Применение метода комплексного планирования эксперимента для оптимизации процесса глубокого анизотропного плазменного травления кремния

Применение метода комплексного планирования эксперимента для оптимизации процесса глубокого анизотропного плазменного травления кремния

При формировании структур методом глубокого анизотропного плазменного травления кремния с малыми и сверхмалыми аспектными отношениями (много меньше 0,5) возникают сложности, связанные с геометрией структур и качеством травления. Это, в частности, обусловлено большими площадями вскрытия (30 % и более от общей площади пластины), что качественно отличает данный процесс от процесса формирования глубоких щелей с аспектными отношениями более 100. В работе исследованы характеристики процесса глубокого анизотропного плазменного травления кремния в зависимости от операционных параметров для структур с малым аспектным отношением (менее 0,5). Рассмотрены такие параметры процесса, как профиль травления, радиус кривизны дна и отсутствие микродефектов (эффект «черного кремния») на поверхности дна структуры после травления, равномерность глубины травления по пластине, селективность травления кремния по отношению к маске из фоторезиста. С использованием комплексного подхода в планировании и анализе данных эксперимента согласно методу Тагучи проведена качественная оценка влияния операционных параметров на выходные характеристики процесса. Из 13 наблюдаемых параметров выявлены 7 наиболее значительных, которые оказывают максимальное влияние на выходные характеристики процесса. Это позволило значительно сократить количество экспериментов при дальнейшей оптимизации режимов травления и достичь существенного улучшения характеристик процесса. Процессы с оптимальными режимами позволяют получать максимально вертикальные профили травления. При этом неравномерность травления составляет менее ± 3% при глубине 300 мкм и суммарной площади травления порядка 50 % от площади пластины.
Григорий Александрович Рудаков
Институт нанотехнологий микроэлектроники Российской академии наук, г. Москва, Россия
Владислав Витальевич Парамонов
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия
Поделиться