エッチング工程の問題点

エッチングこの技術は、半導体製造プロセスの重要なステップの 1 つであり、ウェハから特定の材料を除去して回路パターンを形成するために使用されます。しかし、ドライエッチングプロセス中に、エンジニアはローディング効果、マイクログルーブ効果、帯電効果など、最終製品の品質と性能に直接影響を与える問題に遭遇することがよくあります。

 Ⅰ ローディング効果

ローディング効果とは、ドライエッチングにおいて、エッチング面積が増加したり、エッチング深さが深くなると、反応性プラズマの供給不足によりエッチングレートが低下したり、エッチングが不均一になる現象をいう。この効果は通常、プラズマの密度や均一性、真空度などのエッチングシステムの特性に関連しており、さまざまな反応性イオンエッチングに広く存在します。

 •プラズマ密度と均一性を向上させる: より効率的な RF 電力やマグネトロン スパッタリング技術を使用するなど、プラズマ源の設計を最適化することで、より高密度でより均一に分布したプラズマを生成できます。

 •反応性ガスの組成を調整する: 反応性ガスに適切な量の補助ガスを追加すると、プラズマの均一性が向上し、エッチング副生成物の効果的な排出が促進されます。

 •真空システムを最適化する: 真空ポンプの排気速度と効率を向上させると、チャンバー内でのエッチング副生成物の滞留時間が短縮され、負荷の影響が軽減されます。

 •合理的なフォトリソグラフィ レイアウトを設計する: フォトリソグラフィーのレイアウトを設計するときは、負荷効果の影響を軽減するために、局所的な領域での過密な配置を避けるためにパターンの密度を考慮する必要があります。

 Ⅱ マイクロトレンチ効果

マイクロトレンチ効果とは、エッチング工程において、高エネルギー粒子がエッチング面に斜めに当たることにより、側壁付近のエッチング速度が中央部よりも速くなり、エッチングが不可能になる現象を指します。 - 側壁の垂直面取り。この現象は入射粒子の角度と側壁の傾きに密接に関係しています。

 •RF電力を増やす: RF 出力を適切に増加すると、入射粒子のエネルギーが増加し、ターゲット表面により垂直に衝突できるようになり、それによって側壁のエッチング速度の差が減少します。

 •適切なエッチングマスク材料を選択してください: 一部の材料は、帯電効果に対する耐性が高く、マスク上の負電荷の蓄積によって悪化するマイクロトレンチ効果を軽減できます。

 •エッチング条件の最適化：エッチングプロセス中の温度や圧力などのパラメータを微調整することにより、エッチングの選択性と均一性を効果的に制御できます。

 Ⅲ 充電効果

帯電効果は、エッチングマスクの絶縁特性によって引き起こされます。プラズマ内の電子がすぐに逃げることができない場合、電子はマスク表面に集まって局所的な電場を形成し、入射粒子の経路を妨げ、特に微細構造をエッチングする場合にエッチングの異方性に影響を与えます。

 • 適切なエッチングマスク材料の選択: 一部の特別に処理された材料または導電性マスク層は、電子の凝集を効果的に低減できます。

 •間欠エッチングの実施: エッチングプロセスを定期的に中断し、電子が逃げるのに十分な時間を与えることで、帯電の影響を大幅に軽減できます。

 •エッチング環境を調整する: エッチング環境のガス組成、圧力、その他の条件を変更すると、プラズマの安定性が向上し、帯電効果の発生を軽減できます。