Presión de trabajo de la cámara de reacción para grabado con plasma reactivo
La presión de trabajo es uno de los parámetros importantes para la limpieza por plasma. Un aumento de presión significa un aumento de la densidad del plasma y una disminución de la energía media de las partículas.
Para el plasma dominado por reacciones químicas, un aumento de la densidad puede aumentar significativamente la velocidad de limpieza del sistema de plasma, mientras que el efecto de los sistemas de limpieza de plasma dominados por el bombardeo físico no es evidente.
Además, los cambios de presión pueden provocar cambios en el mecanismo de reacción de limpieza del plasma. Por ejemplo, en el plasma CF4/O2 utilizado en el proceso de grabado de silicio, el bombardeo de iones juega un papel dominante cuando la presión es baja. A medida que aumenta la presión, el grabado químico continúa fortaleciéndose y gradualmente asume el papel dominante.
El grabado con plasma utiliza una reacción de descarga luminosa de alta frecuencia para activar el gas reactivo en partículas activas, como átomos o radicales libres. Estas partículas activas se difunden hacia las piezas a grabar, donde interactúan con el material para grabar. La reacción continúa y se forman y eliminan reactivos volátiles.
Cómo funciona:
Se inicia un plasma en el sistema aplicando un fuerte campo electromagnético de RF (radiofrecuencia) al disco de la oblea. El campo normalmente se establece en una frecuencia de 13,56 MHz y se aplica a varios cientos de vatios. El campo eléctrico oscilante ioniza las moléculas de gas al quitarles electrones, creando un plasma.
Con cada ciclo a través del campo, los electrones son acelerados eléctricamente hacia arriba y hacia abajo por la cámara, a veces golpeando las paredes superiores de la cámara y el disco de la oblea. Al mismo tiempo, los iones más masivos se mueven relativamente menos en respuesta al campo eléctrico de RF. Cuando los electrones son absorbidos por las paredes de la cámara, simplemente se envían a tierra y no cambian el estado electrónico del sistema.
Sin embargo, los electrones depositados en el disco de la oblea hacen que el disco acumule carga debido a su aislamiento de CC. Esta acumulación de carga crea un gran voltaje negativo a través del plato, típicamente del orden de unos pocos cientos de voltios. El propio plasma genera una carga ligeramente positiva debido a la mayor concentración de iones positivos en comparación con los electrones libres.