Спосіб іонного травлення пластин

Изобретение относится к области микроэлектроники и технологии изготовления интегральных схем (ИС), в частности, к ионно-плазменной обработке одно- и многокомпонентных металлических и диэлектрических покрытий полупроводниковых пластин. Известен способ ионного травления [1], включающий вакуумную о ткачку и травление в плазме, при котором обработка пластин производится как поштучно, так и группами. Предусмотрено перемещение пластин по замкнутому треку с вращением вокруг своей оси под ионным пучком. Такой способ травления не позволяет получать качественные канавки при значительной их глубине при малой, ширине из-за накопления в них летучих продуктов реакции. Известен прерывистый процесс ионного травления [2], включающий размещение пластин на электроде и обработку пластин путем чередования стадий травления и откачки газообразных продуктов реакции. Способ позволяет протравливать канавки значительной глубины за счет вакуумной откачки длительностью в несколько минут после реактивного ионного травления небольшой длительности (например 30 с.). Следует отметить, что для увеличения равномерности травления по плоскости пластины ее следует вращать в потоке плазмы. В то же время при увеличении числа оборотов увеличивается одностороннее боковое подтравливание, что особенно недопустимо при травлении узких и глубоких канавок при изготовлении СБИС. Кроме того, при групповом травлении, когда пластины вращаются вокруг оси, параллельной как осям пластин так и потоку плазмы, введение прерывистого процесса ведет к повышению неравномерности траления. Это происходит потому, что скорость вращения не взаимосвязана с продолжительностью циклов травления и вакуумной откачки. Так при вращении электрода с пластинами со скоростью 1 оборот за 8-14 с. (н.п. у установок 08ПХО-100Т-004, 08ПХО-100Т-005) на начало проведения кратковременных, порядка 30 с., стадий ионного травления пластины будут находиться в иной точке потока плазмы. Задачей изобретения является усовершенствование способа ионного травления пластин путем улучшения качества травления, за счет чего происходит увеличение равномерности травления по площади пластин и исключение одностороннего бокового подтравливания. Поставленная задача решается тем, что при ионном травлении, включающем размещение пластин на электроде и обработку пластин путем чередования стадий травления и откачки, согласно изобретению во время вакуумной откачки пластины поворачивают вокруг общей оси, параллельной осям пластин на угол Da , который выбирают из условий Da = a n +1 - a n где a n - угол поворота пластин относительно точки отсчета; a n+ 1 - последующий угол поворота относительно точки отсчета, а точку отсчета выбирают на линии пересечения плоскости, проходящей через ось, вокруг которой поворачивают пластины, и плоскости электрода 360 0 , где К - количество стадий вакуумной откачки. K +1 Кроме того, во время вакуумной откачки пластины дополнительно поворачивают вокруг собственной оси на угол Da , а точку отсчета в этом случае выбирают на линии пересечения плоскости, проходящей через ось пластины, и плоскости электрода. При этом достигается увеличение равномерности травления по площади пластин и исключение одностороннего боковою подтравливания. Неоднородность плазменного потока при ионном травлении вынуждает на протяжении процесса перемещать пластины по траектории, обеспечивающей максимальную равномерность обработки. Принципиальное отличие предлагаемого способа состоит в том, что электрод, на котором крепятся пластины, поворачивают во время вакуумной откачки на определенный угол таким образом, чтобы к концу процесса каждая пластина смогла побывать в максимально возможном количестве диаметральных точек плазменного потока. При этом травление производится на неподвижной пластине. В случае, если возможно обеспечить одновременно с дискретным движением электрода вращение пластины следует обеспечить во время вакуумной откачки ее поворот на тот же угол, что и электрод. Чтобы на протяжении процесса пластина побывала в максимально возможном количестве точек плазменного потока, она должна совершить по крайней мере один оборот совместно с электродом, т.е. единичный угол поворота Л а будет: или Da = Da.n = 3600 , где n - количество стадий травления. Поскольку пластину перемещают в процессе вакуумной откачки, а n=К+ 1 где К - количество промежуточных о ткачек, то 360 0 K +1 Для случая, если во время откачки, одновременно с движением электрода с пластинами, поворачивают пластины вокруг своей оси, угол и х поворота (исходя из вышеизло-женых соображений) будет также равен Da = 360 0 . K +1 Однако для разграничения вариантов технологии удобнее пользоваться различными точками отсчета угла поворота как самой пластины, так и поворота ее оси вокруг оси электрода. Таким образом, в общем случае: Da = a n +1 - a n . При равенстве угла поворота электрода и пластины расчет будет производиться при различных точках отсчета в каждом случае. Так точку отсчета для электрода выбирают на линии пересечения плоскости, Da = проходящей через ось, вокруг которой поворачивают пластины, и плоскости электрода. В точку отсчета для пластин выбирают на линии пересечения плоскости, проходящей через ось пластины и плоскости электрода. Изобретение иллюстрируется следующим примером. Поликремний на двух партиях кремниевых пластин подвергался ионно-плазменному травлению на глубину 0,12 мкм при ширине канавок 3,0 мкм. После откачки и напуска CF4 + О2 включали плазму на 30 с. Затем производилась откачка до рабочего давления в течение минуты с последующим включением плазмы. При 12 циклах травления осуществлялось 11 промежуточных о ткачек. При травлении первой партии электрод вращался со скоростью 0,12 об/с, а пластины -10 об/с. Во второй партии травление производилось на неподвижных пластинах. При этом электрод во время каждой откачки поворачивали на 30. Отклонение размера для первой партии составило - в центре пластины 0,2 мкм и 0,3 мкм на краю, в то время как во второй партии было везде одинаковой составило 0,2 мкм. Таким образом, при травлении неподвижных пластин, при определенном их перемещении во время вакуумной откачки, увеличивается равномерность травления по площади пластины и используется одностороннее боковое подтравливание.