Aston 质谱仪对小开口区域的蚀刻有更高的灵敏度

随着特征尺寸和几何形状的不断缩小, 半导体工艺制造商面临着新的挑战. 对于高纵横比 3D-NAND 和关键尺寸的高级节点逻辑触点, 可靠地检测远低于 1%的开口区域的端点对产量和整体生产力至关重要.

随着接触宽度随着工艺节点的减小而减小, 接触蚀刻的开口面积减小得更快，因为面积尺寸与接触宽度的平方成反比. 此外, 触点的电阻会负向增加, 从而影响晶体管的电气性能.

关键的是, 需要通过场氧化物（二氧化硅）进行接触蚀刻的端点检测 EPD, 以尽可能降低接触电阻, 并确保与晶体管源极或漏极的良好电接触, 但不会出现过度蚀刻，从而导致栅极区域短路或基片损坏。更复杂的接触蚀刻是非平面晶圆拓扑结构，导致不均匀蚀刻和最终电气测试时的“甜甜圈”或“边缘”屈服模式.

对于 3D NAND, 关键蚀刻工艺包括用于垂直沟道的小开口面积阶梯蚀刻和高纵横比开口面积，以及通过100层交替二氧化硅（Si02）和氮化硅（Si3N4）层的狭缝蚀刻. 蚀刻 100个交替层需要高速定量终点检测. 高灵敏度也是至关重要的, 因为多层阶梯式蚀刻减少了用于获得急剧阶梯变化终点的蚀刻副产物的丰度, 因为随着阶梯式蚀刻到达底部, 触点行数减少.

上海伯东日本 Atonarp Aston™ 质谱仪凭借高灵敏度提供解决方案
为了确保一致和优化的接触蚀刻, 需要高灵敏度的原位分子诊断来提供蚀刻副产物的实时测量和量化, 并能够检测到明确定义的终点. 随着接触开口面积 OA% 的减少, 诸如光学发射光谱 OES 等传统计量解决方案缺乏准确检测蚀刻终点的灵敏度（低信噪比 SNR 比）.  Aston™ 质谱仪 的 OA% 灵敏度显示为 <0.25%, 其检测限比 OES（LOD 约 2.5%）高出一个数量级. 此外, Aston™内部产生的基于等离子体的电离源允许它在存在腐蚀性蚀刻气体的情况下工作, 无论处理室中是否存在等离子体源.

Aston™ 质谱仪能够进行准确且可操作的端点检测, OA% 是传统 OES 计量解决方案的一个数量级（1/10）.  Aston™ 质谱仪解决方案适用于具有高蚀刻吞吐量和大量重复相同步骤的工艺中的实时 EPD.  这是通过高信噪比 SNR 实现的, 从而避免了 OES 设备中常见的模棱两可和复杂的多变量分析算法.

小开口面积 OA% (高纵横比 HAR) 蚀刻
使用 Aston 的高灵敏度 (SEM) 提供可操作的数据, 以在小开口区域蚀刻实现终点检测
Aston <0.3% OA% EPD 实现多种化学蚀刻: x10次
OES 和 RGA 缺乏实现小开口区域蚀刻的灵敏度
Aston 质谱在使用或不使用等离子的情况下, 均可工作

Atonarp Aston™ 质谱仪优点
1. 耐腐蚀性气体
2. 抗冷凝
3. 实时, 可操作的数据
4. 云连接就绪
5. 无需等离子体
6. 功能: 稳定性, 可重复性, 传感器寿命, 质量范围, 分辨率, 最小可检测分压, 最小检测极限 PP,灵敏度 ppb, 检测速率.

Atonarp Aston™ 质谱仪半导体行业应用
1. 介电蚀刻: Dielectric Etch
2. 金属蚀刻: Metal Etch EPD
3. CVD 监测和 EPD: CVD Monitoring and EPD
4. 腔室清洁 EPD: Chamber Clean EPD
5. 腔室指纹: Chamber Fingerprinting
6. 腔室匹配: Chamber Matching
7. 高纵横比蚀刻: High Aspect Ratio Etch
8. 小开口面积 <0.3% 蚀刻: Small Open Area <0.3% Etch
9. ALD
10. ALE