Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ РЕАКТИВНО-ИОННОГО ТРАВЛЕНИЯ НИТРИДА КРЕМНИЯ
СПОСОБ РЕАКТИВНО-ИОННОГО ТРАВЛЕНИЯ НИТРИДА КРЕМНИЯ

СПОСОБ РЕАКТИВНО-ИОННОГО ТРАВЛЕНИЯ НИТРИДА КРЕМНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в микроэлектронике для травления поверхности пластин в процессе изготовления сверхбольших интегральных схем. Сущность изобретения: способ реактивно-ионного травления нитрида кремния включает травление поверхности Si3N4 в плазме газовой смеси хладона с кислородом и аргоном. В качестве хладона используют 1,1,2,2-тетрафторэтан (С2F4Н2). Техническим результатом является увеличение селективности травления нитрида кремния по отношению к двуокиси кремния. 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2194336
Класс(ы) патента: H01L21/3065
Номер заявки: 2001114761/28
Дата подачи заявки: 01.06.2001
Дата публикации: 10.12.2002
Заявитель(и): Акционерное общество открытого типа "НИИ молекулярной электроники и завод "Микрон"
Автор(ы): Трусов А.А.; Гущин О.П.; Бокарев В.П.
Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "НИИ молекулярной электроники и завод "Микрон"
Описание изобретения: Областью применения изобретения является микроэлектроника, а именно способы реактивно-ионного травления (РИТ) поверхности пластин в процессе изготовления сверхбольших интегральных схем (СБИС).
Известен способ реактивно-ионного анизотропного травления нитрида кремния в ВЧ-разряде газовой смеси 80% - 50% (объемных) тетрафторметана (CF4) с 20% - 50% (объемными) кислорода (O2) [1]. Недостатком данного способа является малые равномерность и селективность травления (неравномерность ±8%, селективность Si3N4:SiO2=3:1).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ селективного травления нитрида кремния [2], в котором травление нитрида кремния проводят в ВЧ-разряде газовой смеси 85% - 60% (объемных) трифторметана (CHF3) с 15% - 40% (объемных) O2. Недостатком данного способа является недостаточно высокая селективность травления нитрида по отношению к двуокиси кремния: Si3N4:SiO2 = 5:1.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является достижение технического результата, заключающегося в увеличении селективности процесса. Данный технический результат достигается в способе реактивно-ионного травления нитрида кремния, включающем помещение травимой пластины в реактор реактивно-ионного травления и проведение процесса травления поверхности Si3N4 в плазме газовой смеси 1,1,2,2-тетрафторэтана (C2F4H2) с кислородом и аргоном, причем компоненты газовой смеси С2F4H2 - О2 - Ar в объемных процентах находятся в пределах 38% - 47% C2F4H2; 4% - 8% O2 и 45% - 58% Ar, при плотности ВЧ-мощности от 0,2 до 0,7 Вт/см2 и давлении в реакторе от 1 до 8 Па.
Таким образом, отличительными признаками изобретения является проведение реактивно-ионного травления нитрида кремния в плазме газовой смеси 1,1,2,2-тетрафторэтана (C2F4H2) с аргоном.
Перечисленные отличительные признаки позволяют достичь указанного технического результата, заключающегося в увеличении селективности процесса травления Si3N4 по отношению к SiO2.
Процесс реактивно-ионного травления нитрида кремния происходит следующим образом. Слой нитрида кремния подвергается воздействию плазмы газовой смеси 1,1,2,2-тетрафторэтана (C2F4H2) с кислородом и аргоном. При этом возникающие под воздействием плазмы в результате деструкции химических связей в 1,1,2,2-тетрафторэтане (C2F4H2), радикалы обеспечивают полимерообразование на поверхности травимого слоя, что приводит к возрастанию селективности процесса травления.
Примеры реализации способа.
Подготовленные к реактивно-ионному травлению пластины со слоем нитрида кремния делили на три группы.
Первая группа пластин подвергалась процессу РИТ в плазме смеси газов тетрафторметана с кислородом.
Пластины из второй группы подвергались РИТ в плазме газовой смеси трифторметана с кислородом.
Пластины из третьей группы подвергались РИТ в плазме газовой смеси 1,1,2,2-тетрафторэтана (C2F4H2) с кислородом и аргоном. Травление нитрида кремния по третьему процессу проводили в ВЧ-разряде смеси 1,1,2,2-тетрафторэтана (C2F4H2), кислорода (O2) и аргона (Ar), при соотношении реагентов от 38 до 47% (объемных), от 4-8% (объемных), и от 45 до 58%(объемных), соответственно, при плотности ВЧ-мощности от 0,2 до 0,7 Вт/см2 и давлении от 1 до 8 Па.
Проведенные нами эксперименты показали, что, несмотря на самую высокую температуру кипения по данной группе газов у 2F4H2 (CF4 - 128oС, CHF3 - 84oС, C2F4H2 - 26oС), блокирующей травления нитрида полимеризации в плазме данного газа не обнаруживается. Селективность травления нитрида к двуокиси кремния в оптимальном составе газовой смеси составляет 9:1.
При содержании кислорода более 8% об., и при содержании аргона более 58% об. и плотности мощности более 0,7 Вт/см2, происходит уменьшение селективности РИТ травления.
При содержании кислорода менее 4% и содержании аргона менее 45% и плотности мощности менее 0,2 Вт/см2 происходит усиление полимеризации, с уменьшением скорости травления Si3N4.
В таблице 1 приведены результаты травления нитрида кремния по предлагаемому способу в зависимости от состава газовой смеси и давления. В таблице 2 сопоставлены результаты травления, проведенного в оптимальных режимах, по способу - прототипу, способу - аналогу и предлагаемому способу.
Как видно из таблицы, введение в газовую смесь 1,1,2,2-тетрафторэтана (C2F4H2) позволяет увеличить селективность процесса травления при использовании реактора реактивного ионного травления.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент Японии 56-111222, 1981 (аналог).
2. Патент Японии 60-246636, 1985 (прототип).
Формула изобретения: Способ реактивно-ионного травления нитрида кремния (Si3N4), включающий помещение травимых пластин в реактор реактивно-ионного травления, травление поверхности Si3N4 в плазме газовой смеси фторорганического соединения с кислородом, отличающийся тем, что в качестве фторорганического соединения используют 1,1,2,2 тетрафторэтан (С2F4Н2), в газовую смесь дополнительно вводят аргон, компоненты газовой смеси С2Н2F4-Аr-О2 используют в пределах 38-47% С2F4Н2; 4-8% О2 и 45-58% Аr (об.%), а процесс травления производят при плотности ВЧ мощности 0,2-0,7 Вт/см2 и при давлении в реакторе 1-8 Па.