L'hexafluorure de soufre est un gaz aux excellentes propriétés isolantes, fréquemment utilisé pour l'extinction des arcs électriques haute tension et dans les transformateurs, les lignes de transport d'électricité à haute tension, etc. Outre ces applications, il peut également servir d'agent de gravure électronique. L'hexafluorure de soufre de haute pureté, de qualité électronique, est un agent de gravure idéal, largement utilisé dans le domaine de la microélectronique. Aujourd'hui, Yueyue, rédacteur spécialisé dans les gaz chez Niu Ruide, présente l'application de l'hexafluorure de soufre à la gravure du nitrure de silicium et l'influence de différents paramètres.
Nous discutons du procédé de gravure plasma SF6 du SiNx, notamment en modifiant la puissance du plasma, le rapport gazeux SF6/He et en ajoutant le gaz cationique O2, en analysant son influence sur le taux de gravure de la couche de protection de l'élément SiNx du TFT, et en utilisant le spectromètre de rayonnement plasma pour analyser les variations de concentration de chaque espèce dans les plasmas SF6/He, SF6/He/O2 et le taux de dissociation du SF6, et en explorant la relation entre la variation du taux de gravure du SiNx et la concentration des espèces plasmatiques.
Des études ont montré que l'augmentation de la puissance du plasma entraîne une augmentation de la vitesse de gravure. De plus, l'augmentation du débit de SF6 dans le plasma accroît la concentration d'atomes de fluor et est corrélée positivement à la vitesse de gravure. Par ailleurs, l'ajout de gaz cationique O2, à débit total constant, augmente également la vitesse de gravure. Cependant, différents mécanismes réactionnels interviennent selon le rapport O2/SF6, que l'on peut classer en trois catégories : (1) Pour un rapport O2/SF6 très faible, O2 favorise la dissociation du SF6, et la vitesse de gravure est alors supérieure à celle obtenue sans ajout d'O2. (2) Lorsque le rapport O2/SF6 est supérieur à 0,2 et tend vers 1, la dissociation importante du SF6 en atomes de fluor entraîne une vitesse de gravure maximale. Cependant, simultanément, la concentration d'atomes d'oxygène dans le plasma augmente également, ce qui facilite la formation de SiOx ou de SiNxO(yx) à la surface du film de SiNx. Plus la concentration d'atomes d'oxygène augmente, plus la réaction de gravure des atomes de fluor est difficile. Par conséquent, la vitesse de gravure commence à ralentir lorsque le rapport O2/SF6 est proche de 1. (3) Lorsque le rapport O2/SF6 est supérieur à 1, la vitesse de gravure diminue. En raison de la forte augmentation de la concentration d'O2, les atomes de fluor dissociés entrent en collision avec l'O2 et forment OF, ce qui réduit la concentration d'atomes de fluor et, par conséquent, la vitesse de gravure. On constate ainsi que l'ajout d'O2 permet d'obtenir une vitesse de gravure optimale pour un rapport de débit O2/SF6 compris entre 0,2 et 0,8.
Date de publication : 6 décembre 2021
