Gravura de íon reativo - Reactive-ion etching
A corrosão de íons reativos ( RIE ) é uma tecnologia de corrosão usada na microfabricação . RIE é um tipo de ataque químico que possui características diferentes do ataque ácido úmido . O RIE usa plasma quimicamente reativo para remover o material depositado nas bolachas . O plasma é gerado sob baixa pressão ( vácuo ) por um campo eletromagnético . Os íons de alta energia do plasma atacam a superfície do wafer e reagem com ela.
Equipamento
Um sistema RIE típico (placa paralela) consiste em uma câmara de vácuo cilíndrica, com um prato de wafer situado na parte inferior da câmara. O prato de wafer é isolado eletricamente do resto da câmara. O gás entra por pequenas entradas na parte superior da câmara e sai para o sistema de bomba de vácuo pela parte inferior. Os tipos e a quantidade de gás usados variam dependendo do processo de corrosão; por exemplo, hexafluoreto de enxofre é comumente usado para gravar silício . A pressão de gás é tipicamente mantida num intervalo entre um mili poucos torr e algumas centenas militorr ajustando as taxas de fluxo de gás e / ou o ajuste de um orifício de escape.
Existem outros tipos de sistemas RIE, incluindo RIE de plasma indutivamente acoplado (ICP). Nesse tipo de sistema, o plasma é gerado com um campo magnético alimentado por RF . Densidades de plasma muito altas podem ser alcançadas, embora os perfis de corrosão tendam a ser mais isotrópicos.
Uma combinação de placa paralela e plasma RIE indutivamente acoplado é possível. Neste sistema, o ICP é empregado como uma fonte de íons de alta densidade que aumenta a taxa de corrosão, enquanto uma polarização de RF separada é aplicada ao substrato (pastilha de silício) para criar campos elétricos direcionais perto do substrato para obter perfis de corrosão mais anisotrópicos.
Método de operação
.svg)
O plasma é iniciado no sistema aplicando um forte campo eletromagnético de RF ( radiofrequência ) ao prato de wafer. O campo é normalmente definido para uma frequência de 13,56 Megahertz , aplicada a algumas centenas de watts . O campo elétrico oscilante ioniza as moléculas de gás, removendo-as de elétrons, criando um plasma .
Em cada ciclo do campo, os elétrons são eletricamente acelerados para cima e para baixo na câmara, às vezes atingindo a parede superior da câmara e o prato de wafer. Ao mesmo tempo, os íons muito mais massivos se movem relativamente pouco em resposta ao campo elétrico de RF. Quando os elétrons são absorvidos pelas paredes da câmara, eles são simplesmente enviados para o solo e não alteram o estado eletrônico do sistema. No entanto, os elétrons depositados no prato de wafer fazem com que o prato acumule carga devido ao seu isolamento DC. Esse acúmulo de carga desenvolve uma grande voltagem negativa no prato, normalmente em torno de algumas centenas de volts. O próprio plasma desenvolve uma carga ligeiramente positiva devido à maior concentração de íons positivos em comparação com os elétrons livres.
Por causa da grande diferença de voltagem, os íons positivos tendem a desviar em direção ao prato de wafer, onde eles colidem com as amostras a serem gravadas. Os íons reagem quimicamente com os materiais na superfície das amostras, mas também podem eliminar ( pulverizar ) algum material transferindo parte de sua energia cinética . Devido à distribuição principalmente vertical de íons reativos, a corrosão de íons reativos pode produzir perfis de corrosão muito anisotrópicos , que contrastam com os perfis tipicamente isotrópicos de corrosão química úmida .
As condições de corrosão em um sistema RIE dependem fortemente dos vários parâmetros do processo, como pressão, fluxos de gás e potência de RF. Uma versão modificada do RIE é o ataque profundo de íons reativos , usado para escavar recursos profundos.
Veja também
- Deep RIE (Processo Bosch)
- Gravador de plasma