Берлин Е. - Вакуумная технология и оборудование для нанесения и травления тонких плёнок (1051243), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Берлин Е.В., Двинин С.А, Михеев В.В. и др. Распределение плотности плазмы в цнлинлрической разрядной камере. Вестник МГУ, 2004, )г83, 43-46 с. 43. Берлин Е.В., Двиннн С.А., Михеев В.В. н др. Двумерные распределения плотное~и плазмы в шзовом разряде низкого лавления. Физика плазмы, 2004, гч612, 1043-!05! с, 44. Физические основы плазменных и лучевьп технологий. М., Физический факультет МГУ, 2000, 4 — 23 с.
45. Тоьхеньц М., ЪЧЫге КЛЕ Р!тша Зоогсеь бс!. Тесппо!. 2002. Ъ'. ! 1, р. 338. 46. Ргапы!п К.Х. Зоогпа! от Рпуь О: Арр! Рьуь. 2005. Ч. 38, р. 2790. 47. Ргапм!и К.!4. !онгпа! от Рпуь О: Арр!. Рпуь. 2003. Ч. 36, р, 823. 48. Ргапы!п К.ЬЬ Зонпи! от Рпуь О: Арр!. РЬуь. 2002. У. 35, р. 536. 49 Ршпм!и й)Ч., Злей 3. !онгпа! ог РЬуь О: Арр1. Рпуь. ! 999. Ч 32, р. 1031. 50.
Кааапоч!сп !.О. Рьуь Р!аяпт, 200 1, ЧЛ, р.2540. 51. Никольский В В., Никольскал Т И. Элекгродинамика и распространение радиоволн Мл Наука, ГРФМЛ, 1989, 544 с. 52. А.% Тпче)ргесе апд К.ук Ооп!д. 3. Арр!. РЬуь. 30, 1784 (! 959) 53. Ауу Тпче!р)есе. 8!он нате ргорааагвзп ш р!аяпа паче Оо!деь (Бал Ргапс1ьсо Ргеьь,! пс., Бал Ршпсисо, 1967) 54. Гинзбург В.Л., Рухадзе А.А.
Волны в магнитоактивной плазме. М. Наука,!969, 1975, 254 с. 55. Кондратенко А.Н. Поверхностные волны. Мл Атомиздат, 1976, 232 с. 56. Кондратенко А.Н. Поверхностные и объемные волны в ограниченной плазме. Мл Энергоатомиздат, 1985. 57. Окоп; 1.упп В. Маге ейк!епг КР р)аяпа е!есгпс Шпмгег. ОЗ Рагепг 6293090 БергегпЬег 25, 2001. ГЛАВА 18 РАНЕЕ ВЫПУСКАВШАЯСЯ УСТАНОВКА ДЛЯ РЕАКТИВНОГО ИОННО-ПЛАЗМЕННОГО ТРАВЛЕНИЯ «КАРОЛИНА РЕ-4» (ЭРА-ЗМ, ЭРА-4) В современных полупроводниковых приборах размеры элементов давно перешли субмикронный рубеж и достигли уже размеров О,! мкм и менее.
При создании таких элементов после электронолитографии или фотолитографии высокого разрешения очень важно вытравливать их прецизионно с максимальной скоростью в направлении, перпендикулярном поверхности, и с минимальной скоростью в боковом направлении. Такое анизотропное травление некоторых специальных материалов, применяемых в полупроводниковых приборах (нитрид кремния, двуокись кремния, нитрид галлия, арсенид галлия и т.
д.), является задачей практически не разрешимой дая процессов традиционного химического травления. С этой задачей справляется ионное травление. Оно успешно применяется при травлении тонких металлических пленок. Однако, изза того, что приходится использовать высокие энергии ионов порядка 500-! 500 эВ, глубина нарушенного слоя в полупроводнике достигает 200 ангстрем, что резко ухудшает параметры полупроводникового прибора вплоть до полной потери работоспособности. Наиболее полно указанных целей удается достичь, используя реактивное ионное травление ~ Ц. В этом процессе осуществляется бомбардировка подложки ненаправленным потоком радикалов, получаемых изза диссоциации в плазме технологического газа, содержащего химически активные компоненты, и направленным потоком ионов с энергиями, не превышающими 20 — 200 эВ.
Такие энергии в большинстве случаев безопасны для кристаллической решетки полупроводника. ( ~Б««2.Г 1«««у «»Е.« 1«««ц «1 1Д Достаточно большая скорость травления достигается благодаря химическому взаимодействию активированных частиц технологического газа с материалом подложки при ионной стимуляции процессов химического взаимодействия и десорбции продуктов реакции.
В результате травления образуются летучие продукты, удаляемые откачными средствами. Высокая плотность ионного тока и его направленность перпендикулярно плоскости подложки позволяет получать анизотропные профили травления. Далее описана установка, созданная для реактивного ионно-плазменного травления. Причем необходимость разработки процессов травления, отвечающих разнообразным требованиям, предъявляемым технологией полупроводниковых приборов, заставила отказаться от достижения очень высокой производительности в каждом конкретном процессе в пользу универсальности. Поэтому описываемая установка проектировалась лля обеспечения различных режимов травления, как с высокой скоростью травления, так и с максимальной анизотропией. Установка предназначена для плазмохимического или ионнохимического удаления фоторезиста, травления полиимида, оксида и ингрида кремния, титана, тантала, циркония и их оксидов и нитридов, материалов типа РС-3710 в технологии гибридных интегральных схем и полупроводниковых приборов на различных подложках, в том числе и на платах с многоуровневой металлизацией, в режиме форвакуумной или высоковакуумной откачки рабочей камеры.
