10 Kiểm soát thông số chính để khắc silicon sâu

1, Tỷ lệ tốc độ dòng khí

SF6 đến CF xác định sự cân bằng giữa ăn mòn và thụ động, tỷ lệ vàng: SF6:CF=3:1 (nồng độ gốc được đảm bảo > 1016cm-3) Trường hợp: Một nhà máy đã tinh chỉnh tỷ lệ từ 2,8:1 đến 3,2:1, tốc độ ăn mòn tăng từ 8um/phút lên 12um/phút và góc nghiêng của thành bên được tối ưu hóa từ 88 độ đến 89,5 độ

2, Công suất RF Công suất nguồn tần số cao (13,56 MHz) kiểm soát mật độ plasma, công suất phân cực tần số thấp (2 MHz) điều chỉnh năng lượng ion, công thức ghép công suất:

Thông số thực tế: Trong quy trình của Bosch, khi HF{0}}W/LF=200W, tỷ lệ khung hình đạt 30:1 và độ nhám của thành bên < 100nm.

3, Độ dốc nhiệt độ:

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%. Sơ đồ kiểm soát nhiệt độ:

Làm mát bằng khí heli phía sau mâm cặp tĩnh điện (ESC)

2. Mảng làm lạnh nhiệt điện vách khoang (TEC)

4,Sổ điều chỉnh căng thẳng

Áp suất làm việc được kiểm soát ở mức 10-30mTorr, áp suất thấp (10mTorr) cải thiện tính dị hướng và áp suất cao (30mTorr) tăng cường tính đồng nhất của quá trình ăn mòn. Ví dụ: Dây chuyền sản xuất 3D NAND đạt tỷ lệ khung hình 40:1 ở 15mTorr, nhưng sau khi tăng áp suất lên 25mTorr, độ đồng nhất trong tấm wafer được tối ưu hóa từ ±8% đến ±3%.

Thời gian theo chu kỳ

Chu kỳ khắc/thụ động cần phải chính xác đến mili giây:

Bước Thời gian (s) Công suất thành phần khí (W)

Khắc 8-10 SF6 150sccm HF 800

Thụ động5-7 C4F8 80sccm LF150

Hiệu quả tối ưu hóa: Chu kỳ được rút ngắn từ 15 giây xuống còn 12 giây, công suất sản xuất tăng 20% ​​và bước sóng quạt của thành bên giảm 50%.

6, Lựa chọn mặt nạ

Độ dày mặt nạ và tỷ lệ lựa chọn phải đáp ứng:

So sánh vật liệu:

Chất quang dẫn: Tỷ lệ lựa chọn 50:1 (chỉ dành cho khắc nông)

Si02: Tỷ lệ lựa chọn 150:1 (Yêu cầu tiền xử lý HF)

AL: Tỷ lệ lựa chọn 200:1 (cần làm mát lại để tránh bong tróc)

7, Khoảng cách điện cực

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).

Số lượng hạt trên một mét vuông độ sạch của khoang cần phải Nhỏ hơn hoặc bằng 100 (20,3um), vượt quá tiêu chuẩn sẽ dẫn đến tỷ lệ lỗi của microbridge tăng lên (cứ 50 hạt thì tỷ lệ lỗi là +1.2%) và chu kỳ bảo trì của thiết bị sẽ được rút ngắn 30%.

Việc phát hiện-cuối cùng

Quang phổ phát xạ quang học (OES) giám sát cường độ tín hiệu của SiF4 (bước sóng 440nm) và kích hoạt chấm dứt khi cường độ giảm xuống 30% mức cực đại (sai số ± 0,5um).

10, Căng thẳng wafer

Ứng suất dư cần được kiểm soát < 200MPa bằng cách:

RF tần số cao/thấp xen kẽ (giảm độ sâu nhúng ion)

ủ sau khắc (300 độ /N, môi trường xung quanh, 30 phút)