Reaktivní iontové leptání

Reaktivní iontové leptání ( RIE ) je technologie odstraňování materiálu z povrchu substrátu ( leptání ) používaná v mikroelektronice , kde se k odstranění materiálu ze substrátu používá reaktivní plazma [1] .

Plazma vzniká při nízkém tlaku pomocí výboje plynu . Ionty vznikající v plazmatu jsou urychlovány potenciálovým rozdílem mezi plazmou a upravovaným substrátem.

Kombinované působení fyzikálního procesu iontového rozprašování a chemických reakcí iontové aktivace vede k destrukci materiálu substrátu, respektive vrstvy na substrátu s tvorbou těkavých sloučenin a jejich desorpcí z povrchu [1] .

Vybavení

Nejjednodušší konstrukci mají systémy RHS založené na vysokofrekvenčním kapacitním výboji [2] [3] . Substrát je umístěn na stole izolovaném od komory, obvykle chlazeném, na který je přivedeno vysokofrekvenční napětí vzhledem ke stěnám komory. Pracovní plyn je obvykle přiváděn shora přes speciální zařízení zvané rozdělovač plynu, které zajišťuje rovnoměrné rozložení proudu pracovního plynu po celé komoře. Při přivedení plynu a vysokofrekvenčního napětí mezi stůl a stěny dochází ke kapacitnímu vysokofrekvenčnímu výboji. Vzhledem k tomu, že plocha stolu je menší než plocha stěn komory, vytváří se na něm (stejně jako na povrchu substrátu přivráceném k plazmatu) negativní potenciál automatického předpětí, který zajišťuje tok pozitivní nabité ionty z plazmy. Změnou tlaku, výkonu zdroje napětí a složení přiváděných plynů lze získat různé režimy leptání. Rozsah aplikovaných tlaků je 0,5...10 Pa.

Složení a tlak aplikované plynné směsi se liší v závislosti na materiálu substrátu a požadavcích na tvar profilu leptání. Například směs fluoridu sírového a kyslíku se používá k anizotropnímu leptání křemíku přes masku s oxidem křemičitým . Fluorid uhličitý CF 4 se používá k leptání oxidu křemičitého bez ovlivnění oxidu křemičitého . Zejména posledně jmenovaný proces se používá k odstranění stop nežádoucího oxidu z povrchu substrátu před provedením dalších operací leptání nebo nanášení .

Kapacitní výboj (stejně jako stejnosměrný doutnavý výboj ) omezuje možnost zvýšení hustoty iontového proudu. Chcete-li jej zvýšit, musíte buď zvýšit napětí, nebo zvýšit tlak. Zvýšení napětí vede ke zvýšení katodového rozprašování masky, tedy ke snížení selektivity leptání, a také ke zvýšení výkonu uvolněného na substrát ve formě tepla. Zvýšení tlaku vede k rozptylu dopadajících iontů molekulami plynu, zkreslení trajektorií jejich pohybu, což vede ke snížení anizotropie procesu.

V moderních systémech RHS se pro zvýšení proudové hustoty používá samostatný zdroj plazmy [4] . Jako tento zdroj lze použít výboje RFI, SHF nebo ECR . Pouze výboje na RFI výboji byly průmyslové aplikace. Plazma je vytvářeno vysokofrekvenčním induktorem a ionty jsou z plazmatu vytahovány aplikací vysokofrekvenčního předpětí na substrát. Protože saturační napětí iontového proudu v plazmatu RFI výboje nepřesahuje několik desítek voltů, je možné získat kombinaci vysokých proudových hustot (a tedy vysokých rychlostí procesu leptání) s relativně nízkou energií iontů při tlaky v rozmezí 0,1 ... 1 Pa.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ 1 2 Dostanko, 2018 , str. 41.
  2. ↑ B. Horowitz, R. J. Saya a kol. Plazmová technologie ve výrobě VLSI. - M .: Mir, 1987. - S. 253-296.
  3. ↑ Základy leptání reaktivního iontu (RIE)  . Získáno 6. září 2014. Archivováno z originálu 25. října 2014.
  4. ↑ Berlin E. V., Dvinin S. A., Seidman L. A. Vakuová technologie a zařízení pro nanášení a leptání tenkých vrstev. - M. : "Technosphere", 2007. - (Svět materiálů a technologií).

Literatura

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie