Dry-Etch工藝及設備介紹課件

Array2016年8月1日ArrayDryEtch工藝與設備介紹ArrayArrayDryEtch工藝與設備介紹課程內容介紹2、DryEtch設備介紹1、DryEtch工藝介紹課程內容介紹2、DryEtch設備介紹1、DryEtch0.DryEtch目的是什么？干法刻蝕：利用等離子體進行薄膜刻蝕的技術。薄膜：化學氣象沉積生成的含硅的產物---PECVD工藝。磁控濺射沉積的金屬類產物---Sputter工藝。利用物理涂覆及曝光工藝形成的各種圖案的PR---Photo工藝。GlassSi

orMetalPR等離子體0.DryEtch目的是什么？干法刻蝕：利用等離子體進1.0DryEtch原理利用RFPower和真空氣體生成的低溫Plasma產生離子(Ion)和自由基(Radical),該Ion和Radical與沉積在基板上的物質反應生成揮發(fā)性物質,從而轉移PRMask規(guī)定的圖案到基板上,這就是干法刻蝕的原理1.0DryEtch原理利用RFPower和真空氣體1.1DryEtch工藝概要干法刻蝕均一性UniformityH/V比刻蝕率EtchRateCDBiasAshingBiasProfile選擇比Selectivity1.1DryEtch工藝概要干法刻蝕均一性H/V比刻1.1DryEtch工藝概要刻蝕率(EtchRate)即刻蝕速度，指單位時間內刻蝕膜層的速度。單位：?/Min。（1nm=10?）均一性(UniformityRate)體現刻蝕過程中刻蝕量或者刻蝕完成后的剩余量的差異性。Uniformity=(Max-Min)(Max+Min)or2×Average×100%1.1DryEtch工藝概要刻蝕率(EtchRate1.1DryEtch工藝概要Profile一般指刻蝕后的斷面，要求比較平緩的角度，且無Undercut。要求：40~70°選擇比指不同的膜層在同一條件下刻蝕速度的比值。若A膜質的刻蝕速度為Ea，B膜質在同一條件下的的刻蝕速度為Eb。那么A膜質相對B膜質的選擇比就是：Sa/b=Ea÷Eb45°45°Undercut1.1DryEtch工藝概要Profile一般指刻蝕后1.1DryEtch工藝概要H/V(Horizontal/Vertical)一般指針對PR膠刻蝕過程中，水平方向的刻蝕量與垂直方向的刻蝕量的比值。CDBias(PRAshingBias)CDBias指Photo工藝后的線寬DICD與最終形成的Pattern線寬FICD的差值。干刻相關的主要是指PR在Ashing過程中水平方向的刻蝕量。CDBias=∣DICD－FICD∣1.1DryEtch工藝概要H/V(Horizonta1.2DryEtch工藝介紹GTAshing針對Pixel區(qū)域PR膠進行反應，生產揮發(fā)性氣體的過程。Ashing反應氣體(SF6/NF3+O2)：

CxHy(PR膠)+O2----->COx↑+H2O↑GlassITOGatePRGatePRGlassITOGatePRGateSF6/NF31.2DryEtch工藝介紹GTAshing針對Pi1.2DryEtch工藝介紹Ash/ActorAct/AshActiveEtch：針對Pixel區(qū)域a-Si進行反應，生產揮發(fā)性氣體的過程。Ashing：針對TFTChannel區(qū)域PR膠進行反應，生成揮發(fā)性氣體的過程。ActiveEtch反應氣體(Cl2&SF6/NF3)：Si+Cl*+F*→SiCl4↑+SiF4↑Ashing反應氣體(SF6/NF3)：

CxHy(PR膠)+O2----->COx↑+H2O↑PRPRGIActiveSDPRPRGIActiveSDSF6/NF31.2DryEtch工藝介紹Ash/ActorAc1.2DryEtch工藝介紹N+Etch&DryStripN+Etch：針對TFTChannel區(qū)域a-Si進行反應，生產揮發(fā)性氣體的過程。DryStrip：針對N+Etch后Glass表面PR膠進行反應，生成揮發(fā)性氣體的過程。N+Etch反應氣體(Cl2&SF6/NF3)：Si+Cl*+F*→SiCl4↑+SiF4↑DryStrip反應氣體(SF6/NF3)：

CxHy(PR膠)+O2----->COx↑+H2O↑GIActiveSDPRPRGIActiveSDSF6/NF31.2DryEtch工藝介紹N+Etch&Dry1.2DryEtch工藝介紹ViaEtchViaEtch：針對ContactHole區(qū)域SiNx進行反應，生產揮發(fā)性氣體的過程。因為刻蝕的不同區(qū)域的膜厚度及成分不一樣，所以選擇比在Via

Etch中也是一個重要的因素。ViaEtch反應氣體(SF6/NF3)：

Si+F*→SiF4↑PRPVXGIGateSDActivePRPVXGIGateSDActive1.2DryEtch工藝介紹ViaEtchViaEProcessLoadLockProcessProcessTransferCassetteCassetteUSC2.0DryEtch設備介紹ProcessLoadLockProcessProcess2.1DryEtcher設備構成2.1DryEtcher設備構成2.2DryEtcher設備構成VMBPlasmaPSCM1CM2B-AAPCTMPExhaustMatchingBoxChillerEPD13.56MHz3.2MHzMFCFilterDryPumpISOValveCutOffValveRFSystemVacuum&ExhaustSystemGasSupplySystemReliefPipeReliefValve~~TemperatureControlSystemSlowPumpValve2.2DryEtcher設備構成VMBPlasmaPSC2.3PC真空及排氣系統(tǒng)ProcessChamberScrubberToFacilityAPCTMPDryPump2.3PC真空及排氣系統(tǒng)ProcessScrubberT2.3PC真空及排氣系統(tǒng)APC是與CM結合進行自動調節(jié)壓力的裝置排氣管閥開時狀態(tài)Degree:1000閉時狀態(tài)Degree:0CMProcess

ChamberVacuumPumpAPCAPC：AdaptivePressureController2.3PC真空及排氣系統(tǒng)APC是與CM結合進行自動調節(jié)壓2.3PC真空及排氣系統(tǒng)Drypump介紹：-Drypump主要用于L/L、T/C的真空Pumping與PC的初級真空Pumping-排氣能力:30~1500m3/h-運行壓力范圍:102

Pa~大氣DryEtch使用的DryPump是集成MechanicalBoosterPump(機械增壓泵)和DryPump(干泵)的一體泵，一般統(tǒng)稱為DryPump2.3PC真空及排氣系統(tǒng)Drypump介紹：-Dry2.3PC真空及排氣系統(tǒng)TurboMolecularPump(TMP):-主要用于P/C次級真空Pumping與壓力維持DischargeType(排出式)Pump毎分鐘2~3萬次旋轉，正常使用27000rpm-運行壓力范圍:10-7-102Pa2.3PC真空及排氣系統(tǒng)TurboMolecular2.4RFSystemRF(RadioFrequency)：提供激發(fā)電漿并維持蝕刻的能量來源-BOEHF所采用的ECCPMode使用兩個RF電源，頻率分別為13.56MHz和3.2MHz。SourceRF：加快粒子碰撞頻率、增加Plasma濃度；BiasRF：RF周期較長，Ion可以獲得更大的速度，使Ion到達下部電極(基板)時的能量增大，使Plasma到達穩(wěn)定的時間縮短，提高PlasmaUniformity。MatchingBox和MatchingController相結合把反射波控制到最小，使ProcessChamber內產生最大的Energy。MatchingboxMatchingControllerProcesschamberRFgenerator控制反射，把最大的Energy傳遞給ProcessChamber2.4RFSystemRF(RadioFrequen2.5

溫控系統(tǒng)Chiller(HeaterExchanger)ChillerChillerHoseConnectorPtSensor(熱電偶)：溫度測量2.5溫控系統(tǒng)Chiller(HeaterExchan2.5

溫控系統(tǒng)

BCFlow使用He進入基板與下電極板的間隙，藉以冷卻基板

為了防止基板出現偏移，TC使用直流電壓，使基板與下部電極實靜電吸引

TC使用的DC電壓值，使用He之壓力與流量而改變，He流量越大，TC所需使用之電壓越高

TC&BC：---------++++++++++++++--------GlassPlasmaConnectionGlassElectrodeHeHighDCVoltageElectrodeTC：也被稱為ESC（ElectrostaticChuck)2.5溫控系統(tǒng)BCFlow使用He進入基板與下電極板的Thankyou！Thankyou！Array2016年8月1日ArrayDryEtch工藝與設備介紹ArrayArrayDryEtch工藝與設備介紹課程內容介紹2、DryEtch設備介紹1、DryEtch工藝介紹課程內容介紹2、DryEtch設備介紹1、DryEtch0.DryEtch目的是什么？干法刻蝕：利用等離子體進行薄膜刻蝕的技術。薄膜：化學氣象沉積生成的含硅的產物---PECVD工藝。磁控濺射沉積的金屬類產物---Sputter工藝。利用物理涂覆及曝光工藝形成的各種圖案的PR---Photo工藝。GlassSi

orMetalPR等離子體0.DryEtch目的是什么？干法刻蝕：利用等離子體進1.0DryEtch原理利用RFPower和真空氣體生成的低溫Plasma產生離子(Ion)和自由基(Radical),該Ion和Radical與沉積在基板上的物質反應生成揮發(fā)性物質,從而轉移PRMask規(guī)定的圖案到基板上,這就是干法刻蝕的原理1.0DryEtch原理利用RFPower和真空氣體1.1DryEtch工藝概要干法刻蝕均一性UniformityH/V比刻蝕率EtchRateCDBiasAshingBiasProfile選擇比Selectivity1.1DryEtch工藝概要干法刻蝕均一性H/V比刻1.1DryEtch工藝概要刻蝕率(EtchRate)即刻蝕速度，指單位時間內刻蝕膜層的速度。單位：?/Min。（1nm=10?）均一性(UniformityRate)體現刻蝕過程中刻蝕量或者刻蝕完成后的剩余量的差異性。Uniformity=(Max-Min)(Max+Min)or2×Average×100%1.1DryEtch工藝概要刻蝕率(EtchRate1.1DryEtch工藝概要Profile一般指刻蝕后的斷面，要求比較平緩的角度，且無Undercut。要求：40~70°選擇比指不同的膜層在同一條件下刻蝕速度的比值。若A膜質的刻蝕速度為Ea，B膜質在同一條件下的的刻蝕速度為Eb。那么A膜質相對B膜質的選擇比就是：Sa/b=Ea÷Eb45°45°Undercut1.1DryEtch工藝概要Profile一般指刻蝕后1.1DryEtch工藝概要H/V(Horizontal/Vertical)一般指針對PR膠刻蝕過程中，水平方向的刻蝕量與垂直方向的刻蝕量的比值。CDBias(PRAshingBias)CDBias指Photo工藝后的線寬DICD與最終形成的Pattern線寬FICD的差值。干刻相關的主要是指PR在Ashing過程中水平方向的刻蝕量。CDBias=∣DICD－FICD∣1.1DryEtch工藝概要H/V(Horizonta1.2DryEtch工藝介紹GTAshing針對Pixel區(qū)域PR膠進行反應，生產揮發(fā)性氣體的過程。Ashing反應氣體(SF6/NF3+O2)：

CxHy(PR膠)+O2----->COx↑+H2O↑GlassITOGatePRGatePRGlassITOGatePRGateSF6/NF31.2DryEtch工藝介紹GTAshing針對Pi1.2DryEtch工藝介紹Ash/ActorAct/AshActiveEtch：針對Pixel區(qū)域a-Si進行反應，生產揮發(fā)性氣體的過程。Ashing：針對TFTChannel區(qū)域PR膠進行反應，生成揮發(fā)性氣體的過程。ActiveEtch反應氣體(Cl2&SF6/NF3)：Si+Cl*+F*→SiCl4↑+SiF4↑Ashing反應氣體(SF6/NF3)：

CxHy(PR膠)+O2----->COx↑+H2O↑PRPRGIActiveSDPRPRGIActiveSDSF6/NF31.2DryEtch工藝介紹Ash/ActorAc1.2DryEtch工藝介紹N+Etch&DryStripN+Etch：針對TFTChannel區(qū)域a-Si進行反應，生產揮發(fā)性氣體的過程。DryStrip：針對N+Etch后Glass表面PR膠進行反應，生成揮發(fā)性氣體的過程。N+Etch反應氣體(Cl2&SF6/NF3)：Si+Cl*+F*→SiCl4↑+SiF4↑DryStrip反應氣體(SF6/NF3)：

CxHy(PR膠)+O2----->COx↑+H2O↑GIActiveSDPRPRGIActiveSDSF6/NF31.2DryEtch工藝介紹N+Etch&Dry1.2DryEtch工藝介紹ViaEtchViaEtch：針對ContactHole區(qū)域SiNx進行反應，生產揮發(fā)性氣體的過程。因為刻蝕的不同區(qū)域的膜厚度及成分不一樣，所以選擇比在Via

Etch中也是一個重要的因素。ViaEtch反應氣體(SF6/NF3)：

Si+F*→SiF4↑PRPVXGIGateSDActivePRPVXGIGateSDActive1.2DryEtch工藝介紹ViaEtchViaEProcessLoadLockProcessProcessTransferCassetteCassetteUSC2.0DryEtch設備介紹ProcessLoadLockProcessProcess2.1DryEtcher設備構成2.1DryEtcher設備構成2.2DryEtcher設備構成VMBPlasmaPSCM1CM2B-AAPCTMPExhaustMatchingBoxChillerEPD13.56MHz3.2MHzMFCFilterDryPumpISOValveCutOffValveRFSystemVacuum&ExhaustSystemGasSupplySystemReliefPipeReliefValve~~TemperatureControlSystemSlowPumpValve2.2DryEtcher設備構成VMBPlasmaPSC2.3PC真空及排氣系統(tǒng)ProcessChamberScrubberToFacilityAPCTMPDryPump2.3PC真空及排氣系統(tǒng)ProcessScrubberT2.3PC真空及排氣系統(tǒng)APC是與CM結合進行自動調節(jié)壓力的裝置排氣管閥開時狀態(tài)Degree:1000閉時狀態(tài)Degree:0CMProcess

ChamberVacuumPumpAPCAPC：AdaptivePressureController2.3PC真空及排氣系統(tǒng)APC是與CM結合進行自動調節(jié)壓2.3PC真空及排氣系統(tǒng)Drypump介紹：-Drypump主要用于L/L、T/C的真空Pumping與PC的初級真空Pumping-排氣能力:30~1500m3/h-運行壓力范圍:102

Pa~大氣DryEtch使用的DryPump是集成MechanicalBoosterPump(機械增壓泵)和DryPump(干泵)的一體泵，一般統(tǒng)稱為DryPump2.3PC真空及排氣系統(tǒng)Drypump介紹：-Dry2.3PC真空及排氣系統(tǒng)TurboMolecularPump(TMP):-主要用于P/C次級真空Pumping與壓力維持DischargeType(排出式)Pump毎分鐘2~3萬次旋轉，正常使用27000rpm-運行壓力范圍:10-7-102Pa2.3PC真空及排氣系統(tǒng)TurboMolecular2.4RFSystemRF(RadioFrequency)：提供激發(fā)電漿并維持蝕刻的