Плотность плазмы, ионная энергия и распределение активных групп являются основой для определения однородности травления и требуют точного регулирования с помощью радиочастотной системы, помощи магнитного поля и конструкции симметрии полости.

1. Уточненное управление радиочастотными (RF) системами

Радиочастотная мощность является основной движущей силой, генерируемой плазмой, стабильность и распределение которой напрямую влияют на однородность плазмы:

Управление стабильностью мощности: использование высокоточных радиочастотных источников питания (например, точность колебаний мощности ± 0,1%) и в сочетании с сетью автоматического согласования (AutoMatchingNetwork) для компенсации изменений сопротивления в камере в режиме реального времени (из - за состояния образца, изменения состава газа), чтобы избежать локального « потухания» плазмы или « чрезмерной силы». Например, в реакционном ионном травлении (RIE) рассогласование сопротивления может привести к снижению плотности плазмы на краю кристаллического круга, отклонение скорости травления может достигать более 10%, а скорость реакции соответствующей сети должна контролироваться на миллисекундном уровне.

Многочастотная радиочастотная совместная регулировка: использование двухчастотной (например, 13.56 МГц + 2 МГц) или трехчастотной радиочастотной системы, высокочастотная (например, 13.56 МГц) в основном контролирует плотность плазмы (влияет на скорость травления), низкочастотная (например, 2 МГц) контролирует энергию ионной бомбардировки (влияет на направленность травления). Регулируя соотношение мощности на разных частотах, можно оптимизировать « однородность плотности» и « однородность энергии» соответственно - например, разницу в плотности плазмы между центром кристаллической окружности и краем, а отклонение плотности может быть уменьшено до 3% за счет увеличения доли высокочастотной мощности в периферийных областях (например, с использованием зонированных радиочастотных электродов).

2. Связь плазмы с помощью магнитного поля

Для плазменного травления высокой плотности (например, ECR, ICP) магнитное поле может сдерживать движение электронов силой Лоренца, повышая однородность плотности плазмы:

Интенсивность магнитного поля и оптимизация распределения: « однородная система магнитного полея», состоящая из нескольких групп катушек, регулирует ток катушки путем моделирования (например, моделирования магнитного поля COMSOL), так что отклонение интенсивности магнитного поля в камере составляет 5%. Например, при травлении ICP, если центр магнитного поля слишком сильный, а край слабый, это может привести к высокой плотности центральной плазмы и высокой скорости травления; Компенсация тока в боковой катушке позволяет снизить стандартную разность распределения плотности плазмы в кристаллической окружности с 8% до 2%.

Динамическая настройка магнитного поля: для различных рисунков травления (например, графическая область высокой плотности и графическая область низкой плотности), регулировка распределения магнитного поля в реальном времени (например, управление током катушки с помощью программируемого источника питания), избегая локального « скопления плазмы» - например, при травлении крупногабаритных канавок, область канавки легко привлекает больше ионов из - за накопления заряда, динамическое ослабление магнитного поля в этой области уравновешивает интенсивность ионной бомбардировки.

3. Дизайн геометрической симметрии камеры

Механическая структура камеры должна избегать "мертвого угла" или "асимметричного электрического поля", обеспечивая распределение плазмы без возмущений:

Параллельность электродов и симметрия: параллелизм верхних и нижних электродов (анод / катод) должен контролироваться в пределах 0,1 мм (достигается с помощью прецизионных направляющих и устройств горизонтальной калибровки), если электрод наклонен, это приведет к локальной разнице в интенсивности электрического поля (например, усиление бокового электрического поля), вызывая скорость травления « быстрая боковая граница, медленная центра». Кроме того, диаметр электрода должен быть немного больше кристаллического круга (например, диаметр кристаллического круга 300 мм, диаметр электрода 320 мм), уменьшая « затухание электрического поля на грани».

Предотвращение металлического загрязнения и накопления заряда: внутренняя стенка камеры и ее компоненты (например, сопла, втулка) должны быть покрыты инертными материалами (например, покрытием Alnenenebk Oneneneer, Yneneneed Onenenebj), чтобы предотвратить загрязнение образца атомами металла после распыления плазмой, одновременно уменьшая неравномерное накопление заряда на поверхности стенки (накопление заряда искажает местное электрическое поле).