Gravure Cryogénique de Silicium des Systèmes Microelectromechanical (MEMS)

Par AZoNano

Table des matières

Introduction
Gravure Cryogénique de Silicium
Avantages Gravure Cryogénique de Silicium
Exemples Gravure de Silicium de Cyrogenic
Résumé
Au Sujet de la Technologie de Plasma d'Instruments d'Oxford

Introduction

Gravure Cryogénique de silicium a été utilisée généralement dans la recherche microelectromechanical des systèmes (MEMS) afin de corroder les structures élevées de rapport hauteur/largeur et les caractéristiques techniques profondes et grandes en silicium dû à ses tarifs élevés gravure à l'eau forte et la sélectivité de haut pour résister et les masques d'oxyde.

Gravure Cryogénique de Silicium

Gravure est exécutée avec SF6 et O2 aux températures s'échelonnant entre -90°C et Technologie de Plasma d'Instruments de -130°C. Oxford a développé un procédé cryogénique gravure à l'eau forte de silicium avec lequel il est possible de corroder peu profond et les caractéristiques techniques élevées de nanoscale de rapport hauteur/largeur en-dessous de 50 nanomètre qui peuvent être utilisés dans la nano-empreinte et le transfert de configuration de lithographie de faisceau d'électrons dans le silicium avec l'utilisation du polymère résiste. Avec des tailles de caractéristique technique craintives, le profil et la tolérance critique de contrôle de cote est réduit et des procédés appropriés doivent être développés.

Avantages Gravure Cryogénique de Silicium

Gravure Cryogénique de silicium utilisant le SFO62 offre un certain nombre d'avantages au-dessus d'autres procédés6 basés48 de CF de SF- ou d'halogène plus lourd tels que le Bosch et des procédés de HBr qui comprennent ce qui suit :

  • La couche de passivation (SiOFxy) est très légèrement dans le procédé cryogénique gravure à l'eau forte, de la commande de 2-5 nanomètre, et par conséquent seulement un bombardement d'ion d'énergie faible est nécessaire pour retirer la couche de passivation du bas et pour continuer le composant vertical gravure à l'eau forte.
  • Le bombardement faible d'ion signifie que la sélectivité aux masques mous qui comprennent le vernis photosensible peut être élevée tout en mettant à jour toujours une vitesse rapide gravure à l'eau forte.
  • La couche de passivation est mince, qui a comme conséquence un flanc lisse dans les tranchées étroites. La faible dépendance sur des ions réduit également des problèmes en corrodant la tranchée étroite classe associé avec des interactions d'ion au flanc qui peut entraîner des profils moins qu'idéaux.
  • La contamination de Flanc est minimale éliminant des variations critiques (CD) de cote dues au nettoyage de résidu gravure à l'eau forte.

Exemples Gravure de Silicium de Cyrogenic

Les défis de canalisation pour produire un procédé cryogénique adapté62 du SFO pour 50 caractéristiques techniques de nanomètre et ci-dessous optimisent le passivant pour retirer le dégagement et pour réduire assez les tarifs gravure à l'eau forte pour régler le procédé. Avec une étude détaillée des paramètres importants affectant le procédé gravure, 45 20 de nanomètre de large tranchées de nanomètre et ont été corrodées à un rapport hauteur/largeur de 7:1 avec un profil vertical suivant les indications des Schémas 1 et 2.

Le Schéma 1. lithographie d'Électron-Poutre a modelé 45 tranchées de large de nanomètre corrodées à une profondeur de 300 que le nanomètre utilisant un faisceau d'électrons résistent au masque et à un système de PlasmaLab 100 ICP-RIE d'Instruments d'Oxford.

Le Schéma 2. tranchées de Silicium 22 nanomètre a de large corrodé une profondeur de 155 nanomètre en silicium. Les tranchées ont été modelées utilisant la lithographie d'électron-poutre et le masque est faisceau d'électrons de ZEP-520A résistent.

Les Caractéristiques techniques aussi petites que 12-14 nanomètre ont été également corrodés à un rapport hauteur/largeur de 3:1 utilisant résistent à des masques suivant les indications du Schéma 3. Tous Les procédés basés62 cryogéniques gravure de silicium du SFO ont été évalués utilisant des Instruments Plasmalab 100 d'Oxford utilisant une source inductivement accouplée de plasma (ICP) de Cobra et une électrode refroidie cryogénique. Des caractéristiques techniques de Sub-100 nanomètre ont été modelées avec la lithographie de faisceau d'électrons et les techniques de lithographie de nanoimprint utilisant le polymère résiste. Résistez à la sélectivité est élevé dans les deux cas : du 10:1 au 15:1, et des flancs de verticale et lisses sont obtenus.

Le Schéma 3. 13 tranchées de large de nanomètre corrodées à une profondeur de 36 nanomètre en silicium. Les tranchées ont été modelées avec la lithographie d'électron-poutre et résistent.

Résumé

Pour des tranchées de taille nanoscale dans MEMS et nanoelectronics, gravure à l'eau forte réglée par bien/passivez le procédé, qui produit les flancs verticaux et les surfaces lisses est essentielle. Pendant Que les caractéristiques techniques rétrécissent, plus de flux de l'oxygène est exigé pour éviter de cintrer et dégager et cintrer. Un reste fragile entre le SF6 : Le taux2 d'O, la température, et l'alimentation électrique de RF est contrôle de requiredto le profil. L'augmentation du flux de l'oxygène avec la zone exposée réduite de silicium peut également ramener les tarifs gravure à l'eau forte vers le bas à 100 nm/min ou à moins, le facilitant beaucoup pour régler pour gravure à l'eau forte peu profondes. Une chose à la note est qu'il est difficile de corroder les tranchées qui diffèrent grand dans la taille utilisant un procédé unique car les caractéristiques techniques plus grandes overpassivated et avoir une pente positive. Cependant, pour la configuration le transfert de sub-50 nanomètre trenches pour le nanophotonics, nanofluidics, et les descripteurs nanos de lithographie d'empreinte utilisant les masques mous, le procédé cryogénique gravure à l'eau forte de silicium est une excellente alternative.

Au Sujet de la Technologie de Plasma d'Instruments d'Oxford

La Technologie de Plasma d'Instruments d'Oxford fournit un domaine de haute performance, d'outils flexibles au semi-conducteur traitant des abonnées concernées dans la recherche et développement, et de production. Ils se spécialisent dans trois zones principales :

  • Gravure À L'eau Forte
    • RIE, ICP, DRIE, RIE/PE, Faisceau D'ions
  • Dépôt
    • PECVD, CVD d'ICP, Nanofab, ALD, PVD, IBD
  • Accroissement
    • HVPE, Nanofab

Cette information a été originaire, révisée et adaptée des matériaux fournis par Technologie de Plasma d'Instruments d'Oxford.

Pour plus d'informations sur cette source, visitez s'il vous plaît la Technologie de Plasma d'Instruments d'Oxford.

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

Last Update: 24. September 2013 05:40

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