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等离子清洗机相变存储器的GST蚀刻工艺

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发布时间：

2020-11-21

等离子清洗机相变存储器的GST蚀刻工艺：

GST是目前广泛使用的一种相变材料，其等离子清洗机蚀刻工艺为相变存储器所独有。

1.等离子清洗机GST蚀刻气体筛选

GST作为相变存储器的核心材料，其体积直接影响器件电学性能，因此GST薄膜的完整性(integrity)极为重要。拿Cl、F、Br3种不同的卤素气体作为等离子清洗机主蚀刻剂对GST蚀刻剖面的影响，以含溴气体为主蚀刻剂表现出比含氧气体或含氟气体对GST形貌更少的损害。 Ar、He作为稀释气体(dilute gas)对GST形貌影响较少，但在4根线为一组的图形中，使用He时边缘和中央图形的负载较小；使用Ar则负载较为显著，这一差异可能起源自Ar和He显著的质量区别。

2.硬掩膜(氮化钛)剖面形状控制

氮化钛一般被用作GST蚀刻的硬掩膜，其剖面形状会直接影响下层GST的轮廓。等离子清洗机氯气(Cl)多用于氮化钛蚀刻，在氯气中添加BCl3和He对氮化钛剖面形状的影响中可以看出加入He虽然可以带来更高的对光阻选择比，其氮化钛的蚀刻部面比添加BCl3明显更倾斜。

3.后蚀刻处理

一般来说，在等离子清洗机等离于体干法蚀刻完成后，会引入一步酸性或碱性的湿法清洗以彻底去除等离子体蚀刻在晶圆上形成的副产物从而避免二次反应。GST是一种金属合金，任意一种酸或碱都会造成严重腐蚀，因此GST等离子体蚀刻只能使用浓度较低的酸(或碱)性湿法清洗剂，对GST蚀刻生成的含金属元素的副产物的清洗效果较差。因此，一种等离子清洗机后蚀刻处理(Post Etch Treatment)技术被引入:在完成GST蚀刻并去除光阻后，加入一步时间较短的以含氟气体为蚀刻剂(CF4、SF6、NF3等)的蚀刻配方，利用含氟气体可活化GST蚀刻副产物的特性，可明显改善湿法清洗的效果。

等离子清洗机