Кіріспе

Бақылаулы және ұсақ түрде салыстырмалы дәлдікпен материалды алып тастауға қолданылатын әдіс. Реактивті иондық қабысу (RIE) – микроөндірісте қолданылатын қабысу технологиясы. RIE – ылғалды қабысудан өзгеше ерекшеліктері бар құрғақ қабысу түрі. RIE химиялық реакцияға түсетін плазманы пайдаланып, пластиналарға жабысқан материалды жояды. Плазма төмен қысымда (вакуумда) электромагниттік өріс арқылы туындайды. Плазманың жоғары энергиялы иондары пластина бетіне шабуыл жасап, онымен әрекеттеседі.

Жабдық

Типтік (параллельді пластинкалы) RIE жүйесі цилиндрлі вакуум камерасынан тұрады, камераның төменгі бөлігінде пластина орналасқан. Пластина камераның қалған бөлігінен электрлік тұрғыдан оқшауланған. Газ камераның жоғарғы жағындағы кішкентай тесіктер арқылы кіреді және төменгі жағы арқылы вакуумдық сорғы жүйесіне шығады. Қолданылатын газдың түрлері мен мөлшері эфирлеу процесіне байланысты өзгереді; мысалы, күкірт гексафториді кремнийді эфирлеу үшін жиі қолданылады. Газ қысымы әдетте газ ағынының жылдамдығын және/немесе шығару тесігін реттеу арқылы бірнеше миллиторрдан бірнеше жүз миллиторрға дейін ұсталады. РИЭ жүйелерінің басқа түрлері де бар, соның ішінде индуктивті түрлендірілген плазмалық (ICP) RIE. Бұл жүйеде плазма радиожиілікті (RF) қуатпен туындатылған магнит өрісі арқылы жасалады. Плазманың өте жоғары тығыздығына қол жеткізуге болады, бірақ эфирлеу профилі көбірек изотропты болады. Параллельді пластинкалы және индуктивті түрлендірілген плазмалық RIE-ны біріктіру мүмкін. Бұл жүйеде ICP иондардың жоғары тығыздықты көзі ретінде қолданылады, бұл эфирлеу жылдамдығын арттырады, ал субстратқа (силиконды пластинаға) жеке RF кернеуі қолданылады, бұл анизотроптық эфирлеу профильдерін алу үшін субстратқа жақын бағытталған электр өрістерін құруға мүмкіндік береді. Субстратқа берілетін RF қуаты көбінесе "плита қуаты" деп аталатын реттелетін параметр болып табылады және бетке шабуылдайтын иондардың энергиясын басқарады.

Жұмыс істеу әдісі

Плазма жүйеде қуатты радиожиілік (RF) электромагниттік өрісті пластина табанына қолдану арқылы іске қосылады. Бұл өріс әдетте 13,56 мегагерц жиілігіне орнатылады, бірнеше жүз ватт қуатпен қолданылады. Тербелмелі электр өрісі газ молекулаларын иондап, олардан электрондарды бөліп алып, плазма жасайды. Өріс циклының әрбір кезеңінде электрондар камера ішінде жоғары және төмен электрлік жылдамдықпен үдеп, кейде камераның жоғарғы қабырғасына және пластина табанына шағылысады. Сонымен қатар, иондар, электрондарға қарағанда әлдеқайда ауыр болғандықтан, радиожиілік электр өрісіне жауап ретінде салыстырмалы түрде аз қозғалады. Электрондар камера қабырғаларына сіңген кезде, олар тікелей жерге жіберіліп, жүйенің электрондық күйін өзгертпейді. Дегенмен, пластина табанына орналасқан электрондар, оның DC оқшаулануына байланысты, зарядтың жиналуына себеп болады. Бұл заряд жиналу нәтижесінде табақта үлкен теріс кернеу пайда болады, әдетте бірнеше жүз вольтқа жуық. Плазманың өзі, еркін электрондарға қарағанда оң иондардың жоғары концентрациясына байланысты, сәл оң зарядты дамытады. Кернеудің үлкен айырмашылығынан оң иондар пластина табанына қарай иіліп, ойылатын үлгілермен соқтығысады. Иондар үлгі бетіндегі материалдармен химиялық реакцияға түседі, сонымен қатар, кинетикалық энергиясын беру арқылы, материалдың бір бөлігін (сүреу арқылы) алып тастай алады. Реактивті иондардың басымдықпен тік бағытта берілуіне байланысты, реактивті иондық қазбалау өте анизотроптық қазбалау профильдерін жасауға мүмкіндік береді, бұл ылғалды химиялық қазбалаудың әдеттегі изотроптық профильдерінен өзгеше. RIE жүйесіндегі қазбалау шарттары процестің көптеген параметрлеріне, мысалы, қысымға, газ ағынына және RF қуатына күшті тәуелді. RIE-нің өңделген түрі – терең реактивті иондық қазбалау, терең ойыстарды жасау үшін қолданылады.