用于 1X/2X 级半导体低温无机沉积的 PEALD 设备核心技术开发技术能够在低温下沉积高质量无机薄膜的 PEALD(等离子体增强原子层沉积)设备及相关技术,以支持半导体器件和三维堆叠结构(例如 3D 闪存 ) 的小型化 。
应用领域扩展 :不仅适用于 DRAM 和 LSI 的精细图案化工艺(DPT/QPT)、栅极势垒和间隙填充工艺,还适用于未来的低温柔性器件和 OLED 领域。
以下为主要内容点:
开发用于 1X/2Xnm 级半导体的低温无机沉积 PEALD 设备技术
开发一种能够在500℃以上温度下进行工艺处理的反应室
开发等离子体工艺设备(从最初的小批量类型优化到单晶圆类型)
开发沉积速率 >0.7 Å/循环的前驱体
厚度均匀性) : <1.5%
系统颗粒 :粒径大于 0.065 微米的颗粒少于 5 个
湿法刻蚀速率 (WER) :达到基于 HF 200:1 的目标值 (<3 Å/秒)
步进覆盖率 :在高纵横比 (A/R 3E 10:1) 结构中实现超过 95% 的覆盖率
确保高温高速旋转稳定性 :
通过应用位移传感器(激光传感器)来控制 3D 闪存高温工艺过程中发生的晶圆翘曲(变形),建立了实时监控和反馈控制技术。
通过引入多区陶瓷加热器和级联温度控制方法,提高了晶圆温度均匀性。
PEALD 设备和工艺优化 :
为了克服初始小批量结构的阶梯覆盖率限制,通过改用单晶圆型多腔结构,最大限度地提高了工艺可靠性和阶梯覆盖率。
通过在 200 毫秒内实施快速阀门切换和高速等离子体匹配技术,创造了稳定的 PEALD 工艺环境。
通过使用远程等离子体进行原位清洗,最大限度地减少了颗粒物的产生。
开发了适用于 ALD 和 PEALD 工艺的高纯度硅前驱体(CSN-2、DTDH-3H2、DTDN-2H4 等)。
通过 TGA 和 DSC 分析验证了热稳定性和汽化特性。
通过优化前驱体合成工艺,获得了有机物纯度超过 99.5%、无机物纯度超过 99.9999% 的高纯度技术。
利用新开发的硅前驱体,改善了 SiO2 和 SiN 薄膜沉积工艺的窗口,并获得了最佳工艺温度和化学反应条件。
通过分析沉积薄膜的成分、湿法刻蚀速率、台阶覆盖率、电特性等,提供反馈。