Спосіб іонно-плазмової обробки

ОС 0071 ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЗ. N* СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 1637595 А1 (19) (505 Н 01 L 21/26 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТСССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21)4646092/25, 4646090/25 (22)02.02.89 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с экспериментальным производством Института ядерных исследований АН УССР (72) В.Ф. Семенюк и ГА. Трипута (53)621.382.002(088.8) (56) Заявка Японии № 60-20 137, кл. Н 01 J 37/00, 1985. Авторское свидетельство СССР №1072147. кл. Н01 L21/26, 1984. (54) СПОСОБ ИОННО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к технологии плазмохимиче ского травления и нанесения покрытия на подложки большого диаметра. Цель - повышение скорости обработки. Обработку ведут в скрещенных ВЧ электрическом и постоянном магнитном полях. Напряженность магнитного поля возрастает вдоль поверхности пластины. Это компенсирует убывание концентрации плазмы и позволяет повысить скорость обработки в 1,5-2 раза. Изменение магнитного поля осуществляют за счет нескольких пар электромагнитов с различным числом ампер-витков. Подбором тока через электромагниты обеспечивают однородность обработки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л С Изобретение может быть использовано в электронной технике для плазмохимического травления и осаждения материалов, очистки поверхности изделий перед вакуумной металлизацией, изготовления изделий микромеханики. Целью изобретения является повышение скорости ионно-плазменной обработки при сохранении ее однородности. На фиг. 1 изображено устройство, для реализации способа; на фиг. 2 - то же, сечение А-А. Устройство содержит заземленную вакуумную камеру 1, внутри которой расположены разрядные электроды 2, 3, подключенные к ВЧ-генератору 4, магнитную систему 5. Магнитная система 5 для наглядности выполнена в виде трех пар соленоидов, которые с двух сторон охватывают обрабатываемое изделие 6, расположенное на разрядном электроде 3. 10-91 Соленоиды магнитной системы 5 могут быть либо попарно подключены к трем регулируемым источникам постоянного тока (на фигуре не показаны), либо быть секционированными и подключенными к одному регулируемому источнику постоянного тока, В том и другом случае будет обеспечена регулировка числа ампер-витков в парах элекромагнитов. Кроме того, магнитная система 5 может быть выполнена в виде электромагнитов с магнитопроводами. Способ ионно-плэзменной обработки осуществляется путем воздействия на разрядный промежуток, к которому приложено ВЧ электрическое поле, неоднородным магнитным полем, скрещенным в ВЧ электрическим и имеющим индукцию, убыващую в направлении электрического дрейфа плазмы в скрещенных электрическом поле приэлектродного слоя у обрабатываемого изделия и внешнем магнитном поле. Мини CN VI 1637595 мальное значение индукции магнитного поноидов, такой, при которой обеспечивается ля при этом должно иметь величину, превытребуемая однородность обработки издешающую 0,003-0,005 Тл, являющуюся лия. При этом по сравнению с прототипом обычной для устройств, п которых плазма происходит 1,5-2-кратное повышение скосоздается за счет воздействия скрещенны- 5 рости ионно/плазменной обработки за счет ми ВЧ электрическим и постоянным магнитсоответствующего увеличения среднего ным полями. При этом для достижения значения концентрации плазмы и плотнопоставленной в изобретении цели максисти ионного потока, поступающего на обрамальное значение индукции неоднородного батываемое изделие. магнитного поля должно превышать мини- 10 Формула изобретения мальную величину не более чем в 3-5 раз. 1. Способ ионно-плазменной обработки Диапазон рабочих давлений, в которых в скрещенных ВЧ электрическом и постоянреализуется способ, ограничен сверху давном магнитном полях, включающие удалелениями, при которых нарушается условие ние материала с обрабатываемого изделия ЗамаГНИЧеннОСТИ ЭЛеКТрОНОВ Шйе/^ен > 1 , 15 под действием заряженных и нейтральных где о>не~ электронная циклотронная часточастиц плазмы в условиях замагниченности та; Реи ~ частота столкновений электронов ЭЛеКТрОДОВ (Dne/VeH > 1 , ГДЄ Й>не~ ЗЛЄКТс нейтралами. ронная циклотронная частота для минимального значения индукции магнитного Для среднего значения индукции магнитного поля ~ 0,01 Тл и типичных рабочих 20 по/:я,Уен - частота упругих столкновений электронов с нейтральными частицами, о тгазов или паров верхняя граница рабочих л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения давлений составляет 5-10 Па. Снизу рабоскорости обработки при сохранении ее од, чее давление ограничено величиной 5 ' 10 2 нородности, индукция магнитного поля возПа, при которой падает эффективность ионизации рабочего вещества электронным 25 растает в направлении вектора g ~ b • "х, где вектор b направлен вдоль вектора индукции ударом. магнитного поля у обрабатываемого издеДля осуществления предлагаемого сполия, а вектор х*перпендикулярен поверхнособа ионно-плазменной обработки откачисти обрабатываемого изделия и направлен вают вакуумную камеру 1 до давления на 2 порядка ниже рабочего напускают рабочий 30 к ней. газ или пар, за счет подключения разрядных 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я электродов к ВЧ-генератору 4 в разрядном тем, что магнитное поле создают системой, промежутке создают ВЧ электрическое повыполненной по крайней мере из двух пар ле, а с помощью соленоидов магнитной сиэлектромагнитов с регулируемым числом стемы 5 на разрядный промежуток 35 ампер-витков, расположенных в плоскости, дополнительно воздействуют неоднородперпендикулярной силовым линиям электным магнитным полем. Степень неоднородрического поля, причем электромагниты ности магнитного поля устанавливают, каждой пары расположены с противоположизменяя число ампер-витков в парах соленых сторон обрабатываемого изделия. \ фиг і 1637595 A'A о '—г Фиг.2 Редактор О.Стенина Составитель Ю.Воронов Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк Заказ 1092/ДСП Тираж 230 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101