Режим травления с высоковакуумной откачкой применяется для глубокого травления с сохранением вертикальности стенок канавок и для повышения стойкости фоторезиста. Режим травления с форвакуумной откачкой применяется для удаления фоторезиста и для сглаживания острых кромок в верхней части вытравленных пазов. 18 1. Разработка ТСР-источника На основе проведенного обоснования условий существования ТСР-разряда можно сказать, что определяющим этапом создания ТСР-устройств является изучение физических явлений, лежащих в основе работы данной системы генерации плазмы и определяющих выбор ее конструктивных и рабочих параметров. Исследование данной научной проблемы, безусловно, является предпосылкой для создания принципиально нового типа плазменного оборудования, позволяю~пего организовывать высоко технологичные процессы в полупроводниковом производстве.
Требования: 1. Простота конструкции. 2. Создание плазмы высокой плотности (не ниже 2«-5 10" см'). 3. Экологическая чистота. 4. Высокий КПД использования ВЧ-мощности генератора за счет уменьшения рабочего объема плазмы (параметр, характеризующий отношение мощности генератора к рабочему объему, заполняемому плазмой (кВт/л)). Кроме того, существует целый ряд требований, выполнение которых существенно улучшает его потребительские свойства. 1. Обеспечение однородности плазмы. 2. Обеспечение регулировки энергии ионов на подложки независимо от ионного тока (плотности заряженных частиц в плазме) с помощью независимого генератора, подключенного к подложкодержателю. 3.
Обеспечение эффективного использования энергии„переданной в плазму (вложение энергии в нужные степени свободы). 4. Обеспечение эффективной передачи энергии от ВЧ-генератора в плазму (хорошее согласование и уменьшение паразитных потерь энергии). Исходя из этих требований, был создан «Источник ионов высокой плотности» (патент РФ )«(«2 171 555) (далее антенна) [2 — 5].
Работа этого источника основана на использовании высокочастотного индукционного плазменного разряда, в литературе описываемого как «Трансформаторно-связанная плазма» (см. главы 12-17). Указанная антенна нашла применение в нижеописанных установках серии «Каролина РЕ» (Р!аяпа е!сЫпя). Установки этой серии представляют собой ряд установок для плазмохимического травления (ПХТ), в которых реализован основной принцип — раздельное управление концентрацией плазмы (и плотностью ионного тока, соответственно) и энергией ионов, для чего применяются отдельные генераторы для питания антенны и подложкодержателя. 18.2.
Устройство установки Установка реактивного ионного травления традиционно выполнена в виде двух отдельных модулей: рабочей камеры с вакуумным постом и стойки питания и управления. (Л2 ч' 2Г 3ЙР ~ ~ ху Ре.* НЛРЫ р,р, 1ф 18.3. Рабочая камера установки Обрабатываемые подложки диаметром до 150 мм размещаются на водоохлаждаемом столике диаметром 160 мм или прямоугольном с размерами 240 250 мм', Столик закрепляется на верхней крышке вакуумной камеры. Через нее проходят электрические выводы столика и вывод зонда Ленгмюра, используемого для контроля параметров плазмы, На рабочий столик при работе установки в режиме ионнохимического травления может быть подано импульсное напряжение от генератора низкой частоты (далее ГНЧ) с частотой 100 кГц или через согласующее устройство, ВЧ-напряжение с частотой 13,56 МГц.
Для равномерной обработки подложек диаметром ! 50 мм требуется излучатель ВЧ-мощности (далее антенна) внешним диаметром 222 мм. Антенна имеет вид цилиндра высотой 50 мм. Она снабжена коаксиальным герметичным подводом ВЧ-мощности и вводами водяного охлаждения. Корпус антенны, отделяющий ее от плазмы, сделан из кварца толщиной 4 мм. Внутри корпуса расположены четыре спиральные катушки, витки которых выполнены из плоской меди толщиной 2 мм. Особенностью данной конструкции является совмещение спиралей в одном объеме так, что они вложены друг в друга.
Это дало возможность уменьшить габариты антенны и сконцентрировать излучаемую мощность. Поэтому при сравнительно не высоких ВЧ-мощностях (200 —: 800 Вт) удалось получить высокую концентрацию плазмы при высокой равномерности. Антенна располагается соосно с рабочим столиком напротив обрабатываемой подложки на расстоянии 60-120 мм с возможностью регулировки этого расстояния. Антенна смонтирована на отдельном фланце.
На этом же фланце вне камеры монтируется специальное устройство согласования антенны, к которому подключается ВЧ-генератор с частотой 13,56 МГц и регулируемой мощностью от 100 до 1000 Вт. Плоский индуктор антенны отделен от плазмы диэлектрическим (кварцевым) экраном. Перед экраном со стороны столика образуется зона чрезвычайно концентрированной плазмы в виде цилиндра с плошадью основания, равной площади антенны. Неравномерность плазмы на столике размером 200 200 мм' не более 13%. Потенциал, создаваемый плазмой на изолированном столике, без подачи потенциала смешения, составляет плюс 3 —:5 В относительно корпуса камеры. Концентрация плазмы определяется мощностью, подаваемой на антенну от ВЧ-генератора, и давлением в камере, а также используе- мым реактивным газом и при прочих неизменных параметрах линейно зависит от мощности, подаваемой на антенну от ВЧ-генератора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
