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蚀刻工艺概述:干法蚀刻设备现状

来源:未知 发布时间:2015-10-24 00:58 点击: 
从65 nm 过渡到45 nm 技术节点,在生产技术方面经历了一些变革,其中主要包括:许多蚀刻加工公司首次采用ArF(193 nm)浸没式光刻技术、逻辑电路生产制造商引入高介电常数绝缘材料/金属栅电极工艺,以进一步降低后道层间介质(ILD)绝缘材料的介电常数。在45 nin节点,许多DRAM(动态随机存取存储器)和闪存制造商也开始由铝工艺转而采用铜互连工艺。最为重要的是NAND(闪存器件)由于其具有最为细小的图形尺寸和节距(pitch),第一次毫无争议地成为了技术前进的原动力。“由65 nm迈入45nm节点伴着多项重大的变革,这其中就包括:采用浸没式光刻技术提高内存单元的密度、引入高介电常数绝缘材料和金属栅电极进一步提高器件的性能以及进一步降低后道互连绝缘介质的介电常数等。蚀刻网随着工艺要求的不断提高,目前蚀刻腔射频系统由初期的电容式耦合单射频系统设计,发展到双射频设计。特别是到65 nm 以后,这已经成为必然选择。不锈钢蚀刻网双射频设计方式能把离子的轰击速度和浓度分开控制,从而更好地控制蚀刻速率、选择比、均匀性和特征尺寸。
 
在半导体的CD线宽向前发展到65 nm和45 nm工艺时,对电介质蚀刻也会提出更多的要求。前段主要面临的问题是对CD的要求愈来愈高。晶片内部、晶片之间和不同反应器之间的CD重复性必须小于几个纳米。同时当光刻方面不能到达既定的要求,有时就会要求在蚀刻工艺过程中对CD进行相应的补偿。对于CD的控制,从硬件方面,必须缩短等离子体存活时间,控制好离子密度和能量分布也是非常重要的。从工艺角度来看,必须更加精确地控制等离子体化学反应过程,同时要求可以灵活控制工艺条件,通过在线检测技术实现对CD的实时调整。
 
2007年全球半导体设备资本支出445亿美元,较去年的421亿美元增长5.9% 。前五大设备供应商依次为:Applied Materials、TEL、ASML HoldingNV、KLA—Tencor及Lam Research。
 
干式蚀刻设备形成了超过半导体设备投资总额10%的巨大市场。2007年度的市场规模受到存储器投资扩大的牵引,与前1年度相比增长1l%以上,约达到5 900亿日元。市场的60%为绝缘膜用、25%~30%为多晶硅用、l0%~15%为金属用,冲孔网结构比例上没有大的变动。逻辑器件制造疲软及存储器件产能扩张导致的投资不均衡,影响到相关设备市场份额,存储器方面旺盛的增产意向,使绝缘膜用产品得到了发展,而去除硬掩膜需求的高涨也促进了多晶硅用事业的扩大。金属用方面, 由于从Al布线向无需蚀刻的Cu布线转换,未来呈逐渐减少的趋势,不过存储器仍采用Al布线,看样子不会急剧的下降。Lam Research、Applied MateriaIs、东京电子、日立高新科技构成了供应商四强。Lam乘着绝缘膜用产品热卖之势得到飞跃性的发展,总销售额达24.5亿美元,较2006年增长了19.3%。擅长金属用领域的Applied也逐渐增加其市场份额比例,该公司的金属用产品占据市场相当高的份额, 主力产品“Applied Opus AdvantEdge Meta1Etch”的开发以升级为中心。AdvantEdge MetaI搭载了静电夹“Dual Zone ESC”,可在晶圆中心与最外周上将温度分为两个区域进行设置,可将图形尺寸的面内均一性控制在正负数微米之内。在腔室与制程套件中采用新材料,微粒与结晶缺陷的产生率比以往减少4O%,成功延长了清洗周期。在Du al Zone ESC的基础上,还搭载了可在晶圆中心与最外周改变气体供给的Du al Gas Feed。该公司正在开发新腔室,以应对进一步提高CD均匀性及高纵横比加工,预定于2008年内推出。
 
东京电子主要在氧化膜应用及多晶硅应用两方面展开,氧化膜用的比重占绝对多数。平台方面的产品阵容包括,4腔室200 mm的“UNITY Me”、4腔室300 mm 的“Telius”、进一步小型化的“TeliusSP”、6腔室300 mm 的“Tactras”。腔室有面向绝缘膜的“SCCM”及多晶硅用“SCCMPoly”等。从2007年4月开始了新机型“TactrasVigus”的接单。对于32 nm之后制程的高纵横比触点,实现了高蚀刻速率、CD控制、高选择比。除了标准搭载实现了设备运转率的提高与微粒减少的OEE封装、设备的新应用系统以外,作为扩展功能,准备了蚀刻后层间绝缘膜的修复处理、除去晶圆内面外周的聚合物等后处理技术等。
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