Kälteerzeugende Silikon-Radierung von Microelectromechanical Anlagen (MEMS)

Durch AZoNano

Inhaltsverzeichnis

Einleitung
Kälteerzeugende Silikon-Radierung
Vorteile der Kälteerzeugenden Silikon-Radierung
Beispiele der Cyrogenic-Silikon-Radierung
Zusammenfassung
Über Oxford-Instrument-Plasma-Technologie

Einleitung

Kälteerzeugende Silikonradierung ist in der microelectromechanical Forschung der Anlagen (MEMS) allgemein verwendet gewesen, um hohe Längenverhältniszellen und die tiefen, großen Merkmale im Silikon wegen seiner hohen Ätzungskinetik und hohe Selektivität, um zu widerstehen und Oxidmasken zu ätzen.

Kälteerzeugende Silikon-Radierung

Radierung wird mit SF durchgeführt6 und O2 bei den Temperaturen, die zwischen -90°C und -130°C. Oxford Instrument-Plasma-Technologie sich erstrecken, hat einen kälteerzeugenden Silikonätzungsprozeß entwickelt, mit dem es möglich ist, flaches zu ätzen und hohe Längenverhältnis nanoscale Merkmale unter 50 nm, die im Nano-impressum und in der Elektronenstrahllithographiemusterübertragung in Silikon mit dem Gebrauch des Polymers verwendet werden können, widersteht. Mit schrumpfend Kenngrößen wird Profil und kritische Abmessungssteuertoleranz verringert und passende Prozesse müssen entwickelt werden.

Vorteile der Kälteerzeugenden Silikon-Radierung

Kälteerzeugende Silikonradierung unter Verwendung SFO62 bietet einigen Nutzen über anderen SF-6 CF48 oder schwereres Halogen basierte Prozesse wie der Bosch und die HBr-Prozesse an, die das folgende umfassen:

  • Die Passivierungsschicht (SiOFxy) ist sehr dünn im kälteerzeugenden Ätzungsprozeß, der Ordnung von 2-5 nm, und folglich nur eine Bombardierung der niedrigen Energie Ionenist-, die Passivierungsschicht von der Unterseite zu löschen und das vertikale Bauteil der Ätzung fortzusetzen erforderlich.
  • Die niedrige Ionenbombardierung bedeutet, dass die Selektivität zu den weichen Masken, die Fotoresist umfassen, beim eine schnelle Ätzungskinetik noch beibehalten hoch sein kann.
  • Die Passivierungsschicht ist dünn, die eine glatte Seitenwand in den schmalen Gräben ergibt. Die schwache Abhängigkeit auf Ionen verringert auch Probleme, wenn die schmalen Grabengrößen geätzt werden, die mit Ioneninteraktionen an der Seitenwand verbunden sind, die kleiner als ideale Profile verursachen kann.
  • Seitenwandverunreinigung ist minimal, die kritischen Abmessungsvarianten (CD) wegen der Ätzungsrückstandreinigung beseitigend.

Beispiele der Cyrogenic-Silikon-Radierung

Die Hauptleitungsherausforderungen, zum eines geeigneten kälteerzeugenden SFO-Prozesses62 für 50 nm-Merkmale zu erstellen und unten optimieren das passivant, um Unterschneidung zu löschen und die Ätzungskinetik genug zu verringern, um den Prozess zu steuern. Mit einer ausführlichen Studie von den wichtigen Parametern, die das Ätzverfahren beeinflussen, wurden 45 nm- und 20 nm breitegräben an einem 7:1Längenverhältnis mit einem vertikalen Profil wie in Abbildungen 1 und 2. gezeigt geätzt.

Abbildung 1. Elektron-Träger Lithographie kopierte 45 breite Gräben nm, die zu einer Tiefe von 300 geätzt wurden, die nm unter Verwendung eines Elektronenstrahls Maske und einer Anlage Oxford-Instrumente PlasmaLab 100 ICP-RIE widerstehen.

Abbildung 2. Silikongräben 22 nm ätzte breit eine Tiefe von 155 nm im Silikon. Die Gräben wurden unter Verwendung Elektronträger Lithographie kopiert und die Maske ist ZEP-520A Elektronenstrahl widerstehen.

Die kleinen Merkmale so, wie 12-14 nm auch zu einem 3:1Längenverhältnis unter Verwendung geätzt wurden, widerstehen Masken wie in Abbildung 3. gezeigt. Alle kälteerzeugenden SFO62 basierten Silikonätzverfahren wurden unter Verwendung ein Oxford-Instrumente Plasmalab 100 unter Verwendung einer verbundenen Plasmaquelle der Kobras induktiv (ICP) und einer kälteerzeugenden abgekühlten Elektrode ausgewertet. Sub-100 nm Merkmale wurden mit Elektronenstrahllithographie kopiert und nanoimprint Lithographietechniken unter Verwendung des Polymers widersteht. Widerstehen Sie Selektivität ist hoch in beiden Fällen: vom 10:1 zum 15:1 und von den vertikalen und glatten Seitenwänden werden erreicht.

Abbildung 3. 13 breite Gräben nm geätzt zu einer Tiefe von 36 nm im Silikon. Die Gräben wurden mit Elektronträger Lithographie kopiert und widerstehen.

Zusammenfassung

Für nanoscale-groß Gräben in MEMS und im nanoelectronics, eine Vertiefung gesteuerte Ätzung/passivieren Sie Prozess, der vertikale Seitenwände produziert und glatte Oberflächen wesentlich ist. Während Merkmale schrumpfen, wird mehr Sauerstofffluß gefordert, um zu beugen und zu unterschneiden und zu beugen zu vermeiden. Ein empfindlicher Ausgleich zwischen dem SF6: O-2 Verhältnis, Temperatur und HF-Leistung ist requiredto Regelung das Profil. Die Zunahme des Sauerstoffflusses zusammen mit dem verringerten freigelegten Silikonbereich kann die Ätzungskinetik auf 100 nm/min oder kleiner auch unten verringern und es viel einfacher machen, für flache Ätzungen zu steuern. Eine Sache zur Anmerkung ist, dass es schwierig ist, Gräben zu ätzen, die groß sich an Größe unter Verwendung eines einzelnen Prozesses unterscheiden, da die größeren Merkmale und eine positive Steigung zu haben overpassivated. Jedoch für Muster gräbt Übertragung von sub-50 nm für nanophotonics, nanofluidics, und Nano-Impressumlithographieschablonen unter Verwendung der weichen Masken, des kälteerzeugenden Silikonätzungsprozesses ist eine ausgezeichnete Alternative.

Über Oxford-Instrument-Plasma-Technologie

Oxford-Instrument-Plasma-Technologie stellt eine Reichweite der Hochleistung, der flexiblen Hilfsmittel zum Halbleiter zur Verfügung, der die Abnehmer aufbereitet, die mit Forschung und Entwicklung beschäftigt gewesen werden, und der Produktion. Sie spezialisieren sich auf drei Hauptbereiche:

  • Ätzung
    • RIE, ICP, DRIE, RIE/PE, IonenTräger
  • Absetzung
    • PECVD, ICP CVD, Nanofab, ALD, PVD, IBD
  • Wachstum
    • HVPE, Nanofab

Diese Informationen sind Ursprungs- angepasst gewesen, wiederholt und von den Materialien, die von der Oxford-Instrument-Plasma-Technologie bereitgestellt werden.

Zu mehr Information über diese Quelle, besuchen Sie bitte Oxford-Instrument-Plasma-Technologie.

Date Added: Nov 16, 2011 | Updated: Sep 24, 2013

Last Update: 24. September 2013 05:41

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit