Gravarea ionilor reactivi

Gravarea cu ioni reactivi ( RIE ) este o tehnologie de îndepărtare a materialului de pe suprafața unui substrat ( gravare ) utilizată în microelectronică , în care plasma reactivă este utilizată pentru a îndepărta materialul de pe un substrat [1] .

Plasma este creată la presiune scăzută folosind o descărcare de gaz . Ionii care apar în plasmă sunt accelerați de diferența de potențial dintre aceasta și substratul tratat.

Acțiunea combinată a procesului fizic de pulverizare cu ioni și reacțiile chimice de activare a ionilor duce la distrugerea materialului substratului, sau a unui strat pe substrat cu formarea de compuși volatili și desorbția acestora de la suprafață [1] .

Echipament

Sistemele RHS bazate pe o descărcare capacitivă de înaltă frecvență [2] [3] au cel mai simplu design . Substratul este așezat pe o masă izolată de cameră, de obicei răcită, căreia i se aplică o tensiune de înaltă frecvență în raport cu pereții camerei. Gazul de lucru este de obicei furnizat de sus printr-un dispozitiv special numit distribuitor de gaz, care asigură o distribuție uniformă a fluxului de gaz de lucru în toată camera. Când gaz și tensiune de înaltă frecvență sunt furnizate între masă și pereți, are loc o descărcare capacitivă de înaltă frecvență. Deoarece aria mesei este mai mică decât aria pereților camerei, pe ea se formează un potențial de polarizare automată negativă (precum și pe suprafața substratului cu fața spre plasmă), care asigură fluxul pozitiv. ioni încărcați din plasmă. Prin modificarea presiunii, a puterii sursei de tensiune și a compoziției gazelor furnizate, pot fi obținute diferite moduri de gravare. Gama de presiuni aplicate este de 0,5...10 Pa.

Compoziția și presiunea amestecului de gaz aplicat diferă în funcție de materialul substratului și de cerințele pentru forma profilului de gravare. De exemplu, un amestec de hexafluorură de sulf și oxigen este utilizat pentru a grava anizotrop siliciul printr-o mască de dioxid de siliciu . Tetrafluorura de carbon CF 4 este utilizată pentru a grava dioxidul de siliciu fără a afecta dioxidul de siliciu . Ultimul proces, în special, este utilizat pentru a îndepărta urmele de oxid nedorit de pe suprafața substratului înainte de a fi efectuate alte operațiuni de gravare sau depunere .

O descărcare capacitivă (precum și o descărcare luminoasă DC ) limitează posibilitatea creșterii densității curentului ionic. Pentru a o crește, trebuie fie să creșteți tensiunea, fie să creșteți presiunea. O creștere a tensiunii duce la o creștere a pulverizării catodice a măștii, adică la o scădere a selectivității gravării, precum și la o creștere a puterii eliberate pe substrat sub formă de căldură. O creștere a presiunii duce la împrăștierea ionilor incidenti de către moleculele de gaz, distorsionând traiectoriile deplasării lor, ducând la scăderea anizotropiei procesului.

În sistemele moderne RHS , o sursă de plasmă separată este utilizată pentru a crește densitatea de curent [4] . Ca această sursă, pot fi utilizate descărcări de RFI, SHF sau ECR . Doar evacuările de pe descărcarea RFI au primit aplicație industrială. Plasma este creată de un inductor de înaltă frecvență, iar ionii sunt scoși din plasmă prin aplicarea unei polarizări de înaltă frecvență pe substrat. Deoarece tensiunea de saturație a curentului ionic în plasma de descărcare RFI nu depășește câteva zeci de volți, este posibil să se obțină o combinație de densități mari de curent (și, prin urmare, rate ridicate ale procesului de gravare) cu energie relativ scăzută a ionilor la presiuni în domeniul 0,1 ... 1 Pa.

Vezi și

•  Deep R.I.E.
•  Gravor cu plasmă
• Prelegeri despre gravarea cu plasmă
•  Fundamentele Etchului cu Plasma
• Pulverizare de ioni

Note

1. ↑ 1 2 Dostanko, 2018 , p. 41.
2. ↑ B. Horowitz, R. J. Saya și colab. Tehnologia plasmatică în producția VLSI. - M .: Mir, 1987. - S. 253-296.
3. ↑ Noțiuni de bază pentru gravarea cu ioni reactivi (RIE)  . Preluat la 6 septembrie 2014. Arhivat din original la 25 octombrie 2014.
4. ↑ Berlin E. V., Dvinin S. A., Seidman L. A. Tehnologia vacuumului și echipamentele pentru depunerea și gravarea filmelor subțiri. - M . : „Tehnosfera”, 2007. - (Lumea materialelor și tehnologiilor).

Literatură

• Dostanko A.P., Bordusov S.V., Golosov D.A. și colab.Tehnologii ale structurilor submicronice ale microelectronicii: monografie. — 2018.

• Ivanovsky G. F., Petrov V. I. Prelucrarea materialelor ion-plasmă. - M . : Radio şi comunicare, 1986. - 232 p.

• Forrester, T. A. Fascicuri de ioni intense. — M .: Mir, 1992. — 354 p. — ISBN 5-03-001999-0 .

• Danilin BS, Kireev V. Yu. Aplicarea plasmei la temperatură joasă pentru gravarea și curățarea materialelor. - M. : Energoatomizdat, 1987. - 263 p.

Dicționare și enciclopedii	Britannica (online)