نقش هگزافلورید گوگرد در حکاکی نیترید سیلیکون

هگزافلورید گوگرد گازی با خواص عایق عالی است و اغلب در خاموش کننده‌های قوس الکتریکی ولتاژ بالا و ترانسفورماتورها، خطوط انتقال ولتاژ بالا، ترانسفورماتورها و غیره استفاده می‌شود. با این حال، علاوه بر این عملکردها، هگزافلورید گوگرد می‌تواند به عنوان یک ماده حک کننده الکترونیکی نیز مورد استفاده قرار گیرد. هگزافلورید گوگرد با خلوص بالا و درجه الکترونیکی، یک ماده حک کننده الکترونیکی ایده‌آل است که به طور گسترده در زمینه فناوری میکروالکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. امروز، سردبیر ویژه گاز Niu Ruide، Yueyue، کاربرد هگزافلورید گوگرد را در حک کردن نیترید سیلیکون و تأثیر پارامترهای مختلف معرفی خواهد کرد.

ما فرآیند حکاکی پلاسمایی SiNx با SF6، شامل تغییر توان پلاسما، نسبت گاز SF6/He و افزودن گاز کاتیونی O2، بحث در مورد تأثیر آن بر نرخ حکاکی لایه محافظ عنصر SiNx در TFT و استفاده از تابش پلاسما را مورد بحث قرار می‌دهیم. طیف‌سنج، تغییرات غلظت هر گونه را در پلاسمای SF6/He، SF6/He/O2 و نرخ تفکیک SF6 تجزیه و تحلیل می‌کند و رابطه بین تغییر نرخ حکاکی SiNx و غلظت گونه‌های پلاسما را بررسی می‌کند.

مطالعات نشان داده‌اند که وقتی توان پلاسما افزایش می‌یابد، سرعت اچینگ افزایش می‌یابد؛ اگر سرعت جریان SF6 در پلاسما افزایش یابد، غلظت اتم F افزایش می‌یابد و با سرعت اچینگ همبستگی مثبت دارد. علاوه بر این، پس از افزودن گاز کاتیونی O2 تحت سرعت جریان کل ثابت، باعث افزایش سرعت اچینگ خواهد شد، اما تحت نسبت‌های مختلف جریان O2/SF6، مکانیسم‌های واکنش متفاوتی وجود خواهد داشت که می‌توان آنها را به سه بخش تقسیم کرد: (1) نسبت جریان O2/SF6 بسیار کوچک است، O2 می‌تواند به تفکیک SF6 کمک کند و سرعت اچینگ در این زمان بیشتر از زمانی است که O2 اضافه نمی‌شود. (2) هنگامی که نسبت جریان O2/SF6 بیشتر از 0.2 به بازه نزدیک به 1 باشد، در این زمان، به دلیل مقدار زیاد تفکیک SF6 برای تشکیل اتم‌های F، سرعت اچینگ بالاترین است. اما همزمان، اتم‌های O در پلاسما نیز در حال افزایش هستند و تشکیل SiOx یا SiNxO(yx) با سطح فیلم SiNx آسان است و هرچه اتم‌های O بیشتر افزایش یابند، اتم‌های F برای واکنش اچینگ دشوارتر خواهند بود. بنابراین، وقتی نسبت O2/SF6 نزدیک به 1 باشد، سرعت اچینگ شروع به کند شدن می‌کند. (3) وقتی نسبت O2/SF6 بیشتر از 1 باشد، سرعت اچینگ کاهش می‌یابد. به دلیل افزایش زیاد O2، اتم‌های F جدا شده با O2 برخورد کرده و OF تشکیل می‌دهند که غلظت اتم‌های F را کاهش می‌دهد و در نتیجه سرعت اچینگ کاهش می‌یابد. از این می‌توان دریافت که وقتی O2 اضافه می‌شود، نسبت جریان O2/SF6 بین 0.2 تا 0.8 است و می‌توان بهترین سرعت اچینگ را به دست آورد.