Incisione Dielettrica - Confronto dei Procedimenti Incissione All'acquaforte per Incidere delle Pellicole Dielettriche SiO2 da Tecnologia del Plasma degli Strumenti di Oxford

Argomenti Coperti

Generalità
Trattamenti Dielettrici Incissione All'acquaforte nelle Camere Differenti
Sistemi Reattivi Incissione All'acquaforte (RIE) dello Ione ed Incissione All'acquaforte (PE) del Plasma
densità alta- - Camere del Plasma (HDP)
     densità alta- - Sorgenti del Plasma
     Le Componenti Anisotrope ed Isotrope
Vantaggi di ICP per Incisione Dielettrica
Applicazioni Incisione Dielettrica
densità alta- - Sistemi del Plasma dagli Strumenti di Oxford
L'ICP Ha Basato il Sistema Incisione del Diossido di Silicio dagli Strumenti di Oxford
Facendo Uso di ICP Per Incidere le Funzionalità di Nanoscale
     Miglioramento della Selettività con Idrogeno
     Cambiamento Continuo dello Ione e Chimica Gestenti del Gas Durante il Trattamento Incissione All'acquaforte
Riassunto

Generalità

Questo documento confronta gli aspetti differenti incisione dielettrica. Le due tecniche principali per incidere del dielettrico sono discusse, vale a dire diodo RIE e trattamenti basati ad alta densità. Nel documento aggiorneremo gli ultimi risultati per queste tecniche ed egualmente esamineremo il valore crescente incisione del nanoscale delle pellicole dielettriche.

Trattamenti Dielettrici Incissione All'acquaforte nelle Camere Differenti

Negli ultimi anni i trattamenti dielettrici incissione all'acquaforte sempre più sono stati effettuati nei tipi differenti di camere, secondo i requisiti incissione all'acquaforte dei clienti e le restrizioni di bilancio. Per incisione dielettrica in cui la tariffa incissione all'acquaforte non è un driver importante, con la riga le larghezze ragionevole (tipicamente >1µm), le camere diodo tipe tradizionali sono usate. Dove la tariffa è un driver, con la più piccola riga le larghezze (tipicamente <1µm), i sistemi del alto-densità-plasma sono usati.

Incissione All'acquaforte ed il Plasma (RIE) Reattivi dello Ione Incidono (PE) i Sistemi

Il diodo Tradizionale, o la parallelo-zolla, camere del plasma è affermati nell'industria. i sistemi della Parallelo-Zolla classicamente sono suddivisi in due tipi distinti; questi sono chiamati sistemi Incissione All'acquaforte di Reactive (RIE) Ion o Incissione All'acquaforte (PE) del Plasma. Alcuni produttori hanno aggiunto il potenziamento magnetico a questi sistemi di base, diminuire il muro laterale perde e limita il plasma. Di questi reattori di due parallelo-zolle il sistema di tipi di RIE è stato quello adottato tipicamente per incisione delle pellicole dielettriche. In un RIE il plasma è generato tipicamente alle radiofrequenze con una potenza di RF nell'ordine di alcune centinaia di watt, da parte a parte al chilowatt. Per la frequenza movente scelta gli elettroni nella camera sono accelerati preferenziale, mentre gli ioni sono guidati dai campi elettrostatici medii. Il wafer elaborato risiede sull'elettrodo autoalimentato (per migliorare accelerazione dello ione). Il cammino libero medio dell'elettrone limita la pressione di esercizio. Se la pressione è abbassata vicino al livello a cui il cammino libero medio dell'elettrone si avvicina alla differenza fra gli elettrodi (generalmente parecchi cm) il plasma non è più economicamente indipendente. Una disposizione tipica di RIE è evidenziata nella figura 1.

Figura 1. Disegno Schematico di RIE.

densità alta- - Camere del Plasma (HDP)

densità alta- - le camere del plasma (HDP) sono progettate in moda da eccitare gli elettroni del plasma in una direzione parallela ai limiti della camera. La sorgente di HDP più comune è la camera induttivo coppia (ICP) del plasma, che è usata da OIPT. In questo sistema il plasma è guidato da un'impostazione potenziale magnetica da una ferita della spirale fuori delle pareti dielettriche (la progettazione tipica vede figura 2). La direzione della corrente dell'elettrone è di fronte a quella delle correnti della spirale che sono, da progettazione, parallela alle superfici della camera. Quando il plasma è eccitato che in questo modo il cammino libero medio dell'elettrone può diventare molto maggior delle dimensioni della camera e la pressione di esercizio possono successivamente essere abbassate. Il limite più basso della pressione è dettato tipicamente dal risparmio di temi della sorgente particolare. In la maggior parte dei materiali che elaborano i plasmi il riscaldamento dell'elettrone è soprattutto resistente e l'impedenza del plasma riporta in scala con la densità delle posizioni di folle disponibili per le collisioni anelastiche. Mentre l'impedenza (pressione) è abbassata in modo da è la capacità della sorgente di guidare il plasma.

Figura 2. sorgente compatibile di OIPT 300mm.

densità alta- - Sorgenti del Plasma

le sorgenti ad alta densità permettono che la piastra del wafer sia alimentata indipendentemente dalla sorgente, fornente il disaccoppiamento significativo fra l'energia dello ione (tendenziosità del wafer) ed il cambiamento continuo dello ione (densità del plasma soprattutto determinata da potenza di sorgente). In un ambiente dell'plasma-incisione l'anisotropia è fornita dall'accelerazione degli ioni attraverso le guaine di plasma, in un normale della direzione alla superficie del wafer.

Le Componenti Anisotrope ed Isotrope

La componente anisotropa è massimizzata quando il cambiamento continuo ricevuto dello ione è normale come possibile alla superficie. La componente isotropa del cambiamento continuo ricevuto dello ione è qualsiasi termale (in genere meno di 0,1 eV, confrontati ai diverse centinaia eV per la tensione della guaina), o causato dalle collisioni degli ioni nelle guaine con le posizioni di folle (elastico o chargeexchange). L'Operazione regime a bassa pressione/più ad alta densità fornisce molti diluente e guaine meno collisionali, permettenti di ottenere una componente più anisotropa incisione.

Vantaggi di ICP per Incisione Dielettrica

I vantaggi primari di trattamento di ICP per incisione dielettrica sono migliore controllo del CD, più alte tariffe incisione, più alti allungamenti e una finestra elaborante migliore.

Il modello dei dielettrici, particolarmente diossido di silicio, è inerente alla lavorazione di unità moderne a semiconduttore, di guide d'onda ottiche, di Identificazione di RF, di nanoimprint Ecc. A causa di più alte energie di legame che incisione dielettrica richiede i sistemi chimici a plasma aggressivo, ione-migliorato, basato a fluoro. I profili Verticali sono raggiunti da passività del muro laterale, tipicamente presentando le specie carbonio-contenenti di un fluoro al plasma (per esempio, CF, CHF4, CF3).4 8Le Alte energie di ionbombardment sono richieste per rimuovere questo livello del polimero dall'ossido come pure mescolarsi le specie reattive nell'ossido affiorano per formare i prodotti di SiFx.

Applicazioni Incisione Dielettrica

Le applicazioni Dielettriche incisione contano tipicamente sulle influenze facenti concorrenza del deposito del polimero ed incisione di ione reattiva per raggiungere i profili verticali come pure incissione all'acquaforte-fermarsi sui livelli stanti alla base. Mentre le dimensioni della aperto funzionalità della duro maschera si restringono a 0,18 µm o più di meno, per le applicazioni del nanoimprint, gli allungamenti stanno aumentando al 4:1 o a più. Lo ione ed il cambiamento continuo radicale al fondo di queste funzionalità è diminuito, a causa delle collisioni con i muri laterali della funzionalità ed altre specie presenti nella funzionalità. I prodotti Incissione All'acquaforte (per esempio, SiFOx eyz CF)x non possonoy diffondersi prontamente da queste funzionalità, con conseguente eccessiva polimerizzazione vicino al fondo della funzionalità che crea le funzionalità altamente affusolate ed il trasferimento difficile della maschera.

Il tipo Tradizionale trattamenti di RIE è basato tipicamente intorno a CF/CHF43; combinato solitamente con la O2, Lui, l'AR o una permutazione. Poiché l'energia dello ione non può essere aumentare indipendente controllato la potenza di RF finalmente piombo ad eccessivo danno del photoresist. Ciò limita la tariffa incissione all'acquaforte che può essere raggiunta, che può essere alleviato ad un certo grado usando meglio il raffreddamento (che utilizza pressione e fornitura Lui alla parte del wafer). Per il trattamento eseguito in SEM1 la tariffa incissione all'acquaforte può essere raddoppiata da 35nm a 70nm usando un tal metodo. Un Altro modo aumentare la capacità di lavorazione è di aumentare la dimensione in lotti. Ciò è fattibile per le più piccole dimensioni del wafer, fino a 100mm, ma per 150mm e sopra la dimensione di sistema diventa eccessivo, con le emissioni aggiunte attraverso delle camere del Diodo dell'uniformità Ecc. in lotti, egualmente, è fatto funzionare alle pressioni solitamente dell'ordine degli anni 10 del mT, per sostenere il plasma (vedi più presto), questa diminuisce l'anisotropia e gli allungamenti che possono essere incisi.

SEM 1 incissione all'acquaforte della Guida D'onda di RIE

densità alta- - Sistemi del Plasma dagli Strumenti di Oxford

OIPT hanno messo a punto i sistemi ad alta densità per affrontare molte delle emissioni relative alla tariffa incissione all'acquaforte, all'anisotropia ed alla dipendenza di allungamento. In un sistema ad alta densità la pressione di esercizio può essere molto più bassa (10mTorr o di meno) e la diffusività e la mobilità delle specie reattive corrispondentemente più su. Inoltre il cambiamento continuo dello ione è indipendente musicale dalla potenza di sorgente, di modo che il cambiamento continuo totale dello ione può essere aumentato senza tanto di un aumento nell'energia dello ione, potenzialmente diminuendo resiste al danno.

L'Uso dei sistemi chimici tradizionali (per esempio, CF/CHF4)3 in una camera dell'ICP può piombo ad eccessivo resiste alla perdita/danno.

Ciò accade perché il più alto cambiamento continuo dello ione rimuove troppo del polimero che protegge la resistenza. Il risparmio di temi maggior di dissociazione ed alto cambiamento continuo dello ione delle sorgenti del alto-densità-plasma, permessi l'uso di un gas più altamente di polimerizzazione dell'alimentazione (per esempio, CF).4 8A causa loro delle pressioni di esercizio più basse (cioè diffusività aumentate di specie) la parete della camera condiziona il gioco un ruolo più importante nelle camere dell'ICP. Per esempio, ad accumulazione che del polimero di controllo la temperatura della parete della camera è regolamentata, la velocità di pompaggio è massimizzato, più i punti periodici di pulizia del plasma sono usati prima dell'elaborare un wafer.

L'ICP Ha Basato il Sistema Incisione del Diossido di Silicio dagli Strumenti di Oxford

Il sistema incisione basato ICP del diossido di silicio di OIPT è basato sui CF48 combinati con la O2 e/o il gas nobile Lui. Poiché il CF48 è i prodotti sforzati dell'anello di una dissociazione della molecola sono pensati per consistere degli alti livelli di CFx (x=2) precursori del polimero.

Una matrice semplice di L9 Taguchi è stata fatta funzionare a OIPT per accertare delle influenze dei parametri trattati quali flusso, potenza Ecc. dell'ICP, sul trattamento. Le tendenze sono indicate nel Grafico 1.

Grafico 1

Utilizzando le simili strutture di questi informazioni a quelle vedute in SEM 1 sono stati incisi, a >3times la tariffa incissione all'acquaforte e con i muri laterali più diritti vede SEM 2 e SEM 3

SEM 2

SEM 3

Facendo Uso di ICP Per Incidere le Funzionalità di Nanoscale

Facendo Uso di una sorgente di HDP quale ICP, che funziona alle pressioni basse, apra la possibilità delle funzionalità del nanoscale incisione che non sono possibili in un sistema tradizionale del diodo. Ciò richiede il controllo preciso del cambiamento continuo dello ione alla superficie di gestire la polimerizzazione - troppo in basso e la possibilità è che il profilo incissione all'acquaforte affusolerà o si fermerà completamente. Lavorando molto attentamente con i nano-centri come quelli a Cornell e LBNL, OIPT ha sviluppato un intervallo dei trattamenti capaci delle strutture incisione con la riga larghezze dell'ordine di 100nm, esempi di questi è indicato in SEMS 4, 5 e 6

SEM 4

SEM 5

SEM 6

Miglioramento della Selettività con Idrogeno

Alcuni produttori di macchinari a semiconduttore hanno riferito la selettività migliore con l'aggiunta di idrogeno al sistema48 basato a Cf. Questa inclusione dell'idrogeno genera i livelli ben maggiori di polimeroxy dei CF rispetto ai sistemi che funzionano con nessuno. OIPT hanno trovato che quello facendo uso di un tal trattamento piombo all'eccessiva accumulazione del polimero nel reattore, anche se il riscaldamento specializzato della camera è utilizzato. Ciò provoca la pulizia più frequente del plasma, più la possibilità di più meccanico pulisce - il tempo trattato produttivo diminuente con costo aumentante della proprietà. OIPT hanno trovato quello raggiungendo il bilanciamento corretto del trattamento e del hardware, mentre escludendo l'uso della H2, che al di sopra del µm 1000 del wafer può essere inciso prima di un diventare pulito del plasma necessario.

Cambiamento Continuo dello Ione e Chimica Gestenti del Gas Durante il Trattamento Incissione All'acquaforte

Un trattamento che mostra il controllo che può essere raggiunto, per incisione dielettrica, nel sistema di OIPT ICP è incisione delle micro-lenti in un materiale2 basato di SiO, quali quarzo o vetro. Il Controllo del cambiamento continuo dello ione, più chimica del gas, è richiesto per raggiungere la forma desiderata della micro-lente nel materiale del substrato, come i cambiamenti di caricamento del carbonio con tempo. SEM7 mostra un esempio di una micro-lente perfettamente incisa.

SEM 7

SEM 8

Gli sviluppi Recenti hanno indicato che una tendenza verso incissione all'acquaforte più profonde del dielettrico, dell'ordine di >100µm, sta richiedenda. Il Normale foto-resiste alle maschere non può essere usato per incidere a questa profondità in modo dalle maschere del metallo, quali Cr e Ni, stanno usande che possono offrire la selettività di >100: 1. Ciò dà la più latitudine in chimica trattata che può essere usata, ma il controllo del cambiamento continuo dello ione è ancora preminente. Troppo su e la maschera sarà eroso dovuto la polverizzazione prima che la profondità desiderata sia raggiunta. SEM 8 e 9 mostrano incissione all'acquaforte profonda del quarzo che utilizza una maschera del Cr. Per SEM9 c'era un'emissione di mascheramento che ha lasciato il residuo, ma mostra la capacità incissione all'acquaforte alle profondità sostanziali.

SEM 9

Riassunto

Sia il diodo che i trattamenti dell'ICP, per incisione dielettrica, discussi si sono evoluti nel corso degli anni - in termini di hardware e trattamento. Il trattamento basato ICP offre le più alte tariffe incissione all'acquaforte, con il migliore CD ed il controllo dell'anisotropia, con gli più alti allungamenti Ecc. che Raggiungono questi miglioramenti richiede l'uso di più grandi pompe turbomolecular, che vengono ad un costo, ma dei vantaggi di più alte tariffe più questo. Inoltre, utilizzando questo più grandi pompe e controllo indipendente di cambiamento continuo dello ione, la possibilità delle funzionalità del nanoscale incisione è aperto.

Il sistema del diodo offre una soluzione redditizia per incidere dei dielettrici con i più grandi linewidths, ma ad una tariffa molto più lenta e non può essere usato per incidere delle funzionalità del nanoscale.

Sorgente: “Confronto dei procedimenti incissione all'acquaforte per incidere delle pellicole2 dielettriche di SiO„ da Tecnologia del Plasma degli Strumenti di Oxford.

Per ulteriori informazioni su questa sorgente visualizzi prego la Tecnologia del Plasma degli Strumenti di Oxford.

Date Added: Nov 26, 2010 | Updated: Sep 24, 2013

Last Update: 24. September 2013 05:42

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