Die Rolle von Schwefelhexafluorid beim Ätzen von Siliziumnitrid

Schwefelhexafluorid ist ein Gas mit hervorragenden Isoliereigenschaften und wird häufig in Hochspannungslichtbogenlöschanlagen, Transformatoren, Hochspannungsleitungen, Transformatoren usw. eingesetzt. Darüber hinaus kann Schwefelhexafluorid auch als elektronisches Ätzmittel verwendet werden. Hochreines Schwefelhexafluorid in Elektronikqualität ist ein ideales elektronisches Ätzmittel und findet breite Anwendung in der Mikroelektronik. Heute stellt Yueyue, Spezialgasredakteur bei Niu Ruide, die Anwendung von Schwefelhexafluorid beim Ätzen von Siliziumnitrid und den Einfluss verschiedener Parameter vor.

Wir besprechen den SiNx-Ätzprozess mit SF6-Plasma, einschließlich der Änderung der Plasmaleistung, des Gasverhältnisses SF6/He und der Zugabe des kationischen Gases O2, besprechen seinen Einfluss auf die Ätzrate der SiNx-Elementschutzschicht von TFT und verwenden Plasmastrahlung. Das Spektrometer analysiert die Konzentrationsänderungen jeder Spezies im SF6/He-, SF6/He/O2-Plasma und die SF6-Dissoziationsrate und untersucht die Beziehung zwischen der Änderung der SiNx-Ätzrate und der Plasmaspezieskonzentration.

Studien haben ergeben, dass sich die Ätzrate erhöht, wenn die Plasmaleistung erhöht wird. Wird die Flussrate von SF6 im Plasma erhöht, erhöht sich die F-Atomkonzentration und korreliert positiv mit der Ätzrate. Wird bei einer festen Gesamtflussrate das kationische Gas O2 hinzugefügt, erhöht sich die Ätzrate. Bei unterschiedlichen Flussverhältnissen von O2/SF6 treten jedoch unterschiedliche Reaktionsmechanismen auf, die sich in drei Teile unterteilen lassen: (1) Bei einem sehr kleinen Flussverhältnis von O2/SF6 kann O2 die Dissoziation von SF6 unterstützen, sodass die Ätzrate zu diesem Zeitpunkt höher ist als ohne O2-Zugabe. (2) Bei einem Flussverhältnis von O2/SF6 über 0,2 bis nahe 1 ist die Ätzrate aufgrund der starken Dissoziation von SF6 zu F-Atomen am höchsten. Gleichzeitig steigt jedoch auch die Menge der O-Atome im Plasma an, sodass sich auf der SiNx-Filmoberfläche leicht SiOx oder SiNxO(yx) bildet. Je mehr O-Atome zunehmen, desto schwieriger wird die Ätzreaktion mit den F-Atomen. Daher verlangsamt sich die Ätzrate, wenn das O2/SF6-Verhältnis nahe 1 liegt. (3) Wenn das O2/SF6-Verhältnis größer als 1 ist, nimmt die Ätzrate ab. Durch den starken Anstieg von O2 kollidieren die dissoziierten F-Atome mit O2 und bilden OF, wodurch die Konzentration der F-Atome abnimmt und die Ätzrate sinkt. Daraus lässt sich ersehen, dass bei Zugabe von O2 die beste Ätzrate erzielt werden kann, wenn das O2/SF6-Verhältnis zwischen 0,2 und 0,8 liegt.