RU2003201C1 - Способ плазмохимического травлени поверхности твердого тела - Google Patents

Abstract

Использование: способ плазмо-химического травлени  поверхности твердого тела, используемый в технологии изготовлени  полупроводниковых приборов и интегральных схем. Сущность изобретени : плазменный поток формируют при атмосферном давлении из. по меньшей мере, одной вы- сокоэнтальпийной плазменной струи инертного и/или нейтрального газа и дополнительного газового потока, содержащего, по меньшей мере, один реактивный газ, причем объемный расход дополнительного газового потока выбирают 5 - 50% об от общего расхода газов, образующих плазменный поток, а объемный расход реактивных газов в дополнительном потоке выбирают не менее 0.5% об от общего расхода газов, и воздействуют на каждый обрабатываемый участок поверхности твердого тела при его прохождении через плазменный поток, по меньшей мере один раз, со скоростью V. определ емой из условий. D/т м/с maxmm где D - диаметр плазменного потока в зоне воздействи  на поверхность твердого тела,м, т - максимальное врем  нахождени  участка поверхности твердого тела в зоне плазменного потока при одном прохождении, определ емое из услови  максимально допустимого его нагрева, с. т min минимальное врем  нахождени  участка поверхности в зоне плазменного потока при одном прохождении , за которое на поверхность поступает grtQ 10 часть/м химически активных частиц; дополнительный газовый поток ввод т в область истечени  из сопла или в область сли ни  плазменных струй инертного газа а в качестве реактивного газа могут быть использозэны пары галогенсодержащих соединений Способ позвол ет исключить радиационные нарушени  приповерхностного сло  материала, обеспечивает скорость травлени  материала на уровне 100 - 1000 нм/с и выше при практически абсолютной селективности травлени  материалов с различными химическими свойствами. 4 зпф-лы, 4 ил мы V 4-Х W С

Description

Изобретение относитс  к плазмо-хими- чесхому травлению материалов, а более конкретно, к технологии изготовлени  полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Известны способы вакуумного (102 Па) плазменного травлени  поверхности твердого тела путем формировани  низкотемпературной химически-активной плазмы в газовом разр де посто нного или перемен- ного тока и воздействи  указанной плазмы на поверхность твердого тела с образованием летучих продуктов реакции, которые вывод тс  из зоны реакции.

В результате гетерогенных реакций, происход щих в неравновесной газоразр дной плазме пониженного давлени  (102 Па) между химически активными частицами плазмы (ХАЧ) и материалом поверх- ности твердого тела, происходит образование газообразных продуктов, которые десорбируют с поверхности и осуществл ют процесс травлени  материала. В вакуумной газоразр дной плазме поверхность твердого тела бомбардируетс  лото- ками ионов и электронов, а также разнообразными возбужденными частицами: атомами, молекулами, радикалами. Эти частицы имеют высокие энергии, что приводит не только к увеличению скорости проте- кани  химических реакций на поверхности, но и к нарушению структуры и загр знению продуктами реакций поверхности и приповерхностного сло . Однако, скорость травлени  из-за низкой плотности плазмы не превышает 10 нм/с.

Близким к изобретению  вл етс  способ плазмо-химического травлени  поверхности твердого тела, при котором формируют химически активный низкотемпературный плазменный поток, путем пропускани  газовой смеси, содержащей реактивный газ, через генератор плазмы, воздействуют им на поверхность твердого тела и вывод т из зоны реакции летучие продукты травлени , образованные между материалом поверхности твердого тела и ХАЧ плазменного потока. Плазменный поток формируют, например, использу  систе- му возбуждени  газа на основе разр да с электронным циклотронным резонансом переменного тока. Обработка в плазменном потоке вне зоны генерации газоразр дной плазмы позвол ет исключить неконтроли- руемое воздействие на поверхность твердого тела электрических полей, возбуждающих плазму Однако увеличение скорости травлени  в такой системе св зано с ростом напр жени  на подложке относительно плазмы, что св зано с нарушением и загр знением приповерхностного сло .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ травлени  химически активным плазменным потоком, в котором рост скорости травлени  обеспечиваетс  увеличением плотности потока путем повышени  рабочего давлени  до 10 Па и выводом плазменного потока из зоны генерации на поверхность твердого тела через узкую диафрагму . В таких системах частицы плазмы, воздействующие на поверхность твердого тела, имели минимальную кинетическую энергию (около 25эВ) среди известных способов вакуумного плазменного травлени . Скорость травлени  поверхности твердого тела таким способом  вл етс  величиной , максимальной среди известных процессов плазмо-химического травлени  и достигает 0,5-10 мкм/с. Повышение скорости травлени  в таких системах ограничено плотностью теплового потока и св занного с ним тепловым разрушением материала поверхности при травлении. Несмотр  на высокую локальную (размер зоны травлени  10-20 мм ) скорость травлени  способ имеет достаточно низка  производительность (10 м3/с), загр зн ет поверхность травлени  продуктами эрозии сопла и стенок камеры, ограничивает использование видов химических реагентов, из-за возможности вступлени  их ХАЧ в реакцию с материалом камеры и сопла.

Техническим результатом изобретени   вл етс  существенное, в 10-1000 раз, повышение производительности травлени  материала поверхности твердого тела при улучшении качества приповерхностного сло  и возможности применени  любого реагента ,

Согласно предлагаемому способу в известном способе плазмо-химического травлени , при котором формируют химически активный низкотемпературный плазменный поток, воздействуют им на поверхность твердого тела и вывод т летучие продукты, образующиес  в результате реакции материала поверхности твердого тела с химически активными частицами плазмы, плазменный поток формируют при атмосферном давлении из, по меньшей мере, одной высокоэнтальпийной (более 107Дж/кГ) плазменной струи инертного и/или нейтрального газа и дополнительного газового потока, содержащего, по меньшей мере, один реактивный газ, при чем объемный расход газового потока выбирают 5-50 об.% от общего расхода газов, а объемный расход реактивного газа выбирают не менее 0,5 об.% от общего расхода газов, и

воздействуют на каждый обрабатываемый участок поверхности твердого тела при высокоскоростном прохождении его через плазменный поток не менее одного раза со скоростью, определимой из условий:

D/tmax V D/Г min (м/с), где О - диаметр плазменного потока в зоне воздействи  на поверхность твердого тела, м;

Ттах максимальное врем  нахождени  участка поверхности твердого тела в зоне воздействи  плазменного потока при одном прохождении, определ емое из услови  максимально допустимого его нагрева , с;

ГгЫп - минимальное врем  воздействи  плазменного потока на участок поверхности твердого тела, при одном прохождении, с, определ емое из услови  абсорбции на поверхности твердого тела 1016 см химически активных частиц плазмы.

Согласно предлагаемому способу плазменный поток формируют путем введени  дополнительного газового потока, содержащего реактивный газ, в область истечени  из сопла, по меньшей мере, одной высоко- энтальпийной низкотемпературной плазменной струи инертного и/или нейтрального газа.

Согласно предлагаемому способу, плазменный поток формируют путем введени  дополнительного газового потока, содержащего реактивный газ, в область сли ни , по меньшей мере, двух высокоэнтальпийных плазменных струй инертного и/или нейтрального газа.

Согласно предлагаемому способу, воздействуют на каждый последующий участок поверхности твердого тела, сдвига  плазменный поток или пластину на величину, не превышающую D

Согласно предлагаемому способу, в качестве одного из реактивных газов используют пары гэлогеносодержащих соединений.

Существенные отличи  предложенного технического решени  от известных заключаютс  в следующих основных положени х:

-процесс плазмо-химического травлени  проводитс  при атмосферном давлении , что обеспечивает высокую производительность и удобство реализации способа;

-формирование химически активного плазменного потока проводитс  в газовой атмосфере без соприкосновени  с технологической оснасткой, путем разогрева с помощью высокоэнтальпийных плазменные струй инертного и/или нейтрального г за дополнительного газового потока, содержа щего реактивный газ, который диссоцииру- 5 ет с образованием ХАЧ, что обеспечивает чистоту плазменного потока от продуктов взаимодействи  плазмы с оснасткой и возможность быстрого изменени  состава плазмы;

Ю - гидродинамическое натекание химически активного плазменного потока при воздействии на поверхность твердого тела обеспечивает эффективную доставку к поверхности электронейтральных ХАЧ в отли5 чие от вакуумных процессов, в которых на поверхность выт гиваютс  электрическим полем только зар женные частицы, что повышает эффективность использовани  реактивный газ в предложенном процессе

0 травлени ;

-высокоскоростное прохождение поверхности твердого тела через плазменный поток обеспечивает контролируемый нагрев участка поверхности тела от нескольких грз5 дусов до максимально допустимой температуры , включа  температуру испарени  и плавлени  материала обрабатываемой поверхности , что существенно расшир ет технологические возможности процесса

0 травлени ;

-при воздействии плазменный поток гидродинамически обтекает поверхность твердого тела, обеспечива  эффективное удаление с поверхности твердого тела лету5 чих продуктов реакции и вывод их из рабочей зоны, исключа  процессы переосаждени  диссоциированных в плазме продуктов реакции и обеспечива  высокую чистоту поверхности травлени ;

0 - кинетическа  энерги  частиц, приход щих на поверхность из плазмы, не превышает 1 эВ, что обеспечивает отсутствие радиационных дефектов, повышает чистоту и качество приповерхностного сло .

5 Предлагаемый способ может быть реализован на установках, схемы которых представлены на фиг. 1 а,о. Установки содержат генератор плазмы 1, патрубок 2 и подложко- держатель 3.

0 Химически активный низкотемпературный плазменный поток формируют при атмосферном давлении с помощью, например, одноструйного электродугового или СВЧ плазмотрона 1 (см. фиг.1а) или

5 двухструнного электродугового плазмотрона 1 (см. фиг 1Ь) с вынесенной дугой.

При этом выбирают параметры разр да из соотношени  tjP/G 10Дж/кг, где: г - КПД плазмотрона; Р - мощность разр да плазмотрона (Дж/с); G - весовой расход

инертного и иди нейтрального газа, кг/с, которые обеспечивают формирование высо- коэнтальпийных плазменных струй. В качестве инертного газа могут примен тьс  гелий, неон, аргон, криптон и их смеси, а в качестве нейтральных газов, газы которые не взаимодействуют с материалами электродов генератора высокоэнтальпийных плазменных струй, например, азот. Такие газы исключают повышенную эрозию электродов и, соответственно, обеспечивают загр знение поверхности материалами электродов на уровне менее 109 атом/см2, что удовлетвор ет требовани м к чистоте поверхности, предъ вл емым технологи ми изготовлени  СБИС со степенью интеграции 16...64 М. Через патрубок 2 ввод т в высокоэнтальпийную плазменную струю или струи дополнительный газовый поток, содержащий реактивный газ. В области ввода температура плазменного потока максимальна , что обеспечивает высокую интенсивность обмена энергией между холодной газовой струей и высокоэнтальпий- ными плазменными стру ми. Прогрев реактивного газа обеспечивает его диссоциацию , с образованием химически активных частиц. Очевидно, что, если расход дополнительной газовой струи будет превышать критическую величину, то энерги  высокоэнтальпийных плазменных струй может оказатьс  недостаточной дл  образовани  в плазменном потоке ХАЧ. С другой стороны вокруг плазменного потока при атмосферном давлении возникают довольно мощные конвекциионные потоки газа окружающей среды, которые могут существенно отклонить дополнительную газовую струю. Это приводит к тому, что стру  газа может не достигать плазменного потока и реактивный газ. соответственно, не попадает в поток плазмы. Экспериментально найдены ограничени  на расход газового потока, которые определ ютс , с одной стороны, услови ми эффективного разогрева газа до температуры образовани  ХАЧ при расходе до 50 об, % от общего расхода газа, а с другой стороны, услови ми преодолени  газовым потоком конвективных потоков окружающей среды и ввода его в высокоэн- тэльпийные плазменные струи, что обеспечиваетс  при расходах более 5 об.%.

Концентраци  реактивного газа в дополнительном газовом потоке позвол ет существенно измен ть услови  протекани  ллазмо-химического процесса травлени  поверхности твердого тела. Однако, существует минимальна  концентраци  ХАЧ в плазменном потоке, ниже которой траэле- ние практически прекращаетс . Это происходит , когда за врем  воздействи  плазменного потока на поверхность приходит количество ХАЧ меньшее, чем количество частиц в адсорбционном монослое 3 10 част/см2.

Экспериментальные исследовани  показали , что такие услови  создаютс  при расходе реактивного газа менее 0,5 об.% от общего расхода реактивного газа менее 0,5

об.% от общего расхода газов, образующих плазменный поток. Образование концентрации адсорбата ХАЧ на поверхности твердого тела более, чем 1016 част/см2 за одно воздействие плазменного потока  вл етс 

одним из существенных условий дл  определени  минимального времени rmin воздействи  плазменного потока на участок поверхности твердого тела.

Следует учитывать, что процесс гетерогенной реакции ХАЧ с материалом поверхности твердого тела содержит также механизмы диффузии ХАЧ в приповерхностный слой, химической реакции ХАЧ с образованием продуктов реакции и их

десорбции с поверхности.

Экспериментальные исследовани  показывают , что врем  протекани  гетерогенной реакции плазмо-химического травлени  при указанных услови х, существенно зависит от большого количества параметров и должна определ тьс  при отработке конкретного процесса плазмо-химического травлени . Максимальное врем  воздействи  плазменного потока на участок поверхности

определ етс  услови ми максимально-допустимого нагрева поверхности. Максимальна  температура поверхности твердого тела при воздействии определ етс  услови ми разрушени  поверхности (например.

началом ее плавлени ), либо услови ми аморфизации приповерхностного сло , либо недопустимым развитием рельефа поверхности при травлении и другими причинами. Эти услови  определ ютс  экспериментально , при разработке конкретного процесса травлени . При известной максимально-допустимой температуре Тд поверхности твердого тела из конкретного материала и при известном воздействии

плазменного потока путем решени  уравнений теплопроводности довольно просто определить максимальное врем  воздействи  Гтзх и, наоборот, по известному Гтах определить Тд.

Поскольку температура химически активной плазмы в 10-100 раз выше температуры поверхности твердого тела в процессе воздействи  на нее, то плотность теплового потока на границе плазма-поверхность

твердого тела не зависит от температуры поверхности и определ етс  только свойствами плазменного потока. Таким обрааом, выполн ютс  граничные услови  второго рода дл  уравнени  теплопроводности, т.е. на поверхности твердого тела задаетс  распределение плотности теплового потока. Это позвол ет рассчитать тепловые параметры процесса стандартными методами.

В зависимости от размера плазменного потока и его формы выбираетс  скорость v прохождени  участка поверхности твердого тела через плазменный поток. В распространенных случа х, поток имеет зону воздействи  на поверхность твердого тела, близкую к кругу, диаметром D. Скорость пересечени  v дл  выбранного времени взаимодействи  г равна

v D/r.

Величина диаметра зоны воздействи  может измен тьс  в широких пределах от 0,2-0.005 м. в зависимости от конкретного генератора формировани  плазменного потока, поэтому скорость пересечени  будет , соответственно, измен тьс  при заданном т. Таким образом, при известных предельных значени х времени нахождени  участка поверхности в зоне воздействи  плазменного потока, скорость прохождени  будет определ тьс  услови ми

D/Гтах V О/ Гтт, М/С.

Возможно формирование одиночной высокоэнтальпийной плазменной струи при атмосферном давлении с помощью одно- струйного электродугового плазмотрона, либо СВЧ плазмотрона. Однако если пропускать через них реактивный газ, то возможно взаимодействие этого газа с материалом плазмотронов, что вызовет загр знени  поверхности обрабатываемого материала. Это и существенно ограничит ассортимент примен емых реактивных газов и, соответственно , материалов, которые могут подвергатьс  травлению. Поэтому, введение реактивного газа в высокознтальпий- ную плазменную струю на выходе ее из сопла плазмотрона обеспечивает образование чистого химически активного плазменного потока, удовлетвор ющего технологии травлени  дл  СБИС.

Повышение однородности травлени  обеспечиваетс  путем последовательного воздействи  на соседние участки поверхности твердого тела, сдвига  плазменный поток или пластину величину, не превышающую D,

В качестве реактивного газа при плаз- мо-химическом травлении наиболее широко примен ютс  галогеносодержащие соединени , например, CF4, СНРз. СсГб, Cla. CCk CF2CI2 и другие, которые образуют с материалом поверхности твердого тела легколетучие соединени  типа SiF (-86°C). WFfi (17,6°С)идругих.

