Confronto dei Trattamenti Incisione del Diodo dell'ICP e del Diodo

Da AZoNano

Indice

Introduzione
Strumentazione
Sistema di RIE
Vantaggi dell'ICP
Tariffa2 e Selettività Incissione All'acquaforte di SiO
Conclusioni
Circa Tecnologia del Plasma degli Strumenti di Oxford

Introduzione

I Vari aspetti relativi incisione dielettrica sono discussi in questo documento. Le due tecniche principali per incidere del dielettrico sono diodo RIE e trattamenti basati ad alta densità. Gli ultimi risultati per queste tecniche ed il valore crescente incisione del nanoscale delle pellicole dielettriche si occuperanno in di questo documento.

Strumentazione

Negli ultimi anni, trattamenti dielettrici incissione all'acquaforte sempre più sono stati effettuati in un intervallo delle camere, in base ai requisiti incissione all'acquaforte del cliente ed ai vincoli di costo. Nel caso 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 convenzionali sono usate. Nei casi in cui la tariffa è un driver, con la più piccola riga le larghezze (tipicamente <1µm), i sistemi ad alta densità del plasma sono usati. Le camere Tradizionali del plasma della parallelo-zolla o del diodo sono comunemente usate nell'industria.

Ci sono due tipi di sistemi paralleli della zolla che includono quanto segue:

  • Sistema Reattivo Incissione All'acquaforte (RIE) dello Ione
  • Sistema Incissione All'acquaforte (PE) del Plasma

Sistema di RIE

Per minimizzare le perdite del muro laterale e per limitare il plasma, il potenziamento magnetico si è aggiunto a questi sistemi di base. Il sistema di tipi di RIE è adottato normalmente per incisione delle pellicole dielettriche. Nel caso del sistema di RIE, il plasma è generato tipicamente alle radiofrequenze che hanno 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 l'accelerazione dello ione. Il cammino libero medio dell'elettrone limita la pressione di esercizio. Nel caso, la pressione sia abbassata vicino al livello a cui il cammino libero medio dell'elettrone si avvicina alla differenza fra gli elettrodi, che è principalmente parecchi centimetri, il plasma non è più economicamente indipendente. Una disposizione tipica di RIE è indicata nella Figura 1.

Figura 1. Disegno Schematico di RIE

densità alta- - le camere del plasma (HDP) sono progettate in tal modo che gli elettroni del plasma sono eccitati in una direzione parallela ai limiti della camera. La sorgente di HDP più comune è la camera induttivo coppia (ICP) del plasma utilizzata da OIPT. In questo sistema, il plasma è guidato da un'impostazione potenziale magnetica da una spirale ferita fuori delle pareti dielettriche secondo le indicazioni di Figura 2. La direzione corrente dell'elettrone è di fronte a quella delle correnti della spirale, che sono parallele alle superfici della camera da progettazione. L'eccitazione del plasma in questo modo assicura che il cammino libero medio dell'elettrone sia molto maggior delle dimensioni della camera e la pressione di esercizio successivamente è abbassata. In la maggior parte dei materiali che elaborano i plasmi il riscaldamento dell'elettrone è soprattutto resistente e l'impedenza del plasma è proporzionale 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

le sorgenti ad alta densità permettono che la piastra del wafer sia alimentata indipendentemente dalla sorgente, fornente il disaccoppiamento significativo fra la tendenziosità di energia o del wafer dello ione ed il cambiamento continuo dello ione o la densità del plasma determinata soprattutto da potenza di sorgente. In un ambiente dell'plasma-incisione l'anisotropia è offerta dall'accelerazione degli ioni attraverso le guaine di plasma, in un normale della direzione alla superficie del wafer. La componente anisotropa è aumentata 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, che è tipicamente di meno di 0,1 eV. L'Operazione regime a bassa pressione/più ad alta densità offre molti diluente e guaine meno collisionali, permettendogli possibile ottenere una componente più anisotropa incisione.

Vantaggi dell'ICP

I vantaggi primari di trattamento di ICP per incisione dielettrica sono elencati qui sotto:

  • Migliore controllo del CD
  • Più Alti allungamenti
  • Più Alte tariffe incisione
  • Migliorato elaborando finestra

Il modello Dielettrico, particolarmente diossido di silicio, è richiesto per la lavorazione di unità moderne a semiconduttore, di guide d'onda ottiche, di Identificazione di RF, di nanoimprint Ecc. dovuto incisione dielettrica delle più alte energie di legame richiede aggressivo, lo ione migliorato, sistemi chimici a plasma basato a fluoro. È possibile ottenere i profili verticali da passività del muro laterale, tipicamente presentando le specie carbonio-contenenti di un fluoro al plasma per esempio, ai CF4, CHF3, CF48). Le Alte energie di bombardamento dello ione sono necessarie rimuovere questo livello del polimero dall'ossido come pure mescolarsi le specie reattive nell'ossido affiorano per formare i prodotti di SiFx.

Le applicazioni Dielettriche incisione pricipalmente contano 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 minimizzato dovuto le collisioni con i muri laterali della funzionalità ed altre specie presenti nella funzionalità. Incida i prodotti per esempio, SiFOxyz ed i CFxy non possono diffondere prontamente fuori queste funzionalità, con conseguente eccessiva polimerizzazione vicino al fondo della funzionalità che risultati nelle funzionalità altamente affusolate e nel trasferimento difficile della maschera.

Il tipo Tradizionale trattamenti di RIE è basato intorno a CF/CHF43 combinato solitamente con la O2, Lui, l'AR o una permutazione. Poichè l'energia dello ione non può essere aumentare indipendente controllato la potenza di RF finalmente provocherà l'eccessivo danno del photoresist. Ciò limita la tariffa incissione all'acquaforte che può essere raggiunta, che può essere diminuito ad un certo grado usando meglio il raffreddamento utilizzando la pressione ed il fornitura He alla parte del wafer.

Per il trattamento eseguito in SEM1 è possibile raddoppiare la tariffa incissione all'acquaforte da 35 nanometro a 70 nanometro. 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 100 millimetri, ma per 150 millimetri e sopra, la dimensione di sistema diventa eccessiva, con le emissioni aggiunte attraverso delle camere del Diodo dell'uniformità Ecc. in lotti, è fatta funzionare alle pressioni dell'ordine degli anni 10 del mT, per sostenere il plasma (vedi più presto), questo diminuisce l'anisotropia e gli allungamenti che possono essere incisi.

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

OIPT ha 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 (mTorr 10 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.

dovuto la loro parete più bassa della camera di pressioni di esercizio (cioè diffusività aumentate di specie) 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 controllata, la velocità di pompaggio è aumentato, più i punti periodici di pulizia del plasma sono usati prima di elaborare un wafer. Il sistema incisione basato ICP del diossido di silicio di OIPT è basato sui CF combinati48 con la O e/o2 il gas nobile Lui. Poiché il CF è48 una molecola sforzata dell'anello, i prodotti di dissociazione sono pensati per consistere degli alti livelli di CFx (precursori del polimero di x ≤2).

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 in Graph1

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

SEM 2

SEM 3

Tariffa2 e Selettività Incissione All'acquaforte di SiO

Usando una sorgente di HDP quale ICP, che funziona alle pressioni basse, assicura le funzionalità del nanoscale incisione che non sono possibili in un sistema tradizionale del diodo. Ciò necessita il controllo accurato del cambiamento continuo dello ione alla superficie per 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

I produttori di macchinari Sicuri 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 quello facendo uso di tali risultati di un trattamento nell'eccessiva accumulazione del polimero nel reattore, anche se il riscaldamento specializzato della camera è utilizzato. Ciò provoca la pulizia più frequente del plasma come pure 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.

Un trattamento che mostra il controllo che può essere raggiunto, per incisione dielettrica, nel sistema di OIPT ICP è incisione delle micro-lenti ad un in un materiale2 basato 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 più 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 di cui possono offrire la selettività più 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

Conclusioni

Sia il diodo che i trattamenti dell'ICP, per incisione dielettrica, discussi si sono evoluti nel corso degli anni sia in termini di hardware che 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 obiettivi, richiede l'uso di più grandi pompe turbomolecular, che vengono ad un alto costo, ma dei vantaggi di più alte tariffe più questo. Inoltre, usando questi più grandi pompe e controllo indipendente di cambiamento continuo dello ione, c'è una possibilità delle funzionalità del nanoscale incisione. 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.

Circa Tecnologia del Plasma degli Strumenti di Oxford

La Tecnologia del Plasma degli Strumenti di Oxford fornisce un intervallo del rendimento elevato, degli strumenti flessibili ai clienti di trattamento a semiconduttore addetti a ricerca e sviluppo e della produzione. Si specializzano in tre aree principali:

  • Incissione All'acquaforte
    • RIE, ICP, DRIE, RIE/PE, Raggio Ionico
  • Deposito
    • PECVD, CVD dell'ICP, Nanofab, ALD, PVD, IBD
  • Crescita
    • HVPE, Nanofab

Questi informazioni sono state originarie, esaminate ed adattate dai materiali forniti dalla 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 1, 2011 | Updated: Sep 24, 2013

Last Update: 24. September 2013 05:42

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