реферат (1041057), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Плазмохимическое травление (ПХТ), как и ионное, проводят в вакуумных установках и также используют плазму газового разряда. ПХТ (в отличие от чисто физического распыления при ионном травлении) имеет химическую природу. Оно основано на использовании обладающих большой реакционной способностью химически активных частиц, получаемых в плазме газового разряда.

Процесс ПХТ можно разделить на ряд этапов:

1) доставка плазмообразующего газа, пара или смеси в камеру вакуумной установки;

2) образование химически активных частиц в газовом разряде;

3) доставка их к обрабатываемой поверхности;

4) химические реакции с образованием легко

летучих соединений;

5) десорбция и удаление образующихся летучих соединений через откачную систему вакуумной установки.

Плазмообразующие газы выбирают исходя из свойств обрабатываемого материала. Для травления кремния и некоторых металлов применяют галогеносодержащие молекулярные газы, так как именно в их плазме образуются необходимые химически активные частицы, переводящие поверхностные слои в летучие соединения. Для разбавления и обеспечения требуемых параметров травления в плазму дополнительно вводят аргон, кислород, азот. Присутствие кислорода повышает скорость травления и качество очистки. В плазме химически активные частицы образуются в результате взаимодействия молекул газа с ускоренными электронами, которые в отличие от тяжелых частиц обладают существенно бóльшими энергиями. Присутствие в плазме кислорода способствует очистке поверхности от углерода за счет его оксидирования до CO или CO2. Атомарный кислород также очищает поверхность от органических загрязнений. При плазмохимическом травлении физическое распыление практически отсутствует, так как энергия ионов не превышает 100 эВ.

В зависимости от конструкции установок различают плазменное и радикальное плазмохимическое травление.

Плазменное травление

Плазменное травление осуществляют непосредственно в плазме ГР, то есть с участием всех химически активных частиц, как с большим, так и с малым временем жизни. В камерах диодного типа (рис. 12) пластины кремния помещают на нижнем медленно вращающемся электроде. Пластины электрически изолированы от электрода, чтобы исключить ионную бомбардировку.

Радикальное плазмохимическое травление

Радикальное плазмохимическое травление проводят в области вакуумной камеры, отделенной от плазмы газового разряда перфорированным металлическим экраном (рис. 13) или магнитными электрическими полями.

ВЧ-плазма возбуждается между цилиндрическими поверхностями рабочей камеры и экрана. Травление осуществляется только нейтральными электрически активными частицами с большим временем жизни, проникающими из плазмы в зону расположения пластин. Заряженные частицы плазмы не могут попасть к поверхности пластин через отверстия цилиндрического экрана. В зоне, свободной от заряженных частиц, возбужденные атомы фтора и атомарный кислород, многократно соударяясь с молекулами рабочего газа, движутся разупорядоченно, что обеспечивает высокую однородность травления от пластины к пластине и по площади каждой пластины.

Так как возбужденные атомы и свободные радикалы отличаются высокой реакционной способностью, то эффективность травления существенно повышается. По сравнению с ионным травлением при одинаковых параметрах разряда скорость возрастает более чем на порядок. Благодаря электрической активации газов плазмохимическое травление проводится при существенно меньших температурах (100–300 °С) по сравнению с обычным газовым травлением. Плазмохимическое травление из-за химического механизма обладает высокой избирательностью относительно различных материалов. Благодаря невысокой энергии частиц, поступающих на обрабатываемую поверхность, радиационные дефекты незначительны. Химический механизм травления обуславливает наличие боковой скорости травления, что является недостатком при локальной обработке. К недостаткам плазмохимического травления можно также отнести:

• ограниченное количество соединений для получения в плазме химически активных частиц, обеспечивающих образование летучих веществ;

• сложность химических реакций, протекающих в плазме и на обрабатываемой поверхности;

• большое число взаимосвязанных технологических и конструктивных параметров.

Реактивное ионное травление

Реактивное ионное травление (РИТ) (называемое также ионно-химическим) по механизму процесса является комбинированным методом. Удаление обрабатываемого материала происходит в результате его распыления ускоренными ионами и образования легколетучих соединений при взаимодействии с химически активными частицами плазмы. От плазмохимического травления оно отличается тем, что энергия ионов больше и достаточна для распыления, а от ионного травления — тем, что используется не инертная, а содержащая химически активные частицы плазма. При этом физическое распыление интенсифицирует химические реакции, а химические реакции, ослабляя межатомные связи на обрабатываемой поверхности, увеличивают скорости распыления.

По аналогии с ионным и плазмохимическим травлением реактивное ионное травление можно выполнять при расположении обрабатываемых пластин (подложек) в плазме газового разряда (реактивное ионно-плазменное травление) или в вакууме и подвергать воздействию пучка ионов, полученных в автономно расположенном источнике (реактивное ионно-лучевое травление). Для реактивного ионно-плазменного и ионно-лучевого травления применяют те же рабочие газы, что и для плазмохимического травления.

Оборудование для реактивного ионно-плаз- менного травления аналогично установкам ионно-плазменного травления. Пластины располагают на электроде, не изолированном от нижнего электрода (рис. 9). Реактивное ионно-лучевое травление выполняют в вакуумных установках, аналогичных установкам для ионно-лучевого травления (рис. 11).

Благодаря химическим реакциям РИТ (и плазменное, и лучевое) обладает по сравне- нию с ИЛТ бóльшими скоростями (в 3–15 раз) и избирательностью травления (в 2–10 раз), а по сравнению с ПХТ меньшими скоростью травления (в 2–3 раза) и боковой составляющей скорости при локальном травлении.

Для уменьшения радиационных дефектов обрабатываемых образцов процессы травления проводят в режимах, обеспечивающих превышение скорости удаления слоев за счет химических реакций над скоростями распространения дефектов, образующихся вследствие ионной бомбардировки.

Заключение

Жидкостные методы очистки не всегда позволяют получать поверхность, свободную от органических растворителей, химических реагентов, пленок сложного состава, не взаимодействующих с растворителями. Поскольку состав загрязнений большей частью неизвестен, очистка поверхности в вакууме имеет ряд преимуществ перед жидкостными методами и в настоящее время является наиболее часто применяемой и перспективной.

Используемые источники:

1. http://www.tech-e.ru/pdf/2008_06_72.pdf

2. http://www.tech-e.ru/pdf/2008_05_76.pdf

3. http://works.tarefer.ru/94/100272/index.html

27

Характеристики

Список файлов реферата