СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2012

П РОЦЕССЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СЛОЁВ И ПОКРЫТИЙ ФИЗИЧЕСКИМ И РЕАКТИВНЫМ ФИЗИЧЕСКИМ ОСАЖДЕНИЕМ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ Получение высококачественных тонкоплёночных слоёв и покрытий из металлов, сплавов, диэлектриков и по лупроводников является актуальной задачей технологии изготовления различных элементов и устройств со временной электроники, оптики и точной механики. Например, в техно логических процессах производства интегральных микросхем (ИМС) с субстананометровыми топологичес кими нормами, состоящих из 500 – 700 операций, от 30 до 60% приходится на операции, связанные с получением тонкоплёночных слоёв систем изоля ции и металлизации [1]. В зеркалах от ражательной оптики для систем лито графии на экстремальном ультрафио лете (ЭУФ) с длиной волны 13,5 нм используются наборы из 30 – 60 пар бинарных слоёв Mo/Si толщиной со ответственно 2,8 и 4,1 нм и атомарной поверхностной гладкостью [2]. К ЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОПЛЁНОЧНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СЛОЁВ , СИСТЕМ И ПОКРЫТИЙ Термин «получение» плёнок и по крытий носит в микроэлектронике са мый общий характер и нуждается в уточнении, поскольку включает в себя процессы нанесения, осаждения, вы ращивания и формирования функци ональных слоёв на поверхности под ложек. Термин «нанесение» обычно характе ризует процессыполучения слоёв (плё СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 12 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2012 нок) из растворов методом центрифу гирования или душирования. К таким процессамотносятся нанесение резис тивных покрытий (плёнокфото , элек троно , рентгено иионорезистов), пла наризирующихиантиотражающихор ганических слоёв (плёнок полиимида и антиотражающих покрытий (anti re flective coating, ARC), диэлектриков, на зываемыхжидкими стёклами (SoG, spin on glass, или SoD, spin on dielectrics или FOX, flowable oxides)). К процессам осаждения функцио нальных слоёв относятся процессы, представленные на рисунке 1 [1], а именно: 1) физического осаждения из газовой фазы (ФОГФ) (PVD, physical vapor depo sition), которые реализуются [3]: ● с помощьютермического испарения материалов в вакууме (thermal va cuum evaporation) посредством ре зистивного, электроннолучевого, ин дукционного, лампового и лазерного нагрева с последующим осаждением материалов без изменения их хими ческого состава на поверхность под ложки; ● с помощьюионно плазменного (ка тодного, магнетронного – sputtering, magnetron sputtering) и ионно луче вого (ion beam sputtering) распыле ния материалов в вакууме или плаз ме низкого давления с последующим осаждениемматериалов без измене ния их химического состава на по верхность подложки; ● с помощью одновременного осаж дения испарённых и/или распы лённых в вакууме или плазме низ кого давления материалов в виде атомарного и ионного пучков на поверхность подложки без измене ния их химического состава(ion plating); 2) реактивного физического осажде ния из газовой фазы (реактивное ФОГФ – reactive PVD), которые реали зуются с помощью процессов, в кото рых газовая среда низкого давления содержит достаточное количество хи мически активного (реактивного) газа для изменения химического состава испарённого и/или распылённого ма териала при его осаждении на подлож ку. Причём изменение химического состава осаждаемого материала может достигаться как на стадии его испаре ния или распыления, так и на стадии его осаждения на подложку [4]; 3) химического осаждения из газовой фазы (ХОГФ–CVD, chemical vapor depo sition), которое реализуется посред ством подачи двух (или более) паро газовых реагентов, необходимых для образования требуемого материала в результате проведения термоактиви рованных химических реакций на гра нице раздела газовая (паровая) фаза – подложка. При этомреагенты в вакуум ную камеру, называемую в этом случае реактором, могут подаваться одновре менно или поочерёдно, непрерывно или дискретно, с использованием или без использования газов носителей. Если химическая реакция осаждения требуемого материала на подложку происходит только за счёт темпера туры, то процесс ХОГФ называется термическим ХОГФ (thermal CVD), низкотемпературным (LT) или высо котемпературным (HT). А если при проведении химической реакции осаждения используются различные способы активации, к которым отно сятся плазма, катализаторы, световые излучения и др., то такие процессы ХОГФназываются процессами ХОГФ с дополнительной активацией, напри мер, плазмоактивированный процесс ХОГФ (ПА ХОГФ) (plasma enhanced CVD, PE CVD) [5]; 4) плазмохимическогоосаждения (ПХО) (plasma chemical deposition or plasma deposition), являющегося разновид ностью химического осаждения из газовой фазы (ХОГФ), в котором реа гентыиповерхность подложки активи руются в плазме разряда иодновремен Применение вакуумно плазменных технологий в электронике Владимир Белецкий, Валерий Киреев, Сергей Князев, Данил Челапкин (Москва) В статье приведена классификация процессов получения тонкоплёночных слоёв, систем и покрытий, перечислены области применения и технологические характеристики процессов физического осаждения из газовой фазы функциональных плёночных слоёв. Рассмотрена эволюция параметров структур после проведения операций ФОГФ, и проведён анализ состава и параметров оборудования для реализации процессов. © СТА-ПРЕСС