die Stabilität des ICP-CVD Prozesses, in dem Prüfungen durch abgebende hohe Absetzungskinetik SiO (>140nm/min2 ) auf niedrige Temperaturen durchgeführt worden sind (<150°C) auf 75 x 100mm den Wafers. Ergebnisse werden in Abbildung 8, 9 und 10 unten gezeigt.

Abbildung 8. Wafer zur Waferabsetzungskinetikwiederholbarkeit von <+/-2% mit Dickeneinheitlichkeit von <+/-3% über 100mm Wafer

Abbildung 9. Wafer zu Waferbrechungskoeffizient-Wiederholbarkeit von <+/-0.3%

Abbildung 10: Film-Druck2 wiederholbarkeit ICPCVD SiO über 75 Wafers

Abbildung 11: Effekt des phosphorigen Gasflusses auf ICP-CVD EinSi Absetzungskinetik

Absetzung von Materialien Unter Verwendung ICP-CVD Aufbereitens

Zusätzlich zu SiO2 könnenxy Schichten ICP-CVDx SiON und der Sünde auch verwendet werden, um andere Materialien wie formloses Silikon (undoped und lackiert) und Silikonkarbid abzugeben.

Formloses Silikon wird normalerweise unter Verwendung des reinen Siliziumwasserstoffs mit kleinen Flüssen des Argons abgegeben, um zu helfen, das Plasma zu schlagen. Zusätzlicher Wasserstoff wird auch verwendet, um die Filmqualität zu verbessern. Dopante können in Form von Phosphor und Bor hinzugefügt werden, um die Leitfähigkeit der Schicht zu ändern, die die Einzelheit ist, die in photovoltaics Anwendungen wichtig ist. Abbildung 11 unterhalb des Effektes des Phosphorigen Flusses auf Absetzungskinetik für ICP-CVD formloses Si überlagert.

ICP-CVD kann auch verwendet werden, um Silikonkarbid abzugeben. Siliziumwasserstoff wird normalerweise mit Methan gemischt und Argon wird auch verwendet, um beim Plasmaschlagen zu helfen. Der Brechungskoeffizient von kann Sic justiert werden, indem man das Gasflussverhältnis des Siliziumwasserstoffs auf Methan einstellt. Shows der Abbildung 12 und 13 das Verhältnis zwischen Brechungskoeffizienten, Filmdruck und Verhältnis des Methans/Siliziumwasserstoffgasfluß.

Abbildung 12: Variante von Brechungskoeffizienten mit Verhältnis des Methans/Siliziumwasserstoffgasfluß

Abbildung 13: Variante des Filmdruckes mit Verhältnis des Methans/Siliziumwasserstoffgasfluß

Kammer Plasma-Reinigung und ICP-CVD Aufbereiten

In aufbereitendem ICP-CVD, wird ein signifikanter Anteil der Hilfsmittelzeit Plasmareinigung unter Verwendung der Radierungsgase gewidmet, um die Prozesskammer zu säubern. Es gibt einige erhältliche Reingase solche CF4, CF38, CF26 und N-DÜNGUNG3. Gleichwohl in unseren ICP-Kammern wir nominal SF6 wegen der Fähigkeit, höhere Radierungskinetik, sauberere Nebenerscheinungen und erfahrene Ätzverfahren zu erzielen verwenden, die wir geändert haben, um innerhalb der Kammer erfolgreich zu säubern. Alternative Gase, die wir auch verwendet haben, sind CF4 und CF.38

Die Reingase, ob sein SF6 oder CF4 normalerweise mit entweder O oder KEIN2 verwendet wird2, um die Nebenerscheinungen zu verringern, die nach dem sauberen gebildet werden. Das saubere besteht, die ICP-Leistung zu verwenden und schaltet auch zur Elektrode an. Dieses wird verwendet, um das Fluor zu fördern, um schnellere Radierungskinetik zu erzielen. Ein Wafer wird auch vorgeschlagen, auf den Tisch gelegt zu werden, um die Oberfläche zu schützen verringern d.h. über Reinigung in diesem Bereich. Die Plasmareinigungszeit und die Reinigungsabstände hängt von der Art der Absetzung ab. Zum Beispiel wenn ein hoher Druckfilm in der Kammer abgegeben wird, dann, welches die maximale Absetzung, bevor das Säubern gefordert wird am Potenzial des Filmes verringertes liegt, der von den Kammerwänden auf die Probe abblättert.

Kammer Plasma-Reinigung und Typische Stärke-Korrekturlinien

Typische Stärke- und Reinigungskorrekturlinien werden unten gezeigt.

  • Reinigung sollte nach >5microns der Filmabsetzung durchgeführt werden.
  • Reinigungszeit ist vom Baumuster und von Stärke des Filmes abgegeben abhängig.
  • Typische Reinigungszeit ist 2hours für 6-8 Mikrons Filmabsetzung.

Nach einer Plasmakammer, die ist es sauber ist, wichtig, ein Pumpenlöschenrezept auszuführen, um Partikeln herabzusetzen. Eine typische Reihenfolge wird unten gezeigt: -

Wiederholen Sie 30 Löschen times/1min pump/1min2 N, 100sccm, 50mT/Loop

Das Klimatisieren der Kammer ist ein wichtiger Schritt, zwecks einen wiederholbaren Prozess zu erzielen. Wir haben beobachtet, dass ~0.5microns der Absetzung für das Klimatisieren gefordert wird. Nach einem sauberen Kammerplasma und dem Kammerklimatisieren, Abbildung 14 zeigt, wie die Absetzungskinetik und das brechende des Prozesses stabilisiert.

Abbildung 14: Effekt der Kammer klimatisierend auf Prozesswiederholbarkeit

Plasma Vorbehandlungs-Prozesse

Ein Plasmavorbehandlungsprozeß kann an einer bestimmten Oberfläche angewendet werden, um Ablösung der abgegebenen Filme zu vermeiden, besonders wenn der Film unter irgendein Thermal- oder mechanische Belastung kommt. Guter Beitritt der abgegebenen Filme auf das zugrunde liegende Material hängt vom Baumuster der Oberfläche und auch vom Baumuster von Rückständen auf der Oberfläche ab. Sauerstoff, den es-basiert Plasma vorreinigen, hat je größeren Effekt, wenn er organische Rückstände löscht, während ein Wasserstoff basiertes Plasma hat desto größeren Effekt anorganische, Rückstände zu löschen vorreinigen.

Wenn ein Substratflächenmaterial anders als Silikon wie Galliumarsenid- oder Galliumnitrid ein Plasma vor verwendet wird, ist Behandlungsprozeß wesentlich, gutes zu erzielen filmen Eigenschaften. Zum Beispiel können Beitritt und Qualität des abgegebenen Filmes durch das Anwenden einer Wasserstoff basierten vor sauberen früheren Filmprozeßabsetzung verbessert werden. Dieses ist durchgeführt worden, indem man ein sauberes Ammoniak-/Stickstoffplasma vor verwendete, wo das Ammoniak in Stickstoff sich trennt und Wasserstoff und der resultierende Wasserstoff die zugrunde liegende Oberfläche in Angriff nimmt, die eine hydrierte Oberfläche gibt, die eine gute Zwischenlage zwischen Film und Substratfläche liefert. Der nachfolgende abgegebene Film zeigt dann gute Filmeigenschaften wie guter Beitritt, niedrige Splintlöcher und gute elektrische Eigenschaften.

Zusammenfassung

In diesem Papier haben wir gezeigt, dass ICP-CVD verwendet werden kann, um verschiedene Materialien einschließlich SiO,2 Sünde,x EinSi abzugeben und Sic. Indem man die Filme der ICP-CVD Technik-hohen Qualität verwendet, werden bei Plasma mit hoher Schreibdichte, niedrigem Absetzungsdruck und -temperaturen abgegeben, das Minderungsfilmverunreinigung ergibt, Filmstöchiometrie fördert verringert, Strahlungsschaden durch direkte Ionoberfläche Interaktion, und Einheitsabbau an den hohen Temperaturen beseitigt.

Quelle: „Verband Induktiv Absetzung des chemischen Dampfes des Plasmas (ICP-CVD)“ durch Oxford-Instrument-Plasma-Technologie.

Zu mehr Information über diese Quelle besuchen Sie bitte Oxford-Instrument-Plasma-Technologie.

Date Added: Nov 24, 2010 | Updated: Sep 24, 2013

Last Update: 24. September 2013 05:41

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit