EHT Semi: Halbleiterfertigung – stufenlos einstellbare Spannung über den gesamten Bereich (Multistate)
Einführung
Die Multistate-Funktionalität der Impulsgeneratoren von EHT Semi ermöglicht es Benutzern, die Vorspannung am Wafer schnell zu ändern, um die Ionenenergieverteilung (IED) während der Halbleiterverarbeitung zu steuern. Impulsgeneratoren anderer Hersteller erlauben nur eine kleine, feste Anzahl an Zuständen. EHT-Halbimpulsgeneratoren sind über den gesamten Spannungsbereich stufenlos einstellbar, sodass jedes beliebige IED erreicht werden kann. Während Multistate für alle EHT Semi-Impulsgeneratoren verfügbar ist, konzentriert sich dieses Tutorial auf die bipolaren Wellenformen von Perseus™. Multistate funktioniert ähnlich bei unipolaren Impulsgeneratoren wie Spartan™ und Hoplite™.
Perseus-Wellenformen
Hier ist eine vereinfachte Darstellung einer Perseus™-Wellenform dargestellt. Diese Figur hat einen positiven Impuls, der die Systemkapazität auflädt. Nach dem positiven Impuls erzeugt die aktive Statikkompensation in Perseus™ einen negativen Impuls mit einer negativ verlaufenden Steigung (-dV/dt), um ein flaches Spannungsprofil auf dem Wafer zu erzeugen. Diese Wellenformen erzeugen ein sehr schmales IED.
Perseus-Wellenform: positiver Impuls lädt die Systemkapazität auf.
Perseus™ wurde in mehreren Kammern und unter einer Vielzahl von Plasmabedingungen betrieben. Die Wellenformen unten links zeigen die Ausgangsspannung von Perseus™ (blau). Die aktive Droop-Kompensationsschaltung erzeugt eine flache Wellenform auf dem Wafer (grün). Beachten Sie, dass die tatsächlichen Waferwellenformen von der Kammergeometrie und den Plasmabedingungen abhängen.
Perseus-Wellenform: Ausgangsspannung (blau) und eine flache Wellenform auf dem Wafer (grün).
Multistate Wellenformen
Bei Multistate beziehen sich die Zustände auf die Ausgangsspannung des Pulsers und die entsprechende Spannung auf dem Wafer. Das folgende Beispiel konzentriert sich der Einfachheit halber auf den Impulsgeneratorausgang und veranschaulicht ein Burst-Muster mit zwei Zuständen. Im ersten Zustand gibt der Impulsgenerator einen Burst mit hoher Spannung und dann einen zweiten Burst mit niedriger Spannung aus. Dadurch entsteht eine hohe Waferspannung und dann eine niedrigere Waferspannung. Das Burst-Muster wird ein zweites Mal wiederholt.
Multistate-Wellenformen: Der Impulsgenerator gibt der Einfachheit halber einen Burst-Muster mit zwei Zuständen aus.
Bias-Stromversorgungssysteme anderer Anbieter verfügen über eine feste und kleine Anzahl von Zuständen, auf die zugegriffen werden kann. EHT Semi-Impulsgeneratoren bieten stufenlos einstellbare Multistate-Funktionen, die es Benutzern ermöglichen, zu jedem Zeitpunkt des Prozesses genau die Spannung einzustellen, die erforderlich ist.
Die folgende Abbildung zeigt die Wellenformhüllkurve für sieben Zustände mit beliebigen Spannungspegeln. Die Burst-Dauer eines Zustands kann bis auf einen einzelnen Impuls gesteuert werden. Die eingefügten Bilder zeigen die Ausgangswellenform des Impulsgenerators für die verschiedenen Zustände und die Übergänge zwischen den Zuständen. EHT-Halbimpulsgeneratoren können innerhalb von 1–2 Impulsen (~ 5 μs) in verschiedene Zustände wechseln, einschließlich niedriger bis hoher Spannung. Dies sind deutlich schnellere Übergänge als bei Impulsgebern anderer Hersteller.
Multistate-Wellenformen: Der Impulsgeneratorausgang ist der Einfachheit halber dargestellt und zeigt ein Burst-Muster mit zwei Zuständen.
Multistate und Ion Energy Distributions (IED)
Durch die Kontrolle der in jedem Zustand verbrachten Zeit kann das zeitlich gemittelte IED gesteuert werden. Im folgenden Beispiel zeigt die Spannungshüllkurve (links) einen wiederholten Burst mit drei Zuständen. Die Einschübe zeigen die Wellenform des Impulsgenerators für jeden Zustand.
Der State Duty Cycle (SDC) ist der Bruchteil der Burst-Periode in einem bestimmten Zustand (siehe Gleichung unten links). Wenn der Impulsgenerator in allen drei Zuständen die gleiche Zeit verbringt, weist das zeitlich gemittelte IED drei Spitzen auf (oben rechts). Wenn SDC ansteigt (SDC1 < SDC2 < SDC3), weist das IED einen höheren Spitzenwert auf, der mit Zustand 3 (Mitte rechts) verbunden ist. Wenn die Zustände 1 und 3 das gleiche Tastverhältnis haben, weisen sie die höheren Spitzen auf (unten rechts).
Die stufenlos einstellbaren Multistates und die Steuerung der SDCs ermöglichen es Benutzern, jedes beliebige IED abzubilden und rechtzeitig zu steuern.
Multistate- und Ionenenergieverteilung: Die Spannungshüllkurve (links) zeigt einen wiederholten Burst mit drei Zuständen.
Fazit
Die stufenlos einstellbare Multistate-Funktion ermöglicht es Herstellern, das IED für ihren spezifischen Ätzprozess zu optimieren. EHT Semi-Impulsgeneratoren bieten deutlich mehr IED-Steuerung als HF-Generatoren oder Impulsgeneratoren anderer Hersteller.
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.
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.
