Comparación de los Procesos de la Aguafuerte del Diodo y del Diodo del ICP

Por AZoNano

Índice

Introducción
Equipo
Sistema de RIE
Ventajas del ICP
Tipo2 y Selectividad del Grabado De Pistas de SiO
Conclusiones
Sobre Tecnología del Plasma de los Instrumentos de Oxford

Introducción

Los Diversos aspectos relacionados con la aguafuerte dieléctrica se discuten en este papel. Las dos técnicas de cabeza para grabar el ácido el dieléctrico son el diodo RIE y procesos basados de alta densidad. Los últimos resultados para estas técnicas y la importancia creciente de la aguafuerte del nanoscale de películas dieléctricas serán tratados en de este papel.

Equipo

Estos últimos años, los procesos dieléctricos del grabado de pistas se han realizado cada vez más en un rango de compartimientos, sobre la base de los requisitos del grabado de pistas del cliente y de los apremios de costo. En el caso de la aguafuerte dieléctrica donde no está un programa piloto el tipo del grabado de pistas importante, con la línea anchos razonable (típicamente >1µm), se utiliza el diodo-tipo convencional compartimientos. En caso de que el tipo sea un programa piloto, con una línea anchos más pequeña (típicamente <1µm), se utilizan los sistemas de alta densidad del plasma. Los compartimientos Tradicionales del plasma del diodo o de la paralelo-placa son de uso general en la industria.

Hay dos tipos de sistemas paralelos de la placa que incluyan el siguiente:

  • Sistema Reactivo del Grabado De Pistas (RIE) del Ión
  • Sistema del Grabado De Pistas (PE) del Plasma

Sistema de RIE

Para disminuir bajas del flanco y lindar el plasma, el aumento magnético se ha agregado a estos sistemas básicos. El tipo sistema de RIE se adopta normalmente para la aguafuerte de películas dieléctricas. En el caso del sistema de RIE, el plasma se genera típicamente en las radiofrecuencias que tienen una potencia del RF en el rango de algunos centenares de vatios, a través al kilovatio.

Para la frecuencia que impulsa elegida, los electrones en el compartimiento se aceleran preferencial, mientras que los iones son impulsados por los campos electroestáticos medios. El fulminante tramitado reside en el electrodo movido por motor para aumentar la aceleración del ión. El camino libre medio del electrón restringe la presión operatoria. En caso de que, la presión se baje cerca del nivel en el cual el camino libre medio del electrón se acerca a la separación entre los electrodos, que es sobre todo varios centímetros, el plasma es no más independiente económicamente. Una ordenación típica de RIE se muestra en el Cuadro 1.

Cuadro 1. Diagrama Esquemático de RIE

se diseñan los altos - densidad - compartimientos del plasma (HDP) de una manera tal que los electrones del plasma se exciten en una dirección paralela a los límites del compartimiento. La fuente más común de HDP es el compartimiento inductivo acoplado (ICP) del plasma utilizado por OIPT. En este sistema, el plasma es impulsada por un ajuste potencial magnético por una bobina herida fuera de las paredes dieléctricas tal y como se muestra en del Cuadro 2. La dirección actual del electrón está frente a la de las corrientes de la bobina, que son paralelas a las superficies del compartimiento por diseño. La excitación del plasma de este modo se asegura de que el electrón camino libre medio sea mucho mayor que las dimensiones del compartimiento y la presión operatoria se baja posteriormente. En la mayoría de las plasmas del tratamiento de materiales la calefacción del electrón es sobre todo resistente, y la impedancia del plasma es proporcional con la densidad de las líneas neutrales disponibles para las colisiones inelásticas. Mientras Que la impedancia (presión) se baja así que es la capacidad de la fuente de impulsar el plasma.

Cuadro 2. fuente compatible de OIPT 300m m

las fuentes de alta densidad permiten que la platina del fulminante sea movida por motor independientemente de la fuente, proporcionando al desemparejamiento importante entre el polarizado de la energía o del fulminante del ión y el flux del ión o la densidad del plasma impulsada sobre todo por potencia de la fuente. En un ambiente de la plasma-aguafuerte la anisotropía es ofrecida por la aceleración de iones a través de las vainas de plasma, en una dirección normal a la superficie del fulminante. Se aumenta el componente anisotrópico cuando el flux entrante del ión es tan normal como sea posible a la superficie. El componente isotrópico del flux entrante del ión es cualquiera térmico, que es típicamente menos de 0,1 eV. La Operación en un régimen de baja presión/más de alta densidad ofrece mucho diluente y vainas menos colisionales, activándolo posible obtener un componente más anisotrópico de la aguafuerte.

Ventajas del ICP

Las ventajas de tramitación primarias del ICP para la aguafuerte dieléctrica son mencionadas abajo:

  • Un Mejor mando del CD
  • Relaciones de aspecto Más Altas
  • Tipos Más Altos de la aguafuerte
  • Mejorado tramitando la ventana

El modelar Dieléctrico, especialmente bióxido de silicio, se requiere para la manufactura de los dispositivos de semiconductor modernos, de los guías de ondas ópticos, de la Identificación del RF, del nanoimprint Etc. Debido a una aguafuerte dieléctrica más alta de las energías en enlace requiere agresivo, ión aumentado, sistemas químicos flúor-basados del plasma. Es posible obtener perfiles verticales por la pasivación del flanco, típicamente introduciendo una especie del flúor carbón-que contiene al plasma por ejemplo, a los CF4, CHF3, CF48). Las Altas energías del bombardeo del ión son necesarias quitar esta capa del polímero del óxido, así como mezclarse las especies reactivas en el óxido alisan para formar los productos de SiFx.

Las aplicaciones Dieléctricas de la aguafuerte confían principal en las influencias competentes de la deposición del polímero y de la aguafuerte de ión reactiva para lograr perfiles verticales, así como grabado de pistas-para parar en capas que son la base. Mientras Que las tallas de la abierto-característica de la duro-máscara se encogen a 0,18 µm o menos, para las aplicaciones del nanoimprint, las relaciones de aspecto están aumentando al 4:1 o más. El ión y el flux radical a la parte inferior de estas características es disminuido debido a las colisiones con los flancos de la característica y otras especies presentes en la característica. Grabe El Ácido los productos por ejemplo, SiFOxyz y los CFxy no pueden difundir fuera estas características fácilmente, dando por resultado la polimerización excesiva cerca de la parte inferior de la característica que los resultados en características altamente graduadas y transferencia pobre de la máscara.

El tipo Tradicional procesos de RIE se basa alrededor de CF/CHF43 combinado generalmente con u O2, Él, AR o una permutación. Pues la energía del ión no puede ser aumento independientemente controlado la potencia del RF dará lugar eventual a daño excesivo de la fotoprotección. Esto limita el tipo del grabado de pistas que puede ser logrado, que se puede reducir a un cierto grado usando un mejor enfriamiento utilizando embridar y el abastecimiento de Él a la parte trasera del fulminante.

Para el proceso realizado en SEM1 es posible duplicar el tipo del grabado de pistas a partir del 35 nanómetro a 70 nanómetro. Otra manera de aumentar la producción es aumentar la talla de tratamiento por lotes. Esto es posible para tallas más pequeñas del fulminante, hasta 100 milímetros, pero para 150 milímetros y arriba, la talla de sistema llega a ser excesiva, con las aplicaciones adicionales a través de los compartimientos del Diodo de la uniformidad Etc. del tratamiento por lotes, se ejecuta en las presiones de la orden de los años 10 del mT, para sostener el plasma (véase anterior), esto reduce la anisotropía y las relaciones de aspecto que pueden ser grabadas el ácido.

SEM 1 grabado de pistas del Guía De Ondas de RIE

OIPT ha desarrollado sistemas de alta densidad para abordar muchas de las ediciones relacionadas con el tipo del grabado de pistas, la anisotropía y la dependencia de la relación de aspecto. En un sistema de alta densidad la presión operatoria puede ser mucho más inferior (el mTorr 10 o menos), y la difusibilidad y la movilidad de la especie reactiva correspondientemente más arriba. Además el flux del ión es independientemente armonioso por la potencia de la fuente, para poder aumentar el flux total del ión fuera tanto de un aumento en la energía del ión, potencialmente reduciendo resiste daño.

Debido a su pared más inferior del compartimiento de las presiones operatorias (es decir difusibilidades crecientes de la especie) condiciona el juego un papel más importante en compartimientos del ICP. Por ejemplo, a la acumulación del polímero de mando que la temperatura de la pared del compartimiento es controlada, velocidad de bombeo se aumenta, más pasos de progresión periódicos de la limpieza del plasma se utilizan antes de tramitar un fulminante. El sistema basado ICP de la aguafuerte del bióxido del silicio de OIPT se basa en los CF combinados48 con O y/o2 el gas noble Él. Puesto Que el CF es48 una molécula esforzada del anillo, los productos de la disociación se piensan para consistir en niveles de CFx (precursores del polímero de x ≤2).

Una matriz simple de L9 Taguchi se ha ejecutado en OIPT para comprobar las influencias de los parámetros de proceso tales como flujo, potencia Etc. del ICP, en el proceso. Las tendencias se muestran en Graph1

Utilizando las estructuras similares de esta información a ésas vistas en SEM 1 se han grabado el ácido, en más de tres veces el tipo del grabado de pistas y con flancos más derechos considera SEM 2 y SEM 3.

SEM 2

SEM 3

Tipo2 y Selectividad del Grabado De Pistas de SiO

Usando una fuente de HDP tal como ICP, que operatorio en las presiones inferiores, asegura las características del nanoscale de la aguafuerte que no son posibles en un sistema tradicional del diodo. Esto necesita el mando exacto del flux del ión a la superficie para controlar la polimerización - demasiado baja, y la posibilidad es que el perfil del grabado de pistas graduará o parará totalmente. Trabajando de cerca con los nano-centros tales como ésos en Cornell y LBNL, OIPT ha desarrollado un rango de los procesos capaces de las estructuras de la aguafuerte con la línea anchos de la orden de 100nm, ejemplos de éstos se muestra en SEMS 4, 5 y 6

SEM 4

SEM 5

SEM 6

Ciertos fabricantes de equipamiento del semiconductor han señalado selectividad mejorada con la adición del hidrógeno al sistema48 CF-basado. Esta partícula extraña del hidrógeno genera niveles lejos mayores de polímeroxy de los CF comparados con los sistemas operatorios con ningunos. OIPT han encontrado que usar tal proceso da lugar a aumento excesivo del polímero en el reactor, incluso si se utiliza la calefacción sofisticada del compartimiento. Esto da lugar a una limpieza más frecuente del plasma así como la posibilidad de más mecánico limpia - tiempo de proceso productivo de disminución junto con el costo cada vez mayor de la propiedad. OIPT han encontrado que logrando el equilibrio correcto del proceso y de la dotación física, mientras que excluyen el uso de H2, que superior al µm 1000 del fulminante se puede grabar el ácido antes de llegar a ser limpio del plasma necesario.

Un proceso que muestra el mando que se puede lograr, para la aguafuerte dieléctrica, en el sistema de OIPT ICP es la aguafuerte de micro-lentes en un material2 SiO-basado, tal como cuarzo o cristal. El Mando del flux del ión, más química del gas, se requiere para lograr la dimensión de una variable deseada del micro-lente en el material del substrato, como los cambios de cargamento del carbón con tiempo. SEM7 muestra un ejemplo de un micro-lente perfectamente grabado el ácido.

SEM 7

SEM 8

Los Recientes desarrollos han mostrado que una tendencia hacia grabados de pistas más profundos del dieléctrico, de la orden de más el de 100µm, se está requiriendo. Las máscaras Normales de la fotoprotección no se pueden utilizar para grabar el ácido a esta profundidad así que las máscaras del metal, tales como Cr y Ni, se están utilizando de los cuales puedan ofrecer la selectividad más de 100: 1. Esto da más latitud en la química de proceso que puede ser utilizada, pero el mando del flux del ión es todavía supremo. Demasiado arriba, y la máscara será erosionado debido al chisporroteo antes de que se alcance la profundidad deseada. SEM 8 y 9 muestra un grabado de pistas profundo del cuarzo que utiliza una máscara del Cr. Para SEM9 había una edición de enmascarado que salió de residuo, pero muestra la capacidad al grabado de pistas a las profundidades sustanciales.

SEM 9

Conclusiones

El diodo y los procesos del ICP, para la aguafuerte dieléctrica, discutidos han desarrollado a lo largo de los años ambos en términos de dotación física y proceso. El proceso basado ICP ofrece tipos más altos del grabado de pistas, con un mejor CD y el mando de la anisotropía, junto con relaciones de aspecto más altas Etc. Que Logran estos objetivos, requiere el uso de bombas turbomolecular más grandes, que vienen en un alto costo, solamente de las ventajas de los tipos más altos más que esto. También, usando estas bombas más grandes y mando independiente del flux del ión, hay una posibilidad de las características del nanoscale de la aguafuerte. El sistema del diodo ofrece una solución de poco costo para grabar el ácido de dieléctricos con grosores de línea más grandes, pero a un tipo mucho más lento, y no se puede utilizar para grabar el ácido de las características del nanoscale.

Sobre Tecnología del Plasma de los Instrumentos de Oxford

La Tecnología del Plasma de los Instrumentos de Oxford proporciona a un rango del alto rendimiento, de herramientas flexibles al semiconductor que tramita a los clientes implicados en la investigación y desarrollo, y de la producción. Se especializan en tres áreas principales:

  • Grabado De Pistas
    • RIE, ICP, DRIE, RIE/PE, Haz de Ión
  • Deposición
    • PECVD, CVD del ICP, Nanofab, ALD, PVD, IBD
  • Incremento
    • HVPE, Nanofab

Esta información ha sido originaria, revisada y adaptada de los materiales proporcionados por tecnología del Plasma de los Instrumentos de Oxford.

Para más información sobre esta fuente, visite por favor la tecnología del Plasma de los Instrumentos de Oxford.

Date Added: Nov 1, 2011 | Updated: Sep 24, 2013

Last Update: 24. September 2013 05:46

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit