如何在电浆蚀刻制程中控制晶圆的制程均匀度？

为了达成协议良率与元件效能市场需求，掌控制程变异性，获得可反复的平稳结果是十分最重要的。随着技术节点的进展，以及设计规则的转变，业界必须更加严苛的制程掌控。有许多因素不会导致变异性，所有的案例一般可概括为：在晶粒中、晶圆、晶圆到晶圆、以及腔体到腔体。

　　一般来说，晶圆变异不能高于整体变异性的三分之一。例如，在14奈米节点，闸极关键尺寸(CD)的容许变异值为高于2.4奈米，其中晶圆变异不能容许大约0.84奈米。在5奈米节点，晶圆的容许变异值高于0.5奈米，这相等于2到3个矽晶原子的大小。

在本文中，我们将辩论如何在电浆转印制程中掌控晶圆的制程均匀度，此技术在业界的演变，以及其他的最重要议题。　　达成协议均匀度有可玩性转印腔体设计再行演化　　在转印制程中掌控均匀度的主要挑战，在于电浆构成粒子的复杂度。

若要超过失望的转印结果(即对有所不同自由选择比的薄膜材料经过转印后的结构剖面)，必须管理有所不同离子与中子的比例(如Ar+、C4F8、C4F6+、O、O2+)。因为完全相同的电浆不会产生两种类型粒子，而且离子对中子的比较数量是息息相关的。

因此，参数的影响一般来说不会被用来掌控电浆，如电浆供应源功率和转印腔体压力，其也是彼此涉及的。　　自从单晶圆制程于1980年代初期开始用于以来，转印腔体被设计用来在晶圆的每个方位上产生相近的电浆条件，以超过均匀分布的制程结果。但是因为晶圆边缘(图1)不会有固有的电气与化学不连续性，不会影响晶圆的均匀度，因此不会使此目标的达成协议尤其艰难。

由于从偏压面到短路或漂浮面的转变，因而造成了电压梯度在晶圆边缘产生。　　图1　晶圆边缘的不连续性不会产生梯度，影响了晶圆表面的均匀度，并不会在晶圆边缘处导致根本性影响。　　这不会使电浆鞘层(plasmasheath)在晶圆边缘处倾斜，而转变了离子相对于晶圆的冲撞轨迹。潜在的化学不连续性也是某种程度的情况，不会使有所不同的物质在晶圆上产生浓度梯度。

此梯度是由多种现象导致的，还包括反应物消耗的变异性、以及中心相对于边缘的副产品废气亲率，以及转印腔体和晶圆的温度差异，不会导致化学物质的有所不同吸收率。　　过去几年来，转印腔体的设计有了许多的转变，以提高径向对称性(图2A)。举例来说，电容式耦合电浆(CCP)转印腔体的主要硬体参数，是阴极与阳极之间的间隙。

传统以来，此间隙的设计是用来为特定的功率、压力、以及气体化学混合物获取最均匀分布的转印结果。在电感式耦合电浆(ICP)转印腔体中，气体流经的方位是一项最重要的设计特性，而且不会依制程而有所不同。在铝转印腔体中，反应物气体就是指晶圆上方的莲蓬头送达的。

针对矽晶转印，反应物气体就是指晶圆周围流经的，但后来演变为气体就是指晶圆的中央上方流经。　　图2　制程的不均匀度可分成径向以及非径向(A)。在一张表明整体不均匀度的晶圆图上，若去除径向对称性，可寻找更加艰难的非径向不均匀度(B)。

本文来源：开元ky官网-www.mulletsonline.com