Dry-Etch工艺及设备介绍课件

Array2016年8月1日ArrayDryEtch工艺与设备介绍精品课件课程内容介绍2、DryEtch设备介绍1、DryEtch工艺介绍精品课件0.DryEtch目的是什么？干法刻蚀：利用等离子体进行薄膜刻蚀的技术。薄膜：化学气象沉积生成的含硅的产物---PECVD工艺。磁控溅射沉积的金属类产物---Sputter工艺。利用物理涂覆及曝光工艺形成的各种图案的PR---Photo工艺。GlassSi

orMetalPR等离子体精品课件1.0DryEtch原理利用RFPower和真空气体生成的低温Plasma产生离子(Ion)和自由基(Radical),该Ion和Radical与沉积在基板上的物质反应生成挥发性物质,从而转移PRMask规定的图案到基板上,这就是干法刻蚀的原理精品课件1.1DryEtch工艺概要干法刻蚀均一性UniformityH/V比刻蚀率EtchRateCDBiasAshingBiasProfile选择比Selectivity精品课件1.1DryEtch工艺概要刻蚀率(EtchRate)即刻蚀速度，指单位时间内刻蚀膜层的速度。单位：Å/Min。（1nm=10Å）均一性(UniformityRate)体现刻蚀过程中刻蚀量或者刻蚀完成后的剩余量的差异性。Uniformity=(Max-Min)(Max+Min)or2×Average×100%精品课件1.1DryEtch工艺概要Profile一般指刻蚀后的断面，要求比较平缓的角度，且无Undercut。要求：40~70°选择比指不同的膜层在同一条件下刻蚀速度的比值。若A膜质的刻蚀速度为Ea，B膜质在同一条件下的的刻蚀速度为Eb。那么A膜质相对B膜质的选择比就是：Sa/b=Ea÷Eb45°45°Undercut精品课件1.1DryEtch工艺概要H/V(Horizontal/Vertical)一般指针对PR胶刻蚀过程中，水平方向的刻蚀量与垂直方向的刻蚀量的比值。CDBias(PRAshingBias)CDBias指Photo工艺后的线宽DICD与最终形成的Pattern线宽FICD的差值。干刻相关的主要是指PR在Ashing过程中水平方向的刻蚀量。CDBias=∣DICD－FICD∣精品课件1.2DryEtch工艺介绍GTAshing针对Pixel区域PR胶进行反应，生产挥发性气体的过程。Ashing反应气体(SF6/NF3+O2)：

CxHy(PR胶)+O2----->COx↑+H2O↑GlassITOGatePRGatePRGlassITOGatePRGateSF6/NF3精品课件1.2DryEtch工艺介绍Ash/ActorAct/AshActiveEtch：针对Pixel区域a-Si进行反应，生产挥发性气体的过程。Ashing：针对TFTChannel区域PR胶进行反应，生成挥发性气体的过程。ActiveEtch反应气体(Cl2&SF6/NF3)：Si+Cl*+F*→SiCl4↑+SiF4↑Ashing反应气体(SF6/NF3)：

CxHy(PR胶)+O2----->COx↑+H2O↑PRPRGIActiveSDPRPRGIActiveSDSF6/NF3精品课件1.2DryEtch工艺介绍N+Etch&DryStripN+Etch：针对TFTChannel区域a-Si进行反应，生产挥发性气体的过程。DryStrip：针对N+Etch后Glass表面PR胶进行反应，生成挥发性气体的过程。N+Etch反应气体(Cl2&SF6/NF3)：Si+Cl*+F*→SiCl4↑+SiF4↑DryStrip反应气体(SF6/NF3)：

CxHy(PR胶)+O2----->COx↑+H2O↑GIActiveSDPRPRGIActiveSDSF6/NF3精品课件1.2DryEtch工艺介绍ViaEtchViaEtch：针对ContactHole区域SiNx进行反应，生产挥发性气体的过程。因为刻蚀的不同区域的膜厚度及成分不一样，所以选择比在Via

Etch中也是一个重要的因素。ViaEtch反应气体(SF6/NF3)：

Si+F*→SiF4↑PRPVXGIGateSDActivePRPVXGIGateSDActive精品课件ProcessLoadLockProcessProcessTransferCassetteCassetteUSC2.0DryEtch设备介绍精品课件2.1DryEtcher设备构成精品课件2.2DryEtcher设备构成VMBPlasmaPSCM1CM2B-AAPCTMPExhaustMatchingBoxChillerEPD13.56MHz3.2MHzMFCFilterDryPumpISOValveCutOffValveRFSystemVacuum&ExhaustSystemGasSupplySystemReliefPipeReliefValve~~TemperatureControlSystemSlowPumpValve精品课件2.3PC真空及排气系统ProcessChamberScrubberToFacilityAPCTMPDryPump精品课件2.3PC真空及排气系统APC是与CM结合进行自动调节压力的装置排气管阀开时状态Degree:1000闭时状态Degree:0CMProcess

ChamberVacuumPumpAPCAPC：AdaptivePressureController精品课件2.3PC真空及排气系统Drypump介绍：-Drypump主要用于L/L、T/C的真空Pumping与PC的初级真空Pumping-排气能力:30~1500m3/h-运行压力范围:102

Pa~大气DryEtch使用的DryPump是集成MechanicalBoosterPump(机械增压泵)和DryPump(干泵)的一体泵，一般统称为DryPump精品课件2.3PC真空及排气系统TurboMolecularPump(TMP):-主要用于P/C次级真空Pumping与压力维持DischargeType(排出式)Pump毎分钟2~3万次旋转，正常使用27000rpm-运行压力范围:10-7-102Pa精品课件2.4RFSystemRF(RadioFrequency)：提供激发电浆并维持蚀刻的能量来源-BOEHF所采用的ECCPMode使用两个RF电源，频率分别为13.56MHz和3.2MHz。SourceRF：加快粒子碰撞频率、增加Plasma浓度；BiasRF：RF周期较长，Ion可以获得更大的速度，使Ion到达下部电极(基板)时的能量增大，使Plasma到达稳定的时间缩短，提高PlasmaUniformity。MatchingBox和MatchingController相结合把反射波控制到最小，使ProcessChamber内产生最大的Energy。MatchingboxMatchingControllerProcesschamberRFgenerator控制反射，把最大的Energy传递给ProcessChamber精品课件2.5

温控系统Chiller(HeaterExchanger)ChillerChillerHoseConnectorPtSensor(热电偶)：温度测量精品课件2.5

温控系统

BCFlow使用He进入基板与下电极板的间隙，藉以冷却基板

为了防止基板出现偏移，TC使用直流电压，使基板与下部电极实静电吸引

TC使用的DC电压值，使用He之压力与流量而改变，He流量越大，TC所需使用之电压越高

TC&BC：--------