An eine Waferoberfläche kann eine Vorspannungswellenform angelegt werden, um die Ionen zu steuern, die die Waferoberfläche erreichen. Die Wahl der Vorspannungswellenform beeinflusst die Ionenenergieverteilung (IED) an der Waferoberfläche, was wiederum Auswirkungen auf die Ätzrate, die Selektivität, die Isotropie, die minimalen kritischen Abmessungen und die Beschädigung des Wafers hat. Traditionell wurden für die Wafervorspannung Hochfrequenzgeneratoren verwendet. Heutzutage gibt es andere Optionen wie unipolares Pulsen und bipolare maßgeschneiderte Wellenformen, die neue Vorteile für den Ätzprozess bringen.
HF-Generatoren
Seit Jahrzehnten werden HF-Generatoren zur Wafervorspannung eingesetzt. Der HF-Generator gibt eine Sinuswellenform aus, die durch die Plasmahülle gleichgerichtet und verschoben wird. Die Ionen sehen eine negative Spannung, die sie in Richtung Waferoberfläche beschleunigt. Diese Spannung ist zeitlich nicht konstant, daher hat das IED eine breite Verteilung und kann mehrere Spitzen aufweisen.
Vorspannungswellenformen von HF-Generatoren: eine sinusförmige Wellenform, die durch die Plasmahülle gleichgerichtet und verschoben wird.
RF-Bias
Es gibt einige Ansätze, die die Ätzleistung von HF-Generatoren verbessern können:
Durch Erhöhen der HF-Leistung kann die Ätzrate erhöht werden. Dieser Ansatz unterliegt Einschränkungen, da hierfür Anpassungsnetzwerke, Kabel, Vakuumdurchführungen und andere Geräte mit höherer Spannung erforderlich sind.
Bei der Pulsvorspannung ist die HF für kurze Zeit eingeschaltet. Der Zeitpunkt des HF-Impulses kann relativ zur Plasmaerzeugung angepasst werden, um unterschiedliche Ergebnisse auf der Waferoberfläche zu erzielen.
Auf dem Wafer können mehrere HF-Generatoren mit unterschiedlichen Frequenzen verwendet werden. Dadurch wird die Wellenform verzerrt. Dieser Ansatz bietet nur begrenzte Möglichkeiten, das IED an der Waferoberfläche zu verändern.
Aufgrund der begrenzten Kontrolle der Ionenenergie geht die Ära der HF-Vorspannung zu Ende!
Unipolare Wellenformen
Unipolare Vorspannungswellenformen können im Vergleich zu HF-Generatoren eine zusätzliche Kontrolle über das IED ermöglichen. Der unipolare Generator erzeugt unipolare Impulse, die die Systemkapazität auf eine bestimmte Spannung aufladen. Während der Ausschaltzeit des Impulsgenerators weist die Kapazität ein negatives Potenzial auf, so dass Ionen in Richtung der Waferoberfläche beschleunigt werden. Dieser Ionenstrom entlädt langsam die Kapazität und die Spannungswellenform sinkt zurück in Richtung Null. Wenn die Kapazität groß genug ist, wird der Statikwert nicht Null erreichen, bevor der nächste unipolare Impuls den Kondensator wieder auflädt und der Vorgang wiederholt wird. Das mit unipolaren Impulsen erzeugte Zentrum des IED kann leicht gesteuert werden. Die Breite des IED hängt davon ab, wie viel Stromabfall durch den Ionenstrom erzeugt wird.
Unipolare Bias-Wellenformen: können im Vergleich zu HF-Generatoren zusätzliche Kontrolle über das IED bieten.
Unipolar Bias
EHT Semi verfügt über zwei unipolare Impulsgeneratoren: Hoplite™ und Spartan™. Diese Systeme haben gegenüber anderen Systemen mehrere Vorteile:
Kurze Pulsbreiten führen zu langen Zeiten der Waferspannung
Geringerer Stromverbrauch bei ähnlichen Wafer-Spitzenspannungen
Kein passendes Netzwerk erforderlich
Einfache Schaltungstopologie, die die Steuerung vereinfacht
Unipolare Impulsgeneratoren eignen sich besser für Lasten mit niedrigem Ionenstrom, bei denen keine Kompensation des Wafer-Spannungsabfalls erforderlich ist (d. h. wenn ein dichtes IED durch die Kammergeometrie und die Lastimpedanz gewährleistet ist).
Bipolare Wellenformen
Bipolare Vorspannungswellenformen können erheblich zu sehr schmalen IEDs auf der Waferoberfläche führen. Der positive Teil der Wellenform verhält sich sehr ähnlich wie bei den oben genannten unipolaren Impulsgeneratoren. Allerdings hält die Hinzufügung des asymmetrischen negativen Impulses in Kombination mit einer aktiven Statikkompensation (gesteuertes dV/dt) die Waferspannung konstant. Das Endergebnis ist, dass Ionen durch ein nahezu konstantes Potential in Richtung Wafer beschleunigt werden, was zu einer sehr engen Ionenenergieverteilung führt.
Bipolare Bias-Wellenformen: können sehr schmale IEDs auf der Waferoberfläche erzeugen.
Bipolar Bias
Perseus™ von EHT Semi erzeugt asymmetrische bipolare Wellenformen, um eine präzise IED-Steuerung zu ermöglichen. Diese Systeme haben gegenüber anderen Wafer-Bias-Optionen mehrere entscheidende Vorteile:
Wellenformen werden weniger durch das Vorhandensein und die Größe von Streukapazität und Induktivität unter Last beeinflusst
Erhöhte Modularität verbessert die Skalierbarkeit auf höhere Leistungsniveaus
Durch die aktive Statikkompensation kann Perseus™ ein sehr schmales IED für Lasten mit niedriger Impedanz aufrechterhalten
Kontinuierlich einstellbarer Multistate ermöglicht den Einsatz beliebiger IEDs
Bipolare Impulsgeneratoren sind hochmoderne Wafer-Bias-Stromversorgungssysteme. Sie produzieren sehr schmale IEDs, die in sehr kurzen Zeitskalen angepasst werden können, um beliebige zeitlich gemittelte IEDs auszulöschen.
EHT-Halbleiterfertigungsprodukte
Die EHT-Halbplasmaprodukte erreichen die höchste Ätzqualität bei der Halbleiterfertigung mit präziser Steuerung der Ionenenergieverteilung (IED) bei niedrigsten kritischen Mindestabmessungen und dennoch mit Ätzraten, die mit denen von HF-Generatoren vergleichbar sind.
Unser Produktspektrum für die Halbleiterfertigung ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst. Klicken Sie auf einen beliebigen Link, um weitere Informationen zu erhalten:
