Открыть главное меню

Реактивное ионное травление

Коммерческая РИТ-установка в чистом помещении

Реактивное ионное травление (РИТ) - технология травления, используемая в микроэлектронике. Химически активная плазма используется для удаления материала с подложки. Плазма создаётся при низком давлении при помощи газового разряда. Поступающие из плазмы ионы ускоряются за счёт разности потенциалов между ней и подложкой. Совместное действие химических реакций, ионного распыления и ионной активации приводит к разрушению материала подложки, образованию летучих соединений и десорбции их с поверхности.

ОборудованиеПравить

Наиболее простой конструкцией обладают РИТ-системы, основанные на высокочастотном ёмкостном разряде[1][2]. Подложку помещают на изолированный от камеры стол (как правило, охлаждаемый), на который подают высокочастотное напряжение относительно стенок камеры. Рабочий газ обычно подают сверху через специальное устройство (газораспределитель), обеспечивающее однородное распределение его потока по камере. При подаче газа и высокочастотной мощности между столом и стенками загорается ёмкостной высокочастотный разряд. Поскольку площадь стола меньше площади стенок камеры, на нём (а также на поверхности подложки, обращённой к плазме) образуется отрицательный потенциал автосмещения, что обеспечивает поток положительно заряженных ионов из плазмы. За счёт изменения давления, мощности и состава подаваемых газов можно получать различные режимы травления. Диапазон давлений 0,5..10 Па.

Состав и давление применяемой газовой смеси различается в зависимости от материала подложки и требований к форме профиля травления. Например, для анизотропного травления кремния через маску из диоксида кремния применяется смесь элегаз+кислород. Для получения обратной селективности - травления диоксида кремния - применяется CF4. Последний процесс, в частности, используется для удаления базового оксида с поверхности подложки перед проведением дальнейших операций травления или осаждения.

Ёмкостной разряд (так же как и тлеющий на постоянном токе) ограничивает возможность повышения плотности ионного тока. Для её увеличения требуется либо поднимать напряжение, либо увеличивать давление. Увеличение напряжения приводит к усилению катодного распыления маски, то есть снижению селективности травления, а также к повышенной мощности, выделяемой на подложке. Увеличение давления приводит к рассеянию падающих ионов на молекулах газа, искажая траектории их движения, приводя к уменьшению анизотропии процесса.

 
Схема установки РИТ с высокочастотным индукционным источником плазмы

В современных РИТ-системах для повышения плотности тока используют отдельный источник плазмы[3]. В качестве него могут использоваться разряды ВЧИ, СВЧ, либо ЭЦР. Промышленное применение получили только разряды на ВЧИ-разряде. Плазма создаётся высокочастотным индуктором, а ионы вытягиваются из неё подачей высокочастотного смещения на подложку. Поскольку напряжение насыщения ионного тока в плазме ВЧИ-разряда не превышает нескольких десятков вольт, удаётся получить сочетание высоких плотностей тока (а, значит, высоких скоростей процесса) с относительно низкой энергией ионов при давлениях 0,1..1 Па.

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. Горовитц Б., Сайа Р. Дж. и др. Плазменная технология в производстве СБИС. — М.: Мир, 1987. — С. 253-296.
  2. Reactive Ion Etching (RIE) Etching Basics (англ.). Дата обращения 6 сентября 2014.
  3. Берлин Е. В., Двинин С. А., Сейдман Л. А. Вакуумная технология и оборудование для нанесения и травления тонких пленок. — М.: "Техносфера", 2007. — (Мир материалов и технологий).

ЛитератураПравить

  • Ивановский Г. Ф., Петров В. И. Ионно-плазменная обработка материалов. — М.: Радио и связь, 1986. — 232 с.
  • Форрестер, Т. А. Интенсивные ионные пучки. — М.: Мир, 1992. — 354 с. — ISBN 5-03-001999-0.
  • Данилин Б. С., Киреев В. Ю. Применение низкотемпературной плазмы для травления и очистки материалов. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 263 с.