【Semiconductor-Radierungsprozess】 Die Seele der Halbleiter lehrt den Ätzprozess und die Praxis von Ingenieuren auf defekten Ratenproblemen von 0 bis 1 （CH5-CH6)

CH5. Typen und Anwendungen von Plasma, Prinzipien des Trockenenders

Arten von Plasma

Klassifizierung nach Art der Generation

DC Plasma=Gas wird zwischen Anode und Kathode von zwei parallelen Platten geladen, um Plasma durch Auftragen einer Spannung zu erzeugen.

DC -Plasma -Erwärmung=Sekundäre Elektronenemission.

Hüllespannung=Kathode: 2000 + vp / Anode: vp.

Sputtern oder Ätzen und einen anderen Prozess

Wenn ein Pol ein Isolator ist → Die Isolierelektrode wird aufgeladen, um die Breakdown -Spannung → Wechselstromspannung erforderlich zu machen.

RF -Plasma=-Plasma wird unter Verwendung von Funkfrequenz (RF) -Formen erzeugt, die regelmäßig von positiven und negativen Elektroden (verursachen Gaskollisionen) abwechseln. Zum Sputtern oder Ätzen von Isolatoren.

Im Vergleich zum DC -Plasma beträgt die Ionisationsgeschwindigkeit 10 ~ 100 -mal schneller.

Plasma kann auch dann erzeugt werden, wenn die Elektrode kein Leiter ist.

Wenn ein elektrisches Feld durch Elektroden zwischen zwei parallelen Platten gebildet wird, sind das Medium (Gastyp) und der Druck im Hohlraum wichtige Variablen.

Klassifizierung durch Ursprungsquelle

Rie (reaktive Ionenätzung)=Plasmaquelle unter Verwendung von zwei parallelen Plattenelektroden.

Der Wafer befindet sich auf der Seite der HF -Spannung → RIE -Modus → bildet eine DC -negative Selbstverzerrungsspannung → um anisotropes Ätzen zu erreichen.

Der Wafer wird auf einer gemahlenen Elektrode → im Plasma -Ätzmodus → isotropes Ätzen erreicht.

Merie=Eine modifizierte Version von RIE, die ein Magnetfeld auf die Plasmaregion anwendet. → Erhöht die Wahrscheinlichkeit der Ionenbildung und erhält hoch - Dichteplasma für das Ätzen.

Im Vergleich zu Ries ist die Ionisierungseffizienz höher und der Prozess kann bei niedrigem Drücken betrieben werden.

HDP (Plasma mit hoher Dichte)=Plasmaerzeugung und ionische Energieregulation können unabhängig gesteuert werden.

Zum Beispiel: ECR, TCP, ICP, helikales Plasma.

Klassifiziert wie für Temperaturen:

Kaltes Plasma=verwendet in der Semiconductor -Herstellung

Thermalplasma =, die beim Metallschneiden verwendet werden

Trockenätzung=Chemische Ätzen durch freie Radikale + physikalische Ätzen durch Ionen verursacht

Prinzip

Das an der chemischen Bindung beteiligte Gas wird in die Hohlraums eingeführt. → Eine HF -Spannung wird angewendet, um die Erzeugung von Plasma zu initiieren

Gase, die in den Plasmazustand eintreten, werden in Formen wie Ionen, Radikale, Elektronen, Atome usw. aktiviert

Freie Radikale werden durch chemische Bindung geätzt/Ionen werden durch physikalische Kollision von Atomen befreit

Plasmaetching=Chemikalie + physikalisch ⇒ rie

Die während des chemischen Bindung erzeugten Restgases werden von einer Vakuumpumpe nach außen entlassen

CH6. Verständnis und Anforderungen von Trockenätzungsmethoden

Trockenätzungsmethode

(3 → 2 → 1: Chemie, Isotropie, Hochdruck und niedrige Energie / 1 → 2 → 3: Physik, Anisotropie, niedriger Druck und hohe Energie)

1.Plasma -Radierung

2.Reaktive Ionenätzung, Rie

3.Sputtering Ätzen

Faktoren, die den trockenen Ätzprozess beeinflussen

1) Prozessdruck=Niederdruck: physikalische Ätzen (Sputteretching) / Hochdruck: Chemisches Ätzen (Plasmaetching) zwischen niedrigem Druck und hohem Druck: Chemische + physikalische gleichzeitige Wirkung

HF -Leistung ＝ beeinflusst die Plasmadichte → Je höher die Leistung, desto höher die Ätzrate (schneller)

Substrattemperatur ＝ Je höher die Temperatur, desto höher die Ätzrate (schneller)

4.prozessgas

5. Gas Flow ＝ bestimmt die Verweilzeit einer chemischen Spezies → Je länger die Verweilzeit, desto höher die Ätzrate

Anforderungen für den Trockenätzprozess

1. Hochmaske/Filmauswahlverhältnis

2. Anisotropie

3. Hochwertige Ätzrate (Produktivität) - Ätzen von Cu/PT ist problematisch → Cu verwendet den Damascen -Prozess

4. Hohe Gleichmäßigkeit - seine Bedeutung steigt mit zunehmender Wafergröße

5. Schleuderschäden - Wenn die Integration der Geräte zunimmt

6.Cleanous - Ertrag - Die Ablösung der Waferoberfläche tritt beim Radieren auf. Daher ist es wichtig, sie sauber zu halten

7. Maske ist leicht zu entfernen/sicher

Auswirkungen des Kohlenstoff/Fluor -Verhältnisses

Das C/F -Verhältnis hängt mit der Menge an Polymer zusammen, die während des Plasma -Ästers erzeugt wird, und wirkt sich daher auch auf die Ätzrate aus.

Wenn der Anteil von C zunimmt, wird ein Inhibitor erzeugt.

Inerte Gase wie AR⁺ werden verwendet, um die Hemmschicht am Boden des Musters (Ionen -Bombardierungseeting) aufgrund des Fehlens chemischer Reaktionen zu entfernen.

Die Hemmschicht an der Seitenwand wird unter Verwendung von O₂ oder CF₄ entfernt.

Eine Abnahme des Verhältnisses von F/C -Gasen erhöht das Selektionsverhältnis von SiO₂ zu Si.

Die inhibitorische Schicht wird manchmal absichtlich induziert, um anisotropes Ätzen zu erreichen.

• Niedrig f/c (hoher C -Gehalt) → Ablagerungen (Formen) Eine inhibitorische Schicht

• Hinzufügen von H₂ → Um HF zu erzeugen, wodurch F entfernt wird, das F/C -Verhältnis reduziert und die Bildung von Sif₄ verlangsamt, was zu einer Abnahme der Ätzrate führt

• "→ Verbesserung des SIO₂/SI -Auswahlverhältnisses

• Ausreichend H₂ → Aufgrund des Mangels an ausreichender O₂ auf der Si -Oberfläche ist Si nicht geätzt ⇒ Depode tritt auf

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