Reaktiivinen ionisyövytys

Reaktiivinen ionietsaus ( RIE ) on mikroelektroniikassa käytetty tekniikka materiaalin poistamiseksi substraatin pinnalta ( etsaus ) , jossa reaktiivista plasmaa käytetään materiaalin poistamiseen substraatista [1] .

Plasma luodaan matalassa paineessa kaasupurkauksen avulla . Plasmassa syntyvät ionit kiihtyvät sen ja käsitellyn substraatin välisen potentiaalieron vaikutuksesta .

Fysikaalisen ionisputterointiprosessin ja ionien aktivoitumisen kemiallisten reaktioiden yhteisvaikutus johtaa substraattimateriaalin tai substraatilla olevan kerroksen tuhoutumiseen, jolloin muodostuu haihtuvia yhdisteitä ja niiden desorptio pinnalta [1] .

Varusteet

Suurtaajuiseen kapasitiiviseen purkaukseen perustuvilla RHS-järjestelmillä [2] [3] on yksinkertaisin rakenne . Substraatti asetetaan kammiosta eristetylle, tavallisesti jäähdytetylle pöydälle, johon kohdistetaan korkeataajuinen jännite kammion seinämiin nähden. Työkaasu syötetään yleensä ylhäältä kaasunjakajaksi kutsutun erityisen laitteen kautta, joka varmistaa työkaasuvirran tasaisen jakautumisen koko kammioon. Kun kaasu- ja suurtaajuusjännite syötetään pöydän ja seinien väliin, syntyy kapasitiivinen suurtaajuuspurkaus. Koska pöydän pinta-ala on pienempi kuin kammion seinien pinta-ala, siihen muodostuu negatiivinen automaattinen bias-potentiaali (samoin kuin plasmaa päin olevalle substraatin pinnalle), joka varmistaa positiivisen virtauksen. varautuneita ioneja plasmasta. Muuttamalla painetta, jännitelähteen tehoa ja syötettyjen kaasujen koostumusta voidaan saada erilaisia ​​syövytyksiä. Käytettyjen paineiden alue on 0,5...10 Pa.

Levitetyn kaasuseoksen koostumus ja paine vaihtelevat substraattimateriaalin ja etsausprofiilin muodon vaatimusten mukaan. Esimerkiksi rikkiheksafluoridin ja hapen seosta käytetään piin etsaukseen anisotrooppisesti piidioksidimaskin läpi . Hiilitetrafluoridia CF 4 käytetään piidioksidin etsaukseen vaikuttamatta piidioksidiin . Viimeksi mainittua prosessia käytetään erityisesti poistamaan ei-toivottuja oksideja substraatin pinnalta ennen lisäetsaus- tai saostustoimenpiteiden suorittamista .

Kapasitiivinen purkaus (samoin kuin DC - hehkupurkaus ) rajoittaa mahdollisuutta lisätä ionivirran tiheyttä. Nostaaksesi sitä, sinun on joko nostettava jännitettä tai lisättävä painetta. Jännitteen nousu johtaa maskin katodisputteroinnin lisääntymiseen , eli syövytyksen selektiivisyyden vähenemiseen sekä substraatille lämmön muodossa vapautuvan tehon kasvuun. Paineen nousu johtaa siihen, että kaasumolekyylejä hajoavat sattuvat ionit, mikä vääristää niiden liikeratoja, mikä johtaa prosessin anisotropian vähenemiseen .

Nykyaikaisissa RHS-järjestelmissä virrantiheyden lisäämiseen käytetään erillistä plasmalähdettä [4] . Tämän lähteenä voidaan käyttää RFI-, SHF- tai ECR -purkauksia . Vain RFI-purkauksen purkaukset saivat teollista käyttöä. Plasma luodaan korkeataajuisella kelalla, ja ionit vedetään ulos plasmasta käyttämällä korkeataajuista esijännitettä substraattiin. Koska ionivirran kyllästysjännite RFI-purkausplasmassa ei ylitä useita kymmeniä voltteja, on mahdollista saavuttaa korkeiden virrantiheyksien (ja siten etsausprosessin korkeiden nopeuksien) yhdistelmä suhteellisen alhaisella ionienergialla paineet alueella 0,1 ... 1 Pa.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 Dostanko, 2018 , s. 41.
  2. ↑ B. Horowitz, R. J. Saya et ai. Plasmatekniikka VLSI-tuotannossa. - M .: Mir, 1987. - S. 253-296.
  3. ↑ Reaktiivisten ionien etsauksen (RIE) etsauksen  perusteet . Haettu 6. syyskuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 25. lokakuuta 2014.
  4. ↑ Berlin E. V., Dvinin S. A., Seidman L. A. Tyhjiötekniikka ja laitteet ohuiden kalvojen kerrostamiseen ja syövytykseen. - M . : "Technosphere", 2007. - (Materiaalien ja teknologioiden maailma).

Kirjallisuus

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat