Grabado de iones reactivos
El grabado de iones reactivos ( RIE ) es una tecnología para eliminar material de la superficie de un sustrato ( grabado ) que se utiliza en microelectrónica , donde se utiliza plasma reactivo para eliminar material de un sustrato [1] .
El plasma se crea a baja presión mediante una descarga de gas . Los iones que surgen en el plasma son acelerados por la diferencia de potencial entre éste y el sustrato tratado.
La acción combinada del proceso físico de pulverización iónica y las reacciones químicas de activación iónica conduce a la destrucción del material del sustrato, o una capa sobre el sustrato con la formación de compuestos volátiles y su desorción de la superficie [1] .
Equipamiento
Los sistemas RHS basados en una descarga capacitiva de alta frecuencia [2] [3] tienen el diseño más simple . El sustrato se coloca sobre una mesa aislada de la cámara, normalmente refrigerada, a la que se aplica un voltaje de alta frecuencia con respecto a las paredes de la cámara. El gas de trabajo generalmente se suministra desde arriba a través de un dispositivo especial llamado distribuidor de gas, que asegura una distribución uniforme del flujo de gas de trabajo en toda la cámara. Cuando se suministra gas y voltaje de alta frecuencia entre la mesa y las paredes, se produce una descarga capacitiva de alta frecuencia. Dado que el área de la mesa es más pequeña que el área de las paredes de la cámara, se forma un potencial de polarización automático negativo en él (así como en la superficie del sustrato que mira al plasma), lo que asegura el flujo de positivo iones cargados del plasma. Al cambiar la presión, la potencia de la fuente de voltaje y la composición de los gases suministrados, se pueden obtener varios modos de grabado. El rango de presiones aplicadas es de 0,5...10 Pa.
La composición y la presión de la mezcla de gases aplicada difieren según el material del sustrato y los requisitos para la forma del perfil de grabado. Por ejemplo, se utiliza una mezcla de hexafluoruro de azufre y oxígeno para grabar anisotrópicamente el silicio a través de una máscara de dióxido de silicio . El tetrafluoruro de carbono CF 4 se utiliza para grabar dióxido de silicio sin afectar al dióxido de silicio . Este último proceso, en particular, se usa para eliminar rastros de óxido no deseado de la superficie del sustrato antes de que se lleven a cabo más operaciones de grabado o deposición .
Una descarga capacitiva (así como una descarga luminiscente de CC ) limita la posibilidad de aumentar la densidad de corriente de iones. Para aumentarlo, debe aumentar el voltaje o aumentar la presión. Un aumento de voltaje conduce a un aumento de la pulverización catódica de la máscara, es decir, una disminución de la selectividad de grabado, así como un aumento de la potencia liberada sobre el sustrato en forma de calor. Un aumento de la presión conduce a la dispersión de los iones incidentes por las moléculas de gas, lo que distorsiona las trayectorias de su movimiento y conduce a una disminución de la anisotropía del proceso.
En los sistemas RHS modernos , se utiliza una fuente de plasma independiente para aumentar la densidad de corriente [4] . Como esta fuente, se pueden utilizar descargas de RFI, SHF o ECR . Solo las descargas en la descarga RFI recibieron aplicación industrial. El plasma es creado por un inductor de alta frecuencia y los iones se extraen del plasma aplicando una polarización de alta frecuencia al sustrato. Dado que el voltaje de saturación de la corriente de iones en el plasma de descarga RFI no excede varias decenas de voltios, es posible obtener una combinación de densidades de corriente altas (y, por lo tanto, tasas altas del proceso de grabado) con energía de iones relativamente baja en presiones en el rango de 0,1 ... 1 Pa.
Véase también
- profundo R.I.E.
- grabador de plasma
- Conferencias sobre grabado con plasma
- Fundamentos del grabado con plasma
- pulverización de iones
Notas
- ↑ 1 2 Dostanko, 2018 , pág. 41.
- ↑ B. Horowitz, R. J. Saya et al. , Tecnología de plasma en la producción de VLSI. - M .: Mir, 1987. - S. 253-296.
- ↑ Conceptos básicos del grabado con iones reactivos (RIE) . Consultado el 6 de septiembre de 2014. Archivado desde el original el 25 de octubre de 2014.
- ↑ Berlin E. V., Dvinin S. A., Seidman L. A. Tecnología de vacío y equipos para deposición y grabado de películas delgadas. - M. : "Tecnosfera", 2007. - (Mundo de materiales y tecnologías).
Literatura
- Dostanko A.P., Bordusov S.V., Golosov D.A. et al. Tecnologías de estructuras submicrónicas de microelectrónica: monografía. — 2018.
- Ivanovsky G. F., Petrov V. I. Procesamiento de materiales por plasma iónico. - M. : Radio y comunicación, 1986. - 232 p.
- Forrester, T. A. Haces de iones intensos. — M .: Mir, 1992. — 354 p. — ISBN 5-03-001999-0 .
- Danilin BS, Kireev V. Yu. Aplicación de plasma de baja temperatura para grabado y limpieza de materiales. - M. : Energoatomizdat, 1987. - 263 p.
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