Способ может быть по снен следующими примерами.

Пример1.В качестве наиболее типичного примера, рассмотрим хорошо известный в области вакуумного плазменного травлени  процесс травлени  кремни  в плазме реактивного газа CF/j.

Высокоэнтальпийные низкотемпературные плазменные струи аргона с энтальпией 4-8хЮ7 Дж/кг и температурой 10-15 кК, формируют двухструйным электродуговым плазмотроном. В область сли ни  плазменных струй ввод т дополнительный газовый поток с объемным расходом 1-70

об.% от общего расхода газа. Газова  стру  содержит реактивные газы CF4 и 02 в отношени х 4:1.

Диаметр плазменного потока в зоне воздействи  был равен 0,04 м по уровню 0,5

от максимальной глубины травлени  и определ лс  из профил  травлени  пластины (см. фиг.2). Скорость прохождени  поверхности твердого тела через плазменный поток была равна 1 м/с. Травлению

подвергались пластины монокристаллического кремни  КЭФ-4.5 (100) диаметром 100 мм и толщиной 0,5 мм с маской из пленки алюмини  толщиной 0,1 мкм, котора  формировалась фотолитографическими методами . Глубина травлени  кремни  измер лась на растровом электронном микроскопе, либо интерференционным оптическим микроскопом , Скорость травлени  поверхности кремни  определ лась выражением

ffl(x) Л h(x)/F Д h(x) v/0 H(x) v/ND.

где Ah - толщина сло  кремни , стравлен- ного за одно прохождение пластины через плазменный поток, нм; х - координата точки измерени , мм, перпендикул рна  траектории пересечени  плазменного потока с поверхностью; Н(х) - толщина стравленного сло  за N-воздействий, нм: V - скорость пересечени , м/с; t - врем  воздействи  потока на участок поверхности, с. Плазменный поток был окружен очищенным воздухом .

На фиг.З крива  1 представл ет зависимость максимальной скорости травлени  кремни  от расхода дополнительного газового потока. На начальном участке расхода газов 0-5 об.% травление кремни  не обнаружилось . Далее наблюдаетс  линейна  зависимость скорости травлени  от расходов газовой струи е диапазоне 5-35 об.%, далее скорости травлени  выходило на плато при расходах 35-50 об.%. Далее, рост расхода газа, резко уменьшал скорость травлени  кремни . Это св зано веро тно с тем. что газова  стру  не успевала прогреватьс . При расходе CF4 1 об.% травление наблюдалось при добавлении в газовую струю ар- гона, чтобы общий расход газовой струи превышал 5-10 об.%. Дальнейшие исследовани  показали, что если расход реактивного газа становилс  менее 0,5 об. % от общего расхода газа, травление прекращалось.

При травлении была практически абсолютна  селективность между маской из алюмини  и кремнием. Оценки показали, что селективность превышала величину 103. Это подтверждает отсутствие распылени  позерхности пленки алюмини  частицами плазмы.

Исследовани  показали, что поверхность кремни  после травлени  его на глубину 0,05-50 мкм в указанных выше реактивах либо вообще не содержала атомы фтора, либо его концентраци  на уровне следов - менее 1 атм.%, причем на глубине 4 нм концентраци  фтора падала в 20-50 раз. Измерени  проводились методом ОЖЕ-спектроскопии и вторичной масс-ион- ной спектроскопией в положительных ионах. Скорость травлени  кремни  была в 0,1-10 мкм/с, а объемна  скорость травлени  составл ла 10 10-10 8м3/с.

П р и м е р 2. Химически активный низкотемпературный плазменный поток формировалс , как в примере 1. Исследовалс  процесс плазмо-химического травлени  пленок двуокиси кремни , полученных тер- мическим окислением пластин кремни  КЭФ-4,5(100) толщиной 0,4-0,8 мкм, а также полученных п азмохммическим осаждением толщиной до 3 мкм и др., в зависимости от расхода реактивного газа CF, вводимого через дополнительную газовую струю. Толщина стравленного сло  определ лась методом лазерной элипсометрии, либо с помощью растрового электронного микроскопа , при травлении сло  через алюминие- вую маску по фотолитографи м скола образца. Полученна  зависимость представлена на фиг.З (крива  2), Она имеет схожий характер с кривой 1, полученной дл  кремни , только смещена в сторону мень- ших скоростей. Селективность травлени  двуокиси кремни  по отношению к алюминиевой маске была более 100. Исследовани  показали, что поверхность двуокиси кремни  после травлений содержит менее 1

атм.% фтора. Характерна  скорость травлени  двуокиси кремни  в приведенном примере была до 2 мкм/с, а объемна  составл ла до м3/с, что в 100-1000 раз выше, чем в известных способах плазменного травлени  Эффективность использовани  реагента достигала 30%, что в несколько раз превышает известные. Профиль травлени  двуокиси кремни  на краю маски был близок к изотропному.

П р и м е р 3. На фиг.4 представлена зависимость скорости травлени  кремни  от скорости пересечени  поверхности плазменного потока при услови х, описанных в примере 1. Газова  стру  имела расход реактивного газа 20 об.% от общего расхода газов. Скорость пересечени  измен лась в диапазоне 0,4-4 м/с, соответственно, врем  взаимодействи  оценивалось дл  D 0,04 м в диапазоне 0,1-0,01 с. Скорость травлени  вначале резко возрастает до величины 800 нм/с и медленно растет до 1200 нм/с при увеличении длительности обработки до 0,08 с. Далее начинаютс  процессы нарушени  приповерхностного сло  и разрушение пластин за счет термического напр жени  при времени взаимодействи  более 0,09 с, В этой области времени воздействи  могут наблюдатьс  как некоторое уменьшение скорости травлени , так и ее увеличение. Таким образом, можно оценить из данного примера минимальное врем  воздействи  на поверхность кремни , дл  обеспечени  траалени  как 0,01 с, а максимальное 0,09 с.

П р и м е р 4. Образцы, полученные в примерах 1, 2 и 3, былч исследованы методами резерфордовского обратного рассе ни . Получено, что с точностью до чувствительности метода, поверхность твердого тела после травлени  на различную глубину не содержала т желых элементов с атомным весом больше веса кремни  - 28 ат.ед. в том числе материалов электродов плазмотронов: вольфрама и меди. Эти результаты подтверждают преимущество данного метода перед известными вакуум- но-плазменными способами травлени . Более того, в режиме каналировани  пучка ионов в монокристаллической подложке было получено, что аморфизированный кремний , только в слое тонкого окисленного сло  поверхности глубиной не более 4 нм,

Таким образом, приведенные примеры реализации способа свидетельствуют, что предложенный способ по скорости травлени  и по качеству приповерхностной области превосходит известные вакуум- но-ллаэменные методы травлени , в том числе, травление в плазменном потоке

с использованием дл  генерации плазмы электронного циклотронного резонанса. Метод прост в реализации, не требует дорогосто щего вакуумного оборудовани , не требует дл  создани  установки спецмате- риалов, легко перестраиваетс . Благодар  направленному действию потока на поверхность , метод обеспечивает высокую эффективность использовани  реактивного газа до 50-80%, что практически недостижимо в других установках.

Способ успешно примен етс  дл  разработки конкретных плазмо-химических процессов травлени  различных материалов . Следует отметить, что десорбци  про- дуктов реакций с поверхности твердого тела при предложенном способе, коррелирует с температурой испарени  чистых соединений продуктов реакции, однако, возможна их десорбци  под воздействием плазмы при более низкой температуре поверхности, чем температура их кипени . Это позвол ет расширить ассортимент материалов травлени  поверхности твердого тела.

Параметры химически активного плаз- менного потока существенно завис т от рассто ни  между областью сли ни  высо- коэнтальпийных плазменных струй и зоной воздействи  плазменного потока на поверхность твердого тела. При этом измен етс  температура, скорость потока, его химический состав и, соответственно, измен ютс  услови  взаимодействи  плазменного потока с поверхностью, что позвол ет управл ть параметрами процесса в очень широких пределах. Это существенно расшир ет ассортимент материалов травлени  и позвол ет измен ть режимы и механизмы i равле- ни , управл ть селективностью и анизотропией травлени  материалов поверхности .

