Щука А.А. Электроника (2005) (1152091), страница 71
Текст из файла (страница 71)
для обеспечения процесса ионного травления необходимо соблюсти следующие условия' )Э травление структур должно осуществляться без существенной деградации элелтроф" зических характеристик; 0 травление большого количества подложек желательно максимального размера с вь'с ысокой скоростью и достаточной равномерностью; минимальное загрязнение образцов инороднымн материалами; 0 максимальная эффективность использования подводнмой мощности; ослой контРоль скоРости травления с возможностью фиксации границ слоев в чногоел ных структурах. К основному недостатку процесса ионного травления относится отсутствие селектив вно- быть сти травления. В связи с этим ограничивается глубина травления, которая должна б 331 б Технология производства интегральных схем оизмерима с толщиной маски.
Увеличение же толщины маски приводит к ухудшению передачи размеров. Вместе с тем а процессе ионного травления происходит разогрев пла- тин, в результате чего маска либо "задублиаается", либо разрушается вообще, Этот процесс не позволяет получать субмикронные неоднородности я слоях рабочих материалов толщиной 0,1 — 0,3 мкм через органические маски. Эти недостатки, а также конструктивно-технологическая сложность реализации процесса ионного травления сдерживают широкое распространение этого метода в микроэлектронике.
в) б) е) Рис. 5.2З. Схема конструкгиеного решения устаиоэок ионного траепения и распыления: 1 — мишень, э которой формируются статические неоднородности, 2 — источник питания, э т ч. 8Ч-источники; 3 — мишень; 4 — термокатод; 5 — анод; б — экран; 7 — электромагнит Ионне-хииическое травление Г)анна-кдинческае травление (ИХТ) представляет собой физико-химический процесс, который происходит при достаточно высоком давлении газов и значительной энергии частиц, Поверхностные слои материала удаляются с помощью физического распыления ионами, а также а результате химической реакции между активными частицами и поаерхностнылзи атомами.
В этом процессе различают реактивное нанна-плазменное траален!ге (РИПТ), а процессе которого обрабатываемый материал находится я области плазмы, и реактннное нанна-лучеаае травление (РИЛТ), при проведении которого материал помещают а вакуумной зоне обработки. В пераом слу ~ае химически активные частицы могут доставляться к поверхности из плазмы разряда и образовываться на поверхности при ударной диссоцищ1ии молекулярных ионов или нейтрализации атомарных ионов. Во втором случае на пояерхность воздействуют только молекулярнью или атомные ионы, способные образояьи кать химически активные частицы при ударной диссоциации или нейтрализации, В про'!ассах ИХТ использУютса Различные фРеоны: СГь СС1Гь СС)Гэ, СНС1Г,, Сэрл и т.д. высокочастотном разряде молекулы фреона переходят а возбужденное сосгояние и Разуют реакционноспособные радикалы, например: СГ,.ь е л СГэз ч- Гь ч- е, СГ, + е — ~ СГ*, ь Г, где звездочкой помечен активный радикал. Часть )б Микроэлектроника ЗЗЗ Взаимодействуя с поверхностнымп частицами образца, эти радикалы формируют локадь.
ные неоднородности, а продукты реакции в вила летучих соединений удаляются из обье. Конструкции реакторов ИХТ различны и зависят от ионного источника бомбарди руклцих частиц (рис. 5.24). В большинстве систем используется ВЧ-разряд и диодная (рис 5 24 а), триодная (рис. 5.24, б), планарная магнетронная (рис. 5.24.
в) и другие типы систем элслгродов Процесс физического распыления возникает при энергиях ионов, превышающих 100 эВ физическое распыление активизирует поверхность материала, повышает скорость хими ческих реакций, которые в свою очередь ослабляют химические связи поверхностных атомов и увеличивают скорость их физического распыления. в) Рис. 6.24. Схемы установок для конно-химического травления. т — камера; 2 — Вч-электрод; 3 — заземленный электрод, 4 — третий электрод; 5 — экран, 6 — магнитная система; т — натекатели; 6 — откачка, 9 — образец Процессы ИХТ, например РИПТ, обладают высокой анизотропией и используются в качестве универсального процесса травления нитрида кремния. поликремния, фосфоросиликатного стекла, алюминия и других материалов.
