离子束刻蚀机厂家分享中性粒子束刻蚀技术

离子束刻蚀机厂家分享中性粒子束刻蚀技术：

       当大规模集成电路特征尺寸缩小到7nm以下时，传统等离子体蚀刻的固有缺陷将限制其进一步的发展和应用，例如电荷积累和深紫外光子(VUV)辐射。电子遮掩效应引起的电荷积累会导致过多的正电荷堆积在蚀刻图案底部，造成电荷诱导损伤和正离子轨道扭曲而引起的蚀刻精度降低。深紫外光子辐射不仅会加剧正电荷的堆积，而且会在蚀刻基体表面形成缺陷，从而影响表面的蚀刻反应过程。因此，其会增加蚀刻基体表面的粗糙度和侧壁蚀刻量，以及降低蚀刻的精度。此外，为了在蚀刻过程中精确地控制表面反应，参与蚀刻的反应粒子需要具有低能量，从而提高整个蚀刻过程的可控性以及精准性。为了消除以上在传统等离子体蚀刻中的问题，并在蚀刻过程中提供低能量粒子，中性粒子束蚀刻技术逐渐被开发出来并获得了一定的发展。

       与传统的等离子体蚀刻、等离子体脉冲蚀刻和原子层蚀刻系统不同，中性粒子束蚀刻技术发展了适合其自身的系统。到目前为止，中性粒子束蚀刻技术系统主要分为3种:电子回旋共振等离子体方式、直流等离子体方式和感应耦合式等离子体加平行碳板方式，如图2.32(a)、(b)和(c)所示。对于电子回旋共振等离子体和直流等离子体方式而言，中性粒子束是由正离子电荷转移形成的，中性化效率不高(60％左右)，而粒子東能量很高(＞100eV)。这种低中性化低通量和高能量的粒子束导致了低的蚀刻速率和蚀刻选择比，所以并不太适用于蚀刻工艺与前两种方式不同，对于感应耦合式等离子体加平行碳板方式而言，中性粒子束是由负离子分离电子形成的。在等离子脉冲技术功率关闭阶段，大量负离子产生并通过平行碳板，通过分离电子形成中性粒子束。相比正离子而言，在通过平行碳板时负离子更容易被中性化，主要因为负离子分离电子能量要远小于正离子电荷转移，因此负离子中性化效率比正离子要高很多，例如氯负离子中性化效率可以接近100％，而氯正离子的中性化效率则只有60％左右。此外，对于感应耦合式等离子体加平行碳板方式而言，其偏压被施加于底部平行碳板上，因此能够精确控制负离子束能量，从而产生低能量高通量的中性粒子束。相比前两种方式，感应耦合式等离子体加平行碳板方式中性粒子束蚀刻技术将拥有更好的应用前景。

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