Введение
Контролируемое удаление материала без использования жидких веществ.
Сухое травление – это удаление материала, как правило, маскированного рисунка полупроводникового материала, посредством воздействия на материал ионной бомбардировки (обычно плазмы реактивных газов, таких как фторуглероды, кислород, хлор, трихлорид бора; иногда с добавлением азота, аргона, гелия и других газов), которая отрывает части материала с открытой поверхности. Распространенным типом сухого травления является реактивное ионное травление. В отличие от многих (но не всех, см. изотропное травление) химических травителей, используемых при мокром травлении, процесс сухого травления обычно происходит направленно или анизотропно.
Структуры с высоким соотношением сторон
Сухой травление в настоящее время используется в процессах производства полупроводников благодаря его уникальной способности, в отличие от мокрого травления, осуществлять анизотропное травление (удаление материала) для создания структур с высоким соотношением сторон (например, глубоких отверстий или траншей для конденсаторов).
Конструкция оборудования
Конструкция оборудования для сухого травления в основном включает вакуумную камеру, специальную систему подачи газа, генератор радиочастотных (РЧ) волн для подачи энергии в плазму, нагреваемый держатель для размещения пластины и выхлопную систему. Конструкция различается у производителей, таких как Tokyo Electronic, Applied Materials и Lam. Хотя все конструкции основаны на одних и тех же физических принципах, разнообразие конструкций направлено на обеспечение более специализированных характеристик процесса. Например, этапы сухого травления, контактирующие с критическими частями устройства или формирующие их, могут требовать более высокой направленности, селективности и однородности. Компромиссом является то, что более сложное оборудование для сухого травления стоит дороже, его сложнее освоить, дороже обслуживать и оно может работать медленнее. Оборудование для сухого травления позволяет контролировать однородность процесса, используя различные параметры. Температуру держателя можно изменять для контроля температуры пластины по радиусу, что влияет на скорость реакций и, следовательно, на скорость травления в разных областях пластины. Однородность плазмы можно контролировать с помощью удержания плазмы, которое может регулироваться с помощью высокоскоростного магнита, вращающегося вокруг камеры, изменения потока газа в камеру и из камеры, или РЧ-экранирования вокруг камеры. Эти стратегии различаются в зависимости от производителя оборудования и области применения.
История
Сухой процесс травления был изобретен Стивеном М. Ирвингом, который также изобрел процесс плазменного травления. Процесс анизотропного сухого травления был разработан Хва Ниен Ю в исследовательском центре IBM T. J. Watson в начале 1970-х годов. Он был использован Ю совместно с Робертом Х. Деннардом для создания первых МОП-транзисторов (металл-оксид-полупроводниковых полевых транзисторов) микронного масштаба в 1970-х годах.