电子行业蚀刻气体之四氟化碳

来源:瑞德特种气体发布日期 2019-07-15 14:16

四氟化碳这种含氟有机化合物用于蚀刻二氧化硅和氮化硅这样的介质资料已经有很多年了。在氧化膜的干法蚀刻中,含氟有机物是首要是蚀刻气体,如八氟环丁烷在高电场下,离化成等离子体和自由季(Radical),包括CF*,CF2*,CF3*等,然后自由基与二氧化硅反响完结蚀刻,其反响式为:CF*+SiO2-SiF4+CO/CO2.

含氟有机物往往与其它无机气体一起运用,如含氟有机物与Ar轰击被蚀刻体的外表,能够加快蚀刻的速率。

另外,在蚀刻过程中因为和光刻胶反响会生成很多的反响生成物,为(C-H)n聚合物,用O2能够帮助除去它们。

反响中,CF基因是最要害的因子,F是起首要蚀刻效果的,但它和氧化膜(SiO2)和氮化膜(Si3N4)反响,速率相差不大,因而蚀刻速率选择比低;而C的效果是生成(C-H)n聚合物等,优点是有利于提高蚀刻选择比,缺点是过多的聚合物会在蚀刻过程中堵塞孔,形成蚀刻间断(Etch stop),最终导致开孔不良。所以,不同的蚀刻工艺要求运用不同F/C比值的蚀刻剂。能够增加辅佐气体如CO来平衡C的比例,也能够改动蚀刻气体,比如C/F比。

全氟化物的电子气体中,六氟乙烷使用量占50%左右。六氟乙烷(FC-116)因其无毒无臭、高稳定性而被广泛应用在半导体制造过程中,例如作为干蚀刻剂(Dry Etch)、化学气相沉积(CVD,Chemical Vapor Deposition)后腔体的清洗剂。六氟乙烷作为干法蚀刻剂,可用于集成电路中的等离子蚀刻,在RF(射频)下能解离出高活性的氟离子,主要用于反应器内表面硅、硅化合物的蚀刻。特别是随着半导体器件的发展,集成电路精度要求越来越高,常规的湿法腐蚀不能满足0.18-0.25um的深亚微米集成电路高精度细线蚀刻的要求。而六氟乙烷作为干蚀刻剂具有边缘侧向侵蚀现象极微、高蚀刻率及高精确性的优点,可以极好地满足此类线宽较小的制程的要求。特别是当接触到孔径为140nm或更小的元件时,原先的八氟环丁烷无法起到蚀刻作用,而六氟乙烷却可以在小到110nm的元件上产生一条深凹槽。六氟乙烷也可作为清洗剂,主要用于半导体化学相沉积CVD腔体的清洗。在以传统硅甲烷(SiH4)为基础的各种CVD制程中,六氟乙烷作为清洗气体与硅烷相比更具优越性,主要表现在排放低、气体利用率高、清洗效率高和设备产出率高。

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