Системы ионно-химического травления

Как отмечалось выше, процесс ИХТ сочетает в себе преимущества методов ионного и плазмохимического травления, поскольку удаление материала происходит как за счет физического распыления ускоренными ионами, так и в результате химических реакций между свободными атомами и радикалами, образующимися в газоразрядной плазме, и поверхностными атомами подвергаемого травлению материала. Поэтому большинство современных установок ИПТ реализуют метод ИХТ, позволяющий управлять профилем травления в процессе его формирования, изменяя параметры технологического процесса: состав газовой среды, рабочее давление, мощность разряда, потенциал смещения на подложке и др. Кроме того, газоразрядная плазма стимулирует процессы, происходящие как в газовой фазе, так и на поверхности твердого тела. При этом физическое распыление активирует поверхность материла, повышая скорость химических реакций, которые, в свою очередь, ослабляют химические связи поверхностных атомов, увеличивая тем самым скорость их физического распыления. Профили анизотропного травления кремния методом ИХТ на глубину до 10 мкм показаны на рис. 2.11.

              

Рис. 2.11. — Профили анизотропного травления кремния методом ИХТ.

Процесс РИПТ реализуется практически в тех же системах, что и процесс ИПТ (рис. 2.3). Отличие заключается в возможности подачи в реактор помимо инертного газа химически активных газов и их смесей. Используются как горизонтальные диодные и триодные системы с плоскопараллельными электродами, так и вертикальные диодные системы с коаксиальными электродами. Часто для интенсификации разряда применяется магнитное поле. Представителем таких типов систем являются магнетронные системы как с планарными (рис. 2.3, г), так и коаксиальными (рис. 2.3, в) электродами, вокруг которых устанавливаются электромагниты. В таких системах рабочее давление составляет 1-10 Па. Скорости травления зависят от уровня мощности, вида рабочего газа, давления, величины магнитного поля, конструктивных особенностей. Для обычных диодных ВЧ систем скорость травления поликремния и алюминия и его сплавов составляет 0,1-0,2 мкм/мин. Для магнетронных систем – 1-10 мкм/мин. Для SiO2 достигнута скорость 1,5 мкм/мин, а для GaAs при дополнительном облучении лазера – 20 мкм/мин.

Процесс РИЛТ реализуется практически в тех же системах, что и процесс ИЛТ (рис. 2.4). Отличие заключается в возможности подачи в ИИ реактивного газа или смеси газов. При этом к ИИ предъявляются дополнительные требования по химической стойкости к реактивным газам, т.е. затруднено, например, использование ИИ, имеющих в своей конструкции термокатоды. Конструкции ИИ приведены на рис. 2.5. Скорости травления в режиме РИЛТ зависят от многих факторов и примерно в 3-15 раз превосходят скорости ИЛТ, но в 2-3 раза уступают скоростям ПХТ. Существенный вклад в механизм травления вносят химические реакции, в результате селективность процесса РИЛТ повышается в 5-12 раз по сравнению с ИЛТ. Но из-за процесса физического ионного распыления селективность РИЛТ в 2-4 раза ниже ПХТ. По анизотропии РИЛТ значительно выше, чем РИПТ и близок к ИЛТ.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector