RU2708812C1 - Способ обработки поверхности пластин карбида кремния в низкотемпературной индуктивно-связанной плазме - Google Patents
Способ обработки поверхности пластин карбида кремния в низкотемпературной индуктивно-связанной плазме Download PDFInfo
- Publication number
- RU2708812C1 RU2708812C1 RU2019114131A RU2019114131A RU2708812C1 RU 2708812 C1 RU2708812 C1 RU 2708812C1 RU 2019114131 A RU2019114131 A RU 2019114131A RU 2019114131 A RU2019114131 A RU 2019114131A RU 2708812 C1 RU2708812 C1 RU 2708812C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon carbide
- plasma
- etching
- inductively coupled
- coupled plasma
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
Abstract
Изобретение относится к технологии микроэлектроники, в частности к способу обработки поверхности карбида кремния (SiC). Может быть использовано для создания гладких поверхностей, получаемых в ходе процесса плазмохимического травления. Структуры, созданные на таких поверхностях, широко используются для заземляющих контактов при изготовлении СВЧ транзисторов. Технический результат, заключающийся в совмещении операции плазмохимического травления и полировки в единый технологический процесс, достигается способом обработки поверхности пластин карбида кремния в низкотемпературной индуктивно-связанной плазме, включающим плазмохимическое травление, при этом дополнительно нагревают подложкодержатель до выбранной из диапазона [473-523] K температуры, что позволяет одновременно с процессом травления реализовывать процесс полировки поверхности пластин карбида кремния. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к технологии микроэлектроники, в частности к способу обработки поверхности карбида кремния (SiC). Может быть использовано для создания гладких поверхностей, получаемых в ходе процесса плазмохимического травления. Структуры, созданные на таких поверхностях, широко используются для заземляющих контактов при изготовлении СВЧ транзисторов.
Для создания структур на поверхности полупроводниковых пластин используется процесс травления. Известен способ травления [RU 2202136 C2], который заключается в формировании переходных контактных окон, включающий формирование на пластине с диэлектрическим слоем фоторезистивной маски с наклонным профилем окон и последующий перенос этого профиля на слой диэлектрика методом плазмохимического травления. Применимость патента описана для пластин диоксида кремния SiO2.
Не менее важным процессом при формировании структур на поверхности полупроводниковых пластин является процесс полировки поверхности. Известен способ полировки пластин карбида кремния SiC [CN2917929 (Y) - Capacity coupling radio frequency normal atmosphere plasma torch for processing super-smooth surface] в емкостно-связанной плазме при атмосферном давлении. Этот патент решает проблему эффективности обычной механической полировки твердых и хрупких материалов таких, как карбид кремния.
Недостатком представленных способов обработки полупроводниковых пластин является проведение этих технологических операций отдельно, на разных установках, что усложняет и процесс получения структур на полупроводниковых пластинах и повышает его стоимость.
Эти недостатки позволяет решить способ обработки поверхности карбида кремния [Травление карбида кремния в индуктивно-связанной плазме при малой мощности / А.А. Осипов [и др.] // Микроэлектроника. Том 47 – 2019 № 1 – С. 1-7.], который заключается в травлении и последующей полировке пластин в индуктивно-связанной плазме (ИСП) при малой мощности. Травление проводят в трёх газовых смесях: SF6/Ar, SF6/O2, SF6/O2/Ar при пониженном давлении (0,75 Па). При этом ВЧ - мощность источника ИСП – 800 Вт, потенциал смещения от (-50) до (-150) В. Длительность процесса – 60 минут. Процесс полировки проводят в среде аргона при давлении в реакционной камере 0,75 Па, ВЧ-мощности источника ИСП 800 Вт, при этом потенциал смещения (-250) В. Время обработки в аргоне составляет 5 минут.
Известный способ включает в себя две стадии, которые проводятся последовательно с изменением режимов обработки. Первая стадия предназначена для получения глубокой направленной структуры в подложках SiC. На второй стадии происходит процесс полировки вытравленных структур. Для осуществления этого способа требуется затратить большее количество ресурсов для травления и полировки образцов карбида кремния, что, безусловно, является недостатком. Также известный способ не позволяет избавиться от поверхностных дефектов (пилларов) пластин карбида кремния, что ограничивает использование последних при формировании структур в SiC, предназначенных для заземляющих контактов при изготовлении СВЧ-транзисторов.
Техническая проблема, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в создании способа, позволяющего совместить операции плазмохимического травления и полировки пластин карбида кремния в единый технологический процесс и получать поверхности с шероховатостью, пригодной для их использования при создании заземляющих контактов при изготовлении СВЧ-транзисторов.
Технический результат достигается способом обработки поверхности пластин карбида кремния в низкотемпературной индуктивно-связанной плазме, включающим плазмохимическое травление, при котором дополнительно нагревают подложкодержатель до выбранной температуры из диапазона [473-523] К, что позволяет одновременно с процессом травления реализовывать процесс полировки поверхности пластин карбида кремния. Предлагаемый способ проводят в смеси газов гексафторида серы и кислорода при напряжении смещения в диапазоне [-50; -150] В и давлении в реакционной камере во время процесса 0,75 Па.
Предложенный способ осуществляют следующим образом. Пластину загружают в реакционную камеру. Вакуумируют реактор, после чего проводят процесс плазмохимического травления. Одновременно с процессом травления проводят нагрев пождложкодержателя, на котором распложена обрабатываемая пластина. Температура подложкодержателя поддерживается постоянной. По окончании процесса травления осуществляют отключение всех систем и перекрытие всех газовых магистралей. С целью удаления продуктов реакции, образовавшихся после процесса ПХТ, проводят дополнительную откачку реактора. Затем пластину выгружают и осуществляют напуск воздуха в реакционную камеру.
Пример 1.
Образец, представляющий собой пластину 6H – SiC диаметром 76 мм и толщиной 430 мкм, загружают в реакционную камеру. Проводят откачку реактора до давления P = 10-2 Па. Регулировка давления в камере в ходе процесса осуществляется за счет изменения проходного сечения высоковакуумного тракта. Для очистки поверхности травления и внутренних поверхностей оснасти камеры от нежелательных загрязнений, подложки обрабатывают в аргоновой плазме в течение 10 минут (расход аргона – 1,305 л/ч; давление в реакторе – 0,7 Па, уровень поглощаемой ВЧ мощности – 750 Вт, потенциал смещения -25 В). Одновременно с этим процессом образец карбида кремния нагревают и осуществляют процесс плазмохимического травления (ПХТ) в смеси газов гексафторида серы и кислорода (процентное содержание кислорода – 25%). Проводилось два эксперимента при разных температурах подложкодержателя, нагрев осуществляли до температур 473 и 523 К. Давление в камере при этом составляет 0,75 Па. Важной операцией является формирование напряжения смещения на держателе подложки, которую реализуют путём включения источника ВЧ (13,56 МГц) электромагнитной мощности (генератор Плазма-12И). В эксперименте напряжение смещения лежит в диапазоне [-50; -150] В. Уровень поглощаемой ВЧ мощности составляет 800 Вт. Длительность процесса обработки пластин карбида кремния - 60 мин. По окончании процесса осуществляют отключение всех систем и перекрытие всех газовых магистралей. С целью удаления продуктов реакции, образовавшихся после процесса ПХТ, в течение 10 минут проводят откачку реактора. Выгрузку образца осуществляют после напуска воздуха в камеру. Оценка шероховатости проводится путём атомно-силовой микроскопии (АСМ) на установке Solver-Pro NT-MDT. На фиг.1 и фиг. 2 представлены микрофотографии поверхности SiC после процесса плазмохимического травления при температуре подложкодержателя 473 К (х2300) и 523 К (х2400), соответственно. Результаты проведенных процессов приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Т, К | Rms (ср. значение по пластине после ПХТ SiC), нм |
| 473 | 17,03 |
| 523 | 3,31 |
Нагрев подложкодержателя до температуры 523 К во время процесса плазмохимического травления позволяет достичь шероховатости пластины 3,31 нм, что более чем в два раза меньше значения шероховатости поверхности, не подвергавшейся плазмохимическому травлению (9,12 нм). Температуру подложкодержателя можно варьировать в приведенном выше диапазоне в зависимости от желаемой шероховатости. Дальнейшее увеличение температуры (свыше приведенного диапазона) к изменению шероховатости не приводит.
Claims (4)
1. Способ обработки поверхности пластин карбида кремния в низкотемпературной индуктивно-связанной плазме, отличающийся тем, что при осуществлении плазмохимического травления дополнительно нагревают подложкодержатель до выбранной температуры из диапазона [473-523] K, что позволяет одновременно с процессом травления реализовывать процесс полировки поверхности пластин карбида кремния.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят в смеси газов гексафторида серы и кислорода.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что проведение процесса осуществляют при напряжении смещения в диапазоне [-50; -150] В.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что давление в реакционной камере во время процесса составляет 0,75 Па.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019114131A RU2708812C1 (ru) | 2019-05-08 | 2019-05-08 | Способ обработки поверхности пластин карбида кремния в низкотемпературной индуктивно-связанной плазме |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019114131A RU2708812C1 (ru) | 2019-05-08 | 2019-05-08 | Способ обработки поверхности пластин карбида кремния в низкотемпературной индуктивно-связанной плазме |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2708812C1 true RU2708812C1 (ru) | 2019-12-11 |
Family
ID=69006769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019114131A RU2708812C1 (ru) | 2019-05-08 | 2019-05-08 | Способ обработки поверхности пластин карбида кремния в низкотемпературной индуктивно-связанной плазме |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2708812C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU201717U1 (ru) * | 2020-03-24 | 2020-12-29 | Екатерина Вячеславовна Ендиярова | Подложкодержатель для плазмохимического травления в низкотемпературной индуктивно-связанной плазме |
| CN116535108A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-08-04 | 上海传芯半导体有限公司 | 衬底回收方法、再生的光掩模基版及光掩模版的制造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU96120357A (ru) * | 1995-10-02 | 1998-12-10 | Моторола, Инк. | Способ травления карбида кремния |
| RU2211505C2 (ru) * | 2001-09-28 | 2003-08-27 | Открытое акционерное общество "НИИ молекулярной электроники и завод "Микрон" | СПОСОБ ПЛАЗМЕННОГО ТРАВЛЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЛОЕВ SiC-Si3N4 |
| WO2012008409A1 (ja) * | 2010-07-12 | 2012-01-19 | 住友精密工業株式会社 | エッチング方法 |
| JP2015099820A (ja) * | 2013-11-18 | 2015-05-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ＳｉＣ基板のエッチング方法 |
-
2019
- 2019-05-08 RU RU2019114131A patent/RU2708812C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU96120357A (ru) * | 1995-10-02 | 1998-12-10 | Моторола, Инк. | Способ травления карбида кремния |
| RU2211505C2 (ru) * | 2001-09-28 | 2003-08-27 | Открытое акционерное общество "НИИ молекулярной электроники и завод "Микрон" | СПОСОБ ПЛАЗМЕННОГО ТРАВЛЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЛОЕВ SiC-Si3N4 |
| WO2012008409A1 (ja) * | 2010-07-12 | 2012-01-19 | 住友精密工業株式会社 | エッチング方法 |
| JP2015099820A (ja) * | 2013-11-18 | 2015-05-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ＳｉＣ基板のエッチング方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| А.А.Осипов и др. Травление карбида кремния в индуктивно-связанной плазме при малой мощности. Микроэлектроника. Том 47, 2019, N1, стр. 1-7. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU201717U1 (ru) * | 2020-03-24 | 2020-12-29 | Екатерина Вячеславовна Ендиярова | Подложкодержатель для плазмохимического травления в низкотемпературной индуктивно-связанной плазме |
| CN116535108A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-08-04 | 上海传芯半导体有限公司 | 衬底回收方法、再生的光掩模基版及光掩模版的制造方法 |
| CN116535108B (zh) * | 2023-07-05 | 2023-09-22 | 上海传芯半导体有限公司 | 衬底回收方法、再生的光掩模基版及光掩模版的制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8608901B2 (en) | Process chamber cleaning method in substrate processing apparatus, substrate processing apparatus, and substrate processing method | |
| KR20150128582A (ko) | 에칭 방법 | |
| US6337277B1 (en) | Clean chemistry low-k organic polymer etch | |
| US20120190208A1 (en) | Plasma treatment device and plasma treatment method | |
| TWI633573B (zh) | Plasma processing device and method | |
| KR20080106474A (ko) | 낮은 유전상수 물질에 대한 인-시튜 후면 폴리머 제거를 포함하는 플라즈마 유전체 식각 프로세스 | |
| JP2008235901A (ja) | パルス化ｖｈｆ動作によるプラズマ種と均一性の制御 | |
| KR100595065B1 (ko) | 드라이 에칭 방법 | |
| RU2708812C1 (ru) | Способ обработки поверхности пластин карбида кремния в низкотемпературной индуктивно-связанной плазме | |
| JPH06188229A (ja) | エッチングの後処理方法 | |
| JPH05214531A (ja) | プラズマエッチングによる析出チャンバの浄化方法 | |
| TWI767918B (zh) | 電漿蝕刻方法、電漿蝕刻裝置及基板載置台 | |
| JPH09283498A (ja) | 減圧処理装置 | |
| KR20180103022A (ko) | 산화막 제거 방법 및 제거 장치, 그리고 컨택트 형성 방법 및 컨택트 형성 시스템 | |
| JP3808902B2 (ja) | プラズマエッチング方法 | |
| JP2005039015A (ja) | プラズマ処理方法および装置 | |
| WO2010014399A2 (en) | Chamber plasma-cleaning process scheme | |
| JP2969918B2 (ja) | ドライエッチング装置 | |
| US20130330920A1 (en) | Method and apparatus for substrate preclean with hydrogen containing high frequency rf plasma | |
| TW573050B (en) | Method to manufacture parts and vacuum-processing system | |
| JPH06122983A (ja) | プラズマ処理方法およびプラズマ装置 | |
| JP3222859B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| KR19980073847A (ko) | 반도체 웨이퍼 세정방법 및 산화막형성방법 | |
| JP2004259819A (ja) | 試料の表面処理装置及び表面処理方法 | |
| JP4541193B2 (ja) | エッチング方法 |