Процессы ИХТ обладают способностью воспроизвести с шаблонов субмикронные (0,3 —- 0,5 мкм) структуры. Наличие химических реакций позволяет значительно, по сравненюо с ИТ, увеличить скорость и селективность травления при одновременном снижении тепло вого н радиационного воздействия на органические резистивные материалы. В процессе ИХТ удается с большой точностью переносить утловые и линейные размеры с маек" рующсго материала на рабочий, потому что отсутствует эффект переосаждения удаляв мого материала, характерного для ионного травления. Плазьяохиьзическое травление )Ьазмохимичгское травзекие (ПХТ) происходит в результате химических реакций межд химически активными частицами и поверхностными атомами материала.
Если обрабатываемый материал находится в области плазморазряда„то процесс трзя вяления называется цзазлеккым (ПТ). В этом процессе химические реакции травления о.ду онов. актив нрава ься зкоэ ергети есной бомбардировкой каь э ктро ов. так и иои Если жс материал находится в вакуумной (реакционной) зоне обработки, то травя ление ; ил« производят только химически активные частицы без дополнительной элеьпронной ионной бомбардировки. Это так называемый процесс радикального игравявккя (РТ). 5 Технология производства интегральных схем 333 рассматривая процесс ПТ, отметим, что хими иски активные частицы (свободные атомы н радикалы) вступают в химическую реакшно с поверхностными атомами образца и удаляют поверхностные слои в результате образования летучих продуктов реакции.
Роль электронов и ионов, присутствующих в плазме, заключается в увеличении скорости травления. Активирующее действие электронов и ионов определяется их энергией. генерация энергетических и химически активных частиц для процесса плазменного травления осуществляется в реакторе диодного типа, типовая конструкция которого приведена на рис. 5.э5. Плазменное травление осуществляется при энергиях ниже 100 эВ. В реакторах, использующих процессы радикального травления, подложки вынесены из области плазмы.
и обработка идет по механизму гетерогенной химической реакции. При этом реакция не осложняется воздействием загрязненных частию Повременный уровень технологии плазменного травления отличается высокой однородностью и воспроизводимостью. Это возможно только при условии автоматизации управления такими параметрами реактора, как давление, мощность разряда, состав газов, скорость его протекания. С этой целью широко применяются встроенные микропроцессорные системы управления процессом. Рис. 6.26.
Схема конструкции для плазменного травления 1 — вакуумная камера, 2 — образцы; 3 — гвз-травитель, 4 — газ; 6 — откачка продуктов реакции, б — верхний электрод, 7 — нижний электрод и стол, 6 — генератор ВЧ Процессы плазмохимического травления могут обеспечить обработку поликремниевых структур, а также удаление масок с фоторезистов. Процессы ПТХ (особенно РТ) обладают наибольшей селективностью и оказывают незначительное тепловое и радиационное возлействие на обрабатываемые структуры по сравнению с процессамн ИТ и ИХТ.
Это позволяет осуществлять травление толстых слоев материалов (до 10 мкм) через тонкие "незалубленные" резисты. Низкий показатель анизотропии не позволяет с помощью процессов ПТХ получать статические неоднородности субмикронных размеров в слоях рабочих материалов толщиной более 0,3 мкм. Поэтому процессы ПХТ используются в основном лля изготовления тонких (0,1 О,э мкм) неорганических масок для процессов ИТ и ИХТ последнее время появилось сообщение о разработке системы сухо~о плазменного травления с использованием электронного циклотронного резонанса, На этой системе получены локальные неоднородности на кремниевой пчастине в виде линий с шириной О 2 — 0,3 мкм.
Эта система предназначена для производства первого поколения инте- гральных схем. Лазерно-стимулированное травление Ло зерно-сяшмулнровинное пзраазенце — перспективный метод травления поверхности, в котором используется лазерное излучение с энергией фотонов от О,! эВ (ИК-излучения) чо б зВ (УФ-излучения) для активизации травяших частиц на поверхности твердого тела. Часть И. Микроэлектроника 334 такие возбужденные частицы способствуют разрыву поверхностных связей или десорб.
ции в газовую фюу. Они также способствуют ускорению химического воздействия межд различными адсорбатами, адсорбатом и адсорбентом. Все это позволяет использоват процессы травления с возбуждением и нагревом поверхности для проекционного травле. ния металлов и диэлектриков.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
