ЗНАКОМСТВО С ВАКУУМНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ ПЛАЗМЕННОГО ИОННО-ХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ В ИНДУКТИВНО СВЯЗАННОЙ ПЛАЗМЕ «Caroline РЕ15» И ИСЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ТРАВЛЕНИЯ ПЛЕНОК И ПОДЛОЖЕК ИЗ НЕОРГАНИЧИСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Электронное учебное пособие

Рассмотрены физические основы плазменного ионно-реактивного травления материалов, разновидности систем плазменного травления, в т. ч. установки с индуктивно связанной плазмой на примере установки «CarolinePE15». Исследованы технологические режимы травления основных материалов микроэлектроники.

Содержание

Введение 4

1.2. Несамостоятельный и самостоятельный разряд 10

59

В конфигурации ICP Etch для создания плазмы используется индуктивный разряд. Мощность, вкладываемая в индуктивный разряд, определяет плотность плазмы и, как следствие, плотность активных радикалов и ионов. Подложка размещается на электроде, к которому подводится ВЧ напряжение для создания электрического смещения. Величина смещения электрода подложкодержателя определяет энергию и поток ионов на поверхность подложки.  59

6. Применение ICP источников плазмы на примере промышленной установки Caroline РЕ15. 62

6.1 Назначение и устройство установки. Основные технические характеристики. 62

6.2. Основные блоки и модули установки. 67

6.3. Работа установки в автоматическом режиме. 71

Заключение 89

Список литературы 90

Введение

Ионно-плазменная обработка основана на взаимодействии ионов и других энергетических частиц, полученных в низкотемпературной плазме, с поверхностью твердого тела. Результатом взаимодействия потока частиц в разряженной среде с поверхностью является осажденная пленка из части удаленного вещества или преобразованная поверхность. Это дает возможность применять процессы ионно-плазменной обработки для нанесения пленок разнообразных материалов, очистки, полировки, травления и формирования прецизионных технологических рисунков в производстве полупроводниковых приборов и микросхем, резисторов, конденсаторов, фотошаблонов, пьезокварцевых приборов и т. п. Сфера применения ионно-плазменной обработки распространяется на другие области техники, например оптику и машиностроение, где она используется для получения полированных поверхностей, упрочнения инструмента, защиты поверхностей износо- и коррозионостойкими покрытиями и т. п.

Одной из разновидностей ионно-плазменной обработки является плазменное или “сухое” травление материалов, широко применяемое в оптике и микроэлектронике. Среди широкого класса таких устройств особенное место занимают источники плазмы высокой плотности на основе ВЧ-разряда, формируемые так называемую трансформаторно-связанную (или индуктивно-связанную) плазму (принятая латинская аббревиатура TCPилиICP–InductivelyCoupledPlasma).ICP-разряд позволяет травить материалы разрешением менее 0,2 мкм и осаждать слои из паро-газовых смесей (плазменно-стимулированныйCVD-процесс)., обеспечивая при этом высокую эффективность и качество проведения процесса [1].

Существуют и другие принципы создания плазмы: устройства на электронном циклотронном резонансе ЭЦР (ECR), а также геликонные источники плазмы [1]. По сравнению с нимиICP-плазма обладает определенными преимуществами: является более дешевой, отсутствует необходимость создавать мощные магнитные поля и применять мощные генераторы электрического поля, большая однородность плазмы при увеличении объема обрабатываемых подложек. Также в литературе [3, 14, 35-38] встречаются другие определенияICP-плазмы: плазмохимическое травление (ПХТ), реактивное ионное травление в индуктивно связанной плазме (ICP-RIE), реактивное ионно-плазменное травление (РИПТ). Все это – конструктивные особенности устройств, предназначенных для реализации метода плазменного травления. Все они имеют некоторые особенности физико-химических процессов, происходящих при взаимодействии плазмы с различными материалами. В настоящей работе мы будем пользоваться терминами ПХТ иICP.

В сухом плазменном травлении, плазма высокой плотности используется при низком давлении для высокоскоростного травления кремния, поликремния, а также не стандартных материалов, таких как кварц или стекло.

Весьма перспективной областью применения ICP-плазмы является нанотехнология, в частности технология изготовления микропроцессоров и микроконтроллеров со сверхразрешением, наноструктурированных материалов, дифракционных оптических элементов ДОЭ, работающих в УФ области.

В настоящее время внимание разработчиков технологического оборудования направлено на изучение высокочастотных источников плазмы высокой плотности, которые позволяют методом ионно-плазменного травления получать высокую однородность травления подложек с высокой селективностью.

Все это делает актуальным вопрос дальнейшего развития техники и технологии травления различных материалов с заданными параметрами в различных отраслях промышленности с использованием индуктивно-связанной плазмы высокой плотности.