伪湿等离子体机制,通过冷辅助表面反应使SiO2的高通量干蚀刻成为可能
Shih-Nan Hsiao1, Makoto Sekine1, Nikolay Britun1
1Center for Low-temperature Plasma Sciences, Nagoya University, Furocho, Nagoya, Aichi, 464-8603, Japan.
Small methods
|June 2, 2024
概括
低温温度显著提高了半导体制造中的二氧化蚀刻速率,通过实现新的协同作用. 这种"伪湿等离子蚀刻"提高了小型,先进设备的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 半导体制造业 半导体制造业
背景情况:
- 先进的半导体设备制造依赖于精确的模式技术,如反应性离子蚀刻 (RIE).
- 将设备缩小到亚纳米尺寸的尺寸会降低传统RIE的有效性,因为减少了离子和基质传输.
- 这种限制导致了蚀刻速度 (ER) 的降低,阻碍了进一步的微型化.
研究的目的:
- 研究一种新型的在冷温度下的协同作用,以提高SiO2的蚀刻速率 (ER).
- 探索这种增强背后的机制,并提出一个新的蚀刻过程模型.
- 确认表面吸附物种在增强蚀刻中的作用.
主要方法:
- 在冷却温度 (-60°C) 下使用CF 4 /H 2等离子体进行SiO 2蚀刻.
- 在血中变化H 2 / ((CF 4 +H 2)) 比率,具体测试33%.
- 在现场采用富里埃变换红外光谱法 (FTIR) 来分析冷条件下的表面吸附.
主要成果:
- 在20°C相比,SiO2蚀刻速率 (ER) 在-60°C达到两倍,最佳的H2/CF4+H2比率为33%.
- 在低温温度下通过FTIR证实了HF和H2O在SiO2表面的吸附.
- 证明表面吸附的HF/H2O作为蚀刻催化剂,与等离子体物种协同增强ER.
结论:
- 一种名为"伪湿等离子体蚀刻"的新型低温蚀刻工艺显著提高了SiO 2的蚀刻速度.
- 增强蚀刻是由离子,表面吸附化学物质 (HF/H2O) 和蚀刻材料之间的协同相互作用驱动的.
- 这种方法克服了传统RIE对纳米级半导体图案的局限性,因为它专注于表面相互作用.
