Войти
Промышленная установка для реактивного ионного травления в чистом помещении Реактивное ионное травление (RIE ) - Технология травления, используемая в микропроизводстве. RIE - это тип сухого травления, который имеет характеристики, отличные от влажного травления. RIE использует химически реактивную плазму для удаления материала, отложившегося на пластинах . Плазма создается под низким давлением (вакуум ) с помощью электромагнитного поля. Ионы высокой энергии из плазмы атакуют поверхность пластины и реагируют с ней.
Типичная (параллельная пластина) система RIE состоит из цилиндрической вакуумная камера с пластиной , расположенной в нижней части камеры. Вафельный диск электрически изолирован от остальной части камеры. Газ входит через небольшие входные отверстия в верхней части камеры и выходит в систему вакуумного насоса через нижнюю часть. Типы и количество используемого газа различаются в зависимости от процесса травления; например, гексафторид серы обычно используется для травления кремния. Давление газа обычно поддерживается в диапазоне от нескольких милли торр до нескольких сотен миллиторр, регулируя скорость потока газа и / или регулируя выпускное отверстие.
Существуют и другие типы систем RIE, включая индуктивно-связанную плазму (ICP) RIE. В системах этого типа плазма генерируется с помощью магнитного поля RF. Может быть достигнута очень высокая плотность плазмы, хотя профили травления имеют тенденцию быть более изотропными.
Возможна комбинация параллельной пластины и РИЭ с индуктивно связанной плазмой. В этой системе ICP используется в качестве источника ионов с высокой плотностью, что увеличивает скорость травления, тогда как отдельное высокочастотное смещение применяется к подложке (кремниевой пластине) для создания направленных электрических полей около подложки для достижения более анизотропных профилей травления.
Реактивное ионное травление (внизу) по сравнению с фотохимическим травлением (в центре) 
Схема стандартной установки RIE. RIE состоит из двух электродов (1 и 4), которые создают электрическое поле (3), предназначенное для ускорения ионов (2) по направлению к поверхности образцов (5). Плазма инициируется в системе при приложении сильного радиочастотного излучения. (радиочастота ) электромагнитное поле к пластине пластины. В поле обычно задается частота 13,56 мегагерц, приложенная к нескольким сотням ватт. Осциллирующее электрическое поле ионизирует молекулы газа, отделяя их от электронов, создавая плазму.
В каждом цикле поля электроны электрически ускоряются вверх и вниз в камере, иногда ударяя по верхней стенке камеры. камера и вафельное блюдо. В то же время более массивные ионы относительно мало двигаются в ответ на электрическое поле ВЧ. Когда электроны поглощаются стенками камеры, они просто выводятся на землю и не изменяют электронного состояния системы. Однако электроны, оседающие на пластине пластины, вызывают накопление заряда пластиной из-за изоляции постоянного тока. Этот накопленный заряд вызывает большое отрицательное напряжение на пластине, обычно около нескольких сотен вольт. Сама плазма развивает слегка положительный заряд из-за более высокой концентрации положительных ионов по сравнению со свободными электронами.
Из-за большой разницы напряжений положительные ионы имеют тенденцию дрейфовать к пластине пластины, где они сталкиваются с образцами, подлежащими травлению. Ионы химически реагируют с материалами на поверхности образцов, но также могут сбивать (распыление ) некоторый материал, передавая часть своей кинетической энергии. Из-за в основном вертикальной доставки реактивных ионов реактивно-ионное травление может давать очень анизотропные профили травления, которые контрастируют с типичными изотропными профилями влажного химического травления.
Условия травления в системе RIE сильно зависят от многих параметров процесса, таких как давление, потоки газа и ВЧ-мощность. Модифицированная версия RIE - это глубокое реактивно-ионное травление, используемое для выемки глубоких структур.
