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Effects of hydrogen content in films on the etching of LPCVD and PECVD SiN films using CF4/H2 plasma at different substrate temperatures
Plasma Processes and Polymers ( IF 2.9 ) Pub Date : 2021-08-04 , DOI: 10.1002/ppap.202100078 Shih‐Nan Hsiao 1 , Nikolay Britun 1 , Thi‐Thuy‐Nga Nguyen 1 , Takayoshi Tsutsumi 1 , Kenji Ishikawa 1 , Makoto Sekine 1 , Masaru Hori 1
Plasma Processes and Polymers ( IF 2.9 ) Pub Date : 2021-08-04 , DOI: 10.1002/ppap.202100078 Shih‐Nan Hsiao 1 , Nikolay Britun 1 , Thi‐Thuy‐Nga Nguyen 1 , Takayoshi Tsutsumi 1 , Kenji Ishikawa 1 , Makoto Sekine 1 , Masaru Hori 1
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The dependences of etching characteristics on substrate temperature (Ts, from –20 to 50°C) of the plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) SiN films (PE-SiN) and low-pressure chemical vapor deposition (LPCVD) SiN films (LP-SiN) with CF4/H2 plasma were investigated. The Fourier-transform infrared spectroscopy shows that both film types were N–H bond-rich films, but in different hydrogen contents (PE-SiN 22.7 at% and LP-SiN 3.8 at%) from the Rutherford backscattering spectroscopy analyses. A higher hydrogen content led to a thinner fluorocarbon thickness because of the reaction between hydrogen outflux and C and N to form an HCN byproduct. The etch rates (ER) for the PE-SiN were higher than that of the LP-SiN at all Ts, due to the different FC thickness and etching mechanisms proposed. The formation of the N−Hx layer on PE-SiN at low temperature caused the decrease in ER. For the LP-SiN, the weak dependences of Ts on surface structure and ER were observed.
中文翻译：
不同衬底温度下薄膜中氢含量对使用CF4/H2等离子体刻蚀LPCVD和PECVD SiN薄膜的影响
在衬底温度蚀刻特性（的依赖性Ť小号，从-20到50℃）的等离子增强化学气相沉积（PECVD）SiN膜（PE-SIN）和低压化学气相沉积（LPCVD）SiN膜研究了具有CF 4 /H 2等离子体的(LP-SiN) 。傅里叶变换红外光谱表明，两种薄膜类型都是富含 N-H 键的薄膜，但根据卢瑟福背散射光谱分析，氢含量不同（PE-SiN 22.7 at% 和 LP-SiN 3.8 at%）。由于氢流出与 C 和 N 之间的反应形成 HCN 副产物，因此较高的氢含量导致较薄的碳氟化合物厚度。PE-SiN 的蚀刻速率 (ER) 在所有T均高于 LP-SiN 的蚀刻速率 (ER)s，由于提出了不同的 FC 厚度和蚀刻机制。低温下在 PE-SiN 上形成 N−H x层导致 ER 降低。对于LP-SiN，观察到T s对表面结构和ER的弱依赖性。
更新日期：2021-08-04
中文翻译：
不同衬底温度下薄膜中氢含量对使用CF4/H2等离子体刻蚀LPCVD和PECVD SiN薄膜的影响
在衬底温度蚀刻特性（的依赖性Ť小号，从-20到50℃）的等离子增强化学气相沉积（PECVD）SiN膜（PE-SIN）和低压化学气相沉积（LPCVD）SiN膜研究了具有CF 4 /H 2等离子体的(LP-SiN) 。傅里叶变换红外光谱表明，两种薄膜类型都是富含 N-H 键的薄膜，但根据卢瑟福背散射光谱分析，氢含量不同（PE-SiN 22.7 at% 和 LP-SiN 3.8 at%）。由于氢流出与 C 和 N 之间的反应形成 HCN 副产物，因此较高的氢含量导致较薄的碳氟化合物厚度。PE-SiN 的蚀刻速率 (ER) 在所有T均高于 LP-SiN 的蚀刻速率 (ER)s，由于提出了不同的 FC 厚度和蚀刻机制。低温下在 PE-SiN 上形成 N−H x层导致 ER 降低。对于LP-SiN，观察到T s对表面结构和ER的弱依赖性。
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