Отсутствие ионной бомбардировки по- верхности при травлении предложенным способом позвол ет не только исключить радиационные нарушени  приповерхностного сло  материала, но и обеспечить практически абсолютную селективность травлени  материалов с различными химическими свойствами. Так через сверхтонкую маску алюмини  толщиной 0,05 мкм проводилось травление материала кремни  на глубину до 50-100 мкм без нарушени  маски , Скорость травлени  материала поверхности предложенным способом превосходит известные способы 10-1000 раз и  вл етс  рекордной.

Предложенный способ реализован на специализированной установке динамической плазменной обработки, изготовленной в ИЦ Плазмодинамика г.Москва, планируетс  промышленный выпуск оборудовани  совместимого с технологическим оборудованием изготовлени  СБИС.

(56) Плазменна  технологи  в производстве СБИС./Под ред. Айнслрука Н. и Брауна Д., М.: Мир, 1987., с. 469.

Plasma jet dry etching using different electrode Configurations. A.M.Barklund. et.

J.Vac. Set. Technol. A9/3/, May/June, 1991, pp. 1055-1057.

Claims (5)

1. Формула изобретени 

   1, СПОСОБ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА, при котором формируют химически активный поток низкотемпературной плазмы , воздействуют им на поверхность твердого тела и вывод т летучие продукты, образующиес  в результате реакции материала поверхности твердого тела с химически активными частицами плазмы, отличающийс  тем, что плазменный поток формируют при атмосферном давлении из по меньшей мере одной высокоэнтальпий- ной плазменной струи инертного и/или нейтрального газа и дополнительного газового потока, содержащего по меньшей мере один реактивный газ, причем объемный расход дополнительного газового потока выбирают из расчета 5-50% от общего расхода газов, образующих плазменный поток, а объемный расход реактивных га

   зов в дополнительном потоке выбирают не менее 0,5% от общего расхода газов и воздействуют на каждый обрабатываемый участок поверхности твердого тела плазменным потоком по меньшей мере один раз при их относительном перемещении со скоростью v, определ емой из услови 

   D

   v

   D

   Ггпахfmin

   где D - диаметр плазменного потока в зоне воздействи  на поверхность твердого тела, м;

   гтах - максимальное врем  нахождени  участка поверхности твердого тела в зоне плазменного потока при одном прохождении, определ емое из усло- ви  максимально допустимого его нагрева , с:

   гтш - минимальное врем  нахождени  участка поверхности в зоне плазменного потока при одном прохождении.

   за которое на поверхность поступает Ю20 част/м2 химически активных частиц , с.
2. 2.Способ по п.1, отличающийс  тем, что плазменный поток формируют путем введени  дополнительного газового потока в область истечени  из сопла по меньшей мере одной высокоэнтальпийной плазменной струи инертного и/или нейтрального газа.
3. 3.Способ по пп.1 и 2, отличающийс  тем, что плазменный поток формируют путем введени  дополнительного газового

   потока в область сли ни  по меньшей мере двух высокоэнтальпийных плазменных струй инертного и/или нейтрального газа.
4. 4.Способ по пп.1 - 3, отличающийс  тем, что воздействуют на каждый последующий участок поверхности твердого тела, сдвига  плазменный поток или твердое тело на величину, не превышающую D.
5. 5.Способ по пп.1 - 4, отличающийс  тем, что в качестве реактивного газа используют пары галогеносодержащих соединений .

   Фиг.1а,6

   JS-i 30-. 25го - ,

   15-. fOi

   si 01

   Ar+CFtf+Ог CM:02-4:f

   I i I I I I I I 1 I I i ii i r T i i i г т I i I i м | i i i i t r i г; I i I 11 I I I г ц

   о го м so so too

   Фиг.2

   Ar+Cfy+Oz

   жм

   600 А

   %

   400200

   0

   О

   Фиг.З

   GfCb, ОгШС/ - 0г+Лг)

   80

   то .

   CfyOg 1

   1200

   800л

   о го 40 60

   Фм.4

   Ъ/ с

   100

   fZQ