Реакти́вне іо́нне тра́влення (РІТ) — технологія видалення матеріалу з поверхні підкладки (травлення), використовувана в мікроелектроніці, де для видалення матеріалу використовують хімічно активну плазму.
Плазма створюється за низького тиску за допомогою газового розряду. Іони, що виникають у плазмі, прискорюються різницею потенціалів між нею і оброблюваною підкладкою.
Спільна дія фізичного процесу іонного розпилення, і хімічних реакцій іонної активації, призводить до руйнування матеріалу підкладки, або шару на підкладці з утворенням летких сполук і десорбції їх із поверхні.
Обладнання
Найпростішу конструкцію мають системи РІТ, засновані на . Підкладку поміщають на ізольований від камери стіл, як правило, охолоджуваний, на який подають високочастотну напругу відносно стінок камери. Робочий газ зазвичай подають зверху через спеціальний пристрій, званий газорозподільником, що забезпечує однорідний розподіл потоку робочого газу по камері. При поданні газу і високочастотної напруги між столом і стінками виникає ємнісний високочастотний розряд. Оскільки площа стола менша від площі стінок камери, на ньому (а також на поверхні підкладки, зверненій до плазми) утворюється від'ємний потенціал автоматичного зміщення, що забезпечує потік додатних іонів із плазми. Змінюючи тиск, потужність джерела напруги і склад газів, що подаються, можна отримувати різні режими травлення. Діапазон застосовуваних тисків 0,5…10 Па.
Склад і тиск застосовуваної газової суміші різниться, залежно від матеріалу підкладки і вимог до форми профілю травлення. Наприклад, для анізотропного травлення кремнію через маску з діоксиду кремнію застосовують суміш гексафториду сірки з киснем. Для травлення діоксиду кремнію без впливу на кремній застосовується тетрафторид вуглецю . Останній процес, зокрема, використовують для видалення з поверхні підкладки перед проведенням подальших операцій травлення або осадження.
Ємнісний розряд (так само як і тліючий розряд на постійному струмі) обмежує можливість підвищення густини йонного струму. Для її збільшення потрібно або збільшувати напругу або тиск. Збільшення напруги призводить до збільшення катодного розпилення маски, тобто зниження селективності травлення, а також до підвищення потужності, що виділяється на підкладці у вигляді тепла. Збільшення тиску призводить до розсіювання іонів, що падають, на молекулах газу, а отже, до спотворення траєкторії їх руху, зменшуючи анізотропію процесу.
У сучасних системах РІТ для підвищення густини струму використовують окреме джерело плазми. Це можуть бути розряди високочастотного індуктора (ВЧІ), НВЧ, або ЕЦР. Промислового застосування набули тільки системи на розряді ВЧІ. Плазму створює високочастотний індуктор, а йони з неї витягуються поданням високочастотного зміщення на підкладку. Оскільки напруга насичення іонного струму в плазмі розряду ВЧІ не перевищує декількох десятків вольт, вдається отримати поєднання високих густин струму (а, отже, високих швидкостей травлення) з відносно низькою енергією йонів за тисків у діапазоні 0,1…1 Па.
Див. також
- [en]
- [en]
- Іонне розпилення
Примітки
- Достанко А. П., Бордусов С. В., Голосов Д. А. и др. Технологии субмикронных структур микроэлектроники : монография. — 2018. — С. 41.
- Горовитц Б., Сайа Р. Дж. и др. Плазменная технология в производстве СБИС. — М. : Мир, 1987. — С. 253—296.
- Reactive Ion Etching (RIE) Etching Basics (англ.). Процитовано 6 вересня 2014.
- 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).
Література
- Ивановский Г. Ф., Петров В. И. Ионно-плазменная обработка материалов. — М. : , 1986. — 232 с.
- Форрестер, Т. А. Интенсивные ионные пучки. — М. : Мир, 1992. — 354 с. — .
- Данилин Б. С., Киреев В. Ю. Применение низкотемпературной плазмы для травления и очистки материалов. — М. : Энергоатомиздат, 1987. — 263 с.
Посилання
- Plasma Etch Fundamentals (англ.)
- (рос.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Reakti vne io nne tra vlennya RIT tehnologiya vidalennya materialu z poverhni pidkladki travlennya vikoristovuvana v mikroelektronici de dlya vidalennya materialu vikoristovuyut himichno aktivnu plazmu Komercijna ustanovka RIT v chistomu primishenni Plazma stvoryuyetsya za nizkogo tisku za dopomogoyu gazovogo rozryadu Ioni sho vinikayut u plazmi priskoryuyutsya rizniceyu potencialiv mizh neyu i obroblyuvanoyu pidkladkoyu Spilna diya fizichnogo procesu ionnogo rozpilennya i himichnih reakcij ionnoyi aktivaciyi prizvodit do rujnuvannya materialu pidkladki abo sharu na pidkladci z utvorennyam letkih spoluk i desorbciyi yih iz poverhni ObladnannyaReaktivne ionne travlennya vnizu u porivnyanni z poseredini Najprostishu konstrukciyu mayut sistemi RIT zasnovani na Pidkladku pomishayut na izolovanij vid kameri stil yak pravilo oholodzhuvanij na yakij podayut visokochastotnu naprugu vidnosno stinok kameri Robochij gaz zazvichaj podayut zverhu cherez specialnij pristrij zvanij gazorozpodilnikom sho zabezpechuye odnoridnij rozpodil potoku robochogo gazu po kameri Pri podanni gazu i visokochastotnoyi naprugi mizh stolom i stinkami vinikaye yemnisnij visokochastotnij rozryad Oskilki plosha stola mensha vid ploshi stinok kameri na nomu a takozh na poverhni pidkladki zvernenij do plazmi utvoryuyetsya vid yemnij potencial avtomatichnogo zmishennya sho zabezpechuye potik dodatnih ioniv iz plazmi Zminyuyuchi tisk potuzhnist dzherela naprugi i sklad gaziv sho podayutsya mozhna otrimuvati rizni rezhimi travlennya Diapazon zastosovuvanih tiskiv 0 5 10 Pa Sklad i tisk zastosovuvanoyi gazovoyi sumishi riznitsya zalezhno vid materialu pidkladki i vimog do formi profilyu travlennya Napriklad dlya anizotropnogo travlennya kremniyu cherez masku z dioksidu kremniyu zastosovuyut sumish geksaftoridu sirki z kisnem Dlya travlennya dioksidu kremniyu bez vplivu na kremnij zastosovuyetsya tetraftorid vuglecyu Ostannij proces zokrema vikoristovuyut dlya vidalennya z poverhni pidkladki pered provedennyam podalshih operacij travlennya abo osadzhennya Yemnisnij rozryad tak samo yak i tliyuchij rozryad na postijnomu strumi obmezhuye mozhlivist pidvishennya gustini jonnogo strumu Dlya yiyi zbilshennya potribno abo zbilshuvati naprugu abo tisk Zbilshennya naprugi prizvodit do zbilshennya katodnogo rozpilennya maski tobto znizhennya selektivnosti travlennya a takozh do pidvishennya potuzhnosti sho vidilyayetsya na pidkladci u viglyadi tepla Zbilshennya tisku prizvodit do rozsiyuvannya ioniv sho padayut na molekulah gazu a otzhe do spotvorennya trayektoriyi yih ruhu zmenshuyuchi anizotropiyu procesu Shema ustanovki RIT z visokochastotnim indukcijnim dzherelom plazmi U suchasnih sistemah RIT dlya pidvishennya gustini strumu vikoristovuyut okreme dzherelo plazmi Ce mozhut buti rozryadi visokochastotnogo induktora VChI NVCh abo ECR Promislovogo zastosuvannya nabuli tilki sistemi na rozryadi VChI Plazmu stvoryuye visokochastotnij induktor a joni z neyi vityaguyutsya podannyam visokochastotnogo zmishennya na pidkladku Oskilki napruga nasichennya ionnogo strumu v plazmi rozryadu VChI ne perevishuye dekilkoh desyatkiv volt vdayetsya otrimati poyednannya visokih gustin strumu a otzhe visokih shvidkostej travlennya z vidnosno nizkoyu energiyeyu joniv za tiskiv u diapazoni 0 1 1 Pa Div takozh en en Ionne rozpilennyaPrimitkiDostanko A P Bordusov S V Golosov D A i dr Tehnologii submikronnyh struktur mikroelektroniki monografiya 2018 S 41 Gorovitc B Saja R Dzh i dr Plazmennaya tehnologiya v proizvodstve SBIS M Mir 1987 S 253 296 Reactive Ion Etching RIE Etching Basics angl Procitovano 6 veresnya 2014 Berlin E V Dvinin S A Sejdman L A Vakuumnaya tehnologiya i oborudovanie dlya naneseniya i travleniya tonkih plenok M Tehnosfera 2007 Mir materialov i tehnologij LiteraturaIvanovskij G F Petrov V I Ionno plazmennaya obrabotka materialov M 1986 232 s Forrester T A Intensivnye ionnye puchki M Mir 1992 354 s ISBN 5 03 001999 0 Danilin B S Kireev V Yu Primenenie nizkotemperaturnoj plazmy dlya travleniya i ochistki materialov M Energoatomizdat 1987 263 s PosilannyaPlasma Etch Fundamentals angl ros