Qu'est-ce que Surgravure ?

Poursuite de la gravure pendant une durée fixe après la détection de fin d'attaque, afin d'éliminer sûrement le film sur toute la plaquette. Elle est réalisée dans des conditions de forte sélectivité par rapport à la sous-couche.

Nom japonais: オーバーエッチング

« Surgravure » apparaît dans 7 questions d'entraînement réparties sur 1 thèmes, dont Gravure.

Domaine: Gravure

Pourquoi poursuivre la gravure après la fin d'attaque

Aucun film n'est parfaitement uniforme. L'épaisseur varie sur la plaquette, la vitesse de gravure varie du centre au bord, et un film déposé sur des marches est en pratique plus épais le long de leurs flancs. La détection de fin d'attaque, généralement par l'observation du changement d'émission optique du plasma lorsque la sous-couche est exposée, indique que certaines zones sont dégagées, pas toutes. Si la gravure s'arrêtait là, des résidus et des filaments (stringers) le long des marches pourraient court-circuiter des lignes voisines. La surgravure se poursuit pendant une durée fixée, souvent d'environ 20–50 % du temps de gravure principale, pour que le film soit retiré partout sur la plaquette.

Planifier la durée et le masque

Le temps de gravure est simplement l'épaisseur divisée par la vitesse : un film de 500 nm à 100 nm/min demande 5 minutes, et une surgravure de 20 % porte ce temps à environ 6 minutes. Le masque est consommé tout du long ; son épaisseur doit donc être budgétée à l'aide de la sélectivité, rapport entre la vitesse de gravure du film cible et celle du masque. Avec une sélectivité de 5, graver 500 nm d'oxyde consomme environ 100 nm de masque ; compte tenu de la surgravure et de l'érosion aux bords des motifs, le masque doit donc faire au moins environ 150–200 nm. Lorsque la résine ne peut pas tenir, on utilise un masque dur.

Protéger la sous-couche

Pendant la surgravure, la sous-couche est exposée dans les zones dégagées en premier et continue d'être attaquée : la perte y est à peu près égale au temps de surgravure multiplié par la vitesse de gravure de la sous-couche. Les procédés basculent donc vers des conditions à haute sélectivité après la fin d'attaque. La gravure de grille en est l'exemple type : une gravure principale rapide fixe le profil vertical à travers le matériau de grille, puis une surgravure plus douce, à très haute sélectivité vis-à-vis du diélectrique de grille, élimine les résidus en touchant à peine cet isolant de quelques nanomètres. Le percer creuserait le silicium sous-jacent et détruirait le transistor.

Effets secondaires de la surgravure

Le temps de gravure supplémentaire a un coût. Dès qu'une sous-couche isolante est exposée, des charges positives peuvent s'y accumuler et dévier latéralement les ions incidents, creusant la base du motif : ce défaut, appelé notching, modifie localement la longueur de grille ; un plasma pulsé ou une polarisation basse fréquence réduisent cette charge. En gravure humide isotrope, la sous-gravure latérale vaut déjà environ l'épaisseur du film au moment du dégagement et augmente encore pendant la surgravure. Le niveau de surgravure est donc un compromis entre un dégagement complet et les dommages, la variation de largeur de ligne et la perte de sous-couche qu'il entraîne.

S'entraîner : questions sur Surgravure

Quel indicateur exprime la faiblesse de la dispersion de la vitesse de gravure sur la plaquette ?

  1. ALa sélectivité
  2. BL'uniformité
  3. CLe rapport d'aspect
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Réponse : B. L'uniformité

L'uniformité exprime dans quelle mesure la vitesse de gravure et le profil sont homogènes entre le centre et la périphérie de la plaquette, par exemple en pourcentage selon « (max − min) ÷ (2 × moyenne) ». Une mauvaise uniformité provoque localement des résidus ou une surgravure et réduit le rendement des puces périphériques. On l'améliore jusqu'à quelques % ou moins en ajustant la distribution de densité du plasma, l'écoulement des gaz, le contrôle par zones de la température de la plaquette et l'anneau de focalisation.

Comment appelle-t-on le fait de poursuivre la gravure pendant un temps donné après la détection de fin d'attaque, afin de retirer le film à coup sûr sur toute la plaquette ?

  1. ASurgravure
  2. BAshing
  3. CDépôt
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Réponse : A. Surgravure

En raison des dispersions de vitesse de gravure et d'épaisseur sur la plaquette ou des films subsistant sur les flancs des marches, une partie du film peut rester au moment de la détection de fin d'attaque. On procède donc à une surgravure, par exemple d'environ 20 à 50 % de la durée de la gravure principale, pour un retrait complet. La sous-couche exposée continuant d'être attaquée pendant ce temps, on passe généralement à des conditions de sélectivité élevée par rapport à la sous-couche.

Questions fréquentes

Pourquoi la surgravure est-elle nécessaire ?

L'épaisseur du film et la vitesse de gravure varient sur la plaquette, et la matière sur les flancs des marches est en pratique plus épaisse : il reste donc du film lorsque la fin d'attaque est détectée pour la première fois. La surgravure élimine ces résidus partout.

Quel taux de surgravure utilise-t-on habituellement ?

La surgravure est souvent spécifiée en pourcentage du temps de gravure principale, couramment autour de 20–50 %, selon l'uniformité du film, la topographie et la perte de sous-couche que le dispositif peut tolérer.

Quelle est la différence entre fin d'attaque et surgravure ?

La fin d'attaque est le moment où l'équipement de gravure détecte que la sous-couche commence à être exposée, tandis que la surgravure est la gravure supplémentaire, généralement à plus haute sélectivité, réalisée après la fin d'attaque pour retirer le film restant.

« Surgravure » dans les explications

Questions mentionnant « Surgravure » (7)

  1. Quel indicateur exprime la faiblesse de la dispersion de la vitesse de gravure sur la plaquette ?
  2. Comment appelle-t-on le fait de poursuivre la gravure pendant un temps donné après la détection de fin d'attaque, afin de retirer le film à coup sûr sur toute la plaquette ?
  3. Si la vitesse de gravure de l'oxyde est de 100 nm/min et la vitesse d'érosion du masque de 20 nm/min, quelle est la sélectivité par rapport au masque ?
  4. Comment appelle-t-on, en gravure de grille, le phénomène par lequel le flanc du motif est creusé latéralement près de l'interface avec l'isolant sous-jacent ?
  5. Avec une vitesse de gravure de 100 nm/min, quelle épaisseur de film est gravée en 3 minutes ?
  6. Quelle disposition est couramment adoptée en gravure d'électrode de grille pour préserver le mince diélectrique de grille sous-jacent ?
  7. Lorsqu'un film de 1 µm d'épaisseur est gravé par gravure humide parfaitement isotrope jusqu'à atteindre exactement la sous-couche, quel est l'ordre de grandeur de la gravure latérale depuis le bord du masque (sous-gravure) ?

Termes associés

Détection de fin d'attaque (endpoint) Sélectivité Plasma RIE (gravure ionique réactive) Rendement (yield) Érosion Masque dur Gravure humide Gravure isotrope MEMS

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