Применение плазменных технологий в производстве УБИС

Аспектное отношение 7:1

к подзатворному окислу. 3 стадии травления: «пробивание окисла», анизотропная стадия,

высокоселективный дотрав. 50нм/мин.

устройств

кантиливеров АСМ

достаточна для того, чтобы создаваемый ими заряд ограничивал их движение.

Для выполнения этого условия нужно, чтобы характерный размер плазмы L0 был много больше характерного размера экранирования (радиуса Дебая):
rD= (ε0kBTeTi/eei(niTi+neTe))1/2, - расстояния, на котором нарушается квазинейтральность за счет теплового движения частиц (здесь ε0 – диэлектрическая постоянная вакуума, kB - постоянная Больцмана, Te,Ti – температуры электронов и ионов, e,ei – заряды электронов и ионов, ni,nе – ионная и электронная концентрации). На расстоя-
ниях, существенно превышающих дебаевскую длину, и при частотах,
меньших (4πпе2/т)1/2, т. е. меньше плазменной частоты, любое движе-
ние оставляет плазму квазинейтральной.

давлении 13·10-2 - 13·102 Па со степенью ионизации порядка 10-6

- 10-4 (концентрация электронов 1015 – 1018 м-3 ), в котором электроны имеют среднюю энергию 1 - 10 эВ (температуру порядка 104 - 105 К), а средняя энергия тяжелых газа (ионов, атомов, молекул) на два порядка меньше (Т=(3 - 5)·102 К).
При реализации процессов в НГП возможно, что:
1. НГП является одновременно средой проведения, источником участвующих в процессе частиц и стимулятором (активатором) процесса;
2. НГП служит только источником участвующих в процессе частиц;
3. НГП используется только для активации участвующих в процессе частиц, поверхностей или для стимуляции самого процесса.

в каждом из трёх случаев с помощью НГП могут быть

проведены различные типы обработки, которые можно объединить в три большие группы:
1. удаление материала с поверхности твёрдого тела (распыление, травле-
ние, очистка);
2. нанесение материала на поверхность твёрдого тела (химическое из газовой фазы, физическое из материала мишени, модифицируемое в газовой фазе);
3. модификация поверхности слоя твёрдого тела окисление, анодирование, легирование другими элементами, текстурирование, гетерирование, отжиг.

верхнего слоя.
По физико-химическому механизму взаимодействия частиц НГП с по-
верхностью обрабатываемого

материала (образца) процессы травления можно разделить на три группы:
1. Ионное травление (ИТ), при котором поверхностные слои удаляются только в результате физического распыления. Распыление осуществляются энергетическими ионами инертных газов. Под энергетическими ионами и атомами понимаются частицы с энергией 0,1 - 2,0 кэВ. Если поверхность обрабатываемого материала находится в контакте с плазмой, то травление называется ионно-плазменным (ИПТ). Если поверхность образца не контактирует с плазмой, которая используется только как источник ионов, осуществляющих травление, то травление называют ионно-лучевым (ИЛТ).
2. Плазмохимическое травление (ПХТ) – травление при котором поверхностные слои материалов удаляются в результате химических реакций, с образованием летучих продуктов. Если поверхность обрабатываемого материала находиться в контакте с плазмой, то травление называют плазменным (ПТ). При ПТ химические реакции стимулируются низкоэнергетическими электронной и ионной бомбардировками, а также воздействием излучения. Если поверхность образца не контактирует с плазмой, которая используется только как источник ХАЧ, то такое травление называют радикальным травлением (РТ). РТ осуществляется спонтанно без стимуляции электронной и ионной бомбардировками, а в ряде случаев и при отсутствии воздействия излучения.
3. При реактивном ионном (РИТ) или ионно-химическом травлении (ИХТ) слои материала удаляются в результате как физического распыления энергетическими ионами, так и химическими реакциями между ХАЧ и атомами материала. Если поверхность обрабатываемого материала находится в контакте с плазмой, то травление называют реактивным ионно-плазменным (РИПТ), при этом на поверхность образца воздействуют энергетические ионы, свободные атомы и радикалы, электроны и излучение. Процесс физического распыления может, как ускорятся, так и замедлятся химическими реакциями.
Если поверхность образца не контактирует с плазмой, то такое травление называют реактивным ионно-лучевым травлением (РИЛТ). В процессе РИЛТ поверхность материала подвергается воздействию молекулярных и атомарных ионов, которые кроме физического распыления в результате ударной диссоциации и нейтрализации образуют ХАЧ, вступающие в химические реакции с обрабатываемым материалом. Химические реакции могут, как ускорить, так и замедлять процесс физического распыления.

в них поверхность обрабатываемого материала подвергается воздействию одинакового набора частиц:

ионов, электронов свободных атомов и радикалов, а также
излучения. Поэтому очень важно уметь различать эти процессы. В качестве условной границы использовано значение энергии ионов Ei , бомбар-
дирующих поверхность образца. Если E i < 100 эВ, то травление является
плазменным, если E i > 100 эВ, то происходит РИПТ

и высокую производительность.
Указанные характеристики зависят от вакуумно-технических параметров процессов травления,

таких как:
1. Конструкция реактора и способ возбуждения разряда
2. рабочее давление;
3. состав и расход рабочего газа;
4. скорость откачки;
5. предельное давление.

определяется условиями существования рабочих разрядов.
В указанном диапазоне следует выбирать такое

давление Pопт, при котором достигаются минимальный потенциал зажигания разряда и максимальная проводимость плазмы. При Pопт в плазме разряда скорости генерации ХАЧ и энергетических частиц максимальны, а следовательно максимальны скорости
травления материалов. Значение Pопт для конкретной системы ВПТ определяется видом используемого рабочего газа.

нарушений поверхности
Уровень внесенных химических нарушений поверхности
Степень изменения морфологии поверхности

диэлектрическим окном (кварцевая труба) обеспечивает индуктивное связывание и предотвращает емкостное

связывание между плазмой и катушкой. Образец загружается рукой – роботом, специально разработанной для безопасной загрузки образцов MEMS