Контрол на 10 ключови параметъра за дълбоко ецване на силиций

1, съотношението на дебита на газа

SF6 към CF определя баланса между ецване и пасивация, златно сечение: SF6:CF=3:1 (гарантирана концентрация на радикали > 1016cm-3) Случай: Фабрика фино настрои съотношението от 2,8:1 до 3,2:1, скоростта на ецване се увеличи от 8um/min до 12um/min и ъгълът на наклона на страничната стена беше оптимизиран от 88 градуса до 89,5 градуса

2, RF мощност. Високочестотната мощност на източника (13,56 MHz) контролира плътността на плазмата, мощността на нискочестотно отклонение (2 MHz) регулира йонната енергия, формула за свързване на мощността:

Практически параметри: В процеса на Bosch, когато HF=600W/LF=200W, аспектното съотношение достига 30:1, а грапавостта на страничната стена < 100nm.

3, Температурен градиент:

The wafer temperature needs to be stable at -110°C to -80C (liquid nitrogen cooling), temperature fluctuations ± 2°C will result in an etch rate deviation of >15%. Схема за контрол на температурата:

Електростатичен патронник (ESC) с хелиево охлаждане

2. Термоелектрически хладилен масив с кухи стени (TEC).

4, Книга за коригиране на стреса

Работното налягане се контролира на 10-30mTorr, ниското налягане (10mTorr) подобрява анизотропията, а високото налягане (30mTorr) подобрява равномерността на ецването. Пример: Производствена линия 3D NAND постига аспектно съотношение 40:1 при 15 mTorr, но след увеличаване на налягането до 25 mTorr, еднородността в пластината се оптимизира от ±8% до ±3%.

Циклично време

Циклите на гравиране/пасивиране трябва да са точни до милисекунда:

Стъпка Време (s) Газов състав Мощност (W)

Etch 8-10 SF6 150sccm HF 800

Пасивиране5-7 C4F8 80sccm LF150

Ефект на оптимизация: Цикълът се съкращава от 15s на 12s, производственият капацитет се увеличава с 20%, а дължината на вълната на вентилатора на страничната стена се намалява с 50%.

6, Избор на маска

Дебелината на маската и съотношението на избор трябва да бъдат изпълнени:

Сравнение на материалите:

Фоторезист: съотношение на избор 50:1 (само за плитко ецване)

Si02: Съотношение на избор 150:1 (изисква се HF предварителна обработка)

AL: Съотношение на избор 200:1 (изисква се обратно охлаждане, за да се предотврати отлепване)

7, Разстояние между електродите

The spacing between the upper and lower electrodes is adjusted within the range of 5-10cm, the spacing is reduced by 1cm, and the ionic density is increased by 30%, but the uniformity is deteriorated by 5%. Equilibrium point: When the pitch is 7 cm, the combined score of aspect ratio and uniformity is the best (SEMI standard score >85).

Броят на частиците на квадратен метър чистота на кухината трябва да бъде по-малък или равен на 100 (20,3 um), превишаването на стандарта ще доведе до увеличаване на процента на дефекти на микромост (за всеки 50 частици процентът на дефекти е +1.2%) и цикълът на поддръжка на оборудването ще бъде съкратен с 30%.

Откриването на-край

Оптичната емисионна спектроскопия (OES) следи силата на сигнала на SiF4 (дължина на вълната 440 nm) и задейства прекъсване, когато интензитетът падне до 30% от пика (грешка ± 0,5 um).

10, Вафлен стрес

Остатъчното напрежение трябва да се контролира < 200MPa чрез:

Променлива висока/ниска честота RF (намаляване на дълбочината на вграждане на йони)

Отгряване след-ецване (300 градуса/N, околна среда, 30 минути)