СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СЕЛЕКТИВНОСТИ ТРАВЛЕНИЯ ПО ОТНОШЕНИЮ К НИТРИДУ КРЕМНИЯ.

Селективность к нитриду, особенно к нитриду, лежащему на рельефе, является ключевой проблемой при разработке подходящих смесей и систем для травления окисла. При травлении окисла используются основанные на фтор-углеродах газовые смеси, обеспечивающие селективное осаждение защитного полимерного слоя. Для объяснения эффекта, посредством которого полимер, осажденный на окисел, селективно удаляется,  могут быть предложены два механизма.

Во первых, может происходить окисление полимера на поверхности окисла поверхностным кислородом в неглубоких «смешанных слоях», индуцированных ионной бомбардировкой. Также может иметь место различие коэффициента прилипания полимера на различные поверхности, что может быть причиной более легкого распыления полимера с поверхности окисла. Следует также учитывать роль химического компонента взаимодействий, поскольку скорость травления окисла значительно более слабо зависит от температуры, чем скорость травления нитрида.

Наибольшие проблемы с селективностью травления возникают при травлении самосовмещенных контактов (см. рис.1.2). В этом случае проблемы наличия незащищенных углов микроструктуры, высокого аспектного соотношения и необходимости травить слои в областях между структурами затворов (где зазор может падать до размера ниже 0,1 мкм для устройств с 0,18 мкм топологическими нормами) объединяются и требуют наличия очень устойчивого процесса травления. Топология устройства может вызвать неравномерность толщины окисла на различных участках поверхности, что ведет к необходимости большого перетрава (порядка 50%). При этом необходимо значительно повысить селективность травления. Взаимодействие плазмы с чувствительными DUV фоторезистами может нарушать полимерный баланс на поверхности травимой структуры в течение травления, увеличивая вероятность остановки травления в элементах («канавках») с малыми размерами. Аналогично, стенки реактора могут действовать как дополнительный источник полимера и увеличивать тенденцию к остановке травления. Это особенно верно для реакторов высокоплотной плазмы, работающих со слабым термическим контролем, благодаря высокой диффузионной способности частиц и повторяющемуся осаждению и улетучиванию молекул — предшественников полимера на стенках реактора. Рисунок 5.1 показывает динамику излучения оптических эмиссионных линий С2, SiF и CN для РВП со слабым термическим контролем стенок. Линии приведены для частиц полимеров, травящих частиц и продуктов реакции соответственно. При начальной температуре стенок, холодная стенка действует как сток для молекул полимеров, что понижает селективность. Далее при повышении температуры стенок реактора, полимеризующиеся частицы, как в объеме плазмы, так и десорбирующиеся со стенок реактора вызывают драматические изменения в составе плазмы и, соответственно, селективности травления по отношению к подложке. Для того, чтобы достичь высокой селективности все окисляющие защитный полимер продукты реакций должны быстро удаляться из реактора, чтобы избежать их переосаждения или химического воздействия на нижележащий слой (например, кислородсодержащие побочные продукты воздействуют на покрывающий нитрид полимер). Скорость откачки при этом регулируется в зависимости от заданной скорости газового потока и рабочего давления. В некоторых отдельных случаях это может привести к неоднородности процесса травления в направлении системы откачки. Для предотвращения этого явления могут устанавливаться

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector