Vergelijking van de Processen van de Ets van de Diode en ICP van de Diode

Door AZoNano

Inhoudstafel

Inleiding
Apparatuur
Systeem RIE
ICP Voordelen
SiO2 Etst Tarief en Selectiviteit
Conclusies
Ongeveer de Technologie van het Plasma van de Instrumenten van Oxford

Inleiding

Diverse aspecten met betrekking tot diëlektrische ets worden besproken in dit document. De twee belangrijke technieken voor diëlektrisch etsen zijn diode RIE en hoog - dichtheid gebaseerde processen. De recentste resultaten voor deze technieken en het groeiende belang van nanoscale ets van diëlektrische films zullen in dit document worden behandeld.

Apparatuur

De laatste jaren, diëlektrisch ets processen meer en meer zijn uitgevoerd in een waaier van kamers, gebaseerd op de klant ets vereisten en kostenbeperkingen. In het geval van diëlektrische ets waar ets is het tarief geen belangrijke bestuurder, met redelijke lijnbreedten (typisch >1µm), conventionele worden de diode-type kamers gebruikt. In gevallen waarbij het tarief een bestuurder, met kleinere lijnbreedten (typisch <1µm) is, high-density worden de plasmasystemen gebruikt. De Traditionele diode of parallel-plaatplasmakamers worden algemeen gebruikt in de industrie.

Er zijn twee types van parallelle plaatsystemen die het volgende omvatten:

  • Het Reactieve Ion Etst (RIE) systeem
  • Het Plasma Etst (PE) systeem

Systeem RIE

om zijwandverliezen te minimaliseren en het plasma te beperken, is de magnetische verhoging toegevoegd aan deze basissystemen. Het RIE typesysteem wordt normaal goedgekeurd voor de ets van diëlektrische films. In het geval van het systeem RIE, wordt het plasma typisch bij radiofrequenties geproduceerd die een macht van RF in de waaier van een paar honderden watts hebben, door aan kW.

Voor de drijf gekozen frequentie, worden de elektronen in de kamer bij voorkeur versneld, terwijl de ionen door de gemiddelde elektrostatische gebieden worden gedreven. Het verwerkte wafeltje verblijft op de aangedreven elektrode om ionenversnelling te verbeteren. Het elektron betekent de vrije weg de werkende druk beperkt. Desgevallend, wordt de druk verminderd dichtbij het niveau waarop het elektron vrije wegbenaderingen het hiaat tussen de elektroden betekent, dat meestal verscheidene centimeters is, is het plasma niet meer zichzelf onderhoudend. Een typische regeling RIE wordt getoond in Figuur 1.

Figuur 1. Schema RIE

de hoge - dichtheid - plasma (HDP) kamers worden ontworpen zodanig dat de plasmaelektronen in een richting parallel met de kamergrenzen opgewekt zijn. De gemeenschappelijkste bron HDP is de inductief gekoppelde die plasma (ICP)kamer door OIPT wordt gebruikt. In dit systeem, wordt het plasma gedreven door een magnetische potentiële opstelling door een rolwond buiten diëlektrische muren zoals aangetoond in Figuur 2. De elektronen huidige richting is tegengesteld aan dat van de rolstromen, die met de kameroppervlakten door ontwerp parallel zijn. De opwinding van het plasma zorgt op deze wijze ervoor dat het elektron betekent de vrije weg veel groter is dan de kamerdimensies en de werkende druk later wordt verminderd. In het meeste plasma van de materialenverwerking elektron is verwarmen hoofdzakelijk weerstand biedend, en de impedantie van het plasma is evenredig met de dichtheid van neutrals beschikbaar voor niet elastische botsingen. Aangezien de impedantie (druk) zo is de capaciteit van de bron wordt verminderd om het plasma te drijven.

Figuur 2. OIPT 300mm compatibele bron

hoog - de dichtheidsbronnen laten de wafeltjedrukcilinder toe om onafhankelijk van de bron worden aangedreven, die het significante loskoppelen tussen ionenenergie of wafeltjebias en de ionendiestroom of plasmadichtheid verstrekken hoofdzakelijk door bronmacht wordt gedreven. In een plasma-etsend milieu wordt de anisotropie aangeboden door de versnelling van ionen door de plasmascheden, in een normale richting aan de wafeltjeoppervlakte. De anisotrope component wordt verhoogd wanneer de inkomende ionenstroom aan de oppervlakte zo normaal mogelijk is. De isotrope component van de inkomende ionenstroom is thermisch één van beiden, die typisch minder dan 0.1 eV is. De Verrichting in een laag-druk/hoog-dichtheidsregime biedt veel dunnere en minder schokscheden aan, toelatend het mogelijk om een anisotropere etscomponent te verkrijgen.

ICP Voordelen

De primaire verwerkingsvoordelen van ICP voor diëlektrische ets zijn hieronder vermeld:

  • Betere CD controle
  • Hogere aspectverhoudingen
  • Hogere etstarieven
  • Beter verwerkend venster

Het Diëlektrische vormen, vooral siliciumdioxyde, wordt vereist voor de vervaardiging van moderne halfgeleiderapparaten, optische golfgeleiders, id's van RF, nanoimprint enz. De Gepaste hogere bandenergieën diëlektrische ets vereist agressief, verbeterd ion, op fluor-gebaseerde plasma chemische systemen. Het is mogelijk om verticale profielen door zijwandpassivering te verkrijgen, typisch door een koolstof-bevattend fluorspecies aan het plasma te introduceren bijvoorbeeld, het CF4, CHF3, het CF48). De Hoge ionenbombardementsenergieën zijn nodig om deze polymeerlaag te verwijderen uit het oxyde, evenals de reactieve species te mengen in de oxydeoppervlakte om producten te vormen SiFx.

De Diëlektrische etstoepassingen baseren zich hoofdzakelijk op de concurrerende invloeden van polymeerdeposito en reactieve ionenets om verticale profielen te bereiken, evenals etsen-tegenhoudend bij het ten grondslag liggen van aan lagen. Aangezien de grootte van de hard-masker open-eigenschap aan 0.18 µm krimpt of minder, voor nanoimprinttoepassingen, stijgen de aspectverhoudingen tot 4:1 of meer. De ionen en radicale stroom aan de bodem van deze eigenschappen wordt geminimaliseerd wegens botsingen met de eigenschapzijwanden en andere species huidig in de eigenschap. Ets producten bijvoorbeeld, kunnenxyz SiFO enxy het CF niet deze eigenschappen uit verspreiden gemakkelijk, resulterend in bovenmatige polymerisatie dichtbij de bodem van de eigenschap die in hoogst verminderde eigenschappen en slechte maskeroverdracht resulteert.

De Traditionele RIE typeprocessen zijn gebaseerd die rond CF/CHF43 gewoonlijk met of O,2 Hij, AR of een permutatie wordt gecombineerd. Aangezien de ionenenergie niet onafhankelijk kan worden gecontroleerd zal het verhogen van de macht van RF uiteindelijk in bovenmatige photoresist schade resulteren. Dit beperkt etst tarief dat kan worden bereikt, wat tot één of andere graad kan worden verminderd door beter het koelen te gebruiken door het vastklemmen en het leveren van Hij aan het achtereind van het wafeltje te gebruiken.

Voor het proces wordt uitgevoerd in SEM1 het is mogelijk om te verdubbelen etst tarief van 35 NM aan 70 NM dat. Een Andere manier om de productie te verhogen is de partijgrootte te verhogen. Dit is uitvoerbaar voor kleinere wafeltjegrootte, tot 100 mm, maar voor 150 mm en hierboven, wordt de systeemgrootte bovenmatig, met de toegevoegde kwesties van over de kamers van de Diode van de partijuniformiteit enz., wordt gelopen bij druk van ongeveer 10 van MT om het plasma (zie vroeger) te ondersteunen, vermindert dit de anisotropie en aspectenverhoudingen die kunnen worden geëtst.

SEM 1 Golfgeleider RIE etst

OIPT heeft high-density systemen ontwikkeld om veel van de kwesties te behandelen met betrekking tarief, anisotropie en aspectenverhouding afhankelijkheid te etsen. In een high-density systeem kan de werkende druk (mTorr 10 of minder) veel lager zijn, en de vluchtigheid en de mobiliteit van de reactieve navenant hogere species. Daarnaast is de ionenstroom tuneable door de bronmacht, zodat de totale ionenstroom buiten zo veel van een verhoging van de ionenenergie kan worden verhoogd, potentieel verminderend verzet zich onafhankelijk tegen schade.

wegens hun de muurvoorwaarden lagere van de werkende druk (d.w.z. verhoogde speciesvluchtigheid) kamer speel een belangrijkere rol in ICP kamers. Bijvoorbeeld, aan de opeenhoping van het controlepolymeer wordt de temperatuur van de kamermuur gecontroleerd, het pompen wordt de snelheid verhoogd, plus periodiek plasma worden de schoonmakende stappen gebruikt vóór de verwerking van een wafeltje. Van het het siliciumdioxyde van OIPT is ICP gebaseerde de etssysteem gebaseerd die op het CF met48 O en/of edel2 gas Hij wordt gecombineerd. Aangezien het CF een48 gespannen ringsmolecule is, worden de scheidingsproducten verondersteld om uit hoge niveaus van CFx (x ≤2) polymeervoorlopers te bestaan.

Een eenvoudige L9 matrijs van Taguchi is in werking gesteld bij OIPT om de invloeden van de procesparameters zoals stroom, ICP macht enz., op het proces na te gaan. De tendensen worden getoond in Graph1

Het Gebruiken van deze gelijkaardige informatie structureert aan die gezien in SEM 1 is geëtst, bij meer dan drie keer ets tarief en met rechtere zijwanden zie SEM 2 en SEM 3.

SEM 2

SEM 3

SiO2 Etst Tarief en Selectiviteit

Door een bron HDP zoals ICP te gebruiken, die bij lage druk werkt, verzekert ets nanoscale eigenschappen die niet mogelijk in een traditioneel diodesysteem zijn. Dit vergt nauwkeurige controle van de ionenstroom aan de oppervlakte om de te lage polymerisatie -, en de mogelijkheid te controleren is dat profiel ets zal verminderen of het volledig zal ophouden. Nauw Samenwerkend met nano-centra zoals die bij Cornell en LBNL, heeft OIPT een waaier van processen geschikt voor etsstructuren met lijnbreedten van ongeveer 100nm ontwikkeld, worden de voorbeelden hiervan getoond in SEMS 4, 5 en 6

SEM 4

SEM 5

SEM 6

Bepaalde halfgeleiderapparatuur fabrikanten hebben betere selectiviteit met de toevoeging van waterstof aan het op cf.-Gebaseerde systeem48 gemeld. Deze waterstofopneming produceert veel grotere die niveaus van het polymeerxy van het CF met systemen worden vergeleken die met niets werken. OIPT heeft geconstateerd dat het gebruiken van zulk een proces in bovenmatige polymeeropeenhoping in de reactor resulteert, zelfs als het verfijnde kamer verwarmen wordt gebruikt. Dit resulteert in frequenter plasma die schoonmaken evenals maakt de mogelijkheid van mechanischer - dalende productieve procestijd samen met stijgende kosten van eigendom schoon. OIPT heeft dat door het correcte evenwicht van proces en hardware te bereiken, terwijl exclusief het gebruik van H gevonden2, dat meer dan wafeltje 1000 µm voorafgaand aan plasma het schone noodzakelijk worden kan worden geëtst.

Één proces dat de controle die, voor diëlektrische ets kan worden bereikt, in het ICP OIPT systeem is de ets van micro-lenzen in een op siO-Gebaseerd materiaal2, zoals kwarts of glas toont. De Controle van de ionenstroom, plus gaschemie, wordt vereist om gewenste de micro-lens vorm in het substraatmateriaal te bereiken, aangezien de koolstoflading met tijd verandert. SEM7 toont een voorbeeld van een volkomen geëtste micro-lens.

SEM 7

SEM 8

De Recente ontwikkelingen hebben dat een tendens naar diepere diëlektrisch, van de orde van meer dan 100µm etst, worden vereist aangetoond. De Normale photo-resist maskers kunnen niet worden gebruikt om aan deze diepte te etsen zodat worden de metaalmaskers, zoals Cr en Ni, gebruikt dat selectiviteit van meer dan 100:1 kunnen aanbieden. Dit geeft meer breedte in de proceschemie die kan worden gebruikt, maar de controle van de ionenstroom is nog primordiaal. Te hoog, en het masker zal worden geërodeerd wegens het sputteren alvorens de gewenste diepte wordt bereikt. SEM 8 en 9 toont een diep kwarts het gebruiken van een masker van Cr etst. Voor SEM9 er was een maskerende kwestie die residu verliet, maar het toont het vermogen om aan wezenlijke diepten te etsen.

SEM 9

Conclusies

Zowel bespraken de diode als ICP processen, voor diëlektrische ets, hebben geëvolueerd in de loop van de jaren zowel in termen van hardware als proces. De ICP gebaseerde hogere procesaanbiedingen etsen tarieven, met betere CD en de anisotropiecontrole, samen met hogere aspectverhoudingen enz. die deze doelen Bereiken, vereist het gebruik van grotere turbomolecular pompen, die aan hoge kosten komen, maar de voordelen van de hogere tarieven compenseren meer dan dit. Ook, door deze grotere pompen en onafhankelijke ionenstroomcontrole te gebruiken, is er een mogelijkheid van ets nanoscale eigenschappen. Het diodesysteem biedt een rendabele oplossing voor ets van diëlektrica met grotere lijnbreedtes, maar aan een veel langzamer tarief aan, en kan niet voor ets van nanoscaleeigenschappen worden gebruikt.

Ongeveer de Technologie van het Plasma van de Instrumenten van Oxford

De Technologie van het Plasma van de Instrumenten van Oxford verstrekt een waaier van hoge prestaties, flexibele hulpmiddelen aan de klanten van de halfgeleiderverwerking betrokken bij onderzoek en ontwikkeling, en productie. Zij specialiseren zich in drie belangrijke gebieden:

  • Ets
    • RIE, ICP, DRIE, RIE/PE, Ionenstraal
  • Deposito
    • PECVD, ICP CVD, Nanofab, ALD, PVD, IBD
  • De Groei
    • HVPE, Nanofab

Deze informatie is afkomstig geweest, herzien en die van materialen door de technologie van het Plasma van de Instrumenten van Oxford worden. verstrekt aangepast

Voor meer informatie over deze bron, te bezoeken gelieve de technologie van het Plasma van de Instrumenten van Oxford.

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

Last Update: 24. September 2013 05:40

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit