Способ травления структур поликремний-окисел кремния

 

Изобретение относится к электронной технике,а именно к технологии из-. готовления интегральных схем,в частности к получению проводящих элемен- ; тов заданной конфигурации из поликристаллического кремния, лежащего на слое окисла кремния .Цель изобретения - повышение качест аа травления за счет получения заданных профиля травления, ухода размеров и селективности травления . Травление ведут в атмосфере тетрафторметана при давлении 5-13 Па и удельной мощности разряда от 0,3 Вт/см до 0,8 Вт/см . Зятем в смеси тетрафторметана с 6-8 об.% кислорода при давлении 35-40 Па и удельной мощности разряда 0,1-0,15 Вт/см . Длительность второй стадии Г определяется-выражением tr u/2 (oLS +р) , где U - заданный уход размера элемента относительно маски; S - зффектив-. ная площадь поверхности обрабатываемого материала, ni к jb - постоянные , зависящие от обрабатываемого материала . При получении конфигурации элементов из попикристаллическо гр кремния постоянные oi и р равны 9,5 10 с/см и 3-10 с/см соответственно . Способ позволяет получить элементы рельефа с заданньтн профилем и размерами при обеспечении высокой селективности травления по отношению к нижележащему слою. с &

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СоаМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1) 5 Н O I 1. 2 /306 (51) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 23. 12. 90. Бюл. У 47 (21) 4! 03111/24-25 (22) 26.05.86 (72) В.Я. Айвазов и А.М. Немой (53) 681.382(088.8) (56) Патент Японии Ф 55-38053, кл. Н 01 Ь 21/302, 1980.

Киреев В,Ю., Данилин Б.С, Кузнецов В.И. Плазмохимическое и ионно-химическое травление микроструктур. М.: Радио и связь, 1983, с, 66-68, табл. 10. (54) СПОСОБ ТРАВЛЕНИЯ СТРУКТУР ПОЛИ-.

КРЕМННА — ОКИСЕЛ КРЕМНИЯ (57) Изобретение относится к электронной технике,а именно к технологии изготовления интегральных схем,в частности к получению проводящих элементов заданной конфигурации из поликрис. таллического кремния, лежащего на слое окисла кремния. Цель изобретения — повышение качества травления за счет по- лучения заданных профиля травления, ухода размеров и селективности трав„„SU„„1421189 А 1 ления ° Травление ведут в атмосфере тетрафторметана при давлении 5-l3 Па и удельной мощности разряда оТ

0,3 Вт/см до 0,8 Вт/см . Зятем в

2 2 смеси тетрафторметана с 6-8 об.X кислорода при давлении 35-40 Па и удеиь2 ной мощности разряда 0,1 0,15 Вт/см.

Длительность второй стадии определяется выражением Г ь/2 (ос$ +Р), где d — заданный уход размера элемента относительно маски, S — эффективная площадь поверхности обрабатываемого материала, е и P — постоянные, зависящие от обрабатываемого материала. При получении конфигурации элементов из поликристаллического кремния постоянные M и Р равны 9,5"

«10 c/ñì и 3 ° 10 с/см соответсту 3 6 венно. Способ позволяет получить элементы рельефа с заданными профилем и размерами при обеспечении высокой селективности травления по отношению к нижележащему слою.

1421189

Изобретение относится к электронной технике, а именно к технологии изготовления интегральных схем (ИС) в частности к получению прОвОдящих элементов заданной конфигурации из поликристаллического кремния, лежащего на слое окисла кремния.

Цель изобретения — повышение качества травления за счет получения 10 заданных профиля травления, ухода размеров и селективности травления.

Пример конкретного осуществления данного способа. Процесс проводят на .установке реактивного ионного травления с радиальной системой напуска и откачки газов, обеспечивающей одно- . временную обработку 36 пластин диа- . метром 76 мм. Окисленные пластины кремния (толщина окисла 70 нм) с 2п нанесенным в реакторе пониженного давления слоем поликристаллического кремния топшиной 0,5+0,05 мкм мас кируют по стандартной методике позитивным фоторезистом ФП-383. Мини- 25 мальные размеры элементов в структуре составляют i 5 мкм. Подготовлен, ные таким образом пластины загружают в реак".îð, производят его откачку до давления не хуже 0,5 Па и на- 30 пуск рабочего газа (CF+ ) до давления 6 Па. Затем включавт ВЧ-генератор и устанавливают значение анодного напряжения генераторной лампы, соответствующее заданной величине удельной мощности разряда {0,7 Вт/см ), С помощью устройства согласования обеспечивают максимум анодного тока.

Процесс в этих режимах (l стадия) ведут до толщины, соответствующей оп-@ ределенной заранее из аналитического выражения длительности второй стадии.

После этого разряд включают, отка чивают реактор и производят напуск кислорода до давления 2,5 Па и затеи

CF до суммарного давления 37,5 Па.

Выключают генератор и устанавливают анодное напряжение, соответствующее

Я удельной мощности разряда 0,12 Вт/см .

Эту стадию процесса ведут в течение времени, определенного из аналитического выражения, исходя иэ заданного ухода размера элементов относительно маски. В табл. 1 и 2 приведены данные, Обосновывающие вЫбор режимов травления на каждой из стадий про" цесса.

Определение коэффициентов ю(и / производят следующим образом.

Поскольку зависимость V От Б тр в режимах второй стадии определяется ! выражением VI то график

et S+P зависимости 1/V(S) представляет собой прямую линию, Из наклона прямой, построенной по экспериментальным данным для режима второй стадии, вычисляют величину а4, а значение P— путем экстраполяции к значению Б.= О.

Использование данного способа получения конфигурации проводящих эле." ментов ИС по сравнению с известными решениями обеспечивает следующие преимущества.

Способ позволяет одновременно получить заданные размеры элементов и высокую селективность по отношению к нижележащему слов при использовании стандартных фоторезистивных масок на обычном серийно выпускаемом оборудованин.

Формула изобретения Ь/2 (ыБ +P ), где Ь - заданньй уход размеров;

8 - эффективная площадь обрабатываемой поверхности, Ы, P - экспериментально определяемые постоянные; зависящие от параметров слоя поликремния.

1. Способ травления структур поликремний — окисел кремния, включающий формирование маски из органического материала на поверхности последовательно осажденных на подложку слоев окисла кремния и поликремния и проведение процесса реактивно-ионного травления в среде, содержащей тетрафторметан, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества травления за счет получения заданных профиля травления, ухода размеров и селективности травления, процесс реактивно-.ионного травления seдут в две стадии, причем на первой стадии в тетрафторметане при давлении от 5 до 13 Па и удельной мощности разряда от 0,3 до 0,8 Ът/см, а на второй — в смеси татрафторметана и кислорода при давлении от 35 до

40 Па, удельной мощности разряда от .

О,1 до 0,15 Вт/см и содержании кислорода в смеси от 6 до 8 обЛ, при этОм длительнОсть втОрой стадии Оп" ределяется выражением

Т а блица

Обоснование выбора режимов травления в первой стадии процесса

В диапазоне На граниЕЕе Вне диапа- На границе Вне диапаэозиачений диапазона зона эначе- диапазона на значений значений ний з начений

Параметр

Вт/см 0,7

0,9

0,8

3 16

5 13

Р, Па 6

7, А /мин 620

620 630 510 480

780

710

Стойкость маски фоторезиста да да да да нет да

Обвснованне выбора режимов травления во второй стадии процесса

На грани- Вне диаце диапа- na5oga зона зна- эначе жй чеянй Пара- В диапаэометр не значений

На границе Вне днапаНа гранндиапазона зона энаце днапаэначений ченнй зона эначе ний

Ч, Вт/см 0,12 0,1

0 15 0,1 . 0,2

35 40 30 45

6 8 3 12

Р,Па 37 оэ,х

U, К /мин 750 650 910

1300 680 650 600 520 680 900 510 1350

Стойкость маски фоторе- .. зиста .да нет да да да да да да,нет да

Селектив °

Si/SÕá 30

26 42 12

45 15 8 25 34 20 36

Примечание.

1. Для всех случаев значений одного из параметров на границе диапазона и вне его остальные параметры соответствуют значениям, указанным в таблице (в графе."В диапазоне"). . 2. Уход линейных размеров элементов ИС во всех укаэанных значениях параметров не превышает погреияости изнерення (Ь0,2 ).

ВНЕЕИПИ Заказ 4331 Тираж 460 Подписное

Произв.-полигр. ар-тие, г. Узгород, ул. Проектная, 4

2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что при травлении структур нелегированный поликрем1421189

4 ний — окисел кремния постоянные

3 э ос и Р равны 9 5 10 с/см и

3 10 с/см соответственно.

Таблица 2 не диапа она энаений