资料详细介绍了旨在提高非晶碳层(ACL)硬掩模沉积腔清洗效率的技术开发,该腔室在半导体 3D NAND 闪存制造工艺中至关重要,并旨在替代具有高全球变暖潜能值 的氟基气体( NF3 ) 。
随着 3D NAND 闪存堆叠层数的增加,能够承受长时间蚀刻工艺的硬掩模沉积腔的重要性也随之增加,但传统清洗中使用的有毒氟气 受到环境法规的约束,并且会导致腔体内部腐蚀和颗粒产生等问题 。
开发一种基于直接等离子体和 RPS(远程等离子体系统)的混合清洗模块系统, 适用于低温到超高温工艺,无需使用任何氟气体 。
混合清洗模块实现:
通过应用地面控制单元技术,将等离子体不仅扩散到腔室顶部,而且扩散到底部和泵送管线(前线),从而显著提高了对脆弱区域的清洁。
通过引入阳极氧化技术,可以抑制自由基复合,最大限度地提高清洗效率。
氟替代气体的发现与优化:
实时过程监控:
明知大学开发了一种利用 OES、SP-OES、HS-OPM 和 VI-Probe 等传感器实时监测等离子体化学物质并诊断清洗过程终点 (EPD) 的技术。
ACL 去除效率: 椭偏仪和 SEM 测量结果显示值为 7,641–9,620 Å/min ,显著超过了目标值(超过 3,000 Å/min)。
氟检测量: XPS、SIMS 和 RGA 分析结果证实薄膜和前线中不含氟 ,达到了监管合规目标(100% 减少)。
铝杂质: ICP-MS 测量结果记录的含量为 $3.86\times 10^{11}$ ,满足参考值( ≤1×1012 ),因此 AlF 3 预防产生机制的验证。
均匀性和压力变化: 晶圆不均匀性(NU% 变化)和前线压力变化率均稳定在目标限度内。