Prozesse und Technologien für die Mikro- und Nanoelektronik

In Situ Plasmadiagnostik für Ätzprozesse in der Mikro- und Nanoelektronik#

Korrelation der ULK-Schädigung und des zeitlichen Verhaltens der Plasmaspezies SiF4.
© Fraunhofer ENAS
Schematische Darstellung einer modifizierten Prozesskammer mit angeschlossener Multipassoptik (MPO) für die Plasmaanalyse mittels QCLAS.

Für die gezielte Regelung von Plasmaparametern werden alternative in situ Techniken mit hochgradiger Sensitivität für die Industrie erprobt und etabliert. Die Quantenkaskadenlaserabsorptionsspektroskopie (QCLAS) wird angewendet, um chemische Plasmaparameter von molekularen Ätzplasmen zu bestimmen. Diese Methode liefert den direkten Zugang zu Konzentration und Temperatur diverser prozessrelevanter Plasmaspezies.

 

So wurde zum Beispiel das Schädigungsverhalten von verschiedenen Plasmaspezies während des Strukturierungsprozesses an ultra low-k Materialien (poröse Materialien sehr kleiner Dielektrizitätszahl) mittels QCLAS analysiert. Die während der Plasmabehandlung gemessenen Parameter wurden schließlich mit dem Degradationszustand geätzter Proben korreliert, wodurch mittels multivariabler Datenanalyse der Zusammenhang zwischen der Plasmaspezies SiF4 und geschädigtem ULK-Material hergestellt werden konnte. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass durch die Messung von Plasmaspezieskonzentrationen die Polymerisation auf Oberflächen direkt während des Prozesses beobachtet werden kann. Erstmalig wurde auch eine Korrelation zwischen Radikaltemperatur im Plasmaraum und der Seitenwanddegradation strukturierter Substrate beobachtet.

Schematische Darstellung einer modifizierten Prozesskammer mit angeschlossener Multipassoptik (MPO) für die Plasmaanalyse mittels QCLAS.
© Fraunhofer ENAS
Schematische Darstellung einer modifizierten Prozesskammer mit angeschlossener Multipassoptik (MPO) für die Plasmaanalyse mittels QCLAS.
Foto einer modifizierten Prozesskammer.
© Fraunhofer ENAS
Foto einer modifizierten Prozesskammer.