Rikkiheksafluoridin rooli piinitridin syövytyksessä

Rikkiheksafluoridi on kaasu, jolla on erinomaiset eristysominaisuudet, ja sitä käytetään usein korkeajännitteisissä valokaaren sammutusjärjestelmissä ja muuntajissa, korkeajännitteisissä siirtolinjoissa, muuntajissa jne. Näiden toimintojen lisäksi rikkiheksafluoridia voidaan kuitenkin käyttää myös elektronisten laitteiden syövytysaineena. Elektroniikkalaatuinen, erittäin puhdas rikkiheksafluoridi on ihanteellinen elektronisten laitteiden syövytysaine, jota käytetään laajalti mikroelektroniikan tekniikan alalla. Tänään Niu Ruiden erikoiskaasutoimittaja Yueyue esittelee rikkiheksafluoridin käyttöä piinitridin syövytyksessä ja eri parametrien vaikutusta siihen.

Käsittelemme SF6-plasman SiNx-etsausprosessia, mukaan lukien plasman tehon, SF6/He-kaasusuhteen ja kationisen O2-kaasun lisäämisen muuttamisen, sen vaikutuksen TFT:n SiNx-elementtisuojakerroksen etsausnopeuteen ja plasmasäteilyn käytön. Spektrometri analysoi kunkin lajin pitoisuusmuutoksia SF6/He- ja SF6/He/O2-plasmassa ja SF6:n dissosiaationopeutta ja tutkii SiNx-etsausnopeuden muutoksen ja plasman lajipitoisuuden välistä suhdetta.

Tutkimuksissa on havaittu, että plasman tehon kasvaessa etsausnopeus kasvaa; jos SF6:n virtausnopeutta plasmassa lisätään, F-atomien pitoisuus kasvaa ja korreloi positiivisesti etsausnopeuden kanssa. Lisäksi kationisen O2-kaasun lisääminen kiinteällä kokonaisvirtausnopeudella lisää etsausnopeutta, mutta eri O2/SF6-virtaussuhteilla reaktiomekanismit vaihtelevat. Ne voidaan jakaa kolmeen osaan: (1) Kun O2/SF6-virtaussuhde on hyvin pieni, O2 voi auttaa SF6:n dissosiaatiossa, ja etsausnopeus on tällöin suurempi kuin silloin, kun O2:ta ei ole lisätty. (2) Kun O2/SF6-virtaussuhde on yli 0,2 ja lähestyy arvoa 1, etsausnopeus on korkein, koska SF6 dissosioituu paljon F-atomien muodostamiseksi. Mutta samaan aikaan plasman O-atomien määrä kasvaa ja SiOx:n tai SiNxO(yx):n muodostuminen SiNx-kalvon pinnalle on helppoa, ja mitä enemmän O-atomien määrä kasvaa, sitä vaikeampaa F-atomien on etsausreaktiolle. Siksi etsausnopeus alkaa hidastua, kun O2/SF6-suhde on lähellä 1. (3) Kun O2/SF6-suhde on suurempi kuin 1, etsausnopeus hidastuu. O2:n suuren kasvun vuoksi dissosioituneet F-atomit törmäävät O2:een ja muodostavat OF:ia, mikä vähentää F-atomien pitoisuutta ja johtaa etsausnopeuden laskuun. Tästä voidaan nähdä, että kun O2:ta lisätään, O2/SF6:n virtaussuhde on 0,2–0,8, ja saavutetaan paras etsausnopeus.