Jämförelsen av Diod- och ICP-DiodEtsning Bearbetar

Vid AZoNano

Bordlägga av Tillfredsställer

Inledning
Utrustning
RIE-System
ICP-Fördelar
SiO2 Etsar Klassar och Selectivity
Avslutningar
Om Oxford Instrumenterar PlasmaTeknologi

Inledning

Olika aspekter släkta till dielectric etsning diskuteras i detta pappers-. De två ledande teknikerna för att etsa dielectricen är dioden RIE och kicken - baserad täthet bearbetar. De senaste resultaten för dessa tekniker och den växande betydelsen av nanoscaleetsning av dielectricen filmar ska handlas med i detta pappers-.

Utrustning

Under senare år etsar har dielectricen bearbetar mer och mer burits ut i en spänna av kammare som baseras på kunden, etsa krav och kosta tvång. I fallet av dielectric etsning, var etsa, klassa är inte en ha som huvudämnechaufför, med rimligt fodrar bredder (typisk >1µm), konventionella diod-typ kammare används. I fall, var klassa, är en chaufför, med mindre fodrar bredder (typisk <1µm), kick-täthet plasmasystem används. Den Traditionella dioden eller parallell-pläterar plasmakammare används gemensamt i branschen.

Det finns två typer av parallellen pläterar system som inkluderar efter:

  • Den Reactive Jonen Etsar (RIE) systemet
  • Plasma Etsar (PE) systemet

RIE-System

För att minimera sidoväggförluster och för att begränsa plasmaet, har den magnetiska förbättringen tillfogats till dessa grundläggande system. RIE-typsystemet adopteras normalt för etsningen av dielectricen filmar. I fallet av RIE-systemet frambrings plasmaet typisk på radiofrequencies som har en RF, driver i spänna av några hundratals watt, igenom till kW.

För den valda körande frekvensen, accelereras elektronerna i kammaren prioriterat, eftersom jonerna är drivande vid det genomsnittliga elektrostatiskt sätter in. Det bearbetade rånet bor på den drev elektroden för att förhöja jonacceleration. Den genomsnittliga fria banan för elektronen begränsar fungeringsen pressar. I fall att fälls ned pressa nära det jämnt på vilka den genomsnittliga fria banan för elektronen att närma sig mellanrummet mellan elektroderna, som är mestadels flera cm, plasmaet ej längre själv-tål. En typisk RIE-ordning visas in Figurerar 1.

Figurera 1. Schematisk RIE

kicken - täthet - kammare för plasma (HDP) är planlagd in sådan långt som plasmaelektronerna är upphetsada i en riktningsparallell till kammaregränserna. Den mest källan för allmänningen HDP är den inductively kopplade ihop plasma (ICP)kammaren som används av OIPT. I detta system är plasmaet drivande vid ett magnetiskt potentiellt ställer in vid ett spolesår utanför dielectric väggar, som visat in Figurera 2. Elektronströmriktningen är motsats till det av spoleströmmarna, som är parallella till kammaren ytbehandlar vid design. Magnetiseringen av plasmaet i detta sätt ser till, att elektronen den genomsnittliga fria banan är mycket mer stor, än kammaren dimensionerar, och fungeringsen pressar fälls ned därpå. I mest material som bearbetar plasmer är elektronuppvärmningen, i första hand som gör motstånd, och impedansen av plasmaet är proportionell med tätheten av frilägen som är tillgängliga för inelastic sammanstötningar. (Pressa), Som impedansen fälls ned så är kapaciteten av källan att köra plasmaet.

Figurera 2. Kompatibel källa för OIPT 300mm

kick - täthetkällor låter rånskrivmaskinsvalsen drivas självständigt av källan och att ge viktig decoupling mellan jonenergin, eller rånsnedhet och jonfluxen eller plasmatätheten som är drivande vid källa, driver i första hand. I enetsning miljö erbjuds anisotropyen av accelerationen av joner till och med plasmaskidorna, i en riktningsdet normala till rånet ytbehandlar. Det anisotropic del- ökas, när den inkomma jonfluxen är som det normala som möjlighet till ytbehandla. Det isotropiska del- av den inkomma jonfluxen är endera som är termiskt, som är typisk mindre än 0,1 eV. Funktionen i ettpressa/hög-täthet styre erbjuder mycket thinner och mindre collisional skidor och att möjliggöra den möjligheten för att erhålla en del- mer anisotropic etsning.

ICP-Fördelar

De primära bearbeta fördelarna av ICP för dielectric etsning är listat nedanfört:

  • Bättre CD kontrollerar
  • Högre aspektförhållanden
  • Högre etsning klassar
  • Förbättrat bearbeta fönstret

Dielectric det ar nødvändigt att mönstra, speciellt silikondioxid, för tillverkningen av moderna halvledareapparater, optiska waveguides, RF-ID, energier för förbindelse för nanoimprintEtc. Tack vare högre som dielectric etsning kräver aggressivt, jon som förhöjs, fluor-baserade kemiska system för plasma. Det är möjligheten som erhåller lodlinje, profilerar vid sidoväggpassivation, genom att introducera kol-innehållande art för en fluor till plasmaet för, anföra som exempel typisk, CF4, CHF3, CF48). Energier för Kickjonbeskjutning är nödvändiga att ta bort detta polymerlagrar från oxiden, såväl som till blandningen ytbehandlar den reactive arten in i oxiden för att bilda SiFx produkter.

Dielectric etsningapplikationer rely främst på de konkurrera påverkan av polymeravlagring, och reactive jonetsning som uppnår lodlinje, profilerar såväl som etsa-stoppar på bakomliggande lagrar. Som hård-maskerar öppen-särdrag storleksanpassar hjärnskrynklare till 0,18 µm eller, mindre, för nanoimprintapplikationer, aspektförhållanden är ökande till 4:1 eller mer. Jon- och radikalfluxen till bottnen av dessa presenterar är minimerade tack vare sammanstötningar med särdragsidoväggarna och annan artgåva i särdrag. Etsa produkter för anföra som exempel, SiFO, xyz och CFxy kan inte sprida ut ut dessa särdrag klart och att resultera i överdriven polymerisation nära bottnen av särdrag som resultat i högt koniska särdrag och fattigt maskerar överföring.

Traditionell RIE-typ bearbetar baseras runt om CF/CHF som43 kombineras vanligt med endera Nolla2, Honom, Ar eller en permutation. Driva ska slutligen resulterar i överdriven photoresistskada, Som jonenergin inte kan vara självständigt kontrollerat ökande RFEN. Detta begränsar etsa klassar som kan uppnås, som kan förminskas till någon grad, genom att använda bättre kyla, genom att använda att klämma fast och att leverera av Honom till baken av rånet.

För det processaa som utförs i SEM1 som, det är möjligheten som dubblerar etsa, klassa från 35 nm till 70 nm. Another till förhöjning genomgången är långt till förhöjning som gruppera storleksanpassar. Detta är görligt för mindre rån storleksanpassar, upp till en mm 100, men för en mm 150 och över, storleksanpassar systemet blir överdrivet, med det ökat utfärdar av across grupperar kammare för likformighetsEtc.-Diod, körs på pressar av beställa av 10's av mT, för att tåla plasmaet (se tidigare), detta förminskar anisotropy- och aspektförhållandena som kan etsas.

SEM 2000 1 RIE-Waveguide etsar

OIPT har framkallat kick-täthet system för att tilltala många av utfärdar släkt för att etsa klassar, anisotropy- och aspektförhållandeberoende. I etttäthet system som fungeringsen pressar, kan vara mycket lägre (mTorr 10 eller mindre), och diffusivityen och rörligheten av den reactive arten i motsvarande grad higher. I tillägg är jonfluxen självständigt tuneable vid källan driver, så att den sammanlagda jonfluxen kan ökas without så mycket av en förhöjning i jonenergin, potentiellt förminskande motstår skada.

Tack vare pressar deras lägre fungerings (dvs. väggen för kammaren för ökande artdiffusivities) villkorar lek en viktigare roll i ICP-kammare. Till exempel för att kontrollera polymerför mycket kontrolleras som kammareväggtemperaturen pumpar rusar ökas, positiv periodisk plasmalokalvård kliver används, innan du bearbetar ett rån. OIPTS baseras det ICP baserade systemet för etsning för silikondioxid på CF som kombineras48 med Nolla, och/eller2 adelsmannen gasar Honom. Ringa molekylen, 48 dissociationprodukter tänks för att bestå av hög nivå av CFx (x ≤2) Sedan CFEN är ett spänt, polymerprecursors.

En enkel matris för L9 Taguchi har körts på OIPT för att förvissa sig om påverkan av de processaa parametrarna liksom flöde, ICP driver Etc., på det processaa. Trenderna visas i Graph1

Använda denna liknande information strukturerar till de som ses i SEM 2000 1, har etsats, på mer än tre tider klassar etsa, och med mer rak sidoväggar se SEM 2000 2 och SEM 2000 3.

