緩沖氧化物蝕刻(BOE)是一種廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)的蝕刻解決方案，通過光刻膠掩模蝕刻氧化物層，我們使用計(jì)算的主要結(jié)果，通過ATMELFab7現(xiàn)場的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)，來測試共注入BOE的性能。

在我們的例子中，氫氧化銨將是保持最終溶液酸性的限制因素（少數(shù)），為了確保蝕刻步驟有過量的HF，必須制備混合物，使n2

圖2顯示了使用1800cc去離子水、100cc49wt%HF和0~200cc28wt%氫氧化銨的溶液中不同物種的計(jì)算分布。隨著更多氫氧化銨的加入，更多的HF反應(yīng)產(chǎn)生NH4F,F增加的分?jǐn)?shù)降低，同時(shí)HF和二聚體(HF)2的分?jǐn)?shù)降低,hf2的行為是最有趣的,眾所周知，HF2-是一種蝕刻物種,不同的研究顯示了蝕刻速率或氟化物種與pH（3,4,5）之間的最優(yōu)值,我們的模擬表明，最優(yōu)的[HF2-]對應(yīng)于1：1的HF：氫氧化銨混合物，對應(yīng)的BOE比值接近3/1,稍后我們將看到這是一個(gè)臨界值,在這種條件下，我們將通過實(shí)驗(yàn)觀察到在沒有蝕刻膠攻擊的情況下最高的蝕刻速率。

利用八個(gè)方程組，可以確定每個(gè)物種的正確濃度，并與觀察到的蝕刻速率相關(guān)聯(lián)，從而揭示參與蝕刻機(jī)制的化學(xué)物種。通過一些模擬，觀察了水對BOE系統(tǒng)的影響。實(shí)驗(yàn)中隨著水量的增加，HF2濃度的下降速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于HF濃度，HF2-/HF比值隨著稀釋度的增加而增加，事實(shí)上，hf2復(fù)合物通過稀釋法被分解成HF和F-。水的hf2解離影響的所有物種都受到影響，pH也從4.6變?yōu)?.6，由于hf2的分離，導(dǎo)致心衰的產(chǎn)生，pH隨稀釋度的增加而下降。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果是使用法國魯塞特ATMELFab7的FSI汞?MP表面調(diào)節(jié)系統(tǒng)獲得的。這些測試是使用8英寸的晶圓進(jìn)行的。經(jīng)過9點(diǎn)測量后給出的均勻性。在我們的實(shí)驗(yàn)中，考慮了不同體積的28%的氫氧化銨與100cc的49%的HF的反應(yīng)，由于氫氧化銨是反應(yīng)的限制因素，氫氧化銨的體積是控制放熱性的關(guān)鍵參數(shù)，并允許在蝕刻均勻性方面優(yōu)化過程。

根據(jù)將在混合物中使用的氫氧化銨體積，有可能優(yōu)化工藝條件，并考慮到共注射的放熱性，圖6為HF、氫氧化銨和去離子水共注入流所產(chǎn)生的BOE蝕刻速率，有大量的蝕刻速率，允許工藝優(yōu)化，如果需要，可以獲得相對較低的蝕刻率（小于1A/s）或更高的值，待蝕刻的厚度將決定最佳混合物的選擇，此外，還可以制備不同的共注入混合物，以獲得相似的蝕刻速率（例如，2A/s），最終的選擇將由蝕刻的均勻性性能決定。

圖7顯示了不同共注入BOE在晶片上的不均勻性，晶片上的不均勻性降至0.7%，可達(dá)到良好的跨船不均勻性（約1%），載流子的槽24最差，但在優(yōu)化的條件下，晶片上的不均勻性小于2%。可以觀察到，NH4F的形成量越少，其均勻性就越好，我們將這一結(jié)果與NH4F使最終的解決方案更加粘稠，并在均勻性方面影響該過程的事實(shí)聯(lián)系起來。最后，最重要的是避免氧化蝕刻過程中對光刻膠的損傷。在我們的模擬證實(shí)，當(dāng)BOEX/1比值大于3(pH大于3)時(shí)，氧化物成功蝕刻，對光刻膠沒有任何損傷，在同一張圖中，即使是非常稀釋（200倍）的高頻溶液的pH仍低于3，這使得這些溶液對于臨界蝕刻遠(yuǎn)不如BOE方便。

總結(jié)

通過我們求解的八個(gè)方程系統(tǒng)，我們能夠估計(jì)出共注入BOE蝕刻過程中所涉及的蝕刻物種的濃度，混合比可以針對不同的應(yīng)用程序進(jìn)行優(yōu)化，這些圖顯示了HF、氫氧化銨和水稀釋對蝕刻系統(tǒng)中物種平衡的作用。
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審核編輯：鄢孟繁