SEM 2000 2

SEM 2000 3

SiO2 Etsar Klassar och Selectivity

Genom att använda en HDP-källa liksom ICP, som fungerar på lowen, pressar, ser till etsningnanoscalesärdrag som inte är möjligheten i ett traditionellt diodsystem. Detta necessitates exakt kontrollerar av jonfluxen till ytbehandla för att kontrollera polymerisationen - för low, och möjligheten är att etsa profilerar ska avsmalnar eller den ska stoppet fullständigt. Arbetet med nano-centrerar nära liksom de på Cornell, och LBNL, OIPT har framkallat en spänna av bearbetar kapabelt av etsning strukturerar med fodrar bredder av beställa av 100nm, exempel av dessa visas i SEM 2000 4, 5 och 6

SEM 2000 4

SEM 2000 5

SEM 2000 6

Bestämda halvledareutrustningproducenter har anmält förbättrad selectivity med tillägget av väten till detbaserade48 systemet. Detta vätemedräknande frambringar långt mer stor jämnar av CFxy polymern som jämförs med system som fungerar med inga. OIPT har funnit det som använder sådan processaa resultat i överdriven polymeruppbyggnad i reaktorn, om även sofistikerad kammareuppvärmning används. Detta resulterar i mer frekventerar plasmalokalvård såväl som möjligheten av mer mekanisk rengöringar - produktiv minskning bearbetar tid tillsammans med ökande kostar av äganderätt. OIPT har funnit det, genom att uppnå det korrekt, balanserar av processaa och maskinvara, stunden som uteslutar bruket av H2, som överstigande rånµm 1000 kan etsas före passande nödvändigt för plasma ett fullständigt.

En som är processaa, som visar kontrollera, som kan uppnås, för dielectric etsning, i systemet för OIPT ICP, är etsningen av mikro-linser in i ettbaserat2 materiellt, liksom kvartar eller exponeringsglas. Kontrollera av jonfluxen, plus gasar kemi, krävs för att uppnå den önskade mikro-Lens formar i den materiella substraten, som kolet som laddar ändringar med tid. SEM7 visar ett exempel av en perfekt etsade mikro-Lens.

SEM 2000 7

SEM 2000 8

Nya utvecklingar har visat, att en trend in mot djupare dielectric etsar, av beställa av mer än 100µm, krävs. Det normala foto-motstår maskerar kan inte vara van vid etsar till detta djup, så belägga med metall maskerar, liksom CR, och Ni, används som kan erbjuda selectivitys av mer än 100:1. Detta ger mer frihet i den processaa kemin, som kan användas, men kontrollerar av jonfluxen är stilla paramount. För kicken och den ska maskera är eroderat tack vare fräsa, för det önskade djupet nes. SEM 2000 8 och 9 som showen en djup kvart etsar att använda CR, maskerar. För SEM9 fanns det maskera utfärdar som lämnade rest, men den visar kapaciteten för att etsa till verkliga djup.

SEM 2000 9

Avslutningar

Både dioden och ICP bearbetar, för dielectric etsning, diskuterat har evolved över åren både benämner av maskinvara och bearbetar in. ICPEN baserade som processaa erbjudanden etsar higher, klassar, med bättre CD, och anisotropy kontrollerar, tillsammans med högre aspektförhållanden Etc. som Uppnår dessa mål, kräver bruket av större turbomolecular pumpar, som kommer på en kick kostar, men fördelarna av det högre klassar mer än kompenserar för denna. Också genom att använda, pumpar dessa större, och oberoende jonflux kontrollerar, finns det en möjlighet av etsningnanoscalesärdrag. Diodsystemet erbjuder en kosta - den effektiva lösningen för att etsa av dielectrics med större linewidths, men på ett mycket långsammare klassar och kan inte användas för att etsa av nanoscalesärdrag.

Om Oxford Instrumenterar PlasmaTeknologi

Oxford Instrumenterar PlasmaTeknologi ger en spänna av kickkapaciteten som är böjlig bearbetar till halvledaren som bearbetar kunder som är involverade i forskning och utveckling och produktionen. De specialiserar i tre huvudsakliga områden:

  • Etsa
    • RIE ICP, DRIE, RIE/PE, Jon Strålar
  • Avlagring
    • PECVD ICP-CVD, Nanofab, ALD, PVD, IBD
  • Tillväxt
    • HVPE Nanofab

Denna information har varit sourced, granskat, och anpassat från material förutsatt att av Oxford Instrumenterar Plasmateknologi.

Behaga besök Oxford Instrumenterar Plasmateknologi För mer information på denna källa.

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

Last Update: 24. September 2013 05